JP2013024148A - Seal structure of turbine-side seal part of supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機のタービン側シール部のシール構造に関する。 The present invention relates to a seal structure of a turbine side seal portion of a supercharger.
圧縮機により密度を高めた空気を機関（エンジン）に供給することを過給といい、このうち排気エネルギにより圧縮機の駆動仕事をまかなうものを排気タービン過給機と呼ぶ。 Supplying air whose density is increased by a compressor to an engine (engine) is referred to as supercharging, and among these, the one that performs the driving work of the compressor by exhaust energy is referred to as an exhaust turbine supercharger.
排気タービン過給機は、一般的に、軸受ユニットを挟んで配置された圧縮機（コンプレッサ）とタービンからなり、圧縮機はコンプレッサインペラを、タービンはタービンインペラをそれぞれ内蔵する。コンプレッサインペラとタービンインペラは、軸受ユニットで支持された連結軸（シャフト）で互いに連結されており、エンジンの排ガスでタービンインペラを回転駆動し、この回転力を連結軸によりコンプレッサインペラに伝達し、コンプレッサインペラで空気を圧縮してエンジンに過給するようになっている。
以下、排気タービン過給機を単に「過給機」と呼ぶ。
An exhaust turbine supercharger generally includes a compressor (compressor) and a turbine disposed with a bearing unit interposed therebetween, and the compressor incorporates a compressor impeller and the turbine incorporates a turbine impeller. The compressor impeller and the turbine impeller are connected to each other by a connecting shaft (shaft) supported by a bearing unit. The turbine impeller is rotationally driven by engine exhaust gas, and this rotational force is transmitted to the compressor impeller by the connecting shaft. The impeller compresses air and supercharges the engine.
Hereinafter, the exhaust turbine supercharger is simply referred to as “supercharger”.
過給機では、軸受ユニットを潤滑する潤滑油がタービン側の排ガスに混入すると潤滑油が消耗し、かつ潤滑油が燃焼して白煙が発生する問題点があった。
また、オイルシールにはシールリングを用いることが多いが、接触式であるため、シールリングが高温になり、へたりやすいという問題点もあった。
そこで、過給機のタービン側オイルシールのシール手段として、例えば、特許文献１，２が従来から提案されている。
In the supercharger, there is a problem that when the lubricating oil for lubricating the bearing unit is mixed into the exhaust gas on the turbine side, the lubricating oil is consumed, and the lubricating oil burns to generate white smoke.
In addition, a seal ring is often used for the oil seal, but since it is a contact type, there is also a problem that the seal ring becomes hot and easily sags.
Thus, for example, Patent Documents 1 and 2 have been proposed as sealing means for the turbine-side oil seal of the supercharger.
従来の過給機において、タービン側シール部は、タービンインペラのコンプレッサ側端部とベアリングハウジングの間にシールリングが挿入されており、軸受メタルを潤滑した潤滑油がタービン側の排ガスに混入するのを防止するようになっている。
しかし、高温（例えば、５００〜７００℃）の排ガスによりシールリングが過熱されるため、シールリングでシールしている潤滑油が炭化して硬いカーボンとなり、シールリング部にカーボンが堆積し、シールリングを早期に劣化させる問題点があった。
In a conventional turbocharger, a seal ring is inserted between the compressor side end of the turbine impeller and the bearing housing in the turbine-side seal portion, and lubricating oil that lubricates the bearing metal is mixed into the exhaust gas on the turbine side. Is to prevent.
However, since the seal ring is overheated by exhaust gas at a high temperature (for example, 500 to 700 ° C.), the lubricating oil sealed by the seal ring is carbonized to become hard carbon, and carbon is deposited on the seal ring portion, and the seal ring There was a problem of deteriorating the process at an early stage.
本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、過給機のタービン側シール部でのカーボンの堆積を低減し、シールリングの早期劣化を抑制することができる過給機のタービン側シール部のシール構造を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described conventional problems. That is, an object of the present invention is to provide a seal structure for a turbine-side seal portion of a turbocharger that can reduce carbon deposition at the turbine-side seal portion of the turbocharger and suppress early deterioration of the seal ring. There is.
本発明によれば、タービンインペラを一端に有するタービン軸と、タービン軸を回転可能に支持するベアリングハウジングとを備えた過給機のタービン側シール部のシール構造であって、
ベアリングハウジングに固定された中空円筒形の軸受嵌輪と、
軸受嵌輪の内面に嵌合しタービン軸を回転可能に支持する軸受メタルとを備え、
タービンインペラは、タービン軸側端部に軸心を中心とする円筒形の鍔部を有し、
ベアリングハウジングは第１の隙間を隔てて鍔部の外周面を囲む円形孔部を有しており、
さらにタービンインペラとベアリングハウジングの間にその間をシールする中空円筒形のシールリングが挿入されており、
タービン軸は、鍔部と軸受メタルとの間に位置する円筒形のスリンガ部を有しており、スリンガ部の外径は、軸受メタルの内径より大きく鍔部の外径より小さく設定されており、
軸受嵌輪は、第２の隙間を隔ててスリンガ部の外周面を囲むオイルディフェンサ部と、オイルディフェンサ部と軸受メタルとの間に位置する中空円筒形状の空洞とを有し、空洞の外周部はスリンガ部の外側で潤滑油の排出流路に開放されている、ことを特徴とする過給機のタービン側シール部のシール構造が提供される。
According to the present invention, there is provided a seal structure for a turbine-side seal portion of a turbocharger including a turbine shaft having a turbine impeller at one end and a bearing housing that rotatably supports the turbine shaft,
A hollow cylindrical bearing ring fixed to the bearing housing;
A bearing metal that fits on the inner surface of the bearing ring and rotatably supports the turbine shaft;
The turbine impeller has a cylindrical flange centering on the shaft center at the turbine shaft side end,
The bearing housing has a circular hole that surrounds the outer peripheral surface of the flange with the first gap therebetween,
Furthermore, a hollow cylindrical seal ring that seals between the turbine impeller and the bearing housing is inserted,
The turbine shaft has a cylindrical slinger part located between the flange part and the bearing metal, and the outer diameter of the slinger part is set larger than the inner diameter of the bearing metal and smaller than the outer diameter of the flange part. ,
The bearing ring has an oil defender portion that surrounds the outer peripheral surface of the slinger portion with a second gap therebetween, and a hollow cylindrical cavity positioned between the oil defender portion and the bearing metal. A seal structure for a turbine-side seal portion of a turbocharger is provided, wherein an outer peripheral portion is opened to a lubricating oil discharge channel outside a slinger portion.
上記本発明の構成によれば、タービン軸が、タービンインペラの鍔部と軸受メタルとの間に位置する円筒形のスリンガ部を有しており、スリンガ部の外径は、鍔部の外径より小さく設定されているので、鍔部の外径より大きいベアリングハウジングの円形孔部を通して軸受嵌輪内にスリンガ部を容易に挿入することができ、過給機のタービン側に容易に設けることができる。 According to the configuration of the present invention, the turbine shaft has the cylindrical slinger portion located between the flange portion of the turbine impeller and the bearing metal, and the outer diameter of the slinger portion is the outer diameter of the flange portion. Since it is set smaller, the slinger part can be easily inserted into the bearing ring through the circular hole part of the bearing housing that is larger than the outer diameter of the flange part, and can be easily provided on the turbine side of the turbocharger. it can.
また、スリンガ部は、軸受メタルの内径より大きく設定されているので、軸受メタルからタービン側へ漏れる潤滑油をスリンガ部の回転による遠心力で半径方向外方に飛散させ、スリンガ部を超えてタービン側へ漏れるのを抑制することができる。 In addition, since the slinger part is set to be larger than the inner diameter of the bearing metal, the lubricating oil leaking from the bearing metal to the turbine side is scattered radially outward by the centrifugal force generated by the rotation of the slinger part, and the turbine exceeds the slinger part. Leaking to the side can be suppressed.
さらに、軸受嵌輪は、第２の隙間を隔ててスリンガ部の外周面を囲むオイルディフェンサ部を有するので、スリンガ部で半径方向外方に飛散した潤滑油が、第２の隙間を通ってタービン側へ漏れるのをオイルディフェンサ部で抑制することができる。 Furthermore, since the bearing ring has an oil defender portion that surrounds the outer peripheral surface of the slinger portion with a second gap therebetween, the lubricating oil scattered radially outward at the slinger portion passes through the second gap. Leakage to the turbine side can be suppressed by the oil defense unit.
また、軸受嵌輪は、オイルディフェンサ部と軸受メタルとの間に位置する中空円筒形状の空洞を有し、空洞の外周部はスリンガ部の外側で潤滑油の排出流路に開放されているので、スリンガ部で半径方向外方に飛散した潤滑油を空洞の外周部からスリンガ部の外側を通して潤滑油の排出流路に排出することができる。 Further, the bearing ring has a hollow cylindrical cavity located between the oil defender part and the bearing metal, and the outer peripheral part of the cavity is opened to the lubricating oil discharge channel outside the slinger part. Therefore, the lubricating oil scattered radially outward at the slinger portion can be discharged from the outer peripheral portion of the cavity to the lubricating oil discharge passage through the outside of the slinger portion.
従って、過給機のタービン側シール部へ流れる潤滑油の量を大幅に低減することができ、タービン側シール部でのカーボンの堆積を低減し、シールリングの早期劣化を抑制することができる。
Therefore, the amount of lubricating oil flowing to the turbine side seal portion of the supercharger can be greatly reduced, carbon deposition on the turbine side seal portion can be reduced, and early deterioration of the seal ring can be suppressed.
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明によるタービン側シール部のシール構造を備えた過給機の全体構成図である。この図において、過給機１０は、タービン軸１２、コンプレッサインペラ１４、およびベアリングハウジング１６を備える。なお、この図では、タービンハウジングとコンプレッサハウジングは、図示を省略している。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a turbocharger provided with a seal structure for a turbine side seal portion according to the present invention. In this figure, the supercharger 10 includes a turbine shaft 12, a compressor impeller 14, and a bearing housing 16. In this figure, the turbine housing and the compressor housing are not shown.
タービン軸１２は、タービンインペラ１１を一端（図で左端）に有する。この例において、タービンインペラ１１はタービン軸１２に一体的に形成されているが、本発明はこれに限定されず、タービンインペラ１１を別に取り付ける構成であってもよい。 The turbine shaft 12 has a turbine impeller 11 at one end (the left end in the figure). In this example, the turbine impeller 11 is integrally formed with the turbine shaft 12. However, the present invention is not limited to this, and the turbine impeller 11 may be separately attached.
コンプレッサインペラ１４は、タービン軸１２の他端（図で右端）に軸端ナット１５により一体で回転するように連結されている。 The compressor impeller 14 is connected to the other end (right end in the drawing) of the turbine shaft 12 so as to rotate integrally with a shaft end nut 15.
ベアリングハウジング１６は、タービン軸１２をラジアル軸受１７で回転可能に支持する。また、タービン軸１２は、スラスト軸受２０により軸方向に移動しないように支持されている。 The bearing housing 16 rotatably supports the turbine shaft 12 with a radial bearing 17. The turbine shaft 12 is supported by the thrust bearing 20 so as not to move in the axial direction.
上述した構成により、エンジンの排ガスでタービンインペラ１１を回転駆動し、この回転力をタービン軸１２を介してコンプレッサインペラ１４に伝達し、コンプレッサインペラ１４で空気を圧縮してエンジンに過給するようになっている。 With the above-described configuration, the turbine impeller 11 is rotationally driven by the exhaust gas from the engine, and this rotational force is transmitted to the compressor impeller 14 via the turbine shaft 12 so that air is compressed by the compressor impeller 14 and supercharged to the engine. It has become.
この図において、スラスト軸受２０は、タービン軸１２と共に回転する円板状の１対のスラストカラー２２と、スラストカラー２２の間に把持されベアリングハウジング１６に固定されたスラストベアリング２４とからなる。
以下、コンプレッサ側の構造は説明を省略する。
In this figure, the thrust bearing 20 includes a pair of disc-shaped thrust collars 22 that rotate together with the turbine shaft 12, and a thrust bearing 24 that is held between the thrust collars 22 and fixed to the bearing housing 16.
Hereinafter, description of the structure on the compressor side will be omitted.
図２は図１の主要部の構成図である。
この例において、ラジアル軸受１７は、タービン側とコンプレッサ側の軸受メタルであり、好ましくは、中空円筒形のフローティングメタル又はセミフローティングメタルである。
本発明によるタービン側シール部のシール構造は、ベアリングハウジング１６に固定された中空円筒形の軸受嵌輪３０を備える。この固定は、軸受嵌輪３０が軸方向及び周方向に移動しないように止まり嵌め又は締まり嵌めによるのが好ましい。
タービン側とコンプレッサ側の軸受メタル１７は、軸受嵌輪３０の内面に嵌合し、タービン軸１２を回転可能に支持する。
FIG. 2 is a block diagram of the main part of FIG.
In this example, the radial bearing 17 is a bearing metal on the turbine side and the compressor side, and is preferably a hollow cylindrical floating metal or semi-floating metal.
The seal structure of the turbine side seal portion according to the present invention includes a hollow cylindrical bearing fitting ring 30 fixed to the bearing housing 16. This fixing is preferably performed by a stop fit or an interference fit so that the bearing ring 30 does not move in the axial direction and the circumferential direction.
The turbine side and compressor side bearing metal 17 is fitted to the inner surface of the bearing fitting ring 30 to support the turbine shaft 12 in a rotatable manner.
図２において、タービンインペラ１１は、タービン軸側端部に軸心を中心とする円筒形の鍔部１１ａを有する。
また、ベアリングハウジング１６は第１の隙間Δａを隔てて鍔部１１ａの外周面を囲む円形孔部１６ａを有している。第１の隙間Δａは、円形孔部１６ａと鍔部１１ａとが接触しな限りで狭いことが好ましい。
さらにタービンインペラ１１のコンプレッサ側端部とベアリングハウジング１６の間にその間をシールする中空円筒形のシールリング１９が挿入されている。
In FIG. 2, the turbine impeller 11 has a cylindrical flange 11 a centering on the shaft center at the turbine shaft side end.
Further, the bearing housing 16 has a circular hole portion 16a surrounding the outer peripheral surface of the flange portion 11a with a first gap Δa therebetween. The first gap Δa is preferably narrow as long as the circular hole portion 16a and the flange portion 11a are in contact with each other.
Further, a hollow cylindrical seal ring 19 is inserted between the compressor side end of the turbine impeller 11 and the bearing housing 16 so as to seal the gap therebetween.
上述した構成により、タービン側軸受メタル１７からタービン側へ漏れる潤滑油を円筒形の鍔部１１ａの回転による遠心力で半径方向外方に飛散させ、鍔部１１ａを超えてタービン側へ漏れるのを抑制することができる。
また、中空円筒形のシールリング１９により、鍔部１１ａを超えてタービン側へ漏れた潤滑油をシールし、シールリング１９を超えてタービン側へ漏れるのを抑制することができる。
With the configuration described above, the lubricating oil leaking from the turbine side bearing metal 17 to the turbine side is scattered radially outward by the centrifugal force generated by the rotation of the cylindrical flange portion 11a, and leaks to the turbine side beyond the flange portion 11a. Can be suppressed.
Further, the hollow cylindrical seal ring 19 can seal the lubricating oil leaked to the turbine side beyond the flange portion 11a, and can be prevented from leaking to the turbine side beyond the seal ring 19.
図２において、タービン軸１２は、タービンインペラ１１の鍔部１１ａとタービン側軸受メタル１７との間に位置する円筒形のスリンガ部１２ａを有している。このスリンガ部１２ａの外径は、軸受メタル１７の内径より大きく、かつタービンインペラ１１の鍔部１１ａの外径より小さく設定されている。 In FIG. 2, the turbine shaft 12 has a cylindrical slinger portion 12 a located between the flange portion 11 a of the turbine impeller 11 and the turbine side bearing metal 17. The outer diameter of the slinger portion 12 a is set to be larger than the inner diameter of the bearing metal 17 and smaller than the outer diameter of the flange portion 11 a of the turbine impeller 11.
また、軸受嵌輪３０は、オイルディフェンサ部３２と中空円筒形状の空洞３４とを有する。
オイルディフェンサ部３２は、第２の隙間Δｂを隔ててタービン軸１２のスリンガ部１２ａの外周面を囲んでいる。
The bearing ring 30 has an oil defender portion 32 and a hollow cylindrical cavity 34.
The oil defender portion 32 surrounds the outer peripheral surface of the slinger portion 12a of the turbine shaft 12 with a second gap Δb therebetween.
スリンガ部１２ａを超えてタービン側に流れる潤滑油の流量は、第２の隙間Δｂが大きいほど多く、小さいほど少ないので、この隙間の大きさで、スリンガ部１２ａを超えてタービン側に流れる潤滑油（図に斜めの破線矢印で示す）の流量を調節することができる。
従って、第２の隙間Δｂは、スリンガ部１２ａとオイルディフェンサ部３２とが接触しない限りで、タービン側に流れる潤滑油の流量が適切になるように設定する。
The flow rate of the lubricating oil that flows to the turbine side beyond the slinger portion 12a is larger as the second gap Δb is larger and smaller as the second gap Δb is smaller. Therefore, the lubricating oil that flows to the turbine side beyond the slinger portion 12a with this gap size The flow rate (indicated by the oblique dashed arrows in the figure) can be adjusted.
Accordingly, the second gap Δb is set so that the flow rate of the lubricating oil flowing to the turbine side is appropriate as long as the slinger portion 12a and the oil defender portion 32 do not contact each other.
また中空円筒形状の空洞３４は、オイルディフェンサ部３２とタービン側軸受メタル１７との間に位置する。 The hollow cylindrical cavity 34 is located between the oil defender portion 32 and the turbine side bearing metal 17.
図３は、図２のＩ−Ｉ線における部分矢視図である。
図２、図３に示すように、軸受嵌輪３０の空洞３４は、オイルディフェンサ部３２と外径が等しく、かつ外周部がスリンガ部１２ａの外側で潤滑油の排出流路１６ｂに開放されている。
FIG. 3 is a partial arrow view taken along the line II of FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the cavity 34 of the bearing ring 30 has the same outer diameter as the oil defender portion 32, and the outer peripheral portion is opened to the lubricating oil discharge passage 16 b outside the slinger portion 12 a. ing.
また図３において、オイルディフェンサ部３２は、軸受メタル１７の全周においてスリンガ部１２ａの外周面を囲んでいる。
この構成により、スリンガ部１２ａで半径方向外方に飛散した潤滑油を空洞３４内に閉じ込め、これをその外周部からスリンガ部１２ａの外側を通して潤滑油の排出流路１６ｂにスムースに排出することができる。排出される潤滑油を図に破線矢印で示す。
In FIG. 3, the oil defender portion 32 surrounds the outer peripheral surface of the slinger portion 12 a on the entire circumference of the bearing metal 17.
With this configuration, the lubricating oil splashed radially outward by the slinger portion 12a is confined in the cavity 34, and this is smoothly discharged from the outer peripheral portion to the lubricating oil discharge passage 16b through the outside of the slinger portion 12a. it can. The discharged lubricating oil is indicated by broken line arrows in the figure.
図４は、図２のＩ−Ｉ線における別の部分矢視図である。この例では、オイルディフェンサ部３２は、軸受メタル１７の内面下端より上方においてスリンガ部１２ａの外周面を囲み、軸受メタル１７より下方部３４ａは潤滑油の排出流路に開放されている。
このような下方部３４ａは、図３の軸受嵌輪３０のタービン側端面の下方部を往復動する工具で除去することで、容易に加工することができる。
FIG. 4 is another partial arrow view taken along line II of FIG. In this example, the oil defender portion 32 surrounds the outer peripheral surface of the slinger portion 12 a above the lower end of the inner surface of the bearing metal 17, and the lower portion 34 a from the bearing metal 17 is opened to the lubricating oil discharge passage.
Such a lower part 34a can be easily processed by removing the lower part of the turbine side end face of the bearing ring 30 of FIG. 3 with a reciprocating tool.
この構成により、空洞３４から下方部３４ａを通して排出流路１６ｂへ潤滑油をスムースに排出することができる。 With this configuration, the lubricating oil can be smoothly discharged from the cavity 34 through the lower portion 34a to the discharge passage 16b.
図１において、本発明による過給機のタービン側シール部のシール構造は、さらにシールリング１９より半径方向外方において、タービンインペラ１１とベアリングハウジング１６の間に位置する遮熱板３６を備える。
遮熱板３６は、最薄部の肉厚が２ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上であり、タービンインペラ１１との間に流入する排ガス量を制限し、かつベアリングハウジング１６との間に断熱空間３８を形成する。
In FIG. 1, the seal structure of the turbine-side seal portion of the turbocharger according to the present invention further includes a heat shield plate 36 positioned between the turbine impeller 11 and the bearing housing 16, radially outward from the seal ring 19.
The heat shield plate 36 has a thinnest portion with a thickness of 2 mm or less and 0.5 mm or more, restricts the amount of exhaust gas flowing into the turbine impeller 11, and provides a heat insulating space 38 between the bearing housing 16 and the heat shield plate 36. Form.
遮熱板３６は、従来は鋳物製であり厚肉であるが、これを薄肉化することで、その分断熱層（断熱材）を厚くできる。また、製作の実現性と強度を考慮すると、０．５ｍｍ未満のものは、薄すぎるため製作が困難であり、０．５ｍｍ≦ｔ≦２．０ｍｍが適正範囲と考えられる。
薄肉化の手段としては、１．機械加工で薄くする、２．板金製にする、等が考えられる。
The heat shield plate 36 is conventionally made of a casting and is thick, but by reducing the thickness, the heat insulating layer (heat insulating material) can be thickened accordingly. Further, considering the feasibility and strength of manufacture, those less than 0.5 mm are too thin to be manufactured, and 0.5 mm ≦ t ≦ 2.0 mm is considered to be an appropriate range.
As a means for thinning: 1. Thin by machining. For example, it may be made of sheet metal.
また、この例において、断熱空間３８に充填され、タービンインペラ１１とベアリングハウジング１６の間の伝熱を抑制する断熱材３９を備える。断熱材３９は真空断熱材であるのが好ましいが、その他の断熱材であってもよい。
また、本発明はこの例に限定されず、断熱空間３８に断熱材３９を充填せず、空気又はその他のガスにより断熱空間を構成してもよい。
また、断熱空間３８に冷却ガスを流通させてもよい。
In this example, a heat insulating material 39 that fills the heat insulating space 38 and suppresses heat transfer between the turbine impeller 11 and the bearing housing 16 is provided. The heat insulating material 39 is preferably a vacuum heat insulating material, but may be other heat insulating materials.
Moreover, this invention is not limited to this example, You may comprise the heat insulation space by air or other gas, without filling the heat insulation space 38 with the heat insulating material 39. FIG.
A cooling gas may be circulated in the heat insulating space 38.
上述した本発明の構成によれば、タービン軸１２が、タービンインペラ１１の鍔部１１ａと軸受メタル１７との間に位置する円筒形のスリンガ部１２ａを有しており、スリンガ部１２ａの外径は、鍔部１１ａの外径より小さく設定されているので、鍔部１１ａの外径より大きいベアリングハウジング１６の円形孔部１６ａを通して軸受嵌輪３０内にスリンガ部１２ａを容易に挿入することができ、過給機１０のタービン側に容易に設けることができる。 According to the configuration of the present invention described above, the turbine shaft 12 has the cylindrical slinger portion 12a positioned between the flange portion 11a of the turbine impeller 11 and the bearing metal 17, and the outer diameter of the slinger portion 12a. Is set smaller than the outer diameter of the flange portion 11a, the slinger portion 12a can be easily inserted into the bearing fitting ring 30 through the circular hole portion 16a of the bearing housing 16 larger than the outer diameter of the flange portion 11a. It can be easily provided on the turbine side of the supercharger 10.
また、スリンガ部１２ａは、軸受メタル１７の内径より大きく設定されているので、軸受メタル１７からタービン側へ漏れる潤滑油をスリンガ部１２ａの回転による遠心力で半径方向外方に飛散させ、スリンガ部１２ａを超えてタービン側へ漏れるのを抑制することができる。 Further, since the slinger portion 12a is set larger than the inner diameter of the bearing metal 17, the lubricating oil leaking from the bearing metal 17 to the turbine side is scattered radially outward by the centrifugal force generated by the rotation of the slinger portion 12a. It is possible to suppress leakage to the turbine side beyond 12a.
さらに、軸受嵌輪３０は、第２の隙間Δｂを隔ててスリンガ部１２ａの外周面を囲むオイルディフェンサ部３２を有するので、スリンガ部１２ａで半径方向外方に飛散した潤滑油が、第２の隙間Δｂを通ってタービン側へ漏れるのをオイルディフェンサ部３２で抑制することができる。 Further, since the bearing ring 30 has the oil defender portion 32 surrounding the outer peripheral surface of the slinger portion 12a with the second gap Δb therebetween, the lubricating oil splashed radially outward by the slinger portion 12a is second. Leakage to the turbine side through the gap Δb can be suppressed by the oil defender portion 32.
また、軸受嵌輪３０は、オイルディフェンサ部３２と軸受メタル１７との間に位置する中空円筒形状の空洞３４を有するので、スリンガ部１２ａで半径方向外方に飛散した潤滑油を空洞３４内に閉じ込め、これをその外周部からスリンガ部１２ａの外側を通して潤滑油の排出流路１６ｂに排出することができる。 Further, since the bearing ring 30 has a hollow cylindrical cavity 34 positioned between the oil defender portion 32 and the bearing metal 17, the lubricating oil scattered radially outward by the slinger portion 12a is contained in the cavity 34. This can be discharged into the lubricating oil discharge passage 16b from the outer peripheral portion thereof through the outside of the slinger portion 12a.
従って、過給機のタービン側シール部へ流れる潤滑油の量を大幅に低減することができ、タービン側シール部でのカーボンの堆積を低減し、シールリングの早期劣化を抑制することができる。 Therefore, the amount of lubricating oil flowing to the turbine side seal portion of the supercharger can be greatly reduced, carbon deposition on the turbine side seal portion can be reduced, and early deterioration of the seal ring can be suppressed.
また上述した本発明の構成によれば、遮熱板３６と断熱空間３８により、高温（例えば、５００〜７００℃）の排ガスから遮熱板３６と断熱空間３８を介してシールリング１９まで伝熱される熱量を大幅に低減できる。
従って、シールリング１９の過熱を防止し、シールリング１９でシールしている潤滑油の炭化を抑制して、カーボンの堆積を低減し、シールリング１９の早期劣化を抑制することができる。
Further, according to the configuration of the present invention described above, heat is transmitted from the exhaust gas at a high temperature (for example, 500 to 700 ° C.) to the seal ring 19 through the heat shield plate 36 and the heat insulation space 38 by the heat shield plate 36 and the heat insulation space 38. The amount of heat generated can be greatly reduced.
Therefore, overheating of the seal ring 19 can be prevented, carbonization of the lubricating oil sealed by the seal ring 19 can be suppressed, carbon deposition can be reduced, and early deterioration of the seal ring 19 can be suppressed.
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
１０ 過給機、１１ タービンインペラ、１１ａ 鍔部、
１２ タービン軸、１２ａ スリンガ部、
１４ コンプレッサインペラ、
１６ ベアリングハウジング、
１６ａ 円形孔部、１６ｂ 排出流路、
１７ ラジアル軸受（軸受メタル）、
１９ シールリング、
２０ スラスト軸受、２２ スラストカラー、
２４ スラストベアリング、
３０ 軸受嵌輪、
３２ オイルディフェンサ部、
３４ 空洞、３４ａ 下方部、
３６ 遮熱板、３８ 断熱空間、
３９ 断熱材（真空断熱材）
10 turbocharger, 11 turbine impeller, 11a buttocks,
12 turbine shaft, 12a slinger section,
14 Compressor impeller,
16 bearing housing,
16a circular hole, 16b discharge channel,
17 Radial bearing (bearing metal),
19 Seal ring,
20 thrust bearing, 22 thrust collar,
24 Thrust bearing,
30 bearing ring,
32 Oil Defender part,
34 cavity, 34a lower part,
36 heat shield, 38 heat insulation space,
39 Insulation (vacuum insulation)
Claims (4)
ベアリングハウジングに固定された中空円筒形の軸受嵌輪と、
軸受嵌輪の内面に嵌合しタービン軸を回転可能に支持する軸受メタルとを備え、
タービンインペラは、タービン軸側端部に軸心を中心とする円筒形の鍔部を有し、
ベアリングハウジングは第１の隙間を隔てて鍔部の外周面を囲む円形孔部を有しており、
さらにタービンインペラとベアリングハウジングの間にその間をシールする中空円筒形のシールリングが挿入されており、
タービン軸は、鍔部と軸受メタルとの間に位置する円筒形のスリンガ部を有しており、スリンガ部の外径は、軸受メタルの内径より大きく鍔部の外径より小さく設定されており、
軸受嵌輪は、第２の隙間を隔ててスリンガ部の外周面を囲むオイルディフェンサ部と、オイルディフェンサ部と軸受メタルとの間に位置する中空円筒形状の空洞とを有し、空洞の外周部はスリンガ部の外側で潤滑油の排出流路に開放されている、ことを特徴とする過給機のタービン側シール部のシール構造。 A turbine structure having a turbine impeller at one end, and a bearing structure for rotatably supporting the turbine shaft, a seal structure for a turbine side seal portion of a turbocharger,
A hollow cylindrical bearing ring fixed to the bearing housing;
A bearing metal that fits on the inner surface of the bearing ring and rotatably supports the turbine shaft;
The turbine impeller has a cylindrical flange centering on the shaft center at the turbine shaft side end,
The bearing housing has a circular hole that surrounds the outer peripheral surface of the flange with the first gap therebetween,
Furthermore, a hollow cylindrical seal ring that seals between the turbine impeller and the bearing housing is inserted,
The turbine shaft has a cylindrical slinger part located between the flange part and the bearing metal, and the outer diameter of the slinger part is set larger than the inner diameter of the bearing metal and smaller than the outer diameter of the flange part. ,
The bearing ring has an oil defender portion that surrounds the outer peripheral surface of the slinger portion with a second gap therebetween, and a hollow cylindrical cavity positioned between the oil defender portion and the bearing metal. A seal structure of a turbine side seal portion of a turbocharger, wherein an outer peripheral portion is open to a lubricating oil discharge channel outside a slinger portion.
遮熱板は、タービンインペラとの間に流入する排ガス量を制限し、かつベアリングハウジングとの間に断熱空間を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のシール構造。 A heat shield located between the turbine impeller and the bearing housing, radially outward from the seal ring,
The seal structure according to claim 1, wherein the heat shield plate limits an amount of exhaust gas flowing into the turbine impeller and forms a heat insulation space between the heat shield plate and the bearing housing.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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