CN106103939B - 增压器 - Google Patents

Abstract

增压器具备：环状的扩散流道(12)，其由压缩机壳与轴承壳(2)的两个对置面形成；以及密封板(17)，其比扩散流道位于径向内侧且配置为与压缩机叶轮(10)的背面(10b)对置。在形成扩散流道的轴承壳的对置面的径向内侧端(2e)与压缩机叶轮的外周缘(10a)之间沿径向形成有间隙(S)。密封板的直径比压缩机叶轮大且在面对间隙的部位设有突起(17e)，该突起相比于与压缩机叶轮的背面对置的部位(17f)向压缩机壳侧延伸。

Description

增压器

技术领域

本发明涉及增压器，其具有与压缩机叶轮的背面侧对置地设置的密封板。

背景技术

以往，已知有主轴被配置在轴承壳内的轴承轴支撑的增压器，该主轴在一端设置涡轮叶轮并在另一端设置压缩机叶轮。将这样的增压器与发动机连接，利用从发动机排出的废气使涡轮叶轮旋转，并且利用该涡轮叶轮的旋转，经由主轴使压缩机叶轮旋转。这样，增压器随着压缩机叶轮的旋转对空气进行压缩而向发动机送出。

例如，在专利文献1所示的增压器中，在压缩机叶轮的背面侧(即从压缩机叶轮观察时面向轴承壳的一侧)设有与压缩机叶轮对置的密封板。密封板嵌入到在轴承壳上形成的孔中并固定，防止对轴承进行润滑的润滑油从轴承壳向压缩机叶轮侧漏出。并且，与密封板相比在径向外侧形成有扩散流道。扩散流道由保持间隔设置的轴承壳和压缩机壳的彼此的对置面形成为环状。空气在被压缩机叶轮压缩后经过该扩散流道流向径向外侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－76463号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，随着压缩机叶轮的小型化，出现了密封板的外径比压缩机叶轮的外径大的设计。这种情况下，形成扩散流道而在轴承壳上与压缩机壳对置的对置面的径向内侧的端部即嵌入密封板的孔的边缘相比于压缩机叶轮的外周缘位于径向外侧。并且，在扩散流道的壁面(轴承壳)与压缩机叶轮之间沿径向形成间隙。压缩机叶轮越小该间隙就越大，在间隙部分上容易发生空气流动的停滞，成为导致流向扩散流道侧的空气流动紊乱的一个原因。

本发明的目的是提供一种增压器，能够抑制从压缩机叶轮朝向扩散流道的流体流动的紊乱并提高压缩效率。

用于解决课题的方案

本发明的一个方案是一种增压器，其特征在于，具备：轴承壳，其形成有轴承孔；涡轮轴，其构成为利用容纳于轴承孔的轴承而将主轴轴支撑为旋转自如，且在主轴的一端侧设置涡轮叶轮并在主轴的另一端侧设置压缩机叶轮；压缩机壳，其与轴承壳连结并在形成于内部的容纳空间中容纳压缩机叶轮；环状的扩散流道，其由比压缩机叶轮位于径向外侧且彼此对置的压缩机壳与轴承壳的两个对置面形成；以及密封板，其固定于轴承壳且配置为比扩散流道位于径向内侧并与压缩机叶轮的背面对置，在形成扩散流道的轴承壳的对置面中的径向内侧端与压缩机叶轮的外周缘之间沿径向形成有间隙，密封板的直径比压缩机叶轮大且在面对间隙的部位设有延伸部，该延伸部相比于与该压缩机叶轮的背面对置的任意的部位向压缩机壳侧延伸。

延伸部中的与压缩机壳对置的面也可以是越靠近径向外侧就越接近该压缩机壳的倾斜面。

也可以在轴承壳中的形成扩散流道的径向内侧的端部的部位设置锥面，该锥面随着朝向径向内侧而在接近轴承侧的朝向上倾斜，倾斜面在锥面的延长线上延伸。

相比于形成扩散流道的轴承壳的壁面中的从锥面向径向外侧连续的部位，倾斜面中的径向内侧的端部也可以位于上述轴承侧。

发明的效果

根据本发明，能够抑制从压缩机叶轮朝向扩散流道的流体流动的紊乱并提高压缩效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式的增压器的概略剖视图。

图2(a)～图2(d)是密封板的立体图。

图3(a)及图3(b)是用于说明突起的作用的说明图。图3(a)是图1 的单点划线部分的放大图，图3(b)示出了其比较例。

图4(a)及图4(b)是用于对突起的形状进行详细说明的说明图。

图5是图1的虚线部分的放大图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式进行详细说明。该实施方式示出的尺寸、材料以及其它的具体数值等仅为例示以容易理解发明，除了特别说明的情况之外没有对本发明进行限定。另外，在本说明书和附图中，对于在实质上具有相同的功能和结构的要素附加相同符号省略重复说明，并且对于和本发明没有直接关系的要素省略图示。

图1是本实施方式的增压器C的概略剖视图。以下将图1所示的箭头L 作为表示增压器C的左侧的方向，并将箭头R作为表示增压器C的右侧的方向进行说明。如图1所示，增压器C具备增压器主体1。该增压器主体1具有轴承壳2、在轴承壳2的左侧利用紧固螺栓3连结的涡轮壳4、以及在轴承壳 2的右侧利用紧固螺栓5连结的压缩机壳6。并且使它们一体化。

在轴承壳2上形成有在增压器C的左右方向上贯通的轴承孔2a。轴承7 容纳在该轴承孔2a中而旋转自如地轴支撑主轴8。在主轴8的左端部一体地固定有涡轮叶轮9。涡轮叶轮9旋转自如地容纳在涡轮壳4内的容纳空间中。并且，在主轴8的右端部一体地固定有压缩机叶轮10。在压缩机壳6设有容纳空间11。容纳空间11在增压器C的右侧开口。并且，容纳空间11与空气滤清器(未图示)连接。压缩机叶轮10旋转自如地容纳在该容纳空间11中。另外，至少由主轴8、涡轮叶轮9及压缩机叶轮10构成涡轮轴。

并且，轴承壳2和压缩机壳6具有在利用紧固螺栓5将轴承壳2与压缩机壳6连结的状态下彼此对置的面2d、6a。以下为了便于说明而将面2d、6a称为对置面2d、6a。对置面2d、6a在将轴承壳2与压缩机壳6连结的状态下，在左右方向上彼此远离。由此，对置面2d、6a形成相比于压缩机叶轮10位于径向外侧的扩散流道12。该扩散流道12使通过压缩机叶轮10的空气(流体) 升压。扩散流道12从主轴8的径向内侧朝向外侧形成为环状，在上述的径向内侧经由压缩机叶轮10与容纳空间11连通。

并且，在压缩机壳6设有压缩机涡旋流道13。压缩机涡旋流道13形成为环状而相比于扩散流道12位于主轴8的径向外侧。压缩机涡旋流道13与发动机的吸气口(未图示)连通。并且，压缩机涡旋流道13还与扩散流道12连通。因此，当压缩机叶轮10旋转时，则空气被吸引到压缩机壳6内的容纳空间11 中，并在流经压缩机叶轮10的翼间的过程中因离心力作用而增速，沿扩散流道12从径向内侧流向外侧，进而在压缩机涡旋流道13内流通并经过升压而被导向发动机的吸气口。

在涡轮壳4形成有排出口14。排出口14在增压器C的左侧开口，并与废气净化装置(未图示)连接。并且，在涡轮壳4设有流道15和环状的涡轮涡旋流道16，该涡轮涡旋流道16相比于该流道15位于主轴8(涡轮叶轮9)的径向外侧。

涡轮涡旋流道16与气体流入口(未图示)连通，该气体流入口对从发动机的排气歧管(未图示)排出的废气进行引导。涡轮涡旋流道16也与上述的流道15连通。因此，发动机的废气从气体流入口(未图示)被导向涡轮涡旋流道16，并经由流道15及涡轮叶轮9导向排出口14。在该流通过程中，废气使涡轮叶轮9旋转。并且，该涡轮叶轮9的旋转力经由主轴8向压缩机叶轮 10传递。利用因该传递而发生的压缩机叶轮10的旋转力，如上所述将空气升压并导向发动机的吸气口。

并且，在压缩机叶轮10的背面侧(图1中的左侧即从压缩机叶轮10观察时面向轴承壳2的一侧)配设有密封板17。

图2(a)～图2(d)是密封板17的立体图。具体而言，图2(a)～图2(c) 是主要表示密封板17的压缩机叶轮10侧的表面17a的立体图。图2(d)是主要表示密封板17的轴承7侧的背面17b的立体图。

如图2(a)～图2(c)所示，密封板17是从左右方向观察时尺寸比压缩机叶轮10大的大致圆盘状的部件。即，密封板17具有比压缩机叶轮10大的直径。在密封板17的径向中心设有供主轴8插通的插通孔17c。并且，在密封板17的径向外侧设有两个在与插通孔17c的延伸方向相同的方向上贯通的螺栓孔17d。在各螺栓孔17d中插通紧固螺栓(未图示)。

如图1所示，在轴承壳2的压缩机叶轮10侧的面上形成有嵌入孔2b。嵌入孔2b从该面向轴承7侧凹陷。在该嵌入孔2b中嵌入密封板17。在嵌入孔 2b的底面形成有螺纹孔(未图示)。该螺纹孔(未图示)形成于当密封板17 嵌入时与密封板17的螺栓孔17d对置的位置，而与插通于螺栓孔17d中的紧固螺栓螺合。即，密封板17嵌入到嵌入孔2b中并利用紧固螺栓(未图示)固定于轴承壳2。例如紧固螺栓是埋头螺栓。

密封板17与轴承壳2紧贴，而能够防止对容纳在轴承壳2内的轴承7进行润滑的润滑油向压缩机壳6侧漏出。

并且，如图2(a)～图2(c)所示，密封板17具有位于压缩机叶轮10 侧的表面17a。在表面17a形成有突起17e(延伸部)。突起17e设置在位于径向外侧的表面17a的外缘上。即，突起17e除了与螺栓孔17d重叠的部分以外，沿着密封板17的整个周向形成。

图3(a)及图3(b)是用于说明突起17e的作用的说明图。图3(a)是图1的单点划线部分的放大图，图3(b)示出了其比较例。

如图3(b)所示，轴承壳2具有对置面2d，该对置面2d与压缩机壳6 的对置面6a对置且与该对置面6a一起形成扩散流道12。该对置面2d的径向内侧端2e与压缩机叶轮10的外周缘10a在主轴8的径向上以间隙S远离。换言之，轴承壳2的形成嵌入孔2b的内周面2c与压缩机叶轮10的外周缘10a 在主轴8的径向上以间隙S远离。即，在主轴8的径向上的径向内侧端2e(或内周面2c)与外周缘10a之间形成有间隙S。

但是，压缩机叶轮10趋向于小型化。另一方面，密封板17的外径因在轴承壳2上的固定强度的问题等而限制了小型化。因此具有上述的间隙S增大的倾向。当间隙S变大时，则容易在间隙S部分上发生空气流动的停滞，成为朝向扩散流道12侧的空气流动紊乱的一个原因。

在本实施方式中，如图3(a)所示，上述的突起17e位于间隙S。即，突起17e在密封板17中设于面对间隙S的部位。突起17e相比于与压缩机叶轮 10的背面10b对置的任意的部位17f向压缩机壳6侧延伸。换言之，突起17e 形成相比于部位17f向压缩机壳6侧突出的台阶。

因此，在本实施方式的增压器C中，与比较例相比能够实质地减小间隙S。换言之，从压缩机叶轮10的外周缘10a观察时，径向外侧的空间被突起17e 埋没，外周缘10a和位于外周缘10a的径向外侧的部件的距离变窄。其结果是，能够抑制从压缩机叶轮10朝向扩散流道12的流体流动的紊乱并提高压缩效率。

图4(a)及图4(b)是用于对突起17e的形状进行详细说明的说明图。图4(a)是图3(a)的虚线部分的放大图，图4(b)是对与图4(a)相同部位的断面示出了其它装配状态的一个例子。

如图4(a)所示，在轴承壳2中的形成扩散流道12的上游侧的入口端(径向内侧的端部)的部位设有锥面2f。换言之，锥面2f在轴承壳2的对置面2d 上设于形成扩散流道12的入口的部位。锥面2f随着朝向径向内侧而在接近轴承7侧的朝向上倾斜。并且，在密封板17的突起17e的前端即与压缩机壳6 对置的部位形成有倾斜面17g。倾斜面17g在轴承壳2的锥面2f的延长线(在图4(a)中以单点划线表示)上延伸。这样，使倾斜面17g位于轴承壳2的锥面2f的延长线上，从而能够沿着倾斜面17g及锥面2f而从间隙S朝向扩散流道12顺畅地引导空气。

另外，密封板17和轴承壳2有时因各部件的尺寸公差或嵌合公差等的影响而使相对的位置关系发生偏移。例如图4(b)所示，轴承壳2的突起17e 比部位2g向压缩机壳6侧突出。这里，部位2g是形成扩散流道12的轴承壳 2的对置面(壁面)2d中的从锥面2f向扩散流道12的下游侧(径向外侧)连续的部位。换言之，部位2g是在对置面2d中位于扩散流道12的下游侧且包含(或形成)与锥面2f的边界的部位。

图4(b)中单点划线是部位2g的延长线。如图4(b)所示，至少端部 17h即使在公差的范围内最向压缩机壳6侧突出，也不会比轴承壳2的部位2g (单点划线)突出地位于轴承7侧。这里，端部17h是在密封板17的突起17e 的前端最靠近径向内侧的部分。

因此，朝向扩散流道12的空气沿着突起17e中的大致的倾斜面17g流动，从而即使密封板17与轴承壳2的相对的位置关系从图4(a)所示的状态发生偏移，也能够抑制从压缩机叶轮10朝向扩散流道12的空气流动的紊乱。

图5是图1的虚线部分的放大图。如图5所示，在轴承壳2与压缩机壳6 的嵌合部分上，轴承壳2的端部2h比压缩机壳6的端部6b向扩散流道12(压缩机涡旋流道13)侧突出。

这里，与上述的突起17e同样地，考虑到因轴承壳2和压缩机壳6的部件的尺寸公差或嵌合公差等的影响而使相对的位置关系发生偏移的情况，预先使成为空气流动的上游侧的壁面的轴承壳2比压缩机壳6突出。

因此，即便假设由于尺寸公差或装配误差而使压缩机壳6的端部6b向扩散流道12(压缩机涡旋流道13)侧发生偏移，从扩散流道12朝向压缩机涡旋流道13的空气也不会与压缩机壳6的端部6b碰撞，而是大致地沿着扩散流道 12的延长线流动，因此能够抑制流动紊乱。

虽然在上述实施方式中是对突起17e除了与螺栓孔17d重叠的部分以外沿着密封板17的整个周向形成的情况进行了说明，但是也可以通过使螺栓孔17d 靠近径向内侧形成等而使突起17e沿着全周形成，也可以使周向的突起17e的宽度减小。

并且，虽然在上述实施方式中是作为比密封板17中的与压缩机叶轮10 的背面10b对置的部位17f向压缩机壳6侧延伸的延伸部而以突起17e为例进行了说明。但是，延伸部不限于图2(a)或图3(a)所示形状的突起17e。例如也可以构成为，延伸部具有从密封板17中的与压缩机叶轮10的背面10b 对置的部位起连续地形成的锥面，且比部位17f向压缩机壳6侧延伸。

并且，虽然在上述实施方式中是对倾斜面17g在图4(a)所示的剖面中为直线形状的情况进行了说明，但是也可以弯曲成曲线形状。

并且，虽然在上述实施方式中是对在突起17e上设置倾斜面17g的情况进行了说明，但是突起17e的前端也可以不形成倾斜面17g。但是通过设置倾斜面17g，即使空气流入间隙S，也能够沿着倾斜面17g从间隙S朝向扩散流道 12顺畅地引导空气。

并且，虽然在上述实施方式中是对在轴承壳2(对置面2d)上设置锥面 2f的情况进行了说明，但是也可以省略锥面2f。并且，虽然在上述实施方式中是在锥面2f的延长线上延设倾斜面17g，但是也可以在从锥面2f的延长线上偏移的位置配设倾斜面17g。

并且，在上述实施方式中是对与形成扩散流道12的轴承壳2的壁面中的从锥面2f向径向外侧连续的部位2g相比，倾斜面17g中的径向内侧的端部17h 偏向轴承7侧的情况进行了说明。但是，例如也可以将突起17e的突出方向前端面配置为与部位2g成为表面一致。

并且，例如也可以不在密封板17上设置倾斜面17g、不在轴承壳2上设置锥面2f，并且压缩机叶轮10的流道出口端的密封板17侧流道面(或其切线) 形成为与主轴8的径向平行。即，对置面2d的径向内侧端2e侧、突起17e的突出方向前端面以及压缩机叶轮10的流道出口端的密封板17侧流道面配置在同一直线上。由此，能够抑制朝向扩散流道12的流动紊乱并顺畅地引导空气。

并且，虽然在上述实施方式中是对紧固螺栓为埋头螺栓的情况进行了说明，但是紧固螺栓不限于埋头螺栓。但是将埋头螺栓用作紧固螺栓，则能够缩短密封板17的压缩机叶轮10侧的表面17a与紧固螺栓头部的台阶。

以上参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明当然不限于该实施方式。如果是本领域人员，则在权利要求范围所述的范畴内，显然可以想到各种变更例或修正例，这些当然也属于本发明的技术的范围。

产业上的利用可能性

本发明能够利用于压缩机叶轮的外径比密封板的外径小的增压器。

Claims (2)

1.一种增压器，其特征在于，具备：

轴承壳，其形成有轴承孔；

涡轮轴，其构成为利用容纳于上述轴承孔的轴承而将主轴轴支撑为旋转自如，且在该主轴的一端侧设置涡轮叶轮并在该主轴的另一端侧设置压缩机叶轮；

压缩机壳，其与上述轴承壳连结并在形成于内部的容纳空间中容纳上述压缩机叶轮；

环状的扩散流道，其由比上述压缩机叶轮位于径向外侧且彼此对置的上述压缩机壳与上述轴承壳的两个对置面形成；以及

密封板，其固定于上述轴承壳且配置为比上述扩散流道位于径向内侧并与上述压缩机叶轮的背面对置，

在形成上述扩散流道的上述轴承壳的对置面中的径向内侧端与上述压缩机叶轮的外周缘之间沿径向形成有间隙，

上述密封板的直径比上述压缩机叶轮大且在面对上述间隙的部位设有延伸部，该延伸部相比于与该压缩机叶轮的背面对置的任意的部位向上述压缩机壳侧延伸，

上述延伸部中的与上述压缩机壳对置的面是倾斜面，该倾斜面越靠近径向外侧就越接近该压缩机壳，

在上述轴承壳中的形成上述扩散流道的径向内侧的端部的部位设置锥面，该锥面随着朝向径向内侧而在接近上述轴承侧的方向倾斜，

上述倾斜面在上述锥面的延长线上延伸。

2.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，相比于形成上述扩散流道的上述轴承壳的壁面中的从上述锥面向径向外侧连续的部位，上述倾斜面中的径向内侧的端部位于上述轴承侧。