JPS5893932A - タ−ボ過給機の潤滑油漏れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関の排気エネルギで駆動される排気タ
ーが過給機において、軸受部潤滑油の漏れ防止装置の改
良に関する。

機関排気ガスのエネルギにより排気タービンを回わし、
これと同軸上の吸気コンプレッサを駆動することによシ
、吸気を過給して機関出方や燃費の改善をはかるように
したターが過給機が広く知られている。

このターボ過給機は自動車用の場合毎分致方回転あるい
はそれ以上に高回転するため、回転軸の摩擦損失を可及
的に小さくする必要があり、通常は７０−ティング軸受
を用い、かつ大量の潤滑油を供給して回転効率を高める
ようにしている。

ところが、このように潤滑油を大量に循環させると、軸
シール部から排気タービンあるいは吸気コンプレッサ側
が負圧化したときなどに漏洩する油の消＊量が、長時間
の無補給潤滑いいかえれば、メインテナンスフリー化に
とって大きな支障となっていた。

そこで、従来、第１図に示すような潤滑油漏れ防止装置
が提案された（実開昭４８−５１ｔＪＢ号）。

図中１は排気ガスによシ回わる排気タービン、２は回転
軸３を介して排気タービン１と同軸上に連結された吸気
コンプレッサ、４はタービンハウジンク５に形成した排
気通路（スクロール）、６はコンプレッサハウジング７
に形成した吸気通路（スクロール）である。

そして回転軸３はセンタハウジング８の内部で軸受９を
介して回転自由に支持され、軸受９の周囲には潤滑油が
供給される＠滑油室１ｏが形成される。

Ｔｈｌ’ｔｉｉ油案１０とタ油上１０ウジング５及びコ
ンプレッサハウジング７との間に扛、回転軸３の外周に
位置して軸シール部１２と１３が設けられるとともに、
潤滑油室１０の両側に位置しで環状の空気導入室１４．
１５が形成され、この空気導入室１４．１５と排気ター
ビン１及び吸気コンプレッサ２の背面との連通部に環状
の弁体１５，１７がその外周部を固定された状態で設け
られる。

空気導入室１４．１５には吸気コンプレッサ２の吐出空
気が、バイア’１８Ａ、１８Ｂ及びセンタハウジング８
の通Ｔｈ１９Ａ、１９Ｂを介してそれぞれ導入される。

上記環状弁体１６と１７は常態ではその弾性力によυ空
気導入室１４．１５と排気タービン１及び吸気コンプレ
ッサ２との連通を邂断するように、センタハウジング８
の両側からそれぞれ内側に向けて圧着しているが、例え
ば排気タービン１の背面の圧力が排気脈動により低圧化
して、弁体１６の前後差圧が一定値を越えたときに排気
タービン１側に弾性変形し、空気導入室１４がらの高圧
空気を、回転軸３の周囲から排気タービン１の背面に供
給し、これによシこの付近の圧力を相対的に高め、軸シ
ール部１２を境にして潤滑油室ｌＯよシも排気タービン
１の背面の圧力が極端に下がるのを防いで、潤滑油の排
気タービン１側への漏洩を減小させるようにしている。

しかしながら、この場合にはタービンハウジング５の内
部の排気通路（スクロール）４の排気脈動が、排気ター
ビン１の背面の隙間から、回転軸３の軸シール部１２に
直接的に作用するため、とくに排気脈動の高周波域（機
関高回転域）で、弁体１６がこの脈動に追従しきれなく
なって高圧空気の導入が不十分になると、排気タービン
ｌの背面圧力の脈動を緩和できず、脈動負圧によシ潤滑
油室ｌＯの潤滑油が回転軸３と軸シール部１２０環状微
小隙間から排気タービン１側へと漏洩しやすくなる傾向
があった。

高周波排気脈動に対応しての追従性を高めるために、環
状弁体１６の板厚を薄くすると、排気熱による影響で変
形を生じて高回転する排気タービン１と干渉する恐れが
あシ、実用的には解決しなければならない問題が多過ぎ
るという欠点があった。

そこで本発明は、回転軸の周囲において軸シール部と排
気タービン背面との間で形成される環状通路の途中に、
回転軸の外周との間で絞り部を設け、かつこの絞シ部と
軸シール部との間に十分な容積の圧力緩衝室を形成し、
この圧力緩衝室に吸気コンプレッサの吐出圧をチェック
弁を介して導入するようにして、排気タービン背面の隙
間からの排気脈動を低周波域から高周波域まで、絞ル部
と圧力緩衝室とで十分に減衰し、潤滑油の漏洩の減小を
はかったターボ過給機の潤滑油漏れ防止装置を提供する
ことを目的とするものである。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明するが、
第２図の実施例において実質的に第１図と同一部分には
、同一符号を用いることにする。

センタハウジング８とタービンハウジング５との間に挾
持された状態で、排気タービン１の背面に近接して環状
の遮熱板２０が設けられる。遮熱板２０の外周フランジ
部２１はセンタハウジング８とともにタービンハウジン
グ５にポルト２２で共線めされる一方、中心の開口部２
３は回転軸３′の外周に近接し、これらの間に微小環状
間隙からなる絞シ部２４を゛形成している。

そして、遮熱板２０の内壁とセンターハウジング８の外
側壁及び回転軸３の外周との間で、十分な容積空間をも
つ圧力緩衝室２５を区画形成する３圧力緩衝室２５には
チェック弁２６を介して、通路２７及びパイプ２８を経
由して導く吸気コンプレッサ２の吐出圧を作用させる。

したがって、軸シール部１２の外側には、排気タービン
１側の排気圧力が直接にかからずに、回転軸外周に環状
通路２９を経て圧力緩衝室２５の略一定の正圧（これに
ついては後述する。）が作用する。なお、軸シール部１
２の内側には、給油路３ｏからフローティング軸受９（
この実施例では２つの軸受９，９で回転軸３を支持して
いる）に通口３１を介して導かれる潤滑油の一部が流れ
る。

潤滑油室１０からは図示しないリデーバ（オイル・平ン
）へと潤滑及び冷却を行った油が排出口３２を経て流出
する。

次に作用を説明すると、排気タービン１の排気通路（ス
クロール）４には、機関排気圧力脈動が直接的に伝達さ
れ、さらに排気タービン１の背面と遮熱板２０との間隙
３３にも作用する。

そして、この圧力脈動は既熱板２０の開口部２３と回転
軸３の間の絞シ部２４を経て、圧力緩衝室２５にて拡張
されてから軸シール部１２の外側へも伝達される。

しかしこの圧力脈動は絞９部２４と圧力緩衝室２５のダ
ンピング作用で減衰され、とくに高周波域の脈動に対す
るほどそのダンピング効果は大きく、これにより軸シー
ル部】２の外側の圧力（圧力緩衝室２５の圧力）をほぼ
一定に保ちすなわち排気脈動による負圧化を防ぎ、軸シ
ール部１２と回転軸３との微小間隙を経ての潤滑油の漏
洩を確実に防止するのである。

ところで、このような高周波の圧力脈動に対しては十分
な働きを発揮することができても、機関低回転域での低
周波の脈動に対しては、圧力緩衝室２５の空間容積に限
りがあるため、十分に圧力脈動を抑えることができなく
なる。

しかし、このような場合には、圧力緩衝室２５の圧力が
低下して吸気コンプレッサ吐出圧との差圧が一定値を越
えると、チェック弁２６が一升してパイｆ２７、通路２
６を経て圧力緩衝室２５に吸気コングレツサ出口圧力を
導入し、軸シール部１２の外側圧力を高く保つのである
。

チェック弁２６は低周波の圧力脈動には応答よく追従で
きるため、この領域での圧力緩衝室２５の負圧化を確実
に阻止し、上記と同様潤滑油の漏洩を防止するのである
。

第３図に圧力緩衝室２５の圧力特性を示すが、機関低回
転域から高回転域まで、排気圧力脈動の上限と下限（曲
線＆　＋　）ｉｒ２で示す）に大きな差異があるにもか
かわらず、はぼ一定の正圧Ｐｘに保持できることを示し
ている。

なお、潤滑油室１０を機関ブローバイガス通路に接続す
ることにより、大気圧よシも若干低い負圧Ｐｏに設定す
ると、軸シール部１２の内側圧力を外側圧力よシも確実
に下げて、潤滑油漏れの防止機能を高められる。

次に、第４図の第２実施例を説明すると、チェック弁２
６として、皿バネのような環状弁体３５を、遮熱板２０
の内壁に外周部３５Ａを固定し、内周部３５ＢＫ−セン
タハウジング８の外壁に弾性圧着させたもので、これに
より受圧面積を拡大して微小差圧でも確実に開弁させら
れるようにした。

そして、環状弁体３５で仕切られた圧力緩衝室２５の外
周の空気溜３６が大きくとれるので、予めこの空気溜３
６に導かれているコンプレッサ吐出圧を開弁時に応答よ
く瞬時に導入でき、圧力緩衝室２５の圧力脈動幅を非常
に小さくできる。

なお、環状弁体３５は遮熱板２ｏの内側にあるため熱的
に保護され、したがって板厚は開弁応答性が高まるよう
に十分に薄肉化できる。

以上説明したように本発明は、回転軸の軸シール部と排
気タービン背面との通路中に絞シ部を設け、この絞９部
と軸シール部との間に十分な容積空間をもつ圧力緩衝室
を形成し、この圧力緩衝室にチェック弁を介して吸気コ
ンプレッサ吐出圧を導入するようにしたため、排気脈動
圧力の低周波域から高周波域まで軸シール部に排気ター
ビン側から作用する圧力を、常時はぼ一定の正圧に保持
でき、センタハウジング内の潤滑油室から排気ターヒン
側への潤滑油の漏洩を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図である。 第２図は本発明の第１実施例の断面図、第３図は圧力緩
衝室の圧力特性図、第４図は第２実施例の断面図である
。 ｌ・・・排気タービン、２・・・吸気コンプレッサ、３
・・・回転軸、４・・・排気通路（スクロール）、６・
・・吸気通ｕ（スクロール）、５・・・タービンハウジ
ング、７・・・コングレツサハウジング、８・・・セン
タハウジング、９・・・フローティング軸受、１０・・
・潤滑油室、１２・・・軸シール部、２０遮熱板、２３
・・・開口部、２４・・・絞９部、２５・・・圧力緩衝
室、２６・・・チェック弁、３５・・・環状弁体、３６
・・・空気溜。 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気タービンと吸気コンプレッサとを同軸の回転軸に取
   付け、センタノ・ウジングに軸受を介して回転軸を回転
   自由に支持するとともに、軸受の外側に位置して潤滑油
   の軸シール部を配設したターボ過給機において、上記軸
   シール部と排気タービン背面との間に位置する回転軸の
   外周項隙通路に、絞シ部とその内側に十分な容積空間を
   もつ圧力緩衝室とを形成し、圧力緩衝室に吸気コンプレ
   ッサ吐出圧をチェック弁を介して導入するようにしたこ
   とを特徴とするターボ過給機の潤滑油漏れ防止装置。