DE112017003999T5

DE112017003999T5 - Turbolader

Info

Publication number: DE112017003999T5
Application number: DE112017003999.1T
Authority: DE
Inventors: Fumihiko Fukuhara; Shinichi Kaneda; Tomomi SUGIURA
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CN109477421A; WO2018030179A1; US20190107052A1; JPWO2018030179A1

Abstract

Ein Turbolader weist Folgendes auf: ein Gehäuse (Lagergehäuse 2); ein Lagerbauteil 7, das in dem Gehäuse vorgesehen ist und Lagerflächen 7f und 7g hat; und eine Welle 8 mit aufgenommenen Flächen 30a und 40a, die den Lagerflächen 7f und 7g jeweils zugewandt sind in einer Richtung einer Drehachse, und großdurchmessrige Abschnitte haben (Kragenabschnitt 8a und Ölwerferbauteil 21), die sich von Außenumfängen der aufgenommenen Flächen 30a und 40a erstrecken und mit Trennabschnitten (Trennflächen 30b und 40b und Stufenabschnitten 30c und 40c) ausgebildet sind, die von den Lagerflächen 7f und 7g jeweils weiter beabstandet sind als die aufgenommenen Flächen 30a und 40a.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Turbolader mit einer Welle und einer Lagerfläche.
Stand der Technik
Gewöhnlicherweise sind Turbolader bekannt, die mit einer Welle versehen sind. Ein Ende der Welle ist mit einem Turbinenlaufrad versehen. Das andere Ende der Welle ist mit einem Kompressorlaufrad versehen. In einem Turbolader dreht sich das Turbinenlaufrad durch Abgas, das von einer Maschine abgegeben wird. Wenn das Turbinenlaufrad sich dreht, dreht sich das Kompressorlaufrad. Die Drehung des Kompressorlaufrads komprimiert bzw. verdichtet die Luft. Die verdichtete Luft wird an die Maschine geliefert.
Patentliteratur 1 offenbart einen Turbolader, in dem ein Lagerbauteil in einem Lagerloch untergebracht ist, das in einem Gehäuse ausgebildet ist. Das Lagerbauteil stützt drehbar bzw. schwenkbar die Welle in einer frei drehbaren Art und Weise.
Literaturstellenliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2005-133635
Zusammenfassung
Technisches Problem
Im Allgemeinen haben Teile, wie zum Beispiel Wellen, Laufräder und Lagerbauteile unterschiedliche Entwürfe bzw. Designs in Abhängigkeit von Spezifikationen eines Turboladers. Deshalb wird jedes Teil für jede Spezifikation hergestellt. Deshalb gibt es eine Nachfrage für einen Turbolader, der es ermöglicht, Teile selbst unter unterschiedlichen Spezifikationen zu teilen bzw. gemeinsam zu verwenden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Turbolader zu bieten, der es ermöglicht, gemeinsame Teile zu verwenden, selbst wenn Spezifikationen verschieden sind.
Lösung des Problems
Um das vorangehende Problem zu lösen, weist ein Turbolader gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung Folgendes auf: ein Gehäuse; ein Lagerbauteil, das in dem Gehäuse vorgesehen ist und eine Lagerfläche hat; und eine Welle mit einer aufgenommenen Fläche, die der Lagerfläche in einer Richtung einer Drehachse zugewandt ist, und einen großdurchmessrigen Abschnitt, der sich von einem Außenumfang der aufgenommenen Fläche erstreckt und mit einem Trennabschnitt ausgebildet ist, der weiter als die aufgenommene Fläche von der Lagerfläche beabstandet ausgebildet ist.
Der Trennabschnitt kann eine konische bzw. sich verjüngende Form haben.
Der Trennabschnitt kann eine Trennfläche, die radial auswärts von der aufgenommenen Fläche positioniert ist, und eine Stufe aufweisen, die zwischen der Trennfläche und der aufgenommenen Fläche positioniert ist.
Ein Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche kann kleiner als ein Außendurchmesser der Lagerfläche sein.
Das Lagerbauteil kann die Lagerfläche an einem Ende eines ringförmigen Hauptkörperabschnitts haben, durch den die Welle eingesetzt ist.
Effekte der Offenbarung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung, selbst wenn Spezifikationen verschieden sind, können gemeinsame Teile bzw. gleiche Teile verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittansicht eines Turboladers.
2 ist eine Ansicht, die aus einem einfach gepunkteten Strichlinienteil von 1 extrahiert ist.
3(a) ist eine Ansicht, die einen Strichlinienteil auf der linken Seite in 2 darstellt. 3(b) ist eine Ansicht, die einen Strichlinienteil auf der rechten Seite in 2 darstellt.
4(a) ist eine Ansicht zum Erläutern einer ersten Modifikation. 4(b) ist eine Ansicht zum Erläutern einer zweiten Modifikation. 4(c) ist eine Ansicht zum Erläutern einer dritten Modifikation.
5 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Lageraufbaus einer zweiten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Detail nachfolgend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben. Abmessungen, Materialien, andere spezifische numerische Werte und dergleichen, die in der Ausführungsform dargestellt sind, sind lediglich Beispiele zum Vereinfachen eines Verständnisses und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf begrenzt mit Ausnahme eines Falles, in dem es spezifisch genannt ist. Es sei vermerkt, dass in der vorliegenden Ausführungsform und den Zeichnungen Elemente mit im Wesentlichen der gleichen Funktion und Aufbau durch das gleiche Symbol bezeichnet werden und redundante Erläuterungen werden weggelassen. Eine Darstellung von Komponenten, die nicht direkt betroffen sind, wird weggelassen.
1 ist eine schematische Querschnittansicht eines Turboladers C. Hiernach werden Beschreibungen unter der Annahme abgegeben, dass eine Richtung eines Pfeils L, der in 1 dargestellt ist, die linke Seite des Turboladers C ist. Beschreibungen werden unter der Annahme abgegeben, dass eine Richtung eines Pfeils R, der in 1 dargestellt ist, die 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 Anzugs- bzw. Befestigungsmechanismus 3 verbunden. Ein Kompressorgehäuse 6 ist mit der rechten Seite des Lagergehäuses 2 durch eine Anzugsschraube 5 verbunden. Das Lagergehäuse 2, das Turbinengehäuse 4 und das Kompressorgehäuse 6 sind integriert bzw. zusammengesetzt.
Ein Vorsprung 2a ist an einer Außenumfangsfläche des Lagergehäuses 2 in dem Nahbereich des Turbinengehäuses 4 vorgesehen. Der Vorsprung 2a ragt in einer radialen Richtung des Lagergehäuses 2 vor. Ein Vorsprung 4a ist an einer Außenumfangsfläche des Turbinengehäuses 4 in dem Nahbereich des Lagergehäuses 2 vorgesehen. Der Vorsprung 4a ragt in einer radialen Richtung des Turbinengehäuses 4 vor. Der Vorsprung 2a des Lagergehäuses 2 und der Vorsprung 4a des Turbinengehäuses 4 werden aneinander durch ein Band durch den Befestigungsmechanismus 3 befestigt bzw. angezogen. Der Anzugs- bzw. Befestigungsmechanismus 3 weist zum Beispiel eine G-Kupplung auf, die die Vorsprünge 2a und 4a zusammenklemmt.
Ein Lagerloch 2b ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das Lagerloch 2b dringt durch das Lagergehäuse 2 in der Links-Rechts-Richtung des Turboladers C hindurch. Die Welle 8 ist drehbar in einer frei drehbaren Art und Weise durch ein Lagerbauteil 7 gestützt, das in dem Lagerloch 2b vorgesehen ist. An einem linken Ende der Welle 8 ist ein Turbinenlaufrad 9 angebracht. Das Turbinenlaufrad 9 ist in dem Turbinengehäuse 4 in einer frei drehbaren Art und Weise untergebracht. Ferner ist ein Kompressorlaufrad 10 an einem rechten Ende der Welle 8 vorgesehen. Das Kompressorlaufrad 10 ist in dem Kompressorgehäuse 6 in einer frei drehbaren Art und Weise untergebracht.
Ein Einlassanschluss 11 ist in dem Kompressorgehäuse 6 ausgebildet. Der Einlassanschluss 11 mündet an der rechten Seite des Turboladers C. Der Einlassanschluss 11 ist mit einem Luftfilter (nicht dargestellt) verbunden. In einem Zustand, in dem das Lagergehäuse 2 und das Kompressorgehäuse 6 durch die Anzugsschraube 5 verbunden sind, bilden Gegenflächen des Lagergehäuses 2 und des Kompressorgehäuses 6 einen Diffuserströmungsdurchgang 12. Der Diffuserströmungsdurchgang 12 beaufschlagt die Luft mit Druck. Der Diffuserströmungsdurchgang 12 ist von einer Innenseite aus in der radialen Richtung der Welle 8 auswärts ringförmig ausgebildet. Der Diffuserströmungsdurchgang 12 steht mit dem Einlassanschluss 11 über das Kompressorlaufrad 10 an der vorangehend genannten Innenseite in der radialen Richtung in Verbindung.
Ferner weist das Kompressorgehäuse 6 einen Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 auf. Der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 ist ringförmig. Der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 ist auf einer Außenseite in der radialen Richtung der Welle 8 hinsichtlich dem Diffuserströmungsdurchgang 12 positioniert. Der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 steht mit einem Einlassanschluss einer Maschine (nicht dargestellt) und dem Diffuserströmungsdurchgang 12 in Verbindung. Wenn das Kompressorlaufrad 10 sich dreht, wird dadurch die Luft in das Kompressorgehäuse 6 von dem Einlassanschluss 11 aus gesaugt. Die angesaugte Luft wird mit Druck beaufschlagt und durch die Wirkung der Zentrifugalkraft im Verlauf eines Strömens durch die Schaufeln des Kompressorlaufrads 10 beschleunigt. Die im Druck beaufschlagte und beschleunigte Luft wird weiter in dem Diffuserströmungsdurchgang 12 und dem Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 mit Druck beaufschlagt und dann zu dem Einlassanschluss der Maschine geführt bzw. geleitet.
Ein Abgabeanschluss 14 ist in dem Turbinengehäuse 4 ausgebildet. Der Abgabeanschluss 14 öffnet sich zu der linken Seite des Turboladers C. Der Abgabeanschluss 14 ist mit einer Abgasreinigungsvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Das Turbinengehäuse 4 weist einen Strömungsdurchgang 15 und einen Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 auf. Der Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 ist ringförmig. Der Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 ist auf einer Außenseite in der radialen Richtung des Turbinenlaufrads 9 hinsichtlich dem Strömungsdurchgang 15 positioniert. Der Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 steht mit einem Gaseinlassanschluss (nicht dargestellt) in Verbindung. Abgas, das aus einem Abgaskrümmer der Maschine (nicht dargestellt) abgegeben wird, wird zu dem Gaseinlassanschluss geführt. Deshalb wird das Abgas, das von dem Gaseinlassanschluss zu dem Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 geleitet wird, zu dem Abgabeanschluss 14 über dem Strömungsdurchgang 15 und das Turbinenlaufrad 9 geleitet. Das Abgas dreht das Turbinenlaufrad 9 im Verlauf eines Strömens dort hindurch.
Die Drehkraft des Turbinenlaufrads 9 wird dann an das Kompressorlaufrad 10 über die Welle 8 übertragen. Die Drehkraft des Kompressorlaufrads 10 ermöglicht es der Luft, mit Druck beaufschlagt zu werden und zu dem Einlassanschluss der Maschine geleitet zu werden, wie vorangehend beschrieben ist.
2 ist eine Ansicht, die aus einem einfach gepunkteten Strichlinienteil von 1 extrahiert ist. Wie in 2 dargestellt ist, ist ein Lageraufbau S innerhalb des Lagergehäuses 2 vorgesehen. In dem Lageraufbau S ist ein Öldurchgang 2c in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Schmieröl strömt in das Lagerloch 2b von dem Öldurchgang 2c aus. Das Schmieröl wird zu dem Lagerbauteil 7 zugeführt, das in dem Lagerloch 2b vorgesehen ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lagerbauteil 7 vorgesehen, das im Allgemeinen ein Teilloslager genannt wird. Das Lagerbauteil 7 hat einen Hauptkörperabschnitt 7a mit einer ringförmigen Form. Die Welle 8 ist in den Hauptkörperabschnitt 7a eingesetzt. Auf einer Innenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a sind zwei Radiallagerflächen 7b und 7c ausgebildet. Die Radiallagerflächen 7b und 7c sind in der Richtung der Drehachse der Welle 8 (hiernach lediglich als „axiale Richtung“ bezeichnet) beabstandet.
Ein Ölloch 7d ist in dem Hauptkörperabschnitt 7a ausgebildet. Das Ölloch 7d dringt durch den Hauptkörperabschnitt 7a von seiner Innenumfangsfläche aus zu seiner Außenumfangsfläche. Ein Teil des Schmieröls, das zu dem Lagerloch 2b zugeführt wird, tritt durch das Ölloch 7d und strömt in die Innenumfangsflächenseite des Hauptkörperabschnitts 7a. Das Schmieröl, das in die Innenumfangsflächenseite des Hauptkörperabschnitts 7a geströmt ist, wird zu einem Spielraum zwischen der Welle 8 und jeder von den Radiallagerflächen 7b und 7c zugeführt. Die Welle 8 ist drehbar gestützt durch den Ölfilmdruck des Schmieröls, das zu dem Abstand bzw. Spielraum zwischen der Welle 8 und jeder von den Radiallagerflächen 7b und 7c zugeführt wird.
Ein Durchgangsloch 7e ist ferner in dem Hauptkörperabschnitt 7a vorgesehen. Das Durchgangsloch 7e erstreckt sich von der Innenumfangsfläche zu der Außenumfangsfläche. Ein Stiftloch 2d ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das Stiftloch 2d ist dem Durchgangsloch 7e gegenüber. Das Stiftloch 2d dringt durch einen Wandabschnitt, der das Lagerloch 2b ausbildet. Ein Positionierungsstift 20 ist in das Stiftloch 2d von der unteren Seite in 2 aus pressgepasst. Eine Spitze des Positionierungsstifts 20 ist in das Durchgangsloch 7e des Lagerbauteils 7 eingesetzt. Der Positionierungsstift 7 reguliert eine Rotation und eine Bewegung in der axialen Richtung des Lagerbauteils 7.
Ferner ist die Welle 8 mit einem Ölwerferbauteil 21 (großdurchmessriger Abschnitt) auf der rechten Seite (Kompressorlaufradseite) in 2 hinsichtlich dem Hauptkörperabschnitt 7a versehen. Das Ölwerferbauteil 21 ist ringförmig. Das Ölwerferbauteil 21 verteilt das Schmieröl radial auswärts, das entlang der Welle 8 in der axialen Richtung zu dem Kompressorlaufrad 10 hin strömt. Auf diese Weise unterdrückt das Ölwerferbauteil 21 eine Leckage von Schmieröl zu der Seite des Kompressorlaufrads 10 hin.
Der Hauptkörperabschnitt 7a ist mit Lagerflächen 7f und 7g an beiden Enden in der axialen Richtung von diesem ausgebildet. Die Lagerfläche 7f ist an dem Ende des Hauptkörperabschnitts 7a auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 ausgebildet. Die Lagerfläche 7g ist an dem Ende des Hauptkörperabschnitts 7a auf der Seite des Kompressorlaufrads 10 ausgebildet. Das Ölwerferbauteil 21 liegt der Lagerfläche 7g des Hauptkörperabschnitts 7a in der axialen Richtung gegenüber. Eine Axiallast wirkt linkswärts in der Zeichnung auf die Lagerfläche 7g von dem Ölwerferbauteil 21 aus.
Die Welle 8 ist ferner mit einem Kragenabschnitt 8a (großdurchmessriger Abschnitt) auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 hinsichtlich dem Hauptkörperabschnitt 7a versehen. Der Kragenabschnitt 8a ist der Lagerfläche 7f des Hauptkörperabschnitts 7a in der axialen Richtung zugewandt. Eine Axiallast wirkt rechtswärts in der Zeichnung auf die Lagerfläche 7f von dem Kragenabschnitt 8a aus.
Auf diese Weise liegt der Hauptkörperabschnitt 7a zwischen dem Ölwerferbauteil 21 und dem Kragenabschnitt 8a in der axialen Richtung, während er in einer Bewegung in der axialen Richtung durch den Positionierungsstift 20 beschränkt ist. Das Schmieröl, das die Radiallagerfläche 7c geschmiert hat, wird in einem Spielraum zwischen dem Hauptkörperabschnitt 7a und dem Ölwerferbauteil 21 eingeleitet. Das Schmieröl, das die Radiallagerfläche 7b geschmiert hat, wird außerdem in einen Spielraum zwischen dem Hauptkörperabschnitt 7a und dem Kragenabschnitt 8 eingeleitet. Als ein Ergebnis, wenn die Welle 8 sich in der axialen Richtung bewegt, wird das Ölwerferbauteil 21 oder der Kragenabschnitt 8a durch den Ölfilmdruck zwischen dem Ölwerferbauteil 21 und dem Kragenabschnitt 8a und dem Hauptkörperabschnitt 7a gestützt.
Ferner sind Dämpferabschnitte 7h und 7i an beiden Endseiten der Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 7a in der axialen Richtung ausgebildet. Die Dämpferabschnitte 7h und 7i unterdrücken eine Vibration der Welle 8 durch den Ölfilmdruck des Schmieröls, das zu dem Spielraum zwischen der Innenumfangsfläche des Lagerlochs 2b und dem Hauptkörperabschnitt 7a zugeführt wird.
In dem Lagergehäuse 2 sind Streuräume 22 und 23 über dem Lagerloch 2b ausgebildet. Der Streuraum 22 steht mit der Öffnung des Lagerlochs 2b auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 in Verbindung. Der Steuerraum 23 steht ebenfalls mit der Öffnung des Lagerlochs 2b auf der Seite des Kompressorlaufsrads 10 in Verbindung. Die Streuräume 22 und 23 erstrecken sich in der Umfangsrichtung auf einer Außenseite in der radialen Richtung hinsichtlich dem Lagerloch 2b. Die Streuräume 22 und 23 stehen außerdem mit einem Ölabgaberaum 24 in Verbindung. Der Ölabgaberaum 24 ist unterhalb dem Lagerloch 2b ausgebildet. Ferner sind Verbindungsöffnungen 25 und 26 zwischen dem Lagerloch 2b und dem Ölabgaberaum 24 ausgebildet. Die Verbindungsöffnung 25 steht mit dem Lagerloch 2b und dem Ölabgaberaum 24 auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 in Verbindung. Die Verbindungsöffnung 26 steht mit dem Lagerloch 2b und dem Ölabgaberaum 24 auf der Seite des Kompressorlaufrads 10 in Verbindung.
Das Lagerbauteil 7 ist in der axialen Richtung länger als das Lagerloch 2b. Die Lagerflächen 7f und 7g, die an beiden Enden des Hauptkörperabschnitts 7a ausgebildet sind, ragen jeweils von dem Lagerloch 2b in der axialen Richtung vor. Deshalb verstreut sich das Schmieröl, nachdem es die Radiallagerfläche 7b und die Lagerfläche 7f geschmiert hat, radial auswärts von der Lagerfläche 7f. Außerdem verstreut sich das Schmieröl, das zu dem Dämpferabschnitt 7h zugeführt ist, von der Öffnung des Lagerlochs 2b auf der Seite des Turbinenlaufrads 9. Das Meiste von dem verstreuten Schmieröl wird über den Streuraum 22 und die Verbindungsöffnung 25 auch mit der Hilfe der Wirkung der Zentrifugalkraft, die die Drehung des Kragenabschnitts 8a begleitet, zu dem Ölabgaberaum 24 abgegeben.
Ähnlicherweise wird das Schmieröl, nachdem es die Radiallagerfläche 7c und die Lagerfläche 7g geschmiert hat, radial auswärts von der Lagerfläche 7g verstreut. Darüber hinaus verstreut sich das Schmieröl, das zu dem Dämpferabschnitt 7i zugeführt wird, von dem Lagerloch 2b zu dem Kompressorlaufrad 10 hin. Das Meiste von dem verstreuten Schmieröl wird über den Streuraum 23 und die Verbindungsöffnung 26 auch mit der Hilfe der Wirkung der Zentrifugalkraft, die die Drehung des Ölwerferbauteils 21 begleitet, zu dem Ölabgaberaum 24 hin abgegeben.
Im vorliegenden Fall ist die Welle 8 (einschließlich dem Turbinenlaufrad 9 und dem Kompressorlaufrad 10), die vorangehend beschrieben ist, entsprechend den Spezifikationen des Turboladers C entworfen. Deshalb unterscheiden sich die Form oder Abmessungen der Welle 8 für jede Spezifikation. Darüber hinaus, zum Beispiel, wenn die Kapazität des Turboladers C geändert wird, ändert sich auch eine Axiallastleistung, die für das Lagerbauteil 7 erforderlich ist. Deshalb unterscheidet sich auch für jede Spezifikation des Turboladers C die Form der Axiallagerfläche, hauptsächlich ein Bereich, der als Axiallager dient. Auf dieser Weise sind nicht lediglich die Welle 8 sondern auch das Lagerbauteil 7 mit unterschiedlichen Bereichen für die Lagerflächen 7f und 7g entworfen und für jede Spezifikation des Turboladers C hergestellt. Deshalb werden eine große Anzahl von Teilen hergestellt und gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Welle 8 wie folgt aufgebaut, um Teile unter verschiedenen Spezifikationen zu teilen bzw. gemeinsam zu verwenden.
3(a) ist eine Ansicht, die einen Strichlinienteil auf der linken Seite in 2 darstellt. 3(b) ist eine Ansicht, die einen Strichlinienteil auf der rechten Seite in 2 darstellt. Wie in 3(a) und 3(b) dargestellt ist, ist eine Lagerfläche 7f auf einer Endfläche des Hauptkörperabschnitts 7a des Lagerbauteils 7 auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 ausgebildet. Außerdem ist eine Lagerfläche 7g auf einer Endfläche des Hauptkörperabschnitts 7a auf der Seite des Kompressorlaufrads 10 ausgebildet. Beide Endflächen des Lagerbauteils 7 sind abgefast. Deshalb sind genauer gesagt Außendurchmesser der Lagerflächen 7f und 7g kleiner als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a.
Wie in 3(a) dargestellt ist, hat der Kragenabschnitt 8a der Welle 8 einen größeren Durchmesser als jener eines kleindurchmessrigen Abschnitts 8b der Welle 8. Mit anderen Worten ragt der Kragenabschnitt 8a radial von dem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b auswärts von dem Hauptkörperabschnitt 7a vor. Im vorliegenden Fall weist der kleindurchmessrige Abschnitt 8b einen Abschnitt der Welle 8 auf, der der Radiallagerfläche 7b zugewandt ist. Der kleindurchmessrige Abschnitt 8b wird durch den Hauptkörperabschnitt 7a eingesetzt. Der Außendurchmesser des Kragenabschnitts 8a ist größer als die Außendurchmesser der Lagerfläche 7f und des Hauptkörperabschnitts 7a. Der Kragenabschnitt 8a ist näher an dem Turbinenlaufrad 9 als an dem Hauptkörperabschnitt 7a positioniert. Eine Lagergegenfläche 30 ist zu der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a hin gewandt (Seite der Lagerfläche 7f). Das heißt, die Endfläche des Hauptkörperabschnitts 7a ist der Lagergegenfläche 30 zugewandt.
Die Lagergegenfläche 30 weist eine aufgenommene Fläche 30a, eine Trennfläche 30b (Trennabschnitt) und einen Stufenabschnitt 30c (Trennabschnitt, Stufe) auf.
Die aufgenommene Fläche 30a ist einwärts von der Trennfläche 30b in der radialen Richtung der Welle 8 positioniert. Die aufgenommene Fläche 30a steht mit dem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b in Verbindung. Darüber hinaus erhebt sich die aufgenommene Fläche 30a im Wesentlichen vertikal in der radialen Richtung von dem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b aus. Mit anderen Worten erstreckt sich die aufgenommene Fläche 30a in der radialen Richtung von dem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b. Währenddessen ist die Trennfläche 30b radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 30a positioniert. Die Trennfläche 30b ist von der Lagerfläche 7f weiter beabstandet als es die aufgenommene Fläche 30a ist. Die Trennfläche 30b ist auf der gegenüberliegenden Seite zu der Lagerfläche 7f (linke Seite in 3(a), die Seite die von der Lagerfläche 7f beabstandet ist) hinsichtlich der aufgenommenen Fläche 30a positioniert. Genauer gesagt ist der Stufenabschnitt 30c zwischen der aufgenommenen Fläche 30a und der Trennfläche 30b vorgesehen. Die Trennfläche 30b steht mit dem Außenumfangsrand der aufgenommenen Fläche 30a über den Stufenabschnitt 30c in Verbindung. Das heißt, in dem Kragenabschnitt 8a sind die aufgenommene Fläche 30a, die der Lagerfläche 7f in der Richtung der Drehachse zugewandt ist, und der Trennabschnitt (Trennfläche 30b und Stufenabschnitt 30c) ausgebildet. Der Trennabschnitt (Trennfläche 30b und Stufenabschnitt 30c) erstreckt sich von dem Außenumfang der aufgenommenen Fläche 30a aus. Der Trennabschnitt (Trennfläche 30b und Stufenabschnitt 30c) sind von der Lagerfläche 7f weiter als die aufgenommene Fläche 30c beabstandet.
Der Außendurchmesser des Stufenabschnitts 30c steigt allmählich von der Seite der aufgenommenen Fläche 30a zu der Trennfläche 30b hin. Das heißt, der Außendurchmesser des Stufenabschnitts 30c steigt allmählich, wenn er sich von der Lagerfläche 7f axial entfernt. Als ein Ergebnis davon ist eine Stufe zwischen der aufgenommenen Fläche 30a und der Trennfläche 30b ausgebildet. Die Trennfläche 30b ist auf einer radial weiter außen liegenden Seite als die aufgenommene Fläche 30a positioniert und ist von der Lagerfläche 7f weiter beabstandet als es die aufgenommene Fläche 30a ist. Es sei vermerkt, dass die Trennfläche 30b sich entlang der radialen Richtung der Welle 8 ähnlich zu der aufgenommenen Fläche 30a erstreckt. Das heißt, der Stufenabschnitt 30c verbindet den Außenumfang der aufgenommenen Fläche 30a und den Innenumfang der Trennfläche 30b mit unterschiedlichen Durchmessern.
Darüber hinaus ist der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 30a kleiner als der Außendurchmesser der Lagerfläche 7f. Mit anderen Worten hat die aufgenommene Fläche 30a eine Abmessung, die innerhalb des Bereichs der Lagerfläche 7f untergebracht ist. Als ein Ergebnis ist ein Bereich der Lagerfläche 7f, der als eine Axiallagerfläche funktioniert, als ein Abschnitt gegeben, der der aufgenommenen Fläche 30a zugewandt ist. Im vorliegenden Fall ist der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert, ein Bereich, der die Axiallast aufnimmt, die von dem Kragenabschnitt 8a auf das Lagerbauteil 7 wirkt. Ein Teil der Lagerfläche 7f in dem Nahbereich des Außenumfangsrands (auf ein Teil, der radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 30a positioniert ist und der Trennfläche 30b zugewandt ist) funktioniert nicht als die Axiallagerfläche.
Die bedeutet, dass der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert (das heißt die widerstehende Axiallastleistung, die von dem Lageraufbauteil 7 benötigt wird) wird von dem Kragenabschnitt 8a der Welle 8 verwaltet bzw. gesteuert und nicht durch die Lagerfläche 7f des Lagerbauteils 7. Wie vorangehend beschrieben ist, sind die Welle 8, das Turbinenlaufrad 9 und das Kompressorlaufrad 10 in Übereinstimmung mit Spezifikationen des Turboladers C entworfen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert, aus einer erforderlichen Widerstandsaxiallastleistung bestimmt. Dann wird die aufgenommene Fläche 30a ausgebildet, um den bestimmten Bereich zu gewährleisten. Auf diese Weise ist es möglich, den Bereich zu steuern, der als die Axiallagerfläche von der Seite der Welle 8 aus funktioniert, die unabhängig in Abhängigkeit von Spezifikationen entworfen ist. Deshalb gibt es keine Notwendigkeit, die Lagerfläche 7f für jeden Turbolader C mit unterschiedlichen Spezifikationen zu modifizieren.
Ferner ist im vorliegenden Fall das Lagerbauteil 7 als eine sogenannte Schubintegralart (thrust integral type) aufgebaut, die der Axiallast zusätzlich zu der Radiallast ausgesetzt ist. Der Kragenabschnitt 8a der Welle 8 weist die Trennfläche 30b auf, die sich auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung hinsichtlich der Lagerfläche 7f und dem Hauptkörperabschnitt 7a erstreckt. Währenddessen weist das Lagergehäuse 2 einen vorragenden Wandabschnitt 2e auf. Der vorragende Wandabschnitt 2e ist der Außenumfangsfläche der Trennfläche 30b mit einem geringfügigen Abstand bzw. Spielraum dazwischen zugewandt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Trennfläche 30b näher an dem Lagerbauteil 7 (der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a und der Seite des Lagerbauteils 7f) als der vorragende Wandabschnitt 2e positioniert. Genauer gesagt ist ein Teil der Außenumfangsfläche des Kragenabschnitts 8a auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 dem vorragenden Wandabschnitt 2e in der radialen Richtung zugewandt. Ein Teil der Außenumfangsfläche des Kragenabschnitts 8a auf der Seite der Trennfläche 30b ist näher an dem Lagerbauteil 7 (der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a und der Seite der Lagerfläche 7f) als der vorragende Wandabschnitt 2e positioniert. Deshalb ist ein Durchgang, der mit dem Streuraum 22 in Verbindung steht, radial auswärts von der Trennfläche 30b positioniert. Mit anderen Worten überlappt die Position des Außendurchmessers der Trennfläche 30b in der axialen Richtung den Streuraum 22. Durch ein Einstellen eines Abstands in der axialen Richtung zwischen der aufgenommenen Fläche 30a und der Trennfläche 30b (das heißt der Betrag einer Stufendifferenz), um so solch eine Beziehung zu erreichen, ist es möglich, die Öldichtigkeitsleistung zu verbessern. Das heißt, gemäß dem Turbolader C der vorliegenden Ausführungsform ist die Öldichtigkeitsleistung durch ein Aufweisen der Trennfläche 30b gewährleistet.
Ferner, wie in 3(b) dargestellt ist, hat das Ölwerferbauteil 21, das von der Welle 8 vorgesehen ist, einen größeren Durchmesser als jener des kleindurchmessrigen Abschnitts 8b. Der kleindurchmessrige Abschnitt 8b weist einen Teil bzw. Abschnitt der Welle 8 auf, der der Radiallagerfläche 7c zugewandt ist. Insbesondere hat die Welle 8 einen Spitzenabschnitt 8c auf der Seite des Kompressorlaufrads 10 hinsichtlich dem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b. Der Spitzenabschnitt 8c hat einen kleineren Durchmesser als jener des kleindurchmessrigen Abschnitts 8b. Eine Stufenfläche 8d ist zwischen den kleindurchmessrigen Abschnitt 8b und dem Spitzenabschnitt 8c ausgebildet. Die Stufenfläche 8d erstreckt sich in der radialen Richtung.
Der Spitzenabschnitt 8c ist durch das Ölwerferbauteil 21 eingesetzt, bis das Ölwerferbauteil 21 mit der Stufenfläche 8d in Kontakt gelangt. Als Nächstes wird das Kompressorlaufrad 10 eingesetzt. Dann, während das Ölwerferbauteil 21 zwischen der Stufenfläche 8d und dem Kompressorlaufrad 10 eingeklemmt ist, wird eine Spitze des Spitzenabschnitts 8c verschraubt. Auf diese Weise werden das Ölwerferbauteil 21 und das Kompressorlaufrad 10 an der Welle 8 angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird ein geringfügiger Spielraum zwischen dem Hauptkörperabschnitt 7a (Lagerfläche 7g) des Lagerbauteils 7 und dem Ölwerferbauteil 21 gehalten.
Genauer gesagt ist der Außendurchmesser des Ölwerferbauteils 21 größer als jene der Lagerfläche 7g und des Hauptkörperabschnitts 7a. Das Ölwerferbauteil 21 ist näher an dem Kompressorlaufrad 10 als der Hauptkörperabschnitt 7a positioniert. Eine Lagergegenfläche 40 ist zu der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a hingewandt (Seite der Lagerfläche 7g). Das heißt, die Endfläche des Hauptkörperabschnitts 7a ist der Lagergegenfläche 40 zugewandt.
Die Lagergegenfläche 40 weist eine aufgenommene Fläche 40a und eine Trennfläche 40b (Trennabschnitt) auf. Die aufgenommene Fläche 40a ist einwärts von der Trennfläche 40b in der radialen Richtung der Welle 8 positioniert. Genauer gesagt ist die aufgenommene Fläche 40a der Stufenfläche 8d und der Lagerfläche 7g zugewandt. Ferner erhebt sich die aufgenommene Fläche 40a im Wesentlichen vertikal in der radialen Richtung von der Welle 8 aus. Mit anderen Worten erstreckt sich die aufgenommene Fläche 40a in der radialen Richtung von der Welle 8 aus. Währenddessen ist die Trennfläche 40b radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 40a positioniert. Die Trennfläche 40b ist von der Lagerfläche 7g weiter beabstandet als die aufgenommene Fläche 40a. Die Trennfläche 40b ist auf der Gegenseite zu der Lagerfläche 7g (rechte Seite in 3(b), der Seite, die von der Lagerfläche 7g beabstandet ist) hinsichtlich der aufgenommenen Fläche 40a positioniert. Genauer gesagt ist ein Stufenabschnitt 40c (Trennabschnitt, Stufe) zwischen der aufgenommenen Fläche 40a und der Trennfläche 40b vorgesehen. Die Trennfläche 40b steht mit dem Außenumfangsrand der aufgenommenen Fläche 40a über den Stufenabschnitt 40c in Verbindung.
Der Außendurchmesser des Stufenabschnitts 40c steigt allmählich von der Seite der aufgenommenen Fläche 40a zu der Trennfläche 40b hin an. Das heißt, der Außendurchmesser des Stufenabschnitts 40c steigt allmählich an, wenn sich der Stufenabschnitt 40c von der Lagerfläche 7g in der axialen Richtung erstreckt. Eine Stufe ist zwischen der aufgenommenen Fläche 40a und der Trennfläche 40b ausgebildet. Die Trennfläche 40b ist auf einer radial weiter außen liegenden Seite positioniert als die aufgenommene Fläche 40a und ist von der Lagerfläche 7g weiter beabstandet als die aufgenommene Fläche 40a. Es sei vermerkt, dass sich die Trennfläche 40b entlang der radialen Richtung der Welle 8 ähnlich zu der aufgenommenen 40a erstreckt. Das heißt, der Stufenabschnitt 40c verbindet den Außenumfang der aufgenommenen Fläche 40a und den Innenumfang der Trennfläche 40b mit unterschiedlichen Durchmessern.
Darüber hinaus ist der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 40a kleiner als der Außendurchmesser der Lagerfläche 7g. Mit anderen Worten hat die aufgenommene Fläche 40a eine Abmessung, die innerhalb des Bereichs der Lagerfläche 7g untergebracht ist. Als ein Ergebnis ist ein Bereich der Lagerfläche 7g, der als eine Axiallagerfläche funktioniert, als ein Abschnitt gegeben, der der aufgenommenen Fläche 40a zugewandt ist. Im vorliegenden Fall ist der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert, ein Bereich, der die Axiallast, die auf das Lagerbauteil 7 wirkt, von dem Ölwerferbauteil 21 aufnimmt. Ein Teil der Lagerfläche 7g in dem Nahbereich des Außenumfangsrands (ein Teil, der radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 40a positioniert ist und der Trennfläche 40b zugewandt ist) funktioniert nicht als die Axiallagerfläche.
Dies bedeutet, dass der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert (das heißt, die Widerstandsaxiallastleistung, die von dem Lagerbauteil 7 benötigt wird), wird durch das Ölwerferbauteil 21 gesteuert und nicht durch die Lagerfläche 7g des Lagerbauteils 7. Falls der Durchmesser der Welle 8 in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Turboladers C modifiziert wird, muss ein Lochdurchmesser des Ölwerferbauteils 21, durch das der Spitzenabschnitt 8c eingesetzt wird, ebenfalls modifiziert werden. Deshalb, ähnlich zu dem Kragenabschnitt 8a, wenn der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert, durch das Ölwerferbauteil 21 gesteuert wird, dessen Design bzw. Entwurf gemäß einer Spezifikation von diesem differiert, gibt es keine Notwendigkeit, die Lagerfläche 7g für jeden Turbolader C mit unterschiedlichen Spezifikationen zu modifizieren.
Darüber hinaus erstreckt sich die Lagergegenfläche 40 des Ölwerferbauteils 21 auf einer äußeren Seite in der radialen Richtung hinsichtlich der Lagerfläche 7g und dem Hauptkörperabschnitt 7a. Ein Durchgang, der mit dem Streuraum 23 in Verbindung steht, ist radial auswärts von der Trennfläche 40b positioniert. Mit anderen Worten überlappt die Position des Außendurchmessers der Trennfläche 40b in der axialen Richtung mit der Öffnung des Streuraums 23. Durch ein Einstellen eines Abstands in der axialen Richtung zwischen der aufgenommenen Fläche 40a und der Trennfläche 40b (das heißt der Betrag einer Stufendifferenz), um so solch eine Beziehung zu erreichen, ist es möglich, die Öldichtigkeitsleistung auch auf der Seite des Kompressorlaufrads 10 zu gewährleisten.
Wie vorangehend beschrieben ist, werden in dem Kragenabschnitt 8a und dem Ölwerferbauteil 21, das an der Welle 8 vorgesehen ist, die radialen Längen der aufgenommenen Flächen 30a und 40a (mit anderen Worten die radialen Längen der Trennflächen 30b und 40b) gesteuert. Auf diese Weise wird die Fläche verwaltet bzw. gesteuert, die als die Axiallagerfläche funktioniert. Dies eliminiert die Notwendigkeit, die Lagerflächen 7f und 7g für jeden Turbolader C mit unterschiedlichen Spezifikation zu modifizieren. Deshalb kann das Lagerbauteil 7 von Turboladern C mit unterschiedlichen Spezifikationen geteilt werden.
Deshalb werden die Außendurchmesser des Kragenabschnitts 8a und des Ölwerferbauteils 21 durch die Trennflächen 30b und 40b erhöht, die radial auswärts von den aufgenommenen Flächen 30a bzw. 40a vorgesehen sind. Der Kragenabschnitt 8a und das Ölwerferbauteil 21 haben eine Funktion eines Verhinderns einer Ölleckage auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 oder der Seite des Kompressorlaufrads 10 zusätzlich zu der Funktion eines Aufbringens der Axiallast auf das Lagerbauteil 7. Falls der Durchmesseranstieg mit den Trennflächen 30b und 40b, die vorgesehen sind, steigt entsprechend die Zentrifugalkraft. Als ein Ergebnis steigt die Kraft zum Verstreuen von Schmieröl in der radialen Richtung, wodurch die Öldichtigkeitleistung verbessert wird.
4(a) ist eine Ansicht zum Erläutern einer ersten Modifikation. 4(b) ist eine Ansicht zum Erläutern einer zweiten Modifikation. 4(c) ist eine Ansicht zum Erläutern einer dritten Modifikation. In 4(a), 4(b) und 4(c) sind Teile dargestellt, die 3(a) entsprechen. Es sei vermerkt, dass in der ersten bis dritten Modifikation, die nachfolgend beschrieben sind, eine Lagergegenfläche 30 einer Welle 8 von jener der vorangehend beschriebenen Ausführungsform verschieden ist. Die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie jene der vorragende beschriebenen Ausführungsform. Deshalb werden in der folgenden Beschreibung lediglich Teile beschrieben, die von der vorangehenden Ausführungsform verschieden sind, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. In der ersten Modifikation, die in 4(a) dargestellt ist, ist ein Kragenabschnitt 8a näher an einem Turbinenlaufrad 9 als einem Hauptkörperabschnitt 7a positioniert. Eine Lagergegenfläche 50 ist zur Seite des Hauptkörperabschnitts 7a (Seite der Lagerfläche 7f) hingewandt. Das heißt, eine Endflächen des Hauptkörperabschnitts 7a ist der Lagergegenfläche 50 zugewandt.
Die Lagergegenfläche 50 weist eine aufgenommene 50a und eine Trennfläche 50b (Trennabschnitt) auf. Die aufgenommene 50a ist einwärts von der Trennfläche 50b in der radialen Richtung der Welle 8 positioniert. Die aufgenommene Fläche 50a steht mit einem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b in Verbindung. Die Trennfläche 50b ist radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 50a positioniert. Die Trennfläche 50b ist weiter als die aufgenommene Fläche 50a von der Lagerfläche 7f entfernt. Genauer gesagt steht eine radial innere Seite der Trennfläche 50b mit der aufgenommenen Fläche 50a in Verbindung. Die Trennfläche 50b hat eine konische bzw. sich verjüngende Form, in der der Durchmesser allmählich steigt, wenn sich die Trennfläche 50b von der Lagerfläche 7f in der axialen Richtung erstreckt. Außerdem ist in der ersten Modifikation der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 50a kleiner als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a. Außerdem ist der Außendurchmesser der Trennfläche 50b größer als die Außendurchmesser der Lagerfläche 7f und des Hauptkörperabschnitts 7a.
Darüber hinaus ist in der zweiten Modifikation, die in 4(b) dargestellt ist, ein Kragenabschnitt 8a näher an einem Turbinenlaufrad 9 als einem Hauptkörperabschnitts 7a. Eine Lagergegenfläche 60 ist zu der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a (Seite der Lagerfläche 7f) hingewandt. Das heißt, eine Endfläche des Hauptkörperabschnitts 7a ist der Lagergegenfläche 60 zugewandt. Die Lagergegenfläche 60 weist eine aufgenommene Fläche 60a und eine Trennfläche 60b auf. Die aufgenommene Fläche 60a ist einwärts von der Trennfläche 60b in der radialen Richtung einer Welle 8 positioniert. Die aufgenommene Fläche 60a steht mit einem kleindurchmessrigen Abschnitt 8b in Verbindung. Die Trennfläche 60b ist radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 60a positioniert. Die Trennfläche 60b ist weiter von der aufgenommenen Fläche 60a entfernt als die Lagerfläche 7f. Darüber hinaus steht eine radial innere Seite der Trennfläche 60b mit der aufgenommenen Fläche 60a in Verbindung. Die Trennfläche 60b ist eine gebogene Fläche mit einer Krümmungsmitte auf der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a hinsichtlich der Trennfläche 60b. Außerdem ist in der zweiten Modifikation der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 60a kleiner als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a. Der Außendurchmesser der Trennfläche 60b ist größer als die Außendurchmesser der Lagerfläche 7f und des Hauptkörperabschnitts 7a.
Darüber hinaus ist in der dritten Ausführungsform, die in 4(c) dargestellt ist, ein Kragenabschnitt 8a näher an einem Turbinenlaufrad 9 als einem Hauptkörperabschnitt 7a positioniert. Eine Lagergegenfläche 70 ist zu der Seite des Hauptkörperabschnitts 7a (Seite der Lagerfläche 7f) hingewandt. Das heißt, eine Endfläche des Hauptkörperabschnitts 7a ist der Lagergegenfläche 70 zugewandt. Die Lagergegenfläche 70 weist eine aufgenommene Fläche 70a und eine Trennfläche 70b (Trennabschnitt) auf. Die aufgenommene Fläche 70a ist einwärts von der Trennfläche 70b in der radialen Richtung der Welle 8 positioniert. Die aufgenommene Fläche 70a steht mit einem kleindurchmessrigen Abschnitt bzw. Abschnitt mit kleinem Durchmesser 8b in Verbindung. Die Trennfläche 70b ist radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 70a positioniert. Die Trennfläche 70b ist von der Lagerfläche 7f weiter beabstandet als die aufgenommene Fläche 70a. Genauer gesagt steht eine radial innere Seite der Trennfläche 70b mit der aufgenommenen Fläche 70a in Verbindung. Die Trennfläche 70b ist eine gebogene bzw. gekrümmte Fläche mit der Krümmungsmitte auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 (der Seite gegenüber zu dem Hauptkörperabschnitt 7a) hinsichtlich der Trennfläche 70b. Außerdem ist in der dritten Modifikation der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 70a kleiner als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a. Der Außendurchmesser der Trennfläche 70b ist größer als die Außendurchmesser der Lagerfläche 7f und des Hauptkörperabschnitts 7a.
Wie vorangehend beschrieben ist, können ähnliche Betriebseffekte zu jenen der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ebenfalls durch die erste bis dritte Modifikation implementiert werden. Es sei vermerkt, dass im vorliegenden Fall der Fall, in dem die Lagergegenflächen 50, 60 und 70 in dem Kragenabschnitt 8a vorgesehen sind, beschrieben wurden. Jedoch kann die Lagergegenfläche 40 des Ölwerferbauteils 21 in der vorangehenden Ausführungsform einen ähnlichen Aufbau zu der ersten bis dritten Modifikation haben. In diesem Fall ist eine Lagergegenfläche 50, 60 oder 70 in dem Ölwerferbauteil 21 vorgesehen.
Es sei in der vorangehenden Ausführungsform und Modifikationen vermerkt, dass die Fälle, in denen die Radiallagerflächen 7b und 7c, die die Radiallast aufnehmen, und die Lagerflächen 7f und 7g, die die Axiallast aufnehmen, in einem Lagerbauteil 7 vorgesehen sind, beschrieben wurden. Jedoch kann eine Lagerfläche, die die Radiallast aufnimmt, und eine Lagerfläche, die Axiallast aufnimmt, in separaten Lagerbauteilen vorgesehen sein.
5 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Lageraufbaus SS einer zweiten Ausführungsform. Es sei vermerkt, dass in der zweiten Ausführungsform lediglich der Lageraufbau SS von der vorangehenden Ausführungsform verschieden ist. Andere Strukturen sind die gleichen wie jene der vorangehenden Ausführungsform. Deshalb wird in dem Folgenden ein Aufbau, der der gleiche wie jener der vorangehenden Ausführungsform ist, durch das gleiche Symbol bzw. Bezugszeichen bezeichnet und dessen Beschreibungen werden weggelassen, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
In dem Turbolader CC der zweiten Ausführungsform ist ein Lagerbauteil 101 in einem Lagerloch 2b eines Lagergehäuses 2 vorgesehen. In 5 ist lediglich ein Lagerbauteil 101 abgebildet bzw. dargestellt. Tatsächlich sind zwei Lagerbauteile 101 vorgesehen, während sie in der axialen Richtung einer Welle 102 beabstandet sind. Ein Lagerbauteil 101 weist einen Hauptkörperabschnitt 101a auf. Der Hauptkörperabschnitt 101a ist ringförmig. Die Welle 8 wird durch den Hauptkörperabschnitt 101a eingesetzt. Auf einer Innenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 101a ist eine Lagerfläche 101b ausgebildet. Die Welle 102 weist einen drehbar gestützten Abschnitt 102a auf. Der drehbar gestützte Abschnitt 102a weist einen Abschnitt auf, der dem Hauptkörperabschnitt 101a in der radialen Richtung zugewandt ist. Der drehbar gestützte Abschnitt 102a ist drehbar gestützt in einer frei drehbaren Art und Weise durch das Lagerbauteil 101. Die Welle 102 weist ferner einen Spitzenabschnitt 102b auf. Der Spitzenabschnitt 102b ist näher an dem Kompressorlaufrad 10 (der rechten Seite in 5, Seite des Kragens 103) positioniert als der drehbar gestützte Abschnitt 102a. Der Spitzenabschnitt 102b hat einen kleineren Durchmesser als der drehbar gestützte Abschnitt 102a. Ein Stufenabschnitt 102c (Stufe) ist zwischen dem drehbar gestützten Abschnitt 102a und dem Spitzenabschnitt 102b ausgebildet. Der Stufenabschnitt 102c erstreckt sich in der radialen Richtung.
Der Spitzenabschnitt 102b ist mit dem Kragen 103 (großdurchmessriger Abschnitt bzw. Abschnitt mit großem Durchmesser) angebracht. Der Kragen 103 hat eine Lagergegenfläche 110 und eine Lagergegenfläche 120. Die Lagergegenfläche 110 ist der Seite des Turbinenlaufrads 9 zugewandt. Die Lagergegenfläche 120 ist der Seite des Kompressorlaufrads 10 zugewandt. Die Innendurchmesserseite der Lagergegenfläche 110 des Kragens 103 ist in Kontakt mit dem Stufenabschnitt 102c. Der Kragen 103 ist an dem Spitzenabschnitt 102b vorgesehen. Das Lagergehäuse 2 ist mit einem turbinenseitigen Lagerbauteil 130 (Lagerbauteil) versehen. Das turbinenseitige Lagerbauteil 130 ist der Lagergegenfläche 110 zugewandt. Das Lagergehäuse 2 ist ferner mit einem kompressorseitigen Lagerbauteil 140 versehen. Das kompressorseitige Lagerbauteil 140 ist der Lagergegenfläche 120 zugewandt. Das heißt, der Kragen 103 ist zwischen dem turbinenseitigen Lagerbauteil 130 und dem kompressorseitigen Lagerbauteil 140 positioniert.
Das turbinenseitige Lagerbauteil 130 weist eine Lagerfläche 130a auf. Die Lagerfläche 130a ist der Lagergegenfläche 110 des Kragens 103 zugewandt. Das kompressorseitige Lagerbauteil 140 weist eine Lagerfläche 140a auf. Die Lagerfläche 140a ist der Lagergegenfläche 120 des Kragens 103 zugewandt. Darüber hinaus wird Schmieröl zwischen die Lagerfläche 130a und die Lagergegenfläche 110 und einen Spielraum zwischen der Lagerfläche 140a und der Lagergegenfläche 120 zugeführt. Die Welle 102 wird durch den Ölfilmdruck des Schmieröls gestützt.
Im vorliegenden Fall hat die Lagergegenfläche 110 eine aufgenommene Fläche 110a und eine Trennfläche 110b (Trennabschnitt). Die aufgenommene Fläche 110a ist einwärts von der Trennfläche 110b in der radialen Richtung der Welle 102 positioniert. Genauer gesagt ist die aufgenommene 110a dem Stufenabschnitt 102c und der Lagerfläche 130a zugewandt. Die aufgenommene Fläche 110a erhebt sich im Wesentlichen vertikal in der radialen Richtung von der Welle 8 aus. Mit anderen Worten erstreckt sich die aufgenommene Fläche 110 in der radialen Richtung von der Welle 8 aus. Währenddessen ist die Trennfläche 110b radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 110a positioniert. Die Trennfläche 110b ist von der Lagerfläche 130a weiter beabstandet aufgenommene Fläche 110a. Genauer gesagt steht eine radial innere Seite der Trennfläche 110b mit der aufgenommenen Fläche 110a in Verbindung. Die Trennfläche 110b hat einen Durchmesser, der allmählich steigt, wenn sich die Trennfläche 110b von der Lagerfläche 130a in der axialen Richtung erstreckt. Eine radial äußere Seite der Trennfläche 110b erstreckt sich im Wesentlichen in der radialen Richtung der Welle 102. Der Außendurchmesser der Trennfläche 110b ist größer als die Außendurchmesser des turbinenseitigen Lagerbauteils 130 und der Lagerfläche 130a.
Auf diese Weise ist die Trennfläche 110b radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 110a positioniert. Die Trennfläche 110b ist weiter von der Lagerfläche 130a als die aufgenommene Fläche 110a beabstandet. Darüber hinaus ist der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 110a kleiner als der Außendurchmesser der Lagerfläche 130a. Mit anderen Worten hat die aufgenommene Fläche 110a eine Abmessung, die innerhalb des Bereichs der Lagerfläche 130a untergebracht ist. Als ein Ergebnis ist ein Bereich der Lagerfläche 130a, der als die Axiallagerfläche funktioniert, als ein Abschnitt gegeben, der der aufgenommenen Fläche 110a zugewandt ist. Im vorliegenden Fall ist der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert, ein Bereich, der die Axiallast, die auf das turbinenseitige Lagerbauteil 130 wirkt, von dem Kragen 103 aufnimmt. Mit anderen Worten funktioniert ein Teil der Lagerfläche 130a in dem Nahbereich des Außenumfangsrand (das heißt einen Teil, der radial auswärts von der aufgenommenen Fläche 110a positioniert ist und der Trennfläche 110b zugewandt ist) nicht als die Axiallagerfläche.
Das bedeutet, dass der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert (das heißt, die Widerstandsaxiallastleistung, die von dem turbinenseitigen Lagerbauteil 130 erfordert wird) wird durch den Kragen 103 gesteuert bzw. verwaltet und nicht durch die Lagerfläche 130a des turbinenseitigen Lagerbauteils 130. Falls der Durchmesser der Welle 102 in Übereinstimmung mit Spezifikationen des Turboladers CC modifiziert wird, muss auch der Lochdurchmesser des Kragens 103, durch den der Spitzenabschnitt 102b eingesetzt wird, modifiziert werden. Deshalb, wenn der Bereich, der als die Axiallagerfläche funktioniert, durch den Kragen 103 gesteuert wird, dessen Design sich gemäß einer Spezifikation von diesem unterscheidet, gibt es keine Notwendigkeit, die Lagerfläche 130a für jeden Turbolader CC mit unterschiedlichen Spezifikation zu modifizieren. Das heißt, auch in dieser zweiten Ausführungsform ist es ermöglicht, Teile in einer ähnlichen Art und Weise, wie vorangehend beschrieben ist, zu teilen.
Es sei vermerkt, dass auch in der zweiten Ausführungsform die Lagergegenfläche 110 eine ähnliche Form zu jener der Lagergegenfläche 30, 50, 60 oder 70 haben kann. Im vorliegenden Fall ist die Trennfläche 110b lediglich an der Lagergegenfläche 110 des Kragens 103 vorgesehen. Jedoch kann die Lagergegenfläche 120 eine ähnliche Form zu jener der Lagergegenfläche 110 haben. In dem Turbolader CC ist jedoch die Axiallast, die auf der Seite des Kompressorlaufrads 10 von der Seite des Turbinenlaufrads 9 wirkt, größer als die Axiallast, die auf der Seite des Turbinenlaufrads 9 von der Seite des Kompressorlaufrads 10 wirkt. Das heißt, die Lagergegenfläche 110 erfordert eine geringere Widerstandaxiallastleistung als jene, die von der Lagergegenfläche 120 erfordert wird. Deshalb, wie vorangehend beschrieben ist, ist es durch ein Ausweisen der aufgenommenen Fläche 110a und der Trennfläche 110b lediglich an der Lagergegenfläche 110 möglich, den mechanischen Verlust effektiv zu verringern.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben wurde, soll es natürlicherweise verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorangehende Ausführungsform begrenzt ist. Es ist klar, dass Fachleute verschiedene Modifikationen oder Variationen innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Schutzumfangs erdenken können, und es sei verstanden, dass sie natürlich auch innerhalb des technischen Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung sind.
Zum Beispiel wurden in den Ausführungsformen und Modifikation, die vorangehend beschrieben sind, die Fälle beschrieben, in denen der Außendurchmesser der aufgenommenen Flächen 30a, 40a, 50a, 60a, 70a und 110a kleiner als die Außendurchmesser der Lagerflächen 7f, 7g, 7f, 7f, 7f und 130a jeweils sind. Jedoch ist eine Abmessungsbeziehung zwischen einer aufgenommenen Fläche und einer Lagerfläche nicht auf die vorangehende begrenzt. Deshalb kann zum Beispiel in der vorangehenden Ausführungsform der Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche 30a größer als der Außendurchmesser der Lagerfläche 7f sein.
In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen wurden die Fälle beschrieben, in denen die Außendurchmesser des Kragenabschnitts 8a und des Ölwerferbauteils 21 größer als der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 7a sind und Außendurchmesser des Kragens 103 größer als der Außendurchmesser des turbinenseitigen Lagerbauteils 130 ist. Jedoch sind diese Abmessungsbeziehungen nicht auf die vorangehende Ausführungsform oder die Modifikationen begrenzt.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die folgende Offenbarung kann auf einen Turbolader mit einer Welle und einer Lagerfläche angewendet werden.
Bezugszeichenliste

2: Lagergehäuse (Gehäuse)
7: Lagerbauteil
7a: Hauptkörperabschnitts
7f: Lagerflächen
7g: Lagerflächen
8: Welle
8a: Kragenabschnitt (großdurchmessriger Abschnitt)
21: Ölwerferbauteil (großdurchmessriger Abschnitt)
30a: Aufgenommene Fläche
30b: Trennfläche (Trennabschnitt)
30c: Stufenabschnitt (Trennfläche, Stufe)
40a: Aufgenommene Fläche
40b: Trennfläche (Trennabschnitt)
40c: Stufenabschnitt (Trennabschnitt, Stufe)
50a: Aufgenommene Fläche
50b: Trennfläche (Trennabschnitt)
60a: Aufgenommene Fläche
60b: Trennfläche (Trennabschnitt)
70a: Aufgenommene Fläche
70b: Trennfläche (Trennabschnitt)
102: Welle
103: Kragen (großdurchmessriger Abschnitt)
110a: Aufgenommene Fläche
110b: Trennfläche (Trennabschnitt)
130: Turbinenseitiges Lagerbauteil (Lagerbauteil)
130a: Lagerfläche
C: Turbolader
CC: Turbolader

Claims

Turbolader, der Folgendes aufweist: ein Gehäuse; ein Lagerbauteil, das in dem Gehäuse vorgesehen ist und eine Lagerfläche hat; und eine Welle mit einer aufgenommenen Fläche, die der Lagerfläche in einer Richtung einer Drehachse zugewandt ist, und einem großdurchmessrigen Abschnitt, der sich von einem Außenumfang der aufgenommenen Fläche erstreckt und mit einem Trennabschnitt ausgebildet ist, der von der Lagerfläche weiter beabstandet ist als die aufgenommene Fläche.
Turbolader nach Anspruch 1, wobei der Trennabschnitt eine sich verjüngende Form hat.
Turbolader nach Anspruch 1, wobei der Trennabschnitt eine Trennfläche, die radial auswärts von der aufgenommenen Fläche positioniert ist, und eine Stufe aufweist, die zwischen der Trennfläche und der aufgenommenen Fläche positioniert ist.
Turbolader nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche kleiner als ein Außendurchmesser der Lagerfläche ist.
Turbolader nach Anspruch 2, wobei ein Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche kleiner als ein Außendurchmesser der Lagerfläche ist.
Turbolader nach Anspruch 3, wobei ein Außendurchmesser der aufgenommenen Fläche kleiner als ein Außendurchmesser der Lagerfläche ist.
Turbolader nach einem von Ansprüchen 1 bis 6, wobei das Lagerbauteil die Lagerfläche an einem Ende eines ringförmigen Hauptkörperabschnitts hat, durch den die Welle eingesetzt ist.