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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsfeld
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Turbolader, in dem ein Schmieröl zu einem Lagerloch zugeführt wird.
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2. Stand der Technik
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Es ist ein Turbolader mit einer Turbinenwelle bekannt, die drehbar an einem Lagergehäuse gehalten wird, wobei die Turbinenwelle an einem Ende ein Turbinenrad und an dem anderen Ende ein Verdichterrad aufweist. Ein derartiger Turbolader ist mit einem Motor verbunden, wobei ein aus dem Motor emittiertes Abgas das Turbinenrad dreht. Das gedrehte Turbinenrad dreht wiederum das Verdichterrad über die Turbinenwelle. Der Turbolader verdichtet also Luft durch die Drehung des Verdichterrads und führt die verdichtete Luft zu dem Motor zu.
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Das Lagergehäuse weist ein Lagerloch auf, das sich in einer Axialrichtung der Turbinenwelle erstreckt, wobei ein Lagerteil in dem Lagerloch angeordnet ist. Ein Schmieröl wird zu dem Lagerloch von außerhalb des Lagergehäuses zugeführt. Das Schmieröl schmiert die Turbinenwelle und den Lagerteil. Das Schmieröl schmiert den Lagerteil und wird dann von beiden Enden des Lagerlochs aus dem Lagerloch nach außen ausgeführt. Zum Beispiel beschreibt die offengelegte
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2009-127437 eine Konfiguration, in der ein Ölablaufdurchgang auf einer Turbinenradseite eines Lagerlochs vorgesehen ist und ein Schmieröl nach dem Schmieren eines Lagerteils durch den Ölablaufdurchgang ausgeführt wird. Dieses Patentdokument beschreibt auch eine Konfiguration, in der ein Öldurchgang für ein Kühlöl (Kühlöldurchgang) in dem Lagergehäuse vorgesehen ist und das Kühlöl die Turbinenradseite des Lagergehäuses unter einer hohen Temperatur kühlt.
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Der Kühlöldurchgang ist auf der Turbinenradseite in dem Lagergehäuse vorgesehen und ist kreisförmig radial außerhalb des Ölablaufdurchgangs für das Schmieröl ausgebildet. Zum Beispiel werden ein Schmieröl nach dem Schmieren eines Lagerteils (Radiallagers) auf der Verdichterradseite und ein Schmieröl nach dem Schmieren eines Drucklagers auf der Verdichterradseite zu dem Kühlöldurchgang geführt.
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Die
DE 29 45 272 A betrifft einen Turbolader, bei dem die Gesamtmenge an Schmieröl oder das Volumenverhältnis von dem zur Turbinenseite hin geförderten Schmieröl zu dem zur Verdichterseite hin geförderten Schmieröl unverändert bleibt. Ferner soll eine relativ große Menge an Schmieröl, das das verdichterseitige Lager und die in dessen Nähe befindlichen Teile gekühlt hat, nicht unmittelbar zum Ölsumpf oder dergleichen zurückkehren, sondern zur Turbinenseite hin strömen, um das turbinenseitige Lager, dessen Dichtungsring und die in der Nähe befindlichen Teile zu kühlen, so dass die Kühlwirkung wesentlich verbessert und folglich diesen Teilen eine höhere Lebensdauer mitgegeben wird. Hierzu wird eine Kühlkammer beschrieben, die sich in Umfangsrichtung einer gemeinsamen Welle erstreckt und an das turbinenseitige Lager und eine Trennwand zwischen dem Lagergehäuse und einem Turbinengehäuse angrenzt, so dass sich mindestens ein Ölkanal für einen Fluss des Schmieröls vom verdichterseitigen Lager und dessen Umgebung in die Kühlkammer durch das Lagergehäuse erstreckt und dass eine Ablaufkammer mit einem Ölauslass zum Ablassen des Öls aus der Kühlkammer vorgesehen ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Wenn die Kühlleistung unter einer hohen Temperatur oder ähnlichen Bedingungen unzureichend wird, können Teile wie etwa das Lager und ein Dichtungsring Beschädigungen wie etwa ein Einbrennen oder eine Setzung erfahren oder kann das in dem Öldurchgang verbleibende Öl beeinträchtigt werden. Weil die Temperatur insbesondere auf der Turbinenseite des Lagergehäuses hoch wird, können diese Erscheinungen insbesondere in bestimmten Betriebssituationen des Motors auftreten. Eine derartige Erscheinung kann dazu führen, dass sich Ölrückstände an einer Wandfläche und ähnlichem im Inneren des Gehäuses ablagern, wodurch wiederum die Kühlleistung beeinträchtigt wird. Um dies zu verhindern, muss der Turbolader eine viel höhere Kühlleistung aufweisen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader vorzusehen, der eine Beeinträchtigung von Komponenten und eine Ablagerung von Ölrückständen verhindern kann, indem er die Kühlleistung mittels eines Schmieröls verbessert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Turbolader angegeben, der umfasst: einen Turbolader-Hauptkörper; ein Lagerloch, das in dem Turbolader-Hauptkörper ausgebildet ist; eine Turbinenwelle, die drehbar in das Lagerloch eingesteckt ist und an einem Ende ein Turbinenrad und an dem anderen Ende ein Verdichterrad aufweist; einen turbinenseitigen Lagerteil und einen verdichterseitigen Lagerteil, die die Turbinenwelle drehbar halten und in dem Lagerloch jeweils auf der Seite des Turbinenrads des Lagerlochs und auf der Seite des Verdichterrads des Lagerlochs angeordnet sind; einen Kühlöldurchgang, der radial außerhalb des Lagerlochs in dem Turbolader-Hauptkörper vorgesehen ist und konfiguriert ist, um den Turbolader-Hauptkörper mit einem darin zirkulierenden Schmieröl zu kühlen; eine erste Ölleitung, die konfiguriert ist, um Schmieröl nach dem Schmieren des verdichterseitigen Lagerteils zu dem Kühlöldurchgang zu führen; und eine zweite Ölleitung, die konfiguriert ist, um Schmieröl nach dem Schmieren des turbinenseitigen Lagerteils zu dem Kühlöldurchgang zu führen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Turbolader angegeben, der umfasst: einen Turbolader-Hauptkörper; ein Lagerloch, das in dem Turbolader-Hauptkörper ausgebildet ist; eine Turbinenwelle, die drehbar in das Lagerloch eingesteckt ist und an einem Ende ein Turbinenrad und an dem anderen Ende ein Verdichterrad aufweist; einen turbinenseitigen Lagerteil und einen verdichterseitigen Lagerteil, die die Turbinenwelle drehbar halten und in dem Lagerloch jeweils auf der Seite des Turbinenrads des Lagerlochs und auf der Seite des Verdichterrads des Lagerlochs angeordnet sind; einen Druckring, der zusammen mit der Turbinenwelle gedreht wird; ein Drucklager, das derart angeordnet ist, dass es dem Druckring in einer Axialrichtung der Turbinenwelle zugewandt ist, und konfiguriert ist, um eine auf die Turbinenwelle wirkende Drucklast über den Druckring zu empfangen; einen Kühlöldurchgang, der radial außerhalb des Lagerlochs in dem Turbolader-Hauptkörper vorgesehen ist und konfiguriert ist, um den Turbolader-Hauptkörper mit einem darin zirkulierenden Schmieröl zu kühlen; eine erste Ölleitung, die konfiguriert ist, um Schmieröl nach dem Schmieren des verdichterseitigen Lagerteils und/oder des Drucklagers zu dem Kühlöldurchgang zu führen; und eine zweite Ölleitung, die konfiguriert ist, um Schmieröl nach dem Schmieren des turbinenseitigen Lagerteils zu dem Kühlöldurchgang zu führen.
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Der Turbolader kann weiterhin einen Ölspeicherteil enthalten, der auf der Turbinenradseite des Lagerlochs vorgesehen ist und konfiguriert ist, um ein Schmieröl nach dem Schmieren des turbinenseitigen Lagerteils zu speichern, wobei die zweite Ölleitung mit dem Ölspeicherteil verbunden sein kann.
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Der Turbolader kann weiterhin ein halbschwimmendes Metall umfassen, das in dem Lagerloch aufgenommen ist, sich nicht in der Axialrichtung und in der Drehrichtung der Turbinenwelle bewegen kann und ein Einsteckloch aufweist, in das die Turbinenwelle eingesteckt ist, wobei der turbinenseitige Lagerteil und der verdichterseitige Lagerteil aus einer Lagerfläche ausgebildet sein können, die eine Innenumfangsfläche des Einstecklochs in dem halbschwimmenden Metall ist.
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Die vorliegende Erfindung kann die Kühlleistung mit einem Schmieröl verbessern und eine Beeinträchtigung von Komponenten und eine Ablagerung von Ölrückständen unterdrücken.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Querschnittansicht eines Turboladers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Inneren eines Lagergehäuses von 1.
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3A und 3B sind Ansichten, die einen Kühlöldurchgang zeigen, wobei 3A einen Querschnitt eines durch eine Strichlinie in dem Lagergehäuse von 1 angegebenen Teils zeigt und 3B einen Querschnitt entlang der Linie IIIB-IIIB von 3A zeigt.
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4 ist eine schematische Querschnittansicht eines 2 entsprechenden Teils in einem modifizierten Beispiel.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden im Folgenden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Die für die Ausführungsformen angegebenen Dimensionen, Materialien, numerischen Werte usw. sind lediglich beispielhaft aufzufassen und sollen die Erfindung verdeutlichen, schränken jedoch, außer wenn dies eigens so angegeben wird, den Erfindungsumfang in keiner Weise ein. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Beschreibung und in den Zeichnungen Elemente mit im Wesentlichen gleichen Funktionen und Konfigurationen jeweils durch gleiche Bezugszeichen angegeben werden, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Elemente, die nicht in einem direkten Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, sind in den Zeichnungen nicht gezeigt.
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1 ist eine schematische Querschnittansicht eines Turboladers C. Für die folgende Beschreibung wird angenommen, dass die durch den Pfeil L in 1 angegebene Richtung der linken Seite des Turboladers C entspricht und die durch den Pfeil R angegebene Richtung der rechten Seite des Turboladers C entspricht. Wie in 1 gezeigt, enthält der Turbolader C einen Turbolader-Hauptkörper 1. Der Turbolader-Hauptkörper 1 umfasst ein Lagergehäuse 2, ein mit der linken Seite des Lagergehäuses 2 mittels einer Befestigungsschraube 3 verbundenes Turbinengehäuse 4 und ein mit der rechten Seite des Lagergehäuses 2 mittels einer Befestigungsschraube 5 verbundenes Verdichtergehäuse 6. Diese Gehäuse sind miteinander integriert.
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Das Lagergehäuse 2 weist ein darin ausgebildetes Lagerloch 2a auf, das sich in einer horizontalen Richtung des Turboladers C erstreckt. Ein Lagerglied 7 ist in dem Lagerloch 2a vorgesehen. Das Lagerglied 7 hält eine Turbinenwelle 8 drehbar oder empfängt eine auf die Turbinenwelle 8 wirkende Drucklast. Die Turbinenwelle 8 weist ein Turbinenrad 9 auf, das integriert an ihrem linken Ende fixiert ist. Das Turbinenrad 9 ist drehbar in dem Turbinengehäuse 4 aufgenommen. Weiterhin weist die Turbinenwelle 8 ein Verdichterrad 10 auf, das integriert an ihrem rechten Ende fixiert ist. Das Verdichterrad 10 ist drehbar in dem Verdichtergehäuse 6 aufgenommen.
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Ein Einlass 11 ist in dem Verdichtergehäuse 6 ausgebildet. Der Einlass 11 weist seine Öffnung auf der rechten Seite des Turboladers C auf und ist mit einem Luftreiniger (nicht gezeigt) verbunden. Wenn das Lagergehäuse 2 und das Verdichtergehäuse 6 mittels der Befestigungsschraube 5 miteinander verbunden sind, bilden die einander zugewandten Flächen der beiden Gehäuse 2 und 6 einen Verteilerdurchgang 12, der den Luftdruck erhöht. Der Verteilerdurchgang 12 ist kreisförmig von einer Innenseite zu einer Außenseite in der Radialrichtung der Turbinenwelle 8 (Verdichterrad 10) hin ausgebildet. Der Verteilerdurchgang 12 auf der Innenseite in der Radialrichtung ist über das Verdichterrad 10 mit dem Einlass 11 verbunden.
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Weiterhin weist das Verdichtergehäuse 6 einen darin vorgesehenen Verdichter-Schneckendurchgang 13 auf, der kreisförmig ausgebildet und außerhalb des Verteilerdurchgangs 12 in der Radialrichtung der Turbinenwelle 8 (des Verdichterrads 10) angeordnet ist. Der Verdichter-Schneckendurchgang 13 ist mit einem Einlass eines Motors (nicht gezeigt) und auch mit dem Verteilerdurchgang 12 verbunden. Wenn also das Verdichterrad 10 gedreht wird, wird Luft von dem Einlass 11 in das Verdichtergehäuse 6 eingeführt. Die Geschwindigkeit der eingeführten Luft wird vor allem durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft während des Durchgangs zwischen den Schaufeln des Verdichterrads 10 erhöht, der Druck der Luft wird durch den Verteilerdurchgang 12 und den Verdichter-Schneckendurchgang 13 erhöht und die Luft wird dann zu dem Einlass des Motors geführt.
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Das Turbinengehäuse 4 weist einen darin ausgebildeten Turbinen-Schneckendurchgang 14 auf, der kreisförmig ausgebildet und außerhalb des Turbinenrads 9 in der Radialrichtung der Turbinenwelle 9 angeordnet ist. Das Turbinengehäuse 4 weist auch einen darin ausgebildeten Auslass 15 auf. Der Auslass 15 ist mit dem Turbinen-Schneckendurchgang 14 über das Turbinenrad 9 verbunden und weiterhin mit einem Abgasemissions-Steuersystem (nicht gezeigt) verbunden, das der Vorderseite des Turbinenrads 9 zugewandt ist.
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In einem Zustand, in dem das Lagergehäuse 2 und das Turbinengehäuse 4 mittels der Befestigungsschraube 3 miteinander verbunden sind, ist ein Raum 16 zwischen den einander zugewandten Flächen der beiden Gehäuse 2 und 4 ausgebildet. Der Raum 16 bildet einen Flussdurchgang (variablen Flussdurchgang) x, durch den Abgas zirkuliert, und ist kreisförmig von der Innenseite zu der Außenseite in der Radialrichtung der Turbinenwelle 8 ausgebildet.
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Der Turbinen-Schneckendurchgang 14 ist mit einem Gaseinlass (nicht gezeigt) verbunden, in den Abgas von dem Motor (nicht gezeigt) geführt wird. Der Turbinen-Schneckendurchgang 14 ist auch mit dem oben genannten Raum 16 verbunden. Deshalb wird das Abgas von dem Gaseinlass zu dem Turbinen-Schneckendurchgang 14 und dann über den Flussdurchgang x und das Turbinenrad 9 zu dem Auslass 15 geführt. In diesem Zirkulationsprozess dreht das Abgas das Turbinenrad 9. Das Drehmoment des Turbinenrads 9 wird über die Turbinenwelle 8 zu dem Verdichterrad 10 übertragen, um das Verdichterrad 10 zu drehen. Wie weiter oben beschrieben, wird der Druck der Luft erhöht und wird die Luft durch das Drehmoment des Verdichterrads 10 zu dem Einlass des Motors geführt.
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Wenn sich die Flussrate des zu dem Turbinengehäuse 4 geführten Abgases ändert, ändern sich auch die Drehgrößen des Turbinenrads 9 und des Verdichterrads 10. Wenn sich die Drehgrößen der beiden Räder 9 und 10 ändern, kann die Luft mit dem vollständig erhöhten Druck unter Umständen nicht stabil zu dem Einlass des Motors geführt werden. Um dies zu verhindern, ist ein variabler Statorschaufelmechanismus 17 in dem Raum 16 vorgesehen. Der variable Statorschaufelmechanismus 17 ist an den einander zugewandten Flächen des Turbinengehäuses 4 und des Lagergehäuses 2 fixiert und stellt die Öffnung des Flussdurchgangs x (eine Flussdurchgangsfläche und einen Zwischenraum zwischen den Düsen) ein.
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Der variable Statorschaufelmechanismus 17 ändert die Flussgeschwindigkeit des durch das Turbinenrad 9 geführten Abgases in Übereinstimmung mit der Flussrate des Abgases. Insbesondere wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors gering ist und die Flussrate des Abgases niedrig ist, erhöht der variable Statorschaufelmechanismus 17 die Flussgeschwindigkeit des zu dem Turbinenrad 9 geführten Abgases, indem er die Öffnung des Flussdurchgangs x reduziert. Auf diese Weise kann das Turbinenrad 9 auch mit einer geringen Flussrate gedreht werden.
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2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Inneren des Lagergehäuses 2 von 1. 2 zeigt nur den durch die Strichlinie in 1 angegebenen Teil. Mit Bezug auf 2 wird im Folgenden das Lagerglied 7 in dem Lagerloch 2a beschrieben.
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Das Lagerglied 7 umfasst ein Radiallager 20, das die Turbinenwelle 8 drehbar hält, und Drucklager 21 und 22, die eine auf die Turbinenwelle 8 wirkende Drucklast empfangen.
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Das Radiallager 20 ist aus einem so genannten halbschwimmenden Metall ausgebildet. Das Radiallager 20 weist ein Einsteckloch 20a auf, das sich in der Axialrichtung der Turbinenwelle 8 erstreckt. Die Turbinenwelle 8 ist in das Einsteckloch 20a eingesteckt. Das Radiallager 20 weist ein darin ausgebildetes Loch 20b auf, das sich in dem Radiallager 20 von der Innenumfangsfläche (dem Einsteckloch 20a) zu der Außenumfangsfläche erstreckt.
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Ein Schmieröldurchgang 23 ist in dem Lagergehäuse 2 vorgesehen. Der Schmieröldurchgang 23 erstreckt sich von außerhalb des Lagergehäuses 2 und ist mit dem Radiallager 20 und dem Drucklager 22 verbunden. Das Schmieröl wird zu dem Lagerloch 2a von dem Schmieröldurchgang 23 zugeführt. Dann fließt etwas von dem Schmieröl in einen Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Radiallagers 20 und dem Lagerloch 2a, um das Lagergehäuse 2 zu kühlen oder das Drucklager 21 zu schmieren. Weiterhin fließt etwas von dem Schmieröl in das Loch 20b in dem Radiallager 20 und wird zu der Innenumfangsfläche des Radiallagers 20 geführt.
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Eine Lagerfläche ist an der Innenumfangsfläche des Radiallagers 20 vorgesehen. Die Lagerfläche hält einen Ölfilm zwischen dem Radiallager und der Turbinenwelle 8 mittels des durch das Loch 20b einfließenden Schmieröls und empfängt eine Last in der Radialrichtung der Turbinenwelle 8 durch den Druck des Ölfilms. Nachfolgend wird ein Teil der Lagerfläche auf der relativen Seite des Turbinenrads 9 (auf der linken Seite in 2) als ein turbinenseitiger Lagerteil 20c bezeichnet und wird ein Teil der Lagerfläche auf der relativen Seite des Verdichterrads 10 (auf der rechten Seite in 2) als ein verdichterseitiger Lagerteil 20d bezeichnet.
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Weiterhin ist ein Stiftloch 20e in dem Radiallager 20 vorgesehen. Das Stiftloch 20e erstreckt sich in der Richtung senkrecht zu der Axialrichtung der Turbinenwelle 8. Ein Schraubloch 2b ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das Schraubloch 2b erstreckt sich von der Außenseite zu der Innenseite in der Radialrichtung des Lagerlochs 2a. Weiterhin ist das Schraubloch 2b dem Stiftloch 20e in dem Radiallager 20, das in dem Lagerloch 2a aufgenommen ist, zugewandt.
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Ein Stift 24 weist eine Gewinderille an einem Teil auf, wo der Stift in das Schraubloch 2b geschraubt wird. Die Spitze des Stifts 24 wird in das Stiftloch 20e in dem Radiallager 20 eingesteckt. Es wird also verhindert, dass sich das Radiallager 20 relativ zu dem Lagerloch 2a in der Axialrichtung und in einer Drehrichtung der Turbinenwelle 8 bewegt.
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Ein Druckring 25 weist ein Fixierungsloch 25a auf, in das die Turbinenwelle 8 eingesteckt wird. Der Druckring 25 ist, wenn die Turbinenwelle 8 in das Fixierungsloch 25a eingesteckt ist, an einem Teil der Turbinenwelle 8 fixiert, der näher an dem Verdichterrad 10 angeordnet ist als das Radiallager 20, und wird zusammen mit der Turbinenwelle 8 gedreht.
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Die Drucklager 21 und 22 sind auf beiden Seiten (jeweils eines auf jeder Seite) des Druckrings 25 in der Axialrichtung der Turbinenwelle 8 angeordnet und empfangen eine Last (Drucklast) in der Axialrichtung der Turbinenwelle 8. Die Drucklager 21 und 22 weisen eine derartige Beziehung auf, dass die Turbinenwelle 8 und die Drucklager 21 und 22 relativ zueinander gedreht werden, während die Turbinenwelle 8 in die Einstecklöcher 21 und 22a eingesteckt ist, die sich in der Axialrichtung der Turbinenwelle 8 erstrecken.
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Das Schmieröl wird direkt von dem Schmieröldurchgang 23 zu dem Drucklagern 21 und 22 und dem Druckring 25 zugeführt. Das Schmieröl wird nach dem Schmieren des verdichterseitigen Lagerteils 20d auch zu den Drucklagern 21 und 22 und dem Druckring 25 zugeführt.
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In dieser Ausführungsform ist ein Kühlöldurchgang 26 zum Kühlen des Lagergehäuses 2 vorgesehen.
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3A und 3B sind Ansichten, die den Kühlöldurchgang 26 erläutern, wobei 3A einen Querschnitt eines durch die Strichlinie in dem Lagergehäuse 2 von 1 angegebenen Teils zeigt und 3B einen Querschnitt entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A zeigt.
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Wie in 3A gezeigt, ist der Kühlöldurchgang 26 kreisförmig radial außerhalb der Turbinenwelle 8 (des Lagerlochs 2a) auf der Turbinenseite des Lagergehäuses 2 vorgesehen. Der Kühlöldurchgang 26 ist mit einem Teil, wo das Drucklager 22 angeordnet ist, über eine erste Ölleitung 27 verbunden, die durch die Strichlinie in 3A angegeben wird. Die erste Ölleitung 27 ist ein in dem Lagergehäuse 2 vorgesehenes Loch. Die ersten Ölleitungen 27 sind an verschiedenen Positionen (Phasen) von dem Schmieröldurchgang 23 in einer Umfangsrichtung der Turbinenwelle 8 vorgesehen.
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Die erste Ölleitung 27 führt das Schmieröl nach dem Schmieren des verdichterseitigen Lagerteils 20d und des Drucklagers 22 zu dem Kühlöldurchgang 26. Das von der ersten Ölleitung 27 geführte Schmieröl wird durch den Kühlöldurchgang 26 zirkuliert, um das Lagergehäuse 2 zu kühlen.
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Wie in 2 gezeigt, ist ein Ölspeicherteil 28 auf der Seite des Turbinenrads 9 des Lagerlochs 2a vorgesehen. Der Ölspeicherteil 28 ist mit einem größeren Durchmesser ausgebildet als der Teil des Lagerlochs 2a, in dem das Radiallager 20 angeordnet ist. Der Ölspeicherteil 28 speichert das Schmieröl vorübergehend. Das zu speichernde Schmieröl umfasst das Schmieröl nach dem Schmieren des turbinenseitigen Lagerteils 20c und das zu dem Turbinenrad 9 ausgegebene Schmieröl, das das Lagergehäuse 2 kühlt, nachdem es in den Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Radiallagers 20 und dem Lagerloch 2a eingetreten ist.
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Ein Ölablaufdurchgang 2c ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Der Ölablaufdurchgang 2c ist zwischen dem Ölspeicherteil 28 und dem Turbinenrad 9 vorgesehen. Der Ölablaufdurchgang 2c verhindert ein Lecken von Öl zu dem Turbinenrad 9, indem das Schmieröl, das von dem Ölspeicherteil 28 (dem Lagerloch 2a) zu der Seite des Turbinenrads 9 ausgegeben wird, vertikal unter den Turbolader C geführt wird. Ein Flanschteil 8a ist in der Turbinenwelle 8 vorgesehen. Der Flanschteil 8a trennt den Ölspeicherteil 28 von dem Ölablaufdurchgang 2c. Der Flanschteil 8a unterdrückt die Ausgabe des Schmieröls von dem Ölspeicherteil 28 zu dem Ölablaufdurchgang 2c und erzeugt einen bestimmten Druck in dem Ölspeicherteil 28.
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Eine zweite Ölleitung 30 ist ein Flussdurchgang, der sich von einem oberen Ende des Ölspeicherteils 28 erstreckt und mit einem Teil des Kühlöldurchgangs 26 vertikal über dem Lagerloch 2a verbunden ist. Die zweite Ölleitung 30 ist an einer Position vorgesehen, die eine andere Phase als die erste Ölleitung 27 in der Umfangsrichtung der Turbinenwelle 8 aufweist. Etwas von dem in dem Ölspeicherteil 28 akkumulierten Schmieröl fließt aufgrund des Drucks in dem Ölspeicherteil 28, der in Übereinstimmung mit dem Zuführdruck erzeugt wird, von der zweiten Ölleitung 30 zu dem Kühlöldurchgang 26.
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Ein Ausgabedurchgang 29 ist ein Flussdurchgang, der sich von einem unteren Ende des Ölspeicherteils 28 erstreckt und mit dem Ölablaufdurchgang 2c verbunden ist. Etwas von dem in dem Ölspeicherteil 28 akkumulierten Schmieröl fließt, ohne in den Kühlöldurchgang 26 zu fließen, aufgrund des Drucks in dem Ölspeicherteil 28, der in Übereinstimmung mit dem Zuführdruck erzeugt wird, in den Ölablaufdurchgang 2c. Es ist zu beachten, dass in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Motors usw. auch auf den Ausgabedurchgang 29 verzichtet werden kann.
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Die zweite Ölleitung 30 führt das Schmieröl nach dem Schmieren des turbinenseitigen Lagerteils 20c und das zu der Seite des Turbinenrads 9 ausgegebene Schmieröl zu dem Kühlöldurchgang 26, wobei nach dem Eintritt in den Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Radiallagers 20 und dem Lagerloch 2a das Lagergehäuse 2 gekühlt wird. Die erste Ölleitung 27 führt auch das Schmieröl zu dem Kühlöldurchgang 26. Diese Ölleitungen 27 und 30 erhöhen die Menge des durch den Kühlöldurchgang 26 fließenden Schmieröls. Dadurch wird die Kühlleistung des Schmieröls verbessert, sodass eine Beeinträchtigung von Komponenten und eine Ablagerung von Ölrückständen unterdrückt werden kann.
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Und weil die zweite Ölleitung 30 mit dem Ölspeicherteil 28 verbunden ist, wird das zu der Turbinenseite des Lagerlochs 2a oder zu dem Ölspeicherteil 28 geführte Schmieröl zu dem Kühlöldurchgang 26 geführt. Deshalb kann das zu dem Turbinenrad 9 ausgegebene Schmieröl reduziert werden, sodass ein Lecken von Öl zu dem Turbinenrad 9 reduziert werden kann.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Lager, das die Turbinenwelle 8 drehbar hält, aus einem halbschwimmenden Metall ausgebildet. In dem in 4 gezeigten modifizierten Beispiel kann ein Lager (ein Radiallager 40), das die Turbinenwelle 8 drehbar hält, aus einem so genannten vollschwimmenden Metall ausgebildet sein. In diesem Fall umfasst das Radiallager 40 einen turbinenseitigen Lagerteil 40c und einen verdichterseitigen Lagerteil 40d und empfängt eine Last in der Radialrichtung der Turbinenwelle 8. Es ist zu beachten, dass der turbinenseitige Lagerteil 40c aus einem vollschwimmenden Metall ist, das auf der relativen Seite des Turbinenrads 9 in dem Lagerloch 2a angeordnet ist. Weiterhin ist der verdichterseitige Lagerteil 40d aus einem vollschwimmenden Metall, das auf der relativen Seite des Verdichterrads 10 angeordnet ist.
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In dem modifizierten Beispiel ist wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform ein Ölspeicherteil 28 auf der Seite des Turbinenrads 9 des Lagerlochs 2a vorgesehen und ist ein Flanschteil 8a für die Trennung des Ölspeicherteils 28 von dem Ölablaufdurchgang 2c vorgesehen. Weiterhin wird ein bestimmter Druck an dem in dem Ölspeicherteil 28 gespeicherten Schmieröl angelegt und wird das Schmieröl aufgrund dieses Drucks durch die zweite Ölleitung 30 zu dem Kühlöldurchgang 26 geführt. Wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann also die Menge des durch den Kühlöldurchgang 26 zirkulierenden Schmieröls sichergestellt werden. Es ist ein Merkmal, dass der Öldruck des Schmieröls in dem Lagerloch 2a bei Verwendung des halbschwimmenden Metalls höher gehalten wird als bei Verwendung des vollschwimmenden Metalls. Wenn also das halbschwimmende Metall als das Lager verwendet wird, das die Turbinenwelle 8 hält, kann die Menge des zu dem Kühlöldurchgang 26 geführten Schmieröls weiter erhöht werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Drucklager 21 und 22 vorgesehen. Das halbschwimmende Metall, das das Radiallager 20 bildet, kann jedoch eine Drucklast auch empfangen, ohne dass hierfür die Drucklager 21 und 22 vorgesehen sind. In diesem Fall führt die erste Ölleitung 27 das Schmieröl nach dem Schmieren des verdichterseitigen Lagerteils 20d zu dem Kühlöldurchgang 26. Insbesondere ist die erste Ölleitung 27 konfiguriert, um das Schmieröl nach dem Schmieren des verdichterseitigen Lagerteils 20d und/oder der Drucklager 21 und 22 zu dem Kühlöldurchgang 26 zu führen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel ist ein Druckring 25 vorgesehen und sind zwei Drucklager 21 und 22 auf beiden Seiten des Druckrings 25 in der Axialrichtung der Turbinenwelle 8 vorgesehen. Es können aber auch ein Drucklager und zwei Druckringe auf beiden Seiten des einen Drucklagers in der Axialrichtung der Turbinenwelle 8 vorgesehen sein.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel ist eine zweite Ölleitung 30 vorgesehen. Es können aber auch mehrere zweite Ölleitungen 30 vorgesehen sein, deren Phasen (Positionen) in der Umfangsrichtung der Turbinenwelle 8 versetzt sind.
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Solange der Endteil (Öffnungsteil) der zweiten Ölleitung 30 auf der Seite des Lagerlochs 2a näher an dem Turbinenrad 9 angeordnet ist als der Endteil der ersten Ölleitung 27 auf der Seite des Lagerlochs 2a, sodass das Schmieröl nach dem Schmieren der turbinenseitigen Lagerteile 20c und 40c durch die zweite Ölleitung 30 zirkuliert, wird hier keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Position des Endteils vorgegeben. Wenn jedoch das Radiallager 20 aus einem halbschwimmenden Metall vorgesehen ist, weist das zu dem Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Radiallagers 20 und dem Lagerloch 2a geführte Schmieröl eine niedrigere Temperatur auf als das Schmieröl nach dem Schmieren des turbinenseitigen Lagerteils 20c. Deshalb kann wie in 2 gezeigt das Schmieröl mit einer niedrigeren Temperatur zu dem Kühlöldurchgangs 26 geführt werden, wobei die zweite Ölleitung 30 mit dem oberen Ende des Ölspeicherteils 28 verbunden ist und das zu dem Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Radiallagers 20 und dem Lagerloch 2a geführte Schmieröl aktiv zu der zweiten Ölleitung 30 geführt wird.
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Es ist zu beachten, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel unter „vertikal nach unten” eine Richtung zu verstehen ist, in welcher die Schwerkraft auf den Turbolader C wirkt, wenn der Turbolader C an einem Fahrzeug oder ähnlichem montiert ist, das auf einer horizontalen Fläche steht. In 1 bis 4 ist die Richtung vertikal nach unten zur unteren Seite hin gerichtet.
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Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung allerdings nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
