(57)【要約】【課題】さらにより適切な態様で、過給機のオイル消費体のうちの異なるオイル消費体にオイルを供給し得る排気タービン過給機を提供すること。【解決手段】本発明は、排気タービン過給機に関し、この排気タービン過給機は、筐体（１０）と、筐体（１０）に一体化されたオイル分配空間（３）と、筐体（１０）に形成された少なくとも１つのオイル流入部（１）であって、オイル分配空間（３）と連通し、このオイル流入部を介してオイル流動がオイル分配空間（３）に流入する、オイル流入部と、それぞれがオイル分配空間（３）と流体連通した複数のオイル消費体（５ａ、５ｂ）と、を備える。【選択図】図２
2019011759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）筐体（１０）と、
ｂ）前記筐体（１０）に一体化されたオイル分配空間（３）と、
ｃ）前記筐体（１０）内に形成された少なくとも１つのオイル流入部（１）であって、前記オイル分配空間（３）と連通し、オイル流動が当該オイル流入部を介して前記オイル分配空間（３）に流入する、オイル流入部と、
ｄ）それぞれが前記オイル分配空間（３）と流体連通している複数のオイル消費体（５ａ、５ｂ）と、
を備え、
ｅ）前記オイル分配空間（３）が、少なくとも１つの分離壁（２；２ａ、２ｂ）によって少なくとも２つのオイルチャンバ（３ａ、３ｂ、３ｃ）に細分され、前記オイルチャンバが、前記オイル流入部（１）に対して、前記オイル流入部（１）を通して流入するオイル流動が少なくとも２つの前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ、３ｃ）それぞれに入るように、配設されており、
ｆ）少なくとも２つの前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ、３ｃ）それぞれが、少なくとも１つのオイルダクト（４ａ、４ｂ、４ｃ）を介して、前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ、３ｃ）それぞれに割り当てられた少なくとも１つの前記オイル消費体（５ａ、５ｂ）に接続されていることを特徴とする排気タービン過給機。
【請求項２】
少なくとも２つの前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ、３ｃ）が、それぞれで規定されたオイル容積を受けるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の排気タービン過給機。
【請求項３】
少なくとも１つの分離壁（２ａ、２ｂ）が、前記オイル分配空間（３）内に突出する第１端部と、前記オイル分配空間（３）の底部にまたは壁に閉じて接続された第２端部と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の排気タービン過給機。
【請求項４】
少なくとも２つの前記分離壁（２ａ、２ｂ）の自由端部である前記第１端部が、重力方向に基づいて、異なる高さにあることを特徴とする請求項３に記載の排気タービン過給機。
【請求項５】
少なくとも１つの前記分離壁（２ａ、２ｂ）に対して垂直に見た平面において、少なくとも１つの前記分離壁（２ａ、２ｂ）の前記平面が、重力方向に平行な成分を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項６】
同じ前記オイルチャンバ（３ｂ）にある少なくとも２つの前記オイルダクト（４ｂ、４ｃ）の出口が、重力方向で見て、異なる高さにあることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項７】
それぞれが異なる前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ）に至る少なくとも２つの前記オイルダクト（４ｂ、４ｃ）の出口が、重力方向で見て、異なる高さにあることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項８】
前記オイル流入部（１）が、重力方向に基づいて、前記オイル分配空間（３）の上壁に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項９】
前記オイル流入部（１）及び前記オイル分配空間（３）が、ポンプ駆動式オイル回路の要素であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項１０】
前記オイル流入部（１）及び前記オイル分配空間（３）が、前記筐体に関して外部にあるオイルタンクに接続されており、前記オイルタンクが、ポンプ駆動式オイル回路の要素であることを特徴とする請求項９に記載の排気タービン過給機。
【請求項１１】
少なくとも２つの前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ）のうちの第１オイルチャンバ（３ａ）には、案内装置（６）が設けられており、
前記案内装置が、外部の前記オイルタンクから前記オイル流入部（１）を通して流入するオイル容積全流量を専ら方向付けるように、設計されかつ構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の排気タービン過給機。
【請求項１２】
ａ）圧縮機ホイール及びタービンホイールを支えるシャフト（７）と、
ｂ）前記筐体（１０）を形成する軸受筐体であって、前記シャフト（７）に備え付けるためのオイル消費体としての複数の径方向軸受（５ａ、５ｂ）を有する、軸受筐体と、
を少なくとも備え、
ｃ）前記オイル分配空間（３）が、前記支持筐体に一体化されており、前記オイル流入部（１）が、前記支持筐体内に形成されており、
ｄ）少なくとも２つの前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ）それぞれが、少なくとも１つの前記オイルダクト（４ａ、４ｂ、４ｃ）を介して、前記オイルチャンバ（３ａ、３ｂ）それぞれに割り当てられた少なくとも１つの特定の前記径方向軸受（５ａ、５ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項１３】
複数の前記径方向軸受（５ａ、５ｂ）が、少なくとも１つの圧縮機側径方向軸受（５ａ）と、前記シャフト（７）の少なくとも１つのタービン側径方向軸受（５ｂ）と、を備えることを特徴とする請求項１２に記載の排気タービン過給機。
【請求項１４】
前記シャフト（７）に対して、周方向で見て、前記オイル分配空間（３）が、円扇形状横断面を有し、少なくとも１つの前記分離壁（２ａ、２ｂ）が、前記オイル分配空間（３）の前記円扇形状横断面を複数の部分扇形状オイルチャンバ（３ａ、３ｂ、３ｃ）に再分離し、前記部分扇形状オイルチャンバが、互いに間隔をあけており、
少なくとも１つの第１の前記部分扇形状オイルチャンバ（３ａ）が、少なくとも１つの第１の前記オイルダクト（４ａ）を介して前記シャフト（７）の前記圧縮機側径方向軸受（５ａ）に接続されており、少なくとも１つの第２の前記オイルダクト（４ｂ）が、少なくとも１つの第２の前記オイルダクト（４ｂ）を介して前記タービン側径方向軸受（５ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の排気タービン過給機。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記第１のオイルダクト（４ａ）が、前記シャフトの軸方向に基づいて、少なくとも１つの前記第２のオイルダクト（４ｂ）に対して軸方向でずらされていることを特徴とする請求項１４に記載の排気タービン過給機。
【請求項１６】
前記オイル分配空間（３）が、軸方向で見て、前記径方向軸受（５ａ、５ｂ）すべてを覆うように延在していることを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項１７】
少なくとも２つの前記オイル消費体が、複数の前記径方向軸受（５ａ、５ｂ）に加えて、少なくとも、噴霧式オイル冷却装置及び前記シャフト（７）の軸方向軸受を有することを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項１８】
前記オイル分配空間（３）が、重力方向に対して、少なくとも２つの前記オイル消費体（５ａ、５ｂ）の上方に少なくとも部分的に配設されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の排気タービン過給機。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載の排気タービン過給機を少なくとも１つ有することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気タービン過給機に関し、この排気タービン過給機は、請求項１の前段のように、筐体と、筐体に一体化されたオイル分配空間と、筐体に形成された少なくとも１つのオイル流入部であってオイル分配空間と連通し、オイルがこのオイル流入部を通してオイル分配空間に流入する、オイル流入部と、それぞれがオイル分配空間と流体連通した複数のオイル消費体と、を備える。本発明は、同様に、請求項１９にかかるこのような排気タービン過給機を少なくとも１つ有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に排気タービン過給機の径方向軸受及び軸方向軸受には、動作中に潤滑油が供給されなければならない。このため、排気タービン過給機は、ポンプ駆動式潤滑油回路に接続されており、一のフランジにおいて潤滑油が供給され、第２のフランジ部においてオイルの排出が確実にされる。排気タービン過給機に取り付けられた緊急オイルタンクまたはこのために必要な接続ラインを有する排気タービン過給機から出た緊急オイルタンクに替えて、適切な大型のオイル分配空間は、同様に、タービン過給機の支持筐体に一体化され得る。このため、一体化したオイルタンクは、排気タービン過給機の支持筐体に設けられ得る。
【０００３】
一体型オイルタンクまたはオイル分配空間を設ける理由は、例えばポンプに欠陥がある結果として潤滑油回路に不具合がある場合に、排気タービン過給機に潤滑油を緊急的に供給するためであり、この一体型オイルタンクまたはオイル分配空間は、支持筐体に一体化されている。支持筐体内のこのオイルタンクまたはオイル分配空間は、ポンプに不具合がある場合または潤滑油を用いた潤滑油供給に障害が生じた場合に、径方向軸受及び軸方向軸受のような排気タービン過給機のオイル消費体に一時的に供給し、排気タービン過給機の静止状態を継続させる軸受損傷を防止する。
【０００４】
このような一体側オイル分配空間のさらなる理由は、様々なオイル消費体により簡素に供給するため、特に、径方向軸受及び軸方向軸受に潤滑油をより簡素に供給するため、である。排気タービン過給機において、複数の軸受と適切な場合には例えば様々な壁の噴霧オイル冷却のようなさらなるオイル消費体とには、常に潤滑油が供給されなければならない。これは、支持筐体に一体化されたオイル分配空間に影響を及ぼす。オイル分配空間を支持筐体内に適切に配設することにより、様々なオイル消費体には、短いラインダクトまたはオイル孔を用いてオイル分配空間を介して潤滑油が供給され得る。これにより、支持筐体における過剰に長い穿孔式または鋳造式オイルダクトを省略する。
【０００５】
支持筐体に一体化されたオイルタンクと一体化されたオイル分配空間とは、伴うオイル容積が実質的に異なる。オイル容積が大きい一体化されたオイルタンクは、好ましくは、緊急注油供給のために設計され得る一方、オイル分配空間のオイル容積は、このようには設計され得ない、または、このために適切ではない。一体化したオイル分配空間の場合において、さらなる外部オイルタンクは、オイルの必要性に応じて必要とされ得る。ダクトまたは一体化したオイル分配空間もしくは一体化したオイルタンクを通したオイル供給により、オイル消費体すべてには、ほぼ同じ期間にわたって潤滑油が供給される。
【０００６】
しかしながら、例えばタービン側軸受における熱放散のような様々な理由により、緊急（オイル供給の障害）時に異なる期間だけ軸受に潤滑油を供給する必要があり得るまたは供給することが実務的であり得る。すなわち、一体化したオイル分配空間または一体化したオイルタンクによって、異なるオイル消費体または異なる軸受により長いまたはより短い期間にわたってオイルを供給することができ得る。例えば特許文献１などの従来技術によれば、一体化したオイルタンクのまたは一体化したオイル分配空間の様々なレベルで別個に潤滑油を放出させることによって達成され、すなわち、オイルを供給するラインの出口は、オイルタンクからまたはオイル分配空間から供給された２つの径方向軸受のうちの１つを選ぶために、オイルタンクにおけるまたはオイル分配空間における異なる高さレベルに配設される。しかしながら、要件を満たすように排気タービン過給機の様々なオイル消費体にオイルを供給することは、これのみによって適合するとは考えられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第２０５４５９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、要件を満たすためにさらにより適切な態様で、過給機のオイル消費体のうちの異なるオイル消費体にオイルを供給し得る方法で、上述したタイプの排気タービン過給機をさらに発展させるという目的に基づいている。さらに、少なくとも１つのこのような排気タービン過給機を有する内燃機関を同様に利用可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１及び１９にかかる特徴によって解決される。
【００１０】
本発明は、筐体と、筐体に一体化されたオイル分配空間と、筐体内にある少なくとも１つのオイル流入部であって、オイル分配空間と連通し、オイル流動がオイル流入部を介してオイル分配空間に流入する、オイル流入部と、それぞれがオイル分配空間と流体連通している複数のオイル消費体と、を備える、排気タービン過給機に基づいている。
【００１１】
排気タービン過給機の筐体は、排気タービン過給機の構成部材または組立体を収容する任意の筐体を意味する。オイル分配空間は、少なくとも部分的に潤滑剤を充填したまたはし得る任意の空間であってその後この空間から潤滑油を様々なオイル消費体に分配する空間を意味する。筐体内に一体化されたオイルタンクも同様である。オイルは、オイル消費体を潤滑させるように機能する潤滑油を意味する。
【００１２】
本発明によれば、オイル分配空間またはオイルタンクは、少なくとも１つの分離壁によって少なくとも２つのオイルチャンバに細分されており、これらオイルチャンバは、特にそれぞれ互いに隣接して配設されており、これらオイルチャンバは、オイル流入部に対して、オイル流入部を通して流入するオイル流動が少なくとも２つのオイルチャンバそれぞれに入り得るように配設されかつ設計されている。さらに、少なくとも２つのオイルチャンバそれぞれは、少なくとも１つのオイルダクトを介して、オイルチャンバそれぞれに割り当てられた少なくとも１つの特定のオイル消費体に接続されている。
【００１３】
少なくとも１つのオイルダクトは、当該オイルチャンバとこのオイルチャンバに割り当てられたオイル消費体との間の流体接続を形成し、できる限り短くなるように具現化されるべきである。
【００１４】
オイルチャンバは、一方では分離壁によってかつ他方ではオイル分配空間の内壁によって、または、分離壁のみによって、区切られている。少なくとも１つの分離壁は、例えばオイル分配空間の内壁に締結されているまたは固定されている。オイルチャンバは、例えば重力方向で見ると、頂部に向けて少なくとも部分的に開いている。そして、オイル流入部を通して供給されたオイルは、頂部から、頂部に向けて開口しているオイルチャンバに流入する。オイルチャンバの及び／またはオイル流入部の構成及び位置は、完全に任意である。例えば、重力方向で見て、オイル流入部を頂部に、斜め方向に、横方向に、または底部に配設すること、及び、オイル容積への流入部及びオイル容積からの流出部を明らかに除いて、複数のオイルチャンバのうちの少なくとも１つが閉じたオイル容積を形成すること、は、想定可能である。
【００１５】
しかしながら、一体化したオイルタンクまたはオイル分配チャンバを２以上のオイル分配空間またはオイルチャンバに細分することは、新規である。これは、少なくとも２つのチャンバの閉じたオイル容積によって、または、オイル分配空間内に配設された少なくとも１つの分離壁によって、実現される。オイル分配空間内で様々なオイルチャンバに分離させ、１以上のオイル消費体をオイルチャンバそれぞれに接続することにより、オイル量それぞれ及びオイル供給時間は、障害の結果としてオイル分配空間の補充がもはやできない場合に、個別に決定され得る。排気タービン過給機の動作中にオイル消費体に連続的にオイルを供給するオイルダクトにより、オイル分配空間内のオイルレベルは、ポンプ駆動式潤滑油回路に不具合がある場合に低下し、それにより、オイルは、最初のうちは依然として完全に充填されているオイルチャンバから吸引される。オイルチャンバのオイル容積の寸法は、分離壁の位置及び寸法によって区切られており、ポンプ駆動式潤滑油回路に不具合が生じた後に当該オイルチャンバに接続されている１以上の消費体のために依然として利用可能であるオイル量とオイル供給のために依然として残っている時間とを規定する。
【００１６】
したがって、少なくとも１つの分離壁からなる適切な形態により、例えば筐体を冷却するための噴霧オイルのようなオイル消費体は、比較的早い時期にオイル供給が中止され得、タービンホイール及び圧縮機ホイールを支えるシャフトのための径方向軸受及び軸方向軸受のような排気タービン過給機の様々な軸受には、様々な期間にわたってオイルが供給され得る。
【００１７】
したがって、本発明によれば、個別のオイル消費体には、ポンプ駆動式循環オイル供給に不具合がある時に、個別の期間にわたって、特に段階的な態様で、一体型オイルタンクまたはオイル分配空間内に依然として存在している潤滑油が供給され得る。このため、タービンホイールの径方向軸受及び軸方向軸受のような重要な軸受や例えば圧縮機ホイールを支える排気タービン過給機のシャフトには、優先的に、駆動しているギアの静止状態まで、あるオイル供給時間にわたってあるオイル量が供給される。
【００１８】
すでに上述したように、筐体に一体化されたオイル分配空間は、これに伴うオイル容積によって異なる。オイル容積が大きい一体型オイル分配空間は、例えば緊急潤滑油供給のために設計され得る。オイル容積が小さい一体型のいる分配空間の場合に、筐体に対して追加的である外部オイルタンクは、オイル要件に応じて必要とされ得る。
【００１９】
オイルチャンバによって収容され得るオイル量それぞれは、（同様に、）当該オイルチャンバを重力方向で区切る１以上の分離壁の範囲に依存する。特に１以上の当該分離壁の自由端部のレベルに対応するあるレベルにオイルが達すると、オイルは、例えば隣接するオイルチャンバ内に溢れる。
【００２０】
従属請求項で言及した手段により、本発明の有利なさらなる発展及び改良が可能である。
【００２１】
好ましい形態によれば、少なくとも２つのオイルチャンバは、それぞれで規定されたオイル量を受けるように形成されている。特に、寸法が異なるオイル量を受けるための少なくとも２つのオイルチャンバが形成され得る。そして、オイルチャンバに接続されたオイル消費体それぞれには、例えば様々な期間にわたって、オイルが供給され得る。
【００２２】
特に、少なくとも１つの分離壁は、オイル分配空間内へ突出する第１自由端部であって例えば重力方向を向くまたはこの方向を向く成分を有する第１自由端部と、オイル分配空間の底部すなわち壁にまたは排気タービン過給機の他の素子に閉じるよう接続された第２端部と、を備え得る。さらに、例えば分離壁によって形成されたオイルチャンバは、重力方向で見ると、例えば、特に頂部に向けて少なくとも部分的に開口している。
【００２３】
特に好ましくは、少なくとも２つの分離壁の第１自由端部は、同様に、重力方向で見ると、異なるレベルを有し得る。同様に、これは、分離壁によって画成されたオイルチャンバが様々なオイル容積である結果として生じ得る。
【００２４】
さらに、少なくとも１つの分離壁の平面は、少なくとも１つの分離壁に垂直な平面で見ると、重力方向に平行な成分を有し得る。すなわち、分離壁は、垂直方向を向く成分を有する。
【００２５】
さらなる展開によれば、同じオイルチャンバにおける少なくとも２つのオイルダクトの出口は、重力方向で見ると、異なるレベルを有し得る。これらレベルにより、当該オイルチャンバから当該オイルダクトへのオイル流出の時間ベースの順序を事前に決定し得る。
【００２６】
これに加えてまたはこれに替えて、異なるオイルチャンバに接続された少なくとも２つのオイルダクトの出口は、重力方向で見ると、異なるレベルを有し得る。これらレベルにより、当該オイルチャンバからオイルチャンバに割り当てられたオイルダクトそれぞれへの、ひいては当該オイル消費体へのオイル流出の時間ベースの順序をこれらレベルにより事前に決定し得る。
【００２７】
特に好ましくは、オイル流入部は、重力方向で見ると、オイル分配空間の上壁に配設されている。オイル分配空間へのすなわちオイル分配空間内に配設されたオイルチャンバへの残余オイルによるオイル供給は、潤滑油回路のポンプにすでに不具合があるときでさえも、重量の影響の結果として、依然として達成され得る。
【００２８】
好ましくは、オイル流入部及びオイル分配空間は、ポンプ駆動式潤滑油回路の要素を構成する。すなわち、オイル流入部及びオイル分配空間は、標準的な潤滑油回路の要素であり、ポンプ駆動式潤滑油回路が損傷していないまたはポンプ駆動式潤滑油回路に不具合がある場合に、オイルは、この潤滑油回路を通って流動する。
【００２９】
しかしながら、代替例によれば、オイル流入部及びオイル分配空間は、同様に、標準的な潤滑油回路に加えてまたは標準的な潤滑油回路と並列に設けられ得、オイル容積部分流動は、例えば緊急オイル供給のために、オイル容積全流動から分岐される。
【００３０】
さらに、オイル流入部、ひいてはオイル分配空間は、筐体に対して外部にあるオイルタンクに接続され得、このオイルタンクは、例えば、ポンプ駆動式潤滑油回路の要素を形成する。
【００３１】
この形態のさらなる展開によれば、案内装置は、特にオイル分配空間内に設けられ得、この案内装置は、オイルの流動方向で見ると、少なくとも１つの分離壁の上流側に配設されており、この案内装置は、案内装置がオイル容積全流動を外部オイルタンクからオイル流入部を通して専ら少なくとも２つのオイルチャンバのうちの第１オイルチャンバ内に流動するように向けるように、設計されかつ配設されている。
【００３２】
そして、オイル容積全流動のうち第１オイルチャンバ内に導かれたオイル容量部分流動は、例えば分離壁の第１自由端部を越えて、少なくとも１つの第２オイルチャンバ内に溢れ得る。ここで規定され得ることは、標準通常動作において、少なくとも１つの第２オイルチャンバには、分離壁の第１自由端部を越えて溢れたオイル容積部分流動によって専らオイル供給されること、である。案内装置によってオイル容積全流動のうち第１チャンバ内に流入する第１オイル容積部分流動は、その後、この第１オイルチャンバに接続されているオイル消費体によるオイル消費の結果として吸引される一方、ポンプ駆動式潤滑油回路が依然として損傷していない状態で、第２オイル容積部分流動は、分離壁の第１自由端部を越えて第２オイルチャンバ内に溢れ、その結果、この第２オイルチャンバに接続されている１以上のオイル消費体には、オイルが供給される。
【００３３】
しかしながら、特にポンプ駆動式潤滑油回路に障害がある（緊急オイル動作）場合、外部オイルタンクは、徐々に空になり、残っている残余オイルは、専ら第１オイルチャンバに流入する一方で、オイルは、第１及び第２オイルチャンバに接続されているオイル消費体によって誘引され続ける。このため、第１オイルチャンバ内のオイルレベルは、落ち、それにより、オイルレベルは、同時に、分離壁の第１自由端部において分離壁のレベルよりも低くなる。その結果、オイル容積部分流動は、第１オイルチャンバから第２オイルチャンバにもはや流入せず、その後、第１オイルチャンバよりも早く空になる。これら手段のため、第１オイルチャンバに接続されている１以上の消費体へのオイル供給は、第２オイルチャンバに接続されている１以上の消費体よりも優先して付与され得る。
【００３４】
案内装置は、特に、少なくとも１つの案内ブレードを備え得、オイル流入部内にまたはオイル流入部の後に配設され得る。特に、オイル流入部は、同様に、オイル流入部が案内装置自体を形成するように配設され得る、形成され得るまたは位置合わせされ得る。
【００３５】
排気タービン過給機は、特に、圧縮機ホイール及びタービンホイールを支えるシャフトと、シャフトに備え付けるための複数の径方向軸受をオイル消費体として有する筐体を形成する支持筐体と、を備え得、オイル分配空間は、支持筐体に一体化され、オイル流入部は、支持筐体内に形成されており、少なくとも２つのオイルチャンバそれぞれは、少なくとも１つのオイルダクトを介して、オイルチャンバそれぞれに少なくとも１つのオイルダクトを介して割り当てられた少なくとも１つの特定の径方向軸受に流体接続されている。
【００３６】
複数の径方向軸受は、例えば、少なくとも１つの圧縮機側径方向軸受と、シャフトの少なくとも１つのタービン側径方向軸受と、を備える。
【００３７】
シャフトに関して、オイル分配空間は、周方向で見ると、例えば、円扇形状横断面を有し、少なくとも１つの分離壁は、オイル分配空間の円扇形状横断面を互いに離間する複数の部分扇形状オイルチャンバに細分し、少なくとも１つの第１の部分扇形状オイルチャンバは、少なくとも１つの第１のオイルダクトを介して、シャフトの少なくとも１つの圧縮機側径方向軸受と接続されており、少なくとも１つの第２の部分扇形状オイルチャンバは、少なくとも１つの第２のオイルダクトを介して、少なくとも１つのタービン側径方向軸受と接続されている。
【００３８】
さらに、少なくとも１つの第１のオイルダクトは、シャフトの軸方向に基づいて、少なくとも１つの第２のオイルダクトに対して軸方向にずらされている。
【００３９】
好ましくは、オイル分配空間は、軸方向で見ると、径方向軸受すべてにわたって延在する。
【００４０】
好ましくは、少なくとも２つのオイル消費体は、複数の径方向軸受に加え、噴霧オイル冷却装置とシャフトの軸方向軸受とを少なくとも追加的に有し得る。そして、追加的なオイル消費体双方は、例えば、オイルダクトを介して第１オイルチャンバにまたは第２オイルチャンバに接続され得る。しかしながら、同様に（それぞれの場合において）想定可能であることは、２つのオイル消費体に対して別個のオイルチャンバがあることである。
【００４１】
上述した部分扇形状オイルチャンバに加え、この部分扇形状オイルチャンバに垂直に配設された少なくとも１つの軸方向オイルチャンバは、同様に設けられ得、２つの上記オイル消費体は、この軸方向オイルチャンバに接続されている。
【００４２】
重力方向に対して、オイル分配空間は、少なくとも２つのオイル消費体の上方に少なくとも部分的に配設されており、それにより、ポンプ駆動式潤滑油回路に不具合がある時において残余オイルによる補充は、重力によって依然として実現され得る。
【００４３】
本発明は、同様に、上述した少なくとも１つの排気タービン過給機を備える内燃機関に関する。内燃機関は、例えば、ディーゼルエンジン、特に重油で動作される大型ディーゼルエンジンであり得る。
【００４４】
以下において、本発明の例示的な実施形態は、図面に示され、以下の説明においてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる好ましい実施形態の排気タービン過給機におけるタービンホイール及び圧縮機を担持するシャフトの支持筐体を通る断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明にかかるさらなる実施形態の排気タービン過給機における支持筐体を通る断面図である。
【図４】本発明にかかるさらなる実施形態の排気タービン過給機における支持筐体を通る断面図である。
【図５】本発明にかかるさらなる実施形態の排気タービン過給機における支持筐体を通る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図面には、使用時の位置で排気タービン過給機が示されており、それにより、頂部、底部または横方向に示された構成部材及び組立体は、特に本件において垂直に延在する重力の方向に関して、実際に頂部、底部または横方向に配設されている。
【００４７】
図１は、好ましい実施形態にかかる排気タービン過給機の支持筐体１０の断面を示す。排気タービン過給機の支持筐体１０には、一端部において図示しないタービンホイールを支え他端部において同様に図示しない圧縮機ホイールを支えるシャフト７が回転可能に備え付けられている。支持筐体１０の両端部において、少なくとも１つの径方向軸受、すなわち圧縮機側径方向軸受５ａ及びタービン側軸受５ｂが各別に設けられている。２つの径方向軸受５ａ、５ｂそれぞれには、支持筐体１０に一体化されたまたは支持筐体内に形成されたオイル分配空間３から潤滑油が供給されている。このオイル分配空間３は、好ましくは、シャフト７の軸方向で見て、軸方向に径方向軸受５ａ、５ｂ双方にわたってかつ軸受を越えて延在する。オイル分配空間３は、好ましくは、重力に関して、少なくとも部分的に、径方向軸受５ａ、５ｂの上方に、すなわちシャフト７の上方に位置し、これにより、外部ポンプや重力による圧力負荷を用いずに、必要に応じて、オイル分配空間内に蓄積されているオイルがシャフト７の径方向軸受５ａ、５ｂへ流入することを確実にする。この重力ベースでオイルを供給することを確実にするため、オイル分配空間３からのまたはオイル分配空間３にあるオイルダクト４ａ、４ｂの出口からの流出は、シャフト７の最も低い部分と少なくとも同じ高さでなければならない。
【００４８】
オイル分配空間３には、好ましくは上壁において、支持筐体１０に形成されたオイル流入部１を通して潤滑油が供給され、オイル流入部は、この場合において、好ましくは、重力方向で見ると、オイル分配空間３において頂部に至る。ここで、オイル流入部１及びオイル分配空間は、好ましくは、標準的なポンプ駆動式潤滑油回路の流路と協働する要素であり、したがって、オイル流動は、これらオイル流入部及びオイル分配空間を通して、径方向軸受５ａ、５ｂ及び以下でさらに説明するさらなる潤滑油消費体に目的の潤滑油を供給する過程において流動する。これに加え、オイル流入部１及びオイル分配空間は、同様に、緊急オイル供給のみのために、標準的なポンプ駆動式潤滑油回路に加えてまたは並列に設けられ得る。
【００４９】
さらに、オイル分配空間３に至るオイルダクト４ｃがあり、このオイルダクトは、他側において、図示しないさらなるオイル消費体としてのシャフトの軸方向軸受に流体接続されている。特に、オイルダクト４ｄは、同様に、オイル分配空間３内に至り、このオイル分配空間は、他側において、図示しない排気タービン過給機の壁のための噴霧オイル冷却装置に流体接続されている。その結果、排気タービン過給機の上記オイル消費体へのオイル供給は、オイル流入部１及びオイル分配空間の影響を完全に受ける。
【００５０】
標準的な通常動作中に、オイル供給は、オイル流入部１、一体化されたオイル分配空間３及びオイルダクト４ａ、４ｂ、４ｃによって達成され、それにより、オイル分配空間３には、連続的に流れる。あるいは、オイル供給は、一体化されたオイルタンクによって行われ得るが、同様に、通常のオイル回路に不具合があるときにのみに行われ得る。
【００５１】
図２から明らかなことであるが、オイル分配空間３は、この場合において、例えば２つの分離壁によって互いに隣接して配設された３つのオイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃに細分されており、これらオイルチャンバは、オイル流入部１を用いて流動するポンプ駆動式オイル流動によって充填される。その限りにおいて、オイル分配空間へのオイル流入部の出口の位置は、重要ではない。
【００５２】
ここで、図２の左側において、オイルチャンバ３ａは、例えば、オイルダクト４ａを介して圧縮機側径方向軸受５ａに接続されており、図２の右側において、オイルチャンバ３ｂは、オイルダクト４ｂを介して、タービン側径方向軸受５ｂに接続されており、図２の中間において、オイルチャンバ３ｃは、オイルダクト４ｃを介して、シャフト７の軸方向軸受に接続されている。好ましくは短いオイルダクト４ａ、４ｂ、４ｃが存在するために、図２及び後続の図面では、オイルダクト４ａ、４ｂ、４ｃが単一の描画平面内に突出されていることが明らかである。
【００５３】
そして、オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃは、一側において分離壁２ａもしくは２ｂによってまたは複数の分離壁２ａ、２ｂによって、さらに、他側において、オイル分配空間３の内壁によって、区切られている。しかしながら、分離壁によってオイルチャンバを専属的に区切ることは、同様に想定し得る。
【００５４】
図２において明確に示すように、オイル分配空間３は、シャフト７に対してみると、周方向において、円扇形状横断面を有し得、分離壁２ａ、２ｂは、オイル分配空間３の円扇形状横断面をこの場合において、互いに間隔をあけた３つの部分扇形状オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃに細分する。
【００５５】
分離壁２ａ、２ｂそれぞれは、オイル分配空間３内へ突出する自由端部である第１端部と、第２端部と、を有し、この第２端部は、例えば、オイル分配空間３の底部側内壁に締結されているまたは固定されており、この位置でこれら分離壁は、オイルチャンバ３ａ、３ｂ及び３ｃを互いに閉じる。オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃは、例えば重力方向で見ると、例えば頂部に向けて完全に開口している。オイル流入部１は、この場合において、例えば重力方向で見ると、頂部に向けて開口しているオイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃの上方に配設されている。
【００５６】
そして、充填モードにおいてオイルがオイル流入部１を通してオイル分配空間３に流入すると、オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃは、すべて完全に充填される。これに加えて、オイル消費体によるオイル消費に応じて、オイル分配空間３を完全に充填することも可能である。連続的なオイル補充によって、オイルは、分離壁２ａ、２ｂの第１上端部を通って隣接するオイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれ内に流出する。
【００５７】
このため、オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃの及び／またはオイル流入部１の構成及び位置は、完全にランダムである。例えば、オイル流入部１が重力方向で見て横方向にもしくは底部に配設されていること、及び／または、オイルチャンバがもちろんオイルチャンバの流入部及び流出部を除いて閉じたオイル容積を形成すること、を想定できる。
【００５８】
例えばポンプに不具合がある結果としてポンプ駆動式潤滑油回路に欠陥があると、新規のオイルは、もはやオイル流入部１を介してオイル分配空間３内に供給されないが、一方で、上記オイル消費体は、オイルダクト４ａ、４ｂ、４ｃを介してオイル分配空間３からさらにオイルを連続的に吸引する。その結果、しばらくした後、例えば図２に示すように、オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃの分離壁２ａ、２ｂの第１頂端部によって規定されたレベル未満までオイル分配空間３内のオイルレベルが落ちる状態が実現される。そして、これら分離壁２ａ、２ｂを越えて隣接するオイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃ内にオイルが溢れることがもはや行われない。ただ単に、当該オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃに接続されたオイル消費体にオイルを供給するために、当該オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃ内に収容されているオイル容積が依然として利用可能なだけである。ポンプ駆動式潤滑油回路に不具合がある状態でオイルチャンバに接続された１以上のオイル消費体（または複数のオイル消費体）へのオイルの供給が依然として可能である期間は、当該オイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃのオイル容積の寸法によって決定される。その結果、分離壁２ａ、２ｂの適切な位置によってあらかじめ規定されているオイルチャンバ３ａ、３ｂ、３ｃのオイル容積は、結果として形成され、当該オイル消費体への緊急オイル供給のための期間を規定する。
【００５９】
また、オイルダクト４ａ及び４ｃまたは４ｂ及び４ｃそれぞれの出口は、重力方向に対して様々なレベルを有しており、それにより、これら出口の垂直位置は、同様に、緊急オイル供給の範囲に影響を及ぼす。
【００６０】
図３には、一実施形態が示されており、この実施形態では、左側の分離壁２ａの第１自由端部は、右側の分離壁２ｂの第１自由端部よりも高いレベルを有する。この結果、圧縮機側径方向軸受５ａに供給する左側のオイルチャンバ３ａでは、緊急オイル供給のための最大のオイル容積が保持され、一方、タービン側径方向軸受５ｂに供給する右側のオイルチャンバ３ｃのオイル容積は、左側のオイルチャンバと比較して、緊急オイル供給のために利用可能であるオイル容積を小さくする。一方で、最小オイル容積は、中間オイルチャンバ３ｃにある軸方向軸受のために利用可能である。
【００６１】
図４の実施形態では、単に単一の分離壁２ひいては単に２つのオイルチャンバ３ａ、３ｂが設けられている。圧縮機側径方向軸受５ａに接続されているオイルダクト４ａは、図４において、左側のオイルチャンバ３ａに至る。反対に、一方ではタービン側径方向軸受５ｂに接続され他方ではオイルダクト４ｃに接続されているオイルダクト４ｂは、左側のオイルチャンバ３ａと比較して若干大きい右側のオイルチャンバ３ｂに至る。さらに、オイルチャンバ３ｂ内のオイルダクト４ｂの出口の垂直レベルは、同様に、オイルダクト４ｃの出口の垂直レベルよりも下方に位置する。緊急オイル供給の場合において、結果として、圧縮機側径方向軸受５ｂ及び軸方向軸受に関して、タービン側径方向軸受５ａに関するよりも若干多いオイル容積が利用可能である。さらに、オイルダクト４ｂ及び４ｃの出口のレベルが異なるので、軸方向軸受よりも圧縮機側径方向軸受５ａのための右側のオイルチャンバ３ｂにおいて、緊急オイル動作中により多いオイル容積が利用可能である。
【００６２】
図５の実施形態では、オイル流入部１ひいてはオイル分配空間３は、支持筐体１０に対して外部オイルタンクに接続されており、このオイルタンクは、図５に示されておらず、例えばポンプ駆動式潤滑油回路の要素を形成する。
【００６３】
さらに、オイル分配空間３において、オイルの流動方向で見て、案内装置６は、図４のように、この場合において単一の分離壁２の上流側に配設されており、この案内装置は、案内装置がオイル容積全体流動を外部オイルタンクからオイル流入部１を通って左側のオイルチャンバ３ａに専ら流入するように専ら向けるように設計され配設されており、オイル容積全流動のうち内部段において左側のチャンバ３ａ内に向けられたオイル容積の部分流動は、しばらくした後に、分離壁２の自由端部を越えて右側のオイルチャンバ３ｂ内に溢れる。ここで、右側のオイルチャンバ３ｂには、分離壁の第１自由端部を越えて溢れたオイル容積部分流動から専らオイルが供給され得る。オイルダクト４ａ、４ｂ及び４ｃは、上記図４に関して説明したような態様で、接続しかつ至る。
【００６４】
ポンプ駆動式潤滑油回路が損傷していない状態で、オイル容積全流動のうち案内装置６のために左側のオイルチャンバ３ａ内に流入する第１オイル容積部分流動は、圧縮機側径方向軸受５ａによるオイル消費の結果として吸引される一方で、第２オイル容積部分流動は、分離壁２の第１自由端部を介して左側のオイルチャンバ３ｂ内に溢れ、その結果、左側のオイルチャンバ３ｂに接続されたオイル消費体（タービン側径方向軸受５ｂ及び軸方向軸受）には、オイルが供給される。
【００６５】
しかしながら、ポンプ駆動式潤滑油回路に欠陥がある場合（緊急オイル動作）において、外部オイルタンクは、徐々に空になり、残存している残余オイルは、左側のオイルチャンバ３ａに専ら流入し、一方で、オイルは、左側及び右側のオイルチャンバ３ａ、３ｂに接続されているオイル消費体によって吸引され続ける。そのため、左側のオイルチャンバ３ａのオイルレベルは、低下し、それにより、いくつかの段におけるオイルレベルは、分離壁の第１自由端部における分離壁２のレベルよりも低い。したがって、オイル部分流動は、左側のオイルチャンバ３ａから右側のオイルチャンバ３ｂ内にもはや溢れず、右側のオイルチャンバは、左側のオイルチャンバ３ａよりも早く空になる。これら手段により、左側のオイルチャンバ３ａに接続されている１以上の消費体へのオイルの供給は、右側のオイルチャンバ３ｂに接続されている１以上の消費体に対して優先され得る。
【００６６】
案内装置６は、特に、少なくとも１つの案内ブレードを備え得、オイル流入部１内にまたはオイル流入部の後に配設され得る。特に、オイル流入部１は、同様に、オイル流入部が案内装置自体を形成するように配設され得る、形成され得る、または位置合わせされ得る。
【符号の説明】
【００６７】
１  オイル流入部
２ａ／ｂ  分離壁
３  オイル分配空間
３ａ／ｂ／ｃ  オイルチャンバ
４ａ／ｂ／ｃ  オイルダクト
５ａ／ｂ  径方向軸受
６  案内装置／案内リブ
７  シャフト
１０  支持筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2019011759000001.pdf