DE102014217053B4 - Supporting structure for a rotor shaft and a turbocharger - Google Patents
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Abstract
Tragkonstruktion (33) für eine Läuferwelle (5) zum Verwenden in einem Turbolader, umfassend:ein Lagergehäuse (3), das in seinem Inneren einen mit einer Aufnahmeöffnung (37) versehenen Stützblockabschnitt (35) aufweist und einen Ölzuführkanal (57), der derart ausgelegt ist, dass er der Aufnahmeöffnung (37) Öl zuführt, und einen Ölabführkanal (65), der derart ausgelegt ist, dass er das der Aufnahmeöffnung (37) zugeführte Öl nach außerhalb des Lagergehäuses (3) abführt, aufweist,die Läuferwelle (5), die in dem Lagergehäuse (3) drehbar vorgesehen ist und ein Verdichterrad (7) mit einem Turbinenrad (9) koaxial zu einer Einheit verbindet, undein zylindrisches halbschwimmendes Buchsenlager (39), das in der Aufnahmeöffnung (37) im Stützblockabschnitt (35) derart vorgesehen ist, dass seine Rotation eingeschränkt ist, und das derart ausgelegt ist, dass es die Läuferwelle (5) drehbar stützt, wobeidie Aufnahmeöffnung (37) in Axialrichtung der Läuferwelle (5) hindurchführend ausgebildet ist,das halbschwimmende Buchsenlager (39) umfasst:einen zylindrischen ersten Lagerabschnitt (39a), der auf einer Seite des Verdichterrads (7) angeordnet ist,einen zylindrischen zweiten Lagerabschnitt (39b), der auf einer Seite des Turbinenrads (9) angeordnet ist,einen mittleren Buchsenlagerabschnitt (39c), der zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerabschnitt (39a, 39b) angeordnet ist,und eine Außenumfangsfläche aufweist, die mit einer zum Speichern des Öls ausgelegten umlaufenden Speichernut (75) versehen ist,ein Innendurchmesser des zweiten Lagerabschnitts (39b) dem des ersten Lagerabschnitts (39a) gleich ist,ein Außendurchmesser des zweiten Lagerabschnitts (39b) dem des ersten Lagerabschnitts (39a) gleich ist,ein Innendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) größer ist als der des ersten Lagerabschnitts (39a),ein Außendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) kleiner ist als der des ersten Lagerabschnitts (39a),der erste Lagerabschnitt (39a) eine Innen- und eine Außenumfangsfläche aufweist,ein erster Stirnrand (39ai) in einem Abschnitt der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts (39a) auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) ausgebildet ist,ein zweiter Stirnrand (39ao) in einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts (39a) auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) ausgebildet ist,der erste Stirnrand (39ai) näher am Verdichterrad (7) angeordnet ist als der zweite Stirnrand (39ao),der zweite Lagerabschnitt (39b) eine Innen- und eine Außenumfangsfläche aufweist,ein dritter Stirnrand (39bi) in einem Abschnitt der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts (39b) auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) ausgebildet ist,ein vierter Stirnrand (39bo) in einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts (39b) auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) ausgebildet ist,der dritte Stirnrand (39bi) näher am Turbinenrad (9) angeordnet ist als der vierte Stirnrand (39bo), unddie umlaufende Speichernut (75) in einem Teil der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts (39c) ausgebildet ist, der von einem an den ersten Lagerabschnitt (39a) angrenzen Teil verschieden ist.Support structure (33) for a rotor shaft (5) for use in a turbocharger, comprising: a bearing housing (3) which has a support block portion (35) provided with a receiving opening (37) in its interior and an oil supply channel (57) which is formed in such a way is designed to supply oil to the receiving opening (37) and has an oil discharge channel (65) which is designed in such a way that it discharges the oil supplied to the receiving opening (37) to the outside of the bearing housing (3), the rotor shaft (5th ) rotatably provided in the bearing housing (3) and integrally connecting a compressor wheel (7) with a turbine wheel (9) coaxially, and a cylindrical semi-floating sleeve bearing (39) housed in the receiving hole (37) in the support block portion (35) provided such that its rotation is restricted and adapted to rotatably support the rotor shaft (5), the receiving hole (37) being formed penetrating in the axial direction of the rotor shaft (5), the semi-floating sleeve bearing (39) comprising: a cylindrical first bearing portion (39a) disposed on one side of the compressor wheel (7), a cylindrical second bearing portion (39b) disposed on one side of the turbine wheel (9), a central sleeve bearing portion (39c) disposed between the arranged between the first and second bearing portions (39a, 39b) and having an outer peripheral surface provided with a circumferential storage groove (75) designed to store the oil, an inner diameter of the second bearing portion (39b) equal to that of the first bearing portion (39a). an outer diameter of the second bearing portion (39b) is equal to that of the first bearing portion (39a), an inner diameter of the middle bushing bearing portion (39c) is larger than that of the first bearing portion (39a), an outer diameter of the middle bushing bearing portion (39c) is smaller than that of the first bearing portion (39a), the first bearing portion (39a) has inner and outer peripheral surfaces, a first end edge (39ai) is formed in a portion of the inner peripheral surface of the first bearing portion (39a) on a side of the central bushing bearing portion (39c). ,a second end edge (39ao) is formed in a portion of the outer peripheral surface of the first bearing section (39a) on a side of the central sleeve bearing section (39c),the first end edge (39ai) is located closer to the compressor wheel (7) than the second end edge (39ao ), the second bearing portion (39b) has inner and outer peripheral surfaces, a third end edge (39bi) is formed in a portion of the inner peripheral surface of the second bearing portion (39b) on a side of the central bushing bearing portion (39c), a fourth end edge (39bo ) is formed in a portion of the outer peripheral surface of the second bearing portion (39b) on a side of the middle bush bearing portion (39c), the third end edge (39bi) is located closer to the turbine wheel (9) than the fourth end edge (39bo), and the circumferential storage groove ( 75) is formed in a part of the outer peripheral surface of the middle bush supporting portion (39c) other than a part adjacent to the first supporting portion (39a).
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft: eine Tragkonstruktion eines an einem Fahrzeug oder dergleichen montierten Turboladers für eine Läuferwelle und einen Turbolader, der die Tragkonstruktion für die Läuferwelle aufweist.The present invention relates to: a support structure of a turbocharger mounted on a vehicle or the like for a rotor shaft, and a turbocharger having the support structure for the rotor shaft.
2. Beschreibung des Stands der Technik2. Description of the Prior Art
Im Allgemeinen weisen Fahrzeug-Turbolader auf: ein Lagergehäuse und eine in dem Lagergehäuse drehbar vorgesehene Läuferwelle, die ein Verdichterrad zusammen mit einem Turbinenrad koaxial zu einer Einheit verbindet. Vom Standpunkt der Reduzierung des Lärms des Fahrzeug-Turboladers wird häufig eine Tragstruktur für eine Läuferwelle bei Fahrzeug-Turboladern verwendet, die ein halbschwimmendes Buchsenlager (ein halbschwimmendes Metall) aufweist (siehe japanische Patentanmeldungen, Offenlegungsschriften
Es werden Kurzbeschreibungen einer Konfiguration einer allgemeinen Tragkonstruktion für eine Läuferwelle gegeben. Das Lagergehäuse weist in seinem Inneren einen Stützblock auf. Eine Aufnahmeöffnung ist in Axialrichtung der Läuferwelle durch den Stützblock hindurchführend ausgebildet. Ein zylindrisches halbschwimmendes Buchsenlager ist in der Aufnahmeöffnung im Stützblock in einem Zustand vorgesehen, in dem seine Rotation eingeschränkt ist. Das halbschwimmende Buchsenlager ist derart ausgelegt, dass es die Läuferwelle drehbar stützt, wobei sich ein Ölfilm dazwischen befindet, und es ist ausgebildet aus: einem zylindrischen ersten Lagerabschnitt, der auf der Seite des Verdichterrads angeordnet ist, einem zylindrischen zweiten Lagerabschnitt, der auf der Seite des Turbinenrads angeordnet ist, und einem zylindrischen mittleren Buchsenlagerabschnitt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerabschnitt angeordnet ist. Die Innendurchmesser des ersten und des zweiten Lagerabschnitts sind einander gleich. Außerdem sind die Außendurchmesser des ersten und des zweiten Lagerabschnitts ebenfalls einander gleich. Der Innendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts ist größer als der des ersten Lagerabschnitts (des zweiten Lagerabschnitts). Der Außendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts ist kleiner als der des ersten Lagerabschnitts (des zweiten Lagerabschnitts).Brief descriptions of a configuration of a general supporting structure for a rotor shaft are given. The bearing housing has a support block inside. A receiving hole is formed through the support block in the axial direction of the rotor shaft. A cylindrical semi-floating bush bearing is provided in the receiving hole in the support block in a state where its rotation is restricted. The semi-floating bush bearing is designed to rotatably support the rotor shaft with an oil film therebetween, and is formed of: a cylindrical first bearing portion disposed on the compressor wheel side, a cylindrical second bearing portion disposed on the side of the turbine wheel, and a cylindrical central sleeve bearing portion disposed between the first and second bearing portions. The inner diameters of the first and second bearing sections are equal to each other. In addition, the outside diameters of the first and second bearing portions are also equal to each other. The inner diameter of the middle bush bearing portion is larger than that of the first bearing portion (the second bearing portion). The outer diameter of the middle bush bearing portion is smaller than that of the first bearing portion (the second bearing portion).
Ein Ölzuführkanal (ein Ölzuführdurchgangssystem) ist in dem Lagergehäuse ausgebildet. Der Ölzuführkanal ist derart ausgelegt, dass er einem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers sowie einem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle Öl zuführt. Außerdem ist ein Ölabführkanal (ein Ölabführdurchgangssystem) in dem Lagergehäuse ausgebildet. Über den Ölabführkanal wird das dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers sowie dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle zugeführte Öl nach außerhalb des Lagergehäuses abgeführt.An oil feed channel (an oil feed passage system) is formed in the bearing housing. The oil supply passage is designed to supply oil to a gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the semi-floating bush bearing and a gap between the inner peripheral surface of the semi-floating bush bearing and the outer peripheral surface of the rotor shaft. In addition, an oil discharge passage (an oil discharge passage system) is formed in the bearing housing. Through the oil discharge passage, the oil supplied to the gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the semi-floating bush bearing and the gap between the inner peripheral surface of the semi-floating bush bearing and the outer peripheral surface of the rotor shaft is discharged to the outside of the bearing housing.
Sobald das Öl den Spalten, wie z. B. dem zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchslagers, zugeführt wurde, werden dadurch Ölfilme zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts, zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts, zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle sowie zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle gebildet. In dieser Hinsicht üben die zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle sowie zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle ausgebildeten Ölfilme eine Funktion des Tragens (Stützens) der Radiallast der Läuferwelle aus. Außerdem üben die zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts sowie zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts ausgebildeten Ölfilme eine Funktion als ein Ölfilmdämpfer zum Dämpfen von Drehschwingung der Läuferwelle aus.Once the oil the columns, such. B. between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the semi-floating bush bearing, thereby oil films between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the first bearing portion, between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the second bearing portion, between the inner peripheral surface of the first Bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft and formed between the inner peripheral surface of the second bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft. In this regard, the oil films formed between the inner peripheral surface of the first bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft and between the inner peripheral surface of the second bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft perform a function of bearing (supporting) the radial load of the rotor shaft. In addition, the oil films formed between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the first bearing portion and between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the second bearing portion perform a function as an oil film damper for damping torsional vibration of the rotor shaft.
Eine Tragkonstruktion für einen Turbolader mit einem Lagergehäuse zur Lagerung einer Läuferwelle ist ebenso in der
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention
In den letzten Jahren sind die Anforderungen an Fahrzeug-Turbolader in Abhängigkeit von Betriebsbereichen verschiedener Motoren mannigfaltiger geworden. Als Reaktion besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Außendurchmesser der Verdichterräder und der Turbinenräder größer werden. Aus diesem Grund muss die Drehstabilität der Läuferwelle verbessert werden, indem die Drehschwingung der Läuferwelle durch Einstellen der Breiten (der Längen in Axialrichtung) des ersten und des zweiten Lagerabschnitts hinreichend gedämpft wird.In recent years, the requirements for vehicle turbochargers have become more diverse depending on operating ranges of various engines. The reaction is a ten This means that the outer diameters of the compressor wheels and the turbine wheels are increasing. For this reason, the rotational stability of the rotor shaft needs to be improved by sufficiently damping the rotational vibration of the rotor shaft by adjusting the widths (the lengths in the axial direction) of the first and second bearing portions.
Wenn die Breiten der Innenumfangsflächen des ersten und des zweiten Lagerabschnitts als Folge des Einstellens der Breiten des ersten und des zweiten Lagerabschnitts länger werden, wird andererseits ein Ölströmungswiderstand (der Grad der Strömungsbehinderung) zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle sowie zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle entsprechend größer. Dies kann einen mechanischen Verlust in der Tragkonstruktion der Läuferwelle vergrößern und dementsprechend die Effizienz des Fahrzeug-Turboladers verschlechtern.On the other hand, when the widths of the inner peripheral surfaces of the first and second bearing portions become longer as a result of adjusting the widths of the first and second bearing portions, oil flow resistance (the degree of flow obstruction) between the inner peripheral surface of the first bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft and between the Inner peripheral surface of the second bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft correspondingly larger. This may increase mechanical loss in the rotor shaft support structure and accordingly degrade the efficiency of the vehicle turbocharger.
Kurz gesagt, besteht das Problem, dass es nicht leicht ist, die Effizienz der Fahrzeug-Turbolader zu verbessern und gleichzeitig die Drehstabilität deren Läuferwellen zu erhöhen.In short, there is a problem that it is not easy to improve the efficiency of vehicle turbochargers while increasing the rotational stability of their rotor shafts.
Des Weiteren besteht zurzeit eine zunehmend starke Nachfrage nach einer Erhöhung der Effizienz der Fahrzeug-Turbolader. Folglich besteht ein dringender Bedarf, den mechanischen Verlust in der bei den Fahrzeug-Turboladern verwendeten Tragkonstruktion der Läuferwelle zu verringern. Ein Konzept zum Verringern des mechanischen Verlustes in den Tragkonstruktionen der Läuferwellen besteht in einer Verbesserung der Ölabführleistung der Tragkonstruktion der Läuferwelle, indem der Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts gleichmäßig verbreitert wird. Wenn der Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts gleichmäßig verbreitert wird, bestehen auf der anderen Seite folgende Bedenken. Wenn eine Kraft, die auf einen Unterschied im Gegendruck zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad zurückzuführen ist, an das Öl angelegt wird, kann insbesondere das Öl in dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts auslaufen und als Folge kann sich eine Reibung zwischen der Aufnahmeöffnung und dem halbschwimmenden Buchsenlager erhöhen.Furthermore, there is currently an increasingly strong demand for increasing the efficiency of vehicle turbochargers. Consequently, there is an urgent need to reduce mechanical loss in the rotor shaft support structure used in automotive turbochargers. A concept for reducing the mechanical loss in the supporting structures of the rotor shafts is to improve the oil discharge performance of the supporting structure of the rotor shaft by uniformly widening the gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the bushing center central portion. On the other hand, when the gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the central bush bearing portion is uniformly widened, there are the following concerns. In particular, when a force due to a difference in back pressure between the compressor wheel and the turbine wheel is applied to the oil, the oil in the gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the second bearing portion may leak, and as a result, a Increase friction between the receiving hole and the semi-floating bush bearing.
Kurz gesagt, besteht das Problem, dass es nicht leicht ist, die Effizienz der Fahrzeug-Turbolader durch Verringern des mechanischen Verlustes in der Tragkonstruktion der Läuferwelle zu verbessern und gleichzeitig die Langlebigkeit der Fahrzeug-Turbolader zu verbessern.In short, there is a problem that it is not easy to improve the efficiency of vehicle turbochargers by reducing the mechanical loss in the rotor shaft supporting structure and at the same time improve the durability of vehicle turbochargers.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tragkonstruktion für eine Läuferwelle zu schaffen, die in der Lage ist, die vorstehenden Probleme zu lösen, sowie einen die Tragkonstruktion der Läuferwelle aufweisenden Turbolader zu schaffen.Against this background, an object of the present invention is to provide a support structure for a rotor shaft capable of solving the above problems and to provide a turbocharger having the support structure of the rotor shaft.
Zur Lösung des Problems wird eine Tragkonstruktion mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Tragkonstruktion mit den Merkmalen von Anspruch 6 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.To solve the problem, a support structure with the features of
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine in einem Turbolader zu verwendende Tragkonstruktion für eine Läuferwelle vor, die umfasst: ein Lagergehäuse, das in seinem Inneren einen mit einer Aufnahmeöffnung versehenen Stützblockabschnitt aufweist und einen Ölzuführkanal, der derart ausgelegt ist, dass er der Aufnahmeöffnung Öl zuführt, und einen Ölabführkanal, der derart ausgelegt ist, dass er das der Aufnahmeöffnung zugeführte Öl nach außerhalb des Lagergehäuses abführt, aufweist; eine in dem Lagergehäuse drehbar vorgesehene Läuferwelle, die ein Verdichterrad mit einem Turbinenrad koaxial zu einer Einheit verbindet; und ein zylindrisches halbschwimmendes Buchsenlager, das in der Aufnahmeöffnung im Stützblockabschnitt derart vorgesehen ist, dass seine Rotation eingeschränkt ist, und das derart ausgelegt ist, dass es die Läuferwelle drehbar stützt. Hierbei ist die Aufnahmeöffnung in Axialrichtung der Läuferwelle hindurchführend ausgebildet. Das halbschwimmende Buchsenlager umfasst: einen zylindrischen ersten Lagerabschnitt, der auf einer Seite des Verdichterrads angeordnet ist, einen zylindrischen zweiten Lagerabschnitt, der auf einer Seite des Turbinenrads angeordnet ist, und einen mittleren Buchsenlagerabschnitt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerabschnitt angeordnet ist. Der mittlere Buchsenlagerabschnitt weist eine Außenumfangsfläche auf die mit einer zum Speichern des Öls ausgelagerten umlaufenden Speichernut versehen ist.A first aspect of the present invention provides a support structure for a rotor shaft to be used in a turbocharger, comprising: a bearing housing having a support block portion provided with a receiving hole therein, and an oil supply passage designed to supply oil to the receiving hole and an oil discharge passage configured to discharge the oil supplied to the receiving hole to the outside of the bearing housing; a rotor shaft rotatably provided in the bearing housing and coaxially integrally connecting a compressor wheel and a turbine wheel; and a cylindrical semi-floating bush bearing provided in the receiving hole in the support block portion in such a manner that its rotation is restricted and configured to rotatably support the rotor shaft. In this case, the receiving opening is designed to pass through the rotor shaft in the axial direction. The semi-floating bushing bearing includes: a cylindrical first bearing portion disposed on one side of the compressor wheel, a cylindrical second bearing portion disposed on one side of the turbine wheel, and a central bushing bearing portion disposed between the first and second bearing portions. The central bush bearing portion has an outer peripheral surface formed with a circumferential storage groove for storing the oil.
Ein Innendurchmesser des zweiten Lagerabschnitts ist dem des ersten Lagerabschnitts gleich. Ein Außendurchmesser des zweiten Lagerabschnitts ist dem des ersten Lagerabschnitts gleich. Ein Innendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts ist größer als der des ersten Lagerabschnitts. Ein Außendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts ist kleiner als der des ersten Lagerabschnitts. Der erste Lagerabschnitt weist eine Innen- und eine Außenumfangsfläche auf. Ein erster Stirnrand ist in einem Abschnitt der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts ausgebildet. Ein zweiter Stirnrand ist in einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts ausgebildet. Der erste Stirnrand ist näher am Verdichterrad angeordnet als der zweite Stirnrand. Der zweite Lagerabschnitt weist eine Innen- und eine Außenumfangsfläche auf. Ein dritter Stirnrand ist in einem Abschnitt der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts ausgebildet. Ein vierter Stirnrand ist in einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts auf einer Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts ausgebildet. Der dritte Stirnrand ist näher am Turbinenrad angeordnet als der vierte Stirnrand. Die umlaufende Speichernut in einem Teil der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts ausgebildet ist, der von einem an den ersten Lagerabschnitt angrenzen Teil verschieden ist.An inner diameter of the second bearing portion is the same as that of the first bearing portion. An outer diameter of the second bearing portion is the same as that of the first bearing portion. An inner diameter of the middle bush bearing portion is larger than that of the first bearing portion. An outer diameter of the middle bush bearing portion is smaller than that of the first bearing portion. The first bearing portion has an inner and an outer peripheral surface. A first end edge is in a portion of the inner peripheral surface of the first bearing portion on one side of the middle leren socket bearing section formed. A second end edge is formed in a portion of the outer peripheral surface of the first bearing portion on a side of the central bushing bearing portion. The first end edge is arranged closer to the compressor wheel than the second end edge. The second bearing portion has an inner and an outer peripheral surface. A third end edge is formed in a portion of the inner peripheral surface of the second bearing portion on a side of the central bushing bearing portion. A fourth end edge is formed in a portion of the outer peripheral surface of the second bearing portion on a side of the central bushing bearing portion. The third end edge is located closer to the turbine wheel than the fourth end edge. The circumferential storage groove is formed in a part of the outer peripheral surface of the central bush supporting portion different from a part adjacent to the first supporting portion.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine in einem Turbolader zu verwendende Tragkonstruktion einer Läuferwelle vor, die umfasst: ein Lagergehäuse, das in seinem Inneren einen mit einer Aufnahmeöffnung versehenen Stützblockabschnitt aufweist und einen Ölzuführkanal, der derart ausgelegt ist, dass er der Aufnahmeöffnung Öl zuführt, und einen Ölabführkanal, der derart ausgelegt ist, dass er das der Aufnahmeöffnung zugeführte Öl nach außerhalb des Lagergehäuses abführt, aufweist; eine in dem Lagergehäuse drehbar angeordnete Läuferwelle, die ein Verdichterrad mit einem Turbinenrad koaxial zu einer Einheit verbindet; und ein zylindrisches halbschwimmendes Buchsenlager, das in der Aufnahmeöffnung im Stützblockabschnitt derart vorgesehen ist, dass seine Rotation eingeschränkt ist, und das derart ausgelegt ist, dass es die Läuferwelle drehbar stützt. Hierbei ist die Aufnahmeöffnung in Axialrichtung der Läuferwelle hindurchführend ausgebildet. Das halbschwimmende Buchsenlager umfasst: einen zylindrischen ersten Lagerabschnitt, der auf einer Seite des Verdichterrads angeordnet ist, einen zylindrischen zweiten Lagerabschnitt, der auf einer Seite des Turbinenrads angeordnet ist, und einen mittleren Buchsenlagerabschnitt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerabschnitt angeordnet ist und eine Außenumfangsfläche aufweist, die mit einer zum Speichern des Öls ausgelegten umlaufenden Speichernut versehen ist. Ein Innendurchmesser des zweiten Lagerabschnitts ist dem des ersten Lagerabschnitts gleich. Ein Außendurchmesser des zweiten Lagerabschnitts ist dem des ersten Lagerabschnitts gleich. Ein Innendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts ist größer als der des ersten Lagerabschnitts. Ein Außendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts ist kleiner als der des ersten Lagerabschnitts. Die umlaufende Speichernut ist in einem Teil der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts ausgebildet, der von einem an den ersten Lagerabschnitt angrenzenden Teil verschieden ist.A second aspect of the present invention provides a support structure of a rotor shaft to be used in a turbocharger, comprising: a bearing housing having a support block portion provided with a receiving hole therein, and an oil supply passage designed to supply oil to the receiving hole , and an oil discharge passage configured to discharge the oil supplied to the receiving hole to the outside of the bearing housing; a rotor shaft rotatably mounted in the bearing housing and coaxially connecting a compressor wheel and a turbine wheel as a unit; and a cylindrical semi-floating bush bearing provided in the receiving hole in the support block portion in such a manner that its rotation is restricted and configured to rotatably support the rotor shaft. In this case, the receiving opening is designed to pass through the rotor shaft in the axial direction. The semi-floating bushing bearing includes: a cylindrical first bearing portion disposed on one side of the compressor wheel, a cylindrical second bearing portion disposed on one side of the turbine wheel, and a central bushing bearing portion disposed between the first and second bearing portions and a Having an outer peripheral surface provided with a circumferential storage groove designed for storing the oil. An inner diameter of the second bearing portion is the same as that of the first bearing portion. An outer diameter of the second bearing portion is the same as that of the first bearing portion. An inner diameter of the middle bush bearing portion is larger than that of the first bearing portion. An outer diameter of the middle bush bearing portion is smaller than that of the first bearing portion. The circumferential storage groove is formed in a part of the outer peripheral surface of the central bush bearing portion other than a part adjacent to the first bearing portion.
Es ist zu beachten, dass „ein Teil der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts, der von einem an den ersten Lagerabschnitt angrenzenden Teil verschieden ist“ einen Teil der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts, der an den zweiten Lagerabschnitt angrenzend ist, und einen mittleren Teil (zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerabschnitt) der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts umfasst.It should be noted that "a part of the outer peripheral surface of the central bush supporting portion other than a portion adjacent to the first supporting portion" means a portion of the outer peripheral surface of the central bush supporting portion that is adjacent to the second supporting portion and a central portion (between the first and second bearing portion) of the outer peripheral surface of the central bushing bearing portion.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Turbolader vor, der derart ausgelegt ist, dass er eine einem Motor zuzuführende Luft auflädt, indem er eine Druckenergie eines Abgases des Motors verwendet, wobei der Turbolader die Tragkonstruktion für die Läuferwelle gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt aufweist.A third aspect of the present invention provides a turbocharger configured to supercharge air to be supplied to an engine by using pressure energy of an exhaust gas of the engine, the turbocharger including the rotor shaft support structure according to the first or second aspect having.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es den in den Spalten, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts, gebildeten Ölfilmen, in vollem Maße Funktionen als Ölfilmdämpfer auszuüben, während gleichzeitig eine Erhöhung des Widerstands gegen die Strömung des Öls in den Spalten, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle, verhindert wird. Demzufolge kann die vorliegende Erfindung die Drehstabilität der Läuferwelle durch eine hinreichende Dämpfung der Drehschwingung der Läuferwelle verbessern und gleichzeitig kann sie die Effizienz des Turboladers durch Verringern des mechanischen Verlustes in der Tragkonstruktion der Läuferwelle verbessern.The present invention allows in the columns such. B. the gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the first bearing portion, formed oil films to fully exercise functions as an oil film damper, while increasing the resistance to the flow of oil in the gaps, such as. B. the gap between the inner peripheral surface of the first bearing portion and the outer peripheral surface of the rotor shaft is prevented. Accordingly, the present invention can improve the torsional stability of the rotor shaft by sufficiently damping the torsional vibration of the rotor shaft, and at the same time, it can improve the efficiency of the turbocharger by reducing the mechanical loss in the rotor shaft supporting structure.
Die vorliegende Erfindung kann die Ölabführleistung der Tragkonstruktion der Läuferwelle verbessern, während das Gewicht des halbschwimmenden Buchsenlagers um das Volumen der umlaufenden Speichernut reduziert wird. Demzufolge kann die vorliegende Erfindung das Gewicht des halbschwimmenden Buchsenlagers, mit anderen Worten das Gewicht des Turboladers, reduzieren und gleichzeitig kann sie die Effizienz des Turboladers durch Verringern des mechanischen Verlustes in der Tragkonstruktion der Läuferwelle verbessern.The present invention can improve the oil discharge performance of the rotor shaft support structure while reducing the weight of the semi-floating bush bearing by the volume of the circumferential storage groove. Accordingly, the present invention can reduce the weight of the semi-floating bush bearing, in other words, the weight of the turbocharger, and at the same time it can improve the efficiency of the turbocharger by reducing the mechanical loss in the rotor shaft supporting structure.
Während sich der Turbolader in Betrieb befindet, ist es möglich, in hinreichendem Maße zu verhindern, dass das Öl in dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts ausläuft, auch wenn ein Unterschied im Gegendruck zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad an das Öl angelegt wird. Aus diesem Grund ist es möglich, einen Verschleiß und ein Festfressen zwischen der Aufnahmeöffnung und dem halbschwimmenden Buchsenlager zu verhindern und demzufolge die Lebensdauer des Turboladers zu erhöhen.While the turbocharger is in operation, it is possible to sufficiently prevent the oil in the gap between the inner peripheral surface of the receiving hole and the outer peripheral surface of the second bearing portion from leaking even if there is a difference in back pressure between the compressor wheel and the turbine wheel applied to the oil. For this reason, it is possible to prevent wear and seizure between the receiving hole and the semi-floating bush bearing and consequently increase the durability of the turbocharger.
Figurenlistecharacter list
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1 ist eine vergrößerte Ansicht einer Läuferwelle und deren Umgebung eines Turboladers mit variabler Turbinengeometrie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.1 12 is an enlarged view of a rotor shaft and its vicinity of a variable geometry turbocharger according to an embodiment of the present invention. -
2 ist eine Querschnittsansicht eines halbschwimmenden Buchsenlagers in einer Tragkonstruktion für eine Läuferwelle gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.2 12 is a cross-sectional view of a semi-floating bush bearing in a rotor shaft support structure according to the embodiment of the present invention. -
3(a) ist eine entlang der IIIA-IIIA-Linie in2 gezeichnete Querschnittsansicht des halbschwimmenden Buchsenlagers, und3(b) ist eine entlang der IIIB-IIIB-Linie in2 gezeichnete Querschnittsansicht des halbschwimmenden Buchsenlagers.3(a) is one along the IIIA-IIIA line in2 drawn cross-sectional view of the semi-floating bush bearing, and3(b) is one along the IIIB-IIIB line in2 drawn cross-sectional view of the semi-floating bush bearing. -
4 ist eine Vorderquerschnittsansicht des Turboladers mit variabler Turbinengeometrie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.4 12 is a front cross-sectional view of the variable geometry turbocharger according to the embodiment of the present invention.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDescription of the Preferred Embodiment
Unter Bezugnahme auf
Wie in
Der Fahrzeug-Turbolader 1 umfasst: ein Lagergehäuse 3, eine in dem Lagergehäuse 3 drehbar vorgesehene Läuferwelle (eine Turbinenwelle) 5, die in Links-Rechts-Richtung verläuft. Ein derart ausgelegtes Verdichterrad 7, dass es die Luft unter Verwendung von Zentrifugalkraft verdichtet, ist einstückig mit einem Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt) der Läuferwelle 5 vorgesehen. Ein derart ausgelegtes Turbinenrad 9, dass es eine Drehkraft (ein Drehmoment) unter Verwendung der Druckenergie des Abgases erzeugt, ist einstückig mit dem anderen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt) der Läuferwelle 5 vorgesehen. Mit anderen Worten ist die Läuferwelle 5 derart ausgelegt, dass sie das Verdichterrad 7 mit dem Turbinenrad 9 koaxial zu einer Einheit verbindet. Es ist zu beachten, dass der Außendurchmesser der Rückfläche des Verdichterrads 7 größer ist als der der Rückfläche des Turbinenrads 9.The
Die Läuferwelle 5 umfasst: einen ersten gelagerten Wellenabschnitt 5a, der in ihrem Abschnitt auf der Seite des Verdichterrads 7 (Seite des rechten Endes) angeordnet ist, einen zweiten gelagerten Abschnitt 5b, der in ihrem Abschnitt auf der Seite des Turbinenrads 9 (Seite des linken Endes) angeordnet ist, und einen mittleren Wellenabschnitt 5c, der zwischen dem ersten und zweiten gelagerten Wellenabschnitt 5a, 5b angeordnet ist. In dieser Hinsicht sind die Außendurchmesser des ersten und des zweiten gelagerten Wellenabschnitts 5a, 5b einander gleich. Der Außendurchmesser des mittleren Wellenabschnitts 5c ist kleiner als der des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a (als der des zweiten gelagerten Wellenabschnitts 5b). Ein Schleuderring 11 ist einstückig an dem linksseitigen Abschnitt des zweiten gelagerten Wellenabschnitts 5b der Läuferwelle 5 ausgebildet. Ein Ölabscheider 13 ist einstückig an dem rechtsseitigen Abschnitt des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a der Läuferwelle 5 ausgebildet.The
Wie in
Ein derart ausgelegtes Turbinengehäuse 25, dass es das Turbinenrad 9 beherbergt, ist links des Lagergehäuses 3 vorgesehen. Eine Gaseinführöffnung 27, die zum Einführen des Abgases ausgelegt ist, ist an einer geeigneten Position in dem Turbinengehäuse 25 ausgebildet. Die Gaseinführöffnung 27 ist mit einem Abgaskrümmer (dessen Darstellung ausgelassen wurde) des Motors verbunden. Ein spiralförmiger Turbinenspiralgang 29 ist innerhalb des Turbinengehäuses 25 auf einer Einlassseite des Turbinenrads 9 (auf einer stromaufwärtigen Seite der Abgasströmung) ausgebildet. Der Turbinenspiralgang 29 ist mit der Gaseinführöffnung 27 verbunden. Eine Gasabführöffnung 31, die zum Abführen des Abgases ausgelegt ist, ist in dem Turbinengehäuse 25 auf einer Auslassseite des Turbinenrads 9 (auf der stromabwärtigen Seite der Abgasströmung) ausgebildet. Die Gasabführöffnung 31 ist mit einem Abgasemissionssteuersystem (dessen Darstellung ausgelassen wurde) verbunden, das zum Reinigen des Abgases ausgelegt ist.A
Nachstehend werden Beschreibungen einer in dem Fahrzeug-Turbolader 1 verwendeten Tragkonstruktion 33 für eine Läuferwelle gegeben.Descriptions of a rotor
Wie in
Ein zylindrisches halbschwimmendes Buchsenlager (ein halbschwimmendes Metall) 39, dessen Drehung durch einen Drehanschlagstift 41 eingeschränkt ist, ist in der Aufnahmeöffnung 37 im Stützblockabschnitt 35 vorgesehen. Das halbschwimmende Buchsenlager 39 stützt die Läuferwelle 5 auf eine drehbare Art, wobei sich ein Ölfilm dazwischen befindet. Außerdem umfasst das halbschwimmende Buchsenlager 39: einen zylindrischen ersten Lagerabschnitt 39a, der in seinem Abschnitt auf der Seite des Verdichterrads 7 (mit anderen Worten in dem ersten stützenden Öffnungsabschnitt 37a) angeordnet ist, einen zylindrischen zweiten Lagerabschnitt 39b, der in seinem Abschnitt auf der Seite des Turbinenrads 9 (mit anderen Worten in dem zweiten stützenden Öffnungsabschnitt 37b) angeordnet ist, und einen zylindrischen mittleren Buchsenlagerabschnitt 39c, der zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerabschnitt 39a, 39b (mit anderen Worten in dem mittleren Öffnungsabschnitt 37c) angeordnet ist. Die Innendurchmesser des ersten und des zweiten Lagerabschnitts 39a, 39b sind einander gleich. Die Außendurchmesser des ersten und des zweiten Lagerabschnitts 39a, 39b sind ebenfalls einander gleich. Der Innendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ist größer als der des ersten Lagerabschnitts 39a (als der des zweiten Lagerabschnitts 39b). Der Außendurchmesser des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ist ein wenig kleiner als der des ersten Lagerabschnitts 39a (als der des zweiten Lagerabschnitts 39b).A cylindrical semi-floating bush bearing (a semi-floating metal) 39 whose rotation is restricted by a
Wie in
Eine erste umlaufende Führungsnut 43 ist in der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a ausgebildet. Die erste umlaufende Führungsnut 43 verläuft in Umfangsrichtung und leitet das Öl in Umfangsrichtung. Mehrere erste gerade Führungsnuten 45, die derart ausgelegt sind, dass sie das Öl in Links-Rechts-Richtung leiten, sind in der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a in entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Abständen angeordnet. Jede erste gerade Führungsnut 45 verläuft in Links-Rechts-Richtung (Axialrichtung der Läuferwelle 5). Außerdem sind mehrere erste Führungslöcher 47 in entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Abständen durch den ersten Lagerabschnitt 39a hindurchführend ausgebildet. Jedes erste Führungsloch 47 ist derart ausgebildet, dass es von der ersten umlaufenden Führungsnut 43 zu der entsprechenden ersten geraden Führungsnut 45 (der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a) hindurchführt und das Öl von der ersten umlaufenden Führungsnut 43 zu der ersten geraden Führungsnut 45 leitet. Eine zweite umlaufende Führungsnut 49 ist in der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b ausgebildet. Die zweite umlaufende Führungsnut 49 verläuft in Umfangsrichtung und leitet das Öl in Umfangsrichtung. Mehrere zweite gerade Führungsnuten 51, die derart ausgelegt sind, dass sie das Öl in Links-Rechts-Richtung leiten, sind in der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b in entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Abständen angeordnet. Jede zweite gerade Führungsnut 51 verläuft in Links-Rechts-Richtung (Axialrichtung der Läuferwelle 5). Außerdem sind mehrere zweite Führungslöcher 53 in entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Abständen durch den zweiten Lagerabschnitt 39b hindurchführend ausgebildet. Jedes zweite Führungsloch 53 ist derart ausgebildet, dass es von der zweiten umlaufenden Führungsnut 49 zu der entsprechenden zweiten geraden Führungsnut 51 (der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b) hindurchführt und das Öl von der zweiten umlaufenden Führungsnut 49 zu der zweiten geraden Führungsnut 51 leitet. Des Weiteren ist ein Einpassloch 55, in dem der Drehanschlagstift 41 angebracht wird, durch den unteren Abschnitt des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c hindurchführend ausgebildet.A first
Die rechte Stirnfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 (die Stirnfläche des ersten Lagerabschnitts 39a) trägt (stützt) eine Axiallast vom Verdichterrad 7 über den Ölabscheider 13. Die linke Stirnfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 (die Stirnfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b) trägt eine Axiallast vom Turbinenrad 9 über den Schleuderring 11. Mit anderen Worten weist das halbschwimmende Buchsenlager 39 eine Funktion als ein Axialdrucklager auf, der derart ausgelegt ist, dass es die Axiallast vom Verdichterrad 7 und dem Turbinenrad 9 trägt. Des Weiteren sind eine Führungsnut(en) (deren Darstellung ausgelassen wurde), Verjüngungsabschnitte (deren Darstellung ausgelassen wurde) und dergleichen in den zwei Stirnflächen (der rechten und der linken Stirnfläche) des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 geeignet ausgebildet, wie zum Beispiel in japanischen Patentanmeldungen mit Veröffentlichungsnr. Hei
Wie in
Ein Ölabführkanal (ein Ölabführdurchgangssystem) 65 ist im Lagergehäuse 3 ausgebildet. Der Ölabführkanal 65 führt das Öl ab, das den Spalten zugeführt wurde, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 und dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle 5. Um es konkret auszudrücken, ist eine ringförmige Ölkammer 67 in der Nähe des linken Endes der Aufnahmeöffnung 37 im Stützblockabschnitt 35 ausgebildet. Die Ölkammer 67 speichert vorübergehend das Öl, das aus dem Bereich zwischen der anderen Stirnfläche des halbschwimmenden Blockabschnitts 39 und dem Schleuderring 11 austritt. Ein Ölabführdurchgang 69, der derart ausgelegt ist, dass er das Öl aus der Ölkammer 67 abführt, ist unterhalb des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 durch den Stützblockabschnitt 35 hindurchführend ausgebildet. Ein Sammelraum 71, der derart ausgelegt ist, dass er das von dem Ölabführdurchgang 69 und dergleichen abgeführte Öl sammelt, ist unterhalb des Stützblockabschnitts 35 im Lagergehäuse 3 ausgebildet. Eine Ölabführöffnung 73, die derart ausgelegt ist, dass sie das Öl nach außerhalb des Lagergehäuses 3 abführt, ist außerdem in dem unteren Abschnitt des Lagergehäuses 3 ausgebildet. Die Ölabführöffnung 73 ist mit dem Sammelraum 71 verbunden.An oil discharge channel (an oil discharge passage system) 65 is formed in the bearing housing 3 . The
Wie in
Wie in
Wie in
Nachstehend werden Beschreibungen der Arbeitsweise und der Wirkungen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.Descriptions are given below of the operation and effects of the embodiment of the present invention.
Das von der Gaseinführöffnung 27 eingeführte Abgas fließt durch den Turbinenspiralgang 29 und strömt von der Einlass- zu der Auslassseite des Turbinenrads 9. Dies ermöglicht es, dass die Drehkraft (das Drehmoment) unter Verwendung der Druckenergie des Abgases erzeugt wird und entsprechend die Läuferwelle 5 und das Verdichterrad 7 zusammen mit dem Turbinenrad 9 als eine Einheit gedreht werden. Dadurch kann die von der Lufteinführöffnung 17 eingeführte Luft verdichtet werden und durch den Diffusorgang 19 und den Verdichterspiralgang 19 durchströmen und aus der Luftabführöffnung 23 ausgelassen werden. Demzufolge kann die dem Motor zuzuführende Luft aufgeladen werden.The exhaust gas introduced from the
Während sich der Fahrzeug-Turbolader in Betrieb befindet, wird das Öl durch den Einsatz der Ölförderpumpe von der Ölzuführöffnung 59 in das Lagergehäuse 3 eingeführt und wird von dem ersten Ölzuführdurchgang 61 direkt der ersten umlaufenden Führungsnut 43 im ersten Lagerabschnitt 39a sowie von dem zweiten Ölzuführdurchgang 63 der zweiten umlaufenden Führungsnut 49 im zweiten Lagerabschnitt 39b zugeführt. Dies ermöglicht es, dass das Öl nicht nur dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37,und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 zugeführt wird, sondern auch über die mehreren ersten Führungslöcher 47 im ersten Lagerabschnitt 39a, die mehreren zweiten Führungslöcher 53 im zweiten Lagerabschnitt 39b und dergleichen dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle 5 zugeführt wird. Dadurch werden die Ölfilme zwischen der Innenumfangsfläche des ersten stützenden Öffnungsabschnitts 37a und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a, zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten stützenden Öffnungsabschnitts 37b und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b, zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a und der Außenumfangsfläche des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a sowie zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b und der Außenumfangsfläche des zweiten gelagerten Wellenabschnitts 5b ausgebildet. Die Ölfilme ermöglichen es, dass die Läuferwelle 5 drehbar gelagert ist. In dieser Hinsicht üben die zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a und der Außenumfangsfläche des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a sowie zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b und der Außenumfangsfläche des zweiten gelagerten Wellenabschnitts 5b ausgebildeten Ölfilme eine Funktion des Tragens (Stützens) der Radiallast der Läuferwelle 5 aus. Außerdem üben die zwischen der Innenumfangsfläche des ersten stützenden Öffnungsabschnitts 37a und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a sowie zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten stützenden Öffnungsabschnitts 37b und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b ausgebildeten Ölfilme eine Funktion als Ölfilmdämpfer zum Dämpfen der Drehschwingung der Läuferwelle 5 aus. Es ist zu beachten, dass das Öl dem Spalt zwischen der rechten Stirnfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 und dem Ölabscheider 13 sowie dem Spalt zwischen der linken Stirnfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 und dem Schleuderring 11 zugeführt wird, sobald das Öl den Spalten, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 zugeführt wurde.While the vehicle turbocharger is in operation, the oil is introduced into the bearing housing 3 from the
Das dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 sowie dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 und der Außenumfangsfläche der Läuferwelle 5 zugeführte Öl strömt andererseits aus den Ölabführdurchgängen 69, 79 und dergleichen hinaus, fließt durch den Sammelraum 71 und wird aus der Ölabführöffnung 73 nach außerhalb des Lagergehäuses 3 abgeführt. Im Übrigen wird das aus der Ölabführöffnung 73 abgeführte Öl vorübergehend in einer Ölwanne (deren Darstellung ausgelassen wurde) gesammelt und wird durch den Einsatz der Ölförderpumpe über die Ölzuführöffnung 59 wieder in das Lagergehäuse 3 eingeführt.
Das halbschwimmende Buchsenlager 39 umfasst den ersten Lagerabschnitt 39a, der die Innen- und die Außenumfangsfläche aufweist. Der Stirnrand 39ai ist in dem Abschnitt der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a auf der Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ausgebildet. Außerdem ist der Stirnrand 39ao ist in dem Abschnitt der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a auf der Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ausgebildet.On the other hand, the oil supplied to the gap between the inner peripheral surface of the receiving
The semi-floating bush bearing 39 includes the
Der Stirnrand 39ai ist näher am Verdichterrad 7 angeordnet als der Stirnrand 39ao. Dies ermöglicht es, dass eine hinreichende Breite für die Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a gewährleistet ist und dass somit die Breite der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a verkürzt wird. Dies ermöglicht es dem zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a ausgebildeten Ölfilm, seine Funktion als Ölfilmdämpfer in vollem Maße auszuüben, während ein Anstieg des Widerstands gegen die Strömung des Öls (das Ausmaß der Behinderung der Strömung des Öls) zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a und der Außenumfangsfläche des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a unterbunden wird.The front edge 39ai is arranged closer to the
Gleichermaßen umfasst das halbschwimmende Buchsenlager 39 den zweiten Lagerabschnitt 39b, der die Innen- und die Außenumfangsfläche aufweist. Der Stirnrand 39bi ist in dem Abschnitt der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b auf der Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ausgebildet. Außerdem ist der Stirnrand 39bo in dem Abschnitt der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b auf der Seite des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ausgebildet. Der Stirnrand 39bi ist näher am Turbinenrad 9 angeordnet als der Stirnrand 39bo. Dies ermöglicht es, dass eine hinreichende Breite der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b gewährleistet ist und dass somit die Breite der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b verkürzt wird. Dies ermöglicht es dem zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b ausgebildeten Ölfilm, seine Funktion als Ölfilmdämpfer in vollem Maße auszuüben, während ein Anstieg des Widerstands gegen die Strömung des Öls zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten stützenden Öffnungsabschnitts 37b und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b verhindert wird.Likewise, the semi-floating bush bearing 39 includes the
Die umlaufende Speichernut 75 ist in dem Teil der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c ausgebildet, der von dem an den ersten Lagerabschnitt 39a angrenzenden Teil verschieden ist. Dies ermöglicht es, das Gewicht des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 um das Volumen der umlaufenden Speichernut 75 zu reduzieren und gleichzeitig die Ölabführleistung der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle zu erhöhen, indem der Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des mittleren Öffnungsabschnitts 37c und der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c örtlich verbreitert wird.The
Der Bereich, in dem die umlaufende Speichernut 75 ausgebildet ist, ist begrenzt. Des Weiteren gibt es den Teil in der Außenumfangsfläche des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c in seinem an den ersten Lagerabschnitt 39a angrenzenden Teil, in dem die umlaufende Speichernut 75 nicht vorgesehen ist. Während sich der Fahrzeug-Turbolader 1 in Betrieb befindet, kann aus diesen Gründen die Strömung des Öls von der umlaufenden Speichernut 75 im mittleren Buchsenlagerabschnitt 39c zu dem Verdichterrad 7 verhindert werden, auch wenn die Strömung des Öls zum Verdichterrad 7 (nach rechts) hin gelenkt wird, wenn die aufgrund des Unterschieds im Gegendruck zwischen dem Verdichterrad 7 und dem Turbinenrad 9 entstehende Kraft an das Öl angelegt wird. Demzufolge ist es möglich zu verhindern, dass das Öl in dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten stützenden Öffnungsabschnitts 37b und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b hinausfließt.The area in which the
Die Ölabführöffnung 77 ist durch den unteren Abschnitt des mittleren Buchsenlagerabschnitts 39c hindurchführend ausgebildet, während der Ölabführdurchgang 79 durch den stützenden Blockabschnitt 35, aber unterhalb des halbschwimmenden Buchsenlagers 39, hindurchführend ausgebildet ist. Aus diesen Gründen ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sich das Öl in dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlager 39 sammelt. Demzufolge ist es möglich, die Ölabführleistung der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle zu erhöhen.The
Die erste umlaufende Führungsnut 43 ist in der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a ausgebildet. Die mehreren ersten Führungslöcher 47 sind in entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Abständen durch den ersten Lagerabschnitt 39a hindurchführend ausgebildet. Außerdem ist der erste Ölzuführdurchgang 61 in dem Stützblockabschnitt 35 ausgebildet. Aus diesen Gründen kann das Öl dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des ersten stützenden Öffnungsabschnitts 37a und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a sowie dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a und der Außenumfangsfläche des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a stabil zugeführt werden. Gleichermaßen ist die zweite umlaufende Führungsnut 49 in der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b ausgebildet. Die mehreren zweiten Führungslöcher 53 sind in entlang der Umfangsrichtung vorgesehenen Abständen durch den zweiten Lagerabschnitt 39b hindurchführend ausgebildet. Des Weiteren ist der zweite Ölzuführdurchgang 63 in dem Stützblockabschnitt 35 ausgebildet. Aus diesen Gründen kann das Öl dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten stützenden Öffnungsabschnitts 37b und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b sowie dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b und der Außenumfangsfläche des zweiten gelagerten Wellenabschnitts 5b stabil zugeführt werden.The first
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung es den zwischen den Spalten, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a, ausgebildeten Ölfilmen, die Funktion als Ölfilmdämpfer auszuüben, während ein Anstieg des Widerstands gegen die Strömung des Öls in den Spalten, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a und der Außenumfangsfläche des ersten gelagerten Wellenabschnitts 5a, unterbunden wird. Demzufolge kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Drehstabilität der Läuferwelle 5 durch eine hinreichende Dämpfung der Drehschwingung der Läuferwelle 5 verbessern und gleichzeitig kann sie die Effizienz des Fahrzeug-Turboladers 1 durch Verringern des mechanischen Verlustes in der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle verbessern. Da die Ausführungsform die Ölabführleistung der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle verbessern kann, kann insbesondere die Ausführungsform die Effizienz des Fahrzeug-Turboladers 1 durch weitergehendes Verringern des mechanischen Verlustes in der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle weiter verbessern.As described above, the embodiment of the present invention allows the between the columns, such. B. the gap between the inner peripheral surface of the receiving
Wie vorstehend beschrieben, kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Ölabführleistung der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle verbessern, während das Gewicht des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 um das Volumen der umlaufenden Speichernut 75 reduziert wird. Demzufolge kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Gewicht des halbschwimmenden Buchsenlagers 39, mit anderen Worten das Gewicht des Fahrzeug-Turboladers 1, reduzieren und gleichzeitig kann sie die Effizienz des Fahrzeug-Turboladers 1 durch Verringern des mechanischen Verlustes in der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle verbessern. Da die Ausführungsform die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich das Öl in dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 37 und der Außenumfangsfläche des halbschwimmenden Buchsenlagers 39 sammelt, und die Ölabführleistung der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle verbessert, kann insbesondere die Ausführungsform die Effizienz des Fahrzeug-Turboladers 1 weiter verbessern, indem der mechanische Verlust in der Tragkonstruktion 33 der Läuferwelle weiter verringert wird.As described above, the embodiment of the present invention can improve the oil discharge performance of the rotor
Während sich der Fahrzeug-Turbolader 1 in Betrieb befindet, ist es möglich, ein Auslaufen des Öls in dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten stützenden Öffnungsabschnitts 37b und der Außenumfangsfläche des zweiten Lagerabschnitts 39b zu verhindern, auch wenn ein großer negativer Gegendruck des Verdichterrads 7 an das Öl angelegt wird. Außerdem ist es möglich, das Öl stabil den Spalten zuzuführen, wie z. B. dem Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des ersten stützenden Öffnungsabschnitts 37a und der Außenumfangsfläche des ersten Lagerabschnitts 39a. Folglich ist es möglich, Verschleiß und Festfressen zwischen der Aufnahmeöffnung 37 und dem halbschwimmenden Buchsenlager 39 sowie zwischen dem halbschwimmenden Buchsenlager 39 und der Läuferwelle 5 zu verhindern und demzufolge die Lebensdauer des Fahrzeug-Turboladers 1 zu erhöhen.While the
Es ist zu beachten, dass: die vorliegende Erfindung nicht auf die Beschreibungen beschränkt ist, die für die vorstehende Ausführungsform gegeben wurden, und dass die Erfindung auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann, indem nach Bedarf Modifikationen an der Erfindung vorgenommen werden. Außerdem ist der Umfang von Ansprüchen, die in der vorliegenden Erfindung aufgenommen sind, nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt.Note that: the present invention is not limited to the descriptions given for the above embodiment, and the invention can be embodied in various forms by making modifications to the invention as necessary. In addition, the scope of claims incorporated in the present invention is not limited to the above embodiment.
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