CN109882284A - 涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涡轮增压器，其具有：旋转轴；压缩机；涡轮机；压缩机侧浮动轴承、涡轮机侧浮动轴承，其旋转自如地支承旋转轴；轴承箱，其收纳压缩机侧浮动轴承及涡轮机侧浮动轴承，并且在内部形成向涡轮机侧浮动轴承供给的油所流经的涡轮机侧供油通路与向压缩机侧浮动轴承供给的油所流经的压缩机侧供油通路。构成为压缩机侧供油通路的出口中的油的供油压相对于涡轮机侧供油通路的出口中油的供油压之比大于1.0、小于1.5。

Description

涡轮增压器
本申请是申请日为2015年09月14日、申请号为201580074846.2、发明名称为“涡轮增压器”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及涡轮增压器，特别涉及具有浮动轴承作为支承旋转轴的轴承的涡轮增压器。
背景技术
目前，作为提高发动机输出的技术，已知通过涡轮增压器压缩进气、向发动机供给该压缩的进气的方法(增压)，并已经被广泛应用在机动车用发动机等中。一般情况下，涡轮增压器具有旋转轴、设置于旋转轴的一端侧的压缩机、以及设置于旋转轴另一端侧的涡轮机。并且，涡轮增压器构成为，通过排出气体的排气能，经由涡轮机，使旋转轴旋转，从而利用压缩机来压缩进气。
涡轮增压器因为旋转轴以超高速进行旋转，所以，如专利文献1所述，通常，轴承自身也旋转的全浮动式浮动轴承设置于涡轮机侧与压缩机侧。该浮动轴承在浮动轴承的内径侧与旋转轴的间隙(空隙)以及浮动轴承的外径侧与轴承箱的间隙分别被填充润滑油，因而能够在旋转轴与中央壳体间自由旋转。而且，旋转轴因为在其与浮动轴承的间隙形成油膜，所以，在相对于浮动轴承浮动的状态下进行旋转。
在这些间隙中填充的润滑油经由形成于中央壳体的供油通路进行供给。供油通路具有：向压缩机侧的浮动轴承供给润滑油的供油通路、以及向涡轮机侧的浮动轴承供给润滑油的供油通路。
经由上述供油通路而供给的润滑油经由压缩机侧的浮动轴承及涡轮机侧的浮动轴承，对旋转轴进行冷却。并且，对旋转轴进行了冷却的润滑油向中央壳体的排油出口排出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2007-285252号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所述的涡轮增压器中，因为受到排出气体影响的涡轮机侧的浮动轴承的传热量比压缩机侧的浮动轴承大，所以，为了冷却涡轮机侧的浮动轴承，增加了向涡轮机侧的浮动轴承流动的润滑油的供给量。因此，使涡轮机侧的供油通路的横截面积比压缩机侧的供油通路的横截面积大。
然而，即使增加了向涡轮机侧的浮动轴承侧流动的润滑油的供给量，也能够认为向压缩机侧的浮动轴承供给的润滑油的温度与向涡轮机侧的浮动轴承供给的润滑油的温度相比，相对较低。因此，向压缩机侧的浮动轴承供给的润滑油的粘度比向涡轮机侧的浮动轴承供给的润滑油的粘度高，压缩机侧的供油通路的压力损失增大，向压缩机侧的浮动轴承供给的润滑油的供油压存在下降的可能。其结果是，压缩机侧的浮动轴承存在烧焦的可能。
本发明的至少一个实施方式是鉴于上述现有技术状况而进行的发明，其目的在于，提供一种能够减少压缩机侧的浮动轴承烧焦的可能性的涡轮增压器。
用于解决技术问题的技术方案
(1)本发明的至少一个实施方式的涡轮增压器具有：
旋转轴；
压缩机，其设置于所述旋转轴的一端侧；
涡轮机，其设置于所述旋转轴的另一端侧；
压缩机侧浮动轴承，其旋转自如地支承所述旋转轴；
涡轮机侧浮动轴承，其旋转自如地支承所述旋转轴，相对于所述压缩机侧浮动轴承在所述旋转轴的轴向上具有间隔而配置，并且与所述压缩机侧浮动轴承相比，在所述旋转轴的轴向上配置在所述涡轮机侧；
轴承箱，其收纳所述压缩机侧浮动轴承及所述涡轮机侧浮动轴承，并且在内部形成向所述涡轮机侧浮动轴承供给的油所流经的涡轮机侧供油通路、以及向所述压缩机侧浮动轴承供给的油所流经的压缩机侧供油通路；
该涡轮增压器构成为所述压缩机侧供油通路的出口中的油的供油压相对于所述涡轮机侧供油通路的出口中的油的供油压之比大于1.0、小于1.5。
上述(1)所述的涡轮增压器构成为，压缩机侧供油通路的出口中的油的供油压相对于涡轮机侧供油通路的出口中的油的供油压之比大于1.0、小于1.5。因此，即使流经压缩机侧供油通路的油的粘度比流经涡轮机侧供油通路的油的粘度高，也能够增大流经压缩机侧供油通路的油的供油量。因此，增大向压缩机侧浮动轴承侧流动的油的量，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
(2)在几种实施方式中，在上述(1)所述的涡轮增压器中，
压缩机侧供油通路至少具有向压缩机侧浮动轴承延伸的压缩机侧供油孔，涡轮机侧供油通路至少具有向涡轮机侧浮动轴承延伸的涡轮机侧供油孔。并且，该涡轮增压器构成为压缩机侧供油孔的横截面积比涡轮机侧供油孔的横截面积大。
根据上述(2)所述的实施方式，构成为压缩机侧供油孔的横截面积比涡轮机侧供油孔的横截面积大。因此，压缩机侧供油通路的出口中的油的供油压增大，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供油量。因此，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
(3)在几种实施方式中，在上述(1)或者(2)所述的涡轮增压器中，上述轴承箱包含一端部向轴承箱的外表面开口、另一端侧向旋转轴侧延伸并与压缩机侧供油通路及涡轮机侧供油通路连通的油导入通路。并且，油导入通路在旋转轴的轴向上配设在接近压缩机侧浮动轴承侧的位置上。此外，压缩机侧供油孔的通路长度比所述涡轮机侧供油孔的通路长度短。
根据上述(3)所述的实施方式，油导入通路在旋转轴的轴向上配设在比涡轮机侧浮动轴承更接近压缩机侧浮动轴承侧的位置上。因此，能够使油导入通路与压缩机侧浮动轴承的距离比油导入通路与涡轮机侧浮动轴承的距离短。因此，能够使压缩机侧供油孔的通路长度比涡轮机侧供油孔的通路长度短，能够减少流经压缩机侧供油孔的油的压力损失。因此，能够增大从压缩机侧供油通路的出口向压缩机侧浮动轴承供给的油的供油量，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
(4)在几种实施方式中，在上述(1)至(3)中任一项所述的涡轮增压器中，上述压缩机侧供油通路具有：压缩机侧供油孔，其向压缩机侧浮动轴承延伸；压缩机侧供油槽，其在压缩机侧供油孔的出口侧的端部、沿压缩机侧浮动轴承的外周延伸且向压缩机侧浮动轴承的外周开口。
根据上述(4)所述的实施方式，在压缩机侧供油孔的出口侧的端部，形成有沿压缩机侧浮动轴承的外周延伸且向压缩机侧浮动轴承的外周开口的压缩机侧供油槽。因此，能够在压缩机侧供油槽中增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供油压力的受压面积。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
而且，即使在压缩机侧供油孔与涡轮机侧供油孔的横截面积相同的情况下，只通过进一步加入压缩机侧供油槽而对轴承箱进行加工，也能够提供可减少压缩机侧浮动轴承烧焦可能性的涡轮增压器。
(5)在几种实施方式中，在上述(4)所述的涡轮增压器中，涡轮机侧供油通路具有：涡轮机侧供油孔，其向涡轮机侧浮动轴承延伸；涡轮机侧供油槽，其在涡轮机侧供油孔的出口侧的端部、沿涡轮机侧浮动轴承的外周延伸且向涡轮机侧浮动轴承的外周开口。并且，压缩机侧供油槽的开口面积比涡轮机侧供油槽的开口面积大。
根据上述(5)所述的实施方式，因为涡轮机侧供油通路包含向涡轮机侧浮动轴承延伸的涡轮机侧供油孔、以及在涡轮机侧供油孔的出口侧的端部、沿涡轮机侧浮动轴承的外周延伸且向涡轮机侧浮动轴承的外周开口的涡轮机侧供油槽，所以，只通过进一步加入涡轮机侧供油槽而对轴承箱进行加工，就能够增大向涡轮机侧浮动轴承侧的油的供给量，能够更有效地对高速旋转的旋转轴进行冷却。
而且，通过使压缩机侧供油槽的开口面积大于涡轮机侧供油槽的开口面积，与压缩机侧供油槽的开口面积和涡轮机侧供油槽的开口面积相同的情况相比，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承的烧焦的可能性。
(6)在几种实施方式中，在上述(1)至(5)中任一项所述的涡轮增压器中，还具有套筒，其配置在旋转轴的压缩机侧浮动轴承与涡轮机侧浮动轴承之间，其轴向的一端部与压缩机侧浮动轴承的轴向的另一端部接触，轴向的另一端部与涡轮机侧浮动轴承的轴向的一端部接触。并且，在套筒的轴向中央部形成将向压缩机侧浮动轴承及涡轮机侧浮动轴承供给并流入旋转轴与套筒之间的油排出的排出口。此外，套筒的所述压缩机侧浮动轴承侧的开口端部的内径比涡轮机侧浮动轴承侧的开口端部的内径大。
根据上述(6)所述的实施方式，通过进而在压缩机侧浮动轴承与涡轮机侧浮动轴承之间配备套筒，能够对这些轴承在旋转轴的轴向中相互接近的方向上进行定位。
而且，通过使套筒的压缩机侧浮动轴承侧的开口端部的内径比涡轮机侧浮动轴承侧的开口端部的内径大，能够使从压缩机侧浮动轴承的套筒侧流出的油顺畅地向形成于套筒的轴向中央部的排出口流动。因此，能够防止从压缩机侧浮动轴承向套筒侧流动的油的压力损失增大。因此，能够使向压缩机侧浮动轴承供给并向套筒侧移动的油的流动顺畅。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
(7)在几种实施方式中，在上述(6)所述的涡轮增压器中，套筒的轴向中央部的内径比套筒的轴向两侧的开口端部的内径大。
根据上述(7)所述的实施方式，因为套筒的轴向中央部的内径比套筒轴向两侧的开口端部的内径大，所以，能够增大套筒的轴向中央部内侧的空间部的体积。因为在空间部，油从压缩机侧浮动轴承及涡轮机侧浮动轴承向空间部流出，所以，在套筒的轴向中央部的内径与套筒轴的轴向两侧的开口端部的内径相同或其小于套筒轴的轴向两侧的开口端部的内径的情况下，存在油滞留在空间部内的可能性。然而，通过使套筒的轴向中央部的内径比套筒轴向两侧的开口端部的内径大，空间部的体积增大，能够防止流入旋转轴与套筒之间的油滞留在空间部内的可能性。因此，能够防止从压缩机侧浮动轴承及涡轮机侧浮动轴承向套筒侧流动的油的压力损失增大，能够使向压缩机侧浮动轴承供给并向套筒侧移动的油的流动顺畅。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
(8)在几种实施方式中，在上述(1)至(5)中任一项所述的涡轮增压器中，还具有：第一C型止动环，其安装于上述旋转轴，与压缩机侧浮动轴承的所述涡轮机侧浮动轴承侧端部接触；第二C型止动环，其安装于旋转轴，与涡轮机侧浮动轴承的压缩机侧浮动轴承侧端部接触；第一C型止动环以第一C型止动环的合口部面向壳体的排油出口的姿势安装于旋转轴，第二C型止动环以第二C型止动环的合口部面向壳体的排油出口以外的方向的姿势安装于旋转轴。
根据上述(8)所述的实施方式，通过第一C型止动环与第二C型止动环，能够对压缩机侧浮动轴承及涡轮机侧浮动轴承在旋转轴的轴向中相互接近的方向上进行定位。
而且，因为第一C型止动环的合口部以面向壳体排油出口的姿势安装于旋转轴，所以，构成为在从第一C型止动环不存在时的压缩机侧浮动轴承流出的油向排油出口流动的路径的中途设有合口部。因此，能够防止从压缩机侧浮动轴承向第一C型止动环侧流动的油的压力损失增大，能够使向压缩机侧浮动轴承供给并向第一C型止动环侧移动的油的流动顺畅。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
此外，因为第二C型止动环以第二C型止动环的合口部面向壳体排油出口以外的方向的姿势安装于旋转轴，所以，构成为在从第二C型止动环不存在时的涡轮机侧浮动轴承流出的油向排油出口流动的路径远离的位置上设有第二C型止动环的合口部。因此，因为从涡轮机侧浮动轴承向第二C型止动环侧流动的油的压力损失增大，所以，能够减少向排油出口流动的油的流量。因此，能够防止从涡轮机侧浮动轴承流出的油过剩，油滞留在空间部，从压缩机侧浮动轴承排出的油变得难以流出的可能性。因此，能够使向压缩机侧浮动轴承供给并向第一C型止动环侧移动的油的流动顺畅，减少压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
(9)在几种实施方式中，在上述(8)所述的涡轮增压器中，上述轴承箱包括：支承压缩机侧浮动轴承的压缩机侧轴承支承部、以及支承涡轮机侧浮动轴承的涡轮机侧轴承支承部。并且，在轴承箱的内部，在压缩机侧轴承支承部与涡轮机侧轴承支承部之间形成排出空间，该排出空间用来将从压缩机侧浮动轴承的第一C型止动环侧流出的油、以及从涡轮机侧浮动轴承的第二C型止动环侧流出的油向壳体的排油出口排出。此外，在压缩机侧轴承支承部的排出空间侧的排出出口侧的端部形成有切口面部，该切口面部从压缩机侧轴承支承部的内周面朝向外周面、向排出空间侧延伸。
根据上述(9)所述的实施方式，因为在压缩机侧轴承支承部的排出空间侧的排出出口侧的端部形成有从压缩机侧轴承支承部的内周面朝向外周面、向排出空间侧延伸的切口面部，所以，在从压缩机侧浮动轴承的第一C型止动环侧流出的油从排出空间向排出出口侧移动时，流经向排出空间侧延伸的切口面部，由此，能够使油的流动更顺畅。因此，油滞留在排出空间的可能性不存在，能够增大向压缩机侧浮动轴承供给的油的供给量，能够进一步减小压缩机侧浮动轴承烧焦的可能性。
附图说明
图1是表示在本发明的一个实施方式的涡轮增压器中、沿其旋转轴的轴线方向的截面的侧剖视图。
图2是本发明的一个实施方式的浮动轴承的立体图。
图3是表示向支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的浮动轴承供给油的供油通路的主要部分剖视图。
图4A是表示向支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的浮动轴承供给油的供油通路的主要部分剖视图。
图4B是表示图4A所示的涡轮增压器的浮动轴承的截面的图，该图(a)是在与压缩机侧浮动轴承的旋转轴正交的方向观察的剖视图，该图(b)是在与涡轮机侧浮动轴承的旋转轴正交的方向上观察的剖视图。
图5是在支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的两个浮动轴承间配置套筒的主要部分剖视图。
图6A是将对支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的两个浮动轴承进行定位的C型止动环安装于旋转轴的主要部分剖视图。
图6B是表示图6A所示的涡轮增压器的C型止动环的图，该图(a)是对压缩机侧浮动轴承进行定位的第一C型止动环的侧视图，该图(b)是对涡轮机侧浮动轴承进行定位的第二C型止动环的侧视图。
图7是在支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的压缩机侧浮动轴承的轴承支承部形成切口面部的主要部分剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图，针对本发明的几种实施方式进行说明。其中，作为实施方式所记述或附图所表示的构成配件的尺寸、材质、形状、以及其相对配置等不是将本发明的范围限制于此的主旨，只是单纯的说明例。
例如，表示“某方向”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对配置的表达，不只是表示严格意义上那样的配置，也表示以公差、或得到相同功能程度的角度及距离进行相对位移的状态。
例如，表示“一样”、“相同”以及“均匀”等的事物为相同状态的表达不只表示严格意义上相同的状态，也表示公差、或可得到相同功能程度的差别存在的状态。
例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表达，不只表示几何学方面严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在可获得相同效果的范围内、包括凹凸部或倒角部等在内的形状。
另一方面，“配置”、“配备”、“具备”、“包括”或“具有”一个构成部件这样的表达不是排除其他构成部件存在的排他性表达。
而且，在以下的说明中，对相同的结构使用相同的标记，有时会省略其详细说明。
图1是表示在本发明一个实施方式的涡轮增压器中、沿其旋转轴的轴线方向的截面的侧剖视图。
本发明的一个实施方式的涡轮增压器虽然未特别限定，但例如为搭载于机动车用发动机等中的涡轮增压器。
本实施方式的涡轮增压器1如图1所示，由收纳设置于旋转轴2的一端侧的涡轮机叶轮11的涡轮机壳体10、收纳设置于旋转轴2的另一端侧的压缩机叶轮21的压缩机壳体20、以及收纳可旋转地支承旋转轴2的压缩机侧浮动轴承31和涡轮机侧浮动轴承33和支承旋转轴2的推力(轴向力)的推力板35的轴承箱30这三种壳体构成。
在涡轮机壳体10的外周部形成有漩涡状涡轮机涡旋通路12。并且，在涡轮机涡旋通路12的中心部分配置涡轮机叶轮11。涡轮机叶轮11由在底面以平行面切下圆锥体头部后的圆锥台状涡轮机轮毂11A、以及从涡轮机轮毂11A的周面向径向突出而设置的多个涡轮机叶片11B构成。涡轮机叶轮11的涡轮机轮毂11A与旋转轴2的一端部通过例如焊接而接合。并且，流经涡轮机涡旋通路12而作用于涡轮机叶轮11的排出气体，从沿旋转轴2的轴向延伸的排出气体排出通路13向涡轮机壳体10的外部排出。
在压缩机壳体20的外周部形成有漩涡状的压缩机涡旋通路22。并且，在压缩机涡旋通路22的中心部分配置压缩机叶轮21。压缩机叶轮21由在底面以平行面切下圆锥体头部的圆锥台状的压缩机轮毂21A、以及从压缩机轮毂21A的周面向径向突出而设置的多个压缩机叶片21B构成。在压缩机叶轮21的压缩机轮毂21A的中心部形成有旋转轴2的另一端侧所***的插通孔(未图示)。压缩机叶轮21在该插通孔***旋转轴2的一端侧后，从压缩机轮毂21A的前端紧固螺母23，由此，固定在旋转轴2的另一端部。并且，流经沿旋转轴2的轴向延伸的进气导入通路24、通过压缩机叶轮21压缩的进气，经由沿旋转轴2的轴正交方向延伸的扩散通路25，导入压缩机涡旋通路22，供应给未图示的发动机。
轴承箱30配置在涡轮机壳体10与压缩机壳体20之间，其一侧端部与压缩机壳体20连接，其另一侧端部与涡轮机壳体10连接。在轴承箱30与压缩机壳体20之间划定上述扩散通路25。
而且，在轴承箱30的内部形成有从轴承箱30的内周壁面30a突出的突出壁部30B。并且，在突出壁部30B的前端侧形成有收纳上述压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33的压缩机侧轴承支承部37及涡轮机侧轴承支承部39。
压缩机侧轴承支承部37及涡轮机侧轴承支承部39在旋转轴2的轴向上具有间隔而设置。在压缩机侧轴承支承部37设有在旋转轴2的轴向上贯通的压缩机侧贯通孔37a。压缩机侧贯通孔37a的中心轴形成于与旋转轴2的中心轴相同的轴上。在该压缩机侧贯通孔37a中安装压缩机侧浮动轴承31。在图示的实施方式中，压缩机侧浮动轴承31配置为其压缩机侧端部与压缩机侧贯通孔37a的压缩机侧端部位于同一平面上。并且，与压缩机侧浮动轴承31的涡轮机侧端部相比，涡轮机侧轴承支承部39侧的压缩机侧贯通孔37a成为从压缩机侧浮动轴承31排出的油所流经的排出通路。
涡轮机侧轴承支承部39与压缩机侧轴承支承部37同样地形成，设有在旋转轴2的轴向上贯通的涡轮机侧贯通孔39a。涡轮机侧贯通孔39a的中心轴与旋转轴2的中心轴形成于相同的轴上。在该涡轮机侧贯通孔39a中安装涡轮机侧浮动轴承33。在图示的实施方式中，涡轮机侧浮动轴承33配置为其涡轮机侧端部与涡轮机侧贯通孔39a的涡轮机侧端部位于相同的平面上。并且，与涡轮机侧浮动轴承33的压缩机侧端部相比，压缩机侧轴承支承部37的涡轮机侧贯通孔39a成为从涡轮机侧浮动轴承33排出的油所流经的排出通路。
因为压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33为同一形状，所以，针对压缩机侧浮动轴承31进行说明，而针对涡轮机侧浮动轴承33，对于同一方式部分使用相同的标记，而省略说明。
图2是本发明的一个实施方式的浮动轴承的立体图。
压缩机侧浮动轴承31如图2所示，具备具有规定厚度、并形成为圆筒状的周壁部32。在周壁部32形成有多个向周壁部32的中心轴向贯通的供油孔32a。在周壁部32的轴向中间部，在周向上具有间隔而形成多个供油孔32a。需要说明的是，在图示的实施方式中，表示了形成六个供油孔32a的情况，但供油孔32a的个数不限于此。
压缩机侧浮动轴承31如图1及图2所示，在***压缩机侧贯通孔37a中且在周壁部32的内周面32b内插通旋转轴2的状态下，在旋转轴2的外周面与周壁部32的内周面32b之间以及周壁部32的外周面32c与压缩机侧贯通孔37a的内表面之间形成由油填满的、未图示的间隙。因此，压缩机侧浮动轴承31经由油而成为从压缩机侧轴承支承部37及旋转轴2中浮游的状态。
另一方面，涡轮机侧浮动轴承33与压缩机侧浮动轴承31相同，在***涡轮机侧贯通孔39a中且以在周壁部32的内周面32b内插通旋转轴2的状态下，在旋转轴2的外周面与周壁部32的内周面32b之间以及周壁部32的外周面32c与涡轮机侧贯通孔39a的内表面之间形成由油填满的、未图示的间隙。因此，涡轮机侧浮动轴承33经由油而成为从涡轮机侧轴承支承部39及旋转轴2中浮游的状态。
图3是表示向支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的浮动轴承供给油的供油通路的主要部分剖视图。图4A是表示向支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的浮动轴承供给油的供油通路的主要部分剖视图。图5是在支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的两个浮动轴承间配置套筒的主要部分剖视图。图6A是将对支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的旋转轴的两个浮动轴承进行定位的C型止动环安装于旋转轴的主要部分剖视图。图7是在支承本发明一个实施方式的涡轮增压器的压缩机侧浮动轴承的轴承支承部形成切口面部的主要部分剖视图。
本发明的至少一个实施方式的涡轮增压器1如图3、图4A、图4B、图5、图6A、图7所示，在突出壁部30B形成有用来将向上述压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33、以及推力板35供给的油(润滑油)导入的油导入通路41。在图示的实施方式中，油导入通路41其一端部在轴承箱30的上端部开口，另一端侧在轴承箱30内向旋转轴方向延伸，前端部向比涡轮机侧浮动轴承33更接近压缩机侧浮动轴承31侧的位置延伸。因此，油导入通路41在旋转轴2的轴向上配设在接近于压缩机侧浮动轴承31侧的位置上。
在突出壁部30B内的油导入通路41的前端部形成有向压缩机侧浮动轴承31延伸的压缩机侧供油孔42。该压缩机侧供油孔42与油导入通路41连通，并且与压缩机侧浮动轴承31的外周面对置而与压缩机侧贯通孔37a连通。因此，压缩机侧供油孔42成为能够向压缩机侧浮动轴承31侧供给油的压缩机侧供油通路43。压缩机侧供油孔42的截面形状形成为易加工的圆形状。
在突出壁部30B内的油导入通路41的涡轮机侧轴承支承部39侧的前端部形成有向涡轮机侧浮动轴承33延伸的涡轮机侧供油孔45。该涡轮机侧供油孔45与油导入通路41连通，并且与涡轮机侧浮动轴承33的外周面32c对置而与涡轮机侧贯通孔39a连通。因此，涡轮机侧供油孔45成为能够向涡轮机侧浮动轴承33侧供给油的涡轮机侧供油通路46。涡轮机侧供油孔45的截面形状形成为易加工的圆形状。
并且，压缩机侧供油通路43构成为压缩机侧供油通路43的出口43a中的油的供油压相对于涡轮机侧供油通路46的出口46a中的油的供油压之比大于1.0、小于1.5。优选构成为压缩机侧供油通路43的出口43a中的油的供油压Pc相对于涡轮机侧供油通路46的出口46a中的油的供油压Pt为大于1.0、小于1.1。
根据上述实施方式，即使流经压缩机侧供油通路43的油的粘度比流经涡轮机侧供油通路46的油的粘度高，也能够增大流经压缩机侧供油通路43的油的供油量。因此，向压缩机侧浮动轴承31侧流动的油的量增大，从而能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
在几种实施方式中，压缩机侧供油通路43如图3所示，至少包括向压缩机侧浮动轴承31延伸的压缩机侧供油孔42，涡轮机侧供油通路46至少包括向涡轮机侧浮动轴承33延伸的涡轮机侧供油孔45，压缩机侧供油孔42形成为，压缩机侧供油孔42的横截面积Sc比涡轮机侧供油孔45的横截面积St大。
根据上述实施方式，当使压缩机侧供油孔42与涡轮机侧供油孔45的横截面积相同时，由于排出气体传热的影响而温度降低的、流经压缩机侧供油孔42的油的粘性增高，压力损失增大。因此，对压缩机侧浮动轴承31的油供给减少，压缩机侧浮动轴承31存在烧焦的可能性。因此，压缩机侧供油孔42的横截面积Sc形成得比涡轮机侧供油孔45的横截面积St大。因此，即使流经压缩机侧供油通路43的油的粘度比流经涡轮机侧供油通路46的油的粘度高，压缩机侧供油通路43的出口43a中的油的供油压也增大，从而能够增大向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供油量。因而，能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
在几种实施方式中，压缩机侧供油孔42的通路长度如图3、图4A、图5、图6A、图7所示，构成为比涡轮机侧供油孔45的通路长度短。
根据上述实施方式，通过使压缩机侧供油孔42的通路长度比涡轮机侧供油孔45的通路长度短，能够减少流经压缩机侧供油孔42的油的压力损失。因而，能够增大从压缩机侧供油通路43的出口43a向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供油量，能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
需要说明的是，在图4A、图5、图6A、图7所示的实施方式中，表示了压缩机侧供油孔42的横截面积与涡轮机侧供油孔45的横截面积相同的情况，但在压缩机侧供油孔42的横截面积比涡轮机侧供油孔45的横截面积小、且压缩机侧供油孔42的通路长度比涡轮机侧供油孔45的通路长度短的情况下，使压缩机侧供油通路43的出口43a中的油的供油压相对于涡轮机侧供油通路46的出口46a中的油的供油压之比为大于1.0、小于1.5的结构也包含在技术方案3所述的发明中。
图4B是表示图4A所示的涡轮增压器1的压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33的截面的图，该图(a)是在与压缩机侧浮动轴承31的旋转轴2正交的方向上观察的剖视图，该图(b)是在与涡轮机侧浮动轴承33的旋转轴2正交的方向上观察的剖视图。
在几种实施方式中，如图4A、图4B(a)、图4B(b)所示，压缩机侧供油通路43具有：向压缩机侧浮动轴承31延伸的压缩机侧供油孔42、以及在压缩机侧供油孔42的出口侧的端部、沿压缩机侧浮动轴承31的外周延伸且向压缩机侧浮动轴承31的外周开口的压缩机侧供油槽44。
而且，涡轮机侧供油通路46具有：向涡轮机侧浮动轴承33延伸的涡轮机侧供油孔45、以及在涡轮机侧供油孔45的出口侧的端部、沿涡轮机侧浮动轴承33的外周延伸且向涡轮机侧浮动轴承33的外周开口的涡轮机侧供油槽47。并且，压缩机侧供油槽44的开口面积比涡轮机侧供油槽47的开口面积大。需要说明的是，压缩机侧供油槽44的开口面积是压缩机侧供油槽44在旋转轴方向上的长度Lc乘以沿压缩机侧浮动轴承31的外周的周向上的长度Lθc而算出的值。另一方面，涡轮机侧供油槽47的开口面积是涡轮机侧供油槽47在旋转轴方向上的长度Lt乘以沿涡轮机侧浮动轴承33的外周的周向上的长度Lθt而算出的值。
在图示的实施方式中，压缩机侧供油槽44在旋转轴方向上的长度Lc比涡轮机侧供油槽47在旋转轴方向上的长度Lt大，沿压缩机侧浮动轴承31的外周的周向上的长度Lθc比沿涡轮机侧浮动轴承33的外周的周向上的长度Lθt大。
根据上述实施方式，通过在压缩机侧供油孔42的出口侧的端部形成向压缩机侧浮动轴承31的外周开口的压缩机侧供油槽44，能够增大压缩机侧供油通路43的出口43a中的向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供油压力的受压面积。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承31的烧焦。而且，通过使压缩机侧供油槽44的开口面积比涡轮机侧供油槽47的开口面积大，与压缩机侧供油槽44的开口面积和涡轮机侧供油槽47的开口面积相同的情况相比，能够增大向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供给量，并能够减少压缩机侧浮动轴承31的烧焦。
需要说明的是，在图示的实施方式中，虽然在压缩机侧供油孔42及涡轮机侧供油孔45的出口侧端部分别设有对应的压缩机侧供油槽44及涡轮机侧供油槽47，但也可以只在压缩机侧供油孔42的出口侧端部设置压缩机侧供油槽44。
而且，在图4A所示的实施方式中，虽然表示了压缩机侧供油孔42的横截面积与涡轮机侧供油孔45的横截面积相同的情况，但在压缩机侧供油孔42的横截面积比涡轮机侧供油孔45的横截面积小、且压缩机侧供油槽44的开口面积比涡轮机侧供油槽47的开口面积大的情况下，构成为压缩机侧供油通路43的出口43a中油的供油压相对于涡轮机侧供油通路46的出口46a中的油的供油压之比为大于1.0、小于1.5的结构也包含在技术方案5所述的发明中。
图5是在支承本发明一个实施方式的涡轮增压器1的旋转轴2的两个压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33之间配置套筒50的主要部分剖视图。
在图示的实施方式中，如图5所示，在旋转轴2的压缩机侧浮动轴承31与涡轮机侧浮动轴承33之间还具有轴向的一端部与压缩机侧浮动轴承31在轴向的另一端部接触、轴向的另一端部与涡轮机侧浮动轴承33在轴向的一端部接触的套筒50。套筒50形成为圆筒状，在其内侧形成有旋转轴2可插通的贯通孔50a。并且，在套筒50的轴向中央部形成有将向压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33供给并流入旋转轴2与套筒50之间的油排出的排出口51。而且，套筒50在压缩机侧浮动轴承31侧的开口端部的内径φc构成为比在涡轮机侧浮动轴承33侧的开口端部的内径φt大。此外，套筒50的轴向中央部的内径φs构成为比套筒50的轴向两侧的开口端部的内径φc、φt大。
根据上述实施方式，通过进而在压缩机侧浮动轴承31与涡轮机侧浮动轴承33之间具有套筒50，能够对这些轴承在旋转轴2的轴向中相互接近的方向上进行定位。
而且，通过使套筒50在压缩机侧浮动轴承31侧的开口端部的内径φc比在涡轮机侧浮动轴承33侧的开口端部的内径φt大，能够使从压缩机侧浮动轴承31的套筒50侧流出的油顺畅地向形成于套筒50的轴向中央部的排出口51流动。因此，能够防止从压缩机侧浮动轴承31向套筒50侧流动的油的压力损失增大，能够使向压缩机侧浮动轴承31供给并向套筒50侧移动的油的流动顺畅。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
此外，因为套筒50的轴向中央部的内径φs比套筒50的轴向两侧的开口端部的内径φc、φt大，所以，能够增大套筒50的轴向中央部内侧的空间部52的体积。因为在空间部52，从压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33向空间部52流出油，所以，在套筒50的轴向中央部的内径φs与套筒50的轴向两侧的开口端部的内径φc、φt相同或比之较小的情况下，空间部52内存在油滞留的可能性。然而，通过使套筒50的轴向中央部的内径φs比套筒50的轴向两侧的开口端部的内径φc、φt大，能够防止流入旋转轴2与套筒50之间的油滞留在空间部52内的可能性。因此，能够防止从压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33向套筒侧流动的油的压力损失增大，能够使向压缩机侧浮动轴承31供给并向套筒侧移动的油的流动顺畅。因此，能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
图6B是表示图6A所示的涡轮增压器的第一C型止动环61及第二C型止动环62的图，图6A(a)是对压缩机侧浮动轴承31进行定位的第一C型止动环61的侧视图，图6A(b)是对涡轮机侧浮动轴承33进行定位的第二C型止动环62的侧视图。图7是在支承本发明一个实施方式的涡轮增压器1的压缩机侧浮动轴承31的压缩机侧轴承支承部37形成切口面部37b的主要部分剖视图。
在几种实施方式中，如图1、图3、图4A、图6A、图6B、图7所示，进而在旋转轴2安装与压缩机侧浮动轴承31的涡轮机侧浮动轴承33侧端部接触的第一C型止动环61、以及与涡轮机侧浮动轴承33的压缩机侧浮动轴承31侧端部接触的第二C型止动环62。并且，第一C型止动环61以第一C型止动环61的合口部61a面向轴承箱30的排油出口30c(参照图1)的姿势安装于旋转轴2(参照图6B(a))，第二C型止动环62以第二C型止动环62的合口部62a面向轴承箱30的排油出口30c以外的方向的姿势安装于旋转轴(参照图6B(b))。在图示的实施方式中，以面向上方的姿势安装于旋转轴。
根据上述实施方式，通过安装于旋转轴2的第一C型止动环61及第二C型止动环62，能够对压缩机侧浮动轴承31及涡轮机侧浮动轴承33在旋转轴2的轴向中相互接近的方向上进行定位。
而且，因为第一C型止动环61的合口部61a以面向轴承箱30的排油出口30c的姿势安装于旋转轴2，所以，构成为在从第一C型止动环61不存在时的压缩机侧浮动轴承31流出的油向排油出口30c流动的路径的中途设有合口部61a的结构。因此，能够防止从压缩机侧浮动轴承31向第一C型止动环61侧流动的油的压力损失增大，能够使向压缩机侧浮动轴承31供给并向第一C型止动环61侧移动的油的流动顺畅。因此，能够增大向压缩机侧浮动轴承31供给的油的供给量，能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
此外，因为第二C型止动环62以第二C型止动环62的合口部62a面向轴承箱30的排油出口30c以外的方向的姿势安装于旋转轴2，所以，构成为在从第二C型止动环62不存在时的涡轮机侧浮动轴承33流出的油向排油出口30c流动的路径偏离的位置上设有第二C型止动环62的合口部62a。因此，因为从涡轮机侧浮动轴承33向第二C型止动环62侧流动的油的压力损失增大，所以，能够减少流向排油出口30c的油的流量。因此，从涡轮机侧浮动轴承33流出的油过剩，油滞留在空间部52，从而能够防止从压缩机侧浮动轴承31排出的油难以流出的可能性。因此，使向压缩机侧浮动轴承31供给并向第一C型止动环61侧移动的油的流动顺畅，能够减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
在几种实施方式中，如图7所示，在压缩机侧轴承支承部37与涡轮机侧轴承支承部39之间形成用来将从压缩机侧浮动轴承31的第一C型止动环61侧流出的油、以及从涡轮机侧浮动轴承33的第二C型止动环62侧流出的油向轴承箱30的排油出口30c(参照图1)排出的排出空间48。并且，在压缩机侧轴承支承部37的排出空间48侧的排油出口30c侧的端部形成有从压缩机侧轴承支承部37的内周面37c朝向外周面37d、向排出空间48侧延伸的切口面部37b。
根据上述实施方式，因为在压缩机侧轴承支承部37的排出空间48侧的排出出口侧的端部形成有切口面部37b，所以，在从压缩机侧浮动轴承31的第一C型止动环61侧流出的油从排出空间48向排油出口30c移动时，因为流经向排出空间48侧延伸的切口面部37b，所以，能够使油的流动更顺畅。因此，在排出空间48不存在油滞留的可能性，能够进一步减少压缩机侧浮动轴承31烧焦的可能性。
上面，针对本发明的优选方式进行了说明，但本发明不限于上述方式。例如可以将上述实施方式进行组合，可以在不违背本发明目的的范围内进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，以涡轮增压器1是增压器的情况为例进行了说明，但本发明的涡轮增压器不限于此。本发明的涡轮增压器例如可以是通过马达使旋转轴旋转的电动压缩机、或通过从曲轴等传递的动力使旋转轴旋转的机械式增压器。
附图标记说明
1涡轮增压器；2旋转轴；10涡轮机壳体；11涡轮机叶轮；11A涡轮机轮毂；11B涡轮机叶片；12涡轮机涡旋通路；13排出通路；20压缩机壳体；21压缩机叶轮；21A压缩机轮毂；21B压缩机叶片；22压缩机涡旋通路；23螺母；24进气导入通路；25扩散通路；30轴承箱；30a内周壁面；30B突出壁部；30c排油出口；31压缩机侧浮动轴承；32周壁部；32a供油孔；32b内周面；32c外周面；33涡轮机侧浮动轴承；35推力板；37压缩机侧轴承支承部；37a压缩机侧贯通孔；37b切口面部；37c内周面；37d外周面；39涡轮机侧轴承支承部；39a涡轮机侧贯通孔；41油导入通路；42压缩机侧供油孔；43压缩机侧供油通路；43a压缩机侧供油通路的出口；44压缩机侧供油槽；45涡轮机侧供油孔；46涡轮机侧供油通路；46a涡轮机侧供油通路的出口；47涡轮机侧供油槽；48排出空间；50套筒；51排出口；52空间部；61第一C型止动环；61A、62A合口部；62第二C型止动环。

Claims (4)

1.一种涡轮增压器，其特征在于，具有：
旋转轴；
压缩机，其设置于所述旋转轴的一端侧；
涡轮机，其设置于所述旋转轴的另一端侧；
压缩机侧浮动轴承，其旋转自如地支承所述旋转轴；
涡轮机侧浮动轴承，其旋转自如地支承所述旋转轴，相对于所述压缩机侧浮动轴承在所述旋转轴的轴向上具有间隔而配置，并且与所述压缩机侧浮动轴承相比，在所述旋转轴的轴向上配置在所述涡轮机侧；
轴承箱，其收纳所述压缩机侧浮动轴承及所述涡轮机侧浮动轴承，并且在内部形成向所述涡轮机侧浮动轴承供给的油所流经的涡轮机侧供油通路、以及向所述压缩机侧浮动轴承供给的油所流经的压缩机侧供油通路；
还具有套筒，其配置在所述旋转轴的所述压缩机侧浮动轴承与所述涡轮机侧浮动轴承之间，其轴向的一端部能够与所述压缩机侧浮动轴承的轴向的一端部接触，轴向的另一端部能够与所述涡轮机侧浮动轴承的轴向的一端部接触，
在所述套筒的轴向中央部形成将向所述压缩机侧浮动轴承及所述涡轮机侧浮动轴承供给并流入所述旋转轴与所述套筒之间的油排出的排出口，
所述套筒的所述压缩机侧浮动轴承侧的开口端部的内径比所述涡轮机侧浮动轴承侧的开口端部的内径大。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述压缩机侧供油通路至少具有向所述压缩机侧浮动轴承延伸的压缩机侧供油孔，
所述涡轮机侧供油通路至少具有向所述涡轮机侧浮动轴承延伸的涡轮机侧供油孔，
该涡轮增压器构成为所述压缩机侧供油孔的横截面积比所述涡轮机侧供油孔的横截面积大。
3.如权利要求1或2所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述轴承箱包含一端部向所述轴承箱的外表面开口、另一端侧向所述旋转轴侧延伸并与所述压缩机侧供油通路及所述涡轮机侧供油通路连通的油导入通路，
所述油导入通路在所述旋转轴的轴向上配设在比所述涡轮机浮动轴承更接近所述压缩机侧浮动轴承侧的位置上，
所述压缩机侧供油孔的通路长度比所述涡轮机侧供油孔的通路长度短。
4.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述套筒的所述轴向中央部的内径比所述套筒的轴向两侧的开口端部的内径大。
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