JP2007127063A - Turbocharger - Google Patents

Turbocharger Download PDF

Info

Publication number
JP2007127063A
JP2007127063A JP2005320778A JP2005320778A JP2007127063A JP 2007127063 A JP2007127063 A JP 2007127063A JP 2005320778 A JP2005320778 A JP 2005320778A JP 2005320778 A JP2005320778 A JP 2005320778A JP 2007127063 A JP2007127063 A JP 2007127063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
floating bush
turbine
bush bearing
compressor
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.)
Withdrawn
Application number
JP2005320778A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Shimizu
光一 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005320778A priority Critical patent/JP2007127063A/en
Publication of JP2007127063A publication Critical patent/JP2007127063A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/18—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with floating brasses or brushing, rotatable at a reduced speed
    • 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
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • 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)
  • Supercharger (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit whirl noise in a turbocharger of a structure supporting a turbine shaft by a floating bush bearing. <P>SOLUTION: Oil supply passes (an oil passage 11 and an oil supply hole 13, an oil passage 12 and an oil supply hole 14) for individually supplying oil of different pressure to a floating bush bearing 7 on a turbine side and a floating bush bearing 8 on a compressor side are provided to keep pressure of oil supplied to the floating bush bearing 8 on the compressor side higher than pressure of oil supplied to the floating bush bearing 7 on the turbine side, and to keep a spring constant of oil film in the floating bush bearing 8 on the compressor side larger. Consequently, whirl noise due to self-excited vibration of a cylinder mode is not easily generated since run out quantity on the compressor side of the turbine shaft 3 is reduced by adjusting the spring constant of oil film of the floating bush bearings 7, 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車等に搭載される内燃機関のターボチャージャに関する。   The present invention relates to a turbocharger for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like.

ディーゼルエンジン等の内燃機関の吸気を過給するターボチャージャとして、排気通路に配置されたタービン（タービンホイール）と、吸気通路に配置されたコンプレッサ（コンプレッサインペラ）と、これらタービンとコンプレッサとを連結するタービンシャフトとを備え、排気通路に配置のタービンが排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路に配置のコンプレッサが回転する構造のものが一般に知られている。   As a turbocharger that supercharges intake air of an internal combustion engine such as a diesel engine, a turbine (turbine wheel) disposed in an exhaust passage, a compressor (compressor impeller) disposed in an intake passage, and the turbine and the compressor are connected to each other. It is generally known that a turbine shaft is provided and a turbine disposed in an exhaust passage is rotated by exhaust energy, and a compressor disposed in an intake passage is rotated accordingly.

ターボチャージャのタービンシャフトを支持する軸受として、例えばフルフロート式またはセミフロート式の浮動ブッシュ軸受が用いられている（例えば、特許文献１参照）。浮動ブッシュ軸受を用いたターボチャージャの一例を図３に示す。   As a bearing for supporting a turbine shaft of a turbocharger, for example, a full float type or semi float type floating bush bearing is used (for example, see Patent Document 1). An example of a turbocharger using a floating bush bearing is shown in FIG.

図３に示すターボチャージャにおいて、タービン１０１とコンプレッサ１０２とはそれぞれタービンハウジング１０４とコンプレッサハウジング１０５とに収容されている。これらタービン１０１とコンプレッサ１０２とを連結するタービンシャフト１０３は、センターハウジング１０６内に配置された２つの浮動ブッシュ軸受１０７，１０８によって支持されている。センターハウジング１０６には、各浮動ブッシュ軸受１０７，１０８に連通するオイル供給孔１１１，１１２が形成されており、このオイル供給孔１１１，１１２に１系統の主オイル通路１１０を通じて潤滑用のオイルを供給することにより、各浮動ブッシュ軸受１０７，１０８にオイルを供給することができる。   In the turbocharger shown in FIG. 3, the turbine 101 and the compressor 102 are accommodated in a turbine housing 104 and a compressor housing 105, respectively. A turbine shaft 103 that connects the turbine 101 and the compressor 102 is supported by two floating bush bearings 107 and 108 disposed in the center housing 106. The center housing 106 is formed with oil supply holes 111 and 112 communicating with the floating bush bearings 107 and 108, and the oil for lubrication is supplied to the oil supply holes 111 and 112 through one main oil passage 110. By doing so, oil can be supplied to each floating bush bearing 107,108.

そして、この例のターボチャージャにおいては、図４に示すように、各浮動ブッシュ軸受１０７，１０８の外周面とセンターハウジング１０６との間にそれぞれ外径クリアランスＣ１が設けられている。また、各浮動ブッシュ軸受１０７，１０８の内周面とタービンシャフト１０３との間にそれぞれ内径クリアランスＣ２が設けられており、これらクリアランスＣ１，Ｃ２に上記したオイル供給孔１１１，１１２からオイルを所定の圧力で供給することにより、浮動ブッシュ軸受１０７，１０８の外周側と内周側に油膜が形成され、これによってタービンシャフト１０３は浮いた状態で回転する。
特開２００２−１３８８４６号公報 In the turbocharger of this example, as shown in FIG. 4, outer diameter clearances C <b> 1 are provided between the outer peripheral surfaces of the floating bush bearings 107 and 108 and the center housing 106. Further, an inner diameter clearance C2 is provided between the inner peripheral surface of each floating bush bearing 107, 108 and the turbine shaft 103, and oil is supplied to the clearances C1, C2 from the oil supply holes 111, 112 described above. By supplying with pressure, an oil film is formed on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the floating bush bearings 107 and 108, whereby the turbine shaft 103 rotates in a floating state.
JP 2002-138846 A

ところで、ターボチャージャから発生する振動としては、タービンシャフトのアンバランスに起因する回転１次振動がある。回転１次振動は、タービンシャフトの回転数と等しい周波数の振動である。また、タービンシャフトを浮動ブッシュ軸受にて支持する構造のターボチャージャでは、浮動ブッシュ軸受の外周側と内周側の油膜によってばね系が形成され、その油膜のばね定数とタービンシャフトの質量の作用により自励振動が発生する。このようなタービンシャフトの自励振動には、比較的低回転で発生する円錐モードと、比較的高回転で発生する円筒モードがある。これら円錐モードと円筒モードについて以下に説明する。   By the way, as the vibration generated from the turbocharger, there is a primary rotation vibration caused by unbalance of the turbine shaft. The primary rotational vibration is vibration having a frequency equal to the rotational speed of the turbine shaft. In a turbocharger having a structure in which the turbine shaft is supported by a floating bush bearing, a spring system is formed by the oil film on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the floating bush bearing, and the action of the spring constant of the oil film and the mass of the turbine shaft Self-excited vibration occurs. Such a self-excited vibration of the turbine shaft includes a conical mode generated at a relatively low rotation and a cylindrical mode generated at a relatively high rotation. These conical mode and cylindrical mode will be described below.

まず、タービンシャフトの回転数が比較的低い領域では、円錐モードの自励振動が発生する。円錐モードは、図５（ａ）のイメージ図に示すように、タービンシャフトの両端部の振れが大きくてシャフト中央部の触れが小さい振動モード（逆相で振れるモード）であって、この円錐モードの自励振動において発生する振動レベルは小さい。なお、この円錐モード及び円筒モードで発生する振動の周波数は、その各モードでの自励振動が発生する回転数に関係なくほぼ一定であり、一般に円錐モードにおける自励振動の周波数の方が円筒モードでの自励振動の周波数よりも小さい。   First, in a region where the rotational speed of the turbine shaft is relatively low, conical mode self-excited vibration occurs. As shown in the image diagram of FIG. 5 (a), the conical mode is a vibration mode (a mode in which the vibration at the opposite ends of the turbine shaft is large and the touch at the center of the shaft is small). The vibration level generated in the self-excited vibration is small. Note that the frequency of vibration generated in the conical mode and the cylindrical mode is almost constant regardless of the rotation speed at which the self-excited vibration is generated in each mode. Generally, the frequency of the self-excited vibration in the conical mode is more cylindrical. It is smaller than the frequency of self-excited vibration in the mode.

次に、タービンシャフトの回転数が上昇すると、ある回転数域において円筒モードの自励振動が発生する。円筒モードは、図５（ｂ）のイメージ図に示すように、タービンシャフトの全体が大きく振れるモード（同相で振れるモード）であって、この円筒モードの自励振動において発生する振動（ホワール振動）のレベルは大きい。また、円筒モードの自励振動においては、通常、タービンの質量がコンプレッサの質量よりも大きいため、タービンシャフトのコンプレッサ側の振れ量が大きくなる。そして、このような円筒モードでの自励振動が発生すると、その大きな振動がターボチャージャ本体や排気系の触媒・排気管などに伝達・放射され、ホワール音が発生するという問題がある。特に、静粛性が求められる自動車に搭載されるターボチャージャにおいては、ホワール音（騒音）が発生すると運転者に不快感を与えるという問題がある。   Next, when the rotational speed of the turbine shaft is increased, self-excited vibration in a cylindrical mode is generated in a certain rotational speed range. As shown in the image diagram of FIG. 5B, the cylindrical mode is a mode in which the entire turbine shaft swings greatly (a mode in which the turbine shaft swings in the same phase). The level is great. Further, in the self-excited vibration in the cylindrical mode, since the mass of the turbine is usually larger than the mass of the compressor, the amount of vibration on the compressor side of the turbine shaft becomes large. When such self-excited vibration occurs in the cylindrical mode, the large vibration is transmitted and radiated to the turbocharger main body, the exhaust system catalyst, the exhaust pipe, and the like, resulting in a whirl noise. In particular, a turbocharger mounted on an automobile that requires quietness has a problem that a driver feels uncomfortable when a whirl noise is generated.

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、タービンシャフトを浮動ブッシュ軸受にて支持する構造のターボチャージャにおいて、ホワール音を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress whirl noise in a turbocharger having a structure in which a turbine shaft is supported by a floating bush bearing.

本発明は、タービンと、コンプレッサと、これらタービンとコンプレッサとを連結するタービンシャフトと、前記タービンシャフトの前記タービン側とコンプレッサ側をそれぞれ支持する２つの浮動ブッシュ軸受を備えたターボチャージャにおいて、前記タービン側の浮動ブッシュ軸受とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受に互いに異なる圧力のオイルを個別に供給するためのオイル供給経路が形成されていることを特徴としている。   The present invention provides a turbocharger comprising a turbine, a compressor, a turbine shaft connecting the turbine and the compressor, and two floating bush bearings respectively supporting the turbine side and the compressor side of the turbine shaft. An oil supply path for individually supplying different pressure oils to the floating bush bearing on the compressor side and the floating bush bearing on the compressor side is formed.

本発明によれば、タービン側の浮動ブッシュ軸受とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受に圧力の異なるオイルを個別に供給するためのオイル供給経路を形成しているので、例えば、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受に供給するオイルの圧力をタービン側の浮動ブッシュ軸受よりも高くすることができる。このように、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受の油圧を高くすることにより、ホワール振動を軽減することができる。その理由を以下に述べる。   According to the present invention, the oil supply path for individually supplying oils having different pressures to the turbine-side floating bush bearing and the compressor-side floating bush bearing is formed. The pressure of the supplied oil can be made higher than that of the floating bush bearing on the turbine side. Thus, by increasing the hydraulic pressure of the floating bush bearing on the compressor side, the whirl vibration can be reduced. The reason is described below.

まず、ターボチャージャで発生する自励振動の周波数及び振動レベルは、タービン側の浮動ブッシュ軸受とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受の諸元（例えば外径クリアランス・内径クリアランス等）に基づく油膜のばね定数によって決まるが、油膜のばね定数は、浮動ブッシュ軸受に供給されるオイルの粘度・油圧等によって変化する。この点を利用して、浮動ブッシュ軸受に供給するオイルの圧力を高くして油膜のばね定数を大きくすることによりタービンシャフトの振れ量を軽減でき、円筒モードでの自励振動の発生を抑制することが可能となる。ただし、タービンとコンプレッサとの質量差などによってタービンシャフトのタービン側とコンプレッサ側とでは作用する力が異なり、図５（ｂ）に示すように、円筒モードの自励振動では、通常タービンシャフトのコンプレッサ側の触れ量が大きくなるので、図３に示すような１系統のオイル供給構造において、タービン側とコンプレッサ側の２つの浮動ブッシュ軸受の油圧を同時に高くしても、タービンシャフトのタービン側とコンプレッサ側の触れ量のアンバランスを解消することができず、タービンシャフトの全体の振れ量を効果的に低減することは困難である。   First, the frequency and vibration level of the self-excited vibration generated in the turbocharger depend on the spring constant of the oil film based on the specifications of the floating bush bearing on the turbine side and the floating bush bearing on the compressor side (for example, outer diameter clearance and inner diameter clearance). Although determined, the spring constant of the oil film varies depending on the viscosity and hydraulic pressure of the oil supplied to the floating bush bearing. Using this point, the amount of oil supplied to the floating bush bearing is increased to increase the spring constant of the oil film, thereby reducing the vibration amount of the turbine shaft and suppressing the occurrence of self-excited vibration in the cylindrical mode. It becomes possible. However, the force acting on the turbine side and the compressor side of the turbine shaft differs depending on the difference in mass between the turbine and the compressor. As shown in FIG. Since the amount of contact on the side becomes large, even if the hydraulic pressures of the two floating bush bearings on the turbine side and the compressor side are simultaneously increased in a single oil supply structure as shown in FIG. The imbalance of the amount of touch on the side cannot be eliminated, and it is difficult to effectively reduce the total amount of vibration of the turbine shaft.

このような点を考慮し、本発明では、円筒モードの自励振動において、タービンシャフトの触れ量が大きくなる側、つまり、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受に供給するオイルの圧力をタービン側の浮動ブッシュ軸受よりも高い圧力として、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受の油膜のばね定数を大きくすることにより、タービンシャフトのコンプレッサ側の振れ量を低減する。そして、このようにしてタービンシャフトのコンプレッサ側の振れ量を低減することにより、タービンシャフトのコンプレッサ側とタービン側との触れ量のアンバランスを解消しつつ、タービンシャフトの全体の触れ量を低減することができる。これによって円錐モードの自励振動の回転数領域が高回転域にまで至るようになり、円筒モードでの自励振動が発生しにくくなる。その結果として、ホワール振動を軽減することができる。   Considering such points, in the present invention, in the self-excited vibration in the cylindrical mode, the pressure of the oil supplied to the floating bush bearing on the compressor side is increased to the side where the amount of touch of the turbine shaft becomes large, that is, the floating bush bearing on the turbine side. By increasing the spring constant of the oil film of the floating bush bearing on the compressor side as a pressure higher than that of the bearing, the amount of vibration on the compressor side of the turbine shaft is reduced. By reducing the amount of vibration on the compressor side of the turbine shaft in this way, the overall amount of touch of the turbine shaft is reduced while eliminating the unbalance of the amount of touch between the compressor side and the turbine side of the turbine shaft. be able to. As a result, the rotational speed region of the self-excited vibration in the conical mode reaches the high rotational region, and the self-excited vibration in the cylindrical mode is hardly generated. As a result, the whirl vibration can be reduced.

本発明によれば、タービンとコンプレッサとを連結するタービンシャフトと、このタービンシャフトのタービン側とコンプレッサ側をそれぞれ支持する２つの浮動ブッシュ軸受を備えたターボチャージャにおいて、円筒モードでの自励振動によって発生するホワール振動を軽減することができ、自動車等においてターボホワール音の発生を抑制することができる。   According to the present invention, in a turbocharger including a turbine shaft that connects a turbine and a compressor, and two floating bush bearings that respectively support the turbine side and the compressor side of the turbine shaft, self-excited vibration in a cylindrical mode The generated whirl vibration can be reduced, and the occurrence of turbo whirl noise in an automobile or the like can be suppressed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明のターボチャージャの一例を示す縦断面図及びオイル供給系の系統図を併記して示す図である。   FIG. 1 is a view showing a longitudinal section showing an example of a turbocharger of the present invention and a system diagram of an oil supply system.

この例のターボチャージャは、自動車等の内燃機関の吸気を過給するのに用いられる過給機であって、タービン１、コンプレッサ２、タービンシャフト３、タービンハウジング４、コンプレッサハウジング５、及び、センターハウジング６などを備えている。   The turbocharger in this example is a supercharger used for supercharging intake air of an internal combustion engine such as an automobile, and includes a turbine 1, a compressor 2, a turbine shaft 3, a turbine housing 4, a compressor housing 5, and a center. A housing 6 is provided.

タービン１はタービンハウジング４内に収容されている。コンプレッサ２はコンプレッサハウジング５内に収容されており、これらタービン１とコンプレッサ２とがタービンシャフト３によって連結されている。タービン１はタービンシャフト３の一端に溶接等により固着されている。また、コンプレッサ２はタービンシャフト３の他端にナット１０にて固定されている。   The turbine 1 is accommodated in a turbine housing 4. The compressor 2 is accommodated in a compressor housing 5, and the turbine 1 and the compressor 2 are connected by a turbine shaft 3. The turbine 1 is fixed to one end of the turbine shaft 3 by welding or the like. The compressor 2 is fixed to the other end of the turbine shaft 3 with a nut 10.

タービンシャフト３は、センターハウジング６内に配置された２つの浮動ブッシュ軸受７，８によって支持されている。これらタービン側の浮動ブッシュ軸受７とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８との間に中間スリーブ９が配設されている。各浮動ブッシュ軸受７，８には、それぞれ、複数の貫通孔（給油孔）７ａ，８ａが周方向に沿って設けられている。なお、この例では、タービン側の浮動ブッシュ軸受７とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８とは軸受諸元が同じものが使用されている。また、各浮動ブッシュ軸受７，８はフルフロート式軸受であって、図２に示すように、各浮動ブッシュ軸受７，８の外周面とセンターハウジング６との間にそれぞれ外径クリアランスＣ１が設けられており、さらに、各浮動ブッシュ軸受７，８の内周面とタービンシャフト３との間にそれぞれ内径クリアランスＣ２が設けられている。   The turbine shaft 3 is supported by two floating bush bearings 7 and 8 disposed in the center housing 6. An intermediate sleeve 9 is disposed between the turbine-side floating bush bearing 7 and the compressor-side floating bush bearing 8. Each of the floating bush bearings 7 and 8 is provided with a plurality of through holes (oil supply holes) 7a and 8a along the circumferential direction. In this example, the turbine side floating bush bearing 7 and the compressor side floating bush bearing 8 have the same bearing specifications. Each of the floating bush bearings 7 and 8 is a full float type bearing, and an outer diameter clearance C1 is provided between the outer peripheral surface of each of the floating bush bearings 7 and 8 and the center housing 6 as shown in FIG. Further, an inner diameter clearance C <b> 2 is provided between the inner peripheral surface of each floating bush bearing 7, 8 and the turbine shaft 3.

浮動ブッシュ軸受７，８を収容するセンターハウジング６には、各浮動ブッシュ軸受７，８へのオイル供給経路として、オイル通路１１及びオイル供給孔１３と、オイル通路１２及びオイル供給孔１４とが個別に形成されている。これらのうち、一方のオイル通路１１及びオイル供給孔１３はタービン側の浮動ブッシュ軸受７の外径クリアランスＣ１に連通しており、他方のオイル通路１２及びオイル供給孔１４はコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８の外径クリアランスＣ１に連通している（図２）。従って、各オイル通路１１，１２にオイルを供給することにより、各オイル供給孔１３，１４から各浮動ブッシュ軸受７，８の外径クリアランスＣ１にオイルが個別に供給されるとともに、各浮動ブッシュ軸受７，８の貫通孔７ａ，８ａを通じて内径クリアランスＣ２にオイルが供給され、各浮動ブッシュ軸受７，８の外周側と内周側に油膜が形成される。   In the center housing 6 that accommodates the floating bush bearings 7 and 8, an oil passage 11 and an oil supply hole 13, and an oil passage 12 and an oil supply hole 14 are individually provided as oil supply paths to the floating bush bearings 7 and 8. Is formed. Of these, one oil passage 11 and oil supply hole 13 communicate with the outer diameter clearance C1 of the turbine-side floating bush bearing 7, and the other oil passage 12 and oil supply hole 14 are connected to the compressor-side floating bush bearing. 8 communicates with the outer diameter clearance C1 (FIG. 2). Accordingly, by supplying oil to the oil passages 11 and 12, the oil is individually supplied from the oil supply holes 13 and 14 to the outer diameter clearances C1 of the floating bush bearings 7 and 8, and the floating bush bearings. Oil is supplied to the inner diameter clearance C2 through the through holes 7a and 8a of the seventh and eighth holes, and an oil film is formed on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the floating bush bearings 7 and 8, respectively.

以上のように、この例では、タービン側の浮動ブッシュ軸受７にオイルを供給するためのオイル通路１１及びオイル供給孔１３と、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８にオイルを供給するためのオイル通路１２及びオイル供給孔１４とを個別に形成しているので、タービン側の浮動ブッシュ軸受７とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に互いに異なる圧力のオイルを個別に供給することが可能であり、後述するように、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８の油圧を、タービン側の浮動ブッシュ軸受７の油圧よりも高くすることができる。   As described above, in this example, the oil passage 11 and the oil supply hole 13 for supplying oil to the turbine-side floating bush bearing 7 and the oil passage 12 for supplying oil to the compressor-side floating bush bearing 8 are provided. Since the oil supply holes 14 and the oil supply holes 14 are individually formed, it is possible to individually supply different pressure oils to the turbine-side floating bush bearing 7 and the compressor-side floating bush bearing 8, as will be described later. Moreover, the hydraulic pressure of the floating bush bearing 8 on the compressor side can be made higher than the hydraulic pressure of the floating bush bearing 7 on the turbine side.

次に、ターボチャージャにオイルを供給するオイル供給系について説明する。   Next, an oil supply system for supplying oil to the turbocharger will be described.

まず、図１に示すように、内燃機関２１の下側には、潤滑用のオイルを貯留するオイルパン２２が設けられている。オイルパン２２に貯留されたオイルは、内燃機関２１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナ２４を介してオイルポンプ２３によって汲み上げられ、さらにオイルフィルタ２５で浄化された後に、オイル通路２６を介して内燃機関２１のピストン、カムシャフト、クランクシャフト、コネクティングロッド等に供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。このようにして供給されたオイルは、内燃機関２１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、戻り通路２７を介してオイルパン２２に戻され、再びオイルポンプによって汲み上げられるまでオイルパン２２内に貯留される。   First, as shown in FIG. 1, an oil pan 22 for storing lubricating oil is provided below the internal combustion engine 21. The oil stored in the oil pan 22 is pumped up by an oil pump 23 through an oil strainer 24 that removes foreign matters during operation of the internal combustion engine 21, further purified by an oil filter 25, and then through an oil passage 26. It is supplied to pistons, camshafts, crankshafts, connecting rods and the like of the internal combustion engine 21 and used for lubricating and cooling each part. The oil supplied in this manner is used for lubrication and cooling of each part of the internal combustion engine 21, and then returned to the oil pan 22 through the return passage 27 and is again pumped up by the oil pump. 22 is stored.

そして、この例では、以上の内燃機関２１を循環するオイルを利用して、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に供給するオイルの圧力を、タービン側の浮動ブッシュ軸受７に供給するオイルの圧力よりも高くしている。   In this example, the oil pressure supplied to the compressor-side floating bush bearing 8 is made higher than the oil pressure supplied to the turbine-side floating bush bearing 7 using the oil circulating through the internal combustion engine 21 described above. It is high.

具体的には、オイルポンプ２３の吐出側のオイル通路２６から分岐したオイル供給管１６をセンターハウジング６のコンプレッサ側のオイル通路１２に接続して、オイルポンプ２３から吐出した油圧の高いオイル（例えば４００〜４５０ｋＰａ程度）をオイル供給孔１４を通じてコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に供給するオイル供給系を構成している。さらに、内燃機関２１の戻り通路２７から分岐したオイル供給管１５をセンターハウジング６のタービン側のオイル通路１１に接続して、内燃機関２１の各部を通過した油圧の低いオイル（例えば１００〜２００ｋＰａ程度）をオイル供給孔１３を通じてタービン側の浮動ブッシュ軸受７に供給するオイル供給系を構成することによって、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に供給するオイルの圧力を、タービン側の浮動ブッシュ軸受７に供給するオイルの圧力よりも高くしている。   Specifically, the oil supply pipe 16 branched from the oil passage 26 on the discharge side of the oil pump 23 is connected to the oil passage 12 on the compressor side of the center housing 6, and high oil pressure discharged from the oil pump 23 (for example, The oil supply system is configured to supply approximately 400 to 450 kPa) to the floating bush bearing 8 on the compressor side through the oil supply hole 14. Furthermore, the oil supply pipe 15 branched from the return passage 27 of the internal combustion engine 21 is connected to the oil passage 11 on the turbine side of the center housing 6, and low oil pressure (for example, about 100 to 200 kPa) that has passed through each part of the internal combustion engine 21. ) Is supplied to the floating bush bearing 7 on the turbine side through the oil supply hole 13 so that the pressure of the oil supplied to the floating bush bearing 8 on the compressor side is supplied to the floating bush bearing 7 on the turbine side. It is higher than the oil pressure.

このようにして、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に供給するオイルの圧力をタービン側の浮動ブッシュ軸受７よりも高い圧力とし、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８の油膜のばね定数を大きくすることにより、タービンシャフト３のコンプレッサ側の触れ量を低減しつつ、タービンシャフト３の全体の触れ量を低減することができる。これによってタービンシャフト３の自励振動において円錐モードの回転数領域が高回転域にまで至るようになり、円筒モードでの自励振動が発生しにくくなる結果、ホワール振動を軽減することができる。   In this way, by setting the pressure of the oil supplied to the floating bush bearing 8 on the compressor side higher than that of the floating bush bearing 7 on the turbine side, and increasing the spring constant of the oil film of the floating bush bearing 8 on the compressor side, The total touch amount of the turbine shaft 3 can be reduced while reducing the touch amount on the compressor side of the turbine shaft 3. As a result, in the self-excited vibration of the turbine shaft 3, the rotational speed region of the conical mode reaches a high rotational region, and the self-excited vibration in the cylindrical mode is less likely to occur. As a result, the whirl vibration can be reduced.

また、この例では、タービン側の浮動ブッシュ軸受７に供給するオイルの圧力を低くしているので、タービン側の浮動ブッシュ軸受７から排気側へのオイル洩れ、及び、その排気側へのオイル洩れによる白煙発生を防止することができるという効果も達成することができる。   Further, in this example, since the pressure of the oil supplied to the turbine-side floating bush bearing 7 is lowered, oil leakage from the turbine-side floating bush bearing 7 to the exhaust side, and oil leakage to the exhaust side thereof It is also possible to achieve the effect of preventing the generation of white smoke due to.

ここで、タービンシャフト３の自励振動において、円筒モードの発生をより効果的に抑制する方法として、例えば、タービンシャフト３の回転数、タービンシャフト３を支持する２つの浮動ブッシュ軸受７，８の各軸受諸元（外径クリアランスＣ１、内径クリアランスＣ２等）、及び、オイルの粘度などをパラメータとして、タービンシャフト３の回転数が高回転となる領域まで円筒モードの自励振動が発生しないような最適条件（コンプレッサ側のばね定数とタービン側のばね定数）を、実験やシミュレーション計算等によって見出し、その条件を基に、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に供給するオイルの圧力とタービン側の浮動ブッシュ軸受７に供給するオイルの圧力とを圧力調整弁等によって調整するという方法を挙げることができる。   Here, as a method for more effectively suppressing the generation of the cylindrical mode in the self-excited vibration of the turbine shaft 3, for example, the rotational speed of the turbine shaft 3, the two floating bush bearings 7 and 8 that support the turbine shaft 3, and the like. Using each bearing specification (outer diameter clearance C1, inner diameter clearance C2, etc.) and oil viscosity as parameters, cylinder mode self-excited vibration does not occur up to the region where the rotational speed of the turbine shaft 3 is high. Optimum conditions (compressor-side spring constant and turbine-side spring constant) are found through experiments, simulation calculations, and the like. Based on these conditions, the oil pressure supplied to the compressor-side floating bush bearing 8 and the turbine-side floating bush The method of adjusting the pressure of the oil supplied to the bearing 7 with a pressure regulating valve or the like is mentioned. Kill.

なお、以上の例では、タービン１の質量がコンプレッサ２の質量よりも大きくて、円筒モードの自励振動において、タービンシャフト３のコンプレッサ側の振れ量が大きい場合について説明したが、タービン１とコンプレッサ２との質量の関係等により、円筒モードの自励振動において、タービンシャフト３のタービン側の触れ量が大きくなる場合には、タービン側の浮動ブッシュ軸受７に供給する圧力を、コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受８に供給する圧力よりも高くなるように調整してもよい。   In the above example, the case where the mass of the turbine 1 is larger than the mass of the compressor 2 and the vibration amount on the compressor side of the turbine shaft 3 is large in the self-excited vibration in the cylindrical mode has been described. When the amount of touch on the turbine side of the turbine shaft 3 becomes large in the self-excited vibration in the cylindrical mode due to the mass relationship with the cylinder 2 or the like, the pressure supplied to the floating bush bearing 7 on the turbine side is You may adjust so that it may become higher than the pressure supplied to the bush bearing 8. FIG.

また、以上の例では、フルフロート式の浮動ブッシュ軸受７，８を備えたターボチャージャに本発明を適用した例を示したが、セミフロート式の浮動ブッシュ軸受を備えたターボチャージャにも本発明は適用可能である。   In the above example, the present invention is applied to the turbocharger including the full float type floating bush bearings 7 and 8, but the present invention is also applied to the turbocharger including the semi float type floating bush bearing. Is applicable.

本発明のターボチャージャの一例を示す縦断面図及びオイル供給系の系統図を併記して示す図である。It is a figure which writes and shows together the longitudinal cross-sectional view which shows an example of the turbocharger of this invention, and the systematic diagram of an oil supply system. 図１のターボチャージャのタービンシャフトと浮動ブッシュ軸受を抽出して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which extracts and shows the turbine shaft and floating bush bearing of the turbocharger of FIG. 従来のターボチャージャの一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the conventional turbocharger. 図３のターボチャージャのタービンシャフトと浮動ブッシュ軸受を抽出して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which extracts and shows the turbine shaft and floating bush bearing of the turbocharger of FIG. 自励振動の円錐モード及び円筒モードのイメージ図である。It is an image figure of the conical mode and cylindrical mode of self-excited vibration.

符号の説明Explanation of symbols

１ タービン
２ コンプレッサ
３ タービンシャフト
４ タービンハウジング
５ コンプレッサハウジング
６ センターハウジング
７ 浮動ブッシュ軸受（タービン側）
８ 浮動ブッシュ軸受（コンプレッサ側）
７ａ，８ａ 貫通孔（給油孔）
１１，１２ オイル通路（オイル供給経路）
１３，１４ オイル供給孔（オイル供給経路）
１５，１６ オイル供給管
２１ 内燃機関
２２ オイルパン
２３ オイルポンプ
２６ オイル通路
２７ 戻り通路 1 Turbine 2 Compressor 3 Turbine shaft 4 Turbine housing 5 Compressor housing 6 Center housing 7 Floating bush bearing (turbine side)
8 Floating bush bearing (compressor side)
7a, 8a Through hole (oil supply hole)
11, 12 Oil passage (oil supply route)
13, 14 Oil supply hole (oil supply path)
15, 16 Oil supply pipe 21 Internal combustion engine 22 Oil pan 23 Oil pump 26 Oil passage 27 Return passage

Claims (2)

タービンと、コンプレッサと、これらタービンとコンプレッサとを連結するタービンシャフトと、前記タービンシャフトの前記タービン側とコンプレッサ側をそれぞれ支持する２つの浮動ブッシュ軸受を備えたターボチャージャにおいて、前記タービン側の浮動ブッシュ軸受とコンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受に互いに異なる圧力のオイルを個別に供給するためのオイル供給経路が形成されていることを特徴とするターボチャージャ。   A turbocharger comprising a turbine, a compressor, a turbine shaft connecting the turbine and the compressor, and two floating bush bearings respectively supporting the turbine side and the compressor side of the turbine shaft. An turbocharger characterized in that an oil supply path for individually supplying different pressure oils to a bearing and a floating bush bearing on the compressor side is formed. 前記コンプレッサ側の浮動ブッシュ軸受に供給されるオイルの圧力を、前記タービン側の浮動ブッシュ軸受に供給されるオイルの圧力よりも高くすることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ。   The turbocharger according to claim 1, wherein the pressure of oil supplied to the floating bush bearing on the compressor side is made higher than the pressure of oil supplied to the floating bush bearing on the turbine side.
JP2005320778A 2005-11-04 2005-11-04 Turbocharger Withdrawn JP2007127063A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005320778A JP2007127063A (en) 2005-11-04 2005-11-04 Turbocharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005320778A JP2007127063A (en) 2005-11-04 2005-11-04 Turbocharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007127063A true JP2007127063A (en) 2007-05-24

Family

ID=38149902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005320778A Withdrawn JP2007127063A (en) 2005-11-04 2005-11-04 Turbocharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007127063A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9726189B2 (en) 2011-03-29 2017-08-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbocharger and method of manufacturing floating bush
IT201900006270A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-23 Texa Dynamics S R L "Electric motor"
EP3875738A1 (en) * 2020-03-03 2021-09-08 Borgwarner Inc. Bearing assembly for a charging apparatus
US11560924B2 (en) 2020-03-03 2023-01-24 Borgwarner Inc. Bearing assembly for a charging apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9726189B2 (en) 2011-03-29 2017-08-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbocharger and method of manufacturing floating bush
IT201900006270A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-23 Texa Dynamics S R L "Electric motor"
WO2020217208A1 (en) * 2019-04-23 2020-10-29 Texa Dynamics S.R.L. Electric motor
US20220216766A1 (en) * 2019-04-23 2022-07-07 Texa Dynamics S.R.L. Electric motor
EP3875738A1 (en) * 2020-03-03 2021-09-08 Borgwarner Inc. Bearing assembly for a charging apparatus
US11560924B2 (en) 2020-03-03 2023-01-24 Borgwarner Inc. Bearing assembly for a charging apparatus
US11598372B2 (en) 2020-03-03 2023-03-07 Borgwarner Inc. Bearing assembly for a charging apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4874491B2 (en) bearing
US10495140B2 (en) Reversible spiral groove journal bearing for use on standard and reverse rotation turbochargers
US9822812B2 (en) Tilting pad journal bearing for use in a turbocharger
US9797303B2 (en) Turbocharger with thrust bearing providing combined journal and thrust bearing functions
US8857180B2 (en) Turbocharger bearing anti-rotation plate
US8469657B2 (en) Optimized turbocharger bearing system
US5169242A (en) Turbocharger assembly and stabilizing journal bearing therefor
KR20070031388A (en) Multi-thickness film layer bearing cartridge and housing
JP2007046642A (en) Supercharger and fully floating bearing
JP2006266244A (en) Turbo charger bearing device
JP2011153668A (en) Bearing device
JP2005069284A (en) Crank bearing
JP2008111502A (en) Bearing structure
JP4424874B2 (en) Turbocharger lubrication device
JP2007127063A (en) Turbocharger
US20160115992A1 (en) Flexure pivot tilting pad journal bearing assembly
JP2010138753A (en) Bearing device for supercharger
JP2010169066A (en) Control device for vehicle
JP4386563B2 (en) Turbocharger bearing device
JP2007205179A (en) Turbocharger
CN105041474A (en) Exhaust gas turbocharger with a rotor
JP4432511B2 (en) Turbocharger
KR20200115803A (en) Device for assembling turbo charger and engine with the turbo charger
JP4238610B2 (en) Turbocharger seal structure
JP2007315489A (en) Crankshaft

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080303

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20081224