CN114746638A - 增压器 - Google Patents

Abstract

增压器具备：排油路(50d)，其形成于径向轴承支撑部(50)，一端在径向轴承支撑部(50)中的与压缩机侧推力环(推力轴承)(63)对置的面以及与推力环(被轴支承部)(65)对置的面中的至少任一个开口，另一端在径向轴承支撑部(50)的下表面开口，且沿着中心轴投影到排出口(110)的投影面(S1)全部落入排出口(110)的范围内；以及排油空间(120)，其设于压缩机侧推力环(63)与压缩机叶轮(19)之间，且连接于油室(80)。

Description

增压器

技术领域

本发明涉及一种增压器。本申请主张基于2020年3月24日提交的日本专利申请第2020-053098号的优先权的利益，并将其内容并入本申请中。

背景技术

专利文献1公开了一种在轴承壳体具备径向轴承和推力轴承的增压器。在径向轴承及推力轴承中插通有轴。径向轴承旋转自如地支撑轴。径向轴承承受轴的径向的载荷。推力轴承承受轴的轴向的载荷。

在轴承壳体形成有润滑油路、排油路、油室以及排出口。润滑油路向径向轴承以及推力轴承供给润滑油。排油路将对径向轴承及推力轴承进行润滑后的润滑油的一部分导向油室。排出口将油室内的润滑油向轴承壳体外排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5807436号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的排油路的延长线上配置有形成油室的轴承壳体的壁面。通过了排油路的润滑油沿着排油路的延长线移动，与形成油室的壁面碰撞。若润滑油与壁面碰撞，则从排出口排出的润滑油的流动被扰乱。若润滑油的流动被扰乱，则油室内的润滑油难以从排出口排出，润滑油容易积存在油室内。若润滑油容易积存，则润滑油容易从轴承壳体向涡轮机侧或压缩机侧泄漏。

本发明的目的在于提供一种能够降低润滑油的泄漏的增压器。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的增压器具备：径向轴承支撑部，其形成有轴承孔；径向轴承，其设于轴承孔；轴，其插通于径向轴承；叶轮，其设于轴；推力轴承，其插通有轴，且配置于径向轴承支撑部与叶轮之间；被轴支承部，其设于轴，且配置于径向轴承与推力轴承之间；油室，其形成于径向轴承支撑部和推力轴承的下方；排出口，其与油室连通，且向外部开口；排油路，其形成于径向轴承支撑部，一端在径向轴承支撑部中的与推力轴承对置的面以及与被轴支承部对置的面中的至少任一个开口，另一端在径向轴承支撑部的下表面开口，且沿着中心轴投影到排出口的投影面全部落入排出口的范围内；以及排油空间，其设于推力轴承与叶轮之间，且连接于油室。

排油路的将径向轴承支撑部的下表面的开口沿着铅垂方向投影到排出口的投影面全部落入排出口的范围内。

发明效果

根据本发明，能够降低润滑油的泄漏。

附图说明

图1表示增压器的概略剖视图。

图2表示提取出图1的单点划线部分的第一图。

图3表示提取出图1的单点划线部分的第二图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的一实施例进行说明。实施例所示的尺寸、材料、其它具体的数值等只不过是用于容易理解的例示，除了特别声明的情况，并不限定本发明。此外，在本说明书以及附图中，对于具有实质上相同的功能、结构的要素，通过标注相同的附图标记而省略重复说明，另外，与本发明没有直接关系的要素省略图示。

图1是增压器TC的概略剖视图。以下，将图1所示的箭头L方向作为增压器TC的左侧进行说明。将图1所示的箭头R方向作为增压器TC的右侧进行说明。如图1所示，增压器TC具备增压器主体1。增压器主体1包括轴承壳体3、涡轮机壳体5以及压缩机壳体7。涡轮机壳体5通过紧固机构9连结于轴承壳体3的左侧。压缩机壳体7通过紧固螺栓11连结于轴承壳体3的右侧。

在轴承壳体3的外周面设有突起3a。突起3a设于涡轮机壳体5侧。突起3a沿轴承壳体3的径向突出。在涡轮机壳体5的外周面设有突起5a。突起5a设于轴承壳体3侧。突起5a沿涡轮机壳体5的径向突出。轴承壳体3和涡轮机壳体5由紧固机构9带紧固。紧固机构9例如由G联轴器构成。紧固机构9夹持突起3a、5a。

在轴承壳体3形成有轴承孔3b。轴承孔3b沿增压器TC的左右方向贯通。在轴承孔3b配置有径向轴承13。图1中，作为径向轴承13的一例，示出半浮式轴承。但是，径向轴承13也可以是全浮式轴承、滚动轴承等其它径向轴承。在径向轴承13插通有轴15。径向轴承13旋转自如地支撑轴15。在轴15的左端部设有涡轮机叶轮17。涡轮机叶轮17旋转自如地容纳于涡轮机壳体5。在轴15的右端部设有压缩机叶轮(叶轮)19。压缩机叶轮19旋转自如地容纳于压缩机壳体7。

在压缩机壳体7形成有吸气口21。吸气口21在增压器TC的右侧开口。吸气口21与未图示的空气过滤器连接。由轴承壳体3和压缩机壳体7的对置面形成了扩散流路23。扩散流路23将空气升压。扩散流路23形成为环状。扩散流路23在轴15的径向内侧经由压缩机叶轮19连通于吸气口21。

在压缩机壳体7设有压缩机涡旋流路25。压缩机涡旋流路25形成为环状。压缩机涡旋流路25例如位于比扩散流路23靠轴15的径向外侧。压缩机涡旋流路25与未图示的发动机的吸气口和扩散流路23连通。当压缩机叶轮19旋转时，从吸气口21向压缩机壳体7内吸入空气。吸入的空气在流通于压缩机叶轮19的叶片间的过程中被加压加速。加压加速后的空气在扩散流路23及压缩机涡旋流路25被升压。升压后的空气被引导至发动机的吸气口。

在涡轮机壳体5形成有吐出口27。吐出口27在增压器TC的左侧开口。吐出口27与未图示的废气净化装置连接。在涡轮机壳体5形成有连通路29和涡轮机涡旋流路31。涡轮机涡旋流路31形成为环状。涡轮机涡旋流路31例如位于比连通路29靠轴15的径向外侧。涡轮机涡旋流路31与未图示的气体流入口连通。从未图示的发动机的排气歧管排出的废气被引导至气体流入口。连通路29经由涡轮机叶轮17使涡轮机涡旋流路31和吐出口27连通。从气体流入口引导至涡轮机涡旋流路31的废气经由连通路29、涡轮机叶轮17被引导至吐出口27。向吐出口27引导的废气在流通过程中使涡轮机叶轮17旋转。

涡轮机叶轮17的旋转力经由轴15传递至压缩机叶轮19。当压缩机叶轮19旋转时，如上所述地使空气升压。这样，空气被引导至发动机的吸气口。

图2是提取出图1的单点划线部分的第一图。如图2所示，轴承壳体3具备径向轴承支撑部50。在径向轴承支撑部50形成有轴承孔3b。在径向轴承支撑部50(轴承孔3b)的内部设置有径向轴承13。径向轴承支撑部50容纳径向轴承13。在径向轴承支撑部50保持有径向轴承13。

径向轴承支撑部50在压缩机叶轮19侧的端部形成有凹陷部50a。凹陷部50a位于比径向轴承13靠压缩机叶轮19侧。凹陷部50a为大致圆环形状。凹陷部50a的中心轴与轴承孔3b的中心轴大致相等。凹陷部50a的内径大于轴承孔3b的内径。

在径向轴承支撑部50形成有销孔50b。销孔50b形成于比径向轴承13靠铅垂下侧。销孔50b在轴15的径向(以下简称为径向)上贯通径向轴承支撑部50。销孔50b例如向铅垂下方向延伸。在销孔50b压入有定位销50c。在径向轴承13中的与销孔50b在径向上对置的位置形成有插通孔13a。在插通孔13a插通有定位销50c的前端部。通过定位销50c，径向轴承13的旋转方向以及轴15的轴向(以下，简称为轴向)的移动被限制。

在径向轴承13的内周面形成有承受轴15的径向的载荷的轴承面13b。在本实施例中，径向轴承13的轴承面13b在轴向上分离地设有两个。两个轴承面13b的内径大致相等。两个轴承面13b的内径大致恒定。

轴15包括大径部15a和小径部15b。大径部15a在径向上配置于与径向轴承13的轴承面13b对置的位置。在本实施例中，径向轴承13在轴向上分离地具有两个轴承面13b，因此轴15具有在轴向上分离的两个大径部15a。两个大径部15a为大致圆柱形状。两个大径部15a的外径大致相等。两个大径部15a的外径比两个轴承面13b的内径稍小。两个大径部15a的外径大致恒定。

小径部15b配置于比两个大径部15a靠压缩机叶轮19侧。小径部15b为大致圆柱形状。小径部15b的外径大致恒定。小径部15b的外径比大径部15a小。因此，在大径部15a与小径部15b之间形成有台阶部。

在轴承壳体3设有涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环(推力轴承)63、以及推力轴环(被轴支承部)65。涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63以及推力轴环65配置于径向轴承支撑部50与压缩机叶轮19之间。涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63以及推力轴环65配置于比径向轴承13靠压缩机叶轮19侧。但是，涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63以及推力轴环65也可以配置于比径向轴承13靠涡轮机叶轮17(参照图1)侧。在涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63以及推力轴环65插通有轴15。

涡轮机侧推力环61配置于凹陷部50a中的涡轮机叶轮17(参照图1)侧。涡轮机侧推力环61为大致圆环形状。涡轮机侧推力环61安装于轴承壳体3(径向轴承支撑部50)。涡轮机侧推力环61不能旋转地保持于径向轴承支撑部50。在涡轮机侧推力环61插通有轴15的大径部15a。涡轮机侧推力环61的内径比大径部15a的外径大。另外，涡轮机侧推力环61的外径比凹陷部50a的内径小。

压缩机侧推力环63配置于比凹陷部50a靠压缩机叶轮19侧。压缩机侧推力环63与径向轴承支撑部50相邻地配置。压缩机侧推力环63为大致圆环形状。压缩机侧推力环63安装于轴承壳体3(径向轴承支撑部50)。压缩机侧推力环63不能旋转地保持于径向轴承支撑部50。在压缩机侧推力环63插通有轴15的小径部15b。压缩机侧推力环63的内径比小径部15b的外径大。另外，压缩机侧推力环63的外径比涡轮机侧推力环61的外径(凹陷部50a的内径)大。

在压缩机侧推力环63形成有槽部63a和通路63b。槽部63a形成于压缩机侧推力环63中的涡轮机叶轮17(参照图1)侧的面。通路63b位于比槽部63a靠径向内侧。通路63b具有在压缩机侧推力环63中的在涡轮机叶轮17侧的面开口的出口端63c。通路63b的一端与槽部63a的内表面连接，另一端与出口端63c连接。

推力轴环65配置于凹陷部50a中的压缩机叶轮19侧。推力轴环65配置于涡轮机侧推力环61(径向轴承13)与压缩机侧推力环63之间。推力轴环65为大致圆环形状。推力轴环65的内径与小径部15b的外径大致相等，或者比小径部15b的外径稍大。另外，推力轴环65的外径比凹陷部50a的内径小。推力轴环65与轴15的形成于大径部15a与小径部15b之间的台阶部相邻地设置。但是，推力轴环65不是必须的结构。例如，也可以代替推力轴环65而将轴15的一部分与推力轴环65的外形形状同样地形成。在该情况下，轴15的一部分与推力轴环65同样地具备作为被轴支承部的功能。

推力轴环65例如被压入小径部15b。因此，推力轴环65与轴15一体地旋转。另外，推力轴环65与轴15一体地沿轴向移动。

在轴承壳体3形成有油路3c、纵向供给路3d以及横向供给路3e。从轴承壳体3的外部向油路3c供给润滑油。油路3c与纵向供给路3d及横向供给路3e连接。

纵向供给路3d的一端与油路3c连接，另一端与轴承孔3b连接。从油路3c向纵向供给路3d导入润滑油。纵向供给路3d将润滑油引导至轴承孔3b。

横向供给路3e的一端与油路3c连接，另一端与压缩机侧推力环63的槽部63a连接。横向供给路3e从油路3c被导入润滑油。横向供给路3e将润滑油引导至槽部63a。

导入到槽部63a的润滑油经由通路63b被引导至作为通路63b的端部的出口端63c。出口端63c在压缩机侧推力环63中的与推力轴环65在轴向上对置的区域开口。

导入到轴承孔3b的润滑油对径向轴承13进行润滑。润滑油的一部分流入径向轴承13的轴承面13b与轴15的大径部15a之间。由此，在轴承面13b与大径部15a之间形成油膜。轴15的径向的载荷由润滑油的油膜压力支撑。即，径向轴承13中的与大径部15a在径向对置的轴承面13b作为承受径向载荷的径向轴承面发挥功能。

对径向轴承面进行了润滑的润滑油在径向轴承支撑部50内沿轴向(图2中的左右方向)移动。在图2中，向左方向移动的润滑油被导入油室80。油室80形成于径向轴承支撑部50、涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63、以及推力轴环65的下方。图2中向右方向移动的润滑油按照涡轮机侧推力环61、推力轴环65的顺序移动。图2中向右方向移动的润滑油将涡轮机侧推力环61与推力轴环65之间润滑。对涡轮机侧推力环61与推力轴环65之间进行了润滑的润滑油在图2中向下方向以及右方向移动。

另外，导入到压缩机侧推力环63的槽部63a的润滑油经由通路63b从出口端63c排出。从出口端63c排出的润滑油将压缩机侧推力环63与推力轴环65之间润滑。对压缩机侧推力环63与推力轴环65之间进行了润滑的润滑油在图2中向下方向和右方向移动。这样，从轴向两侧向推力轴环65供给润滑油。由此，在推力轴环65与涡轮机侧推力环61之间、以及推力轴环65与压缩机侧推力环63之间形成油膜。推力轴环65(轴15)的轴向的载荷由润滑油的油膜压力支撑。即，涡轮机侧推力环61及压缩机侧推力环63中的与推力轴环65在轴向上对置的面作为承受推力载荷的推力轴承面发挥功能。

在推力轴环65与压缩机叶轮19之间配置有抛油部件90。抛油部件90为大致圆筒形状。抛油部件90被轴15的小径部15b插通。抛油部件90与轴15一体地旋转。抛油部件90配置于比压缩机侧推力环63靠径向内侧。抛油部件90使沿着轴15流向压缩机叶轮19侧的润滑油向径向外侧飞散。

另外，在压缩机叶轮19的背面侧(图2中，左方向)配置有密封板100。密封板100安装于轴承壳体3。密封板100不能旋转地保持于轴承壳体3。密封板100为大致圆环形状。在密封板100插通有轴15的小径部15b和抛油部件90。密封板100抑制通过抛油部件90飞散的润滑油向压缩机叶轮19侧漏出。

在径向轴承支撑部50形成有排油路50d。排油路50d的一端在径向轴承支撑部50中的与压缩机侧推力环63对置的面、以及与推力轴环65对置的面中的至少任一个开口，另一端在径向轴承支撑部50的外表面(下表面)。在本实施例中，排油路50d是贯通凹陷部50a的内周面和径向轴承支撑部50的外表面(下表面)的贯通孔。从而，对涡轮机侧推力环61与推力轴环65之间进行了润滑的润滑油被导入排油路50d。另外，对推力轴环65与压缩机侧推力环63之间进行了润滑的润滑油被导入排油路50d。排油路50d具有大致恒定的内径。形成于径向轴承支撑部50的外表面的排油路50d的开口配置于定位销50c(销孔50b)与压缩机侧推力环63之间。

对涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63以及推力轴环65进行了润滑的润滑油的一部分向图2中的下方移动，经由排油路50d导入油室80。在油室80的铅垂下侧形成有排出口110。排出口110与油室80连通，且向轴承壳体3的外部开口。导入到油室80的润滑油因自重而落下，经由排出口110排出到轴承壳体3的外部。

另外，对涡轮机侧推力环61、压缩机侧推力环63以及推力轴环65进行了润滑的润滑油的一部分向图2中的右方向移动，被导入排油空间120。排油空间120设于压缩机侧推力环63与密封板100(压缩机叶轮19)之间。排油空间120不经由排油路50d地与油室80连接。导入到排油空间120的润滑油通过抛油部件90而飞散。排油空间120将飞散的润滑油经由油室80引导至排出口110。排出口110将被引导来的润滑油排出至轴承壳体3的外部。

排油空间120隔着压缩机侧推力环63形成于与排油路50d相反的侧。排油路50d具有越朝向铅垂下方则越向从排油空间120分离的方向倾斜的角度。通过将排油空间120与排油路50d分别形成于不同的位置，能够使通过了排油空间120的润滑油和通过了排油路50d的润滑油难以汇合(混合)。其结果，能够提高润滑油的排出性。

然而，若在排油路50d的延长线上配置有形成油室80的轴承壳体3的壁面80a，则通过了排油路50d的润滑油与壁面80a碰撞。若润滑油与壁面碰撞，则从排出口110排出的润滑油的流动被扰乱。若润滑油的流动被扰乱，则油室80内的润滑油难以从排出口110排出，润滑油容易积存在油室80内。若润滑油容易积存，则润滑油容易从轴承壳体3向涡轮机侧或压缩机侧泄漏。

因此，在本实施例中，调整排油路50d相对于水平面的倾斜角度，以使壁面80a不会配置于排油路50d的延长线上。其结果，沿着中心轴O将排油路50d投影到排出口110的投影面S1全部落入排出口110。投影面S1位于排出口110中的远离排油空间120的侧(即，图2中的左侧)。定位销50c不会配置于排油路50d的延长线上。换言之，定位销50c设于排油路50d的延长线上的区域的外侧。

由此，沿排油路50d的中心轴O移动的润滑油直接导入排出口110。沿着排油路50d的中心轴O移动的润滑油难以与壁面80a碰撞。因此，能够提高排出口110的润滑油的排出性。其结果，轴承壳体3能够降低润滑油的泄漏。

在本实施例中，在加工排油路50d时，使工具从排出口110导入。由此，与使工具从轴承壳体3的压缩机侧的开口导入的情况相比，能够增大排油路50d相对于水平面的倾斜角度。

在将工具从轴承壳体3的压缩机侧的开口导入而加工排油路50d的情况下，工具和轴承壳体3的上部会发生干涉。因此，以使排油路50d的投影面S1全部落入排出口110的方式调整排油路50d相对于水平面的倾斜角度是困难的。

另一方面，在将工具从排出口110导入而对排油路50d进行加工的情况下，工具和轴承壳体3的上部不会干涉。因此，能够容易地调整排油路50d相对于水平面的倾斜角度，以使排油路50d的投影面S1全部落入排出口110。

图3是提取出图1的单点划线部分的第二图。如图3所示，排油路50d的将径向轴承支撑部50的外表面(下表面)的开口沿着铅垂方向投影到排出口110的投影面S2全部落入排出口110。

由此，润滑油即使在从排油路50d的外表面的开口向铅垂下方落下的情况下，也难以与壁面80a碰撞。因此，能够提高排出口110的润滑油的排出性。其结果，轴承壳体3能够降低润滑油的泄漏。

以上参照附图对本发明的实施例进行了说明，但不言而喻，本发明并不限定于该实施方式。显然，本领域技术人员能够在权利要求书记载的范畴内想到各种变更例或修正例，应当了解，这些当然也属于本发明的技术范围。

在上述实施例中对投影面S2全部落入排出口110的例子进行了说明。但并不限定于此，也可以不是投影面S2全部落入排出口110。例如，投影面S2的一部分也可以与壁面80a重叠。

符号说明

13—径向轴承，15—轴，19—压缩机叶轮(叶轮)，50—径向轴承支撑部，50d—排油路，61—涡轮机侧推力环，63—压缩机侧推力环(推力轴承)，65—推力轴环(被轴支承部)，80—油室，80a—壁面，110—排出口，120—排油空间，S1—投影面，S2—投影面，TC—增压器。

Claims (2)

1.一种增压器，其特征在于，具备：

径向轴承支撑部，其形成有轴承孔；

径向轴承，其设于所述轴承孔；

轴，其插通于所述径向轴承；

叶轮，其设于所述轴；

推力轴承，其插通有所述轴，且配置于所述径向轴承支撑部与所述叶轮之间；

被轴支承部，其设于所述轴，且配置于所述径向轴承与所述推力轴承之间；

油室，其形成于所述径向轴承支撑部和所述推力轴承的下方；

排出口，其与所述油室连通，且向外部开口；

排油路，其形成于所述径向轴承支撑部，一端在所述径向轴承支撑部中的与所述推力轴承对置的面以及与所述被轴支承部对置的面中的至少任一个开口，另一端在所述径向轴承支撑部的下表面开口，且沿着中心轴投影到所述排出口的投影面全部落入排出口的范围内；以及

排油空间，其设于所述推力轴承与所述叶轮之间，且连接于所述油室。

2.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，

所述排油路的将所述径向轴承支撑部的所述下表面的所述开口沿着铅垂方向投影到所述排出口的投影面全部落入所述排出口的范围内。

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