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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Lagerstruktur, die eine Welle zentral stützt, und auf einen Turbolader.
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Stand der Technik
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In dem Stand der Technik sind Turbolader bekannt, in denen eine Welle durch ein Lagergehäuse in einer frei drehbaren Weise zentral gestützt wird. In einem Turbolader ist ein Turbinenlaufrad an einem Ende der Welle vorgesehen und ist ein Verdichterlaufrad an dem anderen Ende der Welle vorgesehen. Der Turbolader ist mit einer Brennkraftmaschine verbunden, und das Turbinenlaufrad wird durch ein Abgas, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, gedreht. Die Drehung des Turbinenlaufrads bewirkt, dass sich das Verdichterlaufrad über die Welle dreht. Der Turbolader verdichtet die Luft in Übereinstimmung mit der Drehung des Verdichterlaufrads und liefert die Luft zu der Brennkraftmaschine.
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In einem Turbolader, der in
JP 2005 - 214 094 A beschrieben ist, ist ein ringförmiges, halbschwimmendes Lager in einem Lagerloch, das in einem Gehäuse ausgebildet ist, aufgenommen. Schmieröl, das das halbschwimmende Lager schmiert (geschmiert hat), strömt in einen Verteilungsraum aus, der zwischen dem Lagerloch und einem Laufrad ausgebildet ist. Das Schmieröl, das in den Verteilungsraum ausgeströmt ist, strömt durch einen Ölabgabedurchgang, der in senkrechter Richtung unterhalb des Lagerlochs ausgebildet ist, nach unten (abwärts) und wird zu der Außenseite des Gehäuses abgegeben. Des Weiteren ist in der Gestaltung, die in
JP 2005 - 214 094 A beschrieben ist, eine ringförmige Zwischennut in dem Lagerloch ausgebildet. Die Zwischenraumnut ist zwischen dem halbschwimmenden Lager und dem Verteilungsraum positioniert. Ein Teil des Schmieröls, das von dem Lagerloch in Richtung des Verteilungsraums strömt, strömt in die Zwischenraumnut. Ein Aussparungsabschnitt zum Verbinden des Lagerlochs mit dem Ölabgabedurchgang ist an einem Wandabschnitt in senkrechter Richtung unterhalb der Welle ausgebildet, an der die Zwischenraumnut ausgebildet ist. Das Schmieröl, das in die Zwischenraumnut geströmt ist, wird zu dem Ölabgabedurchgang durch den Aussparungsabschnitt abgegeben.
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Wie vorstehend in
JP 2005 - 214 094 A beschrieben ist, ist in dieser Lagerstruktur die Zwischenraumnut in dem Lagerloch ausgebildet, wodurch ermöglicht wird, dass ein Teil des Schmieröls in die Zwischenraumnut strömt. Das heißt, ein Teil des Schmieröls, das in die Zwischenraumnut geströmt ist, wird direkt zu dem Ölabgabedurchgang abgegeben, ohne dass es durch den Verteilungsraum hindurchdringt (-tritt). Dadurch wird eine Leckage an Schmieröl zu der Laufradseite verhindert. Jedoch ist es bei einem Gerät, wie zum Beispiel einem Turbolader, gewünscht, die Anzahl der Umdrehungen (die Drehzahl) zu erhöhen. Wenn sich die Drehzahl erhöht, erhöht sich die Menge an Schmieröl, die zu dem Lager zugeführt wird. Daher ist eine weitere Verbesserung der Ölabgabeeigenschaft gewünscht.
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DE 10 2014 201 547 A1 zeigt eine Lagerstruktur, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse; ein Lagerloch, das in dem Gehäuse ausgebildet ist und mit einem Lager zum zentralen Stützen einer Welle vorgesehen ist; eine Zwischenraumnut, die an einer Innenumfangsfläche des Lagerlochs ausgebildet ist und einen gegenüberliegenden Wandabschnitt hat, der zu der Welle radial gegenüberliegend ist; und einen Ölabgabedurchgang, der unterhalb einer Wellenmitte der Welle vorgesehen ist.
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Weitere Lagerstrukturen gemäß dem Stand der Technik sind in
JP 2010 - 270 673 A ,
US 2012 / 0 263 589 A1 und
JP 2015 - 034 471 A offenbart.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerstruktur und einen Turbolader mit der Lagerstruktur bereitzustellen, die in der Lage sind, die Ölabgabeeigenschaft zu verbessern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Lagerstruktur mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einen Turbolader mit den Merkmalen von Anspruch 3 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ölabgabeeigenschaft verbessert werden.
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Die Lagerstruktur gemäß der Erfindung kann bevorzugt einen Verteilungsraum aufweisen, der in dem Gehäuse ausgebildet ist, zwischen einem Laufrad, das an einem Ende der Welle vorgesehen ist; und der Zwischenraumnut positioniert ist und mit dem Ölabgabedurchgang in Verbindung steht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Turboladers.
- 2 ist eine Ausschnittsansicht von einem Abschnitt von 1, der durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist.
- 3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III von 2, wobei 3 ein Vergleichsbeispiel darstellt, welches nicht unter den Schutzumfang der Ansprüche fällt.
- 4 ist ein erläuterndes Schaubild zum Erläutern eines erfindungsgemäßen Ausfü h ru ngsbeispiels.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die Abmessungen, Materialien, weitere spezifische numerische Werte und dergleichen, die in einem derartigen Ausführungsbeispiel dargestellt sind, sind lediglich Beispiele zum einfacheren (leichteren) Verständnis, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, es sei denn es ist der Fall beschrieben, bei dem eine solche Beschränkung spezifisch erwähnt ist. Es ist anzumerken, dass in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Funktion und Struktur haben, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und dass deren redundante Erläuterung weggelassen ist. Komponenten, die sich nicht direkt auf die vorliegende Offenbarung beziehen, sind nicht dargestellt.
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1 ist eine schematische Schnittansicht eines Turboladers C. Nachstehend ist dieser unter der Annahme beschrieben, dass eine Richtung des Pfeils L, der in 1 dargestellt ist, eine linke Seite des Turboladers C ist und dass eine Richtung eines Pfeils R eine rechte Seite des Turboladers C ist. Wie in 1 dargestellt ist, weist der Turbolader C einen Turboladerhauptkörper 1 auf. Der Turboladerhauptkörper 1 weist ein Lagergehäuse 2 (Gehäuse) auf. Ein Turbinengehäuse 4 ist mit der linken Seite des Lagergehäuses 2 durch einen Befestigungsmechanismus 3 verbunden. Ein Verdichtergehäuse 6 ist mit der rechten Seite des Lagergehäuses 2 durch eine Befestigungsschraube 5 verbunden. Das Lagergehäuse 2, das Turbinengehäuse 4 und das Verdichtergehäuse 6 sind integriert.
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Ein Vorsprung 2a ist an einer Außenumfangsfläche des Lagergehäuses 2 in der Umgebung des Turbinengehäuses 4 vorgesehen. Der Vorsprung 2a steht in der radialen Richtung des Lagergehäuses 2 vor. Ein Vorsprung 4a ist an einer Außenumfangsfläche des Turbinengehäuses 4 in der Nähe des Lagergehäuses 2 vorgesehen. Der Vorsprung 4a steht in der radialen Richtung des Turbinengehäuses 4 vor. Das Lagergehäuse 2 und das Turbinengehäuse 4 sind miteinander durch Befestigen der Vorsprünge 2a und 4a durch den Befestigungsmechanismus 3 fixiert. Der Befestigungsmechanismus 3 ist durch zum Beispiel eine G-Kopplung ausgebildet, die die Vorsprünge 2a und 4a klemmt.
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In dem Lagergehäuse 2 ist ein Lagerloch 2b, das den Turbolader C in der Links- und-Rechts-Richtung (Längsrichtung) durchdringt, ausgebildet. In dem Lagerloch 2b ist ein halbschwimmendes Lager 7 (Lager) vorgesehen. Eine Welle 8 ist durch das halbschwimmende Lager 7 in einer frei drehbaren Weise zentral gestützt. Ein Turbinenlaufrad 9 (Laufrad) ist an einem linken Endabschnitt der Welle 8 einstückig fixiert (befestigt). Das Turbinenlaufrad 9 ist in dem Turbinengehäuse 4 in einer frei drehbaren Weise aufgenommen. Ein Verdichterlaufrad 10 (Laufrad) ist an einem rechten Endabschnitt der Welle 8 einstückig fixiert (befestigt). Das Verdichterlaufrad 10 ist in dem Verdichtergehäuse 6 in einer frei drehbaren Weise aufgenommen.
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In dem Verdichtergehäuse 6 ist ein Einlassanschluss 11, der in Richtung der rechten Seite des Turboladers C offen ist, ausgebildet. Der Einlassanschluss 11 ist mit einem Luftfilter (nicht dargestellt) verbunden. In dem Zustand, in dem das Lagergehäuse 2 und das Verdichtergehäuse 6 durch die Befestigungsschraube 5 verbunden sind, bilden gegenüberliegende Flächen des Lagergehäuses 2 und des Verdichtergehäuses 6 einen Diffuserströmungsdurchgang 12 zum Beaufschlagen der Luft mit Druck aus. Der Diffuserströmungsdurchgang 12 ist ringförmig von einer inneren Seite in der radialen Richtung der Welle 8 nach außen ausgebildet. Der Diffuserströmungsdurchgang 12 steht mit dem Einlassanschluss 11 über das Verdichterlaufrad 10 an der inneren Seite in der radialen Richtung in Verbindung.
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Des Weiteren ist das Verdichtergehäuse 6 mit einem Verdichterspiralströmungsdurchgang 13 vorgesehen. Der Verdichterspiralströmungsdurchgang 13 ist an einer äußeren Seite in der radialen Richtung der Welle 8 in Bezug auf den Diffuserströmungsdurchgang 12 positioniert. Der Verdichterspiralströmungsdurchgang 13 steht mit einem Einlassanschluss einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) in Verbindung. Des Weiteren steht der Verdichterspiralströmungsdurchgang 13 auch mit dem Diffuserströmungsdurchgang 12 in Verbindung. Wenn sich das Verdichterlaufrad 10 dreht, wird der daher die Luft in das Verdichtergehäuse 6 von dem Einlassanschluss 11 angesaugt. Die angesaugte Luft wird durch die Wirkung der Zentrifugalkraft in dem Verlauf der Strömung durch Schaufeln des Verdichterlaufrads 10 beschleunigt. Diese Luft wird durch den Diffuserströmungsdurchgang 12 und den Verdichterspiralströmungsdurchgang 13 mit Druck beaufschlagt und wird zu dem Einlassanschluss der Brennkraftmaschine geführt.
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In dem Turbinengehäuse 4 ist ein Abgabeanschluss 14, der in Richtung der linken Seite des Turboladers C offen ist, ausgebildet. Der Abgabeanschluss 14 ist mit einer Abgasreinigungsvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. In dem Turbinengehäuse 4 sind ein Strömungsdurchgang 15 und ein ringförmiger Turbinenspiralströmungsdurchgang 16, der an der äußeren Seite in der radialen Richtung des Turbinenlaufrads 9 in Bezug auf den Strömungsdurchgang 15 positioniert ist, vorgesehen. Der Turbinenspiralströmungsdurchgang 16 steht mit einem Gaseinlassanschluss (nicht dargestellt) in Verbindung. Abgas, das von einem Abgassammler (Abgaskrümmer) der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) ausgestoßen wird, wird zu dem Gaseinlassanschluss geführt. Der Turbinenspiralströmungsdurchgang 16 steht auch mit dem Strömungsdurchgang 15 in Verbindung. Daher wird das Abgas, das von dem Gaseinlassanschluss zu dem Turbinenspiralströmungsdurchgang 16 geführt wird, über den Strömungsdurchgang 15 und das Turbinenlaufrad 9 zu dem Abgabeanschluss 14 geführt. Das Abgas dreht das Turbinenlaufrad 9 in dem Verlauf der Strömung durch das Laufrad.
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Die Drehkraft des Turbinenlaufrads 9 wird dann zu dem Verdichterlaufrad 10 über die Welle 8 übertragen. Die Drehkraft des Verdichterlaufrads 10 ermöglicht es, dass die Luft mit Druck beaufschlagt wird und zu dem Einlassanschluss der Brennkraftmaschine geführt wird, wie vorstehend beschrieben ist.
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2 ist eine Ausschnittsansicht eines Abschnitts von 1, der durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist. Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Lagerstruktur S innerhalb des Lagergehäuses 2 vorgesehen. In der Lagerstruktur S wird Schmieröl, das in das Lagerloch 2b von einem Öldurchgang 2c, der in dem Lagergehäuses 2 ausgebildet ist, geströmt ist (strömt), zu dem halbschwimmenden Lager 7 zugeführt.
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Das halbschwimmende Lager 7 hat einen ringförmigen Hauptkörperabschnitt 7a. Die Welle 8 ist innerhalb des Hauptkörperabschnitts 7a eingesetzt. An einer Innenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a sind zwei Lagerflächen 7b und 7c ausgebildet, die in der axialen Richtung der Welle 8 (nachstehend vereinfacht als die axiale Richtung bezeichnet) voneinander separat (getrennt) vorgesehen sind.
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Das halbschwimmende Lager 7 weist ein Ölloch 2d auf, das den Hauptkörperabschnitt 7a von der Innenumfangsfläche zu der Außenumfangsfläche des Abschnitts durchdringt. Ein Teil des Schmieröls, das zu dem Lagerloch 2b zugeführt wird, tritt durch das Ölloch 2d hindurch und strömt in die Innenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a. Das Schmieröl, das in die Innenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a strömt, wird zu einem Spalt zwischen der Welle 8 und jeder der Lagerflächen 7b und 7c zugeführt. Die Welle 8 ist durch den Ölfilmdruck des Schmieröls, das zu dem Spalt zwischen der Welle 8 und jeder der Lageflächen 7b und 7c zugeführt wird, zentral gestützt.
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Der Hauptkörperabschnitt 7a ist des Weiteren mit einem Durchgangsloch 7d vorgesehen, das den Hauptkörperabschnitt 7a von der Innenumfangsfläche zu der Außenumfangsfläche durchdringt. In dem Lagergehäuse 2 ist ein Stiftloch 2e an einem Abschnitt gegenüberliegend zu dem Durchgangsloch 7d ausgebildet. Das Stiftloch 2e durchdringt einen Wandabschnitt, der das Lagerloch 2b ausbildet. In dem Stiftloch 2e ist ein Positionierungsstift 20 zum Beispiel von der unteren Seite in 2 pressgepasst und wird dadurch gehalten. Ein vorderes Ende des Positionierungsstifts 20 ist in das Durchgangsloch 7d des halbschwimmenden Lagers 7 eingesetzt. Der Positionierungsstift 20 reguliert eine Drehung und Bewegung in der axialen Richtung des halbschwimmenden Lagers 7.
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Des Weiteren ist an der Welle 8 ein Ölschleuderbauteil 21 an der rechten Seite (der Verdichterlaufradseite) in 2 in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 7a fixiert (befestigt). Das Ölschleuderbauteil 21 ist ein ringförmiges Bauteil. Das Ölschleuderbauteil 21 verteilt das Schmieröl, das zu der Verdichterlaufradseite entlang der Welle 8 strömt, zu der äußeren Seite in der radialen Richtung. Das heißt, eine Leckage des Schmieröls zu der Verdichterlaufradseite wird durch das Ölschleuderbauteil 21 verhindert.
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Das Ölschleuderbauteil 21 ist axial zu dem Hauptkörperabschnitt 7a gegenüberliegend. Ein Außendurchmesser einer gegenüberliegenden Fläche 21a, die zu dem Hauptkörperabschnitt 7a gegenüberliegend ist, des Ölschleuderbauteils 21 ist größer als ein Innendurchmesser der Lagerfläche 7c und ist kleiner als ein Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a.
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Die Welle 8 ist mit einem Abschnitt 8a mit großem Durchmesser vorgesehen, der einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der Innendurchmesser der Lagerfläche 7b des Hauptkörperabschnitts 7a. Der Außendurchmesser des Abschnitts 8a mit großem Durchmesser ist größer als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a. Der Abschnitt 8a mit großem Durchmesser ist an der linken Seite (der Turbinenlaufradseite) in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 7a in 2 positioniert und liegt zu dem Hauptkörperabschnitt 7a in der axialen Richtung gegenüber.
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Auf diese Weise ist der Hauptkörperabschnitt 7a zwischen dem Ölschleuderbauteil 21 und dem Abschnitt 8a mit großem Durchmesser in der axialen Richtung angeordnet. Des Weiteren wird eine Bewegung des Hauptkörperabschnitts 7a in der axialen Richtung durch den Positionierungsstift 20 begrenzt (verhindert). Das Schmieröl wird zu einem Spalt zwischen dem Hauptkörperabschnitt 7a und dem Ölschleuderbauteil 21 und zu einem Spalt zwischen dem Hauptkörperabschnitt 7a und dem Abschnitt 8a mit großem Durchmesser zugeführt. Wenn sich die Welle 8 in der axialen Richtung bewegt, ist das Ölschleuderbauteil 21 oder der Abschnitt 8a mit großem Durchmesser durch den Ölfilmdruck zwischen dem Ölschleuderbauteil 21 oder dem Abschnitt 8a mit großem Durchmesser und dem Hauptkörperabschnitt 7a gestützt. Das heißt, das halbschwimmende Lager 7 weist Lagerflächen 7e und 7f auf, die Axiallasten an beiden axialen Endflächen des Hauptkörperabschnitts 7a erhalten (aufnehmen).
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Dämpferabschnitte 7g und 7h sind an beiden axialen Endseiten der Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a ausgebildet. Die Dämpferabschnitte 7g und 7h verhindern (unterdrücken) eine Schwingung der Welle 8 durch den Ölfilmdruck des Schmieröls, das zu einem Spalt zwischen den Dämpferabschnitten 7g und 7h und einer Innenumfangsfläche 2f des Lagerlochs 2b zugeführt wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, strömt ein Teil des Schmieröls, das zu den Lagerflächen 7d und 7e und dem Dämpferabschnitt 7g zugeführt wird, von dem Lagerloch 2b zu der Turbinenlaufradseite aus. Ein Verteilungsraum Sa ist innerhalb des Lagergehäuses 2 ausgebildet. Der Verteilungsraum Sa ist zwischen dem Turbinenlaufrad 9 und dem Lagerloch 2b ausgebildet. Der Verteilungsraum Sa ist kontinuierlich (durchgehend) in Bezug auf das Lagerloch 2b in der axialen Richtung der Welle 8 ausgebildet. Des Weiteren erstreckt sich der Verteilungsraum Sa in Richtung einer radial außenliegenden Seite in Bezug auf das Lagerloch 2b in der Drehrichtung der Welle 8 (nachstehend vereinfacht als die Drehrichtung bezeichnet). Das Schmieröl, das von dem Lagerloch 2b zu der Turbinenlaufradseite ausströmt, wird durch die Zentrifugalkraft der Welle 8 in dem Verteilungsraum Sa radial nach außen verteilt.
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Der Verteilungsraum Sa ist kontinuierlich (durchgehend) in Bezug auf einen Ölabgabedurchgang (Ölablassdurchgang) Sb ausgebildet, der in senkrechter Richtung unterhalb (der unteren Seite in 2) des Lagerlochs 2b vorgesehen ist. Der Ölabgabedurchgang Sb ist unterhalb der Wellenmitte der Welle 8 vorgesehen. Insbesondere erstreckt sich der Ölabgabedurchgang Sb in senkrechter Richtung unterhalb des Lagerlochs 2b innerhalb des Lagergehäuses 2. Der Ölabgabedurchgang Sb steht mit einem Ölabgabeanschluss 2g in Verbindung, der an der unteren Seite (in senkrechter Richtung unteren Seite) des Lagergehäuses 2 ausgebildet ist, das in 1 dargestellt ist.
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Das Schmieröl, das in senkrechter Richtung oberhalb der Welle 8 in dem Verteilungsraum Sa verteilt wird, strömt in senkrechter Richtung von der Welle 8 entlang der Innenwand des Lagergehäuses 2, das den Verteilungsraum Sa ausbildet, nach unten (abwärts). Das Schmieröl, das entlang der Innenwand des Lagergehäuses 2 nach unten strömt, vermischt sich mit dem Schmieröl, das in Bezug auf die Welle 8 in dem Verteilungsraum Sa in senkrechter Richtung nach unten verteilt wird, und wird zu dem Ölabgabedurchgang Sb geleitet. Das Schmieröl, das zu dem Ölabgabedurchgang Sb geführt wird, strömt durch den Ölabgabedurchgang Sb in Richtung des Ölabgabeanschlusses 2g nach unten (abwärts) und wird zu der Außenseite des Lagergehäuses 2 abgegeben.
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Ein Dichtungsring 22 ist zwischen dem Verteilungsraum Sa und dem Turbinenlaufrad 9 angeordnet. Der Dichtungsring 22 ist in einem Spalt in der radialen Richtung zwischen der Welle 8 und dem Lagergehäuse 2 positioniert. Der Dichtungsring 22 verhindert eine Leckage des Schmieröls von der Verteilungsraumseite zu der Turbinenlaufradseite.
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Auf diese Weise wird eine Leckage des Schmieröls zu der Turbinenlaufradseite durch den Dichtungsring 22 verhindert. Jedoch ist, wenn die Menge an Schmieröl, die von dem Lagerloch 2b zu dem Verteilungsraum Sa ausströmt, zu groß ist, eine Dichtungseigenschaft des Dichtungsrings 22 verschlechtert. Daher ist eine Zwischenraumnut 23 in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Die Zwischenraumnut 23 ist an der Innenumfangsfläche 2f des Lagerlochs 2b vorgesehen.
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Ein ringförmiger Vorsprung 2h ist in dem Lagergehäuse 2 radial außerhalb von dem Abschnitt 8a mit großem Durchmesser ausgebildet. Der ringförmige Vorsprung 2h umgibt den Abschnitt 8a mit großem Durchmesser ringförmig. Zusätzlich steht der ringförmige Vorsprung 2h in Richtung einer radialen innen liegenden Seite in Bezug auf die Bodenfläche der Zwischenraumnut 23 vor. Die Zwischenraumnut 23 ist an der entgegengesetzten Seite zu dem Verteilungsraum Sa (an der Seite der Mitte des Lagerlochs 2b, an der Seite des Verdichterlaufrads 10) positioniert, wobei der ringförmige Vorsprung 2h dazwischen angeordnet ist. Das heißt, die Zwischenraumnut 23 ist von dem Verteilungsraum Sa in der axialen Richtung der Welle 8 getrennt (separat) ausgebildet, wobei eine Wandfläche (ringförmiger Vorsprung 2h) dazwischen angeordnet ist. In anderen Worten ist der Verteilungsraum Sa zwischen dem Turbinenlaufrad 9 und der Zwischenraumnut 23 positioniert. Ein Teil des Schmieröls, das zu den Lagerflächen 7b und 7e und dem Dämpferabschnitt 7g zugeführt worden ist, strömt in die Zwischenraumnut 23.
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Eine gegenüberliegende Fläche 8b des Abschnitts 8a mit großem Durchmesser, die zu dem Hauptkörperabschnitt 7a gegenüberliegend ist, ist an einer radial innen liegenden Seite der Zwischenraumnut 23 positioniert. Daher strömt das Schmieröl, das die Lagerflächen 7b und 7e schmiert bzw. geschmiert hat, strömt einfach (leicht) in die Zwischenraumnut 23 entlang der gegenüberliegenden Fläche 8b. Die Zwischenraumnut 23 ist in einer radial außenliegenden Seite des Hauptkörperabschnitts 7a positioniert. Daher strömt das Schmieröl, das durch den Spalt zwischen dem Dämpferabschnitt 7g und dem Lagerloch 2b hindurchgetreten ist, einfach in die Zwischenraumnut 23.
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Der Außendurchmesser des Abschnitts 8a mit großem Durchmesser ist größer als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a. Daher wird eine Strömungsrichtung des Schmieröls, das in der axialen Richtung von dem Dämpferabschnitt 7g entlang der Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a strömt, durch den Abschnitt 8a mit großem Durchmesser in die radiale Richtung geändert und strömt somit einfach in die Zwischenraumnut 23.
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Des Weiteren ist eine Verbindungsöffnung 24 in dem Lagergehäuse 2 vorgesehen. Die Verbindungsöffnung 24 durchdringt eine Trennwand, die das Lagerloch 2b und den Ölabgabedurchgang Sb in dem Lagergehäuse 2 in der radialen Richtung der Welle 8 trennt. Das heißt, die Verbindungsöffnung 24 steht mit der Zwischenraumnut 23 (dem Lagerloch 2b) und dem Ölabgabedurchgang Sb in Verbindung. Daher wird das Schmieröl, das in die Zwischenraumnut 23 strömt, zu dem Ölabgabedurchgang Sb über die Verbindungsöffnung 24 geführt.
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3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III von 2. 3 stellt ein Vergleichsbeispiel dar, welches nicht unter den Schutzumfang der Ansprüche fällt. In 3 ist zur Erleichterung des Verständnisses ein Teil des Lagergehäuses 2 durch eine Darstellung mit einer gebrochenen Linie weggelassen. Ferner ist eine Darstellung von Abschnitten an der radial außenliegenden Seite der Welle 8 in Bezug auf den Ölabgabedurchgang Sb weggelassen.
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Ein Teil des Schmieröls dreht sich, wenn sich der Abschnitt 8a mit großem Durchmesser dreht, und wird oberhalb der Welle 8 in der Zwischenraumnut 23 durch die Zentrifugalkraft verteilt. Das Schmieröl, das in einer oberen Seite in Bezug auf die Welle 8 verteilt wird, strömt entlang einer Innenwand der Zwischenraumnut 23 bezüglich der Welle 8 nach unten. Das Schmieröl, das entlang der Innenwand der Zwischenraumnut 23 strömt, vermischt sich mit dem Schmieröl, das unterhalb der Welle 8 in der Zwischenraumnut 23 verteilt wird, und wird von der Verbindungsöffnung 24 zu dem Ölabgabedurchgang Sb ausgestoßen.
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Wie in 2 und 3 dargestellt ist, erstreckt sich der ringförmige Vorsprung 2h auch unterhalb der Welle 8. Daher wird eine Verteilung des Schmieröls von der Verbindungsöffnung 24 zu der Verteilungsraumseite verhindert und wird das Schmieröl einfach zu dem Ölabgabedurchgang Sb geleitet.
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Auf diese Weise wird ein Teil des Schmieröls direkt von dem Lagerloch 2b zu dem Ölabgabedurchgang Sb ausgestoßen, ohne dass es durch den Verteilungsraum Sa hindurchtritt. Daher wird die Menge an Schmieröl, das zu der Turbinenlaufradseite in Bezug auf den Abschnitt 8a mit großem Durchmesser strömt, begrenzt. Daher wird eine Leckage des Schmieröls von dem Dichtungsring 22 zu der Turbinenlaufradseite verhindert.
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Die Zwischenraumnut 23 hat einen gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a, der zu der Welle 8 in der radialen Richtung gegenüberliegend ist. Der gegenüberliegende Wandabschnitt 23a liegt der Welle 8 mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in der radialen Richtung gegenüber. Wie in 3 dargestellt ist, ist ein enger Abschnitt 25 in dem gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a ausgebildet. Der enge Abschnitt 25 ist an der hinteren Seite (Rückwärtsseite) in der Drehrichtung der Welle 8 vorgesehen, wobei eine Grenze gleich oberhalb der Wellenmitte der Welle 8 vorgesehen ist (eine gebrochene Linie, die die Wellenmitte der Welle 8 schneidet und sich in der Oben-und-Unten-Richtung in 3 erstreckt). Der enge Abschnitt 25 ist kontinuierlich (durchgehend) von der Grenze mit der Verbindungsöffnung 24 zu der vorderen Seite in der Drehrichtung ausgebildet. In anderen Worten ist der enge Abschnitt 25 zu der vorderen Seite (Vorwärtsseite) in der Drehrichtung der Welle 8 in Bezug auf die Verbindungsöffnung 24 durchgängig (kontinuierlich) ausgebildet. Der enge Abschnitt 25 erstreckt sich parallel zu der senkrechten Richtung. Ein Spalt zwischen einer Wandfläche des engen Abschnitts 25 und der Welle 8 ist enger als ein Spalt zwischen dem gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a an der vorderen Seite in der Drehrichtung der Welle 8 und der Welle 8, wobei die Grenze (Teilung an) gleich oberhalb der Wellenmitte der Welle 8 vorgesehen ist. In anderen Worten ist der Spalt zwischen der Wandfläche des engen Abschnitts 25 und der Welle 8 enger als der kleinste Spalt zwischen dem gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a an der vorderen Seite in der Drehrichtung der Welle 8 und der Welle 8, wobei die Grenze (Teilung an) gleich oberhalb der Wellenmitte der Welle 8 vorgesehen ist. In dem engen Abschnitt 25 ist der Spalt zwischen dem engen Abschnitt 25 und der Welle 8 an einem Abschnitt am kleinsten, der der Höhe mit der Wellenmitte der Welle 8 entspricht. Der enge Abschnitt 25 bildet eine Wandfläche aus, die in der radialen Richtung in Bezug auf eine virtuelle Wandfläche nach innen vorsteht, unter der Annahme, dass der gegenüberliegende Wandabschnitt 23a sich zu derselben Koordinatenphase in der Umfangsrichtung erstreckt. Zum Beispiel kann, wie in 3 dargestellt ist, der enge Abschnitt 25 eine Form haben, die in einer im Wesentlichen Bogenform nach innen vorsteht.
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Das Schmieröl, das gedreht wird, wenn sich der Abschnitt 8a mit großem Durchmesser dreht, wird von der Verbindungsöffnungsseite nach oben zu einer oberen Seite der Welle 8 geschleudert (geworfen, gefördert). Das Schmieröl, das in die Zwischenraumnut 23 geströmt ist, dreht sich in Übereinstimmung mit der Drehung der Welle 8 und wird gezwungen in dem engen Abschnitt 25 in der Drehrichtung zu zirkulieren. Jedoch wird in einem Fall, in dem der enge Abschnitt 25, der eine enge Spalte in der radialen Richtung von der Welle 8 hat, vorgesehen ist, die Menge an Schmieröl, die nach oben geworfen wird, begrenzt. Dadurch wird es ermöglicht, dass das Schmieröl einfach von der Zwischenraumnut 23 zu dem Ölabgabedurchgang Sb abgegeben wird und das Ölabgabevermögen somit verbessert werden kann.
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4 ist ein erläuterndes Schaubild zum Erläutern eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. 4 ist ein Schaubild, das eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels in der gleichen Position wie die in 3 darstellt. Wie in 4 dargestellt ist, ist in dem Ausführungsbeispiel ein weiter Abschnitt 36 an dem gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a der Zwischenraumnut 23 vorgesehen. Der weite Abschnitt 36 ist in dem gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a an der vorderen Seite in der Drehrichtung ausgebildet, wobei die Grenze (Teilung an) gleich oberhalb der Wellenmitte der Welle 8 vorgesehen ist. Insbesondere ist der weite Abschnitt 36 kontinuierlich (durchgängig) von der Verbindungsöffnung 24 in Richtung der hinteren Seite in der Drehrichtung ausgeführt. Der weite Abschnitt 36 hat einen weiteren Spalt von der Welle 8 als der des gegenüberliegenden Wandabschnitts 23a an der hinteren Seite in der Drehrichtung, wobei die Grenze (Teilung an) gleich oberhalb der Wellenmitte der Welle 8 vorgesehen ist.
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Wenn das Schmieröl, das gedreht wird, wenn sich der Abschnitt 8a mit großem Durchmesser dreht, entlang der Drehrichtung der Welle 8 nach unten (abwärts) strömt, verteilt sich das Schmieröl aufgrund der Zentrifugalkraft in radialer Richtung nach außen und strömt nach unten. Da der weite Abschnitt 36 ausgebildet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Strömung des Schmieröls, das sich in der radialen Richtung nach außen verteilt und nach unten strömt, behindert wird. Daher kann das Schmieröl wirksam von der Zwischenraumnut 23 zu dem Ölabgabedurchgang Sb abgegeben werden.
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Des Weiteren hat der weite Abschnitt 36 einen weiteren Spalt von der Welle 8 in Richtung der Verbindungsöffnung 24 (in Richtung der vorderen Seite in der Drehrichtung) an der vorderen Seite in der Drehrichtung. Das heißt die Wandfläche des weiten Abschnitts 36 hat einen weiteren Spalt von der Welle 8 in Richtung der Verbindungsöffnung 24. Die Wandfläche des weiten Abschnitts 36 bildet eine Wandfläche aus, die in der radialen Richtung mit Bezug auf eine virtuelle Wandfläche nach außen vorsteht, unter Annahme, dass sich der gegenüberliegende Wandabschnitt 36a zu derselben Koordinatenphase in der Umfangsrichtung erstreckt. Zum Beispiel hat der weite Abschnitt 36 eine gekrümmte Form in einem Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung der Welle 8, wie in 4 dargestellt ist. Des Weiteren erhöht sich der Krümmungsradius der Kurve, wenn sich die Kurve der Verbindungsöffnung 24 annähert.
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Das heißt, der weite Abschnitt 36 erstreckt sich entlang der Strömung des Schmieröls, die sich aufgrund der Zentrifugalkraft in radialer Richtung nach außen verteilt und nach unten strömt. Daher ist es aufgrund des weiten Abschnitts 36 unwahrscheinlicher, dass die Strömung des Schmieröls behindert (gehemmt, beeinträchtigt) wird, und somit kann das Ölabgabevermögen weiter verbessert werden.
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In dem vorstehend erwähnten Vergleichsbeispiel ist der Fall beschrieben, in dem der enge Abschnitt 25 ausgebildet ist. Jedoch wird der weite Abschnitt 36, der in dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, bei der Gestaltung des Ausführungsbeispiels angewandt. Zudem können sowohl der enge Abschnitt 25 als auch der weite Abschnitt 36 in dem gegenüberliegenden Wandabschnitt 23a der Zwischenraumnut 23 ausgebildet sein. In diesem Fall wird die Abgabe des Schmieröls von der Zwischenraumnut 23 zu dem Ölabgabedurchgang Sb durch sowohl den engen Abschnitt 25 als auch den weiten Abschnitt 36 unterstützt, und somit wird das Ölabgabevermögen synergistisch verbessert.
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Des Weiteren ist in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, in dem die Verbindungsöffnung 24, die Zwischenraumnut 23 und der enge Abschnitt 25 an der Turbinenlaufradseite des Lagerlochs 2b vorgesehen sind. Jedoch können der Verbindungsabschnitt 24, die Zwischenraumnut 23 und der enge Abschnitt 25 an der Verdichterlaufradseite des Lagerlochs 2b vorgesehen sein. Ferner ist in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, in dem die Verbindungsöffnung 24, die Zwischenraumnut 23 und der weite Abschnitt 36 an der Turbinenlaufradseite des Lagerlochs 2b vorgesehen sind. Jedoch können der Verbindungsabschnitt 24, die Zwischenraumnut 23 und der weite Abschnitt 36 an der Verdichterlaufradseite des Lagerlochs 2b vorgesehen sein.
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Des Weiteren ist in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, in dem der enge Abschnitt 25 kontinuierlich (durchgängig, durchgehend) von der Grenze mit der Verbindungsöffnung 24 zu der vorderen Seite in der Drehrichtung ausgebildet ist. Jedoch kann der enge Abschnitt 25 getrennt von der Grenze mit der Verbindungsöffnung 24 ausgebildet sein. In anderen Worten kann der rückseitige (hinterseitige) Endabschnitt des engen Abschnitts 25 von der Verbindungsöffnung 24 separat (getrennt) ausgebildet sein. Jedoch wird, wenn der enge Abschnitt 25 kontinuierlich von der Grenze mit der Verbindungsöffnung 24 zu der vorderen Seite in der Drehrichtung ausgebildet ist, das Schmieröl, das von der Verbindungsöffnungsseite zu der engen Abschnittsseite strömt, wirksam reduziert, wodurch es ermöglicht wird, dass das Ölabgabevermögen weiter verbessert wird.
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Des Weiteren ist in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, in dem der weite Abschnitt 36 kontinuierlich von der Grenze mit der Verbindungsöffnung 24 zu der hinteren Seite in der Drehrichtung ausgebildet ist. Jedoch kann der weite Abschnitt 36 getrennt (separat) von der Grenze mit der Verbindungsöffnung 24 ausgebildet sein. In anderen Worten kann der vorderseitige Endabschnitt des weiten Abschnitts 36 getrennt (separat) von der Verbindungsöffnung 24 ausgebildet sein. Ferner verhindert in diesem Fall der weite Abschnitt 36 ein Auftreten einer Wirbelströmung oder dergleichen. Als Ergebnis ist es unwahrscheinlich, dass ein Zustand auftritt, in dem die tatsächliche Strömungsdurchgangsfläche der Verbindungsöffnung 24 aufgrund eines Einflusses einer Wirbelströmung oder dergleichen reduziert ist/wird, und kann das Ölabgabevermögen somit verbessert werden. Jedoch kann in einem Fall, in dem der weite Abschnitt 36 kontinuierlich von der Verbindungsöffnung 24 zu der hinteren Seite in der Drehrichtung ausgebildet ist, das Schmieröl wirksam von der Zwischenraumnut 23 zu der Verbindungsöffnung 24 abgegeben werden.
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Des Weiteren ist in dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, in dem der weite Abschnitt 36 den weiteren Spalt von der Welle 8 in Richtung der Verbindungsöffnung 24 in der vorderen Seite in der Drehrichtung hat. Jedoch ist es nicht erforderlich, dass der Spalt zwischen der Welle 8 und dem weiten Abschnitt 36 in Richtung der Verbindungsöffnung 24 an der vorderen Seite in der Drehrichtung weiter ist. Zum Beispiel kann der Spalt zwischen dem weiten Abschnitt 36 und der Welle 8 konstant sein.
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Des Weiteren ist in dem vorstehend erwähnten Vergleichsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel der Verteilungsraum Sa, der zwischen dem Turbinenlaufrad 9 und der Zwischenraumnut 23 positioniert ist und mit dem Ölabgabedurchgang Sb in Verbindung steht, umfasst. Jedoch ist der Verteilungsraum Sa nicht unabdingbar.
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In dem Vergleichsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, sind der enge Abschnitt 25 und der weite Abschnitt 36 separat vorgesehen. Jedoch können sowohl der enge Abschnitt 25 als auch der weite Abschnitt 36 vorgesehen sein. Das heißt, die Lagerstruktur weist zumindest einen von dem engen Abschnitt 25 und dem weiten Abschnitt 36 auf.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es ist ersichtlich, dass der Fachmann verschiedene Modifikationen oder Variationen innerhalb des Schutzumfangs, der in den Ansprüchen beschrieben ist, machen kann, und es ist nachvollziehbar, dass diese natürlich auch innerhalb des technischen Schutzumfangs liegen.
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Bezugszeichenliste
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- C
- Turbolader
- S
- Lagerstruktur
- Sa
- Verteilungsraum
- Sb
- Ölabgabedurchgang (Ölablassdurchgang)
- 2
- Lagergehäuse (Gehäuse)
- 2b
- Lagerloch
- 2f
- Innenumfangsfläche
- 7
- halbschwimmendes Lager (Lager)
- 8
- Welle
- 9
- Turbinenlaufrad (Laufrad)
- 10
- Verdichterlaufrad (Laufrad)
- 23
- Zwischenraumnut
- 23a
- gegenüberliegender Wandabschnitt
- 24
- Verbindungsöffnung
- 25
- enger Abschnitt
- 36
- weiter Abschnitt
