JPS6355327A - Turbocharger - Google Patents

Turbocharger

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Publication number
JPS6355327A
JPS6355327A JP62056403A JP5640387A JPS6355327A JP S6355327 A JPS6355327 A JP S6355327A JP 62056403 A JP62056403 A JP 62056403A JP 5640387 A JP5640387 A JP 5640387A JP S6355327 A JPS6355327 A JP S6355327A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
housing
compressor impeller
shaft
turbocharger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62056403A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
スチーブン ディ.アーノルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Household Manufacturing Inc
Original Assignee
Rolls Royce PLC
Household Manufacturing Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce PLC, Household Manufacturing Inc filed Critical Rolls Royce PLC
Publication of JPS6355327A publication Critical patent/JPS6355327A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/32Arrangement, mounting, or driving, of auxiliaries

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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ターボチャージャー(過給v1)、に係り、
より詳しくは、改善されたベアリング支持体及び給油シ
ステムを有するコンパクトな設計のターボチャージャー
に関するものである「従来の技術」 ターボチャージャーは、内燃機関からの排気ガスのエネ
ルギーを利用してエンジンの燃焼室へ流−れる燃焼用空
気を圧縮するよく知られた装置である。ターボチャージ
ャーは、共用のシャフトの反対側の端部に取りつけられ
た2つの羽根車を有し、各羽根車は、ターボチャージャ
ーのハウジングの中の自分用の空回の中で回転できるよ
うになっている。一方の羽根車は、流体モーターとして
機能し、エンジンからの排気ガスによって回転する。も
う一方の羽根車は。
Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention relates to a turbocharger (supercharging v1),
More specifically, it relates to a compact design turbocharger with an improved bearing support and oiling system. A turbocharger harnesses the energy of the exhaust gases from an internal combustion engine to fill the combustion chamber of the engine. This is a well-known device for compressing combustion air flowing into a combustion chamber. A turbocharger has two impellers mounted on opposite ends of a common shaft, each impeller being allowed to rotate in its own free turn within the turbocharger housing. ing. One impeller functions as a fluid motor and is rotated by exhaust gas from the engine. The other impeller.

通常ポンプまたはコンプレッサー羽根車と呼ばれ・外気
を引き込企でその空気を圧縮してより高い圧力にし、例
えばエンジンの中へ送る燃焼用空気の流れを増大させ、
それによってエンジンの力を高めるために利用できるよ
うにする。
Usually called a pump or compressor impeller, it draws in outside air and compresses it to a higher pressure, increasing the flow of combustion air into the engine, for example.
thereby making it available to increase the power of the engine.

ターボチャージャーの通常の設計は、2個の羽根車の間
に位置するベアリングアセンブリーを具備した羽根車の
軸を回動可能に支持なければならない、このようなベア
リングアセンブリーの典型は、軸のまわりにジャーナル
タイプのベアリングを有するハウジングである。このタ
イプのベアリングアセンブリーの構造は、二。
Typical turbocharger designs must rotatably support the impeller shaft with a bearing assembly located between the two impellers; such bearing assemblies typically support the shaft of the impeller. It is a housing with a journal type bearing around it. The structure of this type of bearing assembly is two.

三の固有の問題を伴う0例えばジャーナルベアリングは
、特に低速度でターボチャージャーを少なくとも部分的
には効果をなくす傾向がある、これらベアリングは、か
なりの内径及び外形クリアランスを必要とするが、これ
が極端なコンプレッサー及びタービン羽根車クリアラン
スを必要とするからである。またジャーナールベアリン
グは、比較的高い摩擦損失を有する。更に、軸の端から
木質的に片持ちされた羽根車を有する。ことに−より、
−ジャーナルベアリンーダによって引き起された無効力
は、羽根車が傾斜することにより更に大きな羽根車クリ
アランスを必要とするため、更に増加する。
For example, journal bearings tend to render turbochargers at least partially ineffective, especially at low speeds, and these bearings require significant internal and external clearances, which are extremely This is because a large compressor and turbine impeller clearance is required. Journal bearings also have relatively high friction losses. Additionally, it has an impeller lignically cantilevered from the end of the shaft. In particular,
- The reactive force caused by the journal bearing leader is further increased due to the tilting of the impeller, which requires a larger impeller clearance.

ジャーナルペアリングアの使用に伴なう無効力を最小に
するために、摩擦損失を減少させるため軸の直径をでき
るだけ小さくし、羽根車の傾斜を最小にするためベアリ
ングの間のスパンをできるだけ大きくすることが通常行
なわれている。結果として、軸は全く柔軟になる傾向が
ある。このような柔軟な軸の端を離して片持ちさせた羽
根車により、羽根車群の高速回転は、不安定なダイナミ
ックシステムをもたらし、これにより最初の曲げの危険
若しくは高度の危険がもたらされるか、或いは曲げが作
用する0羽根車群に伴なわれた或種の制動手段でさせ、
かるうじての安定ダイナミックシステムが達成されるに
すぎない。
To minimize the reactive forces associated with the use of journal pairings, the diameter of the shaft should be as small as possible to reduce friction losses, and the span between the bearings should be as large as possible to minimize impeller tilt. This is what is normally done. As a result, the shaft tends to be quite flexible. With the impellers cantilevered apart at the ends of such flexible shafts, the high speed rotation of the impeller group may result in an unstable dynamic system that poses a risk of first bending or a high degree of risk. , or by some kind of braking means associated with the zero impeller group on which the bending is applied,
Only a barely stable dynamic system is achieved.

またジャーナルベアリングは、流体力学上の油膜並びに
大量の油で羽根車群を支持するために高い油圧を必要と
する。大量の油は、粘稠な摩擦によりジャーナルベアリ
ング中で発生した熱及びタービン部から得た熱を除去す
るためである。油は、一般にはエンジンオイルシステム
からの不便な経路によって供給される。エンジンは時に
は十分な油圧を発現し、これをターボチャージャーに供
給する必要があるから、始動時従来のターボチャージャ
ーは、時々油が殆どないか或いはないか或いはジャーナ
ルベアリングが一時ブシュの作用をする程度の残油しか
ない状態で走行する。
Journal bearings also require high hydraulic pressure to support the impeller group with a hydrodynamic oil film and a large amount of oil. The reason for the large amount of oil is to remove the heat generated in the journal bearing and the heat obtained from the turbine section due to viscous friction. Oil is typically supplied by an inconvenient route from the engine oil system. Since the engine sometimes develops sufficient oil pressure and needs to supply this to the turbocharger, when starting a conventional turbocharger, there are times when there is little or no oil, or the journal bearing temporarily acts as a bushing. The vehicle is driven with only 100% of oil remaining.

ターボチャージャーに於けるジャーナルベアリングを他
の種類のベアリングで置き換え上記問題点を減少させよ
うとする提案は、限られた成功しかおさめていない。例
えば羽根車の軸を支持するために、ターボチャージャー
にボールベアリングを使用することは、他の問題をもた
らす、ボールベアリングは防振能を有しないし、従来の
設計は操作範囲に於いて曲げの危険性を有するから、成
る種の流体フィルムダンバーを備えなければならない、
更に、高温にさらすとベアリングの硬度が減少する傾向
があり、これによってベアリングの有効耐用年数が低下
する。ベアリングは、ホットターボチャージャーが閉鎖
された後に、非常に高温に遭遇し得る。
Proposals to reduce the above problems by replacing journal bearings in turbochargers with other types of bearings have met with limited success. The use of ball bearings in turbochargers, for example to support the impeller shaft, poses other problems; ball bearings do not have vibration isolation capabilities, and traditional designs suffer from bending over the operating range. Due to the danger, a fluid film damper of the type must be provided.
Furthermore, exposure to high temperatures tends to reduce the hardness of the bearing, thereby reducing its useful life. The bearings can experience very high temperatures after the hot turbocharger is closed.

これは通常“ソークバック(Soakback)”と呼
ばれるもので、コンプレッサ一部を通しての空気流によ
って与えられる冷却効果が停止するから、タービン部中
の残留熱が、全ターボチャージャーの温度を上昇させる
This is commonly referred to as "soakback" and as the cooling effect provided by the air flow through the compressor section ceases, the residual heat in the turbine section increases the temperature of the entire turbocharger.

したがって、本発明の1つの目的は、比較的短く、厚肉
の軸がボールベアリングに支持され、そしてボールベア
リングはコンプレッサー羽根車のノーズを支持するベア
リングアセンブリーを有するターボチャージャーを提供
することである。
Accordingly, one object of the present invention is to provide a turbocharger having a bearing assembly in which a relatively short, thick-walled shaft is supported in a ball bearing, and the ball bearing supports the nose of a compressor impeller. .

本発明のもう1つの目的は、セラミックス部と、′ソー
クバック”によってもたらされるベアリングの損傷を防
止するため金属熱降下部を伴なうハウジングを有するタ
ーボチャージャーを提供することである。
Another object of the invention is to provide a turbocharger having a housing with ceramic parts and a metal heat sink to prevent bearing damage caused by 'soakback'.

本発明のさらにもう1つの目的は、比較的簡単に組み立
られ減少された数の部品を有するターボチャージャーを
提供することである。
Yet another object of the invention is to provide a turbocharger that is relatively easy to assemble and has a reduced number of parts.

本発明のさらにもう1つの目的は、改善された自給式の
潤滑システムを有するターボチャージャーを提供するこ
とである。
Yet another object of the invention is to provide a turbocharger with an improved self-contained lubrication system.

本発明の更に目的、利点及び特徴は、添付図面と共に次
の詳細な説明に述べられた構成部分を、アレンジし構成
して詳細に検討すれば十分用らかになろう。
Further objects, advantages, and features of the invention will become apparent from a detailed consideration of the arrangement and construction of the components set forth in the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

r問題点を解決するための手段」 要するに本発明は、軸の端に取り付けられたタービン羽
根車及びコンプレッサー羽根車と、各羽根車のまわりの
環状面を限定するハウジングを有し、該ハウジングは、
前記羽根車の間で且つ前記軸が伸びている壁を有し、該
壁は前記タービン羽根車と隣接したセラミック部とコン
プレッサー羽根車及びセラミック部と隣接した金属部と
を有し、そして前記壁の金属部中で且つ軸を支持するボ
ールベアリング及び前記ハウジング中でコンプレッサー
羽根車を支持するボールベアリングとを有することを特
徴とする。
In short, the present invention comprises turbine and compressor impellers mounted at the ends of shafts and a housing defining an annular surface around each impeller, the housing comprising: ,
a wall between the impellers and from which the shaft extends, the wall having a ceramic portion adjacent the turbine impeller and a compressor impeller and a metal portion adjacent the ceramic portion; The compressor is characterized by having a ball bearing in the metal part of the housing for supporting the shaft, and a ball bearing for supporting the compressor impeller in the housing.

更に本発明は、軸の端に取り付けられたタービン羽根車
及びコンプレッサー羽根車と、各羽根車のまわりの環状
面を限定するハウジングを有し、該ハウジングは、前記
羽根車の間で且つ前記軸が伸びている壁を有し、そして
壁に取り付けられ軸を支持するベアリングと、前記ハウ
ジングに取り付けられコンプレッサー羽根車を支持する
ベアリングと、潤滑システムとを有し、該潤滑システム
はコンプレッサー羽根車中の中心孔と、軸中の連結中心
孔と、軸を支持するベアリングに伸びる軸中のラジアル
ホールとを有することを特徴とする。
The invention further includes turbine and compressor impellers mounted at the ends of the shaft, and a housing defining an annular surface around each impeller, the housing defining an annular surface between the impellers and along the shaft. has an extending wall, and has a bearing mounted to the wall and supporting a shaft, a bearing mounted to the housing and supporting a compressor impeller, and a lubrication system, the lubrication system having a lubrication system in the compressor impeller. a central hole in the shaft, a connecting central hole in the shaft, and a radial hole in the shaft extending to a bearing supporting the shaft.

「実施例」 次に本発明の実施例を図面に従って説明する。"Example" Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明にもとづくターボチャージャーの断面
図であり、ターボチャージャーは、タービンハウジング
部12とコンプレッサーハウジング部14とを含むハウ
ジングを含み、前記各部は環状面(volute−8h
aped toroid)を形成する、ターピッハウジ
ング部12は、排気ガス導入口12とガス排出口とを有
し、羽根を備えたタービン羽根車を内包する。コンプレ
ッサーハウジング部14は、空気導入口22を有し、羽
根を備えたコンプレッサー羽根車24を内包する。ター
ビン羽根車20とコンプレッサ羽根車24との間には、
ターボチャージャーハウジング!1の一部を形成する壁
25が位置し、該壁はタービン羽根車20と隣接するセ
ラミック部2Bとコンプレッサー羽根車24と隣接する
隣接金属部28を有する。タービン羽根車20に接続し
た軸30は、セラミック部2B及び金属部28中の孔を
通して伸びている。軸30は、コンプレッサー羽根車2
4に、2個の羽根車20及び24が一致して回転するよ
うに結合されている。好ましくは、軸30はタービン羽
根車20に爆接されるか或いは羽根車と一体に蒋造され
、そしてコンプレッサー羽根車24は軸の端に螺合され
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a turbocharger according to the present invention, the turbocharger including a housing including a turbine housing section 12 and a compressor housing section 14, each of which has an annular surface (volute-8h).
The turbid housing part 12 forming the aped toroid has an exhaust gas inlet 12 and a gas outlet and encloses a turbine impeller with blades. The compressor housing portion 14 has an air inlet 22 and includes a compressor impeller 24 provided with blades. Between the turbine impeller 20 and the compressor impeller 24,
Turbocharger housing! 1 is located, which wall 25 has a ceramic part 2B adjacent to the turbine impeller 20 and an adjacent metal part 28 adjacent to the compressor impeller 24. A shaft 30 connected to the turbine impeller 20 extends through a hole in the ceramic part 2B and the metal part 28. The shaft 30 is the compressor impeller 2
4, two impellers 20 and 24 are coupled for rotation in unison. Preferably, the shaft 30 is bolted to the turbine impeller 20 or is cast integrally therewith, and the compressor impeller 24 is threaded onto the end of the shaft.

壁25のセラミック部26の組成は、かなり変え得るが
、現在好ましい材料は、合成雲母二酸化ケイ素マトリッ
クス複合材料である。金属部28の好ましい材料は、熱
膨張率が好ましいセラミック材料のそれと一致するとい
う理由で、鋳鉄である。
Although the composition of the ceramic portion 26 of the wall 25 can vary considerably, the currently preferred material is a synthetic mica silicon dioxide matrix composite. The preferred material for metal portion 28 is cast iron because its coefficient of thermal expansion matches that of the preferred ceramic material.

軸30によって連結される羽根車20及び24は。The impellers 20 and 24 are connected by a shaft 30.

ボールベアリング32及び34によって回転可能に支持
される。ベアリング32は、壁25の金属部28内に位
置し、タービン羽根車20とコンプレッサー羽根車24
の間に伸びる軸30を支持する。ベアリング34は、複
数の支柱によって空気導入口22の中心に位置するベア
リングハウジング35内に取り付けられ、そしてこのベ
アリングはコンプレッサー羽根車24のノーズ若しくは
末端を支持する。支柱a6は、予旋回(preswir
+)装置として機能するような形状及び配向であり得る
か或いは支柱3Bはターボチャージャー10のコンプレ
ッサ一部内の空気流を改善するための可動し得る導入ロ
ガイド羽根として機能する関節のある翼の後縁を備え得
る。ベアリング32のコンプレッサーサイド上及びベア
リングのタービンサイド上には、それぞれ回転し得るス
ペーサー37及び38が位置し、各スペーサーはそれぞ
れピストンリング39を有している。
It is rotatably supported by ball bearings 32 and 34. The bearing 32 is located within the metal portion 28 of the wall 25 and is connected to the turbine impeller 20 and the compressor impeller 24.
supports a shaft 30 extending between. A bearing 34 is mounted within a bearing housing 35 centrally located in the air inlet 22 by a plurality of struts and supports the nose or end of the compressor impeller 24. The strut a6 is preswirled.
+) The trailing edge of an articulated wing may be shaped and oriented to function as a device or the strut 3B may function as a movable introductory vane to improve airflow within the compressor portion of the turbocharger 10. can be provided. Rotatable spacers 37 and 38 are located on the compressor side of the bearing 32 and on the turbine side of the bearing, respectively, each spacer having a respective piston ring 39.

ベアリング32及び34は、コンプレッサーハウジング
部14内に位置する油溜め40中に含まれるオイルによ
って潤滑される。オイルは、送出ライン42及び中空ニ
ップル43を通して、軸30中の同軸中心孔46に導く
コンプレッサー羽根車24中の中心孔44にポンプで移
送される。送出ラインン42は、油溜め40中に延び得
るけれども、好ましくは送出ラインはオイルレベル上に
止め、そして灯心41が送出ラインから油溜め中に延び
、エアーとオイルとの混合物がベアリング32及び34
を潤滑するのに使用するのがよい0種々のタイプの灯心
を使用することによって、ベアリングへのオイルの流れ
はm節され、そし・て一般には、送出ラインのみによっ
て供給されるよりも少なくなる。第2図に最もよく示さ
れているように、ベアリング34に隣接したコンプレッ
サー羽根車24の部分には、中心孔から外側に向かって
ベアリング域に延びる複数のラジアルホール48が具備
されている。同様に、軸30は、第3図に示されている
ように、孔4Bからベアリング域に延びる複°数のラジ
アルホール50を具備している。オイル戻り開口52は
、ベアリング34から油溜め40に延び、そしてオイル
戻り孔54は、ベアリング32から壁25の金属部28
を通して油溜めに延びている。構造を簡略化するため、
コンプレッサー羽根車24中のラジアルホール48は、
省略することもでき、その場合はベアリング34へのオ
イル流路は、コンプレッサー羽根車の端末とニップル4
3との1間の隙間により同党される。
Bearings 32 and 34 are lubricated by oil contained in a sump 40 located within compressor housing portion 14 . Oil is pumped through a delivery line 42 and a hollow nipple 43 to a central hole 44 in compressor impeller 24 leading to a coaxial central hole 46 in shaft 30 . Although the delivery line 42 may extend into the sump 40, preferably the delivery line is stopped above the oil level and the wick 41 extends from the delivery line into the sump so that the air and oil mixture flows into the bearings 32 and 34.
By using different types of wicks, the flow of oil to the bearings is reduced and is generally less than that supplied by the delivery line alone. . As best shown in FIG. 2, the portion of the compressor impeller 24 adjacent the bearing 34 is provided with a plurality of radial holes 48 extending from the central bore outwardly into the bearing area. Similarly, shaft 30 includes a plurality of radial holes 50 extending from bore 4B into the bearing area, as shown in FIG. An oil return opening 52 extends from the bearing 34 to the oil sump 40 and an oil return hole 54 extends from the bearing 32 to the metal portion 25 of the wall 25.
It extends through to the oil sump. To simplify the structure,
The radial hole 48 in the compressor impeller 24 is
It can also be omitted, in which case the oil flow path to the bearing 34 is connected to the terminal of the compressor impeller and the nipple 4.
The gap between 3 and 1 makes them the same party.

ラジアルホール50の反対側のベアリング32の一側に
は、−緒になってベアリングを通してオイルを引っ張る
遠心ポンプとして慟〈複数の小ラジアルブレードを有す
るスペーサーが備えられている。同様にラジアルホール
48の反対側のベアリング34には、また−緒になって
ベアリングを通してオイルを引っ張る遠心ポンプとして
働く複数のラジアルブレード58を有するスペーサ−3
8が備えられている。
On one side of the bearing 32 opposite the radial hole 50 is a spacer having a plurality of small radial blades as a centrifugal pump that together pull the oil through the bearing. Similarly, the bearing 34 opposite the radial hole 48 also has a spacer 3 having a plurality of radial blades 58 which together act as a centrifugal pump to pull oil through the bearing.
8 is provided.

ハウジング壁25の金属部28の特に好ましい構成は、
84図の平面図に説明されている。セラミック部26に
隣接した金属部28の表面には、複数の半径方向に延び
るフィンBOが設けられている。フィンの数及びその形
状は、かなり変化させることができる。フィンの一般的
な、目的は、特に金属部の上の流動セラミック含有材料
を鋳造し、それからこの材料を固化させる場合、金属部
28とセラミック部28との間の良好な接触を与えるこ
とである。フィン60は、金属部28とセラミック部2
8との間の良好な結合を増進させる。上記実施例に於い
ては、底部のフィン80は、他のフィンよりもかなり厚
く形成されており、これによりオイル戻り孔54は、ド
リル等のような手段によって壁25の金属部内に容易に
形成させることができる。第5図は、現在好ましい・フ
ィン60の形状及び高さを示す。
A particularly preferred configuration of the metal part 28 of the housing wall 25 is:
This is illustrated in the plan view of FIG. A plurality of radially extending fins BO are provided on the surface of the metal portion 28 adjacent to the ceramic portion 26 . The number of fins and their shape can vary considerably. The general purpose of the fins is to provide good contact between the metal part 28 and the ceramic part 28, especially when casting a flowing ceramic-containing material over the metal part and then solidifying this material. . The fin 60 has a metal part 28 and a ceramic part 2.
Promote good bonding between 8 and 8. In the embodiment described above, the bottom fin 80 is formed much thicker than the other fins so that the oil return hole 54 can be easily formed in the metal part of the wall 25 by means such as a drill. can be done. FIG. 5 shows the currently preferred shape and height of the fins 60.

ターボチャージャー10の操作に於いて、内燃機関4図
示せず)からの排気ガスは、タービン導入口16に入り
、タービン羽根車20を通過するが、その際羽根車を回
転させ、それから出口16から流出する。タービン羽根
車20の回転は、導入口22がら空気を引き、空気を圧
縮しそれからエンジンに空気を供給するタービン羽根車
に伝達される。
In operation of turbocharger 10, exhaust gas from internal combustion engine 4 (not shown) enters turbine inlet 16, passes through turbine impeller 20, causing the impeller to rotate, and then exits from outlet 16. leak. The rotation of the turbine impeller 20 is transmitted to the turbine impeller which draws air through the inlet 22, compresses the air, and then supplies the air to the engine.

回転コンプレッサー羽根車24と軸30とは、遠心ポン
プとして働き、そしてオイルを油溜め40から送出ライ
ン42に引っばり、ニップル43を通してコンプレッサ
ー羽根車24中の軸中心孔及び軸30中の孔4Bに供給
する0羽根車24と軸30に回転による遠心力は、ラジ
アルホール48及び50を通して外側にオイルを引っば
り、それからそれぞれスペーサー37及び38のブレー
ド58及び58により循環ベアリング32及び34を通
して引き上げる。オイルは、コンプレッサー導入口22
をエアーが通過する流路中にある退出管を通過するうち
に冷却される。
Rotating compressor impeller 24 and shaft 30 act as a centrifugal pump and draw oil from sump 40 to delivery line 42 and through nipple 43 to shaft center hole in compressor impeller 24 and hole 4B in shaft 30. The centrifugal force due to the rotation of the feeding impeller 24 and shaft 30 draws oil outwardly through radial holes 48 and 50 and then through circulation bearings 32 and 34 by blades 58 and 58 of spacers 37 and 38, respectively. The oil is at the compressor inlet 22
The air is cooled as it passes through an exit pipe in the flow path.

ターボチャージャーの運転が停止すると、ベアリング3
2及び3へ損傷は、セラミック部2Bの耐熱性及び冷却
用放熱器として作用する壁25の金属部28による遮熱
層によって効果的に防止される。結果として”ソークバ
ック9によるターボチャージャー10特にベアリング3
2及び34の損傷は解消される。
When the turbocharger stops operating, bearing 3
Damage to 2 and 3 is effectively prevented by the heat resistance of the ceramic part 2B and the heat shield by the metal part 28 of the wall 25, which acts as a cooling radiator. As a result, “turbocharger 10 due to soakback 9, especially bearing 3
Damages 2 and 34 are resolved.

上記説明から明らかなように、本発明によるターボチャ
ージャー10は、軸30が非常に短くそして比較的長い
直径を有するので、軸がターボチャージャーの運転範囲
外になる最初の曲がりの危険性がないほど十分な剛性を
有するから、防振の必要性が殆どないか全くない、更に
ボールベアリング34によって支持されるコンプレッサ
ー羽根車のノーズを有することによって、1個の片持羽
根車は除去され、コンパクトな容植によってベアリング
間の長いスパンが達成され、そしてコンプレッサー羽根
車は非常に頑丈なシャフトとして機能する。結果として
、羽根車の傾斜は、徹底的に減じられ、これによりハウ
ジング11に対するコンプレッサー及びタービン羽根車
20及び24の隙間は、非常に少なくすることができ、
これによりターボチャージャーの効率が改善される。ボ
ールベアリング32及び34の使用は、ジャーナルタイ
プのベアリングと比べてベアリングの摩擦をかなり減少
させ、このことがターボチャージャーの効率に更に寄与
する部分的にセラミック材料からなる羽根車20及び2
4間の壁25は、タービン部からの熱損失を減少させる
傾向があり、これがまたタービンの効率を増加させる。
As is clear from the above description, the turbocharger 10 according to the invention is such that the shaft 30 is so short and has a relatively long diameter that there is no risk of the shaft first bending outside the operating range of the turbocharger. It is sufficiently rigid that there is little or no need for vibration isolation, and by having the compressor impeller nose supported by ball bearings 34, one cantilever impeller is eliminated and a compact A long span between the bearings is achieved by the recess, and the compressor impeller acts as a very sturdy shaft. As a result, the slope of the impeller is drastically reduced, so that the clearances of the compressor and turbine impellers 20 and 24 with respect to the housing 11 can be made very small;
This improves the efficiency of the turbocharger. The use of ball bearings 32 and 34 considerably reduces bearing friction compared to journal type bearings, which further contributes to the efficiency of the turbocharger.
The walls 25 between the four tend to reduce heat loss from the turbine section, which also increases the efficiency of the turbine.

同様に、冷却用放熱器として作用する金属部28を伴う
セラミック部28を有する壁25は、ターボチャージャ
ーのコンプレッサ一部中の熱増加を減少させる傾向があ
り、このことがコンプレッサーの効率を改善する。壁2
5のセラミック部26は、ベアリングの熱荷重を減少さ
せてベアリング寿命を増加させ、ベアリングの冷却に必
要なオイル流の量を減少させ、そしてベアリングをより
低い温度の耐性の材料での組立を可能とする。
Similarly, walls 25 having ceramic portions 28 with metal portions 28 acting as cooling radiators tend to reduce heat gain in the compressor portion of the turbocharger, which improves compressor efficiency. . wall 2
The ceramic portion 26 of 5 reduces thermal loads on the bearing to increase bearing life, reduces the amount of oil flow required to cool the bearing, and allows the bearing to be assembled with lower temperature resistant materials. shall be.

更に、自給式の潤滑システムを有することにより、エン
ジン潤滑系への従来のライン通油は除去される。また、
自給式の潤滑システムは、従来のエンジンオイルの代り
にターボチャージャー環境の要求に特に適した潤滑剤の
使用を許容する。
Furthermore, by having a self-contained lubrication system, traditional line oiling to the engine lubrication system is eliminated. Also,
A self-contained lubrication system allows the use of lubricants specifically suited to the demands of the turbocharger environment in place of conventional engine oil.

以上1本発明ののぞましい実施形態と思われるものを図
に示して説明したが、当該技術分野に熟達した人には、
添付の特許請求の範囲に定義された本発明から逸脱する
ことなくさまざまな変更および修正を行い得ることが明
らかであろう。
Although what is considered to be a desirable embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, those skilled in the technical field will appreciate the following:
It will be apparent that various changes and modifications may be made without departing from the invention as defined in the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明によるターボチャージャーの横断面図
、 第2図は、第1図のターボチャージャーの潤滑系の一部
詳細図、 第3図は、第1図のターボチャージャーの潤滑系の他の
部分の詳細図、  ・ 第4図は、第1図に示すターボチャージャーのタービン
部とコンプレッサ一部との間に位置するハウジング壁の
金属放熱子の好ましい実施例の平面図、
FIG. 1 is a cross-sectional view of a turbocharger according to the present invention, FIG. 2 is a partially detailed view of the lubrication system of the turbocharger shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the lubrication system of the turbocharger shown in FIG. Detailed views of other parts: - Figure 4 is a plan view of a preferred embodiment of a metal heat sink of the housing wall located between the turbine section and the compressor section of the turbocharger shown in Figure 1;

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)軸の端に取り付けられたタービン羽根車及びコン
プレッサー羽根車と、各羽根車のまわりの環状面を限定
するハウジングを有し、該ハウジングは、前記羽根車の
間で且つ前記軸が伸びている壁を有し、該壁は前記ター
ビン羽根車と隣接したセラミック部とコンプレッサー羽
根車及びセラミック部と隣接した金属部とを有し、そし
て前記壁の金属部中で且つ軸を支持するボールベアリン
グ及び前記ハウジング中でコンプレッサー羽根車を支持
するボールベアリングとを有することを特徴とするター
ボチャージャー。
(1) having turbine and compressor impellers mounted at the ends of shafts and a housing defining an annular surface around each impeller, the housing being between the impellers and extending from the shaft; a wall having a ceramic portion adjacent the turbine impeller and a metal portion adjacent the compressor impeller and the ceramic portion; and a ball supporting a shaft in the metal portion of the wall. A turbocharger comprising a bearing and a ball bearing supporting a compressor impeller in the housing.
(2)特許請求の範囲1にもとづくターボチャージャー
において、ハウジングはコンプレッサー羽根車に隣接し
た導入口に取り付けられたベアリングハウジングを含み
そしてベアリングハウジングはコンプレッサー羽根車を
支持するベアリングを含むターボチャージャー。
(2) A turbocharger according to claim 1, wherein the housing includes a bearing housing mounted at the inlet adjacent to the compressor impeller, and the bearing housing includes a bearing supporting the compressor impeller.
(3)特許請求の範囲2にもとづくターボチャージャー
において、ベアリングハウジングが複数の支柱によって
導入口に取り付けられているターボチャージャー。
(3) A turbocharger according to claim 2, wherein the bearing housing is attached to the inlet by a plurality of struts.
(4)特許請求の範囲1にもとづくターボチャージャー
において、コンプレッサー羽根車中の中心孔と、軸中の
連結中心孔と、コンプレッサー羽根車を支持するベアリ
ングに伸びる前記コンプレッサー羽根車中のラジアルホ
ールと、軸を支持するベアリングに伸びる軸中のラジア
ルホールとを有する潤滑システムを更に含むターボチャ
ージャー。
(4) In the turbocharger according to claim 1, a central hole in the compressor impeller, a connecting central hole in the shaft, and a radial hole in the compressor impeller extending to a bearing supporting the compressor impeller; The turbocharger further includes a lubrication system having a radial hole in the shaft extending into a bearing supporting the shaft.
(5)特許請求の範囲4にもとづくターボチャージャー
において、潤滑システムが、ハウジングに含まれる油溜
めと、該油溜めから中心の孔の1つに導く送出ラインへ
伸びている灯心とを更に含むターボチャージャー。
(5) A turbocharger according to claim 4, wherein the lubrication system further comprises an oil sump contained in the housing and a wick extending from the oil sump to a delivery line leading to one of the central holes. Charger.
(6)特許請求の範囲5にもとづくターボチャージャー
において、前記送出ラインがコンプレッサー羽根車内の
中心の孔に伸びているターボチャージャー。
(6) A turbocharger according to claim 5, wherein the delivery line extends into a central hole in the compressor impeller.
(7)特許請求の範囲5にもとづくターボチャージャー
において、潤滑システムが、コンプレッサーを支持する
ベアリングから油溜めに伸びるオイル戻し開口と、軸を
支持するベアリングから油溜めに伸びるオイル戻し孔と
を含むターボチャージャー。
(7) A turbocharger according to claim 5, wherein the lubrication system includes an oil return opening extending from a bearing supporting the compressor to the oil sump, and an oil return hole extending from the bearing supporting the shaft to the oil sump. Charger.
(8)特許請求の範囲1にもとづくターボチャージャー
において、ハウジング中のボールベアリングが、コンプ
レッサー羽根車のノーズを支持するターボチャージャー
(8) A turbocharger according to claim 1, in which a ball bearing in the housing supports the nose of the compressor impeller.
(9)特許請求の範囲2にもとづくターボチャージャー
において、ベアリングハウジング中のボールベアリング
が、コンプレッサー羽根車のノーズを支持であるターボ
チャージャー。
(9) A turbocharger according to claim 2, wherein a ball bearing in the bearing housing supports the nose of the compressor impeller.
(10)軸の端に取り付けられたタービン羽根車及びコ
ンプレッサー羽根車と、各羽根車のまわりの環状面を限
定するハウジングを有し、該ハウジングは、前記羽根車
の間で且つ前記軸が伸びている壁を有し、そして壁に取
り付けられ軸を支持するベアリングと、前記ハウジング
に取り付けられコンプレッサー羽根車を支持するベアリ
ングと、潤滑システムとを有し、該潤滑システムはコン
プレッサー羽根車中の中心孔と、軸中の連結中心孔と、
軸を支持するベアリングに伸びる軸中のラジアルホール
とを有するターボチャージャー。
(10) having a turbine impeller and a compressor impeller mounted at the end of a shaft, and a housing defining an annular surface around each impeller, the housing being between the impellers and extending from the shaft; a bearing attached to the wall and supporting a shaft; a bearing attached to the housing and supporting a compressor impeller; and a lubrication system, the lubrication system having a central axis in the compressor impeller. a hole, a connecting center hole in the shaft,
A turbocharger having a radial hole in the shaft that extends into a bearing that supports the shaft.
(11)特許請求の範囲10にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、前記ハウジングが、コンプレッサー羽根
車に隣接した導入口に取り付けられたベアリングハウジ
ングを含み、該ベアリングハウジングはコンプレッサー
羽根車を支持するベアリングを含むターボチャージャー
(11) A turbocharger according to claim 10, wherein the housing includes a bearing housing attached to an inlet adjacent to a compressor impeller, and the bearing housing includes a bearing supporting the compressor impeller. .
(12)特許請求の範囲10にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、ハウジングに取り付けられたベアリング
がコンプレッサー羽根車のノーズを支持し、ハウジング
がコンプレッサーのノーズに隣接した中空ニップルを含
み、そしてニップルとノーズとで隙間を限定するターボ
チャージャー。
(12) A turbocharger according to claim 10, wherein a bearing attached to the housing supports the nose of the compressor impeller, the housing includes a hollow nipple adjacent the nose of the compressor, and a gap between the nipple and the nose. TURBOCHARGER LIMITED.
(13)特許請求の範囲12にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、循環システムが更にハウジング中に含ま
れる油溜めと、該油溜めからコンプレッサー羽根車中の
中心の孔と連続したニップルに導く送出ラインに伸びて
いる灯心とを含むターボチャージャー。
(13) A turbocharger according to claim 12, further comprising a sump contained in the housing and a delivery line leading from the sump to a nipple continuous with a central hole in the compressor impeller. There is a wick and a turbocharger.
(14)特許請求の範囲13にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、潤滑システムが、更にコンプレッサーを
支持するベアリングから油溜めに伸びるオイル戻し開口
と、軸を支持するベアリングから油溜めに伸びるオイル
戻し孔とを含むターボチャージャー。
(14) The turbocharger according to claim 13, wherein the lubrication system further includes an oil return opening extending from the bearing supporting the compressor to the oil sump, and an oil return hole extending from the bearing supporting the shaft to the oil sump. turbocharger.
(15)特許請求の範囲10にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、潤滑システムが、コンプレッサー羽根車
を支持するベアリングに隣接して伸びるコンプレッサー
羽根車中のラジアルホールを含むターボチャージャー。
(15) A turbocharger according to claim 10, wherein the lubrication system includes a radial hole in the compressor impeller extending adjacent to a bearing supporting the compressor impeller.
(16)特許請求の範囲10にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、潤滑システムが、コンプレッサー羽根車
を支持するベアリングに隣接して回転し得るスペーサー
を含み、該スペーサーは複数のブレードを有するターボ
チャージャー。
(16) A turbocharger according to claim 10, wherein the lubrication system includes a rotatable spacer adjacent to a bearing supporting a compressor impeller, the spacer having a plurality of blades.
(17)特許請求の範囲10にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、潤滑システムが、軸を支持するベアリン
グに隣接して回転し得るスペーサーを含み、該スペーサ
ーは複数のブレードを有するターボチャージャー。
(17) A turbocharger according to claim 10, wherein the lubrication system includes a rotatable spacer adjacent to a bearing supporting the shaft, the spacer having a plurality of blades.
(18)特許請求の範囲17にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、潤滑システムが、コンプレッサー羽根車
を支持するベアリングに隣接して回転し得るスペーサー
を含み、該スペーサーは複数のブレードを有するターボ
チャージャー。
(18) A turbocharger according to claim 17, wherein the lubrication system includes a rotatable spacer adjacent to a bearing supporting a compressor impeller, the spacer having a plurality of blades.
(19)特許請求の範囲17にもとづくターボチャージ
ャーにおいて、ラジアルホールをベアリングの一方の側
に伸びるようにし、そしてスペーサーをベアリングの他
方の側に位置させ、スペーサーのブレードがベアリング
を通して潤滑剤を引っ張るようにしたターボチャージャ
ー。
(19) In a turbocharger according to claim 17, the radial hole extends to one side of the bearing and the spacer is located on the other side of the bearing such that the blades of the spacer pull lubricant through the bearing. turbocharger.
JP62056403A 1986-03-11 1987-03-11 Turbocharger Pending JPS6355327A (en)

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