DE69309860T2 - Lagervorrichtung für Turbolader - Google Patents
Lagervorrichtung für TurboladerInfo
- Publication number
- DE69309860T2 DE69309860T2 DE69309860T DE69309860T DE69309860T2 DE 69309860 T2 DE69309860 T2 DE 69309860T2 DE 69309860 T DE69309860 T DE 69309860T DE 69309860 T DE69309860 T DE 69309860T DE 69309860 T2 DE69309860 T2 DE 69309860T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oil
- turbocharger
- bore
- bearing
- reservoir
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 119
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 8
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
- F01D25/166—Sliding contact bearing
- F01D25/168—Sliding contact bearing for axial load mainly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/047—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/1075—Wedges, e.g. ramps or lobes, for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Turboladerkonstruktionen und die Schmierung der Axial- und Radiallager des Turboladers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Veränderung des Axiallagers, um ein Ölreservoir aufzunehmen, um eine Anfangsschmierung während des Starts des Motors besonders beim Kaltstart zu schaffen.
- Turboladerlager sind übermäßiger Abnutzung während des anfänglichen Starts des Motors unterworfen. Das resultiert aus dem Mangel an Schmiermittel an dem Kontaktpunkt zwischen den stationären und sich drehenden Bauteilen des Lagersystems bevor sich der Schmiermitteldruck in dem Motor nach dem Starten aufgebaut hat. Ein erschwerender Faktor für das Turbolader-Lagersystem ist die Tatsache, daß das Öl üblicherweise von dem Turbolader weg gesaugt, sobald der Motor abgeschaltet wird. Weil der Turbolader für eine Zeitdauer von annähernd 30 Sekunden mit abnehmender Geschwindigkeit nachlaufen kann, werden die Lager in einem extrem trockenen Zustand für den nächsten Motorstart belassen.
- Zur Verfügung stehende Daten, Berichte und Fehleranalysen zeigen an, daß Axial- oder Radiallagerschäden bis zu 50 Prozent der auf Garantie gehenden Turboladerschäden ausmachen können. Ein Großteil dieser Schäden resultiert aus der Verzögerung der Ölzufuhr zu dem Turbolader nach sehr schnellen Motorstarts bei kalten Umgebungsbedingungen.
- In den letzten Jahren bedeuteten zunehmend strengere Motorkonstruktionsanforderungen, immer höhere Drehzahlen für den typischen Dieselmotor-Turbolader. Selbst bei Motorleerlaufbedingungen vereinen sich diese hohen Rotordrehzahlen mit gesteigerten aerodynamischen Axialbelastungen, um viel höhere Abnutzungsraten in dem Lagersystem über die paar Sekunden nach dem Motorstart zu erzeugen, bevor der Turbolader Schmieröl erhält. Die Kombination aus kleineren Turbinengehäusen, höheren Drehzahlen und höheren aerodynamischen Belastungen bei Leerlauf hat diese Art von Ausfällen verschlimmert.
- Bei einem typischen Turboladereinbau ist der Turbolader in einer relativ hohen Stellung an dem Motor befestigt, so daß er Abgas direkt von dem Abgaskrümmer empfangen und komprimierte Luft direkt dem Einlaßkrümmer oder Nachkühler zuführen kann. Die Ölzufuhr kommt jedoch typischerweise bei dem Turbolader-Lagergehäuse von einer Stelle an, die weiter unten in dem Motorblock liegt, wo unter Druck stehendes Öl vorhanden ist. Infolge dieser relativen Befestigungspunkte findet direkt, nachdem der Motor abgeschaltet ist, ein Saughebervorgang statt, und dieser Saughebervorgang führt Öl aus der Ölzuführleitung des Turboladers zurück in den Motor ab.
- Wenn der Motor läuft, liefert die Ölpumpe Öl an alle Bauteile des Motors, und sämtliche Öldurchlässe werden mit Öl gefüllt. Direkt im Anschluß an die Motorabschaltung ist daher Öl auf einem ziemlich hohen Niveau in dem Motor vorhanden. Wenn das Öl in dem Motor hinabläuft, fällt es bald unter das Niveau des Zuführkanals für das Turboladeröl. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Sog durch die Differenz in dem Öldruck zwischen dem Stand in dem Turbolader und dem kontinuierlich fallenden Ölstand in dem Motor erzeugt. Luft wird in die Turbolader-Ölleitung an den Schmierpunkten der Radial- und Axiallager gesaugt. Luft strömt weiter in das Ölzuführsystem des Turboladers, bis der Saughebervorgang durch die sich angesammelte Luft abgebrochen wird, die in der Ölzuführleitung gefangen ist. Durch Messen hat man festgestellt, daß dies einer ähnlich langen Zeitdauer entspricht, die der Turbolader benötigt, um nach der Abschaltung des Motors bis zum Stillstand auszulaufen. Wegen des Saughebervorgangs wird nach dem Abschalten des Motors so gut wie kein Öl in das Lagersystem gelassen, auch wenn sich danach der Turbolader noch ungefähr 30 Sekunden weiterdreht.
- Aufgrund des Weiterdrehens des Turboladers ohne zusätzliche Ölströmung zum Wiederauffüllen des Lagersystems, wird das meiste in dem Lagersystem vorhandene Öl herausgepumpt, wodurch die Lager in einem Zustand verbleiben, in dem sie Beschädigungen während des nächsten Motorstarts ausgesetzt sind.
- GB-A-2113778 offenbart einen Turbolader mit einem Kompressorabschnitt, einem Turbinenabschnitt und einem Lagerabschnitt, der einen Hauptölkanal aufweist, und einer Hauptrotorwelle, die einen Druckring mit einer im großen und ganzen zylindrischen Nabe und einem umgebenden Flansch trägt, wobei es in Kombination mit dem Druckring ein Axiallager des Turboladers, das einen Hauptkörperabschnitt aufweist, der eine zylindrische Bohrung hat, in der die zylindrische Nabe des Druckrings mit einem Abstand dazwischen aufgenommen ist, ein Ölreservoir zum Speichern von Öl, das der Bohrung zuzuführen ist, wobei das Ölreservoir in dem Hauptkörperabschnitt angeordnet ist und dadurch gebildet wird, und einen Öldurchgang gibt, der in dem Hauptkörperabschnitt gebildet wird und mit dem Reservoir verbunden ist. Die Anordnung des Reservoirs ist derart, daß das darin befindliche Öl durch den Öldurchgang zusammen mit in der zylindrischen Bohrung zwischen der Axiallagernabe und dem Axiallager befindlichen Öl abgesaugt wird, wenn sich die Hauptrotorwelle bis zum Stillstand verlangsamt. Folglich leidet das Axiallager des Turboladers, das in GB-A-2113778 offenbart ist, an den oben dargelegten Problemen.
- Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem der Axiallager- Schmierung durch Schaffen eines Ölreservoirs in dem Axiallager, das Öl in die Radiallager und das Axiallager abführt. Öl wird durch Kapillarwirkung in den Lagern gehalten und steht für den nächsten Motorstart zur Verfügung, selbst wenn der Motor mehrere Tage lang nicht gestartet wird.
- Ein Axiallager eines Turbolagers zur Verwendung in Verbindung mit einem Turbolader gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen Hauptkörperabschnitt, der eine Zentralbohrung hat, eine Ölreservoireinrichtung zur Speicherung von Öl, das der Zentralbohrung zuzuführen ist, wobei die Ölreservoireinrichtung in dem Hauptkörperabschnitt angeordnet und dadurch gebildet ist, und einen Öldurchgang auf, der in dem Hauptkörperabschnitt gebildet ist und die Ölreservoireinrichtung mit der Zentralbohrung verbindet.
- Gemäß dieser Erfindung wird ein Axiallager eines Turboladers für eine Rotorwelle eines Turboladers, wie in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt. Bevorzugte Merkmale eines derartigen Axiallagers eines Turboladers sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beansprucht. Das Axiallager eines Turboladers, das die Erfindung verkörpert, ist für die Verwendung in Verbindung mit einem Druckring eines Turboladers wie in Anspruch 8 beansprucht und in einem Turbolader, im großen und ganzen wie in Anspruch 9 beansprucht und wie in Anspruch 10 und Anspruch 11 beansprucht, wenn die Hauptrotorwelle des Turboladers stationär ist, bestimmt.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Haltbarkeit der Axial- und Radiallager des Turboladers zu schaffen.
- Verwandte Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offenbar.
- Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der relativen vertikalen Positionen eines Turboladers und des zugehörigen Motors.
- Figur 2 zeigt eine Seitenansicht im Vollschnitt eines Turboladers, der schematisch in Figur 1 dargestellt wurde.
- Figur 3 zeigt eine Vorderansicht eines verbesserten Axiallagers gemäß eines typischen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- Figur 4 zeigt eine Seitenansicht im Vollschnitt des Axiallagers von Figur 3, wie es entlang der Linie 4-4 gesehen wird.
- Figur 5 zeigt eine Vorderansicht des Axiallagers von Figur 3, die einen Strömweg für Luft und Öl genauer darstellt.
- Figur 6 zeigt eine Frontansicht des Axiallagers von Figur 3 in Verbindung mit einem Druckring, wobei ein Ölvolumen dargestellt ist, das dazwischen angeordnet ist.
- Zum Zwecke der Förderung des Verständnisses der Regeln der Erfindung wird jetzt Bezug auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel genommen und spezielle Sprache verwendet, um es zu beschreiben. Trotzdem versteht sich, daß keine Beschränkung des Schutzbereiches der Erfindung dadurch beabsichtigt ist, wobei solche Veränderungen und weitere Modifikationen bei der dargestellten Vorrichtung und weitere Anwendungsgebiete der Regeln der hier dargestellten Erfindung vorgesehen sind, die dem Fachmann auf dem Gebiet die Erfindung betreffenden Gebiet normalerweise präsent sind.
- In Figur 1 ist schematisch die ungefähre vertikale relative Stellung zwischen dem Fahrzeugmotor 20 und dem Turbolader 21 dargestellt. Wie es in dem betreffenden Gebiet allgemein bekannt ist, beginnt, wenn der Motor gestartet wird, unter Druck stehendes Öl diejenigen Teile des Motors zu füllen, wo Öl zur Schmierung und Kühlung erforderlich ist. Während der Motor läuft, liefert die Ölpumpe Öl an alle Bauteile des Motors, und alle Öldurchlässe werden mit Öl gefüllt. Dieser Ölstand ist schematisch durch die Ölstandlinie 22 dargestellt. Die Ölstandlinie 22 liegt vertikal über der Stellung des Turboladers 21 und ist unmittelbar nach der Motorabschaltung auf dieser Höhe.
- Wenn der Motor abgeschaltet bleibt, beginnt der Ölstand zu fallen und ist bald unterhalb des Standes des Ölzuführkanals für den Turbolader (siehe Figur 2). Die Höhe des Ölzuführkanals für den Turbolader ist mit der horizontalen Linie 23 bezeichnet. Wenn der Motorölstand unter die Höhe der Linie 23 fällt, wird ein Sog durch die Differenz der Öldruckhöhe zwischen dem Ölzuführkanal (Linie 23) und dem kontinuierlich fallenden Öl in dem Motor erzeugt. Dann wird ein Saughebervorgang erzeugt, der Öl aus dem Turbolader abführt, wenn der Ölstand in dem Motor fällt. Wenn das Ölvolumen in dem Turbolader verbraucht ist, wird Luft in die Turboladerleitung typischerweise an den Schmierstellen der Radial- und Axiallager gesaugt.
- Luft strömt weiter in das Ölzuführsystem des Turboladers, bis der Saughebervorgang durch die angesammelte Luft abgebrochen wird, die in der Ölzuführleitung gefangen ist. Man hat gemessen, daß dieser Saughebervorgang eine ähnlich lange Zeitdauer hat, wie sie der Turbolader benötigt, um nach dem Abschalten des Motors bis zum Stillstand auszulaufen. Die Ölstandlinie 24 stellt den Ölstand des Motors ein paar Minuten nach dem Abschalten des Motors und während der Motor stillsteht dar.
- In Figur 2 ist ein Turbolader 21 im Detail als eine Seitenansicht im Vollschnitt dargestellt. Der Turbolader 21 weist ein Kompressorgehäuse 28, ein Flügelrad 29, ein Turbinengehäuse 30 und ein Lagergehäuse 31 auf. Der dargestellte Aufbau eines Turboladers ist im großen und ganzen im Hinblick auf die Hauptkomponenten herkömmlich. In dem Lagergehäuse 31 ist das Axiallager 35 angeordnet, das im Mittelpunkt der vorliegenden Erfindung steht.
- Die Welle 36, die sich von dem Kompressorgehäuse in das Turbinengehäuse durch das Zentrum des Lagergehäuses erstreckt, wird durch das Lager des Turboladers (ungeteiltes Lager bzw. einfaches Gleitlager) 37, 38 gelagert. Halteringe 39 werden verwendet, um die Stellung der Lager des Turboladers zu fixieren, und die Buchse 40 dient als eine Ölbuchse.
- Das Lagergehäuse ist mit einem Öleinlaß 43, einem Hauptölkanal 44 und Durchgängen 45 und 46 ausgestattet. Der Durchgang 45 ist auf das Turbinenlager 37 und der Durchgang 46 auf das Radiallager 38 des Kompressors gerichtet. Der Hauptölkanal 44 ist auf das Axiallager 35 gerichtet. Öl, das dem Hauptlagereinlaß 43 zugeführt wird, wird zu jedem der drei Lager geleitet und schmiert ununterbrochen die Lager während des Betriebs des Motors und des Turboladers.
- In den Figuren 3 und 4 ist das Axiallager 35, in dem die vorliegende Erfindung verkörpert ist, dargestellt. Das Axiallager 35 ist ein relativ dünnes, im großen und ganzen zylindrisches Teil mit im wesentlichen flachen gegenüberliegenden Flächen 50 und 51 und einer Aussparungsnut 52 an seinem unteren Rand und ist mit einem Ölreservoir 53 ausgestattet. Das Ölreservoir 53 ist im wesentlichen ein rechteckinger Blindschlitz, der in dem Hauptkörperteil des Axiallagers gebildet ist und sich nicht vollständig durch das Axiallager erstreckt. Das Ölreservoir 53 ist mit der Mittelbohrung 54 durch einen gebohrten Durchgang 55 verbunden. Der Durchgang 55 ist in dem rechteckigen Ölreservoir 53 mittig und so orientiert, daß er tatsächlich auf einer radialen Linie von dem axialen Zentrum der Zentralbohrung 54 liegt.
- In gestrichelter Linienform ist der Druckring 56 dargestellt, der die Welle 36 aufnimmt. Ein ringförmiger Zwischenraum 57 ist zwischen dem Rand des Innendurchmessers der Zentralbohrung 54 und der Fläche 58 des Außendurchmessers der Nabe 59 des Ringes 56 angeordnet.
- Die Vorderfläche 50 des Axiallagers 35 weist vier sich in radialer Richtung erstreckende, gleich beabstandete Kanäle 62 für die Ölströmung zu und von der Fläche zwischen dem Druckring 56 (sowohl dem Flansch, als auch der Nabe) und dem Axiallager 35 auf. Die vier Kanäle 62 sind mit einer V-Rillengestalt mit einer maximalen Tiefe von nur ein paar Tausendstel Inch in dem Hauptkörper des Axiallagers gebildet.
- Das Ölreservoir 53 ist ebenfalls in die Vorderseite 50 des Axiallagers 35 eingearbeitet (gefräst) . Das Ölreservoir ist rechteckig und mißt ungefähr 22 mm in der Länge mal 6,3 mm in der Breite und 3,6 mm in der Tiefe. Wie erwähnt, ist das Ölreservoir im wesentlichen ein Blindschlitz, weil er sich nicht vollständig durch die Stärke des Axiallagers erstreckt. Der Durchgang 55 ist von dem Boden des Reservoirs 53 in die Zentralbohrung 54 gebohrt. Die dargestellte Winkligkeit des Durchgangs 55 ergibt sich aus der Bohrkrone, die frei von dem Rand der Zentralbohrung 54 sein muß, wie es durch die Verlängerung des Durchgangs 55 in gestrichelter Linie gezeigt ist.
- Wenn der Motor läuft, und das Öl die Öldurchgänge füllt, wird das Lagergehäuse 31 des Turboladers 21 gleichermaßen mit Öl gefüllt. Der Öleinlaß führt sowohl dem Radiallager der Turbine 37 und des Kompressors 38, als auch dem Axiallager 35 Öl über den Hauptölkanal 44 zu. Wie in Figur 2 dargestellt ist, grenzt der Hauptölkanal an die Vorderseite 50 an und ist derart ausgerichtet, daß die Kanalöffnung den unteren Rand des Ölreservoirs 53 überspannt. Dementsprechend wird Öl zu dem Reservoir und somit durch den Zwischenraum 57 zu der Schnittfläche des Druckrings und des Axiallagers zugeführt. Öl kann dann von dem Zwischenraum 57 nach außen treten, um die Druckkissen 63 durch vier, V-gerillte Kanäle 62 zu schmieren.
- Wenn der Motor abgeschaltet wird, fängt der Ölstand in dem Motor an, von dem Ölstand 22 auf den Ölstand 24 (siehe Figur 1) zu fallen. Wenn der Ölstand in dem Motor unter die Höhe des Turboladers fällt, wird ein Sog durch die Differenz in dem Öldruck zwischen der Ölstandlinie 23 und dem kontinuierlich fallenden Ölstand in dem Motor erzeugt. Folglich fängt das Öl in dem Turbolader an, durch den Saughebervorgang wie oben beschrieben abzufließen. Der Saughebervorgang entzieht dem Turbolader Öl und fährt fort, bis Luft in den Saugheberweg gesaugt wird und sich auf ein ausreichendes Volumen ansammelt, um den Saughebervorgang abzubrechen. Luft wird in den Ölabflußweg an den Stellen des Turbinenlagers 37, des Kompressorlagers 38 und des Axiallagers 35 (siehe Figur 2) gesaugt.
- Wie in Figur 5 ersichtlich, wird der Ölaustrittsweg von den Schnittstellen-Räumen zwischen dem Druckring 56 und dem Axiallager 35 durch den Pfeilweg 65 dargestellt. Der Weg erstreckt sich nach oben durch den Durchgang 55, durch die Mitte des Ölreservoirs 53 und nach außen durch den Hauptölkanal 44. Die Position des Ölreservoirs 53 relativ zu dem Ölabflußweg, der unter dem Ölreservoir beginnt, läßt ein Ölvolumen in dem Ölreservoir 53 zurück.
- Luft beginnt, in das Ölzuführsystem (Strömweg) des Turboladers zu strömen, wenn das Öl durch den Weg 66 ausgeströmt ist. Der Saughebervorgang dauert an, bis er durch die Ansammlung von Luft abgebrochen wird, die in der Ölzuführleitung gefangen wird. Die Zeit, bis diese Bedingung (der Saughebervorgang stoppt) erreicht ist, ist ähnlich zu der Zeit, die der Turbolader benötigt, um nach dem Abschalten des Motors bis zum Stillstand auszulaufen. Das Öl, das in dem Ölreservoir gespeichert ist, geht während des Saughebervorgangs wegen der ununterbrochenen Luftströmung durch den Durchgang 55 nicht verloren. Wenn der Saughebervorgang stoppt, und im großen und ganzen gleichzeitig dazu der Rotor nahezu oder vollständig stehenbleibt, wird das Öl aus dem Reservoir in den Zwischenraum 57 zwischen der Zentralbohrung 54 und dem Druckring 56 zugeführt oder fließt über den Durchgang 55 dort rein. Das Öl, das dem Zwischenraum, der im wesentlichen ein Lager ringförmigen Volumens ist, zugeführt wird, fließt nicht nach außen. Dieses Öl steht dann für den nächsten Motorstart zur Verfügung, selbst wenn der Motor nicht für mehrere Tage gestartet wird. Öl wird ebenfalls durch das Reservoir dem Radiallager der Turbine und des Kompressors zur Verfügung gestellt, wo es in kleinen Zwischenräumen zwischen den Innen- und Außenflächen der Radiallager gehalten wird.
- In Figur 6 wird das eingefangene und zurückgehaltene Öl, das dem Zwischenraum 57 (Lager ringförmigen Volumens) zugeführt wird, dargestellt. Wie gezeigt, nimmt das Ölvolumen 70 eine im großen und ganzen halbzylindrische Gestalt mit einer Länge oder Tiefe an, die ungefähr gleich der Stärke des Axiallagers 35 ist. Das obere Ende des Olvolumens 70 hat einen im großen und ganzen konkaven Meniskus 71, der die konkave Gestalt sowohl von einer Seite zu der anderen Seite, wie es in Figur 6 dargestellt ist, als auch von vorne nach hinten aufweist, welche Richtung der Richtung von der Vorderseite 50 zu der Hinterseite 51 entsprechen würde. Die Oberflächenspannung, die den Meniskus 71 erzeugt, zieht an dem Ölvolumen nach oben und hält das Ölvolumen 70 in dem ringförmigen Volumen gegen die Gravitationswirkung an Ort und Stelle. Man hat herausgefunden, daß Motoröl und sogar Dieselkraftstoff, der eine sehr viel niedrigere Viskosität aufweist, in dieser halbzylindrischen Konfiguration mit dem entsprechenden Meniskus für eine lange Zeitdauer bleibt, ohne daß er daraus abfließt, sogar wenn er kräftiger Vibration unterworfen wird.
- Deshalb steht, wenn der Motor wieder gestartet wird, dieses Ölvolumen 70 der sich drehenden/stationären Schnittstelle zwischen dem Druckring und dem Axiallager unmittelbar zur Verfügung. Das liefert die stark benötigte anfängliche Schmierung und stellt ein ausreichendes Volumen zur Verfügung, damit die Schmierung bis zu der Zeit beibehalten wird, wenn das Öl von dem Motor zu dem Hauptölkanal und somit den Lagern des Turboladers zugeführt werden kann.
Claims (11)
1. Axiallager (35) eines Turboladers für eine Rotorwelle (36)
eines Turboladers (21) mit einem Hauptkörperteil, das eine
Bohrung (54) hat, die so ausgebildet ist, daß sie ein Nabenteil
(59) eines Druckringes (56) eines Turboladers aufnehmen kann, mit
dem zusammen das Axiallager (35) zu verwenden ist, einem
Ölreservoir (53) zum Speichern von Öl, das der Bohrung (54)
zuzuführen ist, wobei das Ölreservoir (53) in dem Hauptkörperteil
angeordnet und dadurch gebildet ist, und einem Öldurchgang (55),
der in dem Hauptkörperteil gebildet ist und mit dem Reservoir
(53) eine Verbindung schafft, dadurch gekennzeichnet, daß der
Öldurchgang (55) das Ölreservoir (53) mit der Bohrung (54)
verbindet, wobei das Axiallager (35) derart angeordnet ist, daß,
wenn es an der Rotorwelle (36) des Turboladers (21) befestigt
ist, wobei das Nabenteil (59) des Druckringes (56) in der Bohrung
(54) aufgenommen ist, und der Turbolader (21) abgeschaltet ist,
Öl in dem Ölreservoir (53) gehalten wird, während sich die
Rotorwelle (36) dreht und bis zu einem Halt ausläuft, woraufhin
das gehaltene Öl aus dem Reservoir (53) abfließt und der Bohrung
(54) über den Öldurchgang (55) zugeführt wird, um in der Bohrung
(54) als ein halbzylindrisches Ölvolumen (70) gehalten zu werden,
das zwischen dem Außendurchmesser des Nabenteils (59) und dem
Innendurchmesser der Bohrung (54) angeordnet ist.
2. Axiallager (35) eines Turboladers nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ölreservoir (53) ein rechteckiger
Blindschlitz ist.
3. Axiallager (35) eines Turboladers nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbindungsöldurchgang (55) in dem
rechteckingen Schlitz zentriert ist und auf einer Linie angeordnet
ist, die sich radial von der Bohrung (54) erstreckt.
4. Axiallager (35) eines Turboladers nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (54) eine
Mittelbohrung ist.
5. Axiallager (35) eines Turboladers nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (54) eine
zylindrische Bohrung ist.
6. Axiallager (35) eines Turboladers nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hauptkörperteil relativ dünn ist und eine
im wesentlichen ebene erste Fläche (50), die sich um die
Mittelbohrung (54) erstreckt, und eine im wesentlichen ebene zweite
Fläche (51) aufweist, die bezüglich der ersten Fläche (50)
gegenüberliegend angeordnet ist und sich um die Mittelbohrung
(54) erstreckt, wobei das Ölreservoir (53) von der ersten Fläche
(50) abwärts in das Hauptkörperteil ausgebildet ist und sich nur
zum Teil weg in Richtung der zweiten Fläche (51) erstreckt.
7. Axiallager (35) eines Turboladers nach einem der Ansprüche
1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Ölströmkanälen
(63), die abwärts in einer Fläche (50) des Hauptkörperteils
angeordnet sind und sich nach außen von der Bohrung (54)
erstrecken, um das Öl von dem Gebiet der Bohrung (54) zu Teilen
der einen Fläche (50) zu leiten.
8. Axiallager (35) eines Turboladers nach Anspruch 5 oder
Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 5 in Kombination mit
einem Druckring (56) eines Turboladers mit einer im großen und
ganzen zylindrischen Nabe (59) und einen umgebenden Flansch,
wobei die Nabe (59) in der Zylinderbohrung (54) aufgenommen ist,
und dazwischen einen Zwischenraum (57) zur Ölspeicherung bildet.
9. Axiallager (35) eines Turboladers in Kombination mit einem
Druckring (56) eines Turboladers nach Anspruch 8 und des weiteren
in Kombination mit einem Turbolader (21) mit einem Kompressorteil
(28), einem Turbinenteil (30) und einem Lagerteil (31) mit einem
Hauptölkanal (44).
10. Kombination nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, gekennzeichnet
durch ein halbzylindrisches Ölvolumen (70), das zwischen dem
Außendurchmesser der zylindrischen Nabe (59) und dem
Innendurchmesser der zylindrischen Bohrung (54) angeordnet ist.
11. Kombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das halbzylindrische Ölvolumen (70) eine konkave
Meniskus-Oberfläche aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/984,186 US5308169A (en) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Bearing system for turbocharger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69309860D1 DE69309860D1 (de) | 1997-05-22 |
DE69309860T2 true DE69309860T2 (de) | 1997-07-24 |
Family
ID=25530371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69309860T Expired - Fee Related DE69309860T2 (de) | 1992-11-20 | 1993-11-11 | Lagervorrichtung für Turbolader |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5308169A (de) |
EP (1) | EP0599520B1 (de) |
JP (1) | JP2667953B2 (de) |
DE (1) | DE69309860T2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007052102A1 (de) | 2007-10-31 | 2009-05-20 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Schmiermittelzuführung eines Axiallagers |
DE102008045229A1 (de) | 2008-08-30 | 2010-03-04 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Axiallager |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5944489A (en) * | 1996-12-11 | 1999-08-31 | Crane Co. | Rotary fluid pump |
US6682321B1 (en) * | 2003-02-26 | 2004-01-27 | Honeywell International Inc. | Thermally decoupled flange for mounting to a turbine housing |
JP2005030382A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-02-03 | Komatsu Ltd | ターボ機械の圧縮装置及びそのコンプレッサインペラ |
EP1619356B1 (de) * | 2004-07-23 | 2016-03-16 | BorgWarner, Inc. | Axiallager für einen Turbolader |
US20060130479A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-22 | Holm Christopher E | Turbocharger with blow-by gas injection port |
US20070059188A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Borgwarner Inc. | Aerodynamically enhanced bearing housing pocket geometry |
WO2008053771A1 (fr) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Komatsu Ltd. | Turbocompresseur variable et procédé de retour d'huile à partir de dispositif de commande hydraulique |
DE102007019338A1 (de) | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Continental Automotive Gmbh | Axiallager insbesondere für einen Turbolader |
GB0714929D0 (en) * | 2007-08-01 | 2007-09-12 | Cummins Turbo Tech Ltd | A turbocharger bearing assembly and lubrication thereof |
DE102007052101A1 (de) * | 2007-10-31 | 2009-05-20 | Continental Automotive Gmbh | Axiallager, insbesondere für einen Turbolader |
US8328506B2 (en) * | 2008-12-04 | 2012-12-11 | General Electric Company | Optimized turbocharger bearing system |
KR101024361B1 (ko) * | 2009-04-20 | 2011-03-23 | (주)계양정밀 | 스러스트베어링 |
DE102009058068A1 (de) | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Lagergehäuse einer Ladeeinrichtung |
DE112011102807B4 (de) * | 2010-08-24 | 2023-02-16 | Borgwarner Inc. | Abgasturbolader |
US8959911B2 (en) * | 2011-10-06 | 2015-02-24 | GM Global Technology Operations LLC | Engine assembly including fluid control to boost mechanism |
JP6259769B2 (ja) * | 2011-11-24 | 2018-01-10 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 排気ガスターボチャージャの軸受ハウジング |
US9279343B2 (en) | 2012-06-28 | 2016-03-08 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Turbocharger support housing having alignment features |
CN104379900B (zh) * | 2012-06-29 | 2017-09-22 | 株式会社Ihi | 增压器 |
JP6003476B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャ |
CN104884763B (zh) * | 2013-01-08 | 2018-10-16 | 博格华纳公司 | 用于涡轮增压器轴承壳体的排油口 |
DE102015217443A1 (de) | 2015-09-11 | 2017-03-30 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Lagergehäuse |
US10890189B2 (en) * | 2016-06-01 | 2021-01-12 | Schlumberger Technology Corporation | Submersible pumping system having thrust pad flow bypass |
US20180156067A1 (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | Borgwarner Inc. | Turbocharger Having Thrust Bearing Oil Retainer |
US10590946B2 (en) | 2017-01-09 | 2020-03-17 | Borgwarner Inc. | Turbocharger having thrust bearing with biased oil flow |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3077296A (en) * | 1961-04-26 | 1963-02-12 | Schwitzer Corp | Turbocharger oil seal |
US4285632A (en) * | 1979-02-28 | 1981-08-25 | United Aircraft Products, Inc. | Oiling system for rotor bearings |
US4268229A (en) * | 1979-04-19 | 1981-05-19 | The Garrett Corporation | Turbocharger shaft seal arrangement |
JPS56148620A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-18 | Toyota Motor Corp | Turbo charger |
JPS5887935U (ja) * | 1981-12-10 | 1983-06-15 | 石川島播磨重工業株式会社 | 過給機のスラスト軸受 |
DE3302175A1 (de) * | 1983-01-24 | 1984-07-26 | Pfister Gmbh, 8900 Augsburg | Verfahren und vorrichtung zum messen eines druckes, insbesondere einer fluessigkeit |
US4639148A (en) * | 1984-02-14 | 1987-01-27 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Thrust bearing for turbocharger |
JPS6131209U (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-25 | 株式会社 バンビ | 時計バンド |
US4708602A (en) * | 1985-05-30 | 1987-11-24 | Teledyne Industries, Inc. | Lubrication system for a turbocharger |
DE3541702A1 (de) * | 1985-11-26 | 1987-05-27 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Lagerung der welle eines abgasturboladers |
JPS6392817A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-23 | Hitachi Ltd | 過給機のスラスト軸受 |
JPH0540273Y2 (de) * | 1988-04-26 | 1993-10-13 | ||
US5014820A (en) * | 1989-01-10 | 1991-05-14 | Evans John W | Engine prelubricator and pressurized lubricant reservoir |
US4902144A (en) * | 1989-05-02 | 1990-02-20 | Allied-Signal, Inc. | Turbocharger bearing assembly |
US5178471A (en) * | 1991-05-20 | 1993-01-12 | Allied-Signal Inc. | Thrust bearing for turbocharger |
-
1992
- 1992-11-20 US US07/984,186 patent/US5308169A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-11 DE DE69309860T patent/DE69309860T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-11 EP EP93309020A patent/EP0599520B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-15 JP JP5285094A patent/JP2667953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007052102A1 (de) | 2007-10-31 | 2009-05-20 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Schmiermittelzuführung eines Axiallagers |
DE102007052102B4 (de) * | 2007-10-31 | 2009-11-05 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Schmiermittelzuführung eines Axiallagers |
US8747053B2 (en) | 2007-10-31 | 2014-06-10 | Continental Automotive Gmbh | Method for producing a lubricant feed line of a thrust bearing |
DE102008045229A1 (de) | 2008-08-30 | 2010-03-04 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Axiallager |
DE102008045229B4 (de) | 2008-08-30 | 2019-09-05 | BMTS Technology GmbH & Co. KG | Axiallager |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06212990A (ja) | 1994-08-02 |
DE69309860D1 (de) | 1997-05-22 |
US5308169A (en) | 1994-05-03 |
EP0599520B1 (de) | 1997-04-16 |
JP2667953B2 (ja) | 1997-10-27 |
EP0599520A1 (de) | 1994-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69309860T2 (de) | Lagervorrichtung für Turbolader | |
DE3137947C2 (de) | Für beliebige Flugmanöver taugliches Schmierölsystem für Gasturbinentriebwerke | |
DE2720034C2 (de) | Schmiersystem | |
DE102005035731B4 (de) | Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und Schmiersystem dafür | |
DE102015116558B4 (de) | Turbolader für einen verbrennungsmotor mit turbolader-drucklager-fremdkörperfalle | |
DE4445957A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Eigenschmierung der Wälzlager von Turbomaschinen | |
DE2833167C2 (de) | ||
DE102006048356A1 (de) | Kraftstoffhochdruckpumpe und Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine | |
DE19925773B4 (de) | Abgasturbolader mit einem Notöltank | |
DE3734573C2 (de) | Flügelzellen-Vakuumpumpe | |
DE3320086C2 (de) | ||
EP0123989A1 (de) | Zentrigufal-Schmierölpumpe eines Abgasturboladers | |
EP0153982B1 (de) | Kolbenmaschine, insbesondere Kolbenpumpe | |
WO2012000586A1 (de) | Abgasturbolader mit schleuderring | |
DE68907897T2 (de) | Selbstschmierendes Lager. | |
DE102020120268B3 (de) | Verbrennungsmotor | |
DE3002362A1 (de) | Motorschmierung fuer eine brennkraftmaschine mit abgas-turbolader | |
EP0123991A1 (de) | Selbstansaugende Zentrifugal-Schmierölpumpe eines Abgasturboladers | |
DE69118160T2 (de) | Hermetischer Motorangetriebener Verdichter | |
DE1751563C3 (de) | Ölpumpe für Motorverdichter mit vertikaler Motorwelle | |
EP0707138B1 (de) | Ölpumpenanordnung für Verbrennungsmotor | |
DE112008002164B4 (de) | Vakuumpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe | |
DE3325261A1 (de) | Vakuumpumpe | |
DE10061816A1 (de) | Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine mit Turbolader | |
DE3730333C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CUMMINS INC., COLUMBUS, IND., US |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |