KR101848003B1

KR101848003B1 - 배기가스 터보차저

Info

Publication number: KR101848003B1
Application number: KR1020137012343A
Authority: KR
Inventors: 올리버 슘니히
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2018-04-12
Also published as: US20130294948A1; KR20130127454A; WO2012058110A2; CN103154471B; CN103154471A; WO2012058110A3; DE112011103096T5; US9494047B2

Abstract

본 발명은 압축기 하우징(4)에 압축기 휠(3)을 구비한 압축기(2); 터빈 하우징(7)에 터빈 휠(6)을 구비한 터빈(5); 및 로터 샤프트(10)용 고정 베어링 부시(9)를 유지하고 압축기 측에 베어링 하우징 커버(11)를 구비한 베어링 하우징(8)을 포함한 배기가스 터보차저(1)에 관한 것으로서, 베어링 부시(9)는 축 베어링 표면들(12, 13)을 구비하고, 불완전 고정 방식으로 베어링 하우징(8)에 고정된다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

일반적인 배기가스 터보차저가 고정 레이디얼 베어링 부시와 추가적으로 축 베어링을 구비한다는 사실은 비교적 많은 수의 부품들이 조립되고, 따라서 비교적 긴 조립 시간이 소요되는 결과를 초래한다.

본 발명의 목적은 기술적인 구성이 단순화된 청구항 1의 전제부에 따른 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

상기 목적들은 청구항 1의 특징들을 통해 달성된다.

따라서, 본 발명에 따라, 로터 샤프트의 반경 방향 장착 및 축 방향 장착을 가능하게 하는 하나의 고정 베어링 부시가 베어링 하우징에 구비될 수 있다.

베어링 부시가 베어링 하우징에 불완전 고정 방식(non-positively locking fixing)으로 고정되는 것은 또한 베어링 부시의 축 방향 고정을 위해 추가적인 고정 요소들이 필요하지 않다는 이점을 제공하고, 그 결과 부품들의 수가 더욱 감소되고, 따라서 비용이 절감된다.

조립 시간을 단축함으로써 추가적인 비용 절감을 얻는다.

또한, 분리된 축 베어링이 생략될 수 있도록 베어링 부시가 레이디얼 베어링 지점들과 축 베어링 지점들을 모두 포함하기 때문에, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 축 구조의 치수들이 감소될 수 있다.

예를 들면 탄성력과 같이, 베어링 부시가 불완전 고정 방식으로 안착되어 유지된다는 사실은, 예를 들면 고정 핀들을 통한 완전 고정 방식(positive locking)과 같은 공지된 기술들에 비해 더욱 단순화되고, 여기서 베어링 부시는 고정에도 불구하고 충분한 반경 방향 유격이 생기도록 구성된다.

종속항들은 본 발명의 바람직한 개선점들에 관한 것이다.

불완전 고정 방식을 만드는데 프리로드 기구가 이용된다면, 상기 프리로드 기구는 예를 들면 일단 영역이 베어링 하우징 커버에 지지되고 타단 영역이 베어링 부시의 받침턱에 지지될 수 있다. 이는 오일 수집 챔버가 프리로드 기구와 베어링 커버 사이에 배열되도록 할 수 있고, 이는 결국 외측 방향으로 원심 분리된 오일이 상기 오일 수집 챔버에 수집되고 예를 들면 프리로드 기구에 구비된 오일 유출공들을 통해 배출될 수 있기 때문에, 오일 누출을 감소시킨다.

베어링 하우징 커버는 나사 체결, 물림 고정 또는 서클립(circlip)이나 베이어넷(bayonet) 연결을 통해 베어링 하우징에 연결될 수 있고, 여기서 무나사 체결 연결들이 바람직하다. 베어링 하우징 커버 자체가 추가 부품들 없이 프리로드 기구를 형성할 수 있다.

베어링 부시의 축 베어링 표면들은 로터 샤프트를 통해 터빈 측에 지지되고 실링 부시를 통해 압축기 측에 지지된다.

전반적으로, 본 발명에 따른 구성은 전술한 이점들뿐만 아니라 베어링 하우징의 분리에 있어 더 큰 자유도를 가능하게 한다.

프리로드 기구는 그 치수 결정에 관해서, 프리로드 힘이 배기가스 터보차저의 작동 중에 압축기 방향으로 발생하는 최대 축 방향 힘보다 크도록 구성되어야 한다.

본 발명의 추가 세부 사항들, 이점들 및 특징들은 첨부된 도면을 기초로 한 바람직한 실시예들의 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다. 단 하나의 도면은 압축기(2)와 터빈(5)을 구비한 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)를 개략적으로 단순화한 도면이다.

압축기(2)는 압축기 하우징(4)에 배열된 압축기 휠(3)을 구비한다. 터빈(5)은 터빈 하우징(7)에 배열된 터빈 휠(6)을 구비한다.

베어링 하우징(8)은 압축기 하우징(4)과 터빈 하우징(7) 사이에 배열된다. 베어링 하우징(8)은 로터 샤프트(10)용 고정 베어링 부시(9)를 구비하고, 압축기 측에 베어링 하우징 커버(11)를 구비한다.

본 발명에 따르면, 베어링 부시(9)는 단부 측들에 배열된 축 베어링 표면들(12, 13)을 구비하고, 축 베어링 표면(12)은 압축기 측 베어링 표면인 반면 축 베어링 표면(13)은 터빈 측 베어링 표면을 구성한다.

또한, 베어링 부시(9)는 오일 유입공들(26, 27)을 통해 오일이 공급될 수 있는 레이디얼 베어링 표면들(24, 25)을 구비한다. 여기서, 베어링 부시(9)는 베어링 하우징(8)에 고정되지 않고, 베어링 부시(9)의 외부 둘레와 베어링 하우징(8)의 내부 구멍 사이에 오일이 공급될 수 있는 틈이 존재하도록 치수가 결정된다.

베어링 부시(9)는 불완전 고정 방식(non-positive locking)을 통해 베어링 하우징(8)에 고정되고, 이를 위해, 도시된 예에서, 베어링 부시(9)가 회전 가능하게 고정된 방식으로 베어링 하우징(8)에 배열될 수 있도록, 불완전 연결에 필요한 프리로드 힘을 제공하는 프리로드 기구(14)가 구비된다.

도시된 예에서, 프리로드 기구(14)는 판 스프링으로 구성된다. 여기서, 프리로드 기구(14)의 일단 영역(15)은 베어링 하우징 커버(11)에 지지되고, 프리로드 기구(14)의 타단 영역(16)은 베어링 부시(9)의 본체보다 큰 직경을 가지며 베어링 부시(9)의 본체에 일체로 연결된 받침턱(17)에 지지된다.

축 방향으로, 베어링 부시(9)는 하우징 단턱(20) 또는 하우징 단턱(21)에 지지될 수 있고, 개략적인 도면을 통해 바로 볼 수 있는 것처럼, 하우징 단턱(20)은 압축기 측을 향해 배열된 반면 하우징 단턱(21)은 터빈 측을 향해 배열된다.

또한, 도면을 통해 볼 수 있는 것처럼, 로터 샤프트(10)는 베어링 부시(9)의 터빈 측 축 베어링 표면(13)에 대응하는 상대 표면을 구성하는 샤프트 스텝(18)을 구비한다.

베어링 부시(9)의 압축기 측 축 베어링 표면(12)은 로터 샤프트(10)에 배열된 실링 부시(19)에 지지된다.

도시된 실시예에서, 프리로드 기구(14)는 베어링 하우징 커버(11)와 함께, 로터 샤프트(10)로부터 반경 방향으로 원심 분리된 오일이 수집될 수 있는 오일 수집 챔버(22)의 범위를 정한다. 오일의 재순환을 위해, 오일 수집 챔버(22)는 예에서 프리로드 기구(14)에 형성된 적어도 하나의 오일 유출공(23)을 구비한다.

개시된 본 발명의 내용 이외에도, 상기 개시된 내용을 보완하도록, 본 발명의 개략적인 단 하나의 도면이 여기에 분명하게 참조된다.

1 배기가스 터보차저
2 압축기
3 압축기 휠
4 압축기 하우징
5 터빈
6 터빈 휠
7 터빈 하우징
8 베어링 하우징
9 베어링 부시
10 압축기 휠(3)과 터빈 휠(6)이 배열되는 로터 샤프트
11 베어링 하우징 커버
12, 13 축 베어링 표면
14 프리로드 기구
15, 16 단부 영역들
17 받침턱
18 샤프트 스텝
19 실링 부시
20, 21 하우징 단턱
22 오일 수집 챔버
23 오일 유출공
24, 25 레이디얼 베어링 지점들
26, 27 오일 유입공들

Claims

압축기 하우징(4)에 압축기 휠(3)을 구비한 압축기(2);
터빈 하우징(7)에 터빈 휠(6)을 구비한 터빈(5); 및
로터 샤프트(10)용 고정 베어링 부시(9)를 유지하고 압축기 측에 베어링 하우징 커버(11)를 구비한 베어링 하우징(8);을 포함하는 배기가스 터보차저(1)에 있어서,
상기 베어링 부시(9)는 축 베어링 표면들(12, 13)을 구비하고, 불완전 고정 방식으로 베어링 하우징(8)에 고정되며,
상기 베어링 부시(9)는, 상기 베어링 부시(9)를 베어링 하우징(8)에 축방향 고정하기 위한 받침턱(17)을 가지며,
로터 샤프트(10)의 축방향 장착을 위한 축 베어링 표면들(12, 13)은 베어링 부시(9)의 양 단부 측에 배열되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항에 있어서,
프리로드 기구(14)가 베어링 부시(9)를 위한 고정 힘을 발생시키는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제2항에 있어서,
프리로드 기구(14)는 일단 영역(15)이 베어링 하우징 커버(11)에 지지되고 타단 영역(16)이 베어링 부시(9)의 받침턱(17)에 지지되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제2항 또는 제3항에 있어서,
프리로드 기구(14)는 판 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
로터 샤프트(1)는 터빈 측 축 베어링 표면(13)에 대응하는 상대 표면으로서 샤프트 스텝(18)을 구비한 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
압축기 측 축 베어링 표면(12)은 로터 샤프트(10)에 배열된 실링 부시(19)에 지지되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 하우징(8)은 베어링 부시(9)를 축 방향으로 지지하는 하우징 단턱들(20, 21)을 구비한 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 프리로드 기구(14)와 베어링 하우징 커버(11)는 오일 수집 챔버(22)의 범위를 정하는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제8항에 있어서,
상기 오일 수집 챔버(22)는 적어도 하나의 오일 유출공(23)을 구비한 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
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