JP5598433B2

JP5598433B2 - Turbocharger

Info

Publication number: JP5598433B2
Application number: JP2011146507A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　修; 辰男三浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP2013015033A

Description

本発明は、吸気の過給を行うターボチャージャに関し、特にタービン羽根車（タービンホイール）の回転をコンプレッサ羽根車（コンプレッサホイール）に伝達するシャフトを回転自在に支持するセンターハウジング（軸受ハウジング）に関する。 The present invention relates to a turbocharger that supercharges intake air, and more particularly to a center housing (bearing housing) that rotatably supports a shaft that transmits rotation of a turbine impeller (turbine wheel) to a compressor impeller (compressor wheel).

ターボチャージャの一例を、図６を参照して説明する。なお、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一機能物に同一符号を付すものである。
ターボチャージャは、
タービン羽根車１を収容するタービンハウジング２と、
コンプレッサ羽根車３を収容するコンプレッサハウジング４と、
２つの羽根車１、３を結合するシャフト５を回転自在に支持するセンターハウジング６と、
を備えて構成される。 An example of the turbocharger will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same function thing as [the form for inventing] mentioned later and [Example].
Turbocharger
A turbine housing 2 that houses a turbine impeller 1;
A compressor housing 4 for accommodating the compressor impeller 3;
A center housing 6 that rotatably supports a shaft 5 that couples the two impellers 1 and 3;
It is configured with.

センターハウジング６は、タービン側から排気ガスの熱の影響を受けながらシャフト５を高速回転自在に支持するものであり、高温に耐える高耐熱の材料によって設ける要求がある。
また、センターハウジング６は、ジャーナル軸受９およびスラスト軸受２３が組み付けられるとともに、潤滑用のオイル通路１７および冷却用の冷却水通路２２等が形成されるものであり、加工性に優れる材料を用いる要求がある。
即ち、センターハウジング６の材料には、相反する耐熱性と加工性が要求される。しかるに、耐熱性が優先されるため、加工性が犠牲になり、コストアップの要因になっていた。 The center housing 6 supports the shaft 5 so as to be rotatable at high speed while being affected by the heat of the exhaust gas from the turbine side, and is required to be provided with a high heat resistant material that can withstand high temperatures.
Further, the center housing 6 is provided with the journal bearing 9 and the thrust bearing 23 and in which the oil passage 17 for lubrication, the cooling water passage 22 for cooling, and the like are formed. There is.
That is, the material of the center housing 6 is required to have opposite heat resistance and workability. However, since heat resistance is given priority, workability is sacrificed, which increases costs.

これに対し、センターハウジング６を分割して設ける技術の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術を図７を参照して説明する。
特許文献１のセンターハウジング６は、タービンハウジング２に接する第１ハウジング７と、コンプレッサハウジング４に接する第２ハウジング８とを結合したものであり、第１ハウジング７にシール部１１を設け、第２ハウジング８にジャーナル軸受９を支持する軸受ホルダ１０を設けるものであった。 On the other hand, the proposal of the technique which divides | segments and provides the center housing 6 is made | formed (for example, refer patent document 1). The technique of Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
The center housing 6 of Patent Document 1 is a combination of a first housing 7 in contact with the turbine housing 2 and a second housing 8 in contact with the compressor housing 4. A seal portion 11 is provided in the first housing 7, A bearing holder 10 for supporting the journal bearing 9 is provided in the housing 8.

しかし、特許文献１の技術は、シール部１１が設けられる第１ハウジング７と、軸受ホルダ１０が設けられる第２ハウジング８とを組付けた場合、組付誤差によってシール部１１と軸受ホルダ１０に軸ズレが生じ、シール部１１とジャーナル軸受９に軸ズレが生じる可能性がある。
組付誤差によってシール部１１とジャーナル軸受９に軸ズレが生じると、シール部１１のシール性が低下する。すると、シール部１１からオイル漏れが生じてオイル消費が増加したり、高温の排気ガスが侵入してオイルの劣化を促進したり、またシール部１１やジャーナル軸受９にコジリが発生して焼き付きが生じる懸念がある。 However, in the technique of Patent Document 1, when the first housing 7 provided with the seal portion 11 and the second housing 8 provided with the bearing holder 10 are assembled, the seal portion 11 and the bearing holder 10 are caused by an assembly error. There is a possibility that a shaft misalignment occurs, and a shaft misalignment may occur between the seal portion 11 and the journal bearing 9.
If the seal portion 11 and the journal bearing 9 are misaligned due to an assembly error, the sealing performance of the seal portion 11 is deteriorated. As a result, oil leakage occurs from the seal portion 11 and oil consumption increases, high-temperature exhaust gas enters to promote deterioration of the oil, and scouring occurs in the seal portion 11 and the journal bearing 9 to cause seizure. There are concerns that arise.

また、特許文献１の技術には、コンプレッサハウジング４に接する第２ハウジング８をアルミニウムで設けることが好ましいとの記載がある。
しかし、第２ハウジング８は軸受ホルダ１０（ジャーナル軸受９を支持する部分）を備える部材であり、アルミニウムは線熱膨張率が大きいため、高温になると軸受ホルダ１０とジャーナル軸受９との間のクリアランスが広がり、シャフト５の支持精度が低下する可能性がある。 Moreover, the technique of patent document 1 has described that it is preferable to provide the 2nd housing 8 which contact | connects the compressor housing 4 with aluminum.
However, the second housing 8 is a member having a bearing holder 10 (portion that supports the journal bearing 9), and aluminum has a large coefficient of linear thermal expansion. Therefore, the clearance between the bearing holder 10 and the journal bearing 9 is increased at high temperatures. May spread and the support accuracy of the shaft 5 may decrease.

特開平７−１５０９６１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-150961

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は製造コストを抑え、且つシール部とジャーナル軸受の同軸性を確実に確保できるターボチャージャの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a turbocharger that can reduce the manufacturing cost and reliably ensure the coaxiality of the seal portion and the journal bearing.

〔請求項１の手段〕
請求項１のターボチャージャは、タービンハウジングに接する第１ハウジングと、コンプレッサハウジングに接する第２ハウジングとを結合してセンターハウジングを設けたものである。
このように、複雑な形状が要求されるセンターハウジングを、第１、第２ハウジングに分割して設けることにより加工性を高めることができ、製造コストを抑えることができる。また、第１、第２ハウジングをそれぞれに適した材料で設けることが可能になり、センターハウジングのコストを抑えることができる。 [Means of Claim 1]
According to another aspect of the present invention, a turbocharger includes a first housing that is in contact with the turbine housing and a second housing that is in contact with the compressor housing and is provided with a center housing.
Thus, by providing the center housing requiring a complicated shape in the first and second housings, the workability can be improved and the manufacturing cost can be suppressed. In addition, the first and second housings can be provided with materials suitable for each, and the cost of the center housing can be suppressed.

タービンハウジングに接する第１ハウジングに、軸受ホルダ（ジャーナル軸受を支持する部分）とシール部の両方を設けているため、第１ハウジングと第２ハウジングに組付けによってシール部とジャーナル軸受に軸ズレが生じる不具合がなく、シール部とジャーナル軸受の同軸性を確実に確保することができる。
これによって、シール部とジャーナル軸受の軸ズレによって生じるシール部のシール性の低下を防ぐことができ、シール部からオイル漏れが生じる不具合を回避することができる。即ち、シール部のオイル漏れに起因するオイル消費の増加や白煙の発生を防ぐことができるとともに、シール部やジャーナル軸受の焼き付きを防止することができ、ターボチャージャの信頼性を高めることができる。 Since the first housing in contact with the turbine housing is provided with both the bearing holder (portion supporting the journal bearing) and the seal portion, the seal portion and the journal bearing are misaligned by being assembled to the first housing and the second housing. There is no problem that occurs, and the coaxiality of the seal portion and the journal bearing can be reliably ensured.
As a result, it is possible to prevent a decrease in the sealing performance of the seal portion caused by the shaft misalignment between the seal portion and the journal bearing, and it is possible to avoid the problem of oil leakage from the seal portion. That is, an increase in oil consumption and generation of white smoke due to oil leakage at the seal portion can be prevented, and seizure of the seal portion and journal bearing can be prevented, thereby improving the reliability of the turbocharger. .

そして、軸受ホルダは、耐熱性が要求される第１ハウジングに設けられる。第１ハウジングは、耐熱性が要求される材料によって設けられるため、線熱膨張率が小さく抑えられる。その結果、例え高温になったとしても、軸受ホルダとジャーナル軸受との間のクリアランスの広がりが抑えられるため、シャフトの支持精度の低下を防ぐことができ、ターボチャージャの信頼性を高めることができる。
また、請求項１のターボチャージャは、第１ハウジングにおいて、軸受ホルダが、第２ハウジングの中心部に嵌め入れられており、第２ハウジングの内部には、第１ハウジングとの接触箇所の近傍に、冷却水が循環供給される冷却水通路が設けられる。
第１ハウジングから第２ハウジングに伝えられる熱が、冷却水通路を循環する冷却水によって奪われるため、第２ハウジングの温度を抑えることができ、第２ハウジングの熱疲労を軽減することができる。
かくして、第１ハウジングは、第２ハウジングに比較して高耐熱の材料で形成される。
これにより、タービン側において耐熱性が求められる第１ハウジングの耐熱性を確保することができる。
また、第２ハウジングは、第１ハウジングに比較して低耐熱の材料で形成されるため、材料費を抑えるとともに、加工性を高めることが可能になる。 The bearing holder is provided in the first housing where heat resistance is required. Since the first housing is provided by a material that requires heat resistance, the linear thermal expansion coefficient can be kept small. As a result, even if the temperature becomes high, since the spread of the clearance between the bearing holder and the journal bearing is suppressed, it is possible to prevent a decrease in the support accuracy of the shaft and to improve the reliability of the turbocharger. .
Further, in the turbocharger according to the first aspect, in the first housing, the bearing holder is fitted in the central portion of the second housing, and in the second housing, in the vicinity of the contact point with the first housing. A cooling water passage through which cooling water is circulated is provided.
Since heat transferred from the first housing to the second housing is taken away by the cooling water circulating in the cooling water passage, the temperature of the second housing can be suppressed, and thermal fatigue of the second housing can be reduced .
Thus, the first housing is formed of a material having higher heat resistance than that of the second housing.
Thereby, the heat resistance of the 1st housing in which heat resistance is calculated | required in the turbine side is securable.
In addition, since the second housing is formed of a material having a low heat resistance compared to the first housing, it is possible to reduce material costs and improve workability.

〔請求項２の手段〕
請求項２の第１ハウジングは、軸受ホルダとシール部との間に、シャフトから外径方向へ広がる空間部によって形成される断熱層を備える。
断熱層によってタービン側から与えられた熱が軸受ホルダに伝るのを抑えることができ、軸受ホルダに支持されるジャーナル軸受の温度を低減することができる。このため、ジャーナル軸受におけるオイルのコーキング（詰まり）を防ぐことができ、ジャーナル軸受の信頼性を高めることができる。
また、断熱層では、シャフトの表面に付与されたオイルが、シャフトの遠心力で内径方向から断熱層の外径方向へ分離するため、高温側（タービン側）に導かれるオイル量を抑えることができ、高温側においてオイルが劣化する不具合を回避することができる。 [Means of claim 2]
According to a second aspect of the present invention, the first housing includes a heat insulating layer formed between the bearing holder and the seal portion by a space portion extending from the shaft in the outer diameter direction.
The heat given from the turbine side by the heat insulating layer can be prevented from being transmitted to the bearing holder, and the temperature of the journal bearing supported by the bearing holder can be reduced. For this reason, oil coking (clogging) in the journal bearing can be prevented, and the reliability of the journal bearing can be improved.
In the heat insulation layer, the oil applied to the surface of the shaft is separated from the inner diameter direction to the outer diameter direction of the heat insulation layer by the centrifugal force of the shaft, so that the amount of oil guided to the high temperature side (turbine side) can be suppressed. It is possible to avoid the problem that the oil deteriorates on the high temperature side.

〔請求項３の手段〕
請求項３の断熱層は、第２ハウジング側の面に凹部が設けられて、断熱層と第２ハウジングとの間に挟まれる部位の第１ハウジングの軸方向の厚みを薄く設けるものである。
凹部によって断熱層と第２ハウジングとの間に挟まれる部位の第１ハウジングの軸方向の厚みが薄く設けられることにより、薄く設けられた部位の熱抵抗が大きくなり、伝熱が抑えられる。これによって、タービン側から与えられた熱が軸受ホルダに伝わるのを抑えることができ、軸受ホルダに支持されるジャーナル軸受の温度をさらに低減することができ、ジャーナル軸受の信頼性を高めることができる。 [Means of claim 3]
According to a third aspect of the present invention, the concave portion is provided on the surface on the second housing side, and the axial thickness of the first housing at a portion sandwiched between the heat insulating layer and the second housing is thinly provided.
Since the thickness of the first housing in the axial direction of the portion sandwiched between the heat insulating layer and the second housing by the recess is thin, the thermal resistance of the thin portion is increased, and heat transfer is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress the heat applied from the turbine side from being transmitted to the bearing holder, to further reduce the temperature of the journal bearing supported by the bearing holder, and to improve the reliability of the journal bearing. .

〔請求項４の手段〕
請求項４のターボチャージャは、冷却水通路の外側に、タービンハウジングと第１ハウジングとの熱的結合部が設けられる。
第１ハウジングから第２ハウジングの内側へ伝えられる熱が、冷却水通路を循環する冷却水によって冷却されるため、第２ハウジングに伝わった熱によって軸受ホルダの温度が上昇するのを抑えることができる。このため、軸受ホルダに支持されるジャーナル軸受の温度を低減することができ、ジャーナル軸受の信頼性を高めることができる。 [Means of claim 4 ]
According to a fourth aspect of the present invention , a thermal coupling portion between the turbine housing and the first housing is provided outside the cooling water passage.
Since the heat transmitted from the first housing to the inside of the second housing is cooled by the cooling water circulating in the cooling water passage, it is possible to suppress an increase in the temperature of the bearing holder due to the heat transmitted to the second housing. . For this reason, the temperature of the journal bearing supported by the bearing holder can be reduced, and the reliability of the journal bearing can be increased.

〔請求項５の手段〕
請求項５の第１ハウジングは、第２ハウジングに比較して低熱伝導率の材料で形成される。
これにより、第２ハウジングへの伝熱が抑えられるため、第２ハウジングの温度上昇を抑えることができる。 [Means of claim 5 ]
The first housing of claim 5 is made of a material having a low thermal conductivity as compared with the second housing.
Thereby, since heat transfer to the second housing is suppressed, an increase in temperature of the second housing can be suppressed.

ターボチャージャの軸方向に沿う断面図である（実施例１）。(Example 1) which is sectional drawing which follows the axial direction of a turbocharger. センターハウジングの分解断面図である（実施例１）。(Example 1) which is a disassembled sectional view of a center housing. センターハウジングをコンプレッサ側から見た図である（実施例１）。(Example 1) which is the figure which looked at the center housing from the compressor side. 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である（実施例１）。(Example 1) which is sectional drawing which follows the AA line of FIG. ターボチャージャの軸方向に沿う断面図である（実施例２）。(Example 2) which is sectional drawing in alignment with the axial direction of a turbocharger. ターボチャージャの軸方向に沿う断面図である（従来例１）。It is sectional drawing which follows the axial direction of a turbocharger (conventional example 1). ターボチャージャの軸方向に沿う断面図である（従来例２）。It is sectional drawing in alignment with the axial direction of a turbocharger (conventional example 2).

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
ターボチャージャは、
排気ガスにより駆動されるタービン羽根車１を収容するタービンハウジング２と、
吸気を加圧するコンプレッサ羽根車３を収容するコンプレッサハウジング４と、
タービン羽根車１の回転をコンプレッサ羽根車３に伝達するシャフト５を回転自在に支持するセンターハウジング６と、
を備える。 [Description of Embodiments] [Mode for carrying out the invention] will be described with reference to the drawings.
Turbocharger
A turbine housing 2 that houses a turbine impeller 1 driven by exhaust gas;
A compressor housing 4 that houses a compressor impeller 3 that pressurizes intake air;
A center housing 6 that rotatably supports a shaft 5 that transmits the rotation of the turbine impeller 1 to the compressor impeller 3;
Is provided.

センターハウジング６は、タービンハウジング２に接する第１ハウジング７と、コンプレッサハウジング４に接する第２ハウジング８とを軸方向に結合して設けられる。
第１ハウジング７は、シャフト５を回転自在に支持するジャーナル軸受９を支持する軸受ホルダ１０を備えるとともに、ジャーナル軸受９よりもタービン側においてシャフト５との間をシールするシール部１１を備える。 The center housing 6 is provided by connecting a first housing 7 in contact with the turbine housing 2 and a second housing 8 in contact with the compressor housing 4 in the axial direction.
The first housing 7 includes a bearing holder 10 that supports a journal bearing 9 that rotatably supports the shaft 5, and a seal portion 11 that seals between the shaft 5 and the journal bearing 9 on the turbine side.

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。 Hereinafter, a specific example (example) to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The embodiment discloses a specific example, and it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the “DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION” denote the same functional objects.

［実施例１］
実施例１を図１〜図４を参照して説明する。
ターボチャージャは、エンジン（燃料の燃焼により回転動力を発生する内燃機関：ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を問わない、レシプロエンジン、ロータリーエンジン等を問わない）に搭載されるものであり、
この実施例のターボチャージャは、車両走行用エンジンに搭載されるものである。 [Example 1]
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
A turbocharger is mounted on an engine (an internal combustion engine that generates rotational power by burning fuel: regardless of whether it is a gasoline engine, diesel engine, reciprocating engine, rotary engine, etc.)
The turbocharger of this embodiment is mounted on a vehicle travel engine.

ターボチャージャは、エンジンから排出される排気ガスのエネルギーによって、エンジンに吸い込まれる吸気を加圧する過給器であり、図１に示すように、
・エンジンから排出された排気ガスによって回転駆動されるタービン羽根車１と、
・このタービン羽根車１を収容する渦巻形状のタービンハウジング２と、
・タービン羽根車１の回転力により駆動されて吸気を加圧するコンプレッサ羽根車３と、
・このコンプレッサ羽根車３を収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング４と、
・タービン羽根車１の回転をコンプレッサ羽根車３に伝達するシャフト５と、
・このシャフト５を高速回転自在に支持するセンターハウジング６と、
を備える。 The turbocharger is a supercharger that pressurizes intake air sucked into the engine by the energy of exhaust gas discharged from the engine, as shown in FIG.
A turbine impeller 1 that is rotationally driven by exhaust gas discharged from the engine;
A spiral-shaped turbine housing 2 that houses the turbine impeller 1;
A compressor impeller 3 driven by the rotational force of the turbine impeller 1 to pressurize the intake air;
A spiral compressor housing 4 that houses the compressor impeller 3;
A shaft 5 that transmits the rotation of the turbine impeller 1 to the compressor impeller 3;
A center housing 6 that supports the shaft 5 so as to freely rotate at high speed;
Is provided.

また、この実施例のセンターハウジング６は、図２に示すように、
・タービンハウジング２に接する第１ハウジング７と、
・コンプレッサハウジング４に接する第２ハウジング８とを、
軸方向に結合したものである。 Further, as shown in FIG. 2, the center housing 6 of this embodiment is
A first housing 7 in contact with the turbine housing 2;
A second housing 8 in contact with the compressor housing 4
It is connected in the axial direction.

第１ハウジング７と第２ハウジング８の結合手段は限定されるものではないが、具体的な一例としてこの実施例の第１ハウジング７と第２ハウジング８は、複数本のボルト１２によって締結されるものである。
第２ハウジング８には、軸方向へ伸びるボルト挿通穴１３が複数形成されている。また、第１ハウジング７の第２ハウジング８側の面（図２左側の面）には、第２ハウジング８のボルト挿通穴１３に対応する位置に、ボルト１２が締結する雌ネジ穴が形成されている。そして、図２の左側（第１ハウジング７とは異なる側）からボルト１２をボルト挿通穴１３に挿入し、そのボルト１２を第１ハウジング７の雌ネジ穴に螺合することで、第２ハウジング８と第１ハウジング７とが強固に締結されるものである。 The coupling means of the first housing 7 and the second housing 8 is not limited, but as a specific example, the first housing 7 and the second housing 8 of this embodiment are fastened by a plurality of bolts 12. Is.
A plurality of bolt insertion holes 13 extending in the axial direction are formed in the second housing 8. Further, a female screw hole for fastening the bolt 12 is formed at a position corresponding to the bolt insertion hole 13 of the second housing 8 on the surface of the first housing 7 on the second housing 8 side (surface on the left side in FIG. 2). ing. Then, the bolt 12 is inserted into the bolt insertion hole 13 from the left side (the side different from the first housing 7) in FIG. 2, and the bolt 12 is screwed into the female screw hole of the first housing 7. 8 and the first housing 7 are firmly fastened.

なお、第２ハウジング８と第１ハウジング７が締結されてなるセンターハウジング６は、Ｖバンド等の連結部材１４を用いてタービンハウジング２に連結されるとともに、ボルト等の連結部材１５を用いてコンプレッサハウジング４に連結されるものである。 The center housing 6 formed by fastening the second housing 8 and the first housing 7 is connected to the turbine housing 2 using a connecting member 14 such as a V band, and is connected to the compressor using a connecting member 15 such as a bolt. It is connected to the housing 4.

第１ハウジング７は、耐熱性の材料より選択されるとともに、低熱伝導率の材料より選択されるものであり、この実施例ではステンレスによって設けられている。
第１ハウジング７の概略形状は、タービンハウジング２に連結される略円盤形状を呈するフランジ部１６と、このフランジ部１６の中心側からコンプレッサ側に向かって伸びる筒状を呈する軸受ホルダ１０とを、一体に設けたものである。 The first housing 7 is selected from a heat-resistant material and a material having a low thermal conductivity. In this embodiment, the first housing 7 is made of stainless steel.
The schematic shape of the first housing 7 includes a flange portion 16 that has a substantially disk shape connected to the turbine housing 2 and a cylindrical bearing holder 10 that extends from the center side of the flange portion 16 toward the compressor side. It is provided integrally.

軸受ホルダ１０は、シャフト５の軸芯を一定に保ちつつシャフト５を回転自在に支持するジャーナル軸受９を支持するものである。
ジャーナル軸受９の構造は限定されるものではないが、この実施例では一例として２つのフローティングメタルによる流体軸受を採用している。２つのフローティングメタルは、軸方向に離間した状態で軸受ホルダ１０の内周面に配置されるものであり、幅方向（軸方向）の略中央部には内外を貫通する複数のオイル孔が形成されている。このオイル孔には、センターハウジング６内に形成されたオイル通路１７からオイルが供給され、フローティングメタルとシャフト５との間に供給オイルによる流体層が形成される。 The bearing holder 10 supports a journal bearing 9 that rotatably supports the shaft 5 while keeping the axis of the shaft 5 constant.
The structure of the journal bearing 9 is not limited, but in this embodiment, a fluid bearing using two floating metals is adopted as an example. The two floating metals are arranged on the inner peripheral surface of the bearing holder 10 in a state of being separated from each other in the axial direction, and a plurality of oil holes penetrating the inside and the outside are formed at a substantially central portion in the width direction (axial direction). Has been. Oil is supplied to the oil hole from an oil passage 17 formed in the center housing 6, and a fluid layer is formed between the floating metal and the shaft 5 by the supplied oil.

第１ハウジング７におけるタービン側の端部には、センターハウジング６とシャフト５の間をシールして、タービン側の排気ガスの一部がセンターハウジング６内に侵入するのを阻止するのと同時に、オイルがタービンハウジング２側に流出するのを阻止するシール部１１が設けられている。
このシール部１１の構造は限定されるものではないが、具体的な一例としてこの実施例のシール部１１は、金属製シールリングを用いて第１ハウジング７とシャフト５との間をシールするものであり、シャフト５のタービン側の外周に設けられた環状溝の内部に金属製シールリングを配置し、金属製シールリングの外周面が第１ハウジング７の内周面（具体的には第１ハウジング７におけるシャフト挿通孔の内周面）に摺接するものである。 At the end of the first housing 7 on the turbine side, a gap between the center housing 6 and the shaft 5 is sealed to prevent a part of the exhaust gas on the turbine side from entering the center housing 6. A seal portion 11 that prevents oil from flowing out to the turbine housing 2 side is provided.
Although the structure of the seal portion 11 is not limited, as a specific example, the seal portion 11 of this embodiment seals between the first housing 7 and the shaft 5 using a metal seal ring. A metal seal ring is disposed inside an annular groove provided on the turbine side outer periphery of the shaft 5, and the outer peripheral surface of the metal seal ring is the inner peripheral surface of the first housing 7 (specifically, the first It is in sliding contact with the inner peripheral surface of the shaft insertion hole in the housing 7.

第１ハウジング７におけるフランジ部１６の内部には、タービン側の熱の伝達を抑制する断熱層２１が設けられている。この断熱層２１は、軸受ホルダ１０とシール部１１との間に設けられ、シャフト挿通孔から外径方向へ広がる略円盤状の空間部である。 Inside the flange portion 16 of the first housing 7, a heat insulating layer 21 that suppresses heat transfer on the turbine side is provided. The heat insulating layer 21 is a substantially disk-shaped space portion that is provided between the bearing holder 10 and the seal portion 11 and extends from the shaft insertion hole in the outer diameter direction.

第２ハウジング８は、第１ハウジング７の材質（低熱伝導率の材料）、および第１ハウジング７内に設けた断熱層２１により、第１ハウジング８からの熱の伝達が阻害される。また、第２ハウジング８は、オイルが循環供給されるオイル通路１７、および冷却水が循環供給される冷却水通路２２が形成され、温度上昇が抑えられる。
このようにして、第２ハウジング８は、第１ハウジング７より温度が低いものであり、第１ハウジング７に比較して耐熱性に対する要求が低い。このため、第２ハウジング８は、第１ハウジング７に比較して加工性およびコストを優先した材料より設けられるものであり、この実施例ではアルミニウム（アルミニウム合金を含む）によって設けられている。 In the second housing 8, heat transfer from the first housing 8 is inhibited by the material of the first housing 7 (material having low thermal conductivity) and the heat insulating layer 21 provided in the first housing 7. Further, the second housing 8 is formed with an oil passage 17 through which oil is circulated and a cooling water passage 22 through which cooling water is circulated, and temperature rise is suppressed.
In this way, the temperature of the second housing 8 is lower than that of the first housing 7, and the demand for heat resistance is lower than that of the first housing 7. For this reason, the second housing 8 is provided from a material that prioritizes workability and cost compared to the first housing 7, and in this embodiment is provided from aluminum (including an aluminum alloy).

第２ハウジング８の中心部には、第１ハウジング７の軸受ホルダ１０が嵌め入れられる組付穴が設けられている。また、第２ハウジング８の中心部のコンプレッサ側には、スラスト軸受２３が組み入れられるスラスト軸受室（凹部）が形成されている。
なお、スラスト軸受２３は、シャフト５の軸方向位置を一定に保ちつつシャフト５を回転自在に支持するものである。 An assembly hole into which the bearing holder 10 of the first housing 7 is fitted is provided at the center of the second housing 8. In addition, a thrust bearing chamber (concave portion) into which the thrust bearing 23 is incorporated is formed on the compressor side at the center of the second housing 8.
The thrust bearing 23 rotatably supports the shaft 5 while keeping the axial position of the shaft 5 constant.

第２ハウジング８に設けられるオイル通路１７は、オイルポンプの吐出したオイルの一部を、ジャーナル軸受９とスラスト軸受２３の両方へ供給するものである。具体的に、オイル通路１７の上流側は途中で分岐しており、軸受ホルダ１０に設けたオイル供給孔を介してジャーナル軸受９にオイルを供給するとともに、スラスト軸受２３にオイルを供給するように設けられている。
また、オイル供給孔からタービン側のフローティングメタルに向かうオイルの一部は、断熱層２１へ導かれ、その一部がシール部１１を潤滑するように設けられている。 The oil passage 17 provided in the second housing 8 supplies a part of the oil discharged from the oil pump to both the journal bearing 9 and the thrust bearing 23. Specifically, the upstream side of the oil passage 17 is branched halfway so that oil is supplied to the journal bearing 9 through the oil supply hole provided in the bearing holder 10 and oil is supplied to the thrust bearing 23. Is provided.
Further, a part of the oil from the oil supply hole toward the floating metal on the turbine side is led to the heat insulating layer 21, and a part thereof is provided to lubricate the seal portion 11.

ジャーナル軸受９で潤滑に使用されたオイル、スラスト軸受２３で潤滑に使用されたオイル、および断熱層２１で落下したオイルは、第２ハウジング８内で合流した後、ドレン通路（オイル通路１７の下流側通路）を介してオイルパン等へ戻される。
なお、図３における符号２４はスラスト軸受２３にオイルを導くオイル穴であり、符号２５はスラスト軸受２３を通過したオイルをドレン通路に導くドレン穴である。
また、図４における符号２６は、断熱層２１内に落下したオイルをドレン通路に導くドレン穴である。 The oil used for lubrication in the journal bearing 9, the oil used for lubrication in the thrust bearing 23, and the oil dropped in the heat insulating layer 21 merge in the second housing 8, and then the drain passage (downstream of the oil passage 17). It is returned to the oil pan etc. via the side passage).
3 is an oil hole that guides oil to the thrust bearing 23, and 25 is a drain hole that guides the oil that has passed through the thrust bearing 23 to the drain passage.
Also, reference numeral 26 in FIG. 4 is a drain hole that guides oil that has fallen into the heat insulating layer 21 to the drain passage.

第２ハウジング８に設けられる冷却水通路２２は、エンジンの冷却水の一部が循環供給されるものであり、第２ハウジング８における第１ハウジング７との接触箇所の近傍に設けられる。この冷却水通路２２は、図４に示すように、シャフト挿通穴の周囲を囲んで設けられるものである。 The cooling water passage 22 provided in the second housing 8 circulates and supplies a part of the cooling water of the engine, and is provided in the vicinity of the contact portion of the second housing 8 with the first housing 7. As shown in FIG. 4, the cooling water passage 22 is provided so as to surround the periphery of the shaft insertion hole.

さらに、この実施例では、冷却水通路２２の外側に、タービンハウジング２と第１ハウジング７との熱的結合部α（タービンハウジング２と第１ハウジング７とが直接接触する部分）が配置される。
具体的に、第１ハウジング７から第２ハウジング８に伝わる熱は、断熱層２１の外側のフランジ部１６を介して伝わる。そこでこの実施例では、第１ハウジング７から第２ハウジング８へ熱の伝達が開始される部位に冷却水通路２２を設けて、第２ハウジング８に伝わる熱を冷却水通路２２を循環する冷却水によって効率的に除去するものである。 Further, in this embodiment, a thermal coupling portion α (a portion where the turbine housing 2 and the first housing 7 are in direct contact) between the turbine housing 2 and the first housing 7 is disposed outside the cooling water passage 22. .
Specifically, the heat transmitted from the first housing 7 to the second housing 8 is transmitted through the flange portion 16 outside the heat insulating layer 21. Therefore, in this embodiment, the cooling water passage 22 is provided at a portion where heat transfer from the first housing 7 to the second housing 8 is started, and the cooling water that circulates the heat transmitted to the second housing 8 through the cooling water passage 22. Is effectively removed.

（実施例１の効果１）
この実施例のターボチャージャは、タービンハウジング２に接する第１ハウジング７に、軸受ホルダ１０（ジャーナル軸受９を支持する部分）とシール部１１の両方を設けている。
このため、第１ハウジング７と第２ハウジング８に組付けによってシール部１１とジャーナル軸受９に軸ズレが生じる不具合がなく、シール部１１とジャーナル軸受９の同軸性を確実に確保することができる。
これによって、シール部１１とジャーナル軸受９の軸ズレによって生じるシール部１１のシール性の低下を防ぐことができ、シール部１１からオイル漏れが生じる不具合を回避することができる。即ち、シール部１１のオイル漏れに起因するオイル消費の増加や白煙の発生を防ぐことができるとともに、シール部１１やジャーナル軸受９の焼き付きを防止することができ、ターボチャージャの信頼性を高めることができる。 (Effect 1 of Example 1)
In the turbocharger of this embodiment, both the bearing holder 10 (portion supporting the journal bearing 9) and the seal portion 11 are provided in the first housing 7 in contact with the turbine housing 2.
For this reason, the first housing 7 and the second housing 8 are assembled to each other, so that there is no problem that the seal portion 11 and the journal bearing 9 are misaligned, and the coaxiality between the seal portion 11 and the journal bearing 9 can be reliably ensured. .
As a result, it is possible to prevent deterioration of the sealing performance of the seal portion 11 caused by the axial displacement between the seal portion 11 and the journal bearing 9, and to avoid a problem that oil leakage occurs from the seal portion 11. That is, an increase in oil consumption and generation of white smoke due to oil leakage from the seal portion 11 can be prevented, and seizure of the seal portion 11 and the journal bearing 9 can be prevented, thereby improving the reliability of the turbocharger. be able to.

（実施例１の効果２）
この実施例では、複雑な形状が要求されるセンターハウジング６を、第１、第２ハウジング７、８に分割して設けることにより加工性を高めることができ、製造コストを抑えることができる。
また、第１、第２ハウジング７、８を、それぞれに適した材料で設けることが可能になるため、センターハウジング６のコストを抑えることができる。 (Effect 2 of Example 1)
In this embodiment, by providing the center housing 6 requiring a complicated shape by dividing it into the first and second housings 7 and 8, workability can be improved and manufacturing costs can be suppressed.
Moreover, since it becomes possible to provide the 1st, 2nd housings 7 and 8 with a material suitable for each, the cost of the center housing 6 can be held down.

具体的には、タービン側から受熱する第１ハウジング７を耐熱性に優れたステンレスで設けることで、高温になる第１ハウジング７の信頼性を高めることができる。
一方、
・第１ハウジング７を低熱伝導率の材料であるステンレスで設けて第２ハウジング８への伝熱を抑制し、
・第１ハウジング７内に断熱層２１を設けて第２ハウジング８への伝熱を抑制し、
・第２ハウジング８内に冷却水通路２２を設けて第２ハウジング８の温度上昇を抑制し、
・第２ハウジング８内にオイル通路１７を設けて第２ハウジング８の温度上昇を抑制するため、
第２ハウジング８の温度上昇が抑えられる。
このため、第２ハウジング８には加工性とコストを優先した材料を用いることができ、第２ハウジング８のコストを抑えることができる。即ち、第２ハウジング８を加工性に優れ、且つ比較的に低コストなアルミニウムで設けることができる。その結果、冷却水通路２２やオイル通路１７等の加工性が要求される第２ハウジング８のコストを抑えることができ、結果的にセンターハウジング６のコストを抑えることができる。 Specifically, by providing the first housing 7 that receives heat from the turbine side with stainless steel having excellent heat resistance, the reliability of the first housing 7 that reaches a high temperature can be increased.
on the other hand,
-The first housing 7 is made of stainless steel having a low thermal conductivity to suppress heat transfer to the second housing 8,
A heat insulating layer 21 is provided in the first housing 7 to suppress heat transfer to the second housing 8,
A cooling water passage 22 is provided in the second housing 8 to suppress the temperature rise of the second housing 8,
In order to suppress the temperature rise of the second housing 8 by providing the oil passage 17 in the second housing 8,
The temperature rise of the second housing 8 is suppressed.
For this reason, the material which gave priority to workability and cost can be used for the 2nd housing 8, and the cost of the 2nd housing 8 can be held down. That is, the second housing 8 can be provided with aluminum having excellent workability and relatively low cost. As a result, the cost of the second housing 8 that requires workability such as the cooling water passage 22 and the oil passage 17 can be suppressed, and as a result, the cost of the center housing 6 can be suppressed.

（実施例１の効果３）
この実施例の第１ハウジング７には、軸受ホルダ１０とシール部１１との間にシャフト５から外径方向へ広がる断熱層２１が設けられている。
この断熱層２１によってタービン側の熱が軸受ホルダ１０に伝わるのを抑えることができ、軸受ホルダ１０に支持されるジャーナル軸受９の温度を低減することができる。このため、ジャーナル軸受９におけるオイルのコーキングを防ぐことができ、ジャーナル軸受９の信頼性を高めることができる。
また、断熱層２１では、シャフト５の表面に付与されたオイルが、シャフト５の遠心力で内径方向から断熱層２１の外径方向へ飛散して分離するため、高温のタービン側に導かれるオイル量を抑えることができ、高温側におけるオイル劣化を抑えることができる。 (Effect 3 of Example 1)
In the first housing 7 of this embodiment, a heat insulating layer 21 extending from the shaft 5 in the outer diameter direction is provided between the bearing holder 10 and the seal portion 11.
The heat insulation layer 21 can suppress the heat on the turbine side from being transmitted to the bearing holder 10, and the temperature of the journal bearing 9 supported by the bearing holder 10 can be reduced. For this reason, oil coking in the journal bearing 9 can be prevented, and the reliability of the journal bearing 9 can be improved.
Further, in the heat insulating layer 21, the oil applied to the surface of the shaft 5 is scattered and separated from the inner diameter direction to the outer diameter direction of the heat insulating layer 21 by the centrifugal force of the shaft 5, so that the oil guided to the high temperature turbine side. The amount can be suppressed and oil deterioration on the high temperature side can be suppressed.

（実施例１の効果４）
この実施例の冷却水通路２２は、第２ハウジング８に形成されるものであり、第１ハウジング７との接触箇所の近傍に設けられる。
このように、第２ハウジング８のうち、第１ハウジング７に近い部位に冷却水通路２２を設けることにより、第１ハウジング７から第２ハウジング８に伝えられる熱が、冷却水通路２２を循環する冷却水によって奪われるため、第２ハウジング８の全体の温度を抑えることができ、第２ハウジング８の熱疲労を軽減することができる。 (Effect 4 of Example 1)
The cooling water passage 22 of this embodiment is formed in the second housing 8 and is provided in the vicinity of the contact point with the first housing 7.
As described above, by providing the cooling water passage 22 in a portion of the second housing 8 close to the first housing 7, the heat transmitted from the first housing 7 to the second housing 8 circulates through the cooling water passage 22. Since it is taken away by the cooling water, the overall temperature of the second housing 8 can be suppressed, and thermal fatigue of the second housing 8 can be reduced.

（実施例１の効果５）
この実施例のセンターハウジング６は、冷却水通路２２の外側に、タービンハウジング２と第１ハウジング７との熱的結合部αが設けられる。
第１ハウジング７から第２ハウジング８の内側へ伝えられる熱が、冷却水通路２２を循環する冷却水によって効果的に冷却され、第２ハウジング８に伝わった熱によって軸受ホルダ１０の温度が上昇するのを防ぐことができる。このため、軸受ホルダ１０に支持されるジャーナル軸受９の温度を低減することができ、ジャーナル軸受９の信頼性を高めることができる。 (Effect 5 of Example 1)
The center housing 6 of this embodiment is provided with a thermal coupling portion α between the turbine housing 2 and the first housing 7 outside the cooling water passage 22.
The heat transmitted from the first housing 7 to the inside of the second housing 8 is effectively cooled by the cooling water circulating in the cooling water passage 22, and the temperature of the bearing holder 10 rises due to the heat transmitted to the second housing 8. Can be prevented. For this reason, the temperature of the journal bearing 9 supported by the bearing holder 10 can be reduced, and the reliability of the journal bearing 9 can be improved.

（実施例１の効果６）
この実施例の軸受ホルダ１０は、ステンレス製の第１ハウジング７に設けられる。ステンレスは、線熱膨張率が小さいため、例え高温になったとしても、軸受ホルダ１０とジャーナル軸受９との間のクリアランスの広がりが抑えられ、シャフト５の支持精度が低下する不具合が生じない。 (Effect 6 of Example 1)
The bearing holder 10 of this embodiment is provided in the first housing 7 made of stainless steel. Since stainless steel has a small coefficient of linear thermal expansion, even if the temperature becomes high, the clearance between the bearing holder 10 and the journal bearing 9 is prevented from spreading, and the problem of lowering the support accuracy of the shaft 5 does not occur.

［実施例２］
実施例２を図５を参照して説明する。なお、この実施例２において上記実施例１と同一符号は、同一機能物を示すものである。
この実施例２のターボチャージャは、断熱層２１における第２ハウジング８に近い側の面（断熱層２１における図中左側の面）に、断熱層２１と第２ハウジング８との間に挟まれる部位の第１ハウジング７の軸方向の厚みを薄くする凹部２７を設けたものである。
具体的に凹部２７は、断熱層２１の第２ハウジング８に近い側の面にリング状に形成された環状溝であり、フランジ部１６から軸受ホルダ１０に至る部位の肉厚を全周に亘って薄くするものである。 [Example 2]
A second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in this Example 2, the same code | symbol as the said Example 1 shows the same function thing.
In the turbocharger according to the second embodiment, the portion sandwiched between the heat insulating layer 21 and the second housing 8 on the surface of the heat insulating layer 21 near the second housing 8 (the surface on the left side in the drawing of the heat insulating layer 21). The first housing 7 is provided with a recess 27 for reducing the thickness in the axial direction.
Specifically, the concave portion 27 is an annular groove formed in a ring shape on the surface of the heat insulating layer 21 near the second housing 8, and the thickness of the portion from the flange portion 16 to the bearing holder 10 is extended over the entire circumference. To make it thinner.

薄く設けられた部位は熱抵抗が大きくなる。このため、凹部２７が設けられる部位（第１ハウジング７においてフランジ部１６から軸受ホルダ１０に至る部分）の熱抵抗が大きくなり、フランジ部１６から軸受ホルダ１０への伝熱が抑えられる。
これによって、タービン側から与えられた熱が軸受ホルダ１０に伝わるのを抑えることができるため、軸受ホルダ１０に支持されるジャーナル軸受９の温度をさらに低減することができ、ジャーナル軸受９の信頼性を高めることができる。 The thin portion has a high thermal resistance. For this reason, the thermal resistance of the site | part (the part from the flange part 16 to the bearing holder 10 in the 1st housing 7) in which the recessed part 27 is provided becomes large, and the heat transfer from the flange part 16 to the bearing holder 10 is suppressed.
Thereby, since it is possible to suppress the heat given from the turbine side from being transmitted to the bearing holder 10, the temperature of the journal bearing 9 supported by the bearing holder 10 can be further reduced, and the reliability of the journal bearing 9 can be reduced. Can be increased.

上記の実施例では、ジャーナル軸受９の一例として２つのフローティングメタルを用いる例を示したが、軸方向に長い一体型のフローティングメタルを用いても良い。あるいは、ジャーナル軸受９として転がり軸受（ボールベアリング等）を用いるものであっても良い。 In the above embodiment, an example in which two floating metals are used as an example of the journal bearing 9 is shown. However, an integrated floating metal that is long in the axial direction may be used. Alternatively, a rolling bearing (such as a ball bearing) may be used as the journal bearing 9.

上記の実施例では、「第１ハウジング７をステンレス、第２ハウジング８をアルミニウム」で設ける例を示したが、材料は限定されるものではなく、例えば「第１ハウジング７を鉄、第２ハウジング８をアルミニウム」で設けたり、「第１ハウジング７をステンレス、第２ハウジング８を鉄」で設けるなど、適宜変更可能なものである。 In the above embodiment, an example in which “the first housing 7 is made of stainless steel and the second housing 8 is made of aluminum” is shown, but the material is not limited. For example, “the first housing 7 is made of iron and the second housing is made. 8 is made of aluminum, or “the first housing 7 is made of stainless steel and the second housing 8 is made of iron”.

上記の実施例では、センターハウジング６を第１ハウジング７と第２ハウジング８で設け、第１ハウジング７と第２ハウジング８を直接結合する例を示したが、第１、第２ハウジング７、８とは別に第３ハウジングを設け、３つのハウジングを結合してセンターハウジング６を設けても良い。 In the above embodiment, the center housing 6 is provided by the first housing 7 and the second housing 8, and the first housing 7 and the second housing 8 are directly coupled to each other. Alternatively, a third housing may be provided, and the center housing 6 may be provided by combining three housings.

１タービン羽根車
２タービンハウジング
３コンプレッサ羽根車
４コンプレッサハウジング
５シャフト
６センターハウジング
７第１ハウジング
８第２ハウジング
９ジャーナル軸受
１０軸受ホルダ
１１シール部
２１断熱層
２２冷却水通路
２７凹部
α 熱的結合部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine impeller 2 Turbine housing 3 Compressor impeller 4 Compressor housing 5 Shaft 6 Center housing 7 1st housing 8 2nd housing 9 Journal bearing 10 Bearing holder 11 Sealing part 21 Heat insulation layer 22 Cooling water path 27 Recessed part α Thermal coupling part

Claims

A turbine housing (2) that houses a turbine impeller (1) driven by exhaust gas;
A compressor housing (4) that houses a compressor impeller (3) that pressurizes intake air;
A center housing (6) rotatably supporting a shaft (5) for transmitting the rotation of the turbine impeller (1) to the compressor impeller (3);
Turbocharger with
The center housing (6) is provided by coupling a first housing (7) in contact with the turbine housing (2) and a second housing (8) in contact with the compressor housing (4),
The first housing (7) includes a bearing holder (10) that supports a journal bearing (9) that rotatably supports the shaft (5), and the turbine impeller (9) more than the journal bearing (9). 1) provided with a seal portion (11) for sealing between the shaft (5) on the side ;
In the first housing (7), the bearing holder (10) is fitted in the center of the second housing (8),
Inside the second housing (8), a cooling water passage (22) through which cooling water is circulated and supplied is provided in the vicinity of the contact point with the first housing (7).
The turbocharger according to claim 1, wherein the first housing (7) is made of a material having higher heat resistance than the second housing (8) .

The turbocharger according to claim 1,
The first housing (7) has a heat insulating layer (21) formed by a space portion extending from the shaft (5) in the outer diameter direction between the bearing holder (10) and the seal portion (11). A turbocharger characterized by comprising.

The turbocharger according to claim 2, wherein
On the surface of the heat insulation layer (21) on the second housing (8) side,
A turbo provided with a recess (27) for reducing the axial thickness of the first housing (7) at a portion sandwiched between the heat insulating layer (21) and the second housing (8). Charger.

In the turbocharger in any one of Claims 1-3 ,
The turbocharger , wherein a thermal coupling portion (α) between the turbine housing (2) and the first housing (7) is disposed outside the cooling water passage (22) .

In the turbocharger in any one of Claims 1-4 ,
The turbocharger according to claim 1, wherein the first housing (7) is made of a material having a lower thermal conductivity than the second housing (8) .