渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明目的在于提供一種能夠提高生產(chǎn)率并且抑制熱回浸現(xiàn)象的發(fā)生同時(shí)提高冷卻性能的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，利用流過在軸承殼體（13）形成的環(huán)狀冷卻水路（13f）的冷卻水對(duì)軸承殼體（13）及軸承（52）進(jìn)行冷卻，其特征在于，以與環(huán)狀冷卻水路（13f）連通的方式，在軸承殼體（13）設(shè)置供給冷卻水的水路入口（13h）和排出冷卻水的水路出口（13j），設(shè)置將形成這些水路入口（13h）與水路出口（13j）之間的最短路徑的水路局部地分隔的局部分隔件（14a）。
【專利說明】渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)自如地支承渦輪增壓器的渦輪轉(zhuǎn)子及壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，特別是涉及在軸承殼體形成的冷卻水路的改良。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器的軸承殼體中，為了在廢氣產(chǎn)生的高溫環(huán)境中保護(hù)將渦輪轉(zhuǎn)子和壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子一體地連結(jié)的軸的支承部，而設(shè)置水冷式或空冷式的冷卻結(jié)構(gòu)。
[0003]例如已知如下結(jié)構(gòu):將循環(huán)水通路的出入口和水套連接，在該連接部以將入口側(cè)和出口側(cè)分隔的方式設(shè)置隔板，促進(jìn)水套內(nèi)的冷卻水的流動(dòng)(專利文獻(xiàn)I);在冷卻水套的頂部設(shè)置頂部分隔壁，隔著該分隔壁而在兩側(cè)設(shè)置冷卻水的入口和出口(專利文獻(xiàn)2)。
[0004]根據(jù)專利文獻(xiàn)I的第I圖、第4圖，在中央殼體6形成水套7，以面對(duì)該水套7的方式在中央殼體6安裝水通路突緣1，在該水通路突緣I設(shè)置向水套7內(nèi)導(dǎo)入冷卻水的入水通路2、將水套7內(nèi)的冷卻水排出的排水通路3，以將所述入水通路2和排水通路3之間分隔并且向水套7內(nèi)突出的方式在水通路突緣I設(shè)置隔板5。
[0005]根據(jù)專利文獻(xiàn)2的圖1、圖2，在軸承殼體3形成將軸承軸5的大致全周包圍的環(huán)狀的冷卻水套31，在該冷卻水套31的上部形成頂部分隔壁32，冷卻水套31的環(huán)狀的局部被封閉，另外，在軸承殼體3上，在隔著頂部分隔壁32的位置以與冷卻水套31連通的方式形成冷卻水入口 33和冷卻水出口 34。
[0006]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)】
[0008]【專利文獻(xiàn)I】日本特開昭62-284922號(hào)公報(bào)
[0009]【專利文獻(xiàn)2】日本特開平5-141259號(hào)公報(bào)(日本專利第2924363號(hào)公報(bào))

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]專利文獻(xiàn)I中，通過設(shè)置隔板5，被入水通路2導(dǎo)入的冷卻水被隔板5限制流動(dòng)，容易沿水套周壁16流動(dòng)，但通過在中央殼體6利用多個(gè)止動(dòng)螺釘4安裝水通路突緣I而形成冷卻水路，因此部件數(shù)量增多，生產(chǎn)率較低。
[0011]另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)水泵已停止時(shí)，由于隔板5，而在入水通路2、水套7、排水通路3各自之間難以產(chǎn)生自然對(duì)流，因此產(chǎn)生由于從渦輪側(cè)向中央殼體6、渦輪軸13傳遞的熱而變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中以上的嚴(yán)酷的溫度環(huán)境這樣的熱回浸(Heat soak back)現(xiàn)象，徑向軸承12成為高溫，徑向軸承12周圍的潤滑油可能會(huì)碳化。
[0012]專利文獻(xiàn)2中，冷卻水套31在上部被頂部分隔壁32分隔，因此在冷卻水套31中的從冷卻水入口 33、冷卻水出口 34直到頂部分隔壁32的部分，冷卻水的流動(dòng)容易堵塞，在冷卻水中混入了空氣的情況下，在上述部分容易積存空氣，冷卻性能下降。另外，也容易產(chǎn)生上述的熱回浸現(xiàn)象。
[0013]而且，在鑄造軸承殼體3的情況下，由于為冷卻水套31被頂部分隔壁32分隔的結(jié)構(gòu)，因此冷卻水套31的芯砂的排出較難，在生產(chǎn)率方面存在問題。
[0014]本發(fā)明的目的是提供渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，其能夠提高生產(chǎn)率且抑制熱回浸現(xiàn)象的發(fā)生，并提高冷卻性能。
[0015]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，收納渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪殼體與收納壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的壓氣機(jī)殼體隔著軸承殼體而安裝，將所述渦輪轉(zhuǎn)子、所述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子之間連結(jié)的軸經(jīng)由軸承而由所述軸承殼體支承為旋轉(zhuǎn)自如，利用在以將這些軸及軸承包圍的方式形成于軸承殼體的環(huán)狀冷卻水路流動(dòng)的冷卻水對(duì)軸承殼體及軸承進(jìn)行冷卻，其特征在于，以與所述環(huán)狀冷卻水路連通的方式，在所述軸承殼體設(shè)有供給冷卻水的水路入口和排出所述冷卻水的水路出口，設(shè)有將位于這些水路入口、水路出口之間的水路局部地分隔的局部分隔件，該局部分隔件位于所述水路入口、所述水路出口之間的所述水路的最短路徑上。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，從水路入口向軸承殼體內(nèi)供給的冷卻水利用局部分隔件不直接流向水路出口，而流向環(huán)狀冷卻水路。其結(jié)果是，在環(huán)狀冷卻水路循環(huán)的冷卻水量增加。
[0017]局部分隔件位于水路入口、水路出口之間的水路的最短路徑，由此冷卻水不直接從水路入口流向水路出口，容易繞過局部分隔件而流向環(huán)狀冷卻水路側(cè)，流向環(huán)狀冷卻水路的冷卻水量增加。
[0018]由以上，能夠促進(jìn)從軸到軸承、軸承殼體以及環(huán)狀冷卻水路內(nèi)的冷卻水的熱傳遞，能夠提高對(duì)軸承進(jìn)行冷卻的冷卻性能。
[0019]另外，環(huán)狀冷卻水路不被局部分隔件完全堵塞，因此例如在利用鑄造制造軸承殼體的情況下，在利用噴丸排出用于形成環(huán)狀冷卻水路的砂型型芯時(shí)芯砂的排出變得容易。因此,能夠提高軸承殼體的生產(chǎn)率,能夠降低成本。
[0020]而且，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)水泵已停止的情況下，不進(jìn)行環(huán)狀冷卻水路內(nèi)的冷卻水的強(qiáng)制循環(huán)，但通過形成局部分隔件，通過水路入口、水路出口之間的水路及環(huán)狀冷卻水路的未分隔的部分而在冷卻水產(chǎn)生自然對(duì)流。其結(jié)果是，能夠確保冷卻性能，難以產(chǎn)生熱回浸現(xiàn)象，防止在軸承循環(huán)的潤滑油的碳化。
[0021]而且，混入到水路入口、水路出口之間的水路及環(huán)狀冷卻水路等的空氣通過水路的未分隔的部分排出。因此，不會(huì)導(dǎo)致基于空氣混入的冷卻性下降，能夠確保冷卻性能。
[0022]另外，本發(fā)明中，其特征在于，設(shè)有側(cè)方水路，該側(cè)方水路相對(duì)于所述環(huán)狀冷卻水路在軸向上偏移配置并設(shè)有所述水路入口及水路出口且形成所述最短路徑，所述局部分隔件設(shè)定為相對(duì)于由所述環(huán)狀冷卻水路及所述側(cè)方水路構(gòu)成的水路的沿所述軸的軸向的軸向高度為20?80%的軸向高度。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，通過將局部分隔件的軸向高度設(shè)定為20?80%，能夠根據(jù)環(huán)狀冷卻水路的形狀及大小、水路入口及水路出口的位置及內(nèi)徑、水路入口及水路出口的數(shù)量等變更在環(huán)狀冷卻水路流動(dòng)的循環(huán)冷卻水量。由此，能夠根據(jù)渦輪增壓器的使用條件調(diào)節(jié)環(huán)狀冷卻水路的循環(huán)冷卻水量。
[0024]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選局部分隔件在其軸向高度上將所述側(cè)方水路基本堵塞。
[0025]由此，從水路入口流入側(cè)方水路的冷卻水沿局部分隔件在軸向流動(dòng)，到達(dá)環(huán)狀冷卻水路之后，沿局部分隔件流向水路出口，向側(cè)方水路外流出。其結(jié)果是，能夠促進(jìn)環(huán)狀冷卻水路的冷卻水循環(huán)，能夠提高冷卻性能。[0026]另外，本發(fā)明中，其特征在于，為了促進(jìn)從所述水路入口向所述環(huán)狀冷卻水路、或從環(huán)狀冷卻水路向所述水路出口的冷卻水流動(dòng)，所述局部分隔件具備相對(duì)于所述軸的軸向傾斜的斜面。
[0027]通過如此在局部分隔件設(shè)置斜面，冷卻水容易從水路入口流向環(huán)狀冷卻水路、或從環(huán)狀冷卻水路流向水路出口。因此，能夠增加循環(huán)冷卻水路內(nèi)的循環(huán)水量，因此能夠提高冷卻性能。
[0028]另外，本發(fā)明中，其特征在于，在設(shè)有多組所述水路入口及所述水路出口的情況下，對(duì)每一組的所述水路入口及所述水路出口設(shè)置所述局部分隔件。
[0029]由此，容易從多組的水路入口及水路出口中選擇與渦輪增壓器搭載發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的位置的水路入口及水路出口的組。因此，能夠與各發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)種的水路入口、出口的組合無關(guān)地提高渦輪增壓器的冷卻性能的穩(wěn)定性。
[0030]而且，本發(fā)明中，其特征在于，局部分隔件分割成多個(gè)。
[0031]通過如此分割局部分隔件，更容易將從水路入口流入的冷卻水向環(huán)狀冷卻水路引導(dǎo)，能夠進(jìn)一步增加流過環(huán)狀冷卻水路的冷卻水量。
[0032]【發(fā)明效果】
[0033]如以上記載，根據(jù)本發(fā)明，能夠使從水路入口向渦輪殼體內(nèi)供給的冷卻水利用局部分隔件在環(huán)狀冷卻水路循環(huán)，能夠促進(jìn)環(huán)狀冷卻水路的循環(huán)，增加循環(huán)水量。因此，能夠促進(jìn)從軸到軸承、軸承殼體以及環(huán)狀冷卻水路內(nèi)的冷卻水的熱傳遞，能夠提高對(duì)軸承進(jìn)行冷卻的冷卻性能。
[0034]另外,利用局部分隔件而不使冷卻水從水路入口直接流向水路出口，能夠增加流向環(huán)狀冷卻水路的冷卻水量，因此·能夠提高冷卻性能。
[0035]另外，環(huán)狀冷卻水路不被局部分隔件堵塞，因此例如在利用鑄造制造軸承殼體，并利用砂型型芯形成環(huán)狀冷卻水路時(shí)，能夠容易地利用噴丸將芯砂排出。因此，能夠提高軸承殼體的生產(chǎn)率,能夠降低成本。
[0036]而且，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)水泵已停止的情況下，利用在水路入口、水路出口之間的水路及環(huán)狀冷卻水路發(fā)生的冷卻水的自然對(duì)流，能夠避免熱回浸現(xiàn)象，能夠確保冷卻性能，因此能夠防止對(duì)軸承進(jìn)行潤滑的潤滑油的碳化。
[0037]而且，能夠容易地將混入到水路入口、水路出口之間的水路及環(huán)狀冷卻水路等的空氣排出，不會(huì)導(dǎo)致基于空氣混入的冷卻性下降，而能夠確保冷卻性能。
[0038]而且，通過具有多組水路入口及水路出口，而能夠與各發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)種的水路入口、出口的組合無關(guān)地提高渦輪增壓器的冷卻性能的穩(wěn)定性。而且通過形成為具有多組水路入口及水路出口的鑄件，能夠利用一個(gè)鑄件柔性地應(yīng)對(duì)各種給排水的布置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是表示本發(fā)明的渦輪增壓器的剖視圖。
[0040]圖2是表示本發(fā)明的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)的要部剖視圖。
[0041]圖3是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻水路的立體圖。
[0042]圖4是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻水路的說明圖，圖4 (a)是圖3的a向視圖，圖4 (b)是圖3的b-b線剖視圖，圖4 (c)是圖3的c-c線剖視圖。[0043]圖5是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(實(shí)施方式I)的基于冷卻水強(qiáng)制循環(huán)的冷卻作用的說明圖。
[0044]圖6是表示軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(比較例I)的基于冷卻水強(qiáng)制循環(huán)的冷卻作用的說明圖。
[0045]圖7是表示軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(比較例2)的基于冷卻水強(qiáng)制循環(huán)的冷卻作用的說明圖。
[0046]圖8是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(實(shí)施方式I)的基于自然對(duì)流的冷卻作用的說明圖。
[0047]圖9是表示軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(比較例I)的基于自然對(duì)流的冷卻作用的說明圖。
[0048]圖10是表示軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(比較例2)的基于自然對(duì)流的冷卻作用的說明圖。
[0049]圖11是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(實(shí)施方式2)的說明圖，圖11 (a)是表示冷卻水路整體的剖視圖，圖11 (b)是表示局部分隔件的要部剖視圖。
[0050]圖12是表示本發(fā)明的局部分隔件(實(shí)施方式3)的要部剖視圖。
[0051]圖13是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(實(shí)施方式4、5)的說明圖，圖13 (a)是表示實(shí)施方式4的剖視圖，圖13 (b)是表示實(shí)施方式5的剖視圖。
[0052]圖14是表示本發(fā)明的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)(實(shí)施方式6?8)的說明圖，圖14 (a)是表不實(shí)施方式6的剖視圖，圖14 (b)是表不實(shí)施方式7的剖視圖，圖14 (c)是表不實(shí)施方式8的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下，使用圖中所示的實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明。但是，該實(shí)施方式中記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置等只要沒有特別地特定的記載，就不意味著將本發(fā)明的范圍僅限定于此。
[0054](實(shí)施方式I)
[0055]如圖1所示，渦輪增壓器10主要包括:被從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣具有的能量驅(qū)動(dòng)的渦輪11 ;以該渦輪11的旋轉(zhuǎn)力為驅(qū)動(dòng)源產(chǎn)生壓縮空氣而向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系供給的壓氣機(jī)12 ；在上述渦輪11、壓氣機(jī)12之間設(shè)置的軸承殼體13 ;在該軸承殼體13的內(nèi)側(cè)設(shè)置的多個(gè)徑向軸承52、53 ;將渦輪11、壓氣機(jī)12之間連結(jié)并且被徑向軸承52、53支承為旋轉(zhuǎn)自如的軸41。
[0056]渦輪11包括:與軸承殼體13的一端利用連結(jié)構(gòu)件15連結(jié)的渦輪殼體16 ;旋轉(zhuǎn)自如地收納在該渦輪殼體16內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)子17。
[0057]渦輪殼體16形成有:廢氣導(dǎo)入口 21 ;從該廢氣導(dǎo)入口 21起形成為渦旋狀并且通路截面積隨著朝向渦輪轉(zhuǎn)子17側(cè)逐漸減少的作為廢氣通路的渦旋部22 ;廢氣排出口 23。
[0058]此外，標(biāo)號(hào)25是通過使廢氣的一部分分流而調(diào)節(jié)向渦輪轉(zhuǎn)子17供給的廢氣量的廢氣門閥，26是使廢氣門閥25開閉的執(zhí)行器。
[0059]壓氣機(jī)12包括:與軸承殼體13的另一端連結(jié)的壓氣機(jī)殼體32 ;旋轉(zhuǎn)自如地收納在該壓氣機(jī)殼體32內(nèi)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子33。[0060]壓氣機(jī)殼體32形成有:將空氣導(dǎo)入的壓氣機(jī)導(dǎo)入口 35 ;與該壓氣機(jī)導(dǎo)入口 35連通且形成為渦旋狀的渦旋部36 ;與發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)連接而排出空氣的未圖示的壓氣機(jī)排出口。
[0061]在上述渦輪轉(zhuǎn)子17上安裝有軸41的一端部，在該軸41的另一端部形成有外螺紋41a，通過該外螺紋41a和螺母42，在軸41的另一端部安裝有壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子33。
[0062]上述軸41經(jīng)由徑向軸承52、53而旋轉(zhuǎn)自如地支承于軸承殼體13。
[0063]如圖2所示，軸承殼體13形成有:將在軸41的渦輪轉(zhuǎn)子17側(cè)的端部設(shè)置的大徑部41b支承為旋轉(zhuǎn)自如的軸支承部13a ;供軸承52、53嵌合的軸承嵌合孔13b、13c ;配置有推力環(huán)54、推力襯套55的軸承收納部13d ;在軸承52的周圍形成為環(huán)狀的環(huán)狀冷卻水路13f ;向該環(huán)狀冷卻水路13f供給冷卻水的水路入口 13h ;從環(huán)狀冷卻水路13f排出冷卻水的水路出口 13j ;向徑向軸承52、53供給潤滑油的潤滑油供給路13k ;成為將供給的潤滑油排出的通路的空間13m;為了將潤滑油向外部排出而在空間13m的下方形成的潤滑油排出Π 13η。
[0064]環(huán)狀冷卻水路13f為了將軸承殼體13及軸承52、53的靠近渦輪11的部分冷卻，以在軸41的軸線41c延伸的方向(軸41的軸向)上與連結(jié)構(gòu)件15的內(nèi)側(cè)局部重疊的方式配置，水路入口 13h及水路出口 13j相對(duì)于環(huán)狀冷卻水路13f在軸41的軸向且離開渦輪11的方向上以偏移量δ偏移配置。
[0065]潤滑油供給路13k包括導(dǎo)入潤滑油的潤滑油導(dǎo)入口 13p、從該潤滑油導(dǎo)入口 13p分支的多個(gè)油路13q、13r、13s、13t，通過這些油路13q、13r、13s、13t向徑向軸承52、53、推力軸承56的滑動(dòng)部供給潤滑油。
[0066]潤滑油對(duì)各軸承52?55的滑動(dòng)部進(jìn)行潤滑后，從滑動(dòng)部向空間13m內(nèi)漏出，從潤滑油排出口 13η排出，返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的油盤。
[0067]圖3中，表示環(huán)狀冷卻水路13f、與該環(huán)狀冷卻水路13f的側(cè)方連通的側(cè)方水路13v、與該側(cè)方水路13v連通的入口側(cè)水路13w及出口側(cè)水路13x的形狀。這些環(huán)狀冷卻水路13f、側(cè)方水路13v、入口側(cè)水路13w及出口側(cè)水路13x構(gòu)成殼體冷卻水路60。
[0068]圖4 Ca)是圖3的a向視圖，雙點(diǎn)劃線表示軸承殼體13的輪廓。
[0069]在水路入口 13h形成入口側(cè)水路13w，在水路出口 13 j形成出口側(cè)水路13x。
[0070]圖4 (b)是圖3的b-b線剖視圖，與殼體冷卻水路60 —起示意地描繪覆蓋殼體冷卻水路60的周壁，在該周壁的剖面施加剖面線。
[0071]形成有側(cè)方水路13v的口部13z設(shè)置在環(huán)狀冷卻水路13f的側(cè)方，在該口部13z設(shè)有水路入口 13h及水路出口 13j。
[0072]通過側(cè)方水路13v，使水路入口 13h及水路出口 13 j與環(huán)狀冷卻水路13f連通。
[0073]另外,在口部13z,與軸承殼體13 —體地形成有局部分隔件14a,該局部分隔件14a相比入口側(cè)水路13w位于上方且相比出口側(cè)水路13x位于下方，并把側(cè)方水路13v和環(huán)狀冷卻水路13f合并后的部分局部地分隔。
[0074]即，局部分隔件14a形成為將把水路入口 13h和水路出口 13j連接的最短路徑遮斷且沿軸14 (參照?qǐng)D1)的軸向延伸，將位于水路入口 13h、水路出口 13j之間的、把側(cè)方水路13v和環(huán)狀冷卻水路13f合并后的水路局部地分隔。局部分隔件14a形成于上述位置并且處于不將入口側(cè)水路13w及出口側(cè)水路13x堵塞的位置即可。此外，標(biāo)號(hào)14b是將局部分隔件14a延長后得到的環(huán)狀冷卻水路13f側(cè)的非分隔部，成為冷卻水的通路。[0075]設(shè)局部分隔件14a的軸向高度為HS、環(huán)狀冷卻水路13f及側(cè)方水路13v的軸向高度(殼體冷卻水路60的軸向高度)為HT時(shí)，HS/HT = 0.2?0.8。HS/HT = 0.2是假定設(shè)置將入口側(cè)水路13w和出口側(cè)水路13x直線連接的水路時(shí)，局部分隔件13f與該水路的一部分重疊的值，另外，HS/HT = 0.2?0.8是考慮到生產(chǎn)的偏差后的值。
[0076]設(shè)側(cè)方水路13v的寬度為W時(shí)，優(yōu)選的是，HS = W。通過設(shè)為HS = W，局部分隔件14a不會(huì)向環(huán)狀冷卻水路13f突出，不會(huì)妨礙環(huán)狀冷卻水路13f內(nèi)的冷卻水循環(huán)。
[0077]圖4 (C)是圖3的c-c線剖視圖，局部分隔件14a分別從環(huán)狀冷卻水路13f的內(nèi)壁14d、口部13z的內(nèi)壁He、口部13z的側(cè)壁Hf、口部13z的外壁Hg、環(huán)狀冷卻水路13f的外壁14h延伸而與軸承殼體13 —體成形并且將殼體冷卻水路60局部地分隔。
[0078]S卩，局部分隔件14a從口部13z的側(cè)壁14f朝向環(huán)狀冷卻水路13f側(cè)延伸。
[0079]利用圖5?圖10說明以上說明的軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)的作用。
[0080]圖5?圖7表示在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中水泵工作而利用水泵將冷卻水強(qiáng)制地向軸承殼體的水路入口供給的狀態(tài)，圖8?圖10表示在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)水泵停止而不向軸承的水路入口供給冷卻水的狀態(tài)。此外，圖5?圖10的各(a)是相當(dāng)于圖4 (b)的圖，圖5?圖10的各
(b)是相當(dāng)于圖4 (a)的圖。
[0081]圖5 (a)、(b)的實(shí)施方式I中，從水路入口 13h流入側(cè)方水路13v內(nèi)的冷卻水如箭頭A所示，被局部分隔件14a遮斷而不是直線地進(jìn)入水路出口 13 j，而是如箭頭B所示，與局部分隔件14a接觸而改變方向，向下方前進(jìn)而在環(huán)狀冷卻水路13f循環(huán)，另外，冷卻水的一部分如虛線的箭頭C所示，進(jìn)入局部分隔件14a的前端側(cè)的非分隔部14b。
[0082]在環(huán)狀冷卻水路13f循環(huán)后的冷卻水一部分如箭頭D所示繼續(xù)循環(huán)，一部分如箭頭E所示，利用局部分隔件14a改變方向向上方前進(jìn)，從水路出口 13 j流出。
[0083]圖6 (a)、(b)的比較例I中，在水路入口 100與水路出口 101之間沒有局部分隔件，因此從水路入口 100流入的冷卻水如箭頭G所示，直接以最短路徑流向水路出口 101，從水路出口 101流出。因此，環(huán)狀冷卻水路102內(nèi)的冷卻水不循環(huán)。
[0084]圖7 (a)、(b)的比較例2中，在水路入口 100與水路出口 101之間，設(shè)有將由水路入口 100側(cè)及水路出口 101側(cè)的水路與環(huán)狀冷卻水路102構(gòu)成的殼體冷卻水路103完全分隔的分隔件104，因此從水路入口 100流入的冷卻水如箭頭H所示，與分隔件104接觸而改變方向，向下方前進(jìn)而在環(huán)狀冷卻水路102循環(huán)，并如箭頭J所示，與分隔件104接觸而改變方向向上方前進(jìn)，從水路出口 101流出。
[0085]圖8 (a)、(b)的實(shí)施方式I中，冷卻水通過自然對(duì)流如箭頭L、M所示，從水路入口 13h側(cè)繞過局部分隔件14a流向上方的水路出口 13j側(cè)，另外，在環(huán)狀冷卻水路13f內(nèi)，受到該自然對(duì)流的影響并且施加從環(huán)狀冷卻水路13f的下部向上部的自然對(duì)流，如箭頭N、N所示產(chǎn)生流量比較大的冷卻水循環(huán)，確保冷卻性能。
[0086]圖9 (a)、(b)的比較例I中，在水路入口 100與水路出口 101之間沒有分隔件，因此冷卻水通過自然對(duì)流如箭頭Q所示從水路入口 100側(cè)以最短路徑流向上方的水路出口101 側(cè)。
[0087]另外，在環(huán)狀冷卻水路102內(nèi)，通過從環(huán)狀冷卻水路102的下部向上部的冷卻水的自然對(duì)流，如箭頭R、R所示產(chǎn)生冷卻水的循環(huán)，但僅有環(huán)狀冷卻水路102的自然對(duì)流，因此與圖8 (a)、(b)的實(shí)施方式I相比冷卻水難以循環(huán)。[0088]圖10 (a)、(b)的比較例2中，殼體冷卻水路103被分隔件104完全分隔，因此在分隔件104的下方及上方的各自的水路僅局部地產(chǎn)生箭頭T、T及箭頭U、U所示的自然對(duì)流，因此與圖8 (a)、(b)的實(shí)施方式I相比冷卻水難以循環(huán)。
[0089]如用以上的圖5 (a)、(b)及圖8 (a)、(b)說明的那樣，實(shí)施方式I中，通過設(shè)置局部分隔件14a,與圖6 (a)、(b)及圖9 (a)、(b)所不的比較例I及圖7 (a)、(b)及圖10
(a)、(b)所示的比較例2相比，能夠確保水泵工作時(shí)的環(huán)狀冷卻水路13f中的強(qiáng)制的冷卻水循環(huán)量，并且也能夠進(jìn)行水泵停止時(shí)的環(huán)狀冷卻水路13f中的基于自然對(duì)流的充分的冷卻水循環(huán)。因此，能夠提高對(duì)軸承殼體13 (參照?qǐng)D2)及徑向軸承52、53 (參照?qǐng)D2)的滑動(dòng)部進(jìn)行冷卻的冷卻性能，而且，能夠避免熱回浸現(xiàn)象。
[0090]另外，通過利用局部分隔件14a將環(huán)狀冷卻水路13f及側(cè)方水路13v局部地分隔，例如在利用鑄造制造軸承殼體13而利用砂型型芯形成環(huán)狀冷卻水路13f時(shí)，能夠利用噴丸容易地將芯砂排出。
[0091]因此，能夠提高軸承殼體13的生產(chǎn)率，能夠減少成本。
[0092]而且，能夠容易地將混入水路入口 13h、水路出口 13 j間的側(cè)方水路13v及環(huán)狀冷卻水路13f等的空氣從非分隔部14b (參照?qǐng)D4 (b))排出，不會(huì)導(dǎo)致基于空氣混入的冷卻性下降，而能夠確保冷卻性能。
[0093](實(shí)施方式2)
[0094]如圖11 (a)所示，局部分隔件71在兩面形成有由平面構(gòu)成的斜面71a、71b。利用上述斜面71a、71b，如箭頭所示，能夠更有效地將冷卻水從水路入口 13h向環(huán)狀冷卻水路13f、或從環(huán)狀冷卻水路13f向水路出口 13j引導(dǎo)，能夠促進(jìn)環(huán)狀冷卻水路13f中的冷卻水循環(huán)。
[0095]如圖11 (b)所示，局部分隔件71的斜面71a、71b分別相對(duì)于軸41 (參照?qǐng)D1)的軸線41c傾斜成角度Θ 1、Θ 2。角度Θ I和角度Θ 2考慮環(huán)狀冷卻水路13f的冷卻水循環(huán)水量而適宜設(shè)定。
[0096](實(shí)施方式3)
[0097]如圖12所示，局部分隔件73在兩面形成有由具有單一或多個(gè)曲率半徑的曲面構(gòu)成的斜面73a、73b。利用上述斜面73a、73b，如箭頭所示，能夠更有效地將冷卻水從水路入口 13h向環(huán)狀冷卻水路13f、或從環(huán)狀冷卻水路13f向水路出口 13j以抑制剝離的狀態(tài)引導(dǎo)，能夠促進(jìn)環(huán)狀冷卻水路13f中的冷卻水循環(huán)。
[0098](實(shí)施方式4)
[0099]如圖13 Ca)所示，局部分隔件75被分割為從口部13z向環(huán)狀冷卻水路13f側(cè)突出的第一分隔件75a、及從環(huán)狀冷卻水路13f側(cè)向口部13z側(cè)突出的第二分隔件75b，第一分隔件75a及第二分隔件75b均沿軸線41c延伸，在第一分隔件75a和第二分隔件75b之間設(shè)有非分隔部75c。
[0100]第一分隔件75a和第二分隔件75b沒有配置成同一直線狀，因此能夠使與上述第一分隔件75a和第二分隔件75b接觸而改變的冷卻水的流動(dòng)方向如箭頭所示大致相同，能夠促進(jìn)環(huán)狀冷卻水路13f中的冷卻水循環(huán)。
[0101](實(shí)施方式5)
[0102]如圖13 (b)所示，局部分隔件77被分割為從口部13z向環(huán)狀冷卻水路13f側(cè)突出的第一分隔件77a、從環(huán)狀冷卻水路13f側(cè)向口部13z側(cè)突出的第二分隔件77b。在第一分隔件77a與第二分隔件77b之間設(shè)有非分隔部77g。
[0103]第一分隔件77a在兩面形成有由平面構(gòu)成的斜面77c、77d，第二分隔件77b在兩面形成有由平面構(gòu)成的斜面77e、77f。第一分隔件77a的斜面77c與第二分隔件77b的斜面77e處于同一平面上，第一分隔件77a的斜面77d與第2斜面77b的斜面77f處于同一平面上。
[0104]通過上述構(gòu)成，能夠進(jìn)一步促進(jìn)從水路入口 13h向環(huán)狀冷卻水路13f的冷卻水流動(dòng)及從環(huán)狀冷卻水路13f向水路出口 13j的冷卻水流動(dòng)。
[0105](實(shí)施方式6)
[0106]如圖14 (a)所示，在軸承殼體81上作為多個(gè)口部形成有第一口部81a和第二口部81b，在第一口部81a設(shè)有水路入口 81c、水路出口 81d及局部分隔件81e，在第二口部81b設(shè)有水路入口 81f、水路出口 81g及局部分隔件81h。
[0107]通過如第一口部81a、第二口部81b這樣設(shè)置多個(gè)口部，能夠從第一口部81a及第二口部81b中選擇局部分隔件81e或局部分隔件81h的效果(是環(huán)狀冷卻水路13f中的冷卻水循環(huán)的促進(jìn)效果，根據(jù)生產(chǎn)的偏差對(duì)每個(gè)口部其效果不同。)好的一方。
[0108](實(shí)施方式7)
[0109]圖14 (b)中，使作為在軸承殼體83形成的多個(gè)口部的第一口部83a及第二口部83b的各水路入口 83c、水路出口 83d、水路入口 83f、水路出口 83g的布置相對(duì)于圖14 (a)所示的水路入口 81c、水路出口 81d、水路入口 81f、水路出口 81g變更。
[0110]在第一口部83a設(shè)置局部分隔件83e,在第二口部83b設(shè)置局部分隔件83h。
[0111]如圖所示，通過使水路入口 83c、83f朝向局部分隔件83e、83h側(cè)，能夠使冷卻水容易與局部分隔件83e、83h接觸，其結(jié)果是，利用局部分隔件83e、83h而冷卻水的流動(dòng)容易朝向環(huán)狀冷卻水路13f，能夠促進(jìn)環(huán)狀冷卻水路13f的冷卻水循環(huán)，能夠進(jìn)一步提高冷卻性倉泛。
[0112](實(shí)施方式8)
[0113]如圖14 (C)所示，軸承殼體85中，以位于環(huán)狀冷卻水路13f的上部側(cè)方及下部側(cè)方的方式形成有第一口部85a和第二口部85b。
[0114]在第一口部85a設(shè)有水路入口 85c、水路出口 85d及局部分隔件85e，在第二口部85b設(shè)有水路入口 85f、水路出口 85g及局部分隔件85h。
[0115]這樣，通過將第一口部85a及第二口部85b設(shè)在軸承殼體85的上部及下部，能夠根據(jù)搭載有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)來選擇冷卻水配管連接位置，能夠容易地進(jìn)行冷卻水配管的連接。
[0116]此外，在圖13 (a)、(b)所示的實(shí)施方式4及實(shí)施方式5中，分別將局部分隔件75、77分割為二，但不限于此，也可以以分割為三、分割為四的方式增加分割數(shù)。
[0117]另外，圖4 (b)、(c)中，將側(cè)方水路13v相對(duì)于環(huán)狀冷卻水路13f僅在軸線41c延伸的方向(軸向)上偏移配 置，但不限于此，也可以將側(cè)方水路13v相對(duì)于環(huán)狀冷卻水路13f在軸線41c延伸的方向和環(huán)狀冷卻水路13f的半徑方向這兩個(gè)方向上偏移配置。
[0118]【工業(yè)實(shí)用性】
[0119]本發(fā)明適用于渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻。[0120]【標(biāo)號(hào)說明】
[0121]10渦輪增壓器
[0122]13、81、83、85 軸承殼體
[0123]13f環(huán)狀冷卻水路
[0124]13h、81c、81f、83c、83f、85c、85f 水路入口
[0125]13j、81d、81g、83d、83g、85d、85g 水路出口
[0126]14a、71、73、77、81e、81h、83e、83h、85e、85h 局部分隔件
[0127]16渦輪殼體
[0128]17渦輪轉(zhuǎn)子
[0129]32壓氣機(jī)殼體
[0130]33壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子
[0131]41 軸
[0132]52、53徑向軸承
[0133]54推力環(huán)
[0134]55推力襯套
[0135]56推力軸承
[0136]71a、71b、73a、73b、77c、7`7d、77e、77f 斜面
[0137]HS局部分隔件的軸向高度
[0138]HT水路的軸向高度(殼體冷卻水路的軸向高度)
【權(quán)利要求】
1.一種渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，收納渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪殼體與收納壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的壓氣機(jī)殼體隔著軸承殼體而安裝，將所述渦輪轉(zhuǎn)子、所述壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子之間連結(jié)的軸經(jīng)由軸承而由所述軸承殼體支承為旋轉(zhuǎn)自如，利用在以將這些軸及軸承包圍的方式形成于軸承殼體的環(huán)狀冷卻水路流動(dòng)的冷卻水對(duì)軸承殼體及軸承進(jìn)行冷卻，其特征在于， 以與所述環(huán)狀冷卻水路連通的方式，在所述軸承殼體設(shè)有供給冷卻水的水路入口和排出所述冷卻水的水路出口，設(shè)有將位于這些水路入口、水路出口之間的水路局部地分隔的局部分隔件， 該局部分隔件位于所述水路入口、所述水路出口之間的所述水路的最短路徑上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于， 設(shè)有側(cè)方水路，該側(cè)方水路相對(duì)于所述環(huán)狀冷卻水路在軸向上偏移配置并設(shè)有所述水路入口及水路出口且形成所述最短路徑，所述局部分隔件設(shè)定為相對(duì)于由所述環(huán)狀冷卻水路及所述側(cè)方水路構(gòu)成的水路的沿所述軸的軸向的軸向高度為20?80%的軸向高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述局部分隔件在其軸向高度上將所述側(cè)方水路基本堵塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于， 為了促進(jìn)從所述水路入口向所述環(huán)狀冷卻水路、或從環(huán)狀冷卻水路向所述水路出口的冷卻水流動(dòng)，所述局部分隔件具備相對(duì)于所述軸的軸向傾斜的斜面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在設(shè)有多組所述水路入口及所述水路出口的情況下，對(duì)每一組的所述水路入口及所述水路出口設(shè)置所述局部分隔件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的渦輪增壓器用軸承殼體的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述局部分隔件分割成多個(gè)。
【文檔編號(hào)】F02B39/16GK103582748SQ201280026210
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】神坂直志, 巖切健一郎, 荻田浩司 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社