渦輪增壓器用軸承裝置、以及渦輪增壓器用軸承裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及對(duì)在內(nèi)燃機(jī)中使用的渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行支承的軸承裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提高內(nèi)燃機(jī)的效率，一般使用渦輪增壓器。渦輪增壓器具有配置于內(nèi)燃機(jī)的排氣路的渦輪葉輪、配置于內(nèi)燃機(jī)的吸氣路的壓氣機(jī)葉輪、以及連結(jié)渦輪葉輪與壓氣機(jī)葉輪之間的渦輪軸。于是，借助通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的排氣路的排出氣體的力來(lái)使渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由渦輪軸傳遞至壓氣機(jī)葉輪，從而對(duì)內(nèi)燃機(jī)的吸氣路內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮。該被壓縮的空氣與燃料混合而成為混合氣，送入內(nèi)燃機(jī)。
[0003]該渦輪增壓器的渦輪軸以每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn)?每分鐘20萬(wàn)轉(zhuǎn)左右的極其高的速度旋轉(zhuǎn)。為了抑制這樣高速旋轉(zhuǎn)的渦輪軸的振動(dòng)，渦輪軸大多利用使用油膜阻尼器的軸承裝置來(lái)支承。油膜阻尼器通過(guò)將從油栗供給的油導(dǎo)入被支承體的周圍，利用油膜支承被支承體，利用該油的粘彈性吸收被支承體的振動(dòng)。
[0004]作為這樣的渦輪增壓器用的軸承裝置，公知有下述專利文獻(xiàn)I?4所記載的軸承裝置。該軸承裝置具有支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承(渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承以及壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承)，在該渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈與壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈之間，安裝有對(duì)兩外圈向使它們離開(kāi)的方向施力的彈簧，利用該彈簧的力對(duì)一對(duì)滾珠軸承分別施加預(yù)壓。
[0005]然而，若像專利文獻(xiàn)I?4那樣利用彈簧對(duì)滾珠軸承施加預(yù)壓，則滾珠軸承的內(nèi)部的摩擦損耗變得比較大。
[0006]因此，在下述專利文獻(xiàn)5中，為了減少滾珠軸承的摩擦損耗，提出一種去掉預(yù)壓用的彈簧的軸承裝置。該軸承裝置具有供渦輪軸貫通的筒體、安裝于該筒體的一方的軸向端部的渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承、安裝于上述筒體的另一方的軸向端部的壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承、配置于渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈與壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈之間的外圈隔離件、以及收納筒體的軸承外殼。
[0007]而且，在軸承外殼的內(nèi)周與筒體的外周之間，形成有在半徑方向上支承筒體的油膜。另外，軸承外殼具有與筒體的兩側(cè)的軸向端面對(duì)置的一對(duì)對(duì)置壁，在該對(duì)置壁與筒體的軸向端面之間也形成有在軸向上支承筒體的油膜。這里，渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈以及壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈，分別配置于比筒體的兩端的軸向端面更后退的位置。另外，上述外圈分別以能夠向軸向外側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)嵌入筒體。
[0008]上述的專利文獻(xiàn)5的軸承裝置構(gòu)成為，利用配置于渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈與壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈之間的外圈隔離件，來(lái)保持外圈彼此的軸向間隔，在兩外圈之間不存在預(yù)壓用的彈簧，因此能夠抑制滾珠軸承的摩擦損耗。另外，該軸承裝置沿著收納有對(duì)渦輪軸進(jìn)行支承的一對(duì)滾珠軸承的筒體的外周以及兩端形成油膜，因此能夠有效地吸收渦輪軸的振動(dòng)。
[0009]專利文獻(xiàn)I:日本實(shí)開(kāi)昭62-35195號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平4-72424號(hào)公報(bào)[0011 ] 專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平4-8825號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本實(shí)公平6-40908號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)5:日本專利第5075000號(hào)公報(bào)
[0014]上述的專利文獻(xiàn)5所記載的軸承裝置配置為支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承均從筒體的兩端的軸向端面后退，滾珠軸承的外圈能夠向軸向外側(cè)自由地移動(dòng)。
[0015]因此，在渦輪軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，伴隨著該渦輪軸的振動(dòng)，支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承的外圈也沿軸向移動(dòng)。這里，在筒體的軸向端面形成有用于吸收渦輪軸的振動(dòng)的油膜，但在支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承的外圈的軸向端面不存在用于吸收振動(dòng)的油膜，外圈能夠向軸向外側(cè)自由地移動(dòng)。因此，滾珠相對(duì)于外圈的接觸位置(接觸角)因渦輪軸的振動(dòng)而變得不穩(wěn)定，其結(jié)果是，特別是在渦輪軸產(chǎn)生因受迫振動(dòng)導(dǎo)致的共振、自激振動(dòng)時(shí)，存在產(chǎn)生外圈與滾珠之間的滑動(dòng)導(dǎo)致的滾珠軸承的發(fā)熱、異常磨損的擔(dān)憂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明所要解決的課題在于，提供一種渦輪軸振動(dòng)時(shí)、支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承難以產(chǎn)生發(fā)熱、異常磨損的渦輪增壓器用軸承裝置。
[0017]為了解決上述課題，在本發(fā)明中，渦輪增壓器用軸承裝置采用以下結(jié)構(gòu)，具有:
[0018]筒體，其供連結(jié)渦輪葉輪與壓氣機(jī)葉輪的渦輪軸貫通；
[0019]渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承，其具有嵌入于上述筒體的一方的軸向端部的外圈、配置于該外圈的內(nèi)側(cè)并與上述渦輪軸的外周嵌合的內(nèi)圈、以及安裝于上述外圈與內(nèi)圈之間的多個(gè)滾珠；
[0020]壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承，其具有嵌入于上述筒體的另一方的軸向端部的外圈、配置于該外圈的內(nèi)側(cè)并與上述渦輪軸的外周嵌合的內(nèi)圈、以及安裝于上述外圈與內(nèi)圈之間的多個(gè)滾珠；
[0021]外圈隔離件，其配置于上述渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈與上述壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈之間，保持上述外圈彼此間的軸向間隔；以及
[0022]軸承外殼，其以在半徑方向上支承上述筒體的油膜沿著上述筒體的外周形成的方式收納上述筒體，
[0023]上述軸承外殼具有與上述渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈的軸向外側(cè)對(duì)置的渦輪葉輪側(cè)的對(duì)置壁、和與上述壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈的軸向外側(cè)對(duì)置的壓氣機(jī)葉輪側(cè)的對(duì)置壁，
[0024]上述渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈以及上述壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈，在與上述筒體的軸向端面相同的軸向位置或比該軸向端面更向軸向外側(cè)偏移的位置具有軸向端面，以在各自的上述外圈與上述對(duì)置壁之間形成在軸向上支承外圈的油膜。
[0025]若采用該結(jié)構(gòu)，則沿著支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承(S卩，渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承與壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承)的外圈的軸向端面形成有用于吸收振動(dòng)的油膜，因此渦輪軸振動(dòng)時(shí)也難以在外圈與滾珠之間產(chǎn)生滑動(dòng)，能夠防止支承渦輪軸的滾珠軸承的發(fā)熱、異常磨損。另夕卜，利用配置于渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈與壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈之間的外圈隔離件來(lái)保持外圈彼此間的軸向間隔，因此與在兩外圈之間設(shè)置預(yù)壓用的彈簧的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)L珠軸承的摩擦損耗抑制得小。
[0026]可以將與上述筒體另行形成的外圈隔離件組裝于筒體，但優(yōu)選上述外圈隔離件與上述筒體形成為一體。這樣一來(lái)，筒體與外圈隔離件在軸向上的相對(duì)位置固定，因此能夠以高精度管理外圈的軸向端面與筒體的軸向端面的相對(duì)位置。
[0027]可以在上述渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的內(nèi)圈與上述壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的內(nèi)圈之間設(shè)置保持兩內(nèi)圈的軸向間隔的內(nèi)圈隔離件，但也可以代替設(shè)置該內(nèi)圈隔離件，而構(gòu)成為一體地具有內(nèi)圈延長(zhǎng)部，該內(nèi)圈延長(zhǎng)部向軸向內(nèi)側(cè)延長(zhǎng)而形成以使上述渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的內(nèi)圈與上述壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的內(nèi)圈的、軸向內(nèi)側(cè)的端面彼此接觸。這樣一來(lái)，在向渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的內(nèi)圈與壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的內(nèi)圈插通渦輪軸時(shí)，在這兩內(nèi)圈之間不存在內(nèi)圈隔離件，因此插通渦輪軸的作業(yè)變?nèi)菀住?br>[0028]另外，在本發(fā)明中，作為上述的渦輪增壓器用軸承裝置的制造方法，提供以下的構(gòu)成的方法，具有:
[0029]外圈制造工序，制造上述渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈與上述壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈；
[0030]外圈分類工序，將在上述外圈制造工序中制造出的外圈根據(jù)外圈的軸向?qū)挾瘸叽绶诸悶槎鄠€(gè)組；
[0031]筒體制造工序，制造與上述外圈隔離件一體的上述筒體；
[0032]筒體分類工序，將在上述筒體制造工序中制造出的筒體根據(jù)上述外圈隔離件的軸向?qū)挾瘸叽绶诸悶槎鄠€(gè)組；以及
[0033]匹配工序，將在上述外圈分類工序中分類為多個(gè)組的外圈與在上述筒體分類工序中分類為多個(gè)組的筒體，按照對(duì)應(yīng)的組進(jìn)行組裝。
[0034]若通過(guò)該制造方法制造渦輪增壓器用軸承裝置，則無(wú)論制造外圈時(shí)不可避免地產(chǎn)生的外圈的軸向?qū)挾瘸叽绲钠?公差)、制造與外圈隔離件一體的筒體時(shí)不可避免地產(chǎn)生的外圈隔離件的軸向?qū)挾瘸叽绲钠钊绾?，能夠制造從渦輪葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈的軸向端面至壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承的外圈的軸向端面的軸向尺寸的精度高的軸承裝置。因此，能夠沿支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承的外圈的軸向端面形成具有穩(wěn)定的厚度的油膜。
[0035]本發(fā)明的渦輪增壓器用軸承裝置的支承渦輪軸的一對(duì)滾珠軸承的外圈被沿著外圈的軸向端面形成的油膜在軸向上支承，因此渦輪軸振動(dòng)時(shí)也難以在外圈與滾珠之間產(chǎn)生滑動(dòng)，其結(jié)果是，能夠防止?jié)L珠軸承的發(fā)熱、異常磨損。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是安裝了本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的渦輪增壓器用軸承裝置的渦輪增壓器的剖視圖。
[0037]圖2是圖1所示的渦輪增壓器用軸承裝置的放大剖視圖。
[0038]圖3是圖1所示的軸承裝置的壓氣機(jī)葉輪側(cè)滾珠軸承附近的放大剖視圖。
[0039]圖4是表示圖3所示的外圈的軸向外側(cè)的端面與筒體的軸向端面成為相同的軸向位置的變形例的放大剖視圖。
[0040]圖5是表示在圖3所示的外圈設(shè)置有凸緣部的變形例的放大剖視圖。
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