JP2008267463A - Floating bearing structure - Google Patents

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Tomohiro Takenaga
智裕 竹永
Osamu Maeda
治 前田
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a floating bearing structure for suppressing the occurrence of whirling vibration. <P>SOLUTION: A turbocharger 1 comprises a shaft extending in one direction, a cylindrical floating bush 24 encircling the shaft 7 and having an inner peripheral face opposed to the outer peripheral face of the shaft 7, and a center housing 36 having an internal space for storing the floating bush 24. The floating bush 24 has a through-hole 124 passing through the bush in a range from the outer peripheral face to the inner peripheral face in the radial direction. The center housing 36 has a first oil supply passage 136 for supplying oil 100 to the through-hole, and three or more second oil supply passages 236. The second oil supply passages 236 are arranged at mutual spaces in the circumferential direction of the outer peripheral face. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、浮動軸受構造に関し、より特定的には、オイルでシャフトが保持および潤滑される浮動軸受構造に関するものである。   The present invention relates to a floating bearing structure, and more particularly to a floating bearing structure in which a shaft is held and lubricated with oil.

従来、浮動軸受構造は、たとえば特開2002−332864号公報(特許文献1)に開示されている。
特開2002−332864号公報
Conventionally, a floating bearing structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-332864 (Patent Document 1).
JP 2002-332864 A

従来の浮動軸受構造では、潤滑油の粘度を運転領域に応じて調節し、ホワール振動を抑制する技術が開示されている。   In the conventional floating bearing structure, a technology for suppressing the whirl vibration by adjusting the viscosity of the lubricating oil according to the operation region is disclosed.

しかしながら、従来の技術では、オイル粘度の調整では制御性が低く十分にホワール振動を抑制できないという問題があった。   However, the conventional technique has a problem that the control of the oil viscosity is low and the control of the whirl vibration cannot be sufficiently suppressed.

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、ホワール振動を抑制することが可能な浮動軸受構造を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a floating bearing structure capable of suppressing whirl vibration.

この発明に従った浮動軸受構造は、一方向に延びるシャフトと、シャフトを取囲み、シャフトの外周面と対向する内周面を有する筒状の浮動ブッシュと、浮動ブッシュを収納する内部空間が設けられたハウジングとを備え、シャフトの外周面と浮動ブッシュの内周面との間、および浮動ブッシュの外周面とハウジングの内周面との間にはオイルが介在しており、浮動ブッシュには、外周面から内周面までラジアル方向に浮動ブッシュを貫通する貫通孔が設けられており、ハウジングには、貫通孔にオイルを供給する第1オイル供給路と、浮動ブッシュの外周面に向かってオイルを噴射する3つ以上の第2オイル供給路とが設けられて3つ以上の第2オイル供給路は、外周面の円周方向に互いに距離を隔てて配置される。   The floating bearing structure according to the present invention includes a shaft extending in one direction, a cylindrical floating bush surrounding the shaft and having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the shaft, and an internal space for housing the floating bush. And an oil is interposed between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the floating bush, and between the outer peripheral surface of the floating bush and the inner peripheral surface of the housing. A through hole that penetrates the floating bush in the radial direction from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface is provided, and the housing has a first oil supply path that supplies oil to the through hole and an outer peripheral surface of the floating bush. Three or more second oil supply paths for injecting oil are provided, and the three or more second oil supply paths are arranged at a distance from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface.

このように構成された浮動軸受構造では、貫通孔にオイルを供給する第1オイル供給路が設けられているため、貫通孔を通じて外周面から内周面までオイルが供給され、内周面側でシャフトを保持することができる。   In the floating bearing structure configured as described above, since the first oil supply path for supplying oil to the through hole is provided, the oil is supplied from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface through the through hole, and on the inner peripheral surface side. The shaft can be held.

さらに、第2オイル供給路は、3つ以上設けられて外周面の円周方向に互いに距離を隔てて配置されるため、ホワール振動が発生して軸およびブッシュがハウジング側へ近づくと、ハウジングの第2オイル供給路から供給されたオイルがブッシュの外周面に当る。これにより、ブッシュは中心位置へ押し戻される。これにより、ホワール振動を防止することができる。   Further, since three or more second oil supply paths are provided and are spaced apart from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface, when the whirl vibration occurs and the shaft and the bush approach the housing side, The oil supplied from the second oil supply path hits the outer peripheral surface of the bush. Thereby, the bush is pushed back to the center position. Thereby, a whirl vibration can be prevented.

好ましくは、第2オイル供給路はブッシュの回転を妨げる方向にブッシュに向かってオイルを噴射する。この場合、ブッシュがハウジングに近づくと、第2オイル供給路からブッシュに向かってオイルが噴射されてブッシュの回転が妨げられる。これにより、一時的に回転数を落とすことでホワール振動の発生を抑制することができる。   Preferably, the second oil supply path injects oil toward the bush in a direction that prevents rotation of the bush. In this case, when the bush approaches the housing, oil is jetted from the second oil supply path toward the bush, thereby preventing the bush from rotating. Thereby, generation | occurrence | production of a whirl vibration can be suppressed by dropping a rotation speed temporarily.

この発明に従えば、ホワール振動の発生を抑制することができるターボチャージャを提供することができる。   According to the present invention, a turbocharger that can suppress the occurrence of whirl vibration can be provided.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、すべての実施の形態を組合せることも可能である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. It is also possible to combine all the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った浮動軸受構造のターボチャージャを有するディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。図1のディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジンのクリーン排気を実現するために、高圧コモンレール式燃料噴射装置、大容量電子制御EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラー、DPNR(Diesel Particulate NOx Reduction)触媒を組合せ、PM(Particulate Matter)およびNOxを連続かつ同時に低減するシステムである。図1において、内燃機関(以下エンジンと言う)1000は、燃料供給系1001、燃焼室200、吸気系300および排気系400とを主要部として構成される四気筒のディーゼルエンジンである。なお、シリンダ数は特に限定されるものではなく、またエンジンの形状も、直列型、V型、W型、水平対向型などのさまざまな形状を採用することが可能である。また、DPNR450は、PMを再生するDPF(Diesel Particulate Filter)であっても採用することが可能である。
(Embodiment 1)
1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine system having a turbocharger having a floating bearing structure according to Embodiment 1 of the present invention. The diesel engine system shown in Fig. 1 combines a high-pressure common rail fuel injection system, a large-capacity electronically controlled EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler, and a DPNR (Diesel Particulate NOx Reduction) catalyst in order to achieve clean exhaust from the diesel engine. (Particulate Matter) and NOx are continuously and simultaneously reduced. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1000 is a four-cylinder diesel engine having a fuel supply system 1001, a combustion chamber 200, an intake system 300, and an exhaust system 400 as main parts. The number of cylinders is not particularly limited, and various shapes such as an in-line type, a V type, a W type, and a horizontally opposed type can be adopted as the shape of the engine. The DPNR 450 can be adopted even if it is a DPF (Diesel Particulate Filter) for regenerating PM.

燃料供給系1001は、サプライポンプ110、コモンレール120、燃料噴射弁130、遮蔽弁140、調量弁160、燃料添加ノズル170、機関燃料通路800および添加燃料通路810とを備えて構成される。   The fuel supply system 1001 includes a supply pump 110, a common rail 120, a fuel injection valve 130, a shielding valve 140, a metering valve 160, a fuel addition nozzle 170, an engine fuel passage 800, and an addition fuel passage 810.

サプライポンプ110は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にしたうえで機関燃料通路800を介してコモンレール120に供給する。コモンレール120は、サプライポンプ110から供給された高圧燃料を所定圧力に保持(蓄圧)する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁130に分配する。燃料噴射弁130は、その内部に電磁ソレノイドを備え、適宜開弁して燃焼室200に燃料を噴射供給する。   The supply pump 110 pumps up fuel from the fuel tank, raises the pumped fuel to a high pressure, and supplies the pumped fuel to the common rail 120 via the engine fuel passage 800. The common rail 120 functions as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 110 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to each fuel injection valve 130. The fuel injection valve 130 includes an electromagnetic solenoid therein, and is appropriately opened to inject and supply fuel to the combustion chamber 200.

サプライポンプ110は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路810を介して燃料噴射ノズル(還元剤噴射ノズル)170に向かって供給する。添加燃料通路810には、サプライポンプ110から燃料添加ノズル170に向かって遮蔽弁140および調量弁160が順次配設されている。遮蔽弁140は、緊急時において添加燃料通路810を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁160は、燃料添加ノズル170に供給する燃料の圧力(燃圧)を制御する。燃料添加ノズル170は所定圧以上の燃圧(たとえば0.2MPa)が付与されると開弁し、排気系400(排気ポート410)内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち、調量弁160により燃料添加ノズル170の上流燃圧が制御されることにより、所望の燃料が適切なタイミングで燃料添加ノズル170より噴射供給(添加)される。   The supply pump 110 supplies a part of the fuel pumped from the fuel tank toward the fuel injection nozzle (reducing agent injection nozzle) 170 via the added fuel passage 810. In the addition fuel passage 810, a shielding valve 140 and a metering valve 160 are sequentially arranged from the supply pump 110 toward the fuel addition nozzle 170. The shielding valve 140 blocks the added fuel passage 810 in an emergency and stops the fuel supply. The metering valve 160 controls the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the fuel addition nozzle 170. The fuel addition nozzle 170 is a mechanical on-off valve that opens when a fuel pressure (for example, 0.2 MPa) equal to or higher than a predetermined pressure is applied and injects fuel into the exhaust system 400 (exhaust port 410). That is, by controlling the upstream fuel pressure of the fuel addition nozzle 170 by the metering valve 160, desired fuel is injected and supplied (added) from the fuel addition nozzle 170 at an appropriate timing.

吸気系300は、各燃焼室200内に供給される吸入空気の通路(吸気通路)を構成する。排気系400は、上流から下流にかけ、排気ポート410、排気マニホールド420、触媒上流側通路430、触媒下流側通路440という各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室200から排出される排気ガスの通路(排気通路)を形成する。   The intake system 300 constitutes a passage (intake passage) for intake air supplied into each combustion chamber 200. The exhaust system 400 is configured by connecting various passage members such as an exhaust port 410, an exhaust manifold 420, a catalyst upstream side passage 430, and a catalyst downstream side passage 440 in order from upstream to downstream, and exhaust exhausted from each combustion chamber 200. A gas passage (exhaust passage) is formed.

さらにこのエンジン1000には、可変容量型のターボチャージャ1が設けられる。ターボチャージャ1は、タービンシャフト7を介してコンプレッサホイール34とタービンホイールアッセンブリ22とが接続された構造を有する。吸気系のコンプレッサホイール34は、吸気系300内の吸気に晒され、タービンホイールアッセンブリ22は排気系400の排気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ1は、タービンホイールアッセンブリ22が受ける排圧(排気流)を利用して、コンプレッサホイール34を回転させ、吸気圧を高めるという、いわゆる過給を行なう。   Further, the engine 1000 is provided with a variable capacity turbocharger 1. The turbocharger 1 has a structure in which a compressor wheel 34 and a turbine wheel assembly 22 are connected via a turbine shaft 7. The intake system compressor wheel 34 is exposed to the intake air in the intake system 300, and the turbine wheel assembly 22 is exposed to the exhaust system 400. The turbocharger 1 having such a configuration performs so-called supercharging in which the compressor wheel 34 is rotated and the intake pressure is increased by utilizing the exhaust pressure (exhaust flow) received by the turbine wheel assembly 22.

なお、この実施の形態では、可変容量型のターボチャージャ1を示しているが、可変容量型でないターボチャージャ1であってもよい。   In this embodiment, a variable capacity turbocharger 1 is shown, but a non-variable capacity turbocharger 1 may be used.

吸気系300において、ターボチャージャ1にも受けられたインタークーラー310は、加吸によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラー310よりもさらに下流に設けられたスロットル弁320は、その開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、吸入空気の供給量を調整(低減)する機能を有する。   In the intake system 300, the intercooler 310 also received by the turbocharger 1 forcibly cools the intake air whose temperature has been increased by the intake and intake. The throttle valve 320 provided further downstream than the intercooler 310 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted in a stepless manner, and restricts the flow area of the intake air under a predetermined condition. It has a function of adjusting (reducing) the supply amount of intake air.

また、エンジン1000には、燃焼室200の上流(吸気系300)および下流(排気系400)をバイパスする排気循環通路(EGR通路)600が形成されている。このEGR通路600は、排気の一部を適宜吸気系300に戻す機能を有する。EGR通路600には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流路を自在に調整することができるEGR弁610と、EGR通路600を通過(還流)する排気を冷却するためのEGRクーラー620とが設けられている。   Further, the engine 1000 is formed with an exhaust circulation passage (EGR passage) 600 that bypasses the upstream (intake system 300) and the downstream (exhaust system 400) of the combustion chamber 200. The EGR passage 600 has a function of returning a part of the exhaust to the intake system 300 as appropriate. The EGR passage 600 is opened and closed steplessly by electronic control, and an EGR valve 610 that can freely adjust an exhaust passage flowing through the passage, and an exhaust for passing (refluxing) the EGR passage 600 is cooled. An EGR cooler 620 is provided.

なお、この実施の形態では、EGRを有するエンジンを示したが、EGRを有していないエンジンのターボチャージャとして本発明のターボチャージャを適用することも可能である。   In this embodiment, an engine having EGR is shown, but the turbocharger of the present invention can also be applied as a turbocharger of an engine not having EGR.

排気系400において、タービンホイールアッセンブリ22の下流(触媒上流側通路430と触媒下流側通路440)との間には、DPNRにより構成される触媒450が配置される。この触媒450は排気中のNOxおよびPMを減少させる働きがある。エンジン1000の各部位には、各種センサが取付けられており、それぞれの部位の環境条件やエンジン1000の運転状態に関する信号を出力する。   In the exhaust system 400, a catalyst 450 constituted by DPNR is disposed downstream of the turbine wheel assembly 22 (the catalyst upstream side passage 430 and the catalyst downstream side passage 440). The catalyst 450 serves to reduce NOx and PM in the exhaust. Various sensors are attached to each part of the engine 1000, and signals related to the environmental conditions of each part and the operating state of the engine 1000 are output.

また、DPRおよびDPNRに関しても、必ずしも設けられている必要はなく、DPRおよびDPNRが設けられていないエンジンのターボチャージャとして本発明のターボチャージャを適用することも可能である。   Also, DPR and DPNR are not necessarily provided, and the turbocharger of the present invention can be applied as a turbocharger of an engine not provided with DPR and DPNR.

たとえば、レール圧センサ700は、コモンレール120内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ710は、添加燃料通路810内を流通する燃料のうち、調量弁160へ導入される燃料の圧力(燃圧)Bgに応じた検出信号を出力する。エアフローメータ720は、吸気系300内のスロットル弁320の下流において吸入空気の流量(吸気量)Gaに応じた検出信号を出力する。空燃比(A/F)センサ730は、吸気系300の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ740は、同じく排気系400の触媒ケーシング下流において排気の温度(排気温)Texに応じた検出信号を出力する。   For example, the rail pressure sensor 700 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 120. The fuel pressure sensor 710 outputs a detection signal corresponding to the pressure (fuel pressure) Bg of the fuel introduced into the metering valve 160 among the fuel flowing through the added fuel passage 810. The air flow meter 720 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake amount) Ga of intake air downstream of the throttle valve 320 in the intake system 300. The air-fuel ratio (A / F) sensor 730 outputs a detection signal that continuously changes in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst casing of the intake system 300. Similarly, the exhaust temperature sensor 740 outputs a detection signal corresponding to the exhaust temperature (exhaust temperature) Tex downstream of the catalyst casing of the exhaust system 400.

また、アクセル開度センサ750は、エンジン1000のアクセルペダルに取付けられ、そのペダルの踏み込み量Accに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ760は、エンジン1000の出力軸(クランクシャフト)が一定角度回転するごとに検出信号(パルス)を出力する。これら各センサ700〜760は、電子制御装置ECU(エンジンコントロールユニットとも言う)1100と電気的に接続される。ECU1100は、CPU(中央演算ユニット)、ROM、RAMおよびバックアップRAM、タイマやカウンタなどを備え、これらと、アナログ/デジタル(A/D)変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向バスにより接続されている。   Accelerator opening sensor 750 is attached to an accelerator pedal of engine 1000 and outputs a detection signal corresponding to the depression amount Acc of the pedal. The crank angle sensor 760 outputs a detection signal (pulse) every time the output shaft (crankshaft) of the engine 1000 rotates by a certain angle. Each of these sensors 700 to 760 is electrically connected to an electronic control unit ECU (also referred to as an engine control unit) 1100. ECU 1100 includes a CPU (Central Processing Unit), ROM, RAM and backup RAM, a timer, a counter, and the like, and these are bidirectional with an external input circuit and an external output circuit including an analog / digital (A / D) converter. Connected by bus.

次に、タービンの構造について説明する。図2は、この発明の実施の形態1に従ったターボチャージャの一部断面を含む斜視図である。図3は、図2中のIII−III線に沿った断面図である。図2および図3を参照して、この発明の実施の形態1に従ったターボチャージャ1は可変ノズル式ターボチャージャであり、ハウジング201と、ハウジング201に回転可能に収納されたタービンシャフト7と、タービンシャフト7に取付けられるコンプレッサホイール34およびタービンホイールアッセンブリ22とを有する。   Next, the structure of the turbine will be described. FIG. 2 is a perspective view including a partial cross section of the turbocharger according to the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. Referring to FIGS. 2 and 3, turbocharger 1 according to the first embodiment of the present invention is a variable nozzle turbocharger, and includes housing 201, turbine shaft 7 rotatably accommodated in housing 201, and The compressor wheel 34 and the turbine wheel assembly 22 are attached to the turbine shaft 7.

ハウジング201は、コンプレッサハウジング2、センターハウジング36およびタービンハウジング48に分割され、中央のセンターハウジング36の両側にコンプレッサハウジング2およびタービンハウジング48が取付けられる構造とされる。コンプレッサハウジング2では、中央部から空気を取入れて外部に放出することが可能な形状とされる。具体的には、コンプレッサハウジング2の中央部に空気が導入され、この空気が回転するコンプレッサホイール34により外部方向(半径方向)に向かって加速されて圧縮され、圧縮された空気がインテックマニホールドに導かれる。   The housing 201 is divided into a compressor housing 2, a center housing 36 and a turbine housing 48, and the compressor housing 2 and the turbine housing 48 are attached to both sides of the center housing 36. In the compressor housing 2, it is set as the shape which can take in air from a center part, and can discharge | release it outside. Specifically, air is introduced into the central portion of the compressor housing 2, and this air is accelerated and compressed in the outward direction (radial direction) by the rotating compressor wheel 34, and the compressed air is guided to the intec manifold. It is burned.

コンプレッサハウジング2内には、コンプレッサホイール34が収納される。コンプレッサホイール34はタービンシャフト7に固定されており、タービンシャフト7とともに回転する。コンプレッサホイール34はロックナット35によりタービンシャフト7に固定される。コンプレッサホイール34には複数の羽根が設けられており、コンプレッサホイール34が回転すると、この羽根により、空気が遠心力で半径方向に加速されて圧縮される。   A compressor wheel 34 is accommodated in the compressor housing 2. The compressor wheel 34 is fixed to the turbine shaft 7 and rotates together with the turbine shaft 7. The compressor wheel 34 is fixed to the turbine shaft 7 by a lock nut 35. The compressor wheel 34 is provided with a plurality of blades. When the compressor wheel 34 rotates, the blades are accelerated and compressed in the radial direction by centrifugal force.

コンプレッサホイール34に隣接するようにシールリングカラー25が配置される。シールリングカラー25はタービンシャフト7を取囲む形状とされる。   A seal ring collar 25 is disposed adjacent to the compressor wheel 34. The seal ring collar 25 has a shape surrounding the turbine shaft 7.

センターハウジング36はターボチャージャ1の中央部に設けられる。センターハウジング36には、スラストベアリング26が配置されている。スラストベアリング26はタービンシャフト7のスラスト方向の荷重を受止めるためのベアリングであり、オイルなどにより潤滑される。   The center housing 36 is provided at the center of the turbocharger 1. A thrust bearing 26 is disposed in the center housing 36. The thrust bearing 26 is a bearing for receiving a load in the thrust direction of the turbine shaft 7 and is lubricated by oil or the like.

センターハウジング36には、タービンシャフト7の回転を保持するためのフローティングベアリングとしての浮動ブッシュ24が設けられる。浮動ブッシュ24はタービンシャフト7のラジアル方向の荷重を保持する。浮動ブッシュ24とタービンシャフト7との間には油膜が存在しており、浮動ブッシュ24はタービンシャフト7と直接接触しない。さらに、浮動ブッシュ24とセンターハウジング36との間にも油膜が存在し、浮動ブッシュ24はセンターハウジング36と直接接触していない。   The center housing 36 is provided with a floating bush 24 as a floating bearing for holding the rotation of the turbine shaft 7. The floating bush 24 holds a load in the radial direction of the turbine shaft 7. An oil film exists between the floating bush 24 and the turbine shaft 7, and the floating bush 24 does not directly contact the turbine shaft 7. Further, there is an oil film between the floating bush 24 and the center housing 36, and the floating bush 24 is not in direct contact with the center housing 36.

浮動ブッシュ24は、リテナリング30により位置決めがされている。センターハウジング36およびタービンハウジング48には、リンク機構としての駆動機構202が配置されている。駆動機構202は、リンク室301に収納されるユニゾンリング45と、ユニゾンリング45の内周側に位置し、ユニゾンリング45と接触するアーム44と、タービンハウジング48に隣接して設けられるノズルプレート43と、複数本のアーム44を駆動させるためのメインアーム37と、アーム44に接続されてノズルベーン42を駆動するベーンシャフト21と、ベーンシャフト21を保持するノズルプレート43とを有する。   The floating bush 24 is positioned by a retainer ring 30. A drive mechanism 202 as a link mechanism is disposed in the center housing 36 and the turbine housing 48. The drive mechanism 202 includes a unison ring 45 housed in the link chamber 301, an arm 44 that is located on the inner peripheral side of the unison ring 45 and contacts the unison ring 45, and a nozzle plate 43 provided adjacent to the turbine housing 48. And a main arm 37 for driving a plurality of arms 44, a vane shaft 21 connected to the arms 44 for driving the nozzle vanes 42, and a nozzle plate 43 for holding the vane shafts 21.

駆動機構202は、複数枚のノズルベーン42の角度を調節するための機構であり、ピン40を所定の角度回動させれば、この回動がノズルベーン42に伝わり、ノズルベーン42が回動する構成とされている。ピン40は駆動リンク41に接続され、駆動リンク41は駆動シャフト39を中心に回動可能である。駆動シャフト39の外周にはブッシュ38が設けられており、ブッシュ38は駆動シャフト39とセンターハウジング36との間に介在する。駆動シャフト39はメインアーム37と連結されており、駆動シャフト39が回動すれば、この回動がメインアーム37に伝えられる。メインアーム37の内側端部は駆動シャフト39に固定され、外側端部はユニゾンリング45に噛み合っている。そのため、メインアーム37は駆動シャフト39を中心として回動し、この回動がユニゾンリング45に伝えられる。ユニゾンリング45の内周面にはアーム44が嵌り合っており、ユニゾンリング45が回動すると、この回動はアーム44に伝えられる。アーム44はベーンシャフト21を中心として回動することが可能であり、アーム44の回動はベーンシャフト21に伝えられる。ベーンシャフト21はノズルベーン42と連結されているため、ノズルベーン42はベーンシャフト21およびアーム44とともに回動する。   The drive mechanism 202 is a mechanism for adjusting the angles of the plurality of nozzle vanes 42. When the pin 40 is rotated by a predetermined angle, the rotation is transmitted to the nozzle vanes 42, and the nozzle vanes 42 are rotated. Has been. The pin 40 is connected to a drive link 41, and the drive link 41 is rotatable about a drive shaft 39. A bush 38 is provided on the outer periphery of the drive shaft 39, and the bush 38 is interposed between the drive shaft 39 and the center housing 36. The drive shaft 39 is connected to the main arm 37, and this rotation is transmitted to the main arm 37 when the drive shaft 39 rotates. An inner end portion of the main arm 37 is fixed to the drive shaft 39, and an outer end portion is engaged with the unison ring 45. Therefore, the main arm 37 rotates around the drive shaft 39, and this rotation is transmitted to the unison ring 45. The arm 44 is fitted on the inner peripheral surface of the unison ring 45, and when the unison ring 45 rotates, this rotation is transmitted to the arm 44. The arm 44 can rotate about the vane shaft 21, and the rotation of the arm 44 is transmitted to the vane shaft 21. Since the vane shaft 21 is connected to the nozzle vane 42, the nozzle vane 42 rotates together with the vane shaft 21 and the arm 44.

ノズルプレート43はタービンハウジング48と接触しており、タービンハウジング48とセンターハウジング36との間にリンク室301が設けられる。リンク室301は駆動機構を収納するための内部空間である。タービンハウジング48には、タービンハウジング渦室が設けられ、タービンハウジング渦室に排気が供給されてこの排気の流れがタービンホイールアッセンブリ22を回転させる。このタービンホイールアッセンブリ22の回転がタービンシャフト7を介してコンプレッサホイール34へ伝えられる。タービンハウジング48にはスペーサボルト47が取付けられている。   The nozzle plate 43 is in contact with the turbine housing 48, and a link chamber 301 is provided between the turbine housing 48 and the center housing 36. The link chamber 301 is an internal space for storing the drive mechanism. The turbine housing 48 is provided with a turbine housing vortex chamber. Exhaust gas is supplied to the turbine housing vortex chamber, and the flow of the exhaust gas rotates the turbine wheel assembly 22. The rotation of the turbine wheel assembly 22 is transmitted to the compressor wheel 34 via the turbine shaft 7. Spacer bolts 47 are attached to the turbine housing 48.

駆動機構202の駆動リンク41はモータロッド302に接続される。モータロッド302は棒状部材であり、リンク33および可変ノズルコントローラ270に接続される。可変ノズルコントローラ270は直流モータ(DCモータ)に接続されており、直流モータが回転することでこの回転が歯車機構およびウォーム機構を介してリンク303へ伝わり、リンク303からモータロッド302を介して駆動リンク41が動かされる。   The drive link 41 of the drive mechanism 202 is connected to the motor rod 302. The motor rod 302 is a rod-like member and is connected to the link 33 and the variable nozzle controller 270. The variable nozzle controller 270 is connected to a direct current motor (DC motor). When the direct current motor rotates, the rotation is transmitted to the link 303 via the gear mechanism and the worm mechanism, and is driven from the link 303 via the motor rod 302. The link 41 is moved.

リンク303の位置は開度センサ304によって検出され、開度センサ304がリンク303の位置を測定する。これにより可変ノズルとしてのノズルベーン42の傾き角度が検出される。   The position of the link 303 is detected by an opening degree sensor 304, and the opening degree sensor 304 measures the position of the link 303. Thereby, the inclination angle of the nozzle vane 42 as the variable nozzle is detected.

図4は、センターハウジングを詳細に説明するための模式的な断面図である。図4を参照して、浮動軸受構造のセンターハウジング36には、タービンシャフト7を収納するための内部空間6が設けられている。内部空間6内はオイル100で満たされている。オイル100内に浮動ブッシュ24が配置され、浮動ブッシュ24がタービンシャフト7を保持している。センターハウジング36には第1オイル供給路136と第2オイル供給路236とが設けられる。この実施の形態では第2オイル供給路236が第1オイル供給路136から分岐する構成を採用しているが、これに限られるものではなく、第1オイル供給路136と第2オイル供給路236とが別個独立に設けられていてもよい。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the center housing in detail. Referring to FIG. 4, the center housing 36 of the floating bearing structure is provided with an internal space 6 for accommodating the turbine shaft 7. The interior space 6 is filled with oil 100. A floating bush 24 is disposed in the oil 100, and the floating bush 24 holds the turbine shaft 7. The center housing 36 is provided with a first oil supply path 136 and a second oil supply path 236. In this embodiment, the second oil supply path 236 is branched from the first oil supply path 136, but the present invention is not limited to this, and the first oil supply path 136 and the second oil supply path 236 are not limited thereto. And may be provided separately and independently.

ターボチャージャ1は、一方向に延びるシャフトとしてのタービンシャフト7と、タービンシャフト7を取囲み、タービンシャフト7の外周面71に対向する内周面224を有する筒状の浮動ブッシュ24と、浮動ブッシュ24を収納する内部空間6が設けられるセンターハウジング36とを備える。浮動ブッシュ24には、外周面324から内周面224まで貫通する貫通孔124が設けられている。センターハウジング36には、貫通孔126にオイルを供給する第1オイル供給路136と、浮動ブッシュ24の外周面324にオイルを供給する第2オイル供給路236とが設けられる。第2オイル供給路236は1つの浮動ブッシュ24に対し3つ以上設けられる。3つ以上の第2オイル供給路236は、外周面の円周方向に互いに距離を隔てて配置される。   The turbocharger 1 includes a turbine shaft 7 as a shaft extending in one direction, a cylindrical floating bush 24 that surrounds the turbine shaft 7 and has an inner peripheral surface 224 that faces the outer peripheral surface 71 of the turbine shaft 7, and a floating bush And a center housing 36 in which an internal space 6 for storing 24 is provided. The floating bush 24 is provided with a through hole 124 that penetrates from the outer peripheral surface 324 to the inner peripheral surface 224. The center housing 36 is provided with a first oil supply path 136 that supplies oil to the through hole 126 and a second oil supply path 236 that supplies oil to the outer peripheral surface 324 of the floating bush 24. Three or more second oil supply paths 236 are provided for one floating bush 24. The three or more second oil supply paths 236 are arranged at a distance from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface.

ターボチャージャ1に設けられる浮動ブッシュ24はタービンシャフト7と浮動ブッシュ24との間に形成された油膜に連れ回され、タービンシャフト7の振れ回りに追随する。タービンシャフト7の回転時にホワール振動が発生する。ホワール振動には2つのモードがあり、低周波で発生する円錐モード、中および高周波で発生する円筒モードがある。この実施の形態では、ホワール振動によるタービンシャフト7の振れ回りを効果的に抑制するために、第2オイル供給路236を設けることで、第2オイル供給路236から浮動ブッシュ24の外周面324に向かってオイルを噴射する。ホワール振動が発生した場合には、外周面325のいずれかの部位が第2オイル供給路236に近づく。この近づいた部位に対しては、第2オイル供給路236から強いオイルが噴射されるため、近づいた部分が元の位置へ戻ろうとする。これによりホワール振動を抑制することができる。図4中の点線で示す位置にまでタービンシャフト7が振動により移動する。タービンシャフト7は矢印Rで示す方向に回転しており、この回転時のホワール振動を抑制するために第2オイル供給路236が設けられている。   The floating bush 24 provided in the turbocharger 1 is driven by an oil film formed between the turbine shaft 7 and the floating bush 24 and follows the swing of the turbine shaft 7. Whirl vibration occurs when the turbine shaft 7 rotates. There are two modes of whirl vibration: a conical mode that occurs at low frequencies and a cylindrical mode that occurs at medium and high frequencies. In this embodiment, the second oil supply path 236 is provided from the second oil supply path 236 to the outer peripheral surface 324 of the floating bush 24 in order to effectively suppress the swing of the turbine shaft 7 due to the whirl vibration. Inject oil towards you. When the whirl vibration occurs, any part of the outer peripheral surface 325 approaches the second oil supply path 236. Since the strong oil is injected from the second oil supply path 236 to the approaching portion, the approaching portion tries to return to the original position. Thereby, whirl vibration can be suppressed. The turbine shaft 7 is moved by vibration to a position indicated by a dotted line in FIG. The turbine shaft 7 rotates in the direction indicated by the arrow R, and a second oil supply path 236 is provided in order to suppress whirl vibration during this rotation.

図5は、図4中のV−V線に沿った断面図である。図5を参照して、センターハウジング36の内部空間6にはオイル100が溜められており、オイル100内に浮動ブッシュ24が配置されている。浮動ブッシュ24の外周面324に向かい合うように3つの第2オイル供給路236が配置されている。第2オイル供給路236の個数は、3つに限られず、これより多い第2オイル供給路236が設けられていてもよい。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. Referring to FIG. 5, oil 100 is stored in the internal space 6 of the center housing 36, and the floating bush 24 is disposed in the oil 100. Three second oil supply paths 236 are disposed so as to face the outer peripheral surface 324 of the floating bush 24. The number of second oil supply paths 236 is not limited to three, and more second oil supply paths 236 may be provided.

第2オイル供給路236から供給されるオイル100は浮動ブッシュ24の外周面324に吹付けられる。これにより、浮動ブッシュ24が振動してセンターハウジング36に近くなった場合には、第2オイル供給路236から供給されるオイルの圧力により浮動ブッシュ24が中心付近へ戻される。これによりホワール振動を抑制することができる。   The oil 100 supplied from the second oil supply path 236 is sprayed on the outer peripheral surface 324 of the floating bush 24. As a result, when the floating bush 24 vibrates and approaches the center housing 36, the floating bush 24 is returned to the vicinity of the center by the pressure of the oil supplied from the second oil supply path 236. Thereby, whirl vibration can be suppressed.

(実施の形態2)
図6は、この発明の実施の形態2に従ったターボチャージャの断面図である。図6を参照して、この実施の形態2に従ったターボチャージャ1では、第2オイル供給路236の配置方向が実施の形態1に従ったターボチャージャと異なる。すなわち、図6中の点線261aで示すラジアル方向に対して傾斜するように第2オイル供給路236が配置され、その傾斜により、矢印Rで示す浮動ブッシュ24の回転方向の回転を妨げる方向に第2オイル供給路236がオイルを供給する。すなわち、矢印Rで示す回転方向と反対の方向に向かってオイルを噴射する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a sectional view of a turbocharger according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, in turbocharger 1 according to the second embodiment, the arrangement direction of second oil supply path 236 is different from the turbocharger according to the first embodiment. That is, the second oil supply path 236 is disposed so as to be inclined with respect to the radial direction indicated by the dotted line 261a in FIG. 6, and the inclination causes the first oil supply path 236 to be prevented from rotating in the rotational direction indicated by the arrow R. 2 Oil supply path 236 supplies oil. That is, oil is injected in the direction opposite to the rotation direction indicated by the arrow R.

このように構成された実施の形態2に従ったターボチャージャ1では、実施の形態1と同様の効果がある。さらに、浮動ブッシュ24が第2オイル供給路236へ近づくと逆方向の流れのオイルが浮動ブッシュ24に当てられるので、浮動ブッシュ24の回転を減少させることができる。これによりホワール振動の発生を抑制することができる。   The turbocharger 1 according to the second embodiment configured as described above has the same effects as the first embodiment. Further, when the floating bush 24 approaches the second oil supply path 236, the oil flowing in the reverse direction is applied to the floating bush 24, so that the rotation of the floating bush 24 can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of a whirl vibration can be suppressed.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、ターボチャージャが取付けられるエンジンはディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンのいずれであってもよい。さらに、タービンシャフト7の回転がモータにアシストされていてもよい。また、タービンシャフト7の回転力を用いてモータで発電をしてもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified. First, the engine to which the turbocharger is attached may be either a diesel engine or a gasoline engine. Further, the rotation of the turbine shaft 7 may be assisted by a motor. Moreover, you may generate electric power with a motor using the rotational force of the turbine shaft 7. FIG.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態1に従ったターボチャージャを有するディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the diesel engine system which has a turbocharger according to Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に従ったターボチャージャの一部断面を含む斜視図である。1 is a perspective view including a partial cross section of a turbocharger according to a first embodiment of the present invention. 図2中のIII−III線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line in FIG. センターハウジングを詳細に説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating a center housing in detail. 図4中のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line in FIG. この発明の実施の形態2に従ったターボチャージャの断面図である。It is sectional drawing of the turbocharger according to Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ターボチャージャ、7 タービンシャフト、24 浮動ブッシュ、36 ハウジング、124 貫通孔、224 内周面、324 外周面。   1 turbocharger, 7 turbine shaft, 24 floating bush, 36 housing, 124 through hole, 224 inner peripheral surface, 324 outer peripheral surface.

Claims (2)

一方向に延びるシャフトと、
前記シャフトを取囲み、前記シャフトの外周面と対向する内周面を有する筒状の浮動ブッシュと、
前記浮動ブッシュを収納する内部空間が設けられたハウジングとを備え、
前記シャフトの外周面と前記浮動ブッシュの内周面との間、および前記浮動ブッシュの外周面と前記ハウジングの内周面との間にはオイルが介在しており、
前記浮動ブッシュには、外周面から内周面までラジアル方向に前記浮動ブッシュを貫通する貫通孔が設けられており、
前記ハウジングには、前記貫通孔にオイルを供給する第1オイル供給路と、前記浮動ブッシュの外周面に向かってオイルを噴射する3つ以上の第2オイル供給路とが設けられて前記3つ以上の第2オイル供給路は、前記外周面の円周方向に互いに距離を隔てて配置される、浮動軸受構造。
A shaft extending in one direction;
A cylindrical floating bush surrounding the shaft and having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the shaft;
A housing provided with an internal space for storing the floating bush,
Oil is interposed between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the floating bush, and between the outer peripheral surface of the floating bush and the inner peripheral surface of the housing,
The floating bush is provided with a through-hole penetrating the floating bush in the radial direction from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface,
The housing is provided with a first oil supply path for supplying oil to the through-hole and three or more second oil supply paths for injecting oil toward the outer peripheral surface of the floating bush. The above-described second oil supply path is a floating bearing structure, which is disposed at a distance from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface.
前記第2オイル供給路は前記浮動ブッシュの回転を妨げる方向に前記浮動ブッシュに向かってオイルを噴射する、請求項1に記載の浮動軸受構造。   The floating bearing structure according to claim 1, wherein the second oil supply path injects oil toward the floating bush in a direction that prevents rotation of the floating bush.
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