WO2014141886A1 - ターボチャージャの潤滑油供給機構 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technology of a lubricating oil supply mechanism of a turbocharger that supplies lubricating oil to a bearing portion that rotatably supports a shaft connecting a compressor wheel and a turbine wheel.
- Patent Document 1 describes a lubricating oil supply mechanism 901 of a turbocharger 905 as shown in FIG.
- the lubricating oil stored in the oil pan 902 is supplied by the oil pump 904 to the bearing housing 940 of the turbocharger 905 via the pressure feed oil passage 903.
- the lubricating oil supplied to the bearing housing 940 is guided to the bearing portion 941 that rotatably supports the shaft 910 connecting the compressor wheel 920 and the turbine wheel 930, and lubricates the bearing portion 941.
- the lubricating oil that has lubricated the bearing portion 941 is returned again to the oil pan 902 via the return oil passage 906.
- a throttle 951 is provided in the pressure feed oil passage 903. Further, a drain oil passage 907 is formed to connect the pressure oil passage 903 (more specifically, upstream of the throttle 951 in the pressure oil passage 903) and the return oil passage 906 so as to bypass the bearing housing 940.
- a pressure regulating valve 952 is provided in the drain oil passage 907.
- the necessary minimum amount of lubricating oil supplied to the bearing portion 941 by the throttle 951 is ensured, and excessive pressure is applied to the bearing portion 941 by the pressure adjustment valve 952. It is prevented from being supplied. That is, when the discharge pressure of the oil pump 904 (and hence the pressure in the pressure feed oil passage 903) becomes high, the pressure regulating valve 952 opens and the lubricating oil in the pressure feed oil passage 903 is released to the drain oil passage 907. Thus, the pressure in the pressure oil passage 903 is adjusted to be equal to or lower than a predetermined pressure. As a result, excessive supply of lubricating oil to the bearing housing 940 can be prevented.
- the oil pump 904 is not only a lubricating oil supplied to the bearing housing 940 but also a large amount of lubricating oil including a lubricating oil that is to be released via the pressure regulating valve 952. Is disadvantageous in that the work of the oil pump 904 is wasted.
- the present invention has been made in view of the above situation, and the problem to be solved is to reduce the work of the oil pump while preventing excessive lubricating oil from being supplied to the bearing portion. It is possible to provide a lubricating oil supply mechanism for a turbocharger capable of performing the above.
- the turbocharger lubricating oil supply mechanism of the present invention is a turbocharger lubricating oil supply mechanism that supplies lubricating oil to a bearing portion that rotatably supports a shaft connecting a compressor wheel and a turbine wheel.
- a supply oil passage that guides the lubricating oil pumped from the oil pump to the bearing portion, and a flow path for the lubricating oil that is provided in the supply oil passage based on the pressure of the lubricating oil that flows through the supply oil passage.
- a flow rate control valve that adjusts the flow rate of the lubricating oil by narrowing down.
- the flow control valve is provided in a bearing housing in which the bearing portion is formed.
- turbocharger lubricating oil supply mechanism of the present invention it is possible to prevent excessive lubricating oil from being supplied to the bearing portion without escaping the lubricating oil, so that the work of the oil pump can be reduced. . As a result, the oil pump can be reduced in size.
- the flow control valve can be handled integrally with the bearing housing. As a result, space saving and assembly work can be facilitated.
- FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2.
- A The enlarged view of the flow control valve in FIG.
- B BB sectional drawing.
- A The figure which showed the state which the pressure in the 1st oil chamber rose.
- B The figure which showed a mode that the flow path of lubricating oil was restrict
- the lubricating oil supply mechanism 1 is for supplying lubricating oil to a bearing portion 41 of a turbocharger 5 to be described later.
- the lubricating oil supply mechanism 1 mainly includes an oil pan 2, a pressure feed oil passage 3, an oil pump 4, a turbocharger 5 (more specifically, a portion of the turbocharger 5 that forms a route through which the lubricating oil flows) and a return oil passage. 6.
- the oil pan 2 is provided in an engine (not shown) and stores lubricating oil.
- One end of one pressure feed oil passage 3 is connected to the oil pan 2.
- the other end of the pressure oil supply passage 3 is connected to the turbocharger 5 (more specifically, a supply oil passage 42 of the bearing housing 40 described later).
- An oil pump 4 that is driven in accordance with the rotation of the engine is provided in the middle of the pressure oil passage 3.
- the compressor wheel 20 and the turbine wheel 30 are connected by the shaft 10.
- the shaft 10 is rotatably supported by a bearing portion 41 of the bearing housing 40.
- a supply oil passage 42 and a discharge oil passage 43 are formed in the bearing housing 40.
- One end (outer end portion) of the supply oil passage 42 is connected to the other end of the pressure feed oil passage 3 as described above, and the other end (inner end portion) of the supply oil passage 42 is connected to the bearing portion 41.
- a flow control valve 50 is provided in the middle of the supply oil passage 42.
- One end (inner end portion) of the discharge oil passage 43 is connected to the bearing portion 41, and the other end (outer end portion) of the discharge oil passage 43 is connected to one end of the return oil passage 6.
- the other end of the return oil path 6 is connected to the oil pan 2.
- the lubricating oil in the oil pan 2 is driven by the oil pump 4 through the pressure oil passage 3 through the turbocharger 5. Pumped to The lubricating oil is guided to the bearing portion 41 of the bearing housing 40 through the supply oil passage 42 while the flow rate is appropriately adjusted by the flow control valve 50. The lubricating oil that has lubricated the bearing portion 41 is returned to the oil pan 2 through the discharge oil passage 43 and the return oil passage 6.
- the lubricating oil pumped by the oil pump 4 is also supplied to each part of the engine via other oil passages (not shown), and appropriately lubricates each part of the engine. .
- the turbocharger 5 is for sending compressed air into the cylinder of the engine.
- the turbocharger 5 mainly includes a shaft 10, a compressor wheel 20, a turbine wheel 30, a bearing housing 40, a flow control valve 50, a slide bearing 60, a thrust collar 70, and a thrust bearing 90.
- the shaft 10 connects a compressor wheel 20 and a turbine wheel 30 described later.
- the shaft 10 is disposed with its longitudinal direction (axial direction) directed in the front-rear direction.
- the compressor wheel 20 has a plurality of blades, and compresses air by being driven to rotate.
- the compressor wheel 20 is fixed to the rear end portion of the shaft 10.
- the turbine wheel 30 has a plurality of blades, and generates driving force by rotating by receiving exhaust from the engine.
- the turbine wheel 30 is formed integrally with the front end portion of the shaft 10.
- the bearing housing 40 is a substantially box-shaped member that supports the shaft 10 so as to be indirectly rotatable.
- a bearing portion 41, a supply oil passage 42 and a discharge oil passage 43 are formed in the bearing housing 40.
- the bearing portion 41 is a portion that supports the shaft 10 so as to be indirectly rotatable.
- the bearing portion 41 has a circular cross section and is formed so as to penetrate the bearing housing 40 in the front-rear direction.
- the supply oil passage 42 is for guiding the lubricating oil pumped by the oil pump 4 to the bearing portion 41.
- the supply oil passage 42 is formed upward from the lower surface of the bearing housing 40.
- One end (lower end) of the supply oil passage 42 is connected to the other end of the pressure feed oil passage 3 (see FIG. 1).
- the other end (upper end) of the supply oil passage 42 is branched back and forth and connected to the front end portion and the rear end portion of the bearing portion 41, respectively.
- a flow rate control valve 50 described later is provided in the middle of the supply oil passage 42. Therefore, for convenience of explanation, a portion from one end (lower end) of the supply oil passage 42 to the flow control valve 50 is hereinafter referred to as the first supply oil passage 42a, and the other end of the supply oil passage 42 from the flow control valve 50 to the other end.
- the portions up to (upper end) are respectively referred to as second supply oil passages 42b.
- the discharge oil passage 43 is for discharging the lubricating oil from the bearing portion 41.
- the drain oil passage 43 is formed upward from the lower surface of the bearing housing 40.
- One end (upper end) of the drain oil passage 43 is appropriately branched and connected to the front end portion, the rear end portion, and the front and rear intermediate portions of the bearing portion 41, respectively.
- the other end (lower end) of the drain oil passage 43 is connected to one end of the return oil passage 6 (see FIG. 1).
- the flow control valve 50 adjusts the flow rate of the lubricating oil by restricting the flow passage of the lubricating oil based on the pressure of the lubricating oil flowing through the supply oil passage 42.
- the flow control valve 50 is provided in the middle of the supply oil passage 42.
- the flow control valve 50 is arranged with its longitudinal direction (axial direction) directed in the left-right direction. The detailed configuration of the flow control valve 50 will be described later.
- the sliding bearing 60 is a substantially cylindrical bearing that rotatably supports the shaft 10.
- the slide bearings 60 are disposed at the front end portion and the rear end portion (portions facing the second supply oil passage 42b) of the bearing portion 41 of the bearing housing 40, respectively.
- the shaft 10 is inserted through the slide bearing 60.
- the thrust collar 70 is formed in a substantially cylindrical shape and is arranged in the front-rear direction.
- the shaft 10 is inserted through the thrust collar 70.
- the thrust collar 70 is fixed so as not to rotate relative to the shaft 10.
- a thrust bearing 90 is fitted on the middle portion of the thrust collar 70 before and after.
- the thrust bearing 90 is disposed in contact with the bearing housing 40 at the rear of the bearing portion 41. In this way, the thrust bearing 90 receives an axial load applied to the shaft 10.
- the flow control valve 50 mainly includes a valve body 110, a spool 120, and a spring 130.
- the valve body 110 is a substantially cylindrical member.
- the valve body 110 is disposed inside the bearing housing 40 (in the middle of the supply oil passage 42) with the longitudinal direction thereof directed in the left-right direction.
- the valve body 110 is formed with a sliding portion 111, a first port 112, a second port 113, and a communication oil passage 114.
- the sliding portion 111 is a hole formed so as to penetrate the inside of the valve body 110 in the left-right direction.
- the sliding part 111 is formed to have a circular cross section. Both ends of the sliding part 111 are appropriately closed by a closing member.
- the first port 112 is a hole formed so as to communicate the sliding portion 111 and the outside of the valve body 110.
- the first port 112 is formed at a position facing the first supply oil passage 42 a of the bearing housing 40.
- the second port 113 is a hole formed so as to communicate the sliding portion 111 and the outside of the valve body 110.
- the second port 113 is formed at a position facing the second supply oil passage 42 b of the bearing housing 40.
- the diameter of the second port 113 is formed to be appropriately reduced (squeezed).
- the communicating oil passage 114 communicates the left and right midway portions of the sliding portion 111 and the vicinity of the left end portion through the outside of the valve body 110.
- the communication oil passage 114 includes a first series oil passage 114a, a second communication oil passage 114b, and a third communication oil passage 114c.
- the first series of oil passages 114 a is formed so as to communicate between the sliding portion 111 and the outside of the valve body 110 in the middle part of the valve body 110.
- the first series of oil passages 114 a is formed so as to be located to the right of the first port 112.
- the second communication oil passage 114 b is a groove formed on the outer peripheral surface of the valve body 110.
- the second communication oil passage 114b extends from the outer end of the first series oil passage 114a to the vicinity of the left end of the valve body 110.
- the third communication oil passage 114c is formed so as to communicate between the sliding portion 111 and the outside of the valve body 110 (near the left end portion of the second communication oil passage 114b) in the vicinity of the left end portion of the valve body 110. .
- the third communication oil passage 114 c is formed so as to be located to the left of the first port 112.
- the spool 120 is for appropriately restricting the flow path of the lubricating oil flowing through the flow control valve 50.
- the spool 120 is a substantially columnar member.
- the spool 120 is disposed inside the sliding portion 111 of the valve main body 110 with its longitudinal direction facing the left-right direction.
- the spool 120 is formed with a first enlarged diameter portion 121 and a second enlarged diameter portion 122.
- the first enlarged diameter portion 121 is a portion formed so that its diameter is larger than other portions.
- the first enlarged diameter portion 121 is formed in the vicinity of the right end portion of the spool 120.
- the diameter (outer diameter) of the first enlarged diameter portion 121 is formed to be substantially the same as the diameter (inner diameter) of the sliding portion 111 of the valve body 110.
- the second enlarged diameter portion 122 is a portion formed so that its diameter is larger than other portions.
- the second enlarged diameter portion 122 is formed in the middle of the right and left of the spool 120 so as to be separated from the first enlarged diameter portion 121 by a predetermined distance.
- the second enlarged diameter portion 122 is formed so as to be located to the left of the first series oil passage 114a of the valve body 110 and to the right of the third communication oil passage 114c.
- the diameter (outer diameter) of the second enlarged diameter portion 122 is formed to be substantially the same as the diameter (inner diameter) of the sliding portion 111 of the valve body 110.
- the second enlarged diameter portion 122 is formed at a position facing a part of the first port 112 of the valve body 110. That is, a part of the first port 112 is closed (squeezed) by the second enlarged diameter portion 122.
- the first diameter-expanded portion 121 and the second diameter-expanded portion 122 of the spool 120 configured as described above are slidably contacted with the sliding portion 111 of the valve main body 110 in the left-right direction. Inside the sliding part 111 of the main body 110, it arrange
- the spring 130 is disposed on the right side of the spool 120 and urges the spool 120 toward the left side with a predetermined force.
- a portion surrounded by the first enlarged diameter portion 121, the second enlarged diameter portion 122 of the spool 120 and the sliding portion 111 of the valve body 110 is filled with lubricating oil.
- One oil chamber R1 is formed.
- a second oil chamber R ⁇ b> 2 filled with lubricating oil is formed in a portion surrounded by the second enlarged diameter portion 122 of the spool 120 and the sliding portion 111 of the valve body 110.
- the first oil chamber R1 and the second oil chamber R2 are partitioned by the second enlarged diameter portion 122 of the spool 120 and are connected by the communication oil passage 114.
- the lubricating oil pumped by the oil pump 4 passes through the first supply oil passage 42a of the bearing housing 40 and the first port 112 of the valve body 110 into the first oil chamber R1. (See FIGS. 4 and 5).
- the lubricating oil in the first oil chamber R1 is supplied to the second supply oil passage 42b of the bearing housing 40 through the second port 113.
- the flow rate of the lubricating oil flowing through the second port 113 changes according to the difference (differential pressure) between the pressure in the first oil chamber R1 and the pressure in the second supply oil passage 42b.
- the lubricating oil supplied to the second supply oil passage 42b is guided to the second supply oil passage 42b and supplied to the bearing portion 41 of the bearing housing 40 (see FIGS. 2 and 3).
- the lubricating oil supplied to the bearing portion 41 lubricates the bearing portion 41 (particularly, the slide bearing 60), and then flows from the front end portion, the rear end portion, and the front and rear intermediate portions of the bearing portion 41 to the discharge oil passage 43. leak.
- the lubricating oil is returned to the oil pan 2 through the discharge oil passage 43 and the return oil passage 6 (see FIG. 1).
- the flow rate of the lubricating oil flowing through the second port 113 of the flow control valve 50 depends on the pressure in the first oil chamber R1 and the second supply. It changes according to the difference (differential pressure) with the pressure in the oil passage 42b. Accordingly, the differential pressure is controlled to be substantially constant by the flow control valve 50 according to the present embodiment. This will be specifically described below.
- the rotational speed of the engine increases, the rotational speed of the oil pump 4 also increases, and the amount of lubricating oil supplied to the first oil chamber R1 of the flow control valve 50 also increases.
- the difference (differential pressure) between the pressure in the first oil chamber R1 and the pressure in the second supply oil passage 42b increases. Therefore, in this state, as shown in FIG. 5A, the flow rate of the lubricating oil flowing through the second port 113 increases, and excess lubricating oil is supplied to the bearing portion 41.
- the first oil chamber R1 and the second oil chamber R2 are connected via the communication oil passage 114, so the pressure in the first oil chamber R1 is the first. It will also be added in the second oil chamber R2. When the pressure in the second oil chamber R2 rises similarly to the first oil chamber R1, the spool 120 is pressed rightward by the pressure in the second oil chamber R2.
- the first port 112 (lubricant flow path) is further narrowed by the second enlarged diameter portion 122 of the spool 120.
- the amount of lubricating oil supplied to the first oil chamber R1 decreases, and the pressure in the first oil chamber R1 decreases.
- the flow path of the lubricating oil is throttled by the flow control valve 50, and the pressure in the first oil chamber R1 is adjusted to decrease.
- the difference (differential pressure) between the pressure in the first oil chamber R1 and the pressure in the second supply oil passage 42b can be adjusted to be substantially constant.
- the difference (differential pressure) between the pressure in the first oil chamber R1 and the pressure in the second supply oil passage 42b can be arbitrarily set, and as a result, the bearing portion 41.
- the amount of lubricating oil supplied to can be arbitrarily set.
- the lubricating oil supply mechanism 1 of the turbocharger 5 is a turbo that supplies lubricating oil to the bearing portion 41 that rotatably supports the shaft 10 that connects the compressor wheel 20 and the turbine wheel 30.
- the lubricating oil supply mechanism 1 of the charger 5 includes a supply oil path 42 that guides the lubricating oil pressure-fed from the oil pump 4 to the bearing portion 41, and the supply oil path 42 circulates through the supply oil path 42.
- a flow rate control valve 50 that adjusts the flow rate of the lubricating oil by restricting the flow path of the lubricating oil based on the pressure of the lubricating oil.
- the flow control valve 50 is provided in the bearing housing 40 in which the bearing portion 41 is formed.
- the flow control valve 50 can be handled integrally with the bearing housing 40. As a result, space saving and assembly work can be facilitated.
- the kinematic viscosity increases as the lubricating oil temperature decreases, so the friction torque also increases. That is, when the lubricating oil temperature is Ta, the friction torque is higher than when the lubricating oil temperature is Tb or Tc.
- the friction torque in the sliding portion can be reduced by narrowing the flow path of the lubricating oil using the flow control valve 50.
- the friction torque is comparable to that when the temperature of the lubricating oil is high.
- the friction torque can be reduced even when the lubricating oil temperature, which normally increases the friction torque, is low.
- the work of the oil pump 4 can be reduced, and the fuel consumption of the engine can be improved.
- excessive lubricating oil can be prevented from being supplied to the bearing portion 41.
- a spring chamber 115 (see FIGS. 4 and 5) for arranging the spring 130 is formed in the valve body 110 of the flow control valve 50 according to the present embodiment.
- the spring chamber 115 is a through hole formed so as to penetrate the valve main body 110 in the vertical direction.
- the spring chamber 115 is formed in the vicinity of the right end portion of the valve body 110 at a position facing the discharge oil passage 43 formed in the bearing housing 40. As a result, the spring chamber 115 communicates with the discharge oil passage 43, and the lubricating oil flowing through the discharge oil passage 43 passes through the spring chamber 115.
- the spring 130 is disposed in the spring chamber 115 configured as described above.
- the spool 120 slides and lubricates so that the biasing force by the spring 130 from the right and the force by the pressure in the second oil chamber R2 from the left balance.
- the oil passage is throttled. Accordingly, it is necessary to release the space on the right side of the spool 120, that is, the pressure in the spring chamber 115 so as to be atmospheric pressure so that no force (pressure) other than the spring 130 is applied from the right.
- the spring chamber 115 is communicated with the discharge oil passage 43.
- the discharge oil passage 43 is an oil passage for discharging the lubricating oil, and is opened so as to be at atmospheric pressure. That is, in the flow control valve 50 according to the present embodiment, it is not necessary to provide a structure for opening the spring chamber 115 so that the pressure in the spring chamber 115 becomes atmospheric pressure, and the pressure in the spring chamber 115 becomes atmospheric pressure. Yes.
- the flow control valve 50 has a structure for opening the spring chamber 115 so that the pressure in the spring chamber 115 becomes atmospheric pressure (specifically, a structure in which the spring chamber 115 communicates with the outside).
- the entire turbocharger 5 can be reduced in size.
- the communication oil passage 114 communicates the first oil chamber R1 and the second oil chamber R2 via the outside of the valve body 110, but the present invention is not limited to this. Absent. In other words, the communication oil passage 114 does not necessarily have to pass through the outside of the valve body 110 as long as it communicates the first oil chamber R1 and the second oil chamber R2.
- the communication oil path 114 can be formed inside the valve body 110, or the communication oil path 114 can be formed in the spool 120.
- the diameter of the second port 113 of the flow control valve 50 is not restricted, and is formed to be substantially the same as the diameter of the opposing supply oil passage 42 (second supply oil passage 42b). Is done.
- the clearance (the clearance between the bearing portion 41 and the slide bearing 60, the clearance between the slide bearing 60 and the shaft 10, etc.) in the bearing portion 41 of the bearing housing 40 (see FIG. 2 and the like) functions as a throttle.
- the flow rate of the lubricating oil flowing through the second port 113 (that is, the flow rate of the lubricating oil supplied to the bearing portion 41) is the pressure in the first oil chamber R1 and the discharge oil passage. It changes according to the difference (differential pressure) with the pressure in 43. Accordingly, the differential pressure is controlled to be substantially constant by the flow control valve 50 according to the present embodiment. This will be specifically described below.
- the first oil chamber R1 and the second oil chamber R2 are connected via the communication oil passage 114, so the pressure in the first oil chamber R1 is the first. It will also be added in the second oil chamber R2. When the pressure in the second oil chamber R2 rises similarly to the first oil chamber R1, the spool 120 is pressed rightward by the pressure in the second oil chamber R2.
- the first port 112 (lubricant flow path) is further narrowed by the second enlarged diameter portion 122 of the spool 120.
- the amount of lubricating oil supplied to the first oil chamber R1 decreases, and the pressure in the first oil chamber R1 decreases.
- the flow path of the lubricating oil is throttled by the flow control valve 50, and the pressure in the first oil chamber R1 is adjusted to decrease.
- the difference (differential pressure) between the pressure in the first oil chamber R1 and the pressure in the discharge oil passage 43 can be adjusted to be substantially constant.
- the spring 130 is contrary to the above. Due to the urging force, the spool 120 slides to the left. As a result, the amount of lubricating oil supplied to the first oil chamber R1 increases, and as a result, the pressure in the first oil chamber R1 can be increased.
- the difference (differential pressure) between the pressure of the first oil chamber R1 and the pressure of the discharge oil passage 43 can be arbitrarily set, and eventually supplied to the bearing portion 41.
- the amount of lubricating oil to be applied can be arbitrarily set.
- an oil strainer 3 a may be provided at one end of the pressure feed oil passage 3, or an oil filter 7 may be provided at a midway portion (downstream side of the oil pump 4) of the pressure feed oil passage 3. Is possible.
- the present invention can be applied to a lubricating oil supply mechanism of a turbocharger that supplies lubricating oil to a bearing portion that rotatably supports a shaft connecting a compressor wheel and a turbine wheel.
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Abstract
過剰な潤滑油が軸受部へ供給されるのを防止しながらも、オイルポンプの仕事を低減することが可能なターボチャージャの潤滑油供給機構を提供する。 コンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフト10を回転可能に支持する軸受部41へと潤滑油を供給するターボチャージャ5の潤滑油供給機構であって、オイルポンプから圧送される潤滑油を軸受部41へと案内する供給油路42と、供給油路42に設けられ、当該供給油路42を流通する潤滑油の圧力に基づいて当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する流量制御弁50と、を具備した。
Description
本発明は、コンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフトを回転可能に支持する軸受部へと潤滑油を供給するターボチャージャの潤滑油供給機構の技術に関する。
従来、コンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフトを回転可能に支持する軸受部へと潤滑油を供給するターボチャージャの潤滑油供給機構の技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。
特許文献1には、図6に示すようなターボチャージャ905の潤滑油供給機構901が記載されている。この潤滑油供給機構901においては、オイルパン902に貯溜された潤滑油が、オイルポンプ904によって圧送油路903を介してターボチャージャ905のベアリングハウジング940へと供給される。
当該ベアリングハウジング940へと供給された潤滑油は、コンプレッサホイール920とタービンホイール930とを連結したシャフト910を回転可能に支持する軸受部941へと案内され、当該軸受部941を潤滑する。当該軸受部941を潤滑した潤滑油は、戻り油路906を介して再びオイルパン902へと戻される。
ここで、当該潤滑油供給機構901においては、圧送油路903に絞り951が設けられる。また、ベアリングハウジング940をバイパスするように、圧送油路903(より詳細には、圧送油路903における絞り951の上流側)と戻り油路906とを接続するドレン油路907が形成され、当該ドレン油路907に圧力調整弁952が設けられる。
このように構成された潤滑油供給機構901においては、絞り951によって軸受部941に供給される潤滑油の必要最低油量を確保すると共に、圧力調整弁952によって軸受部941に過剰な潤滑油が供給されるのを防止している。すなわち、オイルポンプ904の吐出圧力(ひいては、圧送油路903内の圧力)が高くなった場合には、圧力調整弁952が開いて圧送油路903内の潤滑油をドレン油路907に逃がすことで、圧送油路903内の圧力を所定圧力以下になるように調整している。これによって潤滑油がベアリングハウジング940へ過剰に供給されるのを防止することができる。
しかしながら、このような潤滑油供給機構901において、オイルポンプ904はベアリングハウジング940に供給される潤滑油だけでなく、圧力調整弁952を介して逃がされることになる潤滑油も含めた多量の潤滑油を圧送するため、当該オイルポンプ904の仕事に無駄がある点で不利であった。
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、過剰な潤滑油が軸受部へ供給されるのを防止しながらも、オイルポンプの仕事を低減することが可能なターボチャージャの潤滑油供給機構を提供することである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、本発明のターボチャージャの潤滑油供給機構は、コンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフトを回転可能に支持する軸受部へと潤滑油を供給するターボチャージャの潤滑油供給機構であって、オイルポンプから圧送される潤滑油を前記軸受部へと案内する供給油路と、前記供給油路に設けられ、当該供給油路を流通する潤滑油の圧力に基づいて当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する流量制御弁と、を具備したものである。
本発明のターボチャージャの潤滑油供給機構は、前記流量制御弁は、前記軸受部が形成されるベアリングハウジングに設けられるものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
本発明のターボチャージャの潤滑油供給機構においては、潤滑油を逃がすことなく、過剰な潤滑油が軸受部へ供給されるのを防止することができるため、オイルポンプの仕事を低減することができる。これによって、当該オイルポンプの小型化を図ることができる。
本発明のターボチャージャの潤滑油供給機構においては、流量制御弁をベアリングハウジングと一体的に取り扱うことができる。これによって、省スペース化や組み付け作業の容易化を図ることができる。
以下では、図中に示した矢印に従って、上下方向、前後方向及び左右方向を定義する。
まず、図1を用いて、本発明の一実施形態に係る潤滑油供給機構1全体の構成の概略を説明する。
潤滑油供給機構1は、後述するターボチャージャ5の軸受部41へと潤滑油を供給するためのものである。潤滑油供給機構1は、主としてオイルパン2、圧送油路3、オイルポンプ4、ターボチャージャ5(より詳細には、当該ターボチャージャ5のうち潤滑油が流通する経路を成す部分)及び戻り油路6により構成される。
オイルパン2は、図示せぬエンジンに設けられて潤滑油を貯溜するものである。オイルパン2には1本の圧送油路3の一端が接続される。当該圧送油路3の他端は、ターボチャージャ5(より詳細には、後述するベアリングハウジング40の供給油路42)に接続される。圧送油路3の中途部には、前記エンジンの回転に応じて駆動されるオイルポンプ4が設けられる。
ターボチャージャ5においては、コンプレッサホイール20とタービンホイール30とがシャフト10によって連結される。当該シャフト10はベアリングハウジング40の軸受部41において回転可能に支持される。
ベアリングハウジング40には供給油路42及び排出油路43が形成される。供給油路42の一端(外側の端部)は前述の通り圧送油路3の他端に接続され、供給油路42の他端(内側の端部)は軸受部41に接続される。供給油路42の中途部には流量制御弁50が設けられる。排出油路43の一端(内側の端部)は軸受部41に接続され、排出油路43の他端(外側の端部)は戻り油路6の一端に接続される。当該戻り油路6の他端はオイルパン2に接続される。
このように構成された潤滑油供給機構1において、前記エンジンの回転に応じてオイルポンプ4が駆動すると、当該オイルポンプ4によってオイルパン2内の潤滑油が圧送油路3を介してターボチャージャ5へと圧送される。当該潤滑油は、流量制御弁50によって適宜流量を調整されながら供給油路42を介してベアリングハウジング40の軸受部41へと案内される。当該軸受部41を潤滑した潤滑油は、排出油路43及び戻り油路6を介してオイルパン2へと戻される。
なお、本実施形態においては特に言及しないが、オイルポンプ4によって圧送された潤滑油は、図示せぬ他の油路を介して前記エンジンの各部へも供給され、当該エンジンの各部を適宜潤滑する。
次に、図2及び図3を用いて、ターボチャージャ5の構成について説明する。
ターボチャージャ5は、前記エンジンのシリンダに圧縮空気を送り込むためのものである。ターボチャージャ5は、主としてシャフト10、コンプレッサホイール20、タービンホイール30、ベアリングハウジング40、流量制御弁50、すべり軸受60、スラストカラー70及びスラスト軸受90を具備する。
シャフト10は、後述するコンプレッサホイール20とタービンホイール30とを連結するものである。シャフト10は、その長手方向(軸線方向)を前後方向へ向けて配置される。
コンプレッサホイール20は、複数の羽根を有し、回転駆動されることによって空気を圧縮するものである。コンプレッサホイール20は、シャフト10の後端部に固定される。
タービンホイール30は、複数の羽根を有し、前記エンジンからの排気を受けて回転することで駆動力を発生させるものである。タービンホイール30は、シャフト10の前端部に一体的に形成される。
ベアリングハウジング40は、シャフト10を間接的に回転可能に支持する略箱状の部材である。ベアリングハウジング40には、軸受部41、供給油路42及び排出油路43が形成される。
軸受部41は、シャフト10を間接的に回転可能に支持する部分である。軸受部41は円形断面を有し、ベアリングハウジング40を前後方向に貫通するように形成される。
供給油路42は、オイルポンプ4によって圧送される潤滑油を軸受部41へと案内するためのものである。供給油路42は、ベアリングハウジング40の下面から上方に向かって形成される。供給油路42の一端(下端)は圧送油路3の他端に接続される(図1参照)。供給油路42の他端(上端)は、前後に分岐されて軸受部41の前端部及び後端部にそれぞれ接続される。
なお、供給油路42の中途部には、後述する流量制御弁50が設けられる。よって、説明の便宜上、以下では供給油路42のうち一端(下端)から当該流量制御弁50までの部分を第一供給油路42aと、供給油路42のうち当該流量制御弁50から他端(上端)までの部分を第二供給油路42bと、それぞれ記す。
排出油路43は、潤滑油を軸受部41から排出するためのものである。排出油路43は、ベアリングハウジング40の下面から上方に向かって形成される。排出油路43の一端(上端)は適宜に分岐されて軸受部41の前端部、後端部及び前後中途部にそれぞれ接続される。排出油路43の他端(下端)は戻り油路6の一端に接続される(図1参照)。
流量制御弁50は、供給油路42を流通する潤滑油の圧力に基づいて当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整するものである。流量制御弁50は、供給油路42の中途部に設けられる。流量制御弁50は、その長手方向(軸線方向)を左右方向へ向けて配置される。
なお、流量制御弁50の詳細な構成については後述する。
なお、流量制御弁50の詳細な構成については後述する。
すべり軸受60は、シャフト10を回転可能に支持する略円筒状の軸受である。すべり軸受60は、ベアリングハウジング40の軸受部41の前端部及び後端部(第二供給油路42bと対向する部分)にそれぞれ配置される。当該すべり軸受60にはシャフト10が挿通される。
スラストカラー70は略円筒状に形成され、前後方向に向けて配置される。スラストカラー70にはシャフト10が挿通される。スラストカラー70は、シャフト10に対して相対回転不能となるように固定される。スラストカラー70の前後中途部にはスラスト軸受90が外嵌される。スラスト軸受90は、軸受部41の後方においてベアリングハウジング40と接するように配置される。このようにして、スラスト軸受90はシャフト10に加わる軸線方向の荷重を受けることになる。
次に、図3及び図4を用いて、流量制御弁50の構成について説明する。
流量制御弁50は、主として弁本体110、スプール120及びスプリング130を具備する。
弁本体110は略円筒状の部材である。弁本体110は、その長手方向を左右方向に向けて、ベアリングハウジング40の内部(供給油路42の中途部)に配置される。弁本体110には、摺動部111、第一ポート112、第二ポート113及び連通油路114が形成される。
摺動部111は、弁本体110の内部を左右方向に貫通するように形成される孔である。摺動部111は円形断面を有するように形成される。摺動部111の両端部は、適宜閉塞部材によって閉塞される。
第一ポート112は、摺動部111と弁本体110の外部とを連通するように形成される孔である。第一ポート112は、ベアリングハウジング40の第一供給油路42aと対向する位置に形成される。
第二ポート113は、摺動部111と弁本体110の外部とを連通するように形成される孔である。第二ポート113は、ベアリングハウジング40の第二供給油路42bと対向する位置に形成される。第二ポート113の径は適宜に小さくなるように(絞られるように)形成される。
連通油路114は、摺動部111の左右中途部と左端部近傍とを、弁本体110の外部を介して連通するものである。連通油路114は、第一連通油路114a、第二連通油路114b及び第三連通油路114cにより構成される。
第一連通油路114aは、弁本体110の左右中途部において摺動部111と弁本体110の外部とを連通するように形成されるものである。第一連通油路114aは、第一ポート112よりも右方に位置するように形成される。
第二連通油路114bは、弁本体110の外周面に形成される溝である。第二連通油路114bは、第一連通油路114aの外側端部から、弁本体110の左端部近傍まで延設される。
第三連通油路114cは、弁本体110の左端部近傍において摺動部111と弁本体110の外部(第二連通油路114bの左端部近傍)とを連通するように形成されるものである。第三連通油路114cは、第一ポート112よりも左方に位置するように形成される。
スプール120は、流量制御弁50を流通する潤滑油の流路を適宜に絞るためのものである。スプール120は略円柱状の部材である。スプール120は、その長手方向を左右方向に向けて、弁本体110の摺動部111の内部に配置される。スプール120には、第一拡径部121及び第二拡径部122が形成される。
第一拡径部121は、その径が他の部分よりも大きくなるように形成される部分である。第一拡径部121は、スプール120の右端部近傍に形成される。第一拡径部121の径(外径)は、弁本体110の摺動部111の径(内径)と略同一となるように形成される。
第二拡径部122は、その径が他の部分よりも大きくなるように形成される部分である。第二拡径部122は、スプール120の左右中途部に、第一拡径部121と所定距離だけ離間して形成される。第二拡径部122は、弁本体110の第一連通油路114aよりも左方かつ第三連通油路114cよりも右方に位置するように形成される。第二拡径部122の径(外径)は、弁本体110の摺動部111の径(内径)と略同一となるように形成される。
また、第二拡径部122は、弁本体110の第一ポート112の一部と対向する位置に形成される。すなわち、第一ポート112は、第二拡径部122によってその一部が閉塞された(絞られた)状態になる。
このように構成されたスプール120の第一拡径部121及び第二拡径部122が弁本体110の摺動部111に対して左右方向に摺動可能に接することにより、当該スプール120が弁本体110の摺動部111の内部において左右方向に摺動可能となるように配置される。また、スプール120が左右方向に摺動することによって、弁本体110の第一ポート112の第二拡径部122による閉塞具合(絞り具合)が変化する。
スプリング130は、スプール120の右方に配置され、当該スプール120を所定の力で左方に向かって付勢するものである。
このように構成された流量制御弁50において、スプール120の第一拡径部121、第二拡径部122及び弁本体110の摺動部111によって囲まれた部分に、潤滑油が満たされる第一油室R1が形成される。また、スプール120の第二拡径部122及び弁本体110の摺動部111によって囲まれた部分に、潤滑油が満たされる第二油室R2が形成される。
第一油室R1と第二油室R2とは、スプール120の第二拡径部122によって区画されると共に、連通油路114によって接続されることになる。
次に、図1から図5までを用いて、潤滑油の供給態様(潤滑油が軸受部41に供給された後、排出される様子)について具体的に説明する。
前述の如く、オイルポンプ4(図1参照)によって圧送された潤滑油は、ベアリングハウジング40の第一供給油路42a及び弁本体110の第一ポート112を介して第一油室R1内へと供給される(図4及び図5参照)。当該第一油室R1内の潤滑油は、第二ポート113を介してベアリングハウジング40の第二供給油路42bへと供給される。この際、第二ポート113を流通する潤滑油の流量は、第一油室R1内の圧力と第二供給油路42b内の圧力との差(差圧)に応じて変化する。
第二供給油路42bへと供給された潤滑油は、当該第二供給油路42bに案内されてベアリングハウジング40の軸受部41へと供給される(図2及び図3参照)。軸受部41へと供給された潤滑油は、当該軸受部41(特に、すべり軸受60)を潤滑した後、当該軸受部41の前端部、後端部及び前後中途部から排出油路43へと流出する。当該潤滑油は、排出油路43及び戻り油路6を介してオイルパン2へと戻される(図1参照)。
次に、図5を用いて、流量制御弁50によって軸受部41へと供給される潤滑油の流量が調整される様子について説明する。
上述の如く、流量制御弁50の第二ポート113を流通する潤滑油の流量(すなわち、軸受部41へと供給される潤滑油の流量)は、第一油室R1内の圧力と第二供給油路42b内の圧力との差(差圧)に応じて変化する。従って、本実施形態に係る流量制御弁50によって当該差圧が略一定となるように制御される。以下、具体的に説明する。
例えば、前記エンジンの回転数が上昇すると、オイルポンプ4の回転数も上昇し、流量制御弁50の第一油室R1へと供給される潤滑油の量も増加する。この場合、第一油室R1内の圧力が上昇するため、当該第一油室R1の圧力と第二供給油路42bの圧力との差(差圧)が大きくなる。従って、このままの状態では、図5(a)に示すように、第二ポート113を流通する潤滑油の流量が増加し、軸受部41に過剰な潤滑油が供給されることになる。
しかし、本実施形態に係る流量制御弁50においては、第一油室R1と第二油室R2とが連通油路114を介して接続されているため、第一油室R1内の圧力が第二油室R2内にも加わることになる。当該第二油室R2内の圧力が第一油室R1と同様に上昇すると、当該第二油室R2内の圧力によって、スプール120が右方へと押圧される。
第二油室R2内の圧力によってスプール120が右方へと押圧されると、図5(b)に示すように、当該圧力による力とスプリング130による付勢力とがつりあう位置までスプール120が右方へと摺動する。
スプール120が右方へと摺動すると、当該スプール120の第二拡径部122によって第一ポート112(潤滑油の流路)がより絞られることになる。これによって、第一油室R1へと供給される潤滑油の量が減少し、当該第一油室R1内の圧力が低下する。
このように、第一油室R1内の圧力が上昇すると、流量制御弁50によって潤滑油の流路が絞られ、当該第一油室R1内の圧力が減少するように調整される。これによって、第一油室R1の圧力と第二供給油路42bの圧力との差(差圧)が略一定となるように調整することができる。
一方、第一油室R1内の圧力が減少し、第一油室R1の圧力と第二供給油路42bの圧力との差(差圧)が小さくなった場合には、上記とは逆にスプリング130の付勢力によってスプール120が左方へと摺動する。これによって、第一油室R1へと供給される潤滑油の量が増加し、ひいては第一油室R1内の圧力を増加させることができる。
なお、スプリング130の付勢力を適宜選定することで、第一油室R1の圧力と第二供給油路42bの圧力との差(差圧)を任意に設定することができ、ひいては軸受部41に供給される潤滑油の量を任意に設定することができる。
以上の如く、本実施形態に係るターボチャージャ5の潤滑油供給機構1は、コンプレッサホイール20とタービンホイール30とを連結したシャフト10を回転可能に支持する軸受部41へと潤滑油を供給するターボチャージャ5の潤滑油供給機構1であって、オイルポンプ4から圧送される潤滑油を軸受部41へと案内する供給油路42と、供給油路42に設けられ、当該供給油路42を流通する潤滑油の圧力に基づいて当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する流量制御弁50と、を具備するものである。
このように構成することにより、潤滑油を逃がすことなく、過剰な潤滑油が軸受部41へ供給されるのを防止することができるため、オイルポンプ4の仕事を低減することができる。これによって、当該オイルポンプ4の小型化を図ることができる。
また、流量制御弁50自身によって潤滑油の流量を調整することができるため、別途制御装置等を設ける必要がなく、コストの削減を図ることができる。
また、流量制御弁50自身によって潤滑油の流量を調整することができるため、別途制御装置等を設ける必要がなく、コストの削減を図ることができる。
また、流量制御弁50は、軸受部41が形成されるベアリングハウジング40に設けられるものである。
このように構成することにより、流量制御弁50をベアリングハウジング40と一体的に取り扱うことができる。これによって、省スペース化や組み付け作業の容易化を図ることができる。
また、上述の如く、流量制御弁50によって供給油路42を流通する潤滑油の流路が絞られるため、シャフト10とすべり軸受60との摺動部分、すべり軸受60と軸受部41との摺動部分、スラストカラー70とスラスト軸受90との摺動部分の摺動摩擦熱により、潤滑油の温度が上昇する。潤滑油の温度が上昇すると、当該潤滑油の動粘度が低下するため、シャフト10とすべり軸受60との摺動部分、すべり軸受60と軸受部41との摺動部分、スラストカラー70とスラスト軸受90との摺動部分等におけるフリクショントルク(摩擦トルク)を減少させることができる。このフリクショントルクの減少の様子の具体例を、図7に示す。
図7には、オイルパン2に貯溜された潤滑油の温度がTa、Tb及びTcである場合(但し、Ta<Tb<Tc)の、流量制御弁50を流通する潤滑油量と、その下流側にある摺動部分におけるフリクショントルクと、の関係をそれぞれ示している。
通常は、潤滑油の温度が低いほど動粘度は増加するため、フリクショントルクも増加する。すなわち、潤滑油温度がTaの場合には、潤滑油温度がTbやTcの場合に比べてフリクショントルクが高くなる。
しかし、流量制御弁50によって潤滑油の流路が絞られる(図7において、潤滑油量が低下する)と、シャフト10とすべり軸受60との摺動部分、すべり軸受60と軸受部41との摺動部分、スラストカラー70とスラスト軸受90との摺動部分の摺動摩擦熱により、潤滑油の温度が上昇するため、摺動部におけるフリクショントルクが低下する。そして、潤滑油量がある程度まで減少すると、潤滑油温度がTa、Tb及びTcの場合で、フリクショントルクの差がほとんど無くなる(ほぼ同じ値になる)。
このように、流量制御弁50を用いて潤滑油の流路を絞ることで、摺動部におけるフリクショントルクを減少させることができる。特に、図7に示すように、潤滑油の温度が低い場合(エンジン始動直後の暖機運転時等)であっても、潤滑油の温度が高い場合と同程度のフリクショントルクになる。これによって、通常であればフリクショントルクが高くなる潤滑油温度が低い場合であっても、当該フリクショントルクを低減することができる。また、オイルポンプ4の仕事を低減することができると共に、エンジンの燃費の向上も図ることができる。また、これと同時に、過剰な潤滑油が軸受部41へ供給されるのを防止することもできる。
また、本実施形態に係る流量制御弁50の弁本体110には、スプリング130を配置するためのスプリング室115(図4及び図5参照)が形成される。スプリング室115は、弁本体110を上下方向に貫通するように形成された貫通孔である。スプリング室115は、弁本体110の右端部近傍において、ベアリングハウジング40に形成された排出油路43と対向する位置に形成される。これによって、スプリング室115は排出油路43と連通され、排出油路43を流通する潤滑油はスプリング室115を通過することになる。このように構成されたスプリング室115に、スプリング130が配置されることになる。
ここで、上述の如く、流量制御弁50においては、右からのスプリング130による付勢力と、左からの第二油室R2内の圧力による力とがつりあうようにスプール120が摺動し、潤滑油の流路を絞っている。したがって、右からスプリング130以外の力(圧力)が加わらないように、当該スプール120の右側の空間、すなわちスプリング室115内の圧力が大気圧になるように開放する必要がある。
本実施形態においては、スプリング室115を排出油路43と連通させている。排出油路43は潤滑油を排出するための油路であり、大気圧になるように開放されている。すなわち、本実施形態に係る流量制御弁50では、スプリング室115内の圧力が大気圧になるように開放するための構造を設けるまでもなく、当該スプリング室115内の圧力が大気圧になっている。
このように、本実施形態に係る流量制御弁50は、スプリング室115内の圧力が大気圧になるように開放するための構造(具体的には、当該スプリング室115と外部とを連通する構造や、流量制御弁50からの潤滑油の漏れを防止(シール)するための構造等)を別途設ける必要がないため、ターボチャージャ5全体の小型化を図ることが可能になる。
なお、本実施形態においては、連通油路114は、弁本体110の外部を介して第一油室R1と第二油室R2とを連通するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、連通油路114は、第一油室R1と第二油室R2とを連通するものであれば、必ずしも弁本体110の外部を介する必要はない。例えば、弁本体110の内部に連通油路114を形成したり、スプール120に連通油路114を形成したりすることも可能である。
以下では、図8から図11までを用いて、本発明の他の実施形態(変形例)について説明する。
本変形例においては、流量制御弁50の第二ポート113の径は絞られることはなく、対向する供給油路42(第二供給油路42b)の径と略同一の径になるように形成される。この場合、ベアリングハウジング40(図2等参照)の軸受部41におけるクリアランス(軸受部41とすべり軸受60とのクリアランスや、すべり軸受60とシャフト10とのクリアランス等)が絞りとして機能する。
本変形例の如く構成した場合、第二ポート113を流通する潤滑油の流量(すなわち、軸受部41へと供給される潤滑油の流量)は、第一油室R1内の圧力と排出油路43内の圧力との差(差圧)に応じて変化する。従って、本実施形態に係る流量制御弁50によって当該差圧が略一定となるように制御される。以下、具体的に説明する。
例えば、前記エンジンの回転数が上昇すると、オイルポンプ4の回転数も上昇し、流量制御弁50の第一油室R1へと供給される潤滑油の量も増加する。この場合、第一油室R1内の圧力が上昇するため、当該第一油室R1の圧力と排出油路43の圧力との差(差圧)が大きくなる。従って、このままの状態では、図11(a)に示すように、第二ポート113を流通する潤滑油の流量が増加し、軸受部41に過剰な潤滑油が供給されることになる。
しかし、本変形例に係る流量制御弁50においては、第一油室R1と第二油室R2とが連通油路114を介して接続されているため、第一油室R1内の圧力が第二油室R2内にも加わることになる。当該第二油室R2内の圧力が第一油室R1と同様に上昇すると、当該第二油室R2内の圧力によって、スプール120が右方へと押圧される。
第二油室R2内の圧力によってスプール120が右方へと押圧されると、図11(b)に示すように、当該圧力による力とスプリング130による付勢力とがつりあう位置までスプール120が右方へと摺動する。
スプール120が右方へと摺動すると、当該スプール120の第二拡径部122によって第一ポート112(潤滑油の流路)がより絞られることになる。これによって、第一油室R1へと供給される潤滑油の量が減少し、当該第一油室R1内の圧力が低下する。
このように、第一油室R1内の圧力が上昇すると、流量制御弁50によって潤滑油の流路が絞られ、当該第一油室R1内の圧力が減少するように調整される。これによって、第一油室R1の圧力と排出油路43の圧力との差(差圧)が略一定となるように調整することができる。
一方、第一油室R1内の圧力が減少し、第一油室R1の圧力と排出油路43の圧力との差(差圧)が小さくなった場合には、上記とは逆にスプリング130の付勢力によってスプール120が左方へと摺動する。これによって、第一油室R1へと供給される潤滑油の量が増加し、ひいては第一油室R1内の圧力を増加させることができる。
なお、スプリング130の付勢力を適宜選定することで、第一油室R1の圧力と排出油路43の圧力との差(差圧)を任意に設定することができ、ひいては軸受部41に供給される潤滑油の量を任意に設定することができる。
また、図1に示したように、圧送油路3の一端にオイルストレーナ3aを設けたり、圧送油路3の中途部(オイルポンプ4よりも下流側)にオイルフィルタ7を設けたりすることも可能である。
本発明は、コンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフトを回転可能に支持する軸受部へと潤滑油を供給するターボチャージャの潤滑油供給機構に適用することができる。
1 潤滑油供給機構
4 オイルポンプ
5 ターボチャージャ
10 シャフト
20 コンプレッサホイール
30 タービンホイール
40 ベアリングハウジング
41 軸受部
42 供給油路
50 流量制御弁
4 オイルポンプ
5 ターボチャージャ
10 シャフト
20 コンプレッサホイール
30 タービンホイール
40 ベアリングハウジング
41 軸受部
42 供給油路
50 流量制御弁
Claims (2)
- コンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフトを回転可能に支持する軸受部へと潤滑油を供給するターボチャージャの潤滑油供給機構であって、
オイルポンプから圧送される潤滑油を前記軸受部へと案内する供給油路と、
前記供給油路に設けられ、当該供給油路を流通する潤滑油の圧力に基づいて当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する流量制御弁と、
を具備することを特徴とする、
ターボチャージャの潤滑油供給機構。 - 前記流量制御弁は、前記軸受部が形成されるベアリングハウジングに設けられることを特徴とする、
請求項1に記載のターボチャージャの潤滑油供給機構。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016146152A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | Volvo Truck Corporation | An engine arrangement |
| CN115095406A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-23 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 一种发动机润滑系统、发动机及控制方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016089633A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 大豊工業株式会社 | 流量制御弁 |
| US10480349B2 (en) | 2015-04-10 | 2019-11-19 | Borgwarner Inc. | System and method for distributing and controlling oil flow |
| US10113455B2 (en) | 2016-12-07 | 2018-10-30 | Caterpillar Inc. | Regulator assembly |
| DE102017114609A1 (de) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Man Diesel & Turbo Se | Abgasturbolader mit gekammertem Ölverteilerraum |
| JP6769559B2 (ja) * | 2017-08-25 | 2020-10-14 | 株式会社Ihi | 過給機 |
| CN107725179A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 嘉兴博瑞涡轮增压技术有限公司 | 一种能大幅度提升节能环保性能的涡轮增压器 |
| WO2019082365A1 (ja) * | 2017-10-26 | 2019-05-02 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | ターボチャージャ |
| CN108547678A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-18 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种润滑系统、润滑控制方法及汽车 |
| DE102018127966A1 (de) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasturbolader und Kraftfahrzeug mit einem solchen |
| KR20200140504A (ko) * | 2019-06-07 | 2020-12-16 | 가부시키가이샤 미쯔이 이앤에스 머시너리 | 내연기관의 과급기 잉여동력 회수장치 및 선박 |
| DE102020108565B4 (de) | 2020-03-27 | 2024-06-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Einstellen einer Schmiermittelversorgung zumindest eines Wellenlagers eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, Verbrennungskraftmaschine und Kraftfahrzeug |
| CN117052500A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-11-14 | 大连鼎力交通轨道设备有限公司 | 一种可以实现正反转双向流量内燃机车用启动机油泵 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0430230U (ja) * | 1990-06-29 | 1992-03-11 | ||
| JPH0893490A (ja) | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | ターボチャージャの潤滑装置 |
| WO2012021362A2 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Borgwarner Inc. | Exhaust-gas turbocharger |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE942234C (de) | 1953-09-24 | 1956-04-26 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Einrichtung zum Vorschmieren der Lagerstellen von anzudrehenden Brennkraftmaschinen |
| US3057436A (en) * | 1960-09-01 | 1962-10-09 | Caterpillar Tractor Co | System for lubrication of engine turbochargers |
| US4058981A (en) | 1976-06-04 | 1977-11-22 | Caterpillar Tractor Co. | Lubricating system and method for turbocharged engines |
| JP2801642B2 (ja) * | 1989-05-26 | 1998-09-21 | 本田技研工業株式会社 | エンジン潤滑油の制御装置 |
| JPH0430230A (ja) | 1990-05-25 | 1992-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | 電力系統の設備データベース管理方式 |
| JPH06248926A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-09-06 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 潤滑油供給方法及びその装置 |
| US6161515A (en) * | 1998-07-29 | 2000-12-19 | Borgwarner Inc. | Method for controlling output pressure of an engine oil pump |
| CN101158307B (zh) * | 2007-11-07 | 2010-06-02 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 涡轮增压器热保护装置 |
| JP2010169066A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
| CN102943707A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-02-27 | 安徽中鼎动力有限公司 | 一种电控涡轮增压机 |
-
2013
- 2013-12-06 JP JP2013252795A patent/JP6147655B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-02-27 US US14/774,316 patent/US9896995B2/en not_active Expired - Fee Related
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0430230U (ja) * | 1990-06-29 | 1992-03-11 | ||
| JPH0893490A (ja) | 1994-09-21 | 1996-04-09 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | ターボチャージャの潤滑装置 |
| WO2012021362A2 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Borgwarner Inc. | Exhaust-gas turbocharger |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP2975238A4 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016146152A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | Volvo Truck Corporation | An engine arrangement |
| CN107407199A (zh) * | 2015-03-13 | 2017-11-28 | 沃尔沃卡车集团 | 发动机设备 |
| US10526918B2 (en) | 2015-03-13 | 2020-01-07 | Volvo Truck Corporation | Engine arrangement |
| CN107407199B (zh) * | 2015-03-13 | 2020-06-05 | 沃尔沃卡车集团 | 发动机设备 |
| CN115095406A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-23 | 宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 | 一种发动机润滑系统、发动机及控制方法 |
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