JPS58178827A - Turbocharger - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To effectively cool a bearing and improve durability of a turbocharger with its functional capability being retained, by providing to a center housing a water jacket which passes transversely across the upper portion of turbine shaft. CONSTITUTION:A water jacket 19 is formed to pass transversely across an upper portion of a turbine shaft 2, having a water inlet formed at a portion thereof as high as the shaft 2 and a water outlet 21 formed at an opposite side of the inlet. A presence of an oil inlet 15 causes the water jacket 19 to have its longitudinal cross-section unilaterally biased toward a turbine 1 side. In a region outside the oil inlet 15, however, the water jacket 19 has its lateral cross-section formed generally along an entire length of the center housing 10 as shown in a dotted line in such a segmental configuration in a fan shape excluding an oil passage 18a spreaded below the turbine shaft 2 like a trough.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターボチャージャに関し、更に詳しくはターボ
チャージャの軸受冷却の改善に関するものである、 ターボチャージャはエンジンの排気によってタービンを
回転し、タービンと一体になったタービンシャフトを介
してインペラを回転させ、吸気を過給するものが一般に
知られているっタービンシャフトはセンターハウジング
内で軸受に支承される。センターハウジングは排気の作
用するタービンハウジングに結合されるために高温とな
り、エンジン停止後などに軸受内に滞留するオイルが過
熱気味となる。そのために軸受を過熱から保護する必要
がある、 従来は、軸受を過熱から保護するために、タービンハウ
ジングに水ジャクーットを設け、タービンハウジングの
温度を１けてセンターハウジンクが高温に々らないよう
にしたものがあったが、熱源の通過する所に水ジャケッ
トを設けるために冷却水ｌが大きくカリ、タービンハウ
ジング温度が１がり過きると過給圧制御やエミノンヨン
制御が悪化するという問題があった。又、同じような発
想で、タービンハウジンクとセンターハウジンクの双方
に連通ずる水ジャケットを設けたものかあったが、これ
には上述の問題点とともに両ハウジング間のシールも面
倒となる欠点かあった。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a turbocharger, and more particularly to improving bearing cooling of a turbocharger. A turbine shaft, which is generally known for supercharging intake air by rotating an impeller through the turbine shaft, is supported by a bearing within the center housing. Since the center housing is connected to the turbine housing where the exhaust gas acts, it becomes hot, and the oil that remains in the bearings tends to overheat after the engine is stopped. Therefore, it is necessary to protect the bearings from overheating. Conventionally, in order to protect the bearings from overheating, a water jacket was installed in the turbine housing to lower the temperature of the turbine housing by 1 digit to prevent the center housing from reaching high temperatures. However, since a water jacket was provided where the heat source passed, the cooling water was large and had the problem that if the turbine housing temperature rose too much, boost pressure control and emission control would deteriorate. . Also, with a similar idea, there was a water jacket that communicated with both the turbine housing and the center housing, but this had the problem mentioned above as well as the drawback that sealing between both housings was troublesome. there were.

本発明は上記問題点を解決し、軸受を収容するセンター
ハウジンクを有効に冷却できるようにしたターボチャー
ジャを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and provide a turbocharger that can effectively cool a center housing housing a bearing.

以下本発明の実施例について図面を１照して説明するっ 第１図は本発明を適用したターボチャージャの実施例を
示す縦断面図で、周知のように、ターボチャージャはエ
ンジン排気によって回転されるタービン１と、タービン
１に一体化されたタービンシャフト２と、タービンシャ
フト２にタービンｌとは反対側に取如付けられるインペ
ラ３とから構成される。タービンｌけタービンハウジン
グ４に収容され、排気が円周方向の通路５から導入され
て軸方向の通路６に排出される間に回転力を与えられる
。インペラ３はインペラハウジング７に収容され、ター
ビン１の回転をタービンシャフト２を介して伝達されて
回転し、エアクリーナに通じる軸方向の通路８がら空気
を吸入し、円周方向の通路９からエンジンの燃焼室に圧
縮された空気を過給するものである。前記面ハウジング
間にセンターハウジング】０が配置される。センターハ
ウジングＩＯ内をタービンシャフト２が貫通して延び、
２つの軸受１１ａ、ｌｌｂによって支承される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a turbocharger to which the present invention is applied. As is well known, the turbocharger is rotated by engine exhaust gas. The turbine is comprised of a turbine 1, a turbine shaft 2 integrated with the turbine 1, and an impeller 3 attached to the turbine shaft 2 on the opposite side of the turbine 1. The turbine is housed in a turbine housing 4 and is provided with a rotational force while exhaust gas is introduced through a circumferential passage 5 and discharged into an axial passage 6 . The impeller 3 is housed in an impeller housing 7 and rotates as the rotation of the turbine 1 is transmitted through the turbine shaft 2. The impeller 3 sucks air through an axial passage 8 leading to the air cleaner and from a circumferential passage 9 into the engine. It supercharges compressed air into the combustion chamber. A center housing 0 is disposed between the surface housings. A turbine shaft 2 extends through the center housing IO,
It is supported by two bearings 11a and llb.

軸受１１ｂとインペラー７との間にはスラストベアリン
グ１２によって軸方向の位置を規制されるスラストカラ
ー１３と、スペーサ１４とが配置され（３） る。A thrust collar 13 whose axial position is regulated by the thrust bearing 12 and a spacer 14 are arranged between the bearing 11b and the impeller 7 (3).

一方、センターハウジング１０には前記軸受１］ａ、Ｎ
ｂと７ラストベアリング１２とを潤滑するだめのオイル
ボートが設けられる。第１図はターボチャージャが車輌
に取わ付らねるときの上下関係に対応して示されており
、オイルボートはタービンシャフト２の上方においてタ
ービンシャフト２に対して垂直な入口ポート１５とこれ
に続くタービンシャフト２に平行なボート１６とによっ
て形成さね、垂直ボート１５がら分岐ボー１−１６によ
って前記各軸受１１ａ、Ｎｂ及び１２に通じるようにな
っている７こうして各軸受に供給されたオイルは各軸受
からオイル戻し通路１８に滴下する。そのためにオイル
戻し通路Ｊ８はタービンシャフト２の下方にトラフのよ
うに広がった部分１８ａとこの下方の集合部１８ｂとに
よって形成きれる。On the other hand, the center housing 10 has the bearings 1]a, N
An oil boat is provided for lubricating the last bearing 12 and the last bearing 12. FIG. 1 shows the turbocharger in a vertical relationship when it is not attached to a vehicle. The vertical boat 15 is connected to each of the bearings 11a, Nb and 12 by a branch boat 1-16.7The oil thus supplied to each bearing is The oil drips from each bearing into the oil return passage 18. For this purpose, the oil return passage J8 is formed by a portion 18a extending below the turbine shaft 2 like a trough and a collecting portion 18b below the portion 18a.

タービンハウジング４からセンターハウジング１０への
排気ガスの進入を防止するために通常はシール手段が施
されている（図示せず）。ぞして、（４） タービンハウジング４とセンターハウジングｌＯとけ直
接隣接するためにセンターハウジング１０が高温とな如
、これが軸受１１ａ、ｌｌｂに悪影智を与える。そのた
めに、センターハウジング１０に水ジャケット１９を設
け、センターハウジング１０を冷却する。Sealing means (not shown) are normally provided to prevent exhaust gas from entering the center housing 10 from the turbine housing 4. (4) Since the turbine housing 4 and the center housing 10 are directly adjacent to each other, the center housing 10 is at a high temperature, which adversely affects the bearings 11a and 11b. For this purpose, a water jacket 19 is provided on the center housing 10 to cool the center housing 10.

第２図は第１図の線Ａ−Ａに沿った横断面図であって、
水ジャケット１９はタービンシャフト２上方を横断し、
第１図の紙面に垂直な側にタービンシャフト２とほぼ同
じ高さに水入口２０を有し且つその対向側に水出口２１
を有する。第１図に示され乙水ジャケク）１９の縦断面
形状はオイル人口１５があるためにタービン１側に片寄
っているが、オイル人口１５を外れた領域においては第
１図の点線で示されるようにセンターハウジングｌＯの
ほぼ全長に沿って形成され、横断面形状はタービンシャ
フト２の下方においてトラフのように広がったオイル通
路部Ｊ８ａを取シ除いた扇形状に形成される（第１図及
び第２図）。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG.
The water jacket 19 crosses above the turbine shaft 2,
A water inlet 20 is provided at approximately the same height as the turbine shaft 2 on the side perpendicular to the plane of the paper in FIG. 1, and a water outlet 21 is provided on the opposite side.
has. The vertical cross-sectional shape of the engine 19 shown in Fig. 1 is biased toward the turbine 1 side because of the oil population 15, but in the area outside the oil population 15, it is as shown by the dotted line in Fig. 1. It is formed along almost the entire length of the center housing 1O, and its cross-sectional shape is formed into a fan shape by removing the oil passage part J8a which spreads out like a trough below the turbine shaft 2 (see FIGS. 1 and 2). Figure 2).

運転中に、冷却水は第２図の矢印に示されるように入口
２０から水ジャケット１９を通って水出口２１に向かっ
て流れる。センターハウジング１０のタービンシャフト
２上方は垂直なオイル人口】５を除けば円滑に連続した
水通路となっておシ、冷却水の循環がよくなって水ジャ
ケット１９の容積を余り大きくするととガくセンターハ
ウジング１０の冷却をよりよく行うことができる。ター
ビンハウジング４は水ジャケット１９の端部表面積が小
さいのであまり冷却されずターボチャージャ本来の性能
は維持される。さらに、エンジン停止時に水ジヤケツト
１９内に水が残留するために、センターハウジング１０
の作られる材料よりも熱容量の大きい水が一種の断熱材
の役目をし、タービンハウジング４の余熱がら軸受Ｊｌ
ａ、Ｎｂが過熱されることを保護する。During operation, cooling water flows from inlet 20 through water jacket 19 toward water outlet 21 as shown by the arrows in FIG. The vertical oil passage above the turbine shaft 2 in the center housing 10 forms a smooth continuous water passage except for 5, which improves the circulation of cooling water and increases the volume of the water jacket 19. The center housing 10 can be cooled better. Since the end surface area of the water jacket 19 in the turbine housing 4 is small, the turbine housing 4 is not cooled much and the original performance of the turbocharger is maintained. Furthermore, since water remains in the water jacket 19 when the engine is stopped, the center housing 10
Water, which has a larger heat capacity than the material from which the bearing is made, acts as a kind of heat insulator, and the residual heat from the turbine housing 4 is removed from the bearing.
a. Protect Nb from being overheated.

以上説明したように、本発明によれに、比較的少量の水
を使用してセンターハウジング及びそこに収容される軸
受全有効に冷却することができるので、ターボチャージ
ャの性能を維持しつつその耐久性をさらに向上させるこ
とができると共に、タービンシャフトの上方を横断する
水ジャケットは、その下方に設けられるオイル通路に重
複することなくセンターハウジング成形時に容易に形成
されるので、センターハウジングは水ジャケットを有し
ないものと大差ないコストで製造できる５As explained above, according to the present invention, the center housing and the bearings housed therein can all be effectively cooled using a relatively small amount of water, thereby maintaining the performance of the turbocharger and increasing its durability. In addition, the water jacket that crosses the upper part of the turbine shaft can be easily formed during molding of the center housing without overlapping the oil passage provided below, so the center housing can be easily formed without overlapping the water jacket. Can be manufactured at a cost that is not much different from those without 5

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明を適用したターボチャージャの実施例の
縦断面図、第２図は第１図の線Ａ−Ａに沿った横断面図
である。 ｊ・・・タービン、　　　　　２・・・タービンシャフ
ト、４・・・タービンハウジング、 １　（１・・・センターハウジング、ｌｌａ、ｌｌｂ・
・・軸受、１９・・・水ジャケット、　２０・・・水入
口、２１・・・水出口。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理土中山恭介 弁理士　山　口　昭　之 （７） 第１図 第２図 手続補正書（自発） 昭和５７年５月２０日 特許庁長官島田春樹殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願　　第０６１８２７号２、発明の名
称 ターボチャージャ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　（３２０）ｌ−ヨタ自動車工業株式会社４、代
理人 （外　３名） ５、補正の対象 （１）明ｉ％の１−発明の詳細な説明」の欄を「コンプ
レッサハウジング７ｊに補正する。 （ロ）国第４頁４行目の「オイルボート」を「オイルボ
ート１７」に補正する。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of a turbocharger to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A--A in FIG. 1. j... Turbine, 2... Turbine shaft, 4... Turbine housing, 1 (1... Center housing, lla, llb)
...Bearing, 19...Water jacket, 20...Water inlet, 21...Water outlet. Patent Applicant Toyota Motor Corporation Patent Application Agent Akira Aoki Patent Attorney Kazuyuki Nishidate Patent Attorney Kyosuke Donakayama Patent Attorney Akira Yamaguchi (7) Figure 1 Figure 2 Procedural Amendment (Voluntary) 1988 May 20th, Mr. Haruki Shimada, Commissioner of the Japan Patent Office1, Indication of the case, 1982 Patent Application No. 0618272, Name of the invention Turbocharger 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant name Name (320) l-Yota Jidosha Kogyo Co., Ltd. 4. Agent (3 others) 5. Subject of amendment (1) 1-Detailed description of the invention" column is amended to "Compressor housing 7j. (B) National No. 4 Correct "Oil Boat" on the 4th line of the page to "Oil Boat 17".

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] タービンシャフトの軸受を収容するセンターハウジング
に前記タービンシャフトの上方を横断する水ジャケット
を形成したことを特徴とするターボチャージャっA turbocharger characterized in that a center housing that accommodates a bearing of a turbine shaft is formed with a water jacket that crosses above the turbine shaft.