CN110242365A - 增压器 - Google Patents
增压器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110242365A CN110242365A CN201910169911.XA CN201910169911A CN110242365A CN 110242365 A CN110242365 A CN 110242365A CN 201910169911 A CN201910169911 A CN 201910169911A CN 110242365 A CN110242365 A CN 110242365A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotary shaft
- thrust
- gap
- axis direction
- booster
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/047—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
- F01D25/166—Sliding contact bearing
- F01D25/168—Sliding contact bearing for axial load mainly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/18—Lubricating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/22—Internal combustion engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
一种增压器,能够长时间地抑制旋转轴在旋转时的倾斜,并且能够防止旋转轴或推力构件与推力轴承接触。增压器具备:旋转轴;压缩机叶轮,其设置于旋转轴的一端;推力构件,其嵌合于旋转轴;推力轴承,其在旋转轴的轴线方向上与推力构件相邻地配置,并在推力方向上支承旋转轴;以及壳体,其收纳推力构件以及推力轴承,增压器构成为,在与轴线方向正交的方向上的推力构件的外周面与壳体之间形成间隙,且间隙供油流入,在旋转轴以及推力构件进行了旋转时,流入至间隙的油产生沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力。
Description
技术领域
本发明涉及具备在推力方向上支承旋转轴的推力轴承的增压器。
背景技术
如下那样增压器广为人知,该增压器具备:旋转轴;推力环,其安装于该旋转轴的外周;以及推力轴承,其经由该推力环支承作用于旋转轴的推力载荷(例如,专利文献1)。
近年,伴随着发动机的小型化要求,要求安装于发动机的增压器的大容量化。若使增压器具有大容量,则作用于增压器的旋转轴的推力载荷变大,因此,旋转轴旋转时的轴心的倾斜变大。若旋转轴的轴心的倾斜变大,则在推力环与推力轴承之间产生局部接触(片当たり),从而在推力轴承、推力环上产生因局部接触导致的急剧的温度上升、烧伤的可能性变高。
在专利文献1所记载的增压器中,通过在推力轴承的推力环侧的端面设置能够弹性变形的内周衬垫,从而在旋转轴以及推力环发生了倾斜时,内周衬垫以从推力轴承分离的方式弹性变形,由此,在内周衬垫与推力环之间确保用于支承推力载荷的油膜厚度,使内周衬垫发挥推力载荷负担能力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-232340号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的增压器中,由于反复进行上述的弹性变形中的变形与恢复,推力轴承的内周衬垫可能发生疲劳破损。另外,由于内周衬垫的疲劳导致的弹力降低,可能无法确保推力轴承与推力环之间的油膜厚度,在推力轴承、推力环上产生急剧的温度上升、烧伤。
鉴于上述情况,本发明的至少一实施方式的目的在于,提供能够长时间地抑制旋转轴在旋转时的倾斜,并且能够防止旋转轴或推力构件与推力轴承接触的增压器。
用于解决课题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的增压器具备:
旋转轴;
压缩机叶轮,其设置于所述旋转轴的一端;
推力构件,其嵌合于所述旋转轴;
推力轴承,其在所述旋转轴的轴线方向上与所述推力构件相邻地配置,并在推力方向上支承所述旋转轴;以及
壳体,其收纳所述推力构件以及所述推力轴承,
所述增压器构成为,在与所述轴线方向正交的方向上的所述推力构件的外周面与所述壳体之间,在所述旋转轴的轴线方向以及周向的至少一部分形成间隙,且所述间隙供油流入,并且,
所述增压器构成为,在所述旋转轴以及所述推力构件进行了旋转时,流入至所述间隙的所述油产生沿着与所述轴线方向正交的方向推压所述推力构件的油膜压力。
根据上述(1)的结构,增压器具备:旋转轴;压缩机叶轮,其设置于旋转轴的一端;推力构件,其嵌合于旋转轴;推力轴承,其在旋转轴的轴线方向上与推力构件相邻地配置,并在推力方向上支承旋转轴;以及壳体,其收纳推力构件以及推力轴承。增压器构成为,在与旋转轴的轴线方向正交的方向上的推力构件的外周面与壳体之间,在旋转轴的轴线方向以及周向的至少一部分形成间隙,且间隙供油流入。并且,增压器构成为,在旋转轴以及推力构件进行了旋转时,流入至间隙的油产生沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力。
因此,流入至间隙的油在旋转轴以及推力构件进行了旋转时形成润滑膜,并产生沿着与轴线方向正交的方向朝向轴线推压推力构件的油膜压力,因此,能够抑制旋转轴在旋转时轴线发生倾斜。因此,还能够防止旋转轴或推力构件与推力轴承接触。通过防止旋转轴或推力构件与推力轴承的接触,能够抑制旋转轴、推力构件以及推力轴承的磨损导致的损伤,从而能够长时间地使用增压器。
(2)在几个实施方式中,以上述(1)的结构为基础,其中,
在将所述间隙的大小设为C、将所述推力构件的外侧尺寸设为D时,至少一部分处的所述间隙满足间隙比C/D为5/1000≤C/D≤10/1000的条件。
根据上述(2)的结构,至少一部分处的间隙满足上述的条件,因此,流入至间隙的油能够发挥适当的油膜压力。需要说明的是,在间隙比为C/D<5/1000的情况下,有可能因旋转轴的旋转时的倾斜而使旋转轴或推力构件与推力轴承接触。另外,在间隙比为10/1000<C/D的情况下,有可能油无法发挥足够的油膜压力。
(3)在几个实施方式中,以上述(1)或者(2)的结构为基础,其中,
就所述间隙而言,形成为所述轴线方向上的所述推力轴承侧的至少一部分比所述轴线方向上的远离所述推力轴承的一侧大。
根据上述(3)的结构,油能够容易地从间隙的推力轴承侧流入,并且,油难以从间隙的远离推力轴承的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力增大。
(4)在几个实施方式中,以上述(3)的结构为基础,其中,
就所述壳体的形成所述间隙的部分的内侧尺寸而言,形成为所述轴线方向上的所述推力轴承侧的至少一部分比所述轴线方向上的远离所述推力轴承的一侧大。
根据上述(4)的结构,油能够容易地从间隙的推力轴承侧流入,并且,油难以从间隙的远离推力轴承的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力增大。
(5)在几个实施方式中,以上述(3)或者(4)的结构为基础,其中,
就所述推力构件的外侧尺寸而言,形成为所述轴线方向上的所述推力轴承侧的至少一部分比所述轴线方向上的远离所述推力轴承的一侧小。
根据上述(5)的结构,油能够容易地从间隙的推力轴承侧流入,并且,油难以从间隙的远离推力轴承的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力增大。
(6)在几个实施方式中,以上述(3)的结构为基础,其中,
所述推力构件在所述轴线方向上的所述推力轴承侧的端部的至少一部分具有倒角面。
根据上述(6)的结构,在推力构件的轴线方向上的推力轴承侧的端部的至少一部分具有倒角面,因此,油能够容易地从间隙的推力轴承侧流入,并且,油难以从间隙的远离推力轴承的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力增大。另外,倒角面能够通过切削等容易地形成。
(7)在几个实施方式中,以上述(1)~(6)的结构为基础,其中,
所述壳体构成为,在所述旋转轴的周向上,均等地配置所述间隙局部扩大而得的扩径部。
根据上述(7)的结构,通过壳体,设置间隙局部扩大而得的扩径部以及间隙比扩径部小的部分,由此,油能够容易地流入间隙的扩径部,并且,油难以从间隙中的间隙比扩径部小的部分流出。从而,能够在周向上的多个位置形成油膜压力的峰值部,因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件的油膜压力增大。
特别是,在轴线方向上的推力轴承侧的至少一部分的间隙形成为比远离推力轴承的一侧的间隙大的情况下,能够使形成于周向上的多个位置的油膜压力的峰值部中的油膜压力上升。
(8)在几个实施方式中,以上述(1)~(7)的结构为基础,其中,
所述壳体在与所述压缩机叶轮的背面对置的面设置有包含多个凹部的非接触密封部。
根据上述(8)的结构,通过包含多个凹部的非接触密封部,流入至压缩机叶轮的背面与壳体的对置于该背面的面之间的压缩气体在旋转轴以及压缩机叶轮进行了旋转时形成润滑膜,并产生沿着轴线方向推压压缩机叶轮的气体膜压力,因此,能够抑制旋转轴在旋转时轴线发生倾斜。因此,还能够防止压缩机叶轮与壳体接触。通过防止压缩机叶轮与壳体的接触,能够抑制压缩机叶轮以及壳体的磨损导致的损伤,从而能够长时间地使用增压器。
(9)在几个实施方式中,以上述(1)~(8)的结构为基础,其中,
所述增压器还具备设置于所述旋转轴的另一端的涡轮叶轮。
根据上述(9)的结构,增压器是具备压缩机叶轮以及涡轮叶轮的涡轮增压器。在涡轮增压器中,作用于压缩机叶轮的例如压缩空气等气体的压力比作用于涡轮叶轮的例如废气等气体的压力低,因此,在旋转轴旋转时,压缩机叶轮侧与涡轮叶轮侧相比较大地碰触。即使是上述那样的涡轮增压器的旋转轴,通过如上述那样使流入至间隙的油对推力构件作用油膜压力,从而也能够抑制旋转轴在旋转时的倾斜。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式,提供能够抑制旋转轴在旋转时的倾斜,并且能够防止旋转轴或推力构件与推力轴承接触的增压器。
附图说明
图1是用于说明本发明的一实施方式所涉及的增压器的整体结构的概略图。
图2是将图1所示的增压器的一部分放大而示出的概略剖视图。
图3是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。
图4是概略性示出本发明的一实施方式所涉及的增压器的间隙比与油膜压力的关系的图表。
图5是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。
图6是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。
图7是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。
图8是沿着旋转轴的周向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要的构成要素。
图9是沿着旋转轴的周向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要的构成要素。
图10是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。
图11是用于说明本发明的另一实施方式所涉及的增压器的图,且是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出压缩机叶轮以及壳体。
附图标记说明:
1...增压器;11...压缩机叶轮;111...背面;12...涡轮叶轮;13...推力轴承;14、15...轴颈轴承;2...旋转轴;21...外周面;3、3A~3C...推力构件;31...外周面;32...内周面;33...第一端面;34...第二端面;35...锥形面;36...倒角面;4...推力轴承;41...外周面;42...内周面;43...端面;5...壳体;5A...压缩机壳体;5B...涡轮壳体;5C...轴承壳体;51...推力构件收纳部;52...推力轴承嵌合部;53...内侧面;54...间隙形成部;55...锥形面;56...凹部;57...面;6...间隙;61...小径部;62...扩径部;7...浮动盘;71...外周面;72...内周面;8...非接触密封部;81...凹部。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中,作为实施方式所记载的或者附图所示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此,而仅仅是说明例。
例如,“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述不仅表示严格上该种配置,也表示具有公差或者以能够得到相同功能的程度的角度、距离相对位移了的状态。
例如,“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态,也表示存在公差或者能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如,四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状,也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面,“具备(備える)”、“包括(具える)”、“含有(具備する)”、“包含(含む)”或“具有(有する)”一构成要素这样的表述不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。
需要说明的是,对于同样的结构有时标注相同的附图标记并省略说明。
图1是用于说明本发明的一实施方式所涉及的增压器的整体结构的概略图。图2是将图1所示的增压器的一部分放大而示出的概略剖视图。图3是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。
图1~11所示的几个实施方式所涉及的增压器1是船舶用的涡轮增压器,如图1、2所示,其具备:旋转轴2,其沿着轴线方向(图1、2中左右方向)延伸;压缩机叶轮11,其设置于旋转轴2的轴线方向上一端;以及涡轮叶轮12,其设置于旋转轴2的轴线方向上另一端。并且,如图2、3所示,增压器1还具备:推力构件3(推力环),其嵌合于旋转轴2;推力轴承4,其在旋转轴2的轴线方向上与推力构件3相邻地配置,并且在推力方向上支承旋转轴2;以及壳体5,其收纳推力构件3以及推力轴承4。
如图2所示,增压器1的壳体5包括:压缩机壳体5A,其收纳压缩机叶轮11;涡轮壳体5B,其收纳涡轮叶轮12;以及轴承壳体5C,其收纳推力轴承4。如图2所示,轴承壳体5C在旋转轴2的轴线方向上,配置于压缩机壳体5A与涡轮壳体5B之间,并通过使用了例如螺栓的螺合等固定于压缩机壳体5A、涡轮壳体5B。另外,如图2所示,在旋转轴2的径向(与旋转轴2的轴线方向正交的方向)上,轴承壳体5C在内侧收纳有推力构件3以及推力轴承4。
另外,如图2所示,增压器1还具备推力轴承13,相对于旋转轴2的轴线方向上的推力构件3,该推力轴承13位于与推力轴承4相反侧处。推力轴承13与推力轴承4同样地,在旋转轴2的轴线方向上与推力构件3相邻地配置,并且在推力方向上支承旋转轴2。
另外,如图2所示,增压器1还具备一对轴颈轴承14、15,该一对轴颈轴承14、15被收纳于轴承壳体5C的径向内侧,并且将旋转轴2支承为能够旋转。如图2所示,轴颈轴承14配置于旋转轴2的轴线方向上的压缩机叶轮11侧,轴颈轴承15配置于旋转轴2的轴线方向上的涡轮叶轮12侧。
如图3所示,推力构件3具有外周面31和内周面32,内周面32嵌合于旋转轴2的外周面21,从而将推力构件3固定于旋转轴2。因此,推力构件3与旋转轴2的旋转同步地进行旋转。推力构件3包括如图3所示那样形成为外径尺寸恒定的圆管状的推力构件3A。
如图3所示,推力轴承4形成为具有外周面41和内周面42的圆形状,该推力轴承4以外周面41嵌合于壳体5的方式固定于壳体5,并且供旋转轴2松缓地插穿于内周面42。
如图3所示,壳体5至少包括:推力构件收纳部51,其在旋转轴2的径向上在内侧收纳推力构件3;以及推力轴承嵌合部52,其供推力轴承4嵌合。并且,在旋转轴2的径向上的推力构件3的外周面31与壳体5之间,在旋转轴2的轴线方向以及周向的至少一部分形成有间隙6。
构成为,间隙6供油流入,并且构成为,当旋转轴2以及推力构件3进行了旋转时,流入至间隙6的油产生沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件3的油膜压力。具体而言,构成为如图3那样、向推力轴承4的内周面42与旋转轴2的外周面21之间供给油。被供给至推力轴承4的内周面42与旋转轴2的外周面21之间的油,通过推力轴承4的轴线方向上的推力构件3侧的端面43与推力构件3的对置于端面43的第一端面33之间,流入间隙6。如图3所示,在旋转轴2以及推力构件3进行旋转时,流入至间隙6的油产生沿着径向推压推力构件3的油膜压力。
如上所述,几个实施方式所涉及的增压器1具备:上述的旋转轴2;上述的压缩机叶轮11,其设置于旋转轴2的一端;上述的推力构件3,其嵌合于旋转轴2;上述的推力轴承4,其在旋转轴2的轴线方向上与推力构件3相邻地配置,并且在推力方向上支承旋转轴2;以及上述的壳体5,其收纳推力构件3以及推力轴承4。并且,构成为,在与旋转轴2的轴线方向正交的方向上的推力构件3的外周面31与壳体5之间形成间隙6,且间隙6供油流入。此外,构成为,当旋转轴2以及推力构件3进行了旋转时,流入至间隙6的油产生沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件3的油膜压力。
因此,如图3所示,流入至间隙6的油在旋转轴2以及推力构件3进行了旋转时形成润滑膜,并产生沿着与轴线方向正交的方向而朝向轴线推压推力构件3的油膜压力,因此,能够抑制旋转轴2旋转时的轴线的倾斜。因此,还能够防止旋转轴2或推力构件3与推力轴承4接触。通过防止旋转轴2或推力构件3与推力轴承4的接触,能够抑制旋转轴2、推力构件3以及推力轴承4的磨损所导致的损伤,从而能够长时间地使用增压器1。
在几个实施方式中,如图3所示,在将上述的间隙6的大小设为C、将上述的推力构件3的外侧尺寸设为D的情况下,旋转轴2的轴线方向以及周向上的至少一部分的间隙6满足间隙比C/D为5/1000≤C/D≤10/1000的条件。在此,图4是概略性示出本发明的一实施方式所涉及的增压器的间隙比与油膜压力的关系的图表。如图4所示,存在若间隙比C/D变小则间隙6内的油所发挥的油膜压力上升的倾向。但是,若间隙比C/D过小,则旋转轴2或推力构件3与推力轴承4接触,从而引起烧伤的可能性升高。因而,在间隙比C/D满足上述的条件的情况下,流入至间隙6的油能够发挥适当的油膜压力。需要说明的是,在间隙比为C/D<5/1000的情况下,有可能因旋转轴2的旋转时的倾斜而使旋转轴2或推力构件3与推力轴承4接触。另外,在间隙比为10/1000<C/D的情况下,如图4所示,有可能油无法发挥足够的油膜压力。
图5~7是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。如图5~7所示,在几个实施方式中,上述的间隙6形成为,其轴线方向上的推力轴承4侧的至少一部分比远离推力轴承4的一侧的部分大。在这种情况下,油能够容易地从间隙6的推力轴承4侧流入,并且,油难以从间隙6的远离推力轴承4的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件3的油膜压力增大。
在图5所示的实施方式中,上述的壳体5的形成间隙6的部分的内侧尺寸形成为,轴线方向上的推力轴承4侧的至少一部分的内侧尺寸比远离推力轴承4的一侧的内侧尺寸大。在此,壳体5的形成间隙6的部分是指,包含与推力构件3的外周面31对置的内侧面53的间隙形成部54。具体而言,如图5所示,在间隙形成部54形成有使间隙形成部54随着朝向轴线方向上的推力轴承4侧而轴向上的壁厚逐渐变薄的锥形面55。因此,间隙形成部54的内侧尺寸形成为,轴线方向上的推力轴承4侧的内侧尺寸比远离推力轴承4的一侧的内侧尺寸大。在这种情况下,油能够容易地从间隙6的推力轴承4侧流入,并且,油难以从间隙6的远离推力轴承4的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件3的油膜压力增大。
在图6所示的实施方式中,上述的推力构件3的外侧尺寸形成为,轴线方向上的推力轴承4侧的至少一部分的外侧尺寸比远离推力轴承4的一侧的外侧尺寸小。具体而言,如图6所示,推力构件3包括形成为圆锥台形状的推力构件3B。推力构件3B形成为,上述的第一端面33处的外径尺寸比轴线方向上与第一端面33相反侧的第二端面34处的外径尺寸小。换句话说,如图6所示,在推力构件3B形成有使推力构件3B随着朝向轴线方向上的推力轴承4侧而外径尺寸逐渐变小的锥形面35。在这种情况下,油能够容易地从间隙6的推力轴承4侧流入,并且,油难以从间隙6的远离推力轴承4的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件3B的油膜压力增大。另外,与壳体5相比,推力构件3B的设计变更、加工较容易。
在图7所示的实施方式中,上述的推力构件3包括推力构件3C,该推力构件3C在旋转轴2的轴线方向上的推力轴承4侧的端部的至少一部分具有倒角面36。如图7所示,推力构件3C形成为圆管状,在第一端面33的外周端部形成有倒角面36。在图7所示的实施方式中,倒角面36实施了在沿着旋转轴2的轴线方向的剖视时外形轮廓形成为圆弧状的R倒角,但也可以实施在沿着旋转轴2的轴线方向的剖视时外形轮廓形成为直线状的C倒角。在这种情况下,由于在推力构件3C的轴线方向上的推力轴承4侧的端部的至少一部分具有倒角面36,因此,油能够容易地从间隙6的推力轴承4侧流入,并且,油难以从间隙6的远离推力轴承4的一侧流出。因此,能够使油沿着与轴线方向正交的方向推压推力构件3C的油膜压力增大。另外,能够通过切削等容易地形成倒角面36。
图8、9是沿着旋转轴的周向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要的构成要素。如图8、9所示,在几个实施方式中,上述的壳体5构成为,在上述的旋转轴2的周向上,均等地配置有间隙6局部扩大而得的扩径部62。在此,均等地配置扩径部62是指如下那样配置,即,在旋转轴2旋转时,间隙6中产生的油膜压力的合力不作为使旋转轴2偏心的偏心载荷进行作用。
具体而言,在图8所示的实施方式中,壳体5的内侧面53每隔180°设置凹部56,该凹部56朝向旋转轴2的径向外侧以剖视时的轮廓形状为圆弧状的方式凹陷,由此剖视时的轮廓形状形成为椭圆形状。形成于壳体5的内侧面53与推力构件3的外周面31之间的间隙6在旋转轴2的周向上,交替地设置有两个小径部61以及相比于小径部61处间隙6变大的两个扩径部62。图8、9中用虚线表示的圆是为了容易理解说明而设置的,其将间隙6的大小设为与小径部61相同的大小。
另外,在图9所示的实施方式中,壳体5的内侧面53每隔120°设置凹部56,该凹部56朝向旋转轴2的径向外侧以剖视时的轮廓形状为圆弧状的方式凹陷,由此剖视时的轮廓形状形成为将角部弄圆的三角形状。形成于壳体5的内侧面53与推力构件3的外周面31之间的间隙6在旋转轴2的周向上,交替地设置有三个小径部61以及相比于小径部61处间隙6变大的三个扩径部62。
根据上述结构,通过壳体5,设置间隙6局部扩大而得的扩径部62以及间隙比扩径部62小的部分(小径部61),由此,油能够容易地流入间隙6的扩径部62,并且,油难以从间隙6的间隙比扩径部62小的部分(小径部61)流出。因此,能够在周向上的多个位置形成油膜压力的峰值部,因此,能够使油沿着与旋转轴2的轴线方向正交的方向推压推力构件3的油膜压力增大。特别是,在旋转轴2的轴线方向上的推力轴承4侧的至少一部分的间隙6形成为比远离推力轴承4的一侧的间隙6大的情况下,能够使形成于周向上的多个位置的油膜压力的峰值部中的油膜压力上升。
图10是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出本发明的另一实施方式所涉及的增压器中的壳体内部的主要构成要素。上述的几个实施方式也能够应用于图10所示那样的、具备浮动盘7的增压器1。即,在几个实施方式中,如图10所示,上述的增压器1还具备配置于上述的旋转轴2的轴线方向上的推力构件3与推力轴承4之间的浮动盘7,该浮动盘7供上述的旋转轴2松缓地插穿。换言之,推力轴承4与推力构件3隔着浮动盘7而相邻地配置。如图10所示,浮动盘7形成为具有外周面71和内周面72的圆管状,在外周面71与壳体5的内侧面53之间设置有供油流动的缝隙,并且旋转轴2松缓地插穿于内周面72。即使是具备上述那样的浮动盘7的增压器1,也由于间隙6中流入油,因此,能够使流入至间隙6的油对推力构件3作用油膜压力。
图11是用于说明本发明的另一实施方式所涉及的增压器的图,且是沿着旋转轴的轴线方向的概略剖视图,其概略性示出压缩机叶轮以及壳体。如图11所示,在几个实施方式中,上述的壳体5在与上述的压缩机叶轮11的背面111对置的面57设置有包含多个凹部81的非接触密封部8。多个凹部81沿着旋转轴2的周向以及径向并列地配置有多个,并沿着旋转轴2的轴线方向呈半球状地比面57更为凹陷而形成。
根据上述结构,通过包含多个凹部81的非接触密封部8,流入至压缩机叶轮11的背面111与壳体5的对置于背面111的面57之间的压缩气体在旋转轴2以及压缩机叶轮11进行了旋转时形成润滑膜,并产生沿着轴线方向推压压缩机叶轮11的气体膜压力,因此,能够抑制旋转轴2在旋转时轴线发生倾斜。因此,还能够防止压缩机叶轮11与壳体5接触。通过防止压缩机叶轮11与壳体5的接触,能够抑制压缩机叶轮11以及壳体5的磨损导致的损伤,从而能够长时间地使用增压器1。需要说明的是,图11所示的本结构既可以单独地用于增压器,也可以与上述的几个实施方式一起用于增压器。
如上所述,在几个实施方式中,如图1、2所示,上述的增压器1还具备设置于旋转轴2的轴线方向上的另一端的涡轮叶轮12。即,上述的增压器1是具备压缩机叶轮11以及涡轮叶轮12的涡轮增压器。在这种情况下,作用于压缩机叶轮11的例如压缩空气等气体的压力比作用于涡轮叶轮12的例如废气等气体的压力低,因此,在旋转轴2旋转时,压缩机叶轮11侧与涡轮叶轮12侧相比较大地碰触。即使是上述那样的涡轮增压器的旋转轴2,通过如上所述那样使流入至间隙6的油对推力构件3作用油膜压力,从而能够抑制旋转轴2在旋转时的倾斜。
需要说明的是,在上述的几个实施方式中,以船舶用的涡轮增压器为例对增压器1进行了说明,但增压器1不限定于船舶用的涡轮增压器,而能够进行各种变更。例如,增压器1也可以是汽车用的涡轮增压器,还可以是涡轮增压器以外的装置。另外,增压器1也可以是不具备上述的涡轮叶轮12的结构。作为不具备涡轮叶轮12的增压器1,例如可列举通过未图示的电动机使压缩机叶轮11旋转的电动压缩机等。
另外,在上述的几个实施方式中,推力构件3形成为圆管状、圆锥台形状,但也可以形成为棱管状、棱锥台形状。另外,在上述的几个实施方式中,壳体5的内侧面53设为连续地覆盖推力构件3的外周面31整周,但也可以设为间断地覆盖推力构件3的外周面31的周向上一部分。
本发明不限定于上述的实施方式,还包括对上述的实施方式施加了变形的方式、将这些方式适当组合而成的方式。
Claims (9)
1.一种增压器,其具备:
旋转轴;
压缩机叶轮,其设置于所述旋转轴的一端;
推力构件,其嵌合于所述旋转轴;
推力轴承,其在所述旋转轴的轴线方向上与所述推力构件相邻地配置,并在推力方向上支承所述旋转轴;以及
壳体,其收纳所述推力构件以及所述推力轴承,
所述增压器构成为,在与所述轴线方向正交的方向上的所述推力构件的外周面与所述壳体之间,在所述旋转轴的轴线方向以及周向的至少一部分形成间隙,且所述间隙供油流入,并且,
所述增压器构成为,在所述旋转轴以及所述推力构件进行了旋转时,流入至所述间隙的所述油产生沿着与所述轴线方向正交的方向推压所述推力构件的油膜压力。
2.根据权利要求1所述的增压器,其中,
在将所述间隙的大小设为C、将所述推力构件的外侧尺寸设为D时,至少一部分处的所述间隙满足间隙比C/D为5/1000≤C/D≤10/1000的条件。
3.根据权利要求1或2所述的增压器,其中,
就所述间隙而言,形成为所述轴线方向上的所述推力轴承侧的至少一部分比所述轴线方向上的远离所述推力轴承的一侧大。
4.根据权利要求3所述的增压器,其中,
就所述壳体的形成所述间隙的部分的内侧尺寸而言,形成为所述轴线方向上的所述推力轴承侧的至少一部分比所述轴线方向上的远离所述推力轴承的一侧大。
5.根据权利要求3或4所述的增压器,其中,
就所述推力构件的外侧尺寸而言,形成为所述轴线方向上的所述推力轴承侧的至少一部分比所述轴线方向上的远离所述推力轴承的一侧小。
6.根据权利要求3所述的增压器,其中,
所述推力构件在所述轴线方向上的所述推力轴承侧的端部的至少一部分具有倒角面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的增压器,其中,
所述壳体构成为,在所述旋转轴的周向上,均等地配置所述间隙局部扩大而得的扩径部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的增压器,其中,
所述壳体在与所述压缩机叶轮的背面对置的面设置有包含多个凹部的非接触密封部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的增压器,其中,
所述增压器还具备设置于所述旋转轴的另一端的涡轮叶轮。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018041581A JP6954857B2 (ja) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | 過給機 |
JP2018-041581 | 2018-03-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110242365A true CN110242365A (zh) | 2019-09-17 |
Family
ID=67882984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910169911.XA Pending CN110242365A (zh) | 2018-03-08 | 2019-03-06 | 增压器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6954857B2 (zh) |
KR (1) | KR102177353B1 (zh) |
CN (1) | CN110242365A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5133651A (en) * | 1989-11-17 | 1992-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scroll compressor with a fluid thrust bearing |
US20030179966A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-09-25 | Atsuo Hojo | Bearing device |
JP2011012570A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Ihi Corp | スラスト軸受構造及びターボチャージャ |
CN103348113A (zh) * | 2010-11-12 | 2013-10-09 | 三菱重工业株式会社 | 电动增压器的旋转轴支承构造 |
US20140140865A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-22 | Ihi Corporation | Turbocharger |
US20150086144A1 (en) * | 2012-04-24 | 2015-03-26 | Borgwarner Inc. | Tapered-land thrust bearing for turbochargers |
CN105190061A (zh) * | 2013-03-19 | 2015-12-23 | 三菱日立电力***株式会社 | 旋转轴支承结构 |
CN105257687A (zh) * | 2014-07-10 | 2016-01-20 | 博世马勒涡轮***有限两合公司 | 轴向轴承 |
CN107208544A (zh) * | 2015-02-09 | 2017-09-26 | 三菱重工业株式会社 | 增压器 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4424874B2 (ja) * | 2001-05-02 | 2010-03-03 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ターボチャージャの潤滑装置 |
JP2003232340A (ja) * | 2002-02-08 | 2003-08-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スラスト軸受 |
JP5125684B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-01-23 | 株式会社Ihi | 過給機 |
JP5359206B2 (ja) * | 2008-11-11 | 2013-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | 浮動ブッシュ軸受式の軸受装置及びこれを備える内燃機関の過給機 |
JP5867363B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2016-02-24 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャ |
JP6459247B2 (ja) * | 2014-06-30 | 2019-01-30 | 株式会社Ihi | スラスト軸受、および、過給機 |
JP6352101B2 (ja) * | 2014-08-06 | 2018-07-04 | Ntn株式会社 | ターボチャージャ用軸受装置 |
EP3258123B1 (en) * | 2015-02-10 | 2018-09-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Floating bush bearing device and supercharger provided with same |
JP6540819B2 (ja) * | 2015-10-21 | 2019-07-10 | 株式会社Ihi | 軸受構造、および、過給機 |
JP2019035435A (ja) * | 2017-08-10 | 2019-03-07 | 三菱重工業株式会社 | スラスト軸受装置 |
-
2018
- 2018-03-08 JP JP2018041581A patent/JP6954857B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-04 KR KR1020190024588A patent/KR102177353B1/ko active IP Right Grant
- 2019-03-06 CN CN201910169911.XA patent/CN110242365A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5133651A (en) * | 1989-11-17 | 1992-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scroll compressor with a fluid thrust bearing |
US20030179966A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-09-25 | Atsuo Hojo | Bearing device |
JP2011012570A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Ihi Corp | スラスト軸受構造及びターボチャージャ |
CN103348113A (zh) * | 2010-11-12 | 2013-10-09 | 三菱重工业株式会社 | 电动增压器的旋转轴支承构造 |
US20150086144A1 (en) * | 2012-04-24 | 2015-03-26 | Borgwarner Inc. | Tapered-land thrust bearing for turbochargers |
US20140140865A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-22 | Ihi Corporation | Turbocharger |
CN105190061A (zh) * | 2013-03-19 | 2015-12-23 | 三菱日立电力***株式会社 | 旋转轴支承结构 |
CN105257687A (zh) * | 2014-07-10 | 2016-01-20 | 博世马勒涡轮***有限两合公司 | 轴向轴承 |
CN107208544A (zh) * | 2015-02-09 | 2017-09-26 | 三菱重工业株式会社 | 增压器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
钱晏强等: "涡轮增压器织构化浮环轴承润滑数值模拟", 《燕山大学学报》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6954857B2 (ja) | 2021-10-27 |
KR20190106719A (ko) | 2019-09-18 |
JP2019157912A (ja) | 2019-09-19 |
KR102177353B1 (ko) | 2020-11-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016184415A1 (zh) | 一种小微型涡喷发动机 | |
EP2752603A1 (en) | Sliding component | |
JP5931564B2 (ja) | 両回転型スクロール膨張機及び該膨張機を備えた発電装置 | |
CN109737094B (zh) | 用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组 | |
CN102563074B (zh) | 空气循环机密封板和密封带 | |
CN109812493A (zh) | 空气箔片径向轴承 | |
TW201305458A (zh) | 自動調心油膜軸承 | |
CN102619742A (zh) | 用于双向旋转内压式泵用干气密封装置 | |
CN105715669A (zh) | 用于涡轮增压器的双推力轴承 | |
JP2013002466A (ja) | スラスト軸受構造及び過給機 | |
US10514041B2 (en) | Centrifugal compressor | |
CN110242365A (zh) | 增压器 | |
JP2010019253A (ja) | ターボチャージャ用の球形スラスト軸受装置 | |
US10954816B2 (en) | Turbocharger | |
TW201632737A (zh) | 無油螺桿壓縮機 | |
JP2010133530A (ja) | 軸受構造及び該軸受構造を備えた過給機 | |
CN106536932A (zh) | 涡旋型流体设备 | |
US10487844B2 (en) | Mechanical seal for rotating shaft | |
JP2019027511A (ja) | 密封装置 | |
JP4558349B2 (ja) | 真空ポンプ | |
US10359048B2 (en) | Sealing system and turbopump comprising such a system | |
JP2009180198A (ja) | スクロール式流体機械 | |
JP6900305B2 (ja) | 軸封装置 | |
JP2009108688A (ja) | 圧縮機の軸封装置 | |
JP2010038291A (ja) | 回転軸シール装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20220415 |