一、研究背景
1.柴油机涡轮增压器的工作原理是利用发动机废气能量驱动涡轮高速旋转,带动同轴的叶轮将外界空气压缩送入气缸,使柴油得到充分的燃烧,达到提高功率降低油耗的目的。实践中,柴油车涡轮增压器常常因为润滑不良而导致损坏,涡轮增压器损坏后,轻则出现发动机功率明显下降,重则使柴油发动机根本无法工作。
2.涡轮增压器是提高柴油机输出功率的关键部件,其转速可达4万~7万r/mi n,所以涡轮增压器对润滑条件要求非常严格。使用中涡轮增压器损坏的根本原因在于柴油发动机在起动工况或机油压力突然下降时,造成涡轮增压器内部润滑油供应不及时或供油量不足,造成摩擦部位热量的大量聚积,从而烧坏涡轮增压器。
3.在涡轮增压器的使用和保养上,凡是在更换润滑油或机油滤清器后,以及车辆长期停放或环境温度过低时,发动机起动前必须通过涡轮增压器润滑油进油口,注入干净的润滑油,使涡轮增压器在工作时得到充分润滑。为了达到此目的,传统的做法是拆卸涡轮增压器油管接头进行注油,多次拆装后,容易造成涡轮增压器油管接头的损坏。此项工作繁琐,效率低,不易操做,还存在漏注或注入不足的问题。本文提出的方案能很好地解决这个问题。
二、技术方案涉及的主要部件
该方案涉及的主要部件有:点火开关、继电器、储油器、单向阀、指示灯、压力开关和电磁阀等。其功用分别为:
1.点火开关:控制继电器触点,打开时触点闭合,关闭时触点断开。
2.继电器(结构原理图如图1所示):一是控制储油器2个电磁阀的动作,开启和关闭油道;二是以小电流控制大电流,保护点火开关。
3.储油器:由电磁阀1、电磁阀2、储油室组成(如图2所示)。
电磁阀1:一是起动时推动储油室柱塞向下移动,实现注油;二是运转时,依据储油室内腔中的弹簧张力和油压,及时供油或储油,三是停机后储油,为下次起动注油做准备。
电磁阀2:开启和关闭油道,实现注油和蓄油,起动时开启,停机时关闭。
储油室:依据油道润滑油工作压力与储油室内腔中的弹簧张力,存储一定压力的润滑油为起动注油、运转补油和停机储油做准备。
储油器:为柴油机起动或突然停机时提供一定压力的润滑油。
4.压力开关:由接线柱、弹簧、金属触盘组成(如图3所示)。其功用是在润滑油工作压力作用下,推动触盘使接线柱联通,控制油压过低报警灯亮灭。
5.指示灯:指示涡轮增压器出油口润滑油压力,提醒驾驶员注意系统润滑油压力情况,便于发现故障及时排除。
6.单向阀:注油时,保证润滑油流向涡轮增压器内部油道,提高所注润滑油的利用率。
三、技术方案的简要工作情况
1.打开点火开关,发动机起动时的工作情况。
此时继电器触点闭合,电磁阀1、电磁阀2工作,工作电路示意图如图4所示,具体工作情况是:
继电器电磁线圈外部工作电路:
蓄电池正极→点火开关→继电器接线柱→继电器线圈→继电器搭铁接线柱→搭铁。
此时继电器触点在电磁吸力下闭合,接通电磁阀1、电磁阀2线路工作。
电磁阀1工作电路:
蓄电池正极→继电器固定触点接线柱→继电器活动触点接线柱→继电器活动触点臂→继电器接线柱→电磁阀1火线接线柱→电磁阀1搭铁接线柱→搭铁。
此时,电磁阀1的电磁线圈产生吸力,起动时推动储油室柱塞向下移动,实现注油;运转时,依据储油室内腔中的弹簧张力和油压,及时供油或储油;停机后储油,为下次起动注油做准备。
电磁阀2工作电路:
蓄电池正极→继电器固定触点接线柱→继电器活动触点接线柱→继电器活动触点臂→继电器接线柱→电磁阀2火线接线柱→电磁阀2搭铁接线柱→搭铁。
此时,电磁阀2电磁线圈产生吸力,打开储油器出口油道,由于此时单向阀关闭,电磁阀1的柱塞克f}单簧张力向涡轮增压器内部注油,达到发动机只要运转,涡轮增压器就能得到充分润滑的目的。
指示灯工作电路:
当出口处润滑油压达到设计压力3~5kg/cm 2时,金属触盘克服弹簧张力左移,接通2个触点。
其电路为:蓄电池正极→继电器固定触点接线柱→继电器活动触点接线柱→继电器活动触点臂→继电器接线柱→指示灯→压力开关接线柱→搭铁。
该控制电路用来时刻反映涡轮增压器内部的润滑油工作压力情况,当出口处油压低于3kg/cm 2时指示灯灭,便于发现故障,及时排除。
2.关闭点火开关,发动机熄火时工作情况。其工作电路示意图如图5所示。
电磁阀1、电磁阀2和指示灯电路全部切断。由于正常工作时,电磁阀2始终保持打开,润滑油压力和储油室弹簧张力大于电磁阀产生的电磁力,推动储油活塞上行,储油室充满润滑油,发动机熄火后,电磁阀1,电磁阀2立即关闭,储油器与油管油道立即封闭,保证了储油室内部在发动机熄火时保存有一定量的润滑油,为下次起动注油做好充分的准备。
运转中,机油压力若瞬间低于正常工作压力范围,电磁阀1产生的电磁力大于润滑油压力和储油室弹簧张力之和,电磁力推动活塞下行,储油室的润滑油经电磁阀2流向涡轮增压器内部,实现补油。