JPS61286529A - 気体静圧軸受を備えた排気タ−ボ過給機 - Google Patents

気体静圧軸受を備えた排気タ−ボ過給機

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JPS61286529A
JPS61286529A JP61133585A JP13358586A JPS61286529A JP S61286529 A JPS61286529 A JP S61286529A JP 61133585 A JP61133585 A JP 61133585A JP 13358586 A JP13358586 A JP 13358586A JP S61286529 A JPS61286529 A JP S61286529A
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static pressure
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ウオルフガング、マウス
ロルフ、コツトマン
カブリエル、チチツアー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、気体静圧軸受の中に支持された軸上に設け
られたタービンと圧縮機とを備えた内燃機関のための排
気ターボ過給機に関する。
［従来の技術］ かかる排気ターボ過給機は、例えばオツトーエンジンの
排気の中に含まれた残存エネルギーを正にそのエンジン
の運転のための給気の圧縮に利用している。それにより
出力増加と燃料消費低減とが得られる。共通の軸上のガ
スタービンとターボ圧縮機から成るこの複合機械は非常
に高い回転数（１０万ｒｐｍまで）に達し得るので、そ
のため軸の軸受支持に特別な問題が生じる。軸受の潤滑
と冷却のために現在の技術では油が使用され、この油は
冷却回路を循環しかつ場合によっては水により再冷却さ
れる。それにもかかわらず特に持続する熱的負荷は軸受
の負荷能力と寿命に対する制限要因である。なぜならば
高い油温は油の炭化と急速な軸受摩耗をもたらすからで
ある。また油漏れに対する軸受の封止も困難をもたらす
ことがある。自動車に採用されそのためにしばしば著し
く変動する回転数で運転される排気ターボ過給機の応答
特性は、当業者の間ではなお改善が必要であると評価さ
れている０回転数の増加を遅らせるために可動部分の質
量ばかりでなく軸受摩擦もまた寄与する。従って気体静
圧軸受を用いることが既に提案されている。
気体静圧軸受は極端に少ない摩擦係数を有し、高い回転
数の際の十分な冷却の観点から原理的に非常に問題が少
ない、更に気体静圧軸受の使用は排気ターボ過給機のケ
ーシングに生じる熱的な勾配と過渡現象の所望の減少を
もたらす、しかしながらその通常の構造では気体静圧軸
受は非常に高価であり、このことが大量生産機械にそれ
を使用するのを妨げている。軸受の振動を防止するため
に軸受及び軸の真円度に高い要求を設けることがその原
因である。
軸受の潤滑のために必要な圧縮空気を排気ターボ過給機
自体から供給することが既に考えられている。しかしな
がら軸受の運転のために必要な高い空気圧力は排気ター
ボ過給機から直接得ることができないので、排気ターボ
過給機により間接的に駆動される特別な圧縮機が必要と
なる（特開昭５９−９３１１２５号公報参照）。
［発明が解決しようとする問題点］ この発明の目的は、補助の機械の助けを借りずに排気タ
ーボ過給機により圧縮された空気から直接供給できる改
良された気体静圧軸受を備え、始動時に生じる圧縮空気
供給の不足をも補償することのできる排気ターボ過給機
を提供することである。
［問題点を解決するための手段〕 この目的はこの発明に基づき、気体静圧軸受の軸受ブツ
シュが多孔性材料から作られ、その表面層が軸受ブツシ
ュの内面で高密度化されていることにより達成される。
［作用効果］ ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２３０２３２号公報
において、出願人は気体静圧軸受の動作方式に関する新
しく得られた知識を実施に移した気体静圧軸受のための
新しい軸受ブツシュを記述している。
多孔性の軸受ブツシュ層は通常は流体に対して貯蔵部と
して働き、著しく高密度化された表面層はその際絞りと
して働く、ここでは気体は高い流れ抵抗をもって多孔性
軸受ブツシュを通って流れ、それにより半径方向の圧力
低下を生じる。圧力低下は流速に比例するので、軸が載
っているときすなわち質量流量が小さいときには軸受ブ
ツシュの孔は載っている軸のそばまで全供給圧力を保っ
ている。軸が持ち上がったときにはこの蓄えられた気体
が軸受隙間の中での少ない流れ抵抗に基づいて流れ、静
圧の低下を遅らせる。かかる種類の軸受は排気ターボ過
給機の圧縮機により作ることができるような比較的低い
圧力を有する空気により運転できることが判明した。ま
た実験により部品の真円度に対する要求が、例えば内燃
機関の構造において普通用いられるのと同じ程度に低減
できることが判明した。
［実施態様Ｊ しかしながらこのことは始動時には当てはまらない、始
動時でも既に軸受の十分な給気を保証するために特許請
求の範囲第２項に基づくこの発明の実施態様が提案され
ている。そこで提案されているポンプは例えば電源から
給電することができ、軸受空気圧力が定められた最小値
以下に低下しそうに思われるときにはいつでも押しボタ
ンスイッチにより運転に入れることができる。
これに加えて又はこの代わりに、特許請求の範囲第３項
に提案されたこの発明の実施態様により緩衝器として圧
縮空気タンクを設けることができ、この圧縮空気タンク
は圧縮機の回転数と共に変動する軸受の供給圧力を特徴
とする 特許請求の範囲第４項に基づくこの発明の更に別の実施
態様は、軸受が吸気に巻き込まれた微粒子により損傷さ
れないことを保証する。
［実施例Ｊ 次にこの発明に基づく排気ターボ過給機の一実施例を示
す図面によりこの発明の詳細な説明する。
第１図は例えば４気筒の内燃機関ｌを示し、そのシリン
ダ２から各一つの排気管路３が出て、これらの排気管路
は排気ターボ過給機４の入口の手前で単一の管路に統合
されている。排気ターボ過給機４の中にはタービン５と
圧縮機６とが共通の軸７上に配置されており、この軸は
気体静圧軸受８の中に支持されている。シリンダ２から
出る排気はタービン５を駆動しそして排気管９へ導かれ
る。ターボ圧縮機６は管路ｌＯを介して空気を吸い込み
これを圧縮する。そして空気は管路１１を介して噴射ポ
ンプ１２に供給され、噴射ポンプから個々のシリンダに
必要な混合気が供給される。
圧縮＠６から別の管路１３が分岐しており、この管路を
通って圧縮空気はちりフィルタ１４の中で浄化されて直
接気体静圧軸受７に供給されるか。
又は（ここで図示されているように）相応の圧力調整弁
１５を介して制御されて圧縮空気タンクエ６に供給され
る。この圧縮空気タンクは軸受空気圧の均一化と、圧縮
機６がまだ十分な圧力を供給しないときに始動時の軸受
への給気とを受は持つ、タンクが空のときには独立した
電源（自動車の場合には例えば搭載蓄電池）を有する電
動機１８により駆動される補助ポンプ１７が運転される
。
第２図に示すように排気ターボ過給機のケーシングは加
工及び組み立ての理由から相互にねじ止めされた複数の
個々の部品２０から成り、スタッド２１によりエンジン
ｌ上に固定されている。軸受８は図示の実施例では二つ
の半部から構成され、そのおのおのがラジアル軸受とし
て働く部分８１と軸方向における支持を受は持つ部分８
２とを有する９図示の実施例においては、油冷の玉軸受
を備えていた重版の排気ターボ過給機を気体静圧軸受の
使用に適合させることが問題である。
従って必要な軸受面を得るためにスリーブ２２が軸上に
はめられた。軸はそれ自体と例えば焼結金属から作られ
た軸受ブツシュ８との間に形成された空気クッション上
に浮ぶ、補助の間隔片２３により個々の部品が定位置に
保持される。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明に基づく排気ターボ過給機の一実施例
の回路図、第２図は第１図に示す排気ターボ過給機の拡
大縦断面図である。 １・―・内燃機関、　　４・・・排気ターボ過給機、　
５・・・タービン、　　６・・・圧縮機。 ７・・φ軸、　８・・・気体静圧軸受、　　１３・・・
軸受空気管路、　　１４・・・ちりフィルタ。 １６・・・圧縮空気タンク、　　１７・・・補助ポンプ
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）気体静圧軸受（８）の中に支持された軸（７）上に
    設けられたタービン（５）と圧縮機（６）とを備えた内
    燃機関（１）のための排気ターボ過給機（４）において
    、気体静圧軸受（８）の軸受ブッシュが多孔性材料から
    作られ、その表面層が軸受ブッシュの内面で高密度化さ
    れていることを特徴とする気体静圧軸受を備えた排気タ
    ーボ過給機。 ２）軸受空気管路（１３）に接続され独立した動力源を
    備えた特別の補助ポンプ（１７）が設けられていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のターボ過給機
    。 ３）軸受空気管路（１３）の中に圧縮空気タンク（１６
    ）が組み込まれていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載のターボ過給機。 ４）軸受空気管路（１３）の中にちりフィルタ（１４）
    が組み込まれていることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載のターボ過給 機。
JP61133585A 1985-06-10 1986-06-09 気体静圧軸受を備えた排気タ−ボ過給機 Pending JPS61286529A (ja)

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