CN102678201A - 涡轮增压器的轴承构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮增压器的轴承构造，其具备：旋转轴、形成有轴承孔的轴承外壳、配置于轴承孔内且将旋转轴支承为能够旋转的半浮式的轴承部件。轴承部件在其内周面具有沿旋转轴的轴向隔开规定的间隔地设置的第一轴承部和第二轴承部。轴承部件的内周面的第一轴承部与第二轴承部之间的区域和旋转轴的外周面，构成向第一轴承部以及第二轴承部的内周面侧供给润滑油的油路。在轴承部件上形成有向油路供给润滑油的贯通孔。在第一轴承部以及第二轴承部的内周面上分别形成有抑制涡动振动的油槽。油槽的一部分被封闭。

Description

涡轮增压器的轴承构造

技术领域

本发明涉及涡轮增压器的轴承构造。

背景技术

日本专利特开2007-170296号公报以及日本专利特开2010-138757号公报公开了一种涡轮增压器的轴承构造，其具备：旋转轴、形成有轴承孔的轴承外壳、以及配置于轴承孔内且将旋转轴支承为能够旋转的半浮式的轴承部件。在上述的涡轮增压器的轴承构造中，轴承部件在其内周面上具有沿旋转轴的轴向隔开规定的间隔设置的第一轴承部和第二轴承部。轴承部件的内周面的第一轴承部与第二轴承部之间的区域和旋转轴的外周面构成向第一轴承部以及第二轴承部的内周面侧供给润滑油的油路。在轴承部件上形成有向油路供给润滑油的贯通孔。从轴承外壳的润滑油的供给孔供给的润滑油通过轴承部件的贯通孔而被供给至油路后，流入第一轴承部以及第二轴承部的各内径面与旋转轴之间的间隙并形成油膜。

在上述的以往的涡轮增压器的轴承构造中，想到在旋转轴旋转后会因形成于第一轴承部以及第二轴承部的各内径面与旋转轴之间的间隙的油膜的动态作用而产生旋转轴的油膜涡动振动或者油膜振荡振动(以下，均称为“涡动振动”)。为了抑制涡动振动而考虑缩小旋转轴与轴承部之间的间隙。然而，担心会因油膜缺失而引起旋转轴的烧伤。

考虑通过遍及第一轴承部以及第二轴承部的各内径面的轴向上的全长形成油槽，来降低油膜的旋转速度，抑制涡动振动。然而，在遍及第一轴承部以及第二轴承部的各内径面的轴向上的全长形成油槽的情况下，虽然能够抑制涡动振动，但供给至轴承部件的油路的润滑油反而容易沿着油槽向轴承外部过量地流出。因此，会想到由于润滑油的过量流出，必须增加供油量并且油密封性会恶化。

发明内容

本发明的目的在于提供涡轮增压器的轴承构造，其能够抑制因形成于轴承部件的第一轴承部以及第二轴承部的各内径面与旋转轴之间的间隙的油膜所引起的旋转轴的涡动振动，并且能够抑制润滑油的过量流出。

本发明是涡轮增压器的轴承构造，其具备旋转轴、形成有轴承孔的轴承外壳、以及配置于轴承孔内且将旋转轴支承为能够旋转的半浮式的轴承部件，轴承部件在其内周面具有沿旋转轴的轴向隔开规定的间隔地设置的第一轴承部和第二轴承部，轴承部件的内周面的第一轴承部与第二轴承部之间的区域和旋转轴的外周面，构成向第一轴承部以及第二轴承部的内周面侧供给润滑油的油路，在轴承部件上形成有向油路供给润滑油的贯通孔，在第一轴承部以及第二轴承部的内周面分别形成有油槽，该油槽抑制涡动振动且该油槽的一部分被封闭。

在本发明中，利用分别形成于轴承部件的第一轴承部以及第二轴承部的各内径面的油槽，能够降低油膜的回转速度，从而能够抑制涡动振动。而且，通过将油槽的一部分封闭，能够抑制润滑油的过量流出。

油槽可以在油路侧开口且在轴承部件的端面侧封闭。通过形成油路侧开口且轴承部件的端面侧封闭的油槽，润滑油被顺畅地供给至第一轴承部以及第二轴承部的各内径面与旋转轴的外周面之间的间隙，并形成油膜。由此能够防止烧伤，并且能够抑制涡动振动。

油槽的轴向上的长度尺寸可以设定为，第一轴承部以及第二轴承部各自的轴向上的长度尺寸的1/2以上。利用轴向上的长度尺寸被设定为各轴承部的轴向上的长度尺寸的1/2以上的油槽，能够良好地抑制涡动振动。

通过以下的详细描述及列举的附图，可以更加充分地理解本发明，但本发明并非限定于此。

通过以下的详细描述，可以清楚理解本发明进一步的应用范围。然而，详细描述及具体的例子作为本发明的优选实施方式仅为例示，在本发明的宗旨和范围内的各种变化及变更对于本领域技术人员而言是显而易见的。

附图说明

图1是表示采用了本实施方式所涉及的轴承构造的涡轮增压器的纵剖视图。

图2是放大表示涡轮增压器的轴承构造的纵剖视图。

图3是表示轴承部件单体的纵剖视图。

图4是沿图3的IV-IV线的横剖视图。

图5是表示轴承部件的油槽相对于轴向倾斜地形成的实施方式的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。其中，在说明中对相同元件或者具有相同功能的元件使用同一附图标记，并省略重复的说明。

参照图1～图4对本实施方式所涉及的涡轮增压器的轴承构造进行说明。如图1所示，涡轮增压器具备：涡轮机外壳1、压缩机外壳2、轴承外壳10、涡轮机叶轮18、压缩机叶轮19、以及旋转轴20。

轴承外壳10具有：在中心部贯通设置有轴承孔15的外壳主体11、配置于外壳主体11的一端侧的外周面的涡轮机侧凸缘12、以及配置于外壳主体11的另一端侧的外周面的压缩机侧凸缘13。在外壳主体11的轴承孔15中，经由后面详述的半浮式的轴承部件30，可旋转地安装有旋转轴20。在旋转轴20的一端部形成有大径轴部21。在大径轴部21的端部安装有涡轮机叶轮18。在旋转轴20的另一端部形成有小径轴部25。在小径轴部25上，中间隔着密封环挡圈26地安装有压缩机叶轮19。利用螺栓等将与涡轮机叶轮18对应的涡轮机外壳1紧固于轴承外壳10的涡轮机侧凸缘12。利用螺栓等将与压缩机叶轮19对应的压缩机外壳2紧固于压缩机侧凸缘13。在形成于旋转轴20的大径轴部21的外周面的环状槽22内嵌入有密封环28。密封环28与外壳主体11中的、形成于轴承孔15的一端部的外侧的孔部的内周面紧密接触。在形成于密封环挡圈26的外周面的环状槽27内嵌入有密封环29。密封环29与外壳主体11中的、形成于轴承孔15的另一端部的外侧的孔部的内周面紧密接触。

如图2、图3所示，半浮式的轴承部件30由用于滑动轴承的金属材料(例如，铜系合金材料)或者陶瓷材料等构成，并形成为圆筒状。在轴承部件30的外径面配置有外径侧的第一轴承部31以及第二轴承部32。第一轴承部31和第二轴承部32沿旋转轴20的轴向(以下，简单地称为“轴向”)隔开规定的间隔地设置。第一轴承部31和第二轴承部32分别隔着狭小的间隙S1(例如，20μm～100μm)嵌插于轴承外壳10的轴承孔15的内周面。即，间隙S1是轴承部件30的第一轴承部31以及第二轴承部32各自与轴承外壳10的轴承孔15的内周面之间的间隙。在轴承部件30的外径面、且在第一轴承部31与第二轴承部32之间配置有小径部33。小径部33与轴承外壳10的轴承孔15之间的环状的空间部分是外径侧的油路34。从形成于轴承外壳10的润滑油的供给孔16向外径侧的油路34供给润滑油。

在轴承部件30的内径面配置有内径侧的第一轴承部35以及第二轴承部36。第一轴承部35和第二轴承部36沿轴向隔开规定的间隔地设置。第一轴承部35和第二轴承部36隔着与缝隙S1同样的狭小的间隙S2嵌插于旋转轴20的外周面。即，间隙S2是轴承部件30的第一轴承部35以及第二轴承部36各自与旋转轴20的外周面之间的间隙。在轴承部件30的内径面、且在第一轴承部35与第二轴承部36之间配置有大径孔部37。大径孔部37与旋转轴20的外周面之间的环状的空间部是内径侧的油路38。即，轴承部件30的内周面的第一轴承部35与第二轴承部36之间的区域和旋转轴20的外周面，构成向第一轴承部35以及第二轴承部36的内周面侧供给润滑油的内径侧的油路38。在轴承部件30上，从小径部33直到大径孔部37形成有贯通孔45。外径侧的油路34与内径侧的油路38通过贯通孔45连通。在轴承部件30上，从小径部33直到大径孔部37贯通设置有销孔46。通过将止转销50从轴承外壳10的销孔17嵌插到轴承部件30的销孔46，来防止轴承部件30相对于轴承外壳10转动，并且阻止轴承部件30朝轴向移动。

如图3、图4所示，在轴承部件30的第一轴承部35以及第二轴承部36的内径面分别形成有多个油槽40、41。多个油槽40、41与轴向平行，且油槽的一部分封闭。在本实施方式中，各油槽40、41朝内径侧的油路38开口，在轴承部件30的两端面侧封闭。即，各油槽40、41一端朝内径侧的油路38开口，另一端在轴向封闭。各油槽40、41的轴向上的长度尺寸L1设定为，第一轴承部35以及第二轴承部36的轴向上的长度尺寸L2的1/2以上。

在本实施方式中，如图4所示，从轴向观察，第一轴承部35的油槽40在周向上间隔120度的角度地设置为3个。从轴向观察，第二轴承部36的油槽41也在周向上间隔120度的角度地设置为3个。从轴向观察，油槽40和油槽41以在周向上错开60度的状态配置。即，从轴向观察，油槽40和油槽41分别配置于不同的角度位置。由此，供给至内径侧的油路38的润滑油被稳定地供给至第一轴承部35和第二轴承部36。

本实施方式所涉及的涡轮增压器的轴承构造如上述那样构成。从轴承外壳10的润滑油的供给孔16供给的润滑油流到外径侧的油路34后，分别流入间隙S1并形成油膜。流到外径侧的油路34的润滑油的一部分通过轴承部件30的贯通孔45被供给至内径侧的油路38后，流入间隙S2并形成油膜。

在轴承部件30的第一轴承部35以及第二轴承部36的内径面形成有油槽40、41。利用这些油槽40、41能够降低油膜的回转速度并抑制涡动振动，并且能够防止旋转轴20的烧伤。由于油槽40、41的一部分封闭，所以能够抑制润滑油的过量流出。因此，不需要增加供油量。并且，由于还可抑制过量流出的润滑油朝密封环28飞散，所以油密封性不会恶化。若为了抑制涡动振动而遍及第一轴承部35以及第二轴承部36的轴向的全长形成油槽，则润滑油沿着该油槽过量地流出。因此，需要增加润滑油的供油量。与此相对，由于油槽40、41的一部分封闭，所以不需要增加供油量。

在本实施方式中，各油槽40、41朝内径侧的油路38开口，轴承部件30的两端面侧封闭。由此，能够顺畅地将润滑油供给至间隙S2并形成油膜，并且能够抑制涡动振动。另外，由于将各油槽40、41的轴向上的长度尺寸L1设定为，第一轴承部35以及第二轴承部36的轴向上的长度尺寸L2的1/2以上，因此能够良好地抑制涡动振动。

此外，本发明并非限定于上述的实施方式，而能够在不脱离本发明的宗旨的范围内以各种方式进行实施。例如，虽然在上述实施方式中示出了在轴承部件30的第一轴承部35以及第二轴承部36的内径面分别形成有多个油槽40、41的方式，但油槽40、41也可以各形成1个。虽然在上述实施方式中各油槽40、41与轴向平行地形成，但也可以图5所示相对于轴向倾斜地形成。油槽40、41也可以朝已进入油槽40、41的润滑油向大径孔部37返回的方向倾斜地形成。该情况下，即使润滑油随着旋转轴20的旋转而旋转，也能够进一步防止润滑油流出。在图5中，从压缩机外壳2的一侧沿轴向观察，旋转轴20的旋转方向为顺时计方向。

显然，可对以上描述的本发明进行各种变更。这些变更并未脱离本发明的宗旨及范围，这些对于本领域技术人员而言显而易见的全部更改都包含在权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

该涡轮增压器的轴承构造具备：

旋转轴、

形成有轴承孔的轴承外壳、以及

配置于所述轴承孔内且将所述旋转轴支承为能够旋转的半浮式的轴承部件，

所述轴承部件在其内周面具有沿所述旋转轴的轴向隔开规定的间隔地设置的第一轴承部和第二轴承部，

所述轴承部件的内周面的所述第一轴承部与所述第二轴承部之间的区域和所述旋转轴的外周面，构成向所述第一轴承部以及所述第二轴承部的内周面侧供给润滑油的油路，

在所述轴承部件形成有向所述油路供给润滑油的贯通孔，

在所述第一轴承部以及所述第二轴承部的所述内周面分别形成有油槽，该油槽抑制涡动振动且该油槽的一部分被封闭。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

所述油槽在所述油路侧开口，在所述轴承部件的端面侧封闭。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

所述油槽的所述轴向上的长度尺寸设定为，所述第一轴承部以及所述第二轴承部各自的所述轴向上的长度尺寸的1/2以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

所述油槽与所述轴向平行或者相对于所述轴向倾斜地形成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

在所述第一轴承部以及第二轴承部的所述内周面分别形成有多个所述油槽。

6.根据权利要求5所述的涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

从所述轴向观察，所述多个油槽等间隔地配置。

7.根据权利要求5或6所述的涡轮增压器的轴承构造，其特征在于，

从所述轴向观察，形成于所述第一轴承部的所述内周面的所述多个油槽和形成于所述第二轴承部的所述内周面的所述多个油槽分别配置于不同的角度位置。

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