CN108474295B - 涡轮增压器、发动机系统、涡轮增压器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮增压器、发动机系统、涡轮增压器的控制方法。该涡轮增压器(1)具有：旋转轴(4)；涡轮机轮(2)；压缩机轮(3)；滚动轴承(5)，其具有固定于旋转轴(4)的外周面的内轮(50)、从径向外侧包围内轮(50)的外轮(51)、以及配置在内轮(50)与外轮(51)之间的滚动体(52)，并围绕轴线(C)能够旋转地支承旋转轴(4)；壳体(6)，在其与滚动轴承(5)的外周面之间经由间隙(S)从外周侧覆盖滚动轴承(5)；润滑油供给线(72)，其向壳体(6)内供给润滑油；并且该涡轮增压器(1)具有：运行状态检测部(76)，其检测涡轮增压器(1)的运行状态；润滑油调整部(75)，其根据运行状态，使在所述润滑油供给线(72)中流通的润滑油的流量改变。

Description

涡轮增压器、发动机系统、涡轮增压器的控制方法

技术领域

该发明涉及涡轮增压器、发动机系统、涡轮增压器的控制方法。

背景技术

涡轮增压器具有由滚动轴承支承旋转轴的结构。上述涡轮增压器具有壳体，该壳体具有用来收纳滚动轴承的筒状收纳部。通过在壳体的收纳部之中嵌入滚动轴承的外轮，而将滚动轴承支承在壳体。涡轮增压器的旋转轴嵌入旋转自如的内轮之中。由此，旋转轴相对于壳体能够相对地旋转。

在上述涡轮增压器中，为了抑制滚动轴承的摩擦阻力，而向滚动轴承供给润滑油。如果该润滑油的供给量过小，则在涡轮增压器工作时滚动轴承的温度升高。然而，如果过度供给润滑油，则滚动轴承的润滑油的搅拌损失增大。

专利文献1中公开了一种具有用来向涡轮增压器的滚动轴承供给润滑油的给油孔的结构。该专利文献1具有将润滑油向滚动轴承侧、以及涡轮机轮侧分配的分配凸缘部。利用上述结构，能够抑制润滑油过度地供给于滚动轴承，从而抑制滚动轴承的润滑油的搅拌阻力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2013-217436号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述涡轮增压器中，根据运行状态而改变润滑油的需要量。涡轮增压器利用从发动机送入的排气，使涡轮机轮旋转，由此使旋转轴旋转。因此，当发动机在高速旋转状态下工作时，从发动机送入的排气的流量增大。这样，伴随涡轮增压器在高速旋转状态下进行旋转，从排气中获取的热量也增加，使涡轮增压器的温度升高。这样，如果涡轮增压器的温度升高，则润滑油的粘度降低，润滑条件恶化，从而需要更多的润滑油。

另一方面，在涡轮增压器正常运行的状态下，希望尽量抑制向滚动轴承供给的润滑油的供给量，减少因供给润滑油而产生的损失。

该发明的目的在于提供一种涡轮增压器、发动机系统、涡轮增压器的控制方法，其能够根据运行状态进行适当的润滑油供给，抑制润滑油的流量，减少损失。

用于解决技术问题的技术方案

根据本发明的第一方式，涡轮增压器具有：沿轴线延伸的旋转轴、在所述旋转轴的第一端部侧设置的涡轮机轮、以及在所述旋转轴的第二端部侧设置的压缩机轮。涡轮增压器具有：在所述旋转轴的外周面固定的内轮、从所述内轮径向外侧包围所述内轮而配置的外轮、以及配置于所述内轮与所述外轮之间的滚动体，还具有围绕所述轴线能够旋转地支承所述旋转轴的滚动轴承。涡轮增压器还具有：为了在与所述滚动轴承的外周面之间经由间隙从外周侧覆盖所述滚动轴承而配置的壳体、以及向所述壳体内供给润滑油的润滑油供给线。涡轮增压器还具有：检测运行状态的运行状态检测部、以及根据所述运行状态调整在所述润滑油供给线中流动的所述润滑油的流量的润滑油调整部。

根据这样的结构，能够根据涡轮增压器的运行状态、例如温度、具有涡轮增压器的发动机的转速等，使供给的润滑油的流量改变。其结果是，能够根据运行状态，进行适当的润滑油供给，抑制润滑油的流量，减少损失。

根据本发明的第二方式，涡轮增压器基于第一方式的涡轮增压器，也可以具有基于由所述运行状态检测部检测的所述运行状态，控制所述润滑油调整部的控制部。

这样，利用控制部，基于由运行状态检测部检测的运行状态，控制润滑油调整部，由此，能够更精细地调整润滑油调整部。

根据本发明的第三方式，涡轮增压器基于第二方式，所述运行状态检测部也可以检测所述壳体的温度作为运行状态。

根据这样的结构，能够根据壳体的温度，使供给的润滑油的流量改变。其结果是，能够根据运行状态，进行适当的润滑油供给，抑制润滑油的流量，减少损失。

根据本发明的第四方式，涡轮增压器基于第三方式，所述控制部也可以随着所述壳体的温度的升高，使所述润滑油的流量增加。

根据这样的结构，如果涡轮增压器的转速增加，则壳体的温度也升高。因此，如果涡轮增压器的壳体的温度升高，则在涡轮增压器的各部中需要更多的润滑油。通过与壳体的温度升高相应地供给更多的润滑油，能够对涡轮增压器的各部适当地进行润滑。

根据本发明的第五方式，涡轮增压器基于第二至第四方式中的任一方式，所述润滑油调整部具有：向所述润滑油供给线供给润滑油的泵、以及设置于所述润滑油供给线的控制阀，所述控制部也可以在使所述润滑油的流量降低时，利用所述控制阀与所述泵双方来使流量降低。

根据这样的结构，通过在使润滑油的流量降低时，利用控制阀与泵双方来使流量降低，能够使润滑油的流量迅速降低，能够有效地抑制因润滑油产生的损失。

根据本发明的第六方式，发动机系统具有：第二至第五方式中任一方式的涡轮增压器、以及由所述涡轮增压器增压的发动机，所述运行状态检测部检测所述发动机的运行状态，所述控制部根据所述发动机的运行状态，调整所述润滑油的流量。

根据这样的结构，因为与发动机的运行状态联动，涡轮增压器的运行状态也发生改变，所以，通过根据发动机的运行状态来改变向涡轮增压器供给的润滑油的流量，能够根据运行状态进行适当的润滑油供给。

根据本发明的第七方式，发动机系统基于第六方式，也可以使所述运行状态检测部检测所述发动机的转速。

根据这样的结构，如果涡轮增压器的转速增加，则壳体的温度也升高。如果涡轮增压器的壳体的温度升高，则在涡轮增压器的各部中，需要更多的润滑油。因此，通过检测发动机的转速来调整润滑油的流量，能够对涡轮增压器的各部适当地进行润滑。

根据本发明的第八方式，涡轮增压器的控制方法包括：检测运行状态的工序、以及根据运行状态来调整向收纳滚动轴承的壳体内供给的润滑油的流量的工序。

根据这样的结构，能够根据涡轮增压器的运行状态、例如温度、具有涡轮增压器的发动机的转速等，调整供给的润滑油的流量。其结果是，能够根据运行状态进行适当的润滑油供给，抑制润滑油的流量，减少损失。

根据本发明的第九方式，涡轮增压器的控制方法基于第八方式，也可以包括一工序，其利用将所述润滑油向润滑油供给线供给的泵、以及设置于所述润滑油供给线的控制阀双方来使由所述润滑油供给线向所述壳体内供给的润滑油的流量降低。

根据这样的结构，在使润滑油的流量降低时，利用控制阀与泵双方来使流量降低，由此，能够使润滑油的流量迅速地降低，能够有效地抑制因润滑油产生的损失。

发明的效果

根据上述涡轮增压器、发动机系统、涡轮增压器的控制方法，能够根据运行状态进行适当的润滑油供给，抑制润滑油的流量，减少损失。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的发动机系统的概要结构的图。

图2是表示本发明第一实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

图3是表示本发明第一实施方式的涡轮增压器的控制方法流程的图。

图4是表示壳体的温度与应该由泵供给的给油量的关系的一个例子的图。

图5是表示本发明第二实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

图6是表示本发明第三实施方式的发动机系统的概要结构的图。

图7是表示本发明第三实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

图8是表示本发明第三实施方式的涡轮增压器的控制方法流程的图。

图9是表示本发明第四实施方式的发动机系统的概要结构的图。

图10是表示本发明第四实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

图11是表示本发明第二实施方式的涡轮增压器的控制方法流程的图。

图12是表示壳体的温度与分别对滚动轴承、油膜阻尼器、油环应该供给的给油量的关系的一个例子的图。

图13是表示本发明第四实施方式的第一变形例的涡轮增压器的结构的剖视图。

图14是表示利用第四实施方式的第一变形例的涡轮增压器的控制方法使涡轮增压器运行时，发动机转速、各部的温度、向各部的供给量相对于经过时间的变化的一个例子的图。

图15是表示本发明第四实施方式的第二变形例的涡轮增压器的控制方法流程的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是表示本发明第一实施方式的发动机系统的概要结构的图。图2是表示本发明第一实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

如图1所示，发动机系统100A具有：涡轮增压器1A、以及利用涡轮增压器1A增压的发动机90。

如图2所示，涡轮增压器1A具有：涡轮机轮2、压缩机轮3、旋转轴4、滚动轴承5、以及壳体6。该涡轮增压器1A例如以旋转轴4在水平方向延伸的姿态搭载于机动车等中，作为发动机90的辅助设备。

图2所示的单点划线表示了旋转轴4的中心轴(轴线)C。

另外，在以下的说明中，在将涡轮增压器1A搭载于机动车等中的状态下，将朝向上方一侧称为“上方”，将朝向下方一侧称为“下方”。

涡轮增压器1A利用从发动机90(参照图1)供给的排气流，使涡轮机轮2以中心轴C为中心进行旋转。该旋转轴4及压缩机轮3随着涡轮机轮2的旋转而以中心轴C为中心进行旋转。压缩机轮3通过旋转来压缩空气。该被压缩的空气向发动机90(参照图1)供给。

壳体6经由托架(未图示)、压缩机、涡轮机等支承于车体等。壳体6具有在其内部收纳滚动轴承5的收纳部61。该壳体6在其一端侧具有开口部60a，在其另一端侧具有开口部60b。旋转轴4通过收纳于收纳部61的滚动轴承5，围绕中心轴C旋转自如地被支承。该旋转轴4的第一端部4a、第二端部4b通过开口部60、60b，向壳体6的外部突出。

涡轮机轮2设置于壳体6的一端侧，压缩机轮3设置于壳体6的另一端侧。涡轮机轮2一体地设置于旋转轴4的第一端部4a。压缩机轮3通过拧入螺母31而与形成于旋转轴4第二端部4b的螺丝部4n结合。旋转轴4、涡轮机轮2、以及压缩机轮3与旋转轴4一体地围绕中心轴C进行旋转。

滚动轴承5具有：内轮50、外轮51、以及滚动体52。

内轮50形成为圆筒状。该内轮50通过在其内侧嵌入旋转轴4的外周面等而进行固定，与旋转轴4一体地旋转。

外轮51形成为直径大于内轮50的圆筒状。外轮51配置在内轮50的外周侧，并且从径向外侧包围内轮50而配置。此外，外轮51在径向上与内轮50隔着间隔而配置。

滚动体52形成为球状。滚动体52在内轮50与外轮51之间设置多个。上述多个滚动体52利用保持器(未图示)分别在周向上隔着间隔而设置。在内轮50的外周面，在中心轴C所延伸的轴线方向的两端部形成分别在周向上连续的轨道槽53。同样地，在外轮51的内周面，在中心轴C方向的两端部以在各轨道槽53的外周侧相对的方式形成在周向上连续的轨道槽54。多个滚动体52在滚动轴承5的中心轴C所延伸的轴线方向的两端部的每一端部，被夹在轨道槽53、54之间。由此，当内轮50随着旋转轴4当相对于外轮51一起旋转时，上述多个滚动体52在内轮50与外轮51之间滚动。

从中心轴C所延伸的轴线方向观察，在壳体6的内部形成的收纳部61的剖面形成为圆形。该收纳部61在中心轴C所延伸的轴线方向上连续。滚动轴承5收纳在该收纳部61中。

更具体而言，在收纳部61的内侧配置有滚动轴承5的外轮51。收纳部61的内径形成得只比滚动轴承5的外轮51的外径稍大。由此，在滚动轴承5的外轮51与收纳部61之间形成间隙S。

在收纳部61中，在与涡轮机轮2接近一侧的端部61a形成推力承受部62。推力承受部62承受滚动轴承5向涡轮机轮2的推力负载。推力承受部62在径向上，从收纳部61的端部61a向内侧突出。收纳于收纳部61的滚动轴承5的外轮51与该推力承受部62抵接。

在收纳部61中，在与压缩机轮3接近一侧的端部61b安装有推力承受部件63。该推力承受部件63承受滚动轴承5向压缩机轮3的推力负载。推力承受部件63形成为在中央部具有开口部64的圆盘状。推力承受部件63以与收纳部61的端部61b抵接的状态进行设置。外轮51与该推力承受部件63的开口部64的周缘部抵接。在此，推力承受部62以及推力承受部件63可以根据需要进行设置，也可以省略。

在旋转轴4中，在比滚动轴承5的内轮50更接近涡轮机轮2的一侧设置有大径部4d。大径部4d具有大于内轮50的内径的外径。内轮50在接近于涡轮机轮2的一侧的端部以与旋转轴4的大径部4d抵接的状态进行设置。

在旋转轴4中，在壳体6的开口部60a的内侧形成有从大径部4d向外周侧突出的凸缘部4f、4g。凸缘部4f、4g在旋转轴4的轴向上隔着间隔而形成。

在旋转轴4的凸缘部4f、4g之间设有在周向上连续的环状油环41。利用该油环41，维持开口部60a与旋转轴4之间的密封性。

在旋转轴4中，在比滚动轴承5的内轮50接近压缩机轮3的一侧设有圆筒状衬套45。衬套45夹在内轮50与压缩机轮3之间进行设置。

按照上述方式，滚动轴承5的内轮50夹在旋转轴4的大径部4d与衬套45之间进行设置。

在壳体6的开口部6b设有堵塞开口部60b的板体65。板体65形成为在中央部具有开口部65a的圆板状。在板体65的外周部一体地形成向中心轴C所延伸的轴线方向的推力承受部件63侧延伸的周壁部65b。板体65以在开口部65a插入衬套45且周壁部65b与推力承受部件63抵接的状态下进行设置。

在衬套45的外周面，在开口部65a的内侧设有环状油环46。利用该油环46，维持开口部65a与旋转轴4之间的密封性。

此外，壳体6具有从外周面6f向壳体6的径向内侧延伸的给油管连接口71。该给油管连接口71连接用来从壳体6的外部供给润滑油的润滑油供给管(润滑油供给线)70。该润滑油供给管70具有用来将润滑油向壳体6供给的泵(润滑油调整部)P。该泵P能够通过控制器(控制部)78改变转速，由此能够改变从泵P排出的润滑油的排出量。

在给油管连接口71的前端部与收纳部61之间形成多个供给流路72。供给流路72在中心轴C所延伸的轴线方向上，在分别设置于滚动轴承5两端部的滚动体52的紧邻内侧处开口。

收纳于收纳部61的滚动轴承5的外轮51具有润滑油导入孔74。上述润滑油导入孔74在与开口于收纳部61内表面的供给流路72相对的位置上形成，并且在径向上贯通外轮51而形成。

当从与给油管连接口71连接的润滑油供给管70送入润滑油时，润滑油从给油管连接口71的前端部通过两条供给流路72，送入收纳部61内。润滑油还通过润滑油导入孔74，向外轮51的内侧送入。由此，向滚动轴承5的内轮50与外轮51之间供给润滑油，对滚动体52进行润滑。

通过供给流路72而送入的润滑油的一部分送入收纳部61与外轮51的间隙S。由此，在收纳部61与外轮51的间隙S形成有抑制旋转轴4旋转时的噪音及振动的油膜阻尼器D。在由旋转轴4产生了振动时，该油膜阻尼器D发挥由油膜的挤压膜阻尼现象形成的振动衰减效果。

在滚动轴承5的外轮51、以及收纳部61的各自的最下端部形成向下方贯通的排出流路66、67。

在壳体6，在收纳部61的下方形成排油室68。上述排出流路66、67在排油室68的上部开口。

壳体6具有将排油室68的下端部和壳体6的最下部的外周面6f贯通的排油口69。

送入滚动轴承5的外轮51与内轮50之间的润滑油通过中心轴C所延伸的轴线方向的外轮51与内轮50的两端部、形成于外轮51的排出流路66、以及形成于收纳部61的排出流路67，向排油室68排出。

送入收纳部61与外轮51的间隙S的润滑油从排出流路66的周缘部向排出流路67流出，从而向排油室68排出。

向油环41供给的润滑油直接流向下方，向排油室68排出。

排油室68的润滑油通过排油口69，向壳体6的外部排出。

控制器78由运行状态检测部76进行测量，例如，根据壳体6的温度，对油泵P排出的润滑油的排出量进行调整。

运行状态检测部76通过测量壳体6的温度，检测涡轮增压器1A的运行状态。该运行状态检测部76具有用来测量壳体6的温度的传感器76s。该传感器76s例如即使在壳体6之中也特别设置在成为高温的涡轮机轮2的附近。传感器76s的位置只要是能够检测壳体6的温度的位置即可，也可以不设置在涡轮机轮2的附近。但是，通过在涡轮机轮2的附近设置传感器76s，能够直接监测温度条件严苛的位置的温度，在这一点上是有利的。

控制器78也可以基于壳体6的温度以外的其它参数，作为涡轮增压器1A的运行状态参数，根据涡轮增压器1A的运行状态，对泵P进行控制。例如，控制器78也可以根据从涡轮增压器1A开始工作后的经过时间、或发动机90的转速，对泵P的转速进行控制。涡轮增压器1A开始工作后的经过时间也可以由机动车等的发动机90起动后的经过时间来求出。

在这样基于发动机90起动后的经过时间、或发动机90的转速来控制泵P的转速的情况下，如图1所示，运行状态检测部76为了检测涡轮增压器1A的运行状态，可以使用发动机90的控制计算机、发动机90的转速传感器、油门的开度传感器等传感器76t。泵P的转速能够利用预先存储的运行状态与泵P的转速关系的表格、映射、以及算式等求出。

例如，当使发动机90长时间停止时，形成油膜阻尼器D的润滑油可能从收纳部61与外轮51的间隙S流出。因此，例如在发动机90刚起动时，壳体6为低温，在涡轮增压器1A开始工作后的经过时间处于预先确定的一定时间内时，控制器78为了向油膜阻尼器D供给足够的润滑油，而增大泵P的排出量。

由此，能够在发动机90刚起动时，充分地向油膜阻尼器D供给润滑油。

控制器78此外也可以在发动机转速为高速旋转、且壳体6为高温时，对滚动轴承5的滚动体52与油环41，为了进行冷却而供给足够的润滑油，由此而增大泵P的排出量。

接着，针对上述的发动机系统100A的涡轮增压器1A的控制方法进行说明。

图3是表示本发明第一实施方式的涡轮增压器的控制方法流程的图。

(检测运行状态的工序S11)

如该图3所示，对于控制涡轮增压器1A，首先，检测涡轮增压器1A的运行状态(工序S11)。

对此，运行状态检测部76利用传感器76s测量壳体6的温度。运行状态检测部76将利用传感器76s检测出的壳体6的温度向控制器78输出。

运行状态检测部76也能够利用传感器76t检测发动机90的转速。在该情况下，运行状态检测部76将利用传感器76t检测出的发动机90的转速向控制器78输出。

(调整润滑油的流量的工序S12、S13)

控制器78基于从运行状态检测部76输出的壳体6的温度或发动机90的转速，通过改变泵P的转速来调整向壳体6供给的润滑油的流量。

在此，图4是表示壳体的温度与利用泵应该供给的给油量的关系的一个例子的图。

如该图4所示，壳体6的温度越高，则在涡轮增压器1A的各部越需要更多的润滑油。因此，在控制器78中，基于例如图4所示的关系，通过对壳体6的温度关联由泵P供给的给油量(或给油压)、即泵P的转速的表格、映射、以及算式等进行设定。

同样地，如果发动机90的转速增加，则涡轮增压器1A的转速也联动而增加，壳体6的温度升高。因此，在控制器78中，也可以通过对发动机90的转速关联由泵P供给的给油量(或给油压)、即泵P的转速的表格、映射、以及算式等而进行设定。

控制器78对于从运行状态检测部76输出的壳体6的温度或发动机90的转速，确定预先关联的泵P的转速。

控制器78为了使泵P以已确定的泵P的转速进行旋转，而向泵P输出指示信号(工序S13)。

按照上述方式，基于壳体6的温度或发动机90的转速等运行状态，自动地调整向壳体6供给的润滑油的流量。

如上所述的一系列的工序S11至S13在涡轮增压器1A(发动机90)的运行中，每隔适当设定的一定时间重复执行。

根据上述第一实施方式，通过供给流路72而供给的润滑油的流量根据壳体6的温度自动地进行调整。因此，在涡轮增压器1A工作时，能够根据壳体6的温度测量结果，向滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41进行适当的润滑油供给。因此，能够根据涡轮增压器1A的运行状态进行适当的润滑油供给，抑制润滑油的流量，减少损失。

此外，根据上述第一实施方式，与壳体6的温度升高相对应地使润滑油的流量增加。由此，在涡轮增压器1A的转速增加、壳体6的温度升高时，能够对涡轮增压器1A的各部适当地进行润滑。

此外，根据上述第一实施方式，例如通过检测发动机90的转速，根据发动机90的运行状态使向涡轮增压器1A供给的润滑油的流量改变，能够根据运行状态进行适当的润滑油供给。

在此，例举了润滑油的流量根据壳体6的温度或发动机90的转速自动地进行调整的情况。但是，除了壳体6的温度以外，还可以综合判断上述涡轮增压器1A开始工作后的经过时间、节气门开度等来调整润滑油的流量。

虽然涡轮增压器1A开始工作后的经过时间也能够通过从发动机90的控制计算机获取的信号进行检测，但例如也可以在涡轮增压器1A的壳体6内设置热电偶等温度计。在该情况下，当利用温度计检测的壳体6内的温度超过作为规定的室温以上的阈值的基准温度(例如100℃)时，认为涡轮增压器1A已开始工作，并对该时刻以后的经过时间进行计数。

(第二实施方式)

接着，针对本发明的第二实施方式进行说明。该第二实施方式相对于第一实施方式，只在利用对润滑油的流量进行调整的自动调节阀来调整润滑油的流量这一点上不同。因此，在第二实施方式的说明中，对于相同的部分使用相同的标记，省略重复的说明。也就是说，以相对于第一实施方式的不同之处为中心进行说明，针对与第一实施方式中说明的结构相同的结构，省略其说明。

图5是表示本发明第二实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

如图5所示，在该实施方式的涡轮增压器1B中，润滑油供给管70具有自动调节阀(润滑油调整部)75，该润滑油供给管70将由泵P从外部送入的润滑油向给油管连接口71供给。自动调节阀75根据由运行状态检测部76测量的壳体6的温度，自动地改变为预先设定的开度。

运行状态检测部76通过测量壳体6的温度，检测涡轮增压器1B的运行状态。运行状态检测部76的用来测量壳体6的温度的传感器76s例如在壳体6中设置在成为高温的涡轮机轮2的附近。

根据上述第二实施方式，能够根据壳体的温度，利用自动调节阀75对通过供给流路72而供给的润滑油的流量自动地进行调整。因此，能够根据涡轮增压器1B的运行状态，对滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41进行适当的润滑油供给。其结果是，能够根据涡轮增压器1B的运行状态，进行适当的润滑油供给。

(第三实施方式)

接着，针对本发明的第三实施方式进行说明。该第三实施方式相对于第一、第二实施方式，只在利用对润滑油的流量进行调整的控制阀来调整润滑油的流量这一点上不同。因此，在第三实施方式的说明中，对于相同的部分使用相同的标记，省略重复的说明。也就是说，以相对于第一、第二实施方式的不同之处为中心进行说明，针对与第一、第二实施方式中说明的结构相同的结构，省略其说明。

图6是表示本发明第一实施方式的发动机系统的概要结构的图。图7是表示本发明第三实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

如图6所示，发动机系统100C具有：涡轮增压器1C、以及由涡轮增压器1C增压的发动机90。

如图7所示，该第三实施方式的涡轮增压器1C将能够利用控制器78调整开度的控制阀77配置于润滑油供给管70。

涡轮增压器1C也可以利用控制器78同时进行由控制阀77实现的流量调整、以及泵P的排出量的调整。

控制器78利用运行状态检测部76的传感器76s、76t进行测量，例如根据壳体6的温度、发动机90的转速等，对由控制阀77实现的流量调整进行调整。

接着，针对上述发动机系统100C的涡轮增压器1C的控制方法进行说明。

图8是表示本发明第二实施方式的涡轮增压器的控制方法流程的图。

(检测运行状态的工序S21)

如该图8所示，对于控制涡轮增压器1C，首先，检测涡轮增压器1C的运行状态(工序S21)。

对此，运行状态检测部76利用传感器76s测量壳体6的温度。运行状态检测部76将利用传感器76s检测出的壳体6的温度向控制器78输出。

运行状态检测部76也能够利用传感器76t检测发动机90的转速。在该情况下，运行状态检测部76将利用传感器76t检测出的发动机90的转速向控制器78输出。

(调整润滑油的流量的工序S22、S23)

控制器78基于从运行状态检测部76输出的壳体6的温度或发动机90的转速，通过使控制阀77的开度变化来调整向壳体6供给的润滑油的流量。控制器78也能够通过使泵P的转速变化来调整向壳体6供给的润滑油的流量。

在此，控制器78对壳体6的温度或发动机90的转速分别关联作为由泵P供给的给油量(或给油压)的控制阀77的开度、泵P的转速，通过表格、映射、以及算式等进行设定。

控制器78对于从运行状态检测部76输出的壳体6的温度或发动机90的转速，确定预先关联的控制阀77的开度、泵P的转速。

控制器78为了形成已确定的控制阀77的开度、泵P的转速，而向控制阀77、泵P输出指示信号(工序S22)。

按照上述方式，基于壳体6的温度或发动机90的转速等运行状态，自动地调整向壳体6供给的润滑油的流量。

这样，通过调整控制阀77的开度来调整给油量，与由泵P进行的润滑油的流量调整相比，能够提高响应性。

在该情况下，例如在工序S22、S23中，在为了减小润滑油的流量而确定控制阀77的开度、泵P的转速时，可以利用控制阀77与泵P同时减小流量。通过上述方式，能够得到由控制阀77实现的提高响应性的效果，并且能够抑制泵P的排出量，从而得到损失降低的效果。此外，在控制阀77发生了故障的情况等下，能够只利用泵P进行润滑油的流量调整。

(第四实施方式)

接着，针对本发明的第四实施方式进行说明。该第四实施方式的涡轮增压器相对于第一至第三实施方式的涡轮增压器，只在滚动轴承5、油膜阻尼器Dc、油环41分别具有单独的润滑油供给系统这一点上不同。因此，在第四实施方式的说明中，对于相同的部分使用相同的标记，省略重复的说明。也就是说，以相对于第一至第三实施方式的不同之处为中心进行说明，针对与第一至第三实施方式中说明的结构相同的结构，省略其说明。

图9是表示本发明第四实施方式的发动机系统的概要结构的图。图10是表示本发明第四实施方式的涡轮增压器的结构的剖视图。

如图9所示，发动机系统100D具有：涡轮增压器1D、以及由涡轮增压器1D增压的发动机90。

如图10所示，涡轮增压器1D的壳体6具有给油管连接口71A、71B、71C。上述给油管连接口71A、71B、71C从壳体6的外周面6f向壳体6的径向上的内侧延伸。给油管连接口71B、71C相对于给油管连接口71A，形成在壳体6的周向及轴向上不同的位置上。

在给油管连接口71A的前端部与收纳部61之间形成多个供给流路72A。供给流路72A在中心轴C所延伸的轴线方向上，在分别设置于滚动轴承5的两端部的滚动体52的紧邻内侧处开口。

在给油管连接口71B的前端部与收纳部61之间形成多个供给流路72B。供给流路72B向收纳部61与外轮51的间隙S开口。

在给油管连接口71C的前端部与旋转轴4的大径部4d之间形成供给流路72C。

在给油管连接口71A连接有润滑油供给管70A。在给油管连接口71B连接有润滑油供给管70B。在给油管连接口71C连接有润滑油供给管70C。上述润滑油供给管70A、70B、70C将由泵P从外部送入的润滑油对每个给油管连接口71A、71B、71C分别单独供给。

润滑油供给管70A、70B、70C分别具有控制阀(润滑油调整部)77A、77B、77C。控制阀77A、77B、77C通过控制器78的控制，能够调整开度。

控制器78利用运行状态检测部76的传感器76s、76t进行测量，例如根据壳体6的温度、发动机90的转速等，调整由控制阀77A、77B、77C控制的流量。

接着，针对上述发动机系统100D的涡轮增压器1D的控制方法进行说明。

图11是表示本发明第四实施方式的涡轮增压器的控制方法流程的图。

(检测运行状态的工序S31)

如该图11所示，对于控制涡轮增压器1D，首先，要检测涡轮增压器1D的运行状态(工序S31)。

对此，运行状态检测部76利用传感器76s、传感器76t来检测壳体6的温度、发动机90的转速。运行状态检测部76将利用传感器76s、76t检测出的壳体6的温度、发动机90的转速向控制器78输出。

(调整润滑油的流量的工序S32、S33)

控制器78基于从运行状态检测部76输出的壳体6的温度或发动机90的转速，通过使控制阀77A、77B、77C的开度变化来调整向壳体6供给的润滑油的流量。控制器78也能够通过使泵P的转速变化来调整向壳体6供给的润滑油的流量。

在此，图12是表示壳体的温度与对滚动轴承5、油膜阻尼器Dc、油环41分别应该供给的给油量的关系的一个例子的图。

如该图12所示，在滚动轴承5、油膜阻尼器Dc、油环41的每个部件中，相对于壳体6的温度，应该供给的给油量不同。

例如，如图12的实线L1所示，壳体6的温度越高，越需要对滚动轴承5供给更多的润滑油。

在图12中，如虚线L2所示，当壳体6的温度较低时(涡轮增压器1D的转速较低时)，对油环41供给润滑油的需要量较低，与之相对，如果壳体的温度升高，则比滚动轴承5需要更多的润滑油。

如图12的双点划线L3所示，在壳体6的温度较低时(涡轮增压器1D的转速较低时)和壳体6的温度较高时，为了提高阻尼器效果，需要更多的润滑油，与之相对，在正常旋转时只需要对油膜阻尼器Dc供给较少的润滑油即可。

在控制器78中，例如基于图12所示的关系，对壳体6的温度关联控制阀77A、77B、77C的开度，通过表格、映射、以及算式等进行设定。

同样地，如果发动机90的转速增加，则涡轮增压器1D的转速也联动而增加，壳体6的温度升高。因此，在控制器78中，也可以对发动机90的转速关联给油量(或给油压)、即控制阀77A、77B、77C的开度，通过表格、映射、以及算式等进行设定。

控制器78对于从运行状态检测部76输出的壳体6的温度或发动机90的转速，确定预先关联的控制阀77A、77B、77C的开度、以及泵P的转速(工序S32)。

控制器78为了实现确定的控制阀77A、77B、77C的开度、以及泵P的转速，而向控制阀77A、77B、77C、泵P输出指示信号(工序S33)。

按照上述方式，基于壳体6的温度或发动机90的转速等运行状态，自动调整向壳体6供给的润滑油的流量。

通过这样调整控制阀77A、77B、77C的开度，能够向滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41的每一个部件分别单独地供给润滑油。在控制器78中，例如，在发动机刚起动时，壳体6为低温，在发动机起动后的经过时间在预先确定的一定时间内时，能够增大控制阀77B的开度，以向油膜阻尼器D供给足够的润滑油。此外，在控制器78中，当发动机转速增加、壳体6为高温时，能够增大控制阀77A、77C的开度，以向滚动轴承5的滚动体52与油环41供给足够的润滑油。

按照上述方式，能够供给适合于滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41每个部件的量的润滑油。

此外，通过调整控制阀77A、77B、77C的开度来调整给油量，与由泵P进行的润滑油的流量调整相比，能够提高响应性。

根据第四实施方式，润滑油通过供给流路72A、72B、72C，单独地供给于滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41每个部件。通过供给流路72A、72B、72C而供给的润滑油的流量利用开度被自动控制的控制阀77A、77B、77C，根据涡轮增压器1D的运行状态进行调整。因此，能够根据涡轮增压器1D的运行状态，供给适合于滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41每个部件的量的润滑油。因此，能够将滚动轴承5以搅拌阻力不会过度增大的程度充分地进行润滑，并且能够发挥油膜阻尼器D的阻尼器效果、以及油环41的冷却效果。其结果是，能够对涡轮增压器1D各部进行合适的润滑油供给。

(第四实施方式的第一变形例)

如第四实施方式所述，根据涡轮增压器1D的运行状态，利用控制器78调整控制阀77A、77B、77C的开度，由此，调整向各部供给的润滑油的流量的结构也能够应用于第四实施方式所示的涡轮增压器1D以外的涡轮增压器1E中。

图13是表示本发明第四实施方式的第一变形例的涡轮增压器的结构的剖视图。

如图13所示，在发动机系统100E(参照图9)的涡轮增压器1E中，壳体6具有给油管连接口71F、71G、71H、71J、71K。给油管连接口71F、71G、71H、71J、71K分别连接从壳体6的外部供给润滑油的润滑油供给管70F、70G、70H、70J、70K。润滑油供给管70F具有控制阀(润滑油调整部)77F，润滑油供给管70G具有控制阀(润滑油调整部)77G，润滑油供给管70H具有控制阀(润滑油调整部)77H，润滑油供给管70J具有控制阀(润滑油调整部)77J，润滑油供给管70K具有控制阀(润滑油调整部)77K。

壳体6还具有：供给流路72Bc、供给流路72Ac、供给流路72At、供给流路72Bt、以及供给流路72C。上述供给流路72Bc、供给流路72Ac、供给流路72At、供给流路72Bt、以及供给流路72C各自的内径不同。

供给流路72Bc与给油管连接口71F连通，向与压缩机轮3接近一侧的油膜阻尼器Dc供给润滑油。

供给流路72Ac与给油管连接口71G连通，向与压缩机轮3接近一侧的滚动轴承5的滚动体52c供给润滑油。

供给流路72At与给油管连接口71H连通，向与涡轮机轮2接近一侧的滚动轴承5的滚动体52t供给润滑油。

供给流路72Bt与给油管连接口71J连通，向与涡轮机轮2接近一侧的油膜阻尼器Dt供给润滑油。

供给流路72C与给油管连接口71K连通，向与涡轮机轮2接近一侧的油环41供给润滑油。

控制阀77F、77G、77H、77J、77K能够根据由运行状态检测部76的传感器76s、76t测量的壳体6的温度、或发动机90的转速等运行状态等，通过控制器78的控制，单独地调整开度。

控制器78能够基于由运行状态检测部76测量的壳体6的温度，通过控制泵P的转速，对润滑油的流量整体进行控制。

控制器78通过与图11所示的上述第四实施方式的涡轮增压器的控制方法相同的流程，控制控制阀77F、77G、77H、77J、77K的开度、以及泵P的转速。

图14是表示当第四实施方式的第一变形例的涡轮增压器运行时，相对于经过时间的发动机转速、各部的温度、以及向各部的供给量的变化的一个例子的图。

以图14所示的发动机转速变化曲线L11的方式使发动机90工作。即，在时刻T1启动发动机90开始工作后，从时刻T2开始逐渐提高发动机转速，从时刻T3开始维持高速旋转状态。之后，从时刻T4至时刻T5，逐渐减少发动机转速，在时刻T6使发动机90停止。

在这样使发动机90运行的情况下，如温度变化曲线L12、L13所示，滚动轴承5与发动机90的转速联动，温度发生推移变化。在此，温度变化曲线L12所示的与涡轮机轮2接近一侧的滚动轴承5的滚动体52t和温度变化曲线L13所示的与压缩机轮3接近一侧的滚动轴承5的滚动体52c相比，为高温。

温度变化曲线L14所示的油环41的温度以比滚动轴承5及壳体6高的温度，与发动机90的转速联动，温度发生推移变化。

与之相对，控制器78在发动机90刚起动时，壳体6为低温，在发动机90开始工作后的经过时间较短时，增大控制阀77F、77J的开度。由此，例如如给油量变化曲线L21所示，向油膜阻尼器D供给足够的润滑油。

此外，控制器78例如在发动机转速增加、壳体6为高温时，能够使控制阀77H的开度大于控制阀77G。由此，如给油量变化曲线L22所示，与给油量变化曲线L23所示的滚动体52c相比，能够向与涡轮机轮2接近一侧的滚动轴承5的滚动体52t供给更多的润滑油。

控制器78在发动机转速增加、壳体6为高温时，如给油量变化曲线L24所示，能够增大控制阀77K的开度，以向油环41供给足够的润滑油。

在该第四实施方式的第一变形例中，也与第四实施方式相同，能够在涡轮增压器1D工作时，根据壳体6的温度测量结果，更精细地调整适合于滚动轴承5的滚动体52、油膜阻尼器D、油环41各自的量的润滑油来进行供给。

(第四实施方式的第二变形例)

图15是表示本发明第四实施方式的第二变形例的涡轮增压器的控制方法流程的图。

如上述第四实施方式及其第一变形例所示，根据涡轮增压器1D、1E的运行状态，多个控制阀77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K的开度分别不同地被设定。

因此，例如，也可以为了与发动机90的转速对应地使向各部的给油量为预先设定的给油量，而将发动机90的转速与控制阀77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K的开度相关联，通过表格、映射、以及算式等在控制器78中预先进行设定。

如图15所示，控制器78首先根据利用运行状态检测部76的传感器76t(参照图9)检测的发动机90的转速，检测涡轮增压器1D、1E的运行状态(工序S41)。

然后，控制器78根据与检测出的发动机90的转速相关联的信息，确定控制阀77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K的开度(工序S42)。

此外，控制器78根据检测出的发动机90的转速，确定泵P的转速(工序S43)。

接着，控制器78将已确定的控制阀77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K的开度、以及泵P的转速作为指示信号进行输出(工序S44)。

控制阀77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K、以及泵P以从控制器78输出的开度及转速供给润滑油。

之后，获取利用运行状态检测部76的传感器76s检测出的壳体6的温度(工序S45)。

控制器78判定检测出的壳体6的温度是否控制在预先设定的温度水平(规定的温度范围内)(工序S46)。在此，预先设定的温度水平设定为，构成壳体6内的各部的部件、例如轴承5、油环41等成为高温的每个部件能够使用的容许温度范围以下。

工序S46中判定的结果如果是检测出的壳体6的温度控制在预先设定的温度水平，则控制器78结束处理。

在检测出的壳体6的温度未控制在预先设定的温度水平的情况下，控制器78返回工序S43，改变泵P的转速再次进行确定。之后，控制器78将再次确定的泵P的转速作为指示信号进行输出(工序S44)，改变泵P的转速进行运行。之后，控制器78利用传感器76s再次检测壳体6的温度(工序S45)，判定检测出的壳体6的温度是否控制在规定的温度水平。

这样，控制器78能够在工序S42中设定了多个控制阀77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K的开度的平衡后，只通过调整泵P的转速，就能够使涡轮增压器1D、1E各部的温度在合理的范围内进行运行。

(其它实施方式)

本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行设计变更。

例如，作为以调整自动调节阀75及控制阀77、77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K的开度为基准的涡轮增压器1A、1B、1C、1D、1E的运行状态，不限于上述例举的运行状态，也可以利用其它的信息。

滚动轴承5的结构不限于上述实施方式所示的结构，可以为适当的其它结构。

在上述实施方式中，例如为只具有一个滚动轴承5的结构，但不限于此，例如也可以为将多个滚动轴承在旋转轴4的中心轴向上串联排列的结构。

此外，涡轮增压器1A、1B、1C、1D、1E的结构不限于上述实施方式所示的结构，也可以为适当的其它结构。

除此以外，上述各实施方式及各变形例所示的结构可以适当进行组合。

工业实用性

通过根据运行状态来改变向壳体内供给的润滑油的流量，能够根据涡轮增压器的运行状态，进行适当的润滑油供给。

附图标记说明

1A、1B、1C、1D、1E涡轮增压器；2涡轮机轮；3压缩机轮；4旋转轴；4a第一端部；4b第二端部；4d大径部；4f、4g凸缘部；4n螺丝部；5滚动轴承；6壳体；6b开口部；6f外周面；31螺母；41油环；45衬套；46油环；50内轮；51外轮；52、52c、52t滚动体；53、54轨道槽；60a、60b开口部；61收纳部；61a端部；61b端部；62推力承受部；63推力承受部件；64开口部；65板体；65a开口部；65b周壁部；66、67排出流路；68排油室；69排油口；70、70A、70B、70C、70F、70G、70H、70J、70K润滑油供给管(润滑油供给线)；71给油管连接口；71A、71B、71C、71F、71G、71H、71J、71K给油管连接口；72供给流路；72A、72Ac、72At、72B、72Bc、72Bt、72C供给流路；74润滑油导入孔；75自动调节阀(润滑油调整部)；76运行状态检测部；76s传感器；76t传感器；77、77A、77B、77C、77F、77G、77H、77J、77K控制阀(润滑油调整部)；78控制器(控制部)；90发动机；100A、100C、100D、100E发动机系统；C中心轴(轴线)；D、Dc油膜阻尼器；L1实线；L11发动机转速变化曲线；L12、L13、L14温度变化曲线；L2虚线；L21、L22、L23、L24给油量变化曲线；L3双点划线；P泵(润滑油调整部)；S间隙。

Claims (6)

1.一种涡轮增压器，其特征在于，具有：

旋转轴，其沿轴线延伸；

涡轮机轮，其设置在所述旋转轴的第一端部侧；

压缩机轮，其设置在所述旋转轴的第二端部侧；

滚动轴承，其具有在所述旋转轴的外周面固定的内轮、从所述内轮的径向外侧包围所述内轮而配置的外轮、以及配置在所述内轮与所述外轮之间的滚动体；所述滚动轴承围绕所述轴线能够旋转地支承所述旋转轴；

壳体，其在该壳体与所述滚动轴承的外周面之间经由间隙从外周侧覆盖所述滚动轴承而配置；

油环，其维持所述壳体的开口部与所述旋转轴之间的密封性；

多条供给流路，其向所述滚动轴承和所述油环分别单独供给润滑油；

多条润滑油供给线，其向所述壳体内的所述多条供给流路分别供给所述润滑油；

运行状态检测部，其检测运行状态；

多个润滑油调整部，其根据所述运行状态，分别单独调整在所述多条润滑油供给线中流动的所述润滑油的流量；

控制部，其基于由所述运行状态检测部检测出的所述运行状态，控制所述润滑油调整部；

所述运行状态检测部至少检测所述壳体的温度作为运行状态，

所述控制部，随着所述壳体的温度升高，使所述润滑油的流量增加，

随着所述壳体的温度升高，向所述油环供给的所述润滑油的流量会超过向所述滚动轴承供给的所述润滑油的流量。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，

所述润滑油调整部具有：

泵，其向所述润滑油供给线供给所述润滑油；

控制阀，其设置于所述润滑油供给线；

所述控制部在使所述润滑油的流量降低时，利用所述控制阀与所述泵双方来降低流量。

3.一种发动机系统，其特征在于，具有：

所述权利要求1或2所述的涡轮增压器；

由所述涡轮增压器增压的发动机；

所述运行状态检测部检测所述发动机的运行状态，

所述控制部根据所述发动机的运行状态，调整所述润滑油的流量。

4.如权利要求3所述的发动机系统，其特征在于，

所述运行状态检测部检测所述发动机的转速。

5.一种涡轮增压器的控制方法，其特征在于，包括：

至少检测收纳滚动轴承的壳体的温度作为运行状态的工序；

根据运行状态来调整向所述壳体内供给的润滑油的流量的工序；

随着所述壳体的温度升高，向维持所述壳体的开口部与由所述滚动轴承支承的旋转轴之间的密封性的油环供给的所述润滑油的流量会超过向所述滚动轴承供给的所述润滑油的流量。

6.如权利要求5所述的涡轮增压器的控制方法，其特征在于，

包括一工序，其利用向润滑油供给线供给所述润滑油的泵、以及设置于所述润滑油供给线的控制阀双方，使通过所述润滑油供给线向所述壳体内供给的所述润滑油的流量降低。

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