CN105980686A - 增压器及增压器供油系统 - Google Patents

Abstract

增压器具备：主轴(8)，其具有小径部(8a)和形成在小径部的转轴方向的两侧且直径比小径部大的两个大径部(8b)；以及半浮式金属件(7)，其具有呈圆筒形状且供主轴插通的主体(7a)、形成在主体的内周面并与主轴的大径部对置地对主轴进行轴支撑的两个轴承面(7b)、形成在主体的内周面并位于两个轴承面之间且内径比轴承面大的非轴承面(7c)、在非轴承面开口而向非轴承面与主轴的径向的间隙供给润滑油的油路(7d)，并且向间隙供给的润滑油对两个轴承面进行润滑，两个轴承面中的至少任一方的轴承面相比于与一方的轴承面沿径向对置的大径部，向两个轴承面的接近方向延伸。

Description

增压器及增压器供油系统

技术领域

本发明涉及利用半浮式金属件对主轴进行轴支撑的增压器及增压器供油系统。

背景技术

以往，已知有一种增压器，其将在一端设置涡轮叶轮并在另一端设置压缩机叶轮的涡轮轴旋转自如地轴支撑在轴承壳上。将这样的增压器与发动机连接，利用从发动机排出的废气使涡轮叶轮旋转，并且利用该涡轮叶轮的旋转并经由涡轮轴使压缩机叶轮旋转。这样，增压器随着压缩机叶轮的旋转对空气进行压缩并向发动机送出。

在轴承壳上形成轴承孔并在该轴承孔中配设轴承。轴承具有供涡轮轴插通的插通孔，在其内周面上形成承受径向荷载的轴承面。在专利文献1所述的增压器中设有一种这样的轴承，即规定涡轮轴的旋转方向的移动的半浮式金属件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－193709号公报

发明内容

发明所要解决的课题

虽然对半浮式金属件进行润滑的润滑油可以利用过滤器来除去异物，但是仍然存在混入极微小的异物的可能性。这样，当混入了微小异物的润滑油被供给半浮式金属件时，则存在异物进入半浮式金属件的轴承面的可能性。

本发明的目的在于提供一种能够抑制润滑油中混入的异物进入轴承面并提高抗异物性能的增压器及增压器供油系统。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案是一种增压器，其特征在于，具备：增压器主体；主轴，其容纳在增压器主体中并在两端设置叶轮，且具有小径部和形成在小径部的转轴方向的两侧且直径比小径部大的两个大径部；以及半浮式金属件，其具有呈圆筒形状且供主轴插通的主体、形成在主体的内周面并与主轴的大径部对置地对主轴进行轴支撑的两个轴承面、形成在主体的内周面并位于两个轴承面之间且内径比轴承面大的非轴承面、以及在非轴承面开口而向非轴承面与主轴的径向的间隙供给润滑油的油路，并且向间隙供给的润滑油对两个轴承面进行润滑，两个轴承面中的至少任一方的轴承面相比于与一方的轴承面沿径向对置的大径部，向两个轴承面的接近方向延伸。

大径部具备：从与小径部的交界部分连续并随着从小径部远离而外径变大的锥部；和从锥部连续而具有与锥部的最大直径相等的外径的平行部，也可以在相比于与轴承面沿径向对置的大径部向接近方向延伸的轴承面上，形成有轴承槽，该轴承槽的一端位于两个轴承面的远离方向的端部侧且另一端位于接近方向的端部侧，并且相比于大径部的平行部朝向接近方向延伸。

也可以在相比于与轴承面沿径向对置的大径部向接近方向延伸的轴承面上，形成有非槽部，该非槽部相对于轴承槽的另一端在接近方向上邻接并与轴承面对齐。

也可以在相比于与轴承面沿径向对置的大径部向接近方向延伸的轴承面上，在相比于与轴承面沿径向对置的大径部的平行部向接近方向延伸的部位，以沿半浮式金属件的周向的方式延伸有从半浮式金属件的内周面向径向凹陷的槽。

也可以在非轴承面上，以沿半浮式金属件的周向的方式延伸有从半浮式金属件的内周面向径向凹陷的槽。

也可以在半浮式金属件的转轴方向的两端面中的至少一方的端面侧，与一方的端面对置地设置与主轴一体旋转的套环，半浮式金属件经由套环承受主轴的推力载荷。

本发明的第二方案是一种增压器供油系统，其特征在于，具备：贮存部，其贮存润滑油；泵，其从贮存部送出润滑油；过滤器部，其从利用泵送出的润滑油除去异物；增压器，其供给利用过滤器部除去了异物的润滑油；以及阀，其对绕过过滤器部而将利用泵送出的润滑油向增压器供给的油路进行开闭，增压器具备：增压器主体；主轴，其容纳在增压器主体中并在两端设置叶轮，且具有小径部和形成在小径部的转轴方向的两侧且直径比小径部大的两个大径部；以及半浮式金属件，其具有呈圆筒形状且供主轴插通的主体、形成在主体的内周面并与主轴的大径部对置地对主轴进行轴支撑的两个轴承面、形成在主体的内周面并位于两个轴承面之间且内径比轴承面大的非轴承面、以及在非轴承面开口而向非轴承面与主轴的径向的间隙供给润滑油的油路，并且向间隙供给的润滑油对两个轴承面进行润滑，两个轴承面中的至少任一方的轴承面相比于与一方的轴承面沿径向对置的大径部，向两个轴承面的接近方向延伸。

发明的效果

根据本发明，能够抑制混入润滑油的异物进入轴承面并提高抗异物性能。

附图说明

图1是概略表示本发明实施方式的增压器供油系统的示意图。

图2是本发明实施方式的增压器的概略剖视图。

图3是图2的虚线部分的抽出图。

图4是对比例的与图3对应的部位的剖视图。

图5是本发明实施方式的半浮式金属件的剖视图。

图6是本发明实施方式的第一变形例的与图3对应的部位的剖视图。

图7是本发明实施方式的第二变形例的半浮式金属件的剖视图。

图8是本发明实施方式的第三变形例的与图3的单点划线部分对应的部位的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。该实施方式所示的尺寸、材料以及其它具体的数值等仅为容易理解发明的例示，除了特别说明的情况以外并非对本发明进行限定。另外，在本说明书及其附图中对实质上具有相同的功能、结构的要素附加相同符号而省略重复说明，并且对与本发明没有直接关系的要素省略图示。

图1是概略表示增压器供油系统100的示意图。如图1所示，增压器供油系统100包含贮存润滑油的贮存部102。贮存部102例如以油盘构成。

泵104从贮存部102送出润滑油。过滤器部106从利用泵104从贮存部102送出的润滑油除去异物。然后，向增压器C供给利用过滤器部106除去了异物的润滑油。对增压器C将在后面叙述。

并且，在增压器供油系统100中设有油路108。油路108在万一过滤器部106发生故障的情况下，则绕过过滤器部106而向增压器C供给利用泵104送出的润滑油。在油路108上配设有开闭油路108的阀110，阀110在过滤器部106正常发挥功能的期间关闭。

图2是增压器C的概略剖视图。以下将图2所示箭头L设为指向增压器C的左侧的方向，并将箭头R设为指向增压器C的右侧的方向进行说明。如图2所示，增压器C具备增压器主体1。该增压器主体1具有：轴承壳2、在轴承壳2的左侧利用紧固机构3连结的涡轮壳4、以及在轴承壳2的右侧利用紧固螺栓5连结的压缩机壳6。并使它们一体化。

在轴承壳2的涡轮壳4近旁的外周面上设有突起2a。突起2a在轴承壳2的径向上突出。并且，在涡轮壳4的轴承壳2近旁的外周面上设有突起4a。突起4a在涡轮壳4的径向上突出。通过将突起2a、4a利用紧固机构3进行带紧固而将轴承壳2和涡轮壳4相互固定。紧固机构3由夹持突起2a、4a的紧固带(例如G接头)构成。

在轴承壳2上形成有轴承孔2b。轴承孔2b在增压器C的左右方向上延伸而贯通轴承壳2。在该轴承孔2b设置半浮式金属件7，利用该半浮式金属件7将主轴8旋转自如地轴支撑。在主轴8的左端部(一端)一体地固定有涡轮叶轮9，该涡轮叶轮9旋转自如地容纳在涡轮壳4内。并且，在主轴8的右端部(另一端)一体地固定有压缩机叶轮10，该压缩机叶轮10旋转自如地容纳在压缩机壳6内。

在压缩机壳6上形成有吸气口11。吸气口11在增压器C的右侧开口，并与空气滤清器(未图示)连接。并且，在利用紧固螺栓5将轴承壳2与压缩机壳6连结的状态下，利用这两个壳2、6的对置面形成使空气升压的扩散流道12。该扩散流道12从主轴8(压缩机叶轮10)的径向内侧朝向外侧形成为环状，并在上述的径向内侧经由压缩机叶轮10与吸气口11连通。

并且，在压缩机壳6设有压缩机涡旋流道13。压缩机涡旋流道13形成为环状且相比于扩散流道12位于主轴8(压缩机叶轮10)的径向外侧。压缩机涡旋流道13与发动机的吸气口(未图示)连通，并且还与扩散流道12连通。因此，当压缩机叶轮10旋转时，则从吸气口11向压缩机壳6内吸入空气。该吸入的空气在流过压缩机叶轮10的翼间的过程中因离心力作用而增速，并在扩散流道12及压缩机涡旋流道13中升压后导向发动机的吸气口。

在涡轮壳4形成有在增压器C的左侧开口并与废气净化装置(未图示)连接的排出口14。并且，在涡轮壳4设有流道15和相比于该流道15位于主轴8(涡轮叶轮9)的径向外侧的环状的涡轮涡旋流道16。涡轮涡旋流道16与引导从发动机的排气歧管(未图示)排出的废气的气体流入口(未图示)连通，并且还与上述的流道15连通。因此，从气体流入口导向涡轮涡旋流道16的废气经由流道15及涡轮叶轮9导向排出口14，并且在该流通过程中使涡轮叶轮9旋转。并且，上述的涡轮叶轮9的旋转力经由主轴8向压缩机叶轮10传递，并如上所述，利用压缩机叶轮10的旋转力，使空气升压而导向发动机的吸气口。

图3是图2的虚线部分的抽出图。如图3所示，半浮式金属件7具有圆筒形状的主体7a，在主体7a中插通主轴8。在主体7a的内周面设有两个轴承面7b、7b。这些轴承面7b、7b在主轴8的转轴方向上相互远离。并且，在主体7a的内周面设有非轴承面7c。非轴承面7c在主轴8的转轴方向上位于两个轴承面7b、7b之间。轴承面7b的内径形成为比非轴承面7c的内径小。

在主轴8的插通于半浮式金属件7的主体7a的部位上形成有小径部8a和两个大径部8b、8b。各大径部8b的直径比小径部8a大且分别形成于小径部8a的转轴方向的两侧。在主轴8的径向上，各大径部8b与半浮式金属件7的轴承面7b对置。这里，大径部8b包含：从与小径部8a的交界部分连续而随着从小径部8a远离而外径增大的锥部8d；和从锥部8d连续并具有与锥部8d的最大直径相等的外径的平行部8e。

半浮式金属件7的非轴承面7c与主轴8在主轴8的径向上相互远离，其结果是在主体7a内形成了间隙S。并且，在半浮式金属件7设有在主轴8的径向上贯通的油路7d。油路7d与形成于轴承壳2的油路2c对置，并且在非轴承面7c开口而向间隙S供给润滑油。

半浮式金属件7被销17限制了相对于轴承壳2的相对的移动，当主轴8旋转时则会在主轴8的大径部8b与半浮式金属件7的轴承面7b之间产生相对的旋转移动。此时，向间隙S供给的润滑油对两个轴承面7b进行润滑，从而将主轴8轴支撑于轴承面7b。

并且，在主轴8设有套环8c。套环8c形成为与涡轮叶轮9侧(在图3中为左侧)的大径部8b的涡轮叶轮9侧连续。套环8c的外径比大径部8b大。套环8c与半浮式金属件7的转轴方向的涡轮叶轮9侧的端面7e对置并与主轴8一体旋转。半浮式金属件7经由套环8c承受主轴8的推力载荷。

图4是对比例的与图3对应的部位的剖视图。在对比例中，主轴Sa的大径部B相比于半浮式金属件M的轴承面Ma，在两个轴承面Ma的接近方向上延伸。这里，接近方向是指两个对象中的一方面对另一方的方向。

润滑油随着主轴Sa的旋转而沿主轴Sa的旋转方向流动，并逐渐接近轴承面Ma。当润滑油中含有异物时，则异物会随着润滑油的流动，如图4中的空心箭头所示，在主轴Sa的轴向上移动，并且受到离心力而容易朝向半浮式金属件M的内周面侧。因此，在对比例中存在混入润滑油的异物的一部分到达轴承面Ma的风险。

另一方面，在本实施方式中，如图3所示，轴承面7b相比于与该轴承面7b沿径向对置的大径部8b的锥部8d，在两个轴承面7b的接近方向上延伸。

在润滑油中含有异物的情况下，异物会因离心力而向主轴8的径向外侧移动并在主轴8的轴向上移动而逐渐接近轴承面7b。另外，利用在轴承面7b与非轴承面7c的交界上形成的锥部T阻挡异物向轴承面7b侧移动。

并且，在图3中交差阴影所示的区域是在轴承面7b与主轴8的对置部分中的主轴8侧的外径比最大直径小的部分上形成的间隙。在该间隙中，润滑油因锥部T而削弱了朝向轴承面7b侧的主轴8的轴向的流动，因此与朝向主轴8的轴向的流动相比，朝向径向外侧的流动成为主流。

因此，能够抑制异物朝向交差阴影所示区域的在主轴8的轴向上移动的润滑油的流动。其结果是，能够抑制异物向半浮式金属件7的轴承面7b的进入并提高抗异物性能。

图5是半浮式金属件7的剖视图。如图5所示，在两个轴承面7b分别形成有轴承槽18。轴承槽18在轴承面7b上沿周向等间隔地设有4个并大致以90度间隔形成。

这里，轴承槽18与主轴8的轴向平行地延伸。轴承槽18的一端18a位于两个轴承面7b的远离方向的端部7g侧，轴承槽18的另一端18b位于两个轴承面7b的接近方向的端部7h侧。

并且，在两个轴承面7b分别设有非槽部19。非槽部19是从轴承槽18相对于两个轴承槽18的另一端18b在接近方向上邻接并与轴承面7b对齐的部位。

如图3所示，轴承槽18相比于大径部8b的平行部8e，朝向两个轴承面7b的接近方向延伸。因此，在图3中交差阴影所示的区域中万一发生部分异物滞留的情况下，也能够抑制异物进入半浮式金属件7的轴承面7b。

并且，由于形成有非槽部19，因此轴承槽18不会贯通到在轴承面7b与非轴承面7c的交界上形成的锥部T，能够利用锥部T抑制滞留的异物进入轴承槽18。

图6是本实施方式的第一变形例的与图3对应的部位的剖视图。如图6所示，在第一变形例中，在轴承面7b的相比于沿径向对置的大径部8b的平行部8e向转轴方向的中心侧延伸的部位上，形成有向半浮式金属件7的径向凹陷的槽8f。该槽8f在半浮式金属件7的周向上延伸，例如形成为环状。

并且，在非轴承面7c形成有向半浮式金属件7的径向凹陷的槽8g。该槽8g与上述槽8f同样地在半浮式金属件7的周向上延伸，例如形成为环状。

当润滑油中含有异物时，则润滑油随着主轴8的旋转而旋转流动，因此异物也会与润滑油一起旋转，并因离心力而接近半浮式金属件7的内周面。这样，通过设置槽8f、8g，接近内周面的异物会进入槽8f、8g而受到8f、8g的壁面阻挡，向轴承面7b侧的前进受到抑制。

图7是本实施方式的第二变形例的半浮式金属件7的剖视图。虽然在图7中省略了主轴8的图示，但是在第二变形例中也与上述实施方式同样地，轴承面7b相比于两个大径部8b中与该轴承面7b沿径向对置的大径部8b，在两个轴承面7b的接近方向上延伸。

并且，在第二变形例中，进而如图7所示，在半浮式金属件7的非轴承面7c设有阻挡部20。阻挡部20由向半浮式金属件7的径向凹陷的槽构成，并相对于主轴8的周向倾斜。具体而言，阻挡部20越靠近主轴8的旋转方向(在图7中如箭头所示向下)的前方侧，则越向接近转轴方向中心侧的朝向、换言之向从轴承面7b远离的方向倾斜。因此，当润滑油中所含异物随着主轴8的旋转而向主轴8的旋转方向的前方侧移动时，则异物会沿着阻挡部20被导向半浮式金属件7的转轴方向中心侧、即从轴承面7b远离的方向。

并且，阻挡部20形成为螺旋状，异物朝向半浮式金属件7的转轴方向中心侧而不会从阻挡部20脱离地被引导。这样，阻挡部20阻挡了向间隙S供给的润滑油中所含的异物向轴承面7b侧(在图7中为半浮式金属件7的端面7e、7f侧)的前进。

图8是本实施方式的第三变形例的与图3的单点划线部分对应的部位的剖视图。在主轴8的小径部8a上，在主轴8的周向上延伸有向径向突出的外周突起21。

并且，外周突起21的径向前端从外周突起21的径向基端朝向两个轴承面7b的接近方向(在图8中为右侧)延伸。即，外周突起21的图8中右侧的侧面21a成为被凿挖的形状。

并且，在非轴承面7c形成阻挡部22。阻挡部22由在半浮式金属件7的径向上突出的突起构成，外周突起21与阻挡部22沿径向对置。并且，外周突起21的前端相对于阻挡部22的前端向图8中的右侧延伸。

在第三变形例中，从油路7d朝向轴承面7b的润滑油中所含的异物因阻挡部22的影响而滞留，因此不易到达轴承面7b。并且由于润滑油的流动，异物有时会被带到主轴8的外周面近旁，在该情况下，能够利用外周突起21将接近外周突起21的侧面21a的异物向相比于阻挡部22从轴承面7b远离的方向引导。

在上述的实施方式及变形例中，对两个轴承面7b双方都相比于两个大径部8b中与该轴承面7b沿径向对置的大径部8b，在两个轴承面7b的接近方向上延伸的情况进行了说明。但是，也可以仅使两个轴承面7b中任一方的轴承面7b相比于与该轴承面7b沿径向对置的大径部8b，在两个轴承面7b的接近方向上延伸。该情况下，在任一方的轴承面7b上形成的轴承槽18相比于大径部8b的平行部8e，朝向两个轴承面7b的接近方向延伸即可。并且，非槽部19与在任一方的轴承面7b上形成的轴承槽18邻接地形成即可。并且，槽8g也可以在任一方的轴承面7b中形成在比沿径向对置的大径部8b的平行部8e更向转轴方向的中心侧延伸的部位上。

并且，虽然在上述的实施方式中对设有轴承槽18的情况进行了说明，但是轴承槽18不是必须的结构。并且，即使在设置轴承槽18的情况下也可以不设置非槽部19。

并且，虽然在上述的第一变形例中对设有槽8f、8g双方的情况进行了说明，但是也可以仅设置槽8f、8g的任一方。

并且，在上述的第二变形例中，对从压缩机叶轮10侧观察时主轴8的旋转方向为顺时针的情况进行了说明。但是，主轴8的旋转方向也可以是从压缩机叶轮10侧观察时的逆时针方向。

并且，在上述的实施方式及变形例中，设置与主轴8一体旋转的套环8c，半浮式金属件7经由套环8c承受主轴8的推力载荷。但是，在上述的实施方式及变形例中，套环8c不是必须的。但是，在设置套环8c而半浮式金属件7承受推力载荷的情况下，由于半浮式金属件7的端面7e与套环8c的间隙狭窄，因此轴承面7b与大径部8b相比在两个轴承面7b的接近方向上延伸，是有助于抑制异物向轴承面7b侧移动的结构。

并且，在增压器供油系统100的过滤器部106发生故障的情况下，则向增压器C供给绕过过滤器部106的润滑油。该情况下，润滑油含异物的可能性提高。该情况下，虽然可以预想会有多于正常量的异物从油路7d进入间隙S，但是根据上述的实施方式及变形例，能够尽量抑制异物进入轴承面7b，更长地确保正常运转时间。

以上参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明当然不限于这些实施方式。显然，本领域人员能够在权利要求书记载的范畴内获得各种变更例或修正例，这些也当然属于本发明的技术范围。

产业上的利用可能性

本发明能够用于利用半浮式金属件对主轴进行轴支撑的增压器及增压器供油系统。

Claims (7)

1.一种增压器，其特征在于，具备：

增压器主体；

主轴，其容纳在上述增压器主体中并在两端设置叶轮，且具有小径部和形成在该小径部的转轴方向的两侧且直径比该小径部大的两个大径部；以及

半浮式金属件，其具有呈圆筒形状且供上述主轴插通的主体、形成在该主体的内周面并与该主轴的上述大径部对置地对该主轴进行轴支撑的两个轴承面、形成在该主体的内周面并位于该两个轴承面之间且内径比该轴承面大的非轴承面、以及在该非轴承面开口而向该非轴承面与该主轴的径向的间隙供给润滑油的油路，并且向该间隙供给的润滑油对该两个轴承面进行润滑，

上述两个轴承面中的至少任一方的轴承面相比于与该一方的轴承面沿径向对置的上述大径部，向该两个轴承面的接近方向延伸。

2.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，

上述大径部具备：从与上述小径部的交界部分连续并随着从该小径部远离而外径变大的锥部；和从该锥部连续而具有与该锥部的最大直径相等的外径的平行部，

在相比于与上述轴承面沿径向对置的上述大径部向上述接近方向延伸的该轴承面上，形成有轴承槽，该轴承槽的一端位于上述两个轴承面的远离方向的端部侧且另一端位于上述接近方向的端部侧，并且相比于上述大径部的平行部朝向该接近方向延伸。

3.根据权利要求2所述的增压器，其特征在于，

在相比于与上述轴承面沿径向对置的上述大径部向上述接近方向延伸的该轴承面上，

形成有非槽部，该非槽部相对于上述轴承槽的另一端在上述接近方向上邻接并与上述轴承面对齐。

4.根据权利要求2或3所述的增压器，其特征在于，

在相比于与上述轴承面沿径向对置的上述大径部向上述接近方向延伸的该轴承面上，在相比于与该轴承面沿径向对置的上述大径部的平行部向上述接近方向延伸的部位，以沿上述半浮式金属件的周向的方式延伸有从上述半浮式金属件的内周面向径向凹陷的槽。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的增压器，其特征在于，

在上述非轴承面上，以沿上述半浮式金属件的周向的方式延伸有从上述半浮式金属件的内周面向径向凹陷的槽。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的增压器，其特征在于，

在上述半浮式金属件的上述转轴方向的两端面中的至少一方的端面侧，与该一方的端面对置地设置与上述主轴一体旋转的套环，

上述半浮式金属件经由上述套环承受上述主轴的推力载荷。

7.一种增压器供油系统，其特征在于，具备：

贮存部，其贮存润滑油；

泵，其从上述贮存部送出上述润滑油；

过滤器部，其从利用上述泵送出的上述润滑油除去异物；

增压器，其供给利用上述过滤器部除去了异物的上述润滑油；以及

对油路进行开闭的阀，该油路绕过上述过滤器部而将利用上述泵送出的上述润滑油供给至上述增压器，

上述增压器具备：

增压器主体；

主轴，其容纳在上述增压器主体中并在两端设置叶轮，且具有小径部和形成在该小径部的转轴方向的两侧且直径比该小径部大的两个大径部；以及

半浮式金属件，其具有呈圆筒形状且供上述主轴插通的主体、形成在该主体的内周面并与该主轴的上述大径部对置地对该主轴进行轴支撑的两个轴承面、形成在该主体的内周面并位于该两个轴承面之间且内径比该轴承面大的非轴承面、以及在该非轴承面开口而向该非轴承面与该主轴的径向的间隙供给润滑油的油路，并且向该间隙供给的润滑油对该两个轴承面进行润滑，

上述两个轴承面中的至少任一方的轴承面相比于与该一方的轴承面沿径向对置的上述大径部，向该两个轴承面的接近方向延伸。