JPH06212990A - ターボチャージャ用軸受装置 - Google Patents
ターボチャージャ用軸受装置Info
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- JPH06212990A JPH06212990A JP5285094A JP28509493A JPH06212990A JP H06212990 A JPH06212990 A JP H06212990A JP 5285094 A JP5285094 A JP 5285094A JP 28509493 A JP28509493 A JP 28509493A JP H06212990 A JPH06212990 A JP H06212990A
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- thrust bearing
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- 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
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- 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
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- 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
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- 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
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- 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
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- 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
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- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
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- Fluid Mechanics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターボチャージャの軸受装置の、特にエンジ
ン始動時の油不足による損傷を防止する、ターボチャー
ジャ用軸受装置を得る。 【構成】 推力カラーを収容するための中心孔を限定す
る本体部分と、該本体部分内に配置される有底のやや長
方形の溝孔の形状の貯油槽と、該貯油槽と中心孔とを連
結する油通路とを含むターボチャージャ用推力軸受装置
が提供される。エンジンの潤滑油の液位が例えばエンジ
ン停止によって低下するとサイフォン作用によってター
ボチャージャの軸受装置から油が排出されるが、貯油槽
内の油はエンジンの完全停止後も残留し、この貯蔵され
た油が推力軸受の推力カラーと中心孔との間の界面に供
給され、エンジンの再始動時に潤滑を与える。この油は
タービンおよび圧縮機の回転軸受にも供給され潤滑を与
える。
ン始動時の油不足による損傷を防止する、ターボチャー
ジャ用軸受装置を得る。 【構成】 推力カラーを収容するための中心孔を限定す
る本体部分と、該本体部分内に配置される有底のやや長
方形の溝孔の形状の貯油槽と、該貯油槽と中心孔とを連
結する油通路とを含むターボチャージャ用推力軸受装置
が提供される。エンジンの潤滑油の液位が例えばエンジ
ン停止によって低下するとサイフォン作用によってター
ボチャージャの軸受装置から油が排出されるが、貯油槽
内の油はエンジンの完全停止後も残留し、この貯蔵され
た油が推力軸受の推力カラーと中心孔との間の界面に供
給され、エンジンの再始動時に潤滑を与える。この油は
タービンおよび圧縮機の回転軸受にも供給され潤滑を与
える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は概略的にはターボチャー
ジャの設計とターボチャージャの推力軸受および回転軸
受の潤滑に関している。詳細には、本発明はターボチャ
ージャの推力軸受の改良に関し、推力軸受に貯油槽を内
蔵せしめてターボチャージャの始動時、特に低温始動時
の初期潤滑を改善する。
ジャの設計とターボチャージャの推力軸受および回転軸
受の潤滑に関している。詳細には、本発明はターボチャ
ージャの推力軸受の改良に関し、推力軸受に貯油槽を内
蔵せしめてターボチャージャの始動時、特に低温始動時
の初期潤滑を改善する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ター
ボチャージャの軸受は始動時に過大な摩耗を受ける。こ
れは始動時には十分な潤滑圧力が形成される以前に軸受
装置の静止部分と回転部分との間の接触点に潤滑流体が
不足することによる。ターボチャージャの軸受装置を劣
化せしめる一因として、停止時に油がサイフォン作用で
軸受装置から即座に運び去られることがある。通常、タ
ーボチャージャは停止時に約30秒間回転を継続するか
ら、次の始動時に軸受装置は極端な乾燥状態となる。
ボチャージャの軸受は始動時に過大な摩耗を受ける。こ
れは始動時には十分な潤滑圧力が形成される以前に軸受
装置の静止部分と回転部分との間の接触点に潤滑流体が
不足することによる。ターボチャージャの軸受装置を劣
化せしめる一因として、停止時に油がサイフォン作用で
軸受装置から即座に運び去られることがある。通常、タ
ーボチャージャは停止時に約30秒間回転を継続するか
ら、次の始動時に軸受装置は極端な乾燥状態となる。
【0003】過去のデータ、レポートおよび故障の分析
結果によれば、ターボチャージャの重大故障の約50%
は推力および回転軸受の故障である。この故障の多くは
低温外気状態での高速始動時のターボチャージャへの潤
滑油配送の遅れによる。
結果によれば、ターボチャージャの重大故障の約50%
は推力および回転軸受の故障である。この故障の多くは
低温外気状態での高速始動時のターボチャージャへの潤
滑油配送の遅れによる。
【0004】近年ますます厳しくなるエンジン設計要求
としてディーゼルエンジンのターボチャージャの回転速
度を高めることがある。エンジンのアイドル状態におい
ても高いロータ速度と高い空気力学的推力負荷とは、エ
ンジンが始動してターボチャージャに充分な潤滑油が到
達しない数秒間に塾受装置に大きい摩耗を生ぜせしめ
る。タービンのケーシングを小とし、アイドル状態にお
ける回転速度と空気力学的負荷を大とすることは、この
摩耗条件を促進する。
としてディーゼルエンジンのターボチャージャの回転速
度を高めることがある。エンジンのアイドル状態におい
ても高いロータ速度と高い空気力学的推力負荷とは、エ
ンジンが始動してターボチャージャに充分な潤滑油が到
達しない数秒間に塾受装置に大きい摩耗を生ぜせしめ
る。タービンのケーシングを小とし、アイドル状態にお
ける回転速度と空気力学的負荷を大とすることは、この
摩耗条件を促進する。
【0005】代表的なターボチャージャ装置はエンジン
の比較的高い位置に取付けられ、排気ガスを直接に排気
マニフォルドから受取り圧縮空気を直接に吸気マニフォ
ルドまたはアフタークーラに供給できるようになされ
る。潤滑油の供給は高圧油の存在するエンジンブロック
の著しく低い位置からターボチャージャの軸受ハウジン
グに到達する。これら取付部の相対的な位置によってエ
ンジンの停止直後にサイフォン作用が生じ、このサイフ
ォン作用によって潤滑油はターボチャージャへの油供給
ラインから排出されてエンジンに戻る。
の比較的高い位置に取付けられ、排気ガスを直接に排気
マニフォルドから受取り圧縮空気を直接に吸気マニフォ
ルドまたはアフタークーラに供給できるようになされ
る。潤滑油の供給は高圧油の存在するエンジンブロック
の著しく低い位置からターボチャージャの軸受ハウジン
グに到達する。これら取付部の相対的な位置によってエ
ンジンの停止直後にサイフォン作用が生じ、このサイフ
ォン作用によって潤滑油はターボチャージャへの油供給
ラインから排出されてエンジンに戻る。
【0006】エンジンの運転中は油ポンプが油をエンジ
ンの全部品に供給し、全部の油通路は油で充満されてい
る。エンジンの停止直後は潤滑油はある程度の圧力をも
ってエンジン内に存在する。潤滑油がエンジン内で排出
され始めると、ターボチャージャの油溝から直ちに潤滑
油は排出される。この位置ではターボチャージャの高さ
とエンジン内部で連続的に下降する油の高さとの差によ
る負圧力が生ずる。空気が回転軸受部および推力軸受部
からターボチャージャの潤滑油ラインに引入れられる。
サイフォン作用が油供給ライン内に蓄積された空気に遮
断されて終了するまで、油供給ラインへの空気の流入は
継続する。この時間はエンジン停止後にターボチャージ
ャの回転が停止するまでの時間とほぼ同等であることが
計測されている。このサイフォン作用によってエンジン
停止後にターボチャージャの推力軸受には実質的に潤滑
油が存在しなくなる。
ンの全部品に供給し、全部の油通路は油で充満されてい
る。エンジンの停止直後は潤滑油はある程度の圧力をも
ってエンジン内に存在する。潤滑油がエンジン内で排出
され始めると、ターボチャージャの油溝から直ちに潤滑
油は排出される。この位置ではターボチャージャの高さ
とエンジン内部で連続的に下降する油の高さとの差によ
る負圧力が生ずる。空気が回転軸受部および推力軸受部
からターボチャージャの潤滑油ラインに引入れられる。
サイフォン作用が油供給ライン内に蓄積された空気に遮
断されて終了するまで、油供給ラインへの空気の流入は
継続する。この時間はエンジン停止後にターボチャージ
ャの回転が停止するまでの時間とほぼ同等であることが
計測されている。このサイフォン作用によってエンジン
停止後にターボチャージャの推力軸受には実質的に潤滑
油が存在しなくなる。
【0007】エンジン停止後にターボチャージャが軸受
装置への付加的な潤滑油の供給なしに回転を継続するか
ら、軸受装置内の潤滑油の大部分は排出され、次のエン
ジン始動時に軸受装置が損傷するおそれが大である。
装置への付加的な潤滑油の供給なしに回転を継続するか
ら、軸受装置内の潤滑油の大部分は排出され、次のエン
ジン始動時に軸受装置が損傷するおそれが大である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、潤滑油
の貯油槽を推力軸受装置に設けて、これから回転軸受お
よび推力軸受に油を供給することにより前述の課題を解
決するにある。油は毛細管作用によって軸受内に保持さ
れ、エンジンが数日間も始動されなかった場合でも次の
始動時に利用される。
の貯油槽を推力軸受装置に設けて、これから回転軸受お
よび推力軸受に油を供給することにより前述の課題を解
決するにある。油は毛細管作用によって軸受内に保持さ
れ、エンジンが数日間も始動されなかった場合でも次の
始動時に利用される。
【0009】本発明の一実施例によれば、ターボチャー
ジャと組合わせて使用されるターボチャージャ用推力軸
受にして、中心孔を限定する本体部分と、該本体部分内
に配置され該本体部分によって限定されその中心孔に配
送するための油を貯蔵する貯油槽手段と、該本体部分に
よって限定され貯油槽手段と中心孔とを連結する油通路
と、を含むターボチャージャ用推力軸受が提供される。
ジャと組合わせて使用されるターボチャージャ用推力軸
受にして、中心孔を限定する本体部分と、該本体部分内
に配置され該本体部分によって限定されその中心孔に配
送するための油を貯蔵する貯油槽手段と、該本体部分に
よって限定され貯油槽手段と中心孔とを連結する油通路
と、を含むターボチャージャ用推力軸受が提供される。
【0010】本発明の一目的はターボチャージャの推力
軸受および回転軸受の耐久性を改善するにある。
軸受および回転軸受の耐久性を改善するにある。
【0011】
【実施例】本発明の上述およびそれ以外の目的および効
果は添付図面を参照して示す以下の説明により明確とな
される。
果は添付図面を参照して示す以下の説明により明確とな
される。
【0012】本発明の理解のためにその実施例を図面に
示し、これを説明するために特定の用語が使用される。
これらの説明は発明を限定するものでなく、各種の変形
例または代替例が可能であり、これらも本発明の範囲内
に属するものである。
示し、これを説明するために特定の用語が使用される。
これらの説明は発明を限定するものでなく、各種の変形
例または代替例が可能であり、これらも本発明の範囲内
に属するものである。
【0013】第1図を参照すれば車両用のエンジン20
とそのターボチャージャ21との概略的垂直方向の位置
関係が示される。当業者に周知のようにエンジンが始動
すると圧縮された油がエンジンの各部に送られ潤滑と冷
却とを行いはじめる。エンジンの運転中は油ポンプは潤
滑油をエンジンの各部に送られ、すべての油通路は潤滑
油で充填される。このときの潤滑油の液面は概略的に液
位線22として示される。液位線22はターボチャージ
ャ21より垂直方向に上方にあり、この状態はエンジン
20の停止直後まで継続する。
とそのターボチャージャ21との概略的垂直方向の位置
関係が示される。当業者に周知のようにエンジンが始動
すると圧縮された油がエンジンの各部に送られ潤滑と冷
却とを行いはじめる。エンジンの運転中は油ポンプは潤
滑油をエンジンの各部に送られ、すべての油通路は潤滑
油で充填される。このときの潤滑油の液面は概略的に液
位線22として示される。液位線22はターボチャージ
ャ21より垂直方向に上方にあり、この状態はエンジン
20の停止直後まで継続する。
【0014】エンジンが停止状態となると潤滑油の液面
は下降して、まもなくターボチャージャの油供給溝(図
2参照)より低くなる。ターボチャージャの油供給溝の
高さ位置は水平線23として示す。エンジンの潤滑油の
液位が線23より低くなると、油供給溝(線23)との
高さの差による負圧がターボチャージャの油供給溝に作
用し、エンジンの潤滑油の液位が下降するに伴って油供
給溝から油が排出される。ターボチャージャの油が排出
されると空気がターボチャージャ内部、代表的には回転
軸受および推力軸受の潤滑位置に入りこむ。
は下降して、まもなくターボチャージャの油供給溝(図
2参照)より低くなる。ターボチャージャの油供給溝の
高さ位置は水平線23として示す。エンジンの潤滑油の
液位が線23より低くなると、油供給溝(線23)との
高さの差による負圧がターボチャージャの油供給溝に作
用し、エンジンの潤滑油の液位が下降するに伴って油供
給溝から油が排出される。ターボチャージャの油が排出
されると空気がターボチャージャ内部、代表的には回転
軸受および推力軸受の潤滑位置に入りこむ。
【0015】空気は継続的にターボチャージャの油供給
ラインに入るが、油供給ラインに入った空気の蓄積によ
ってサイフォン作用が終結するまでこれは継続する。サ
イフォン作用の継続時間はエンジン停止後のターボチャ
ージャの回転継続時間とほぼ同等であることが計測され
ている。なおエンジン停止の数分後には潤滑油の液位は
線24となり、この状態はエンジン停止の間継続する。
ラインに入るが、油供給ラインに入った空気の蓄積によ
ってサイフォン作用が終結するまでこれは継続する。サ
イフォン作用の継続時間はエンジン停止後のターボチャ
ージャの回転継続時間とほぼ同等であることが計測され
ている。なおエンジン停止の数分後には潤滑油の液位は
線24となり、この状態はエンジン停止の間継続する。
【0016】図2を参照すればターボチャージャ21が
断面側面図として示される。ターボチャージャ21は圧
縮機ハウジング28とインペラ29とタービンハウジン
グ30と軸受ハウジング31とを含む。図示ターボチャ
ージャは主構成要素について通常のものである。軸受ハ
ウジング31内に推力軸受35があり、これが本発明の
対象となる。
断面側面図として示される。ターボチャージャ21は圧
縮機ハウジング28とインペラ29とタービンハウジン
グ30と軸受ハウジング31とを含む。図示ターボチャ
ージャは主構成要素について通常のものである。軸受ハ
ウジング31内に推力軸受35があり、これが本発明の
対象となる。
【0017】圧縮機ハウジングからタービンハウジング
内に軸受ハウジングの中心を通って軸36が延長して、
ターボチャージャ軸受(スリーブ軸受)37、38によ
り支持される。保持リング39がターボチャージャ軸受
の位置を軸方向に固定し、スリーブ40が油制御スリー
ブとして作用する。
内に軸受ハウジングの中心を通って軸36が延長して、
ターボチャージャ軸受(スリーブ軸受)37、38によ
り支持される。保持リング39がターボチャージャ軸受
の位置を軸方向に固定し、スリーブ40が油制御スリー
ブとして作用する。
【0018】軸受ハウジングには油入口43と、主油溝
44と、油通路45、46とが機械加工により形成され
ている。油通路45はタービン軸受37に指向され、油
通路46は圧縮機回転軸受38に指向される。主軸受入
口43に送られた油は3つの軸受それぞれに導かれてエ
ンジンおよびターボチャージャの運転時に連続的に軸受
を潤滑する。
44と、油通路45、46とが機械加工により形成され
ている。油通路45はタービン軸受37に指向され、油
通路46は圧縮機回転軸受38に指向される。主軸受入
口43に送られた油は3つの軸受それぞれに導かれてエ
ンジンおよびターボチャージャの運転時に連続的に軸受
を潤滑する。
【0019】図3および図4を参照すると、本発明によ
る推力軸受35が示される。推力軸受35は比較的に薄
いほぼ円筒形の部材で、実質的に平坦な対抗する面5
0、51を有し、下方端に切欠き部52が設けられ、機
械加工により貯油槽53が形成されている。貯油槽53
はほぼ長方形の有底の溝孔であって、推力軸受の本体部
分内に限定されるが、推力軸受を貫通してはいない。貯
油槽53は中心孔54と錐孔通路55によって連通して
いる。通路55が長方形の貯油槽53内に指向され、中
心孔54の軸方向中心から実質的に半径方向に延びてい
る。
る推力軸受35が示される。推力軸受35は比較的に薄
いほぼ円筒形の部材で、実質的に平坦な対抗する面5
0、51を有し、下方端に切欠き部52が設けられ、機
械加工により貯油槽53が形成されている。貯油槽53
はほぼ長方形の有底の溝孔であって、推力軸受の本体部
分内に限定されるが、推力軸受を貫通してはいない。貯
油槽53は中心孔54と錐孔通路55によって連通して
いる。通路55が長方形の貯油槽53内に指向され、中
心孔54の軸方向中心から実質的に半径方向に延びてい
る。
【0020】図4において破線56は軸36を収容する
推力カラーを示す。環状の間隙空間57が中心孔54の
内径縁とカラー56のハブ59の外形表面58との間に
形成される。
推力カラーを示す。環状の間隙空間57が中心孔54の
内径縁とカラー56のハブ59の外形表面58との間に
形成される。
【0021】推力軸受35の前面50には4つの半径方
向に延長する等間隔の溝62が設けられて、推力カラー
56(フランジおよびハブを含む)と推力軸受35との
界面への及びこれからの油の流れを与える。これら4つ
の溝62はV字形に機械加工されるが、推力軸受本体内
への加工深さは0・1mm(1000分の数インチ)程
度である。
向に延長する等間隔の溝62が設けられて、推力カラー
56(フランジおよびハブを含む)と推力軸受35との
界面への及びこれからの油の流れを与える。これら4つ
の溝62はV字形に機械加工されるが、推力軸受本体内
への加工深さは0・1mm(1000分の数インチ)程
度である。
【0022】貯油槽53も推力軸受35の前面50に機
械加工(ミリング加工)されている。望ましい実施例に
よれば、貯油槽53はほぼ長方形で、長さは約22m
m、幅は約6・3mm、深さは約3・6mmである。前
述のように貯油槽53は有底の溝孔で推力軸受の全厚さ
を貫通していない。通路55は中心孔54から貯油槽5
3までドリル加工されている。通路55が図示実施例で
傾斜しているのは、ドリルビットが中心孔54の縁部と
接触することを避けるためであり、これは破線で示す中
心孔54の延長線から理解されよう。
械加工(ミリング加工)されている。望ましい実施例に
よれば、貯油槽53はほぼ長方形で、長さは約22m
m、幅は約6・3mm、深さは約3・6mmである。前
述のように貯油槽53は有底の溝孔で推力軸受の全厚さ
を貫通していない。通路55は中心孔54から貯油槽5
3までドリル加工されている。通路55が図示実施例で
傾斜しているのは、ドリルビットが中心孔54の縁部と
接触することを避けるためであり、これは破線で示す中
心孔54の延長線から理解されよう。
【0023】エンジンが運転中で油が油通路に充満して
いるときはターボチャージャ21の軸受ハウジング31
も油で充満されている。油はタービンの回転軸受37と
圧縮機の回転軸受38と推力軸受35の主油溝44と
に、油入口から配送される。図2に示すように主油溝4
4は前面50に接しており、主油溝の開口が貯油槽53
の下方縁に整合している。この結果、油は貯油槽に配送
され、推力カラーと推力軸受との界面に間隙57を経て
供給される。間隙57から油は4つのV字形溝62を経
て外方に流れ、推力パッド63を潤滑する。
いるときはターボチャージャ21の軸受ハウジング31
も油で充満されている。油はタービンの回転軸受37と
圧縮機の回転軸受38と推力軸受35の主油溝44と
に、油入口から配送される。図2に示すように主油溝4
4は前面50に接しており、主油溝の開口が貯油槽53
の下方縁に整合している。この結果、油は貯油槽に配送
され、推力カラーと推力軸受との界面に間隙57を経て
供給される。間隙57から油は4つのV字形溝62を経
て外方に流れ、推力パッド63を潤滑する。
【0024】エンジンの運転を停止するとエンジン内の
油の液位は液位22から液位24(図1参照)に下降し
始める。エンジンの液位がターボチャージャの高さより
下方となると、液位線23とエンジン内の下降している
油の液位との差による液体ヘッドにより負圧が生ずる。
その結果としてターボチャージャ内の油は前述のように
サイフォン作用によって排出され始める。このサイフォ
ン作用によって油はターボチャージャから排出され、空
気がサイフォン経路内に導入され、充分な量が経路内に
蓄積されるとサイフォン作用が終結する。空気はタービ
ン軸受37と、圧縮機軸受38と、推力軸受35との位
置(図2参照)において油排出通路内に導入される。
油の液位は液位22から液位24(図1参照)に下降し
始める。エンジンの液位がターボチャージャの高さより
下方となると、液位線23とエンジン内の下降している
油の液位との差による液体ヘッドにより負圧が生ずる。
その結果としてターボチャージャ内の油は前述のように
サイフォン作用によって排出され始める。このサイフォ
ン作用によって油はターボチャージャから排出され、空
気がサイフォン経路内に導入され、充分な量が経路内に
蓄積されるとサイフォン作用が終結する。空気はタービ
ン軸受37と、圧縮機軸受38と、推力軸受35との位
置(図2参照)において油排出通路内に導入される。
【0025】図5を参照すると、推力カラー56と推力
軸受35との間の界面区域からの油排出通路が矢印経路
65として示される。この経路は通路55と貯油槽53
の中心とを経て上昇し、主油溝44を経て外に出る。油
排出経路に相対的な貯油槽53の位置によって(油排出
経路は貯油槽の下方から始まっている)或る量の油が貯
油槽53に残留することになる。
軸受35との間の界面区域からの油排出通路が矢印経路
65として示される。この経路は通路55と貯油槽53
の中心とを経て上昇し、主油溝44を経て外に出る。油
排出経路に相対的な貯油槽53の位置によって(油排出
経路は貯油槽の下方から始まっている)或る量の油が貯
油槽53に残留することになる。
【0026】油が経路66を通って排出されると、空気
がターボチャージャの油供給装置(油経路)内に入りこ
む。サイフォン作用は油供給経路内に蓄積拘留された空
気によって遮断されるまで継続する。この状態(サイフ
ォン作用の停止)になるまでの時間はエンジンの停止操
作からターボチャージャの回転停止までの時間とほぼ同
一である。このサイフォン作用の間に貯油槽から油は失
われないが、これは通路55を通る連続的な空気の流れ
が存在することによる。サイフォン作用が終了すると、
ほぼ同時にロータはほぼ又は完全に停止し、油は貯油槽
から通路55を経て中心孔54と推力カラー56との間
の間隙空間57に排出、すなわち配送される。この間隙
空間すなわち実質的に環状軸受容積部分に配送された油
は排出されないで残留する。そこで、この油は次のエン
ジン始動時に使用される。エンジンが数日間始動されな
かった場合にも有効である。油は貯油槽から圧縮機およ
びタービンの回転軸受にも供給されるが、これらの軸受
は内側および外側表面間の間隙が小である。
がターボチャージャの油供給装置(油経路)内に入りこ
む。サイフォン作用は油供給経路内に蓄積拘留された空
気によって遮断されるまで継続する。この状態(サイフ
ォン作用の停止)になるまでの時間はエンジンの停止操
作からターボチャージャの回転停止までの時間とほぼ同
一である。このサイフォン作用の間に貯油槽から油は失
われないが、これは通路55を通る連続的な空気の流れ
が存在することによる。サイフォン作用が終了すると、
ほぼ同時にロータはほぼ又は完全に停止し、油は貯油槽
から通路55を経て中心孔54と推力カラー56との間
の間隙空間57に排出、すなわち配送される。この間隙
空間すなわち実質的に環状軸受容積部分に配送された油
は排出されないで残留する。そこで、この油は次のエン
ジン始動時に使用される。エンジンが数日間始動されな
かった場合にも有効である。油は貯油槽から圧縮機およ
びタービンの回転軸受にも供給されるが、これらの軸受
は内側および外側表面間の間隙が小である。
【0027】図6を参照すれば、間隙空間57(軸受環
状容積部分)に配送され保持される油が示される。図示
のように、油の容積部分70はほぼ半円筒形の形状をと
り、長さすなわち深さは推力軸受35の厚さにほぼ等し
い。油の容積部分70の頂面はほぼ凹面のメニスカス7
1を形成し、これは図6に示すように両側で凹面を形成
し、また前面50と後面51との間、すなわち前後方向
でも凹面を形成している。メニスカス71を形成する表
面張力は油の容積部分を重力に抗して引き上げ、環状の
容積部分として位置せしめる。エンジンの潤滑油のみで
なく、さらに低い粘度のディーゼル燃料の場合も半円筒
形の形状と対応するメニスカスを長期間に亙って保持
し、厳しい振動を受けても排出されることがない。
状容積部分)に配送され保持される油が示される。図示
のように、油の容積部分70はほぼ半円筒形の形状をと
り、長さすなわち深さは推力軸受35の厚さにほぼ等し
い。油の容積部分70の頂面はほぼ凹面のメニスカス7
1を形成し、これは図6に示すように両側で凹面を形成
し、また前面50と後面51との間、すなわち前後方向
でも凹面を形成している。メニスカス71を形成する表
面張力は油の容積部分を重力に抗して引き上げ、環状の
容積部分として位置せしめる。エンジンの潤滑油のみで
なく、さらに低い粘度のディーゼル燃料の場合も半円筒
形の形状と対応するメニスカスを長期間に亙って保持
し、厳しい振動を受けても排出されることがない。
【0028】従って、エンジンが再始動する場合に、油
の容積部分70は推力軸受と推力カラーとの間の回転/
静止界面に直ちに利用され得るようになされている。こ
れは従来要望されていた初期潤滑を可能とし、エンジン
からの油が主油溝に、従ってターボチャージャの軸受に
供給されるまでの間、充分な量の潤滑が与えられるよう
にする。
の容積部分70は推力軸受と推力カラーとの間の回転/
静止界面に直ちに利用され得るようになされている。こ
れは従来要望されていた初期潤滑を可能とし、エンジン
からの油が主油溝に、従ってターボチャージャの軸受に
供給されるまでの間、充分な量の潤滑が与えられるよう
にする。
【0029】本発明は前述のように詳細を図示し説明し
たが、図示説明した実施例は単なる例示であって本発明
を限定しない。本発明は特許請求の範囲の記載によって
限定され、各種の変形、改変は本発明の精神内において
均等であり、本発明に属する。
たが、図示説明した実施例は単なる例示であって本発明
を限定しない。本発明は特許請求の範囲の記載によって
限定され、各種の変形、改変は本発明の精神内において
均等であり、本発明に属する。
【図1】本発明の実施例として示すターボチャージャと
関連するエンジンとの位置関係を示す概略図。
関連するエンジンとの位置関係を示す概略図。
【図2】図1のターボチャージャの垂直断面図。
【図3】本発明の実施例による推力軸受の正面図。
【図4】図3の線4−4に沿う断面図。
【図5】図3と同様な図であるが空気および油通路の詳
細を示す正面図。
細を示す正面図。
【図6】図3と同様な図であるが推力カラーと組合わせ
て示し、推力カラーと油の容積部分とを示す正面図。
て示し、推力カラーと油の容積部分とを示す正面図。
20 エンジン 21 ターボチャージャ 22、24 液位線 28 圧縮機ハウジング 29 インペラ 30 タービンハウジング 31 軸受ハウジング 35 推力軸受 36 軸 37、38 ターボチャージャ軸受(スリーブ軸受) 39 保持リング 40 油制御スリーブ 43 油入口 44 主油溝 45、46 油通路 50、51 平坦な面 53 貯油槽 54 中心孔 55 錐孔通路 56 推力カラー 57 環状の間隙空間 62 V字形の溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デーヴィッド・アール・エングル アメリカ合衆国インディアナ州47270,パ リス・クロッシング,ルート 1 (72)発明者 ロジャー・ウィリアムズ アメリカ合衆国インディアナ州47265,ノ ース・バーノン,ルート 1
Claims (15)
- 【請求項1】 ターボチャージャ用推力軸受にして、 円筒形の孔を限定する本体部分と、 該円筒形の孔に配送する油を貯蔵する貯油槽手段にし
て、前記本体部分内に配置され該本体部分によって限定
される該貯油槽手段と、 前記本体部分によって限定され貯油槽手段と前記円筒形
の孔とを連結する油通路と、 ほぼ円筒形のハブとこれを取囲むフランジとを有し、前
記円筒形の孔内に収容されるターボチャージャ推力カラ
ーと、 前記円筒形のハブの外側直径と前記円筒形の孔の内側直
径との間に配置された油の半円形の容積部分と、 を含むことを特徴とする前記ターボチャージャ用推力軸
受。 - 【請求項2】 請求項1に記載のターボチャージャ用推
力軸受において、貯油槽手段が有底のやや長方形の溝孔
を含むことを特徴とするターボチャージャ用推力軸受。 - 【請求項3】 請求項2に記載のターボチャージャ用推
力軸受において、前記連結する油通路が前記円筒形の孔
から半径方向に延長する線上に配置され、前記やや長方
形の溝孔内に中心決めされていることを特徴とするター
ボチャージャ用推力軸受。 - 【請求項4】 請求項1に記載のターボチャージャ用推
力軸受において、前記油の半円形の容積部分が凹面のメ
ニスカス表面を含むことを特徴とするターボチャージャ
用推力軸受。 - 【請求項5】 中心孔を限定する比較的に薄い本体内に
配置されているターボチャージャのロータ軸用の推力軸
受にして、 該中心孔の回りに延長する実質的に平坦な第1の面と、 該中心孔の回りに延長し第1の面に対して反対側に配置
された実質的に平坦な第2の面と、 該中心孔から間隔をおかれ第1の面から前記本体内に形
成されるが第2の面内には部分的にのみ延長する貯油槽
と、 前記本体によって限定されて貯油槽と中心孔とを連通せ
しめる油通路と、 前記第1の面内に配置され中心孔から外方に延長し、油
を中心孔区域から第1の面部分に導く複数の油通路と、
を含むことを特徴とするターボチャージャ用推力軸受。 - 【請求項6】 請求項5に記載のターボチャージャ用推
力軸受において、前記貯油槽が有底のやや長方形の溝孔
であることを特徴とする前記ターボチャージャ用推力軸
受。 - 【請求項7】 請求項6に記載のターボチャージャ用推
力軸受において、前記油通路が有底の溝孔内に中心決め
され前記中心孔から半径方向に延長する平面に沿って方
向づけられている、ことを特徴とする前記ターボチャー
ジャ用推力軸受。 - 【請求項8】 請求項7に記載のターボチャージャ用推
力軸受において、前記複数の油通路がそれぞれV字形の
断面を有する4つの通路を含むことを特徴とする前記タ
ーボチャージャ用推力軸受。 - 【請求項9】 ターボチャージャ用の推力軸受にして、 円筒形の孔を限定する本体部分と、 前記本体部分内に配置され該本体部分によって限定さ
れ、前記円筒形の孔に配送するための油を貯蔵する貯油
槽と、 該本体部分によって限定され前記貯油槽と円筒形の孔と
を連結する油通路と、 ほぼ円筒形のハブとこれを囲むフランジとを有し、該ハ
ブは前記円筒形の孔内に収容されて該孔から油を貯蔵す
る間隔をおかれたターボチャージャ推力カラーと、を含
むことを特徴とするターボチャージャ用推力軸受。 - 【請求項10】 請求項9に記載のターボチャージャ用
推力軸受において、前記貯油槽が有底のやや長方形の溝
孔であることを特徴とする前記ターボチャージャ用推力
軸受。 - 【請求項11】 請求項10に記載のターボチャージャ
用推力軸受において、前記油通路が前記有底の溝孔内に
中心決めされ前記中心孔から半径方向に延長する平面に
沿って方向づけられていることを特徴とする前記ターボ
チャージャ用推力軸受。 - 【請求項12】 圧縮機部分とタービン部分と主油溝を
含む軸受ハウジングとを有するターボチャージャと、タ
ーボチャージャ用推力軸受との組合わせにして、該ター
ボチャージャ用推力軸受が、 中心孔を限定する本体部分と、 該本体部分内に配置され該本体部分によって限定され、
前記中心孔に配送される油を貯蔵する貯油槽と、 前記本体部分によって限定され貯油槽と中心孔とを連結
する油通路とを含み、 ほぼ円筒形のハブとこれを取囲むフランジとを有して、
該ハブは前記円筒形の孔内に配置されている、ターボチ
ャージャ推力カラーと、 前記円筒形のハブの外側直径と前記円筒形の孔の内側直
径との間に配置された油の半円形の容積部分と、 を含むことを特徴とするターボチャージャとターボチャ
ージャ用推力軸受との組合わせ。 - 【請求項13】 請求項12に記載のターボチャージャ
用推力軸受において、前記貯油槽が有底のやや長方形の
溝孔であることを特徴とする前記ターボチャージャ用推
力軸受。 - 【請求項14】 請求項13に記載のターボチャージャ
用推力軸受において、前記油通路が有底の溝孔内に中心
決めされ前記中心孔から半径方向に延長する平面に沿っ
て方向づけされていることを特徴とする前記ターボチャ
ージャ用推力軸受。 - 【請求項15】 圧縮機部分とタービン部分と主油溝を
有する軸受ハウジングとを含むターボチャージャと、該
ターボチャージャ内に配置されたターボチャージャ用の
推力軸受との組合わせにして、 該ターボチャージャ用の推力軸受が、 中心孔を限定する本体部分と、 該本体部分内に配置され該本体部分によって限定され、
前記中心孔に配送するための油を貯蔵する貯油槽と、 前記本体部分によって限定され前記貯油槽と中心孔とを
連結する油通路とを含み、 ほぼ円筒形のハブとこれを取囲むフランジとを有し、該
ハブは円筒形の孔内に収容され、該円筒形の孔から油を
収容する間隔をおかれている、ターボチャージャ用推力
カラーが設けられている、ことを特徴とする前記組合わ
せ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/984,186 US5308169A (en) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Bearing system for turbocharger |
US984186 | 1992-11-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06212990A true JPH06212990A (ja) | 1994-08-02 |
JP2667953B2 JP2667953B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=25530371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5285094A Expired - Fee Related JP2667953B2 (ja) | 1992-11-20 | 1993-11-15 | ターボチャージャ用推力軸受と推力カラーと油容積部分との組合わせ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5308169A (ja) |
EP (1) | EP0599520B1 (ja) |
JP (1) | JP2667953B2 (ja) |
DE (1) | DE69309860T2 (ja) |
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