KR102031227B1 - 배기가스 터보차저 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 베어링 하우징(2); 베어링 하우징(2)에 삽입되며, 외측 링(8) 및 외측 링(8)에 대해 회전 가능하도록 장착된 내측 링(9)을 구비하는 베어링 카트리지(3); 내측 링(9)에 삽입되고 축 방향으로 연장되는 샤프트(5); 샤프트(5) 상에 배치된 터빈 휠(6); 및 샤프트(5) 상에 배치된 압축기 휠(7)을 포함하되, 내측 링(9)은 축 방향으로 외측 링(8)을 지나 돌출되고, 오일 원심 디스크(12, 15)가 내측 링(9)의 돌출 부분(11, 14) 상에 배치되는, 배기가스 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저 및 배기가스 터보차저의 조립 방법에 관한 것이다.
이미 공지되어 있는 배기가스 터보차저는 보통 베어링 하우징에 회전 가능하게 장착된 샤프트를 구비한다. 샤프트의 일 단부에 터빈 휠이 장착된다. 샤프트의 다른 단부에는 압축기 휠이 장착된다. 터빈 측과 압축기 측 둘 다에서, 샤프트는 베어링 하우스로부터 나오고, 샤프트와 베어링 하우징 또는 베어링 하우징의 베어링 하우징 커버 사이에는 실링이 요구된다. 이러한 목적을 위해 압축기 측에서 예를 들어 밀봉 부시가 보통 사용된다. 상기 밀봉 부시는 소위 오일 원심 디스크를 구비한다. 상기 오일 원심 디스크는 실(seal), 특히 피스톤 링에 베어링 하우징의 내부로부터의 윤활유가 직접적으로 부딪치는 것을 방지한다.
본 발명의 목적은, 제조 및 조립이 비용 효율적인 한편 거의 유지보수 없이 신뢰성 있게 작동될 수 있는, 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다. 특히, 샤프트가 베어링 하우징으로부터 나오는 지점의 실링은 조립을 용이하게 할 수 있도록 구성되어야 한다. 또한 본 발명의 목적은 이에 상응하는 배기가스 터보차저의 조립 방법을 명시하는 데에 있다.
이러한 목적은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 오일 원심 디스크가 위에 형성된 별도의 밀봉 부시를 이용하지 않는다. 본 발명에 따르면, 베어링 카트리지의 내측 링은 베어링 카트리지의 외측 링을 지나 돌출되는 정도로 축 방향으로 세장형으로 형성된다. 이러한 방식으로, 베어링 카트리지의 내측 링의 외주 상에 직접 오일 원심 링이 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면 터빈 측과 압축기 측 둘 다에서 내측 링이 세장형으로 형성되고 각각의 경우 하나의 오일 원심 디스크가 내측 링의 돌출 부분 상에 배치된다.
또한 바람직하게는, 내측 링과 베어링 하우징 또는 베어링 하우징의 베어링 하우징 커버 사이에 실링을 제공하기 위한 실이 내측 링의 돌출 부분 상에 직접적으로 형성된다. 특히 압축기 측에서, 실은 내측 링의 돌출 부분 상에 직접적으로 장착된다.
전술한 바와 같이, 터빈 측에서도 마찬가지로, 베어링 카트리지의 내측 링은 외측 링보다 더 길게 설계된다. 이러한 방식으로, 터빈 측에서도 오일 원심 디스크가 내측 링 상에 형성될 수 있다. 터빈 측에서, 베어링 하우징에 대한 실링은 바람직하게 샤프트와 베어링 하우징 사이에서 일어난다. 이는, 이러한 측에서 실이 샤프트 상에 직접적으로 장착된다는 것을 의미한다.
본 발명에 따라 베어링 카트리지의 내측 링을 세장형으로 형성한 결과, 그리고 별도의 밀봉 부시가 생략된다는 사실로 인해, 내측 링과 밀봉 부시 사이의 분할 연결부가 없어진다. 이러한 방식으로, 샤프트 조립체 전체가 더 견고하고 강성을 갖게 된다.
오일 원심 디스크는 내측 링의 일체형 구성 부분일 수 있다. 다량의 절삭 비용에 대한 필요성을 없애기 위해, 대안적으로 내측 링 상에 오일 원심 링이 가압, 용접, 납땜 또는 접착본딩된다.
가장 단순한 실시형태에 있어서, 베어링 카트리지는 내측 링, 외측 링 및 그 사이에 위치된 롤링 몸체를 구비한 롤링 베어링이다.
본 발명은 또한 배기가스 터보차저의 조립 방법을 포함한다. 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 맥락에서 제안된 유리한 개선예 및 종속 청구항은 이에 상응하여 유리하게는 본 발명에 따른 방법과 함께 사용된다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 먼저 베어링 카트리지와 베어링 하우징 커버로 이루어진 조립 유닛이 형성된다. 이를 위해, 베어링 하우징 커버는 베어링 카트리지 상에 가압된다. 조립 공정에서, 베어링 카트리지의 내측 링 상의 실은, 베어링 하우징 커버를 베어링 카트리지에 고정하는 역할을 한다. 따라서 베어링 카트리지와 베어링 하우징 커버로 이루어진 조립 유닛은 예비 조립 공정에서 제조되어 보관될 수 있다. 이러한 방식으로, 배기가스 터보차저 전체의 주 조립 공정을 위한 조립 시간이 단축된다.
본 발명의 추가적인 상세사항, 이점 및 특징들은 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 배기가스 터보차저를 보여준다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 배기가스 터보차저의 조립 유닛을 보여준다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 배기가스 터보차저의 조립 유닛을 보여준다.
이하, 본 발명의 두 가지 예시적인 실시형태를 기술한다. 모든 예시적인 실시형태들에서 동일하거나 기능 면에서 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호로 나타낸다.
도 1은 배기가스 터보차저(1)를 개략적으로 단순하게 나타낸 단면도를 보여준다. 배기가스 터보차저(1)는 베어링 카트리지(3)가 안에 배치된 베어링 하우징(2)을 포함한다. 베어링 하우징(2)은 베어링 하우징 커버(4)에 의해 폐쇄된다. 단순히 1점 쇄선으로 나타낸 샤프트(5)가 베어링 카트리지(3)에 회전 가능하게 장착된다. 샤프트(5)의 일 단부에 터빈 휠(6)이 장착된다. 샤프트(5)의 다른 단부에 압축기 휠(7)이 장착된다.
배기가스 터보차저(1)의 작동 중, 배기가스의 유동이 터빈 휠(6)에 부딪친다. 이러한 방식으로, 터빈 휠(6), 샤프트(5) 및 압축기 휠(7)이 회전하게 된다. 내연기관을 위한 충진 공기가 압축기 휠(7)에 의해 압축된다.
베어링 카트리지(3)는 외측 링(8), 2-부분 내측 링(9), 및 내측 링(9)과 외측 링(8) 사이의 복수의 롤링 몸체를 포함한다. 외측 링(8)은 고정 수단(17)에 의해 베어링 하우징(2)에 고정 연결된다. 여기서, 고정 수단(17)은 베어링 하우징 커버(4)의 구성 부분일 수도 있다. 샤프트(5)는 내측 링(9)에 함께 회전하도록 연결된다.
압축기 측에서, 내측 링(9)은 외측 링(8)을 지나 돌출되는 부분(11)을 가진다. 상기 부분(11) 상에 실(13)이 형성된다. 또한, 오일 원심 링(12)이 돌출 부분(11) 상에 함께 회전하도록 장착된다. 오일 원심 링(12)은 실(13)과 외측 링(8) 사이에 위치된다. 실(13)은 베어링 하우징 커버(4)에 대한 실링을 제공한다.
터빈 측에서, 내측 링(9)은 외측 링(8)을 지나 돌출되는 추가의 부분(14)을 가진다. 추가의 오일 원심 링(15)이 추가의 돌출 부분(14) 상에 함께 회전하도록 장착된다. 추가의 실(16)이 추가의 오일 원심 링(15) 외부에 위치된다. 추가의 실(16)은 샤프트(5)에 직접적으로 장착되며, 샤프트(5)와 베어링 하우징(2) 사이에 실링을 제공한다.
실(13)과 추가의 실(16)은 홈 안에 삽입된 두 개의 피스톤 링을 각각 구비한다. 윤활유가 직접 부딪치는 것으로부터 상기 피스톤 링을 보호하기 위하여 오일 원심 링(12, 15)이 제공된다.
도 2는 예시적인 제1 실시형태의 조립 유닛(19)을 보여준다. 상기 조립 유닛(19)은 두 개의 오일 원심 디스크(12, 15)와 실(13)을 가진 베어링 카트리지(3)를 포함한다. 조립 유닛(19)의 다른 구성 부분으로는 베어링 하우징 커버(4)와 고정 수단(17)이 있다. 베어링 하우징 커버(4)에 요홈(18)이 형성된다. 베어링 하우징 커버(4)는 상기 요홈(18)에 의해 돌출 부분(11) 상에, 특히 실(13) 상에 장착된다. 따라서 실(13)은 베어링 하우징 커버(4)를 베어링 카트리지(3)에 고정하고, 그에 따라 조립 유닛(19)이 형성된다. 추가의 조립 단계에서, 도 2에 도시된 조립 유닛(19) 전체가 베어링 하우징(2)에 장착될 수 있다.
도 3은 예시적인 제2 실시형태에 따른 배기가스 터보차저(1)를 위한 조립 유닛(19)을 보여준다. 예시적인 제2 실시형태에서, 내측 링은 압축기 측에만 돌출 부분(11)을 가진다. 오일 원심 링(12) 및 실(13)은 상기 돌출 부분(11) 상에 배치된다. 상기 예시적인 실시형태에서도, 베어링 하우징 커버(4)는 실(13)에 의해 베어링 카트리지(3)에 고정되고, 따라서 미리 조립될 수 있다. 또한, 도 3은 베어링 하우징(2)에 조립 유닛(19)을 장착하기 위한, 예컨대 나사 볼트 형태의 나사 연결부(20)를 보여준다.
본 발명의 상기 기재된 기재내용 외에도, 이의 추가적인 개시를 위해 도 1 내지 도 3에 나타낸 본 발명의 도시를 명백히 참조한다.
1 배기가스 터보차저
2 베어링 하우징
3 베어링 카트리지
4 베어링 하우징 커버
5 샤프트
6 터빈 휠
7 압축기 휠
8 외측 링
9 내측 링
10 롤링 몸체들
11 돌출 부분
12 오일 원심 디스크
13 실
14 추가의 돌출 부분
15 추가의 오일 원심 디스크
16 추가의 실
17 고정 수단
18 요홈
19 조립 유닛
20 나사 연결부

Claims (9)

  1. 베어링 하우징(2);
    베어링 하우징(2)에 삽입되며, 외측 링(8) 및 외측 링(8)에 대해 회전 가능하도록 장착된 내측 링(9)을 구비하는 베어링 카트리지(3);
    내측 링(9)에 삽입되고 축 방향으로 연장되는 샤프트(5);
    샤프트(5) 상에 배치된 터빈 휠(6); 및
    샤프트(5) 상에 배치된 압축기 휠(7);을 포함하되,
    내측 링(9)은 축 방향으로 외측 링(8)을 지나 돌출되고, 오일 원심 디스크(12, 15)가 내측 링(9)의 돌출 부분(11, 14) 상에 배치되고,
    오일 원심 디스크(12, 15)는 내측 링(9)의 일체형 구성 부분이거나, 또는 오일 원심 디스크(12, 15)는 내측 링(9)에 함께 회전하도록 장착되는, 배기가스 터보차저.
  2. 제1항에 있어서,
    베어링 하우징(2)에 대한 실링을 제공하기 위한 실(13)이 내측 링(9)의 돌출 부분(11) 내에 삽입되는, 배기가스 터보차저.
  3. 제2항에 있어서,
    베어링 하우징(2)은 베어링 하우징 커버(4)를 포함하며, 실(13)은 베어링 하우징 커버(4)에 대한 실링을 제공하도록 배치되는, 배기가스 터보차저.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    실(13, 16)은 적어도 하나의 실링 링 및/또는 피스톤 링을 포함하는, 배기가스 터보차저.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기 휠(7)에 대향되는 측에서 오일 원심 디스크(12)는 내측 링(9)의 돌출 부분(11) 상에 배치되고, 터빈 휠(6)에 대향되는 측에서 추가의 오일 원심 디스크(15)는 내측 링(9)의 추가의 돌출 부분(14) 상에 배치되는, 배기가스 터보차저.
  6. 제5항에 있어서,
    압축기 휠(7)에 대향되는 측에서 실(13)은 베어링 하우징(2)에 대한 실링을 제공하도록 돌출 부분(11) 상에 장착되고, 터빈 휠(6)에 대향되는 측에서 추가의 실(16)이 베어링 하우징(2)에 대한 실링을 제공하도록 샤프트(5) 상에 장착되는, 배기가스 터보차저.
  7. 제5항에 있어서,
    압축기 휠(7)에 대향되는 측에서 실(13)은 베어링 하우징 커버(4)에 대한 실링을 제공하도록 돌출 부분(11) 상에 장착되고, 터빈 휠(6)에 대향되는 측에서 추가의 실(16)이 베어링 하우징(2)에 대한 실링을 제공하도록 샤프트(5) 상에 장착되는, 배기가스 터보차저.
  8. 제5항에 있어서,
    터빈 휠(6)에 대향되는 측에서 추가의 실(16)이 베어링 하우징(2)에 대한 실링을 제공하도록 돌출 부분(14) 상에 장착되는, 배기가스 터보차저.
  9. 배기가스 터보차저(1)의 조립 방법에 있어서,
    외측 링(8) 및 외측 링(8)에 대해 회전 가능하도록 장착된 내측 링(9)을 구비한 베어링 카트리지(3)를 제공하는 단계로서, 내측 링(9)은 축 방향으로 외측 링(8)을 지나 돌출되고 오일 원심 디스크(12) 및 실(13)이 내측 링(9)의 돌출 부분(11) 상에 배치되는 것인 단계;
    베어링 하우징 커버(4) 및 베어링 카트리지(3)가 실(13)에 의해 서로 고정되도록 베어링 하우징 커버(4)를 베어링 카트리지(3) 상에 장착하는 단계; 및
    베어링 카트리지(3) 및 베어링 하우징 커버(4)로 이루어진 조립 유닛(19)을 배기가스 터보차저(1)의 베어링 하우징(2)에 장착하는 단계를 언급된 순서로 포함하고,
    오일 원심 디스크(12)는 내측 링(9)의 일체형 구성 부분이거나, 또는 오일 원심 디스크(12)는 내측 링(9)에 함께 회전하도록 장착되는, 방법.
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