CN103967596A - 增压机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种增压机，该增压机具备：增压机主体；形成于增压机主体的轴承孔（2a）；旋转自如地插通于轴承孔，并在一端设置有涡轮叶轮且在另一端设置有压缩机叶轮的涡轮轴（8）；旋转自如地支撑涡轮轴，并在轴承孔内相对地配置于涡轮叶轮侧的涡轮侧轴承部（20c）以及相对地配置于压缩机叶轮侧的压缩机侧轴承部（20d）；设置于增压机主体中的轴承孔的径向外侧，利用在内部流通的润滑油冷却增压机主体的冷却油路（26）；将对压缩机侧轴承部进行了润滑的润滑油导入冷却油路的第一导油路（27）；以及将对涡轮侧轴承部进行了润滑的润滑油导入冷却油路的第二导油路（30）。

Description

增压机

技术领域

本发明涉及向轴承孔供给润滑油的增压机。

背景技术

以往，公知有将涡轮轴旋转自如地支撑于轴承壳体的增压机，其中，涡轮轴在一端设置有涡轮叶轮，在另一端设置有压缩机叶轮。将这样的增压机与发动机连接，从而通过被从发动机排出的废气使涡轮叶轮旋转，并且通过该涡轮叶轮的旋转经由涡轮轴使压缩机叶轮旋转。这样，增压机伴随着压缩机叶轮的旋转而压缩空气并将该空气输送至发动机。

在轴承壳体沿涡轮轴的轴向贯通有轴承孔。在该轴承孔配置有轴承部。而且，从轴承壳体的外侧向轴承孔供给润滑油。润滑油对涡轮轴与轴承部进行润滑。润滑油对轴承部进行润滑，然后，从轴承孔的两端排出至轴承孔的外侧。例如，在日本特开2009-127437号公报中记载有在轴承孔的涡轮叶轮侧设置有排油路，从而从上述排油路排出对轴承部进行润滑后的润滑油的结构。另外，在该公报中记载有在轴承壳体设置有冷却用的冷却油的油路（冷却油路），从而对成为高温的轴承壳体的涡轮叶轮侧进行冷却的结构。

冷却油路设置于轴承壳体的内部的涡轮叶轮侧。另外，冷却油路呈环状形成于润滑油的排油路的径向外侧。在冷却油路例如导入有对压缩机叶轮侧的轴承部（向心轴承）进行了润滑的润滑油、对配置于压缩机叶轮侧的推力轴承进行了润滑的润滑油。

然而，若在高温时冷却性能不足，则存在在轴承、密封圈等部件产生烧结、永久应变等损伤、残留于油路内的油进一步恶化的担忧。特别是，由于轴承壳体的涡轮侧成为高温，所以存在上述的现象因发动机的运转状况而变得显著的可能性。上述的现象存在在壳体内部的壁面等堆积沉淀物，从而产生冷却性能进一步降低的恶性循环的情况。因此，在增压机中，期望冷却性能更进一步的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高润滑油的冷却性能、抑制部件的恶化以及沉淀物的堆积的增压机。

本发明的第一方式是一种增压机，其特征在于，具备：增压机主体；形成于上述增压机主体的轴承孔；旋转自如地插通于上述轴承孔，并在一端设置有涡轮叶轮且在另一端设置有压缩机叶轮的涡轮轴；旋转自如地支撑上述涡轮轴，并在上述轴承孔内相对地配置于上述涡轮叶轮侧的涡轮侧轴承部以及相对地配置于上述压缩机叶轮侧的压缩机侧轴承部；设置于上述增压机主体中的上述轴承孔的径向外侧，利用在内部流通的润滑油冷却上述增压机主体的冷却油路；将对上述压缩机侧轴承部进行了润滑的润滑油导入上述冷却油路的第一导油路；以及将对上述涡轮侧轴承部进行了润滑的润滑油导入上述冷却油路的第二导油路。

本发明的第二方式是一种增压机，其特征在于，具备：增压机主体；形成于上述增压机主体的轴承孔；旋转自如地插通于上述轴承孔，并在一端设置有涡轮叶轮且在另一端设置有压缩机叶轮的涡轮轴；旋转自如地支撑上述涡轮轴，并在上述轴承孔内相对地配置于上述涡轮叶轮侧的涡轮侧轴承部以及相对地配置于上述压缩机叶轮侧的压缩机侧轴承部；与上述涡轮轴一体地旋转的推力环；沿上述涡轮轴的轴向与上述推力环对置地配置，并经由该推力环承受上述涡轮轴的推力负荷的推力轴承；设置于上述增压机主体中的上述轴承孔的径向外侧，利用在内部流通的润滑油冷却上述增压机主体的冷却油路；将对上述压缩机侧轴承部以及上述推力轴承的任意一方或者双方进行了润滑的润滑油导入上述冷却油路的第一导油路；以及将对上述涡轮侧轴承部进行了润滑的润滑油导入上述冷却油路的第二导油路。

也可以还具备设置于上述轴承孔的上述涡轮叶轮侧并存积对上述涡轮侧轴承部进行润滑后的润滑油的储油部，上述第二导油路与上述储油部连通。

也可以具备半浮式金属，其以被限制沿上述涡轮轴的轴向以及旋转方向的移动的状态收纳于上述轴承孔，并具有供该涡轮轴插通的插通孔，上述涡轮侧轴承部以及上述压缩机侧轴承部由轴承面构成，该轴承面为该半浮式金属的上述插通孔的内周面。

根据本发明，能够提高润滑油的冷却性能，抑制部件的恶化以及沉淀物的堆积。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的增压机的示意剖视图。

图2是图1的轴承壳体内部的局部放大图。

图3（a）以及图3（b）是用于对冷却油路进行说明的说明图，图3（a）示出了在图1的轴承壳体中利用点划线表示的部分的剖面，图3（b）示出了图3（a）的III（b）-III（b）线剖面。

图4是变形例的与图2对应的部分的示意剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。上述的实施方式所示的尺寸、材料、其他具体的数值等只不过是用于容易理解发明的例示，除了特别说明的情况之外，不对本发明进行限定。此外，在本说明书以及附图中，对实际上具有相同的功能、结构的要素标注相同的附图标记，从而省略重复说明，另外，对与本发明没有直接关系的要素省略图示。

图1是增压机C的示意剖视图。以下，以将图1所示的箭头L方向设为增压机C的左侧，并将箭头R方向设为增压机C的右侧的方式来进行说明。如图1所示，增压机C具备增压机主体1。增压机主体1具备：轴承壳体2、通过紧固螺栓3连结于轴承壳体2的左侧的涡轮壳体4、以及通过紧固螺栓5连结于轴承壳体2的右侧的压缩机壳体6。上述的壳体被一体化。

在轴承壳体2形成有沿增压机C的左右方向贯通的轴承孔2a。在该轴承孔2a设置有轴承部件7。轴承部件7将涡轮轴8支撑为旋转自如，并且承受作用于涡轮轴8的推力负荷。在涡轮轴8的左端部一体地固定有涡轮叶轮9。涡轮叶轮9以能够自由旋转的方式收纳于涡轮壳体4内。另外，在涡轮轴8的右端部一体地固定有压缩机叶轮10。压缩机叶轮10旋转自如地收纳于压缩机壳体6内。

在压缩机壳体6形成有进气口11。进气口11朝增压机C的右侧开口，并与空气净化器（未图示）连接。另外，在通过紧固螺栓5将轴承壳体2与压缩机壳体6连结的状态下，上述两壳体2、6的对置面形成使空气升压的扩散流路12。扩散流路12以从涡轮轴8（压缩机叶轮10）的径向内侧朝向外侧的方式形成为环状。扩散流路12在上述的径向内侧经由压缩机叶轮10与进气口11连通。

另外，在压缩机壳体6设置有压缩机涡旋流路13。压缩机涡旋流路13位于比扩散流路12更靠涡轮轴8（压缩机叶轮10）的径向外侧，并形成为环状。压缩机涡旋流路13与发动机（未图示）的进气口连通。压缩机涡旋流路13也与扩散流路12连通。因此，若压缩机叶轮10旋转，则从进气口11向压缩机壳体6内吸收空气。被吸收的空气在在压缩机叶轮10的叶轮之间流通的过程中主要通过离心力的作用被增速，并在扩散流路12以及压缩机涡旋流路13中被升压，从而导入发动机的进气口。

在涡轮壳体4设置有涡轮涡旋流路14。涡轮涡旋流路14位于比涡轮叶轮9更靠涡轮轴8的径向外侧，并形成为环状。另外，在涡轮壳体4形成有排出口15。排出口15经由涡轮叶轮9与涡轮涡旋流路14连通。并且，排出口15与涡轮叶轮9的正面面对，并与废气净化装置（未图示）连接。

在通过紧固螺栓3将轴承壳体2与涡轮壳体4连结的状态下，上述两壳体2、4的对置面在它们之间形成间隙16。该间隙16构成供废气流通的流路（可变流路）x，并以从涡轮轴8的径向内侧朝向外侧的方式形成为环状。

涡轮涡旋流路14与导入从发动机（未图示）排出的废气的气体流入口（未图示）连通。涡轮涡旋流路14也与上述的间隙16连通。因此，废气被从气体流入口导入涡轮涡旋流路14，然后，经由流路x以及涡轮叶轮9导入排出口15。在该流通过程中，废气使涡轮叶轮9旋转。而且，上述的涡轮叶轮9的旋转力经由涡轮轴8传递至压缩机叶轮10，从而压缩机叶轮10旋转。如上述那样，通过该压缩机叶轮10的旋转力，对空气进行升压并将该空气导入发动机的进气口。

若被导入涡轮壳体4的废气的流量变化，则涡轮叶轮9以及压缩机叶轮10的旋转量变化。若两叶轮9、10的旋转量变化，则存在无法将被充分升压的空气稳定地导入发动机的进气口的情况。因此，在间隙16设置有可变定子叶片机构17。可变定子叶片机构17固定于涡轮壳体4与轴承壳体2对置的对置面，从而对流路x的开度（流路面积、喷嘴之间的开度）进行调整。

可变定子叶片机构17与废气的流量对应地使被导入涡轮叶轮9的废气的流速变化。具体而言，可变定子叶片机构17在发动机的转速较低且废气的流量较少的情况下，缩小流路x的开度而使被导入涡轮叶轮9的废气的流速增加。其结果，即使较少的流量也能够使涡轮叶轮9旋转。

图2是图1的轴承壳体2内部的局部放大图，以提取图1的点划线部分的方式表示。以下，参照图2对设置于轴承孔2a的轴承部件7进行说明。

轴承部件7具备旋转自如地支撑涡轮轴8的向心轴承20、承受作用于涡轮轴8的推力负荷的推力轴承21、22。

向心轴承20由所谓的半浮式金属构成。向心轴承20具有沿涡轮轴8的轴向贯通的插通孔20a。在插通孔20a插通有涡轮轴8。在向心轴承20形成有从上述向心轴承20的内周面（插通孔20a）贯通至外周面的孔20b。

在轴承壳体2设置有润滑油路23。润滑油路23从轴承壳体2的外部分别与向心轴承20以及推力轴承22连通。润滑油从润滑油路23供给至轴承孔2a。然后，润滑油的一部分流入向心轴承20的外周面与轴承孔2a之间的间隙，从而担负对轴承壳体2的冷却、对推力轴承21的润滑等的作用。另外，一部分的润滑油流入向心轴承20的孔20b，从而导入向心轴承20的内周面。

在向心轴承20的内周面设置有轴承面。轴承面通过从孔20b流入的润滑油，在与涡轮轴8之间保持油膜，并且通过该油膜的压力承受涡轮轴8的径向的负荷。以下，将相对地位于涡轮叶轮9侧（在图2中，为左侧）的轴承面称为涡轮侧轴承部20c，并将相对地位于压缩机叶轮10侧（在图2中，为右侧）的轴承面称为压缩机侧轴承部20d。

另外，在向心轴承20设置有销孔20e。销孔20e沿与涡轮轴8的轴向垂直的方向贯通。在轴承壳体2形成有螺纹孔2b。螺纹孔2b从轴承孔2a的径向外侧贯通至内侧。另外，螺纹孔2b与收纳于轴承孔2a的向心轴承20的销孔20e对置。

销24在其一部分具有螺纹槽，由此与螺纹孔2b螺合。销24的前端侧插通于向心轴承20的销孔20e。这样，向心轴承20被限制相对于轴承孔2a沿涡轮轴8的轴向以及旋转方向的移动。

推力环25具有供涡轮轴8插通的固定孔25a。推力环25在使涡轮轴8插通于固定孔25a的状态下，固定于涡轮轴8的比向心轴承20更靠压缩机叶轮10侧，并与涡轮轴8一体地旋转。

推力轴承21、22相对于推力环25在涡轮轴8的轴向的两侧各配置有一个，来承受涡轮轴8的轴向的负荷（推力负荷）。推力轴承21、22分别在沿涡轮轴8的轴向贯通的插通孔21a、22a插通有涡轮轴8，从而具有涡轮轴8与推力轴承21、22相对旋转的关系。

润滑油从润滑油路23直接供给至推力轴承21、22以及推力环25。对压缩机侧轴承部20d进行了润滑的润滑油也供给至推力轴承21、22以及推力环25。

在本实施方式中，设置有用于对轴承壳体2进行冷却的冷却油路26。

图3（a）以及图3（b）是用于对冷却油路26进行说明的说明图。图3（a）示出了在图1的轴承壳体2中利用点划线表示的部分的剖面。图3（b）示出了图3（a）的III（b）-III（b）线剖面。

如图3（a）所示，冷却油路26在轴承壳体2的涡轮侧，呈环状设置于涡轮轴8（轴承孔2a）的径向外侧。冷却油路26通过利用图3（a）中的虚线表示的第一导油路27与配置有推力轴承22的部分连通。第一导油路27是设置于轴承壳体2的孔，且相对于润滑油路23在涡轮轴8的周向的位置（相位）不同的位置设置有两个。

第一导油路27将对压缩机侧轴承部20d以及推力轴承22进行了润滑的润滑油导入冷却油路26。通过从第一导油路27导入的润滑油在冷却油路26流通，从而对轴承壳体2进行冷却。

如图2所示，在轴承孔2a的涡轮叶轮9侧设置有储油部28。储油部28形成为直径比配置有向心轴承20的轴承孔2a的部分的直径大。储油部28临时存积润滑油。被存积的润滑油是对涡轮侧轴承部20c进行润滑后的润滑油，以及进入向心轴承20的外周与轴承孔2a之间的间隙，从而对轴承壳体2进行冷却并且排出至涡轮叶轮9侧的润滑油。

在轴承壳体2形成有排油路2c。排油路2c设置于储油部28与涡轮叶轮9之间。排油路2c将从储油部28（轴承孔2a）排出至涡轮叶轮9侧的润滑油导入增压机C的垂直下方，从而防止向涡轮叶轮9漏油。在涡轮轴8设置有凸缘部8a。凸缘部8a使储油部28从排油路2c隔断（隔开）。凸缘部8a抑制从储油部28向排油路2c排出润滑油，并且在储油部28内产生恒定的压力。

第二导油路30是从储油部28的上端连通至冷却油路26中的位于轴承孔2a的垂直上方的部位的流路。第二导油路30相对于第一导油路27，设置于涡轮轴8的周向的相位不同的位置。在储油部28积存的润滑油的一部分通过与供给压力对应地产生的储油部28内的压力而从第二导油路30流向冷却油路26。

排出路29是从储油部28的下端连通至排油路2c的流路。不流向冷却油路26而在储油部28积存的润滑油的一部分通过与供给压力对应地产生的储油部28内的压力而从排出路29流向排油路2c。此外，也可以根据发动机的规格等省略排出路29。

第二导油路30将对涡轮侧轴承部20c进行了润滑的润滑油、进入向心轴承20的外周与轴承孔2a之间的间隙从而对轴承壳体2进行冷却并且排出至涡轮叶轮9侧的润滑油导入冷却油路26。另一方面，第一导油路27也将润滑油导入冷却油路26。上述的导油路27、30使在冷却油路26流通的润滑油的量增加。其结果，能够提高润滑油的冷却性能，从而抑制部件的恶化、沉淀物的堆积。

另外，在储油部28连通有第二导油路30，因此导入轴承孔2a的涡轮侧或者储油部28的润滑油导入冷却油路26。因此，能够减少排出至涡轮叶轮9的润滑油，从而能够减少向涡轮叶轮9漏油。

在上述的实施方式中，旋转自如地支撑涡轮轴8的轴承由半浮式金属构成。然而，如图4所示的变形例那样，也可以由所谓的全浮式金属构成旋转自如地支撑涡轮轴8的轴承（向心轴承40）。在该情况下，向心轴承40由涡轮侧轴承部40c与压缩机侧轴承部40d构成，从而承受涡轮轴8的径向的负荷。此外，涡轮侧轴承部40c是在轴承孔2a内相对地配置于涡轮叶轮9侧的全浮式金属。另外，压缩机侧轴承部40d是相对地配置于压缩机叶轮10侧的全浮式金属。

与上述的实施方式相同，在变形例中，也在轴承孔2a的涡轮叶轮9侧设置有储油部28，在涡轮轴8设置有用于将储油部28从排油路2c隔断的凸缘部8a。而且，对存积于储油部28的润滑油施加恒定的压力，从而通过该压力使润滑油通过第二导油路30导入冷却油路26。因此，与上述的实施方式相同，能够确保在冷却油路26流通的润滑油的量。但是，轴承孔2a内的润滑油的油压存在将使用了半浮式金属的情况维持为比使用了全浮式金属的情况高的特性。因此，在作为支撑涡轮轴8的轴承而使用了半浮式金属的情况下，能够使导入冷却油路26的润滑油的量进一步增加。

在上述的实施方式中，设置有推力轴承21、22。然而，也可以不设置推力轴承21、22，而通过构成向心轴承20的半浮式金属承受推力负荷。在该情况下，第一导油路27将对压缩机侧轴承部20d进行了润滑的润滑油导入冷却油路26。即，第一导油路27构成为将对压缩机侧轴承部20d、以及推力轴承21、22的任意一方或者双方进行了润滑的润滑油导入冷却油路26。

在上述的实施方式以及变形例中，设置有一个推力环25，两个推力轴承21、22设置于涡轮轴8的轴向的推力环25的两侧。与此相对，也可以设置一个推力轴承，两个推力环设置于涡轮轴8的轴向的上述一个推力轴承的两侧。

在上述的实施方式以及变形例中，设置有一个第二导油路30。然而，第二导油路30也可以在涡轮轴8的周向以错开相位（位置）的方式设置有多个。

只要以供对涡轮侧轴承部20c、40c进行了润滑的润滑油在第二导油路30流通的方式，第二导油路30的轴承孔2a侧的端部（开口部）位于比第一导油路27的轴承孔2a侧的端部更靠涡轮叶轮9侧，则不限定上述端部的位置。但是，在设置由半浮式金属构成的向心轴承20的情况下，导入向心轴承20的外周面与轴承孔2a之间的间隙的润滑油相比对涡轮侧轴承部20c进行了润滑的润滑油成为低温。因此，如图2所示，使第二导油路30与储油部28的上端连通，从而若将导入向心轴承20的外周面与轴承孔2a之间的间隙的润滑油积极地输送至第二导油路30，则能够进一步将低温的润滑油导入冷却油路26。

此外，在上述的实施方式以及变形例中，垂直下方是在增压机C例如假设为在置于水平面的车辆等上搭载时的姿势时，重力作用于该姿势的增压机C的方向，在图1～图4中，在附图中成为下侧。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了说明，但不言而喻本发明不限定于上述的实施方式。若为本领域技术人员，则在权利要求书所记载的范畴内，明确能够想到各种的变更例或者修正例，对此也当然理解为属于本发明的技术范围。

Claims (8)

1.一种增压机，其特征在于，具备：

增压机主体；

形成于所述增压机主体的轴承孔；

旋转自如地插通于所述轴承孔，并在一端设置有涡轮叶轮且在另一端设置有压缩机叶轮的涡轮轴；

旋转自如地支撑所述涡轮轴，并在所述轴承孔内相对地配置于所述涡轮叶轮侧的涡轮侧轴承部以及相对地配置于所述压缩机叶轮侧的压缩机侧轴承部；

设置于所述增压机主体中的所述轴承孔的径向外侧，利用在内部流通的润滑油冷却所述增压机主体的冷却油路；

将对所述压缩机侧轴承部进行了润滑的润滑油导入所述冷却油路的第一导油路；以及

将对所述涡轮侧轴承部进行了润滑的润滑油导入所述冷却油路的第二导油路。

2.一种增压机，其特征在于，具备：

增压机主体；

形成于所述增压机主体的轴承孔；

旋转自如地插通于所述轴承孔，并在一端设置有涡轮叶轮且在另一端设置有压缩机叶轮的涡轮轴；

旋转自如地支撑所述涡轮轴，并在所述轴承孔内相对地配置于所述涡轮叶轮侧的涡轮侧轴承部以及相对地配置于所述压缩机叶轮侧的压缩机侧轴承部；

与所述涡轮轴一体地旋转的推力环；

沿所述涡轮轴的轴向与所述推力环对置地配置，并经由该推力环承受所述涡轮轴的推力负荷的推力轴承；

设置于所述增压机主体中的所述轴承孔的径向外侧，利用在内部流通的润滑油冷却所述增压机主体的冷却油路；

将对所述压缩机侧轴承部以及所述推力轴承中的任意一方或者双方进行了润滑的润滑油导入所述冷却油路的第一导油路；以及

将对所述涡轮侧轴承部进行了润滑的润滑油导入所述冷却油路的第二导油路。

3.根据权利要求1所述的增压机，其特征在于，

还具备设置于所述轴承孔的所述涡轮叶轮侧并存积对所述涡轮侧轴承部进行润滑后的润滑油的储油部，

所述第二导油路与所述储油部连通。

4.根据权利要求2所述的增压机，其特征在于，

还具备设置于所述轴承孔的所述涡轮叶轮侧并存积对所述涡轮侧轴承部进行润滑后的润滑油的储油部，

所述第二导油路与所述储油部连通。

5.根据权利要求1所述的增压机，其特征在于，

具备半浮式金属，其以被限制沿所述涡轮轴的轴向以及旋转方向的移动的状态收纳于所述轴承孔，并具有供该涡轮轴插通的插通孔，所述涡轮侧轴承部以及所述压缩机侧轴承部由轴承面构成，该轴承面为该半浮式金属的所述插通孔的内周面。

6.根据权利要求2所述的增压机，其特征在于，

具备半浮式金属，其以被限制沿所述涡轮轴的轴向以及旋转方向的移动的状态收纳于所述轴承孔，并具有供该涡轮轴插通的插通孔，所述涡轮侧轴承部以及所述压缩机侧轴承部由轴承面构成，该轴承面为该半浮式金属的所述插通孔的内周面。

7.根据权利要求3所述的增压机，其特征在于，

具备半浮式金属，其以被限制沿所述涡轮轴的轴向以及旋转方向的移动的状态收纳于所述轴承孔，并具有供该涡轮轴插通的插通孔，所述涡轮侧轴承部以及所述压缩机侧轴承部由轴承面构成，该轴承面为该半浮式金属的所述插通孔的内周面。

8.根据权利要求4所述的增压机，其特征在于，

具备半浮式金属，其以被限制沿所述涡轮轴的轴向以及旋转方向的移动的状态收纳于所述轴承孔，并具有供该涡轮轴插通的插通孔，所述涡轮侧轴承部以及所述压缩机侧轴承部由轴承面构成，该轴承面为该半浮式金属的所述插通孔的内周面。