[发明专利]用于分离润滑油流的装置和带有这样的装置的废气涡轮增压器

说明书

装置用于在带有轴流式涡轮的废气涡轮增压器的容纳润滑油的轴承壳体(10)之内分离润滑油流，该废气涡轮增压器具有从压缩机壳体通过轴承壳体引导到涡轮壳体的轴(11)以及轴的沿着轴布置的两个径向轴承(12,13)和位于径向轴承之间的轴向轴承(14)。该装置包括至少一个壁突出部(40)，该壁突出部从轴承壳体的内壁径向向内在轴的方向上伸出到轴承壳体的中间腔室(17)中。中间腔室(17)在轴向轴承(14)和涡轮侧的径向轴承(13)之间延伸且轴向上朝向涡轮侧逐渐变细。从轴向轴承(14)所输送的碰撞到轴承壳体的包围轴向轴承的壁局部上的润滑油通过壁突出部(40)转向且在位于轴之下的腔室的方向上引导。由此阻止了从轴向轴承(14)所输送的大量润滑油能够流动直到涡轮侧的径向轴承(13)的支座，且在该处在中间腔室(17)最强烈的变细部的位置处阻碍了通过涡轮侧的径向轴承所输送的较小的油量的流出。同样呈现了带有这样的装置的废气涡轮增压器。

技术领域

本发明涉及废气涡轮增压器的领域。

本发明涉及一种用于分离在废气涡轮增压器的容纳润滑油的轴承壳体内的润滑油流的装置和一种带有这样的装置的废气涡轮增压器。

废气涡轮增压器使用内燃机的废气，以为了压缩待供应给内燃机的燃烧用空气。通过燃烧用空气的预压缩或者增压，提高了充填量且因此也增加了在发动机的缸体中的燃料混合物，从而能够实现发动机的效率的明显的提升。就此而论所使用的废气涡轮增压器标准地由转子(该转子由涡轮叶轮(Turbinenrad，有时候称为涡轮转子)、压缩机叶轮(Verdichterrad，有时候称为压缩机转子)以及使这些构件相连接的轴组成)、轴承和固定的壳体件如涡轮壳体、压缩机壳体和容纳轴承的轴承壳体组合而成。

废气涡轮增压器的位于轴承壳体内的轴承标准地包括两个径向轴承和一个轴向轴承，润滑油通过为此设置的管路被供应以分别用于这些轴承的润滑。润滑油除了润滑功能外还相对于在涡轮壳体中存在的运行温度承担了冷却功能，该运行温度根据工作点能够达到直至600°C到1000°C。为了防止润滑油到达压缩机的或涡轮的邻接的壳体，轴承壳体具有相应的密封件如例如活塞环以及集油室系统。在集油室中收集的润滑油借助于重力导引到位于轴下面的油排出开口中。

背景技术

废气涡轮增压器的涡轮能够提供为径流式涡轮，在该径流式涡轮中废气流基本上关于转子轴线以径向上来自外面的方式在涡轮叶轮的方向上导引，或实现为轴流式涡轮。在后者的情况下发动机的驱动涡轮的废气轴向地流向涡轮。废气首先同样在轴向的方向上通过涡轮壳体的在气流方向上位于轴流式涡轮的涡轮叶轮后面的气体出口导出。气体出口的相应的轴向伸延的区段围绕轴承壳体的联接到涡轮壳体处的部分。轴向延伸的涡轮壳体部分与轴的径向距离通过涡轮叶轮的半径预先确定。取决于该预先确定的径向距离，相比于压缩机侧的轴承壳体区域，更小的空间供联接到涡轮壳体处的轴承壳体区域使用。轴承壳体的与涡轮壳体相邻的部分因此沿着轴在朝向涡轮的方向上在其径向尺寸方面逐渐变细。这种逐渐变细影响在位于轴承壳体的区域中的轴承周围的空间情况且因此影响输送通过轴承的润滑油的流出可能性。

输送通过轴向轴承的润滑油的份额超过输送通过径向轴承的量。输送通过径向轴承的润滑油首先相对于轴基本上在轴向方向上从径向轴承中离开。与此相对，输送通过轴向轴承的润滑油的大部分以高的速度径向向外甩出且碰撞轴承壳体的周围的壁。轴向轴承相对于径向轴承的布置以及尤其在轴向轴承周围的空间情况在此影响油导出的可能性。

在下文参照轴承沿着带有轴流式涡轮的涡轮增压器的轴的布置，在其中在压缩机侧的径向轴承之后首先是轴向轴承且紧接着是涡轮侧的径向轴承。在轴承沿着轴的其它布置中例如在布置在压缩机侧的轴向轴承和在涡轮方向上紧接着沿着轴存在的径向轴承的情形下的布局中，在下文所描述的两个被影响的润滑油流的问题不以该形式出现。

在下文在使用术语在轴“之上”和“之下”时采用这样的坐标系，即在该坐标系中涡轮增压器竖立在水平面上且涡轮增压器的轴因此水平地伸延。用语“在…之上”和“在…之下”就此而论应关于竖向即通过重力给出的方向理解。在装配时涡轮增压器的实际的取向能够不同于之前所描述的水平的取向。