CN107850114B - 多圆弧轴承以及增压器 - Google Patents

Abstract

多圆弧轴承具备：与轴(8)轴向垂直的剖面形状为包括多个圆弧(lobe)的形状的轴承面(20a)；供油槽(20e)，其设置于轴承面并在轴的轴向上延伸，轴的旋转方向的前方侧端部(20h)中的轴承空隙(cl₁)比旋转方向的后方侧端部(20i)中的轴承空隙(cl₂)小。

Description

多圆弧轴承以及增压器

技术领域

本发明涉及轴支撑轴的多圆弧轴承以及增压器。

背景技术

一直以来，所熟知轴在轴承外壳上可自由旋转地被支撑的增压器。在轴的一端设置涡轮叶轮，在另一端设置压缩机叶轮。增压器连接于发动机，通过从发动机排出的尾气涡轮叶轮旋转。通过该涡轮叶轮的旋转，增压器叶轮通过轴旋转。如此，增压器伴随压缩机叶轮的旋转压缩空气并向发动机输送。

增压器的轴例如通过半浮轴承轴支撑。半浮轴承是环状部件。在半浮轴承的内周面形成轴承面。在专利文献1中记载了搭载所谓多圆弧轴承的增压器。多圆弧轴承的轴承面为在垂直于轴的剖面中连结了多个圆弧的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-193409号公报

发明内容

发明所要解决的课题

可是，润滑轴与轴承面之间的润滑油的粘性依存于油温。因此，若流入轴与轴承面的间隙(从间隙流出)中的油量过多，则由润滑油引起的油膜的冷却效果就会变得过高。由于油膜温度变低，润滑油的粘性不会下降，机械损失就会变大。

本发明的目的在于提供一种可使润滑油充分地升温而降低机械损失的多圆弧轴承以及增压器。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明的多圆弧轴承具备与轴的轴向垂直的剖面形状为包括多个圆弧的形状的轴承面和供油槽，该供油槽设置于轴承面，在轴的轴向上延伸，并且轴的旋转方向前方侧端部中的轴承空隙比旋转方向的后方侧端部中的轴承空隙小。

供油槽配置于在轴的旋转方向上相邻的两个圆弧之间，轴承面可以在旋转方向上交替地配置在旋转方向上连续且轴承空隙扩大的扩大部、在旋转方向上连续且轴承空隙缩小的缩小部。

前方侧端部可以与缩小部连续，后方侧端部可以与扩大部连续。

可以是具备在内周面上形成有轴承面的环状的主体部的半浮轴承。

为了解决上述课题，本发明的增压器具备上述多圆弧轴承。

发明效果

根据本发明可使润滑油充分地升温而降低机械损失。

附图说明

图1是增压器的概略剖视图。

图2是图1中单点划线部分的抽出图。

图3(a)是表示图2中的III-III线剖面的图，图3(b)是将图3(a)中的虚线部分抽出并表示的图。

具体实施方式

以下参照附图关于适当的实施方式详细地进行说明。该实施方式中所表示的尺寸、材料、其他具体数字等只是为了容易地理解的示例，除了个别不允许的情况外并不限定结构。并且，在本说明书以及附图中，关于具有实质性相同的功能、结构的元件通过标注相同的符号省略重复说明。

图1是增压器C的概略剖面图。以下，将图1所示的箭头L方向作为增压器C的左侧，将箭头R方向作为增压器C的右侧进行说明。如图1所示，增压器C具备增压器主体1而构成。该增压器主体1具备轴承外壳2。在轴承外壳2的左侧通过连结螺栓3连结涡轮外壳4。另外，在轴承外壳2的右侧上通过连结螺栓5连接压缩机外壳6。轴承外壳2、涡轮外壳4、压缩机外壳6被一体化。

在轴承外壳2上形成在增压器C的左右方向贯通的轴承孔2a。另外，在轴承外壳2上形成从外部向该轴承孔2a导入润滑油的供油通路7。轴承孔2a被从供油通路7所供给的润滑油注满。在轴承孔2a中收纳半浮轴承S。通过该半浮轴承S可自由旋转地支撑轴8。在轴8的左端部一体化地固定涡轮叶轮9。该涡轮叶轮9可自由旋转地被收纳于涡轮外壳4内。另外，在轴8的右端部上一体化地固定压缩机叶轮10。该压缩机叶轮10可自由旋转地被收纳于压缩机外壳6内。

在压缩机外壳6上形成向增压器C右侧开口的吸气口11。吸气口11连接于未图示的空气过滤器。另外，在通过连结螺栓5连结轴承外壳2与压缩机外壳6的状态下，通过轴承外壳2与压缩机外壳6的对置面形成使空气增压的扩散流路12。该扩散流路12从轴8的径向内侧向外侧环状地形成。扩散流路12在上述径向内侧通过压缩机叶轮10连通于吸气口11。

另外，在压缩机外壳6上设置环状的压缩机涡旋流路13。压缩机涡旋流路13相比于扩散流路12位于轴8的径向外侧。压缩机涡旋流路13与未图示的发动机的吸气口连通。压缩机涡旋流路13也连通于扩散流路12。因此，若压缩机叶轮10旋转，则从吸气口11向压缩机外壳6内吸入空气。另外，被吸入的空气在流通压缩机叶轮10的叶片间的过程中增速增压。被增速增压的空气在扩散流路12以及压缩机涡旋流路13中增压(恢复压力)并被导入发动机。

在涡轮外壳4上形成排出口14。排出口14向增压器C的左侧开口。另外，排出口14连接于未图示的尾气净化装置。另外，在涡轮外壳4上设置流路15、环状的涡轮涡旋流路16。涡轮涡旋流路16相比于流路15位于轴8的径向外侧。涡轮涡旋流路16与未图示的气体流入口连通。向气体流入口引导从发动机的排气歧管排出的尾气。另外，涡轮涡旋流路16也连通于上述流路15。因此，从气体流入口向涡轮涡旋流路16导入的尾气通过流路15以及涡轮叶轮9被引导至排出口14。被导入至排出口14的尾气在其流通过程中使涡轮叶轮9旋转。并且，上述涡轮叶轮9的旋转力通过轴8向压缩机叶轮10传递。通过压缩机叶轮10的旋转力，如上述，空气增压并被引导至发动机中。

图2是图1中单点划线部分的抽出图。如图2所示，半浮轴承S具备环状的主体部20。主体部20被收纳于轴承孔2a中。在主体部20的内周上，分别在涡轮外壳4侧以及压缩机外壳6侧形成轴承面20a。涡轮外壳4侧的轴承面20a、压缩机外壳6侧的轴承面20a在轴8的轴向上隔离。

另外，在主体部20中、两个轴承面20a之间形成销孔20b。销孔20b是在与轴8的轴向相交的方向，在这里在轴8的径向上贯通主体部20。贯通孔2b压入、固定限制销21。贯通孔2b设置于与销孔20b对置的位置上。被固定于贯通孔2b中的限制销21使其前端进入销孔20b内。由此，半浮轴承S限制轴8的旋转方向的移动。

在主体部20的外周面与轴承孔2a的内周面之间形成间隙23。在主体部20的外周面，在轴8的轴向两端上分别形成减震面20c。该减震面20c是形成于主体部20与轴承孔2a之间的间隙23最小的部分。通过将向减震面20c与轴承孔2a的内周面之间供给的润滑油作为减震而发挥功能，能抑制轴8的振动。

另外，在轴8上，在位于轴承孔2a内的部分设置凸缘部8a。该凸缘部8a相比于插入半浮轴承S的主体部20中的部位外径大。凸缘部8a与主体部20中的、轴8轴向的一个(在这里，图2中，左侧)端面对置。另一方面，在主体部20中、轴8轴向的另一(在这里，图2中，右侧)端面上对置配置挡油部件22。挡油部件22被固定于轴8上。挡油部件22使从半浮轴承S向压缩机叶轮10的润滑油向轴8的径向外侧飞散。其结果，能抑制向压缩机叶轮10的润滑油的泄漏。

如此，半浮轴承S位于轴8的凸缘部8a与挡油部件22之间。另外，主体部20的轴向两端分别与凸缘部8a和挡油部件22对置。因此，半浮轴承S在两个轴承面20a上承受轴8的径向负荷。另外，半浮轴承S承受来自凸缘部8a以及挡油部件22的推力负荷。

并且，在轴承外壳2上形成从外部向轴承孔2a中引导润滑油的供油通路7。该供油通路7在轴承外壳2内分支为两个通路。供油通路7分别向涡轮外壳4侧的减震面20c以及压缩机外壳6侧的减震面20c开口。该供油通路7的两个开口部7a位于轴承面20a的径向外侧。

另外，在主体部20中、与两个开口部7a对置的位置上分别形成导油孔20d。导油孔20d从减震面20c贯通至轴承面20a。导油孔20d在涡轮外壳4侧以及压缩机外壳6侧分别在主体部20的圆周方向上隔离且等间隔地各设置三个(参照图3(a)、图3(b))。

因此，分别在涡轮外壳4侧以及压缩机外壳6侧，将从开口部7a向轴承孔2a引导的润滑油的一部分通过导油孔20d引导至轴承面20a。由此，在两轴承面20a能够充分地确保润滑油。

在轴承面20a中、导油孔20d所开口的部位上形成供油槽20e。这里，供油槽20e在轴8的轴向上从轴承面20a的一端延伸至另一端。并且，在供油槽20e中从导油孔20d导入润滑油。被引导至供油槽20e的润滑油沿供油槽20e在轴8的轴向上扩散。

图3(a)是表示图2中III-III线剖面的图，图3(b)是将图3(a)中虚线部分抽出而表示的图。涡轮外壳4侧的轴承面20a、压缩机外壳6侧的轴承面20a实质为相同的形状。因此，为了避免重复，关于涡轮外壳4侧的轴承面20a进行说明，关于压缩机外壳6侧的轴承面20a省略说明。

如图3(a)所示，轴承面20a为与轴8的轴向垂直的截面形状(以下，只称为截面形状)包括多个(在此，3个)圆弧lobe的形状。具体地说，在轴承面20a上形成供油槽20e。供油槽20e形成于在轴8的旋转方向上相邻的两个圆弧lobe之间。换而言之，供油槽20e跨过在轴8的旋转方向上相邻的两个圆弧lobe而形成。

另外，相对于轴承面20a的剖面形状包括多个圆弧lobe，轴8的剖面形状为圆形。因此，在轴8与主体部20处于同轴位置时，轴承空隙(轴8与轴承面20a的隔离距离)在轴8的圆周方向上不均匀。

详细地说，轴承面20a具备扩大部20f、缩小部20g。扩大部20f是轴承空隙在轴8的旋转方向(图3(a)中，用箭头表示的方向)连续地扩大(递增)的部位。如图3(a)所示，扩大部20f与缩小部20g在旋转方向上交替地配设。并且，供油槽20e中、轴8的旋转方向前方的前方侧端部20h与缩小部20g连续。供油槽20e中、轴8的旋转方向后方的后方侧端部20i与扩大部20f连续。

另外，如图3(b)所示，供油槽20e中、轴8的旋转方向前方的前方侧端部20h中的轴承空隙cl₁(与轴8的间隙)比旋转方向后方的后方侧端部20i中的轴承空隙cl₂(与轴8的间隙)小。

被供油槽20e引导的润滑油在图3(b)中如用实线箭头所表示，伴随轴8的旋转而连动。并且，润滑油流入前方侧端部20h与轴8的间隙(轴承空隙)。润滑了轴承面20a之后的润滑油的一部分从轴承面20a(主体部20)的轴向端部排出。另外，如图2所示，在主体部20中、两个轴承面20a之间形成排油孔20j。排油孔20j在与轴8的轴向相交的方向上，在此，在轴8的径向上贯通。另一方面，在轴承外壳2上，在与排油孔20j对置的位置上设置对置孔2c。润滑轴承面20a之后的润滑油的一部分通过排油孔20j以及对置孔2c从轴承孔2a排出。

此时，润滑轴8与轴承面20a之间的润滑油的粘性依存于油温。因此，若流入轴8与轴承面20a的间隙(从间隙流出)的油量过多，则由于来自轴8等的周边部件的热量，润滑油不能充分地升温。因此，润滑油的粘性不会下降，机械损失变大。在此，前方侧端部20h的轴承空隙cl₁比后方侧端部20i的轴承空隙cl₂小地形成。因此，相比较于使前方侧端部20h的轴承空隙cl₁比后方侧端部20i的轴承空隙cl₂大的情况，能抑制流入轴8与轴承面20a的间隙的润滑油的油量。其结果，润滑油能充分地升温而可降低机械损失。

另外，也可考虑通过油压控制等调整油量而降低机械损失。可是，这种情况需要根据轴8的转数的控制。另外，由于控制处理而存在润滑油不充分的可能性。另一方面，在使前方侧端部20h的轴承空隙cl₁比后方侧端部20i的轴承空隙cl₂小的情况下，即使不进行复杂的控制处理也能够简单且可靠地供给所需要最低限度的油量。

另外，在上述实施方式中，关于供油槽20e在轴8的轴向上从轴承面20a的一端延伸至另一端的情况进行说明。并且，供油槽20e只要在轴8的轴向延伸，则可不从轴承面20a的一端延伸至另一端。可是，供油槽20e如果从轴承面20a的一端延伸至另一端，在整个轴向的全长上能期待流入的润滑油的油量的抑制效果。因此，机械损失的降低效果强。

另外，在上述实施方式中，供油槽20e配置于在轴8的旋转方向上相邻的圆弧lobe之间。并且，关于在轴承面20a上，扩大部20f与缩小部20g在旋转方向上交替配置的情况进行说明。另外，供油槽20e可以不配置于相邻的圆弧lobe之间。另外，在轴承面20a上，可以在轴向上不交替配置扩大部20f与缩小部20g。这种情况下，剩余相邻的圆弧lobe连续的边界部分，存在在边界部分上形成台阶的可能性。该台阶扰乱润滑油的流动。相对于此，通过供油槽20e配置于相邻的圆弧lobe之间、在轴承面20a上扩大部20f与缩小部20g在旋转方向上交替配置，能起到以下的效果。即，在形成供油槽20e的加工中，除去相邻的圆弧lobe的边界部分。因此，可以避免在边界部分上残留台阶而扰乱润滑油流动的情况。

另外，在上述实施方式中，关于前方侧端部20h与缩小部20g连续、后方侧端部20i与扩大部20f连续的情况进行说明。另外，供油槽20e可以不配置于相邻的圆弧lobe之间。前方侧端部20h可以不与缩小部20g连续。后方侧端部20i可以不与扩大部20f连续。例如，可以将供油槽20e形成于不是相邻的圆弧lobe之间而是各圆弧lobe中的缩小部20g上。可是，通过前方侧端部20h与缩小部20g连续、后方侧端部20i与扩大部20f连续，起到以下效果。即，可确保使产生油膜压力的缩小部20g的面积变大、提高轴承性能。

另外，在上述实施方式中，关于多圆弧轴承是半浮轴承的情况进行说明。另外，多圆弧轴承例如可以是不限制旋转方向的移动、伴随轴8的旋转连动的全浮式轴承。在此，一般来说，半浮轴承比全浮式轴承机械损失大。因此，通过使多圆弧轴承为半浮轴承S，机械损失的降低效果进一步变大。

另外，在上述实施方式中，关于供油槽20e在三个圆弧lobe之间各设置一个、共三个的情况进行说明。另外，例如可以在三个圆弧lobe之间的三个部位中仅在1或2处设置供油槽2e。在该情况下，进一步抑制润滑油向轴承面20a的流入。因此，可进一步降低机械损失。

另外，在上述实施方式中，举例说明形成在剖面形状上包括三个圆弧lobe的轴承面20a的半浮轴承S。另外，圆弧lobe的数既可以是两个也可以是四个以上。

以上，参照附图的同时关于适当的实施方式进行说明，但各结构并不限定上述实施方式。只要是本领域技术人员，在技术方案所记载的范围内，想到各种变形例或修正例是显而易见的，关于那些也会当然地理解为属于技术性范围内。

产业上的可利用性

本发明能够利用于轴支撑轴的多圆弧轴承以及增压器。

符号说明

lobe—圆弧，C—增压器，S—半浮轴承，20—主体部，20a—轴承面，20e—供油槽，20f—扩大部，20g—缩小部，20h—前方侧端部，20i—后方侧端部。

Claims (5)

1.一种多圆弧轴承，

具备：

与轴的轴向垂直的剖面形状为包括多个圆弧的形状的轴承面；和

供油槽，其设置于上述轴承面中的、在上述轴的旋转方向上相邻且曲率中心互不相同的两个圆弧之间，并在上述轴的轴向上延伸，在上述轴的旋转方向的前方侧端部中的轴承空隙比上述旋转方向的后方侧端部中的轴承空隙小，

其特征在于，

上述轴承面在上述旋转方向上交替地配设轴承空隙在上述旋转方向上连续地扩大的扩大部和轴承空隙在上述旋转方向上连续地缩小的缩小部。

2.根据权利要求1所述的多圆弧轴承，其特征在于，

上述前方侧端部与上述缩小部连续，

上述后方侧端部与上述扩大部连续。

3.根据权利要求1所述的多圆弧轴承，其特征在于，

该多圆弧轴承是具有在内周面上形成有上述轴承面的环状的主体部的半浮轴承。

4.根据权利要求2所述的多圆弧轴承，其特征在于，

该多圆弧轴承是具有在内周面上形成有上述轴承面的环状的主体部的半浮轴承。

5.一种增压器，其特征在于，

具备上述权利要求1～4任一项所述的多圆弧轴承。