KR19980035220A

KR19980035220A - Turbo rack protector

Info

Publication number: KR19980035220A
Application number: KR1019960053498A
Authority: KR
Inventors: 안병현
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1998-08-05

Abstract

본 발명은 터보 차저(Turbo Charger)에서의 터보 랙(Turbo Rag) 방지장치에 대한 것이다. 즉 본 발명은 컴프레서를 우회하여 흡기관과 공급관을 직접 연결되도록 한 바이패스관과, 흡입부압에 의해 내부의 다이아프램을 작동시켜 상기 바이패스관을 개폐시키도록 하는 진공 밸브와, 상기 진공 밸브로 공급되는 흡입부압을 전자적으로 단속시키도록 하는 솔레노이드 밸브 및, 상기 솔레노이드 밸브를 차속과 엔진 회전수에 따라 작동이 제어될 수 있도록 하는 전자 제어 장치로 이루어지도록 하므로서 엔진 회전수와 차속에 따라 전자적인 제어에 의해서 아이들시 바이패스관(10)을 개방시켜 다량의 흡입공기가 컴프레서를 거치지 않고 바로 실린더로 공급되면서 발진시의 터보 랙 발생을 방지시키는 동시에 가속 응답성을 향상시키고, 배기가스 배출량을 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 하는 구조이다The present invention relates to a turbo lag prevention apparatus in a turbo charger. That is, the present invention bypasses the compressor and bypass tube for direct connection between the intake pipe and the supply pipe, a vacuum valve for opening and closing the bypass pipe by operating an internal diaphragm by the suction negative pressure, and the vacuum valve. Electronic control according to the engine speed and the vehicle speed by being composed of a solenoid valve for electronically intermitting the supplied suction pressure, and an electronic control device for controlling the operation according to the vehicle speed and the engine speed By opening the bypass pipe (10) during idle, a large amount of intake air is supplied directly to the cylinder without passing through the compressor to prevent the occurrence of turbo racks during oscillation, while improving acceleration response and significantly reducing exhaust gas emissions. It is a structure that allows

Description

Turbo rack protector

본 발명은 터보 차저(Turbo Charger)에서의 터보 랙(Turbo Rag) 방지장치에 대한 것이다.The present invention relates to a turbo lag prevention apparatus in a turbo charger.

잘 알려진 바와같이 터보 차저는 일종의 송풍장치로서 배기가스의 유동 에너지를 이용하여 터빈을 회전시키게 되면 이것과 동시에 회전하게 되는 컴프레서에 의해 외부로부터 공기를 강제 흡입시킨 후 가압하여 실린더에 공급되도록 하는 것이다. 즉 도 3 에서 보는바와 같이 터빈(1)과 컴프레서(2)가 회전체로서 1개의 회전축(3) 양단에 장착되어 배기가스의 유동 에너지에 의해 터빈(1)을 회전시키게 되면 컴프레서(2)가 동시에 회전하면서 흡기관(4)을 통해 흡입되는 공기를 가압하여 스로틀 바디, 서지탱크, 흡기 매니폴드를 통해 실린더내로 공급될 수 있도록 하는 것이다.As is well known, a turbocharger is a type of blower that rotates a turbine by using the flow energy of exhaust gas to force air to be sucked from the outside by a compressor which rotates at the same time, and then pressurizes it to be supplied to a cylinder. That is, as shown in FIG. 3, when the turbine 1 and the compressor 2 are mounted on both ends of one rotary shaft 3 as a rotating body to rotate the turbine 1 by the flow energy of the exhaust gas, the compressor 2 At the same time while rotating to pressurize the air sucked through the intake pipe (4) to be supplied into the cylinder through the throttle body, the surge tank, the intake manifold.

하지만 상기와 같은 과급구조는 아이들상태에서 발진을 하게 되면 엔진 회전수만 상승되면서 일단 가속 반응이 늦게 일어나는 터보 랙 현상을 유발한다. 즉 아이들시의 낮은 과급압에 의해 터빈(1) 회전력이 낮게 형성되면서 컴프레서(2) 구동력이 적어져 적정한 공기 압축력이 형성되지 못하게 되므로 이때 가속 페달을 밟아 발진을 하게 되면 스로틀 밸브(10)가 열려지면서 바로 가속응답이 이루어지지 못하고 일단 스로틀 밸브(10)가 열려지면서 공급되는 공기에 의해 연소실에서 연소된 배출가스가 터빈(1)을 회전시켜 컴프레서(2)에 의해 충분한 압력의 흡기를 형성시키기까지는 얼마간의 지연 시간이 필요로 된다.However, the supercharged structure as described above causes a turbo rack phenomenon in which an acceleration reaction is delayed once the engine speed is increased when the engine starts in the idle state. In other words, the low boost pressure during idling causes the turbine 1 to have a low rotational force, thus reducing the compressor 2 driving force, thereby preventing the formation of proper air compression force. As soon as the throttle valve 10 is opened, the exhaust gas combusted in the combustion chamber by the air supplied by the throttle valve 10 rotates the turbine 1 to form an intake of sufficient pressure by the compressor 2. Some delay is required.

따라서 운전자가 가속 페달을 밟아 발진을 시도하더라도 차량은 머뭇거리면서 스텀블(Stumble)을 발생시키게 되며, 이러한 엔진 부조이후 일정 시간이 지난뒤에야 출발을 할 수가 있게 되므로 발진 응답성이 좋지 못할 뿐만 아니라 연료의 소비가 많게 되는 문제점이 있게 된다.Therefore, even if the driver attempts to start the vehicle by stepping on the accelerator pedal, the vehicle will hesitate and generate a stumble, and since the engine can start only after a certain time after starting the engine, the starter response is not good and fuel is not good. There is a problem that the consumption of a lot.

이에 상기한 문제점을 시정 보완시키기 위해 본 발명은 흡기계통에 컴프레서를 우회하는 바이패스관을 형성하고, 상기 바이패스관은 전자적인 제어에 의해서 아이들 상태에서 발진시 열려지면서 컴프레서를 통하지 않고 바로 엔진으로 흡입공기가 공급되면서 가속 응답성이 향상되도록 하여 엔진 출력을 증강시키는 동시에 연료 소비를 저감하고, 배기가스의 생성이 대폭 감소될 수 있도록 하는 터보 랙 방지장치를 제공하는데 목적이 있다.In order to compensate for the above problems, the present invention forms a bypass tube bypassing the compressor in the intake tube, and the bypass tube is opened directly when the engine is started in the idle state by the electronic control, without directly passing through the compressor. It is an object of the present invention to provide a turbo rack preventing device that increases the engine output by improving the acceleration response while supplying the intake air and reduces fuel consumption and significantly reduces the generation of exhaust gas.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은The present invention as a means for achieving the above object

컴프레서를 우회하여 흡기관과 공급관을 직접 연결되도록 하는 바이패스관과,Bypass pipe bypassing the compressor to directly connect the intake pipe and the supply pipe,

흡입부압에 의해 내부의 다이아프램을 작동시켜 상기 바이패스관을 개폐시키도록 하는 진공 밸브와,A vacuum valve which opens and closes the bypass pipe by operating an internal diaphragm by suction pressure;

상기 진공 밸브로 공급되는 흡입부압을 전자적으로 단속시키도록 하는 솔레노이드 밸브 및,A solenoid valve configured to electronically control the suction part pressure supplied to the vacuum valve;

상기 솔레노이드 밸브를 차속과 엔진 회전수에 따라 작동이 제어될 수 있도록 하는 전자 제어 장치로서 이루어지도록 하는 구성이 특징이다.The solenoid valve is characterized in that the configuration is made as an electronic control device that can be controlled to operate according to the vehicle speed and the engine speed.

도 1 은 본 발명에 따른 일실시예 구조도1 is a structural diagram of an embodiment according to the present invention

도 2 는 본 발명에 따른 제어선도2 is a control diagram according to the present invention

도 3 은 종래의 터보 차저의 구조도3 is a structural diagram of a conventional turbocharger

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of the code for the main part of the drawing

1 : 터빈 2 : 컴프레서1: turbine 2: compressor

4 : 흡기관 5 : 공급관4 intake pipe 5 supply pipe

6 : 배기관 11 : 바이패스관6: exhaust pipe 11: bypass pipe

12 : 진공 밸브 13 : 솔레노이드 밸브12 vacuum valve 13 solenoid valve

14 : 전자 제어 장치(Electronic Control Unit)14 Electronic Control Unit

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 일실시예 구조를 도시한 것으로서, 본 발명은 일정 차속과 엔진 회전수에서 솔레노이드 밸브(13)를 작동시켜 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압이 제어되도록 하므로서 바이패스관(11)을 통해 흡입 공기의 공급이 단속되도록 하는 구조이다.Figure 1 shows an embodiment structure according to the present invention, the present invention by operating the solenoid valve 13 at a constant vehicle speed and the engine speed to control the inlet pressure supplied to the vacuum valve 12 to bypass It is a structure to interrupt the supply of intake air through the pipe (11).

상기의 바이패스관(11)은 흡기계통의 흡기관(4)과 공급관(5)을 컴프레서(2)를 거치지 않고 우회하여 흡입 공기가 바로 실린더로 공급될 수 있도록 하는 흡기통로이다.The bypass pipe 11 is an intake passage for bypassing the intake pipe 4 and the supply pipe 5 of the intake pipe without passing through the compressor 2 so that the intake air can be directly supplied to the cylinder.

그리고 상기 진공 밸브(12)는 피스톤(12A)과 스프링(12B)과 다이아프램(12C)으로 구성되어 스프링(12B)측으로는 스로틀 밸브(10) 직후방으로부터 흡입부압이 유도되도록 하며, 상기의 흡입부압에 의해 다이아프램(12C)이 작동하면서 피스톤(12A)을 연동시켜 상기 바이패스관(11)을 개폐시키도록 하는 흡기 제어 밸브이다.The vacuum valve 12 is composed of a piston 12A, a spring 12B, and a diaphragm 12C so that the suction part pressure is induced from immediately after the throttle valve 10 to the spring 12B side, and the suction The diaphragm 12C is operated by the negative pressure to interlock the piston 12A to open and close the bypass pipe 11.

또한 상기 솔레노이드 밸브(13)는 상기 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압을 항상 차속과 엔진 회전수를 체크하는 전자 제어 장치(14, Electronic Control Unit, 이하 ECU로 약칭함)에 의해서 단속되도록 하는 흡입부압 단속수단이다.In addition, the solenoid valve 13 is to be intermitted by the electronic control unit 14 (hereinafter, abbreviated as ECU) that checks the inlet pressure supplied to the vacuum valve 12 at all times the vehicle speed and engine speed. Suction part pressure control means.

한편 상기의 솔레노이드 밸브(13)는 ECU(14)에 의해서 단순한 온/오프작용으로 흡입부압 통로를 단속하는 구성으로도 할 수가 있고, 이를 보다 정밀하게 제어되도록 하기 위해서 도 2 에서와 같이 엔진 회전수와 차속에 따른 듀티 제어(Duty Control)도 가능하다.On the other hand, the solenoid valve 13 can also be configured to control the suction negative pressure passage by the ECU 14 by a simple on / off action, in order to control this more precisely as shown in Figure 2 the engine speed Duty control is also possible depending on the vehicle speed.

도면 중 미설명부호 7은 배출관이고, 8은 웨이스트관(Waste Pipe)이며, 9는 배기관(6)에 과도한 배기압 형성시 배기압의 일부를 흡입 부압에 따라 상기 웨이스트관(8)을 통해 배출관(7)으로 바로 배출시켜 지나친 과급압 형성이 방지될 수 있도록 하는 웨이스트 게이트 밸브(Waste Gate Valve)이다.In the drawing, reference numeral 7 is a discharge pipe, 8 is a waste pipe, and 9 is a discharge pipe through the waste pipe 8 according to the suction negative pressure when a part of the exhaust pressure is formed in the exhaust pipe 6. It is a waste gate valve to discharge immediately to (7) to prevent excessive boost pressure formation.

상기한 구조에 따라 흡입부압이 낮게 형성되는 아이들시에는 ECU(14)에 의해서 솔레노이드 밸브(13)가 진공 밸브(12)로 유도되는 흡입부압 통로를 개방시키게 되므로 상기 진공 밸브(12)로는 흡입부압이 공급되면서 진공 밸브(12)의 피스톤(12A)을 작동시켜 바이패스관(11)을 개방시키게 되므로 흡기관(4)을 통해 유도되는 흡입 공기는 컴프레서(2)를 거치지 않고 바로 공급관(5)을 통해 스로틀 밸브(10)측으로 공급이 되므로서 발진시 스로틀 밸브(10)의 열림량에 따라 다량의 흡입공기가 실린더로 유입되면서 충분한 연소력을 발휘할 수가 있게 된다.According to the above structure, when the suction pressure is low, the solenoid valve 13 is opened by the ECU 14 to open the suction pressure passage, which is guided to the vacuum valve 12, so that the suction pressure is reduced to the vacuum valve 12. As this is supplied, the piston 12A of the vacuum valve 12 is operated to open the bypass pipe 11, so that the intake air guided through the intake pipe 4 does not go through the compressor 2, but directly into the supply pipe 5. Since it is supplied to the throttle valve 10 through a large amount of intake air flows into the cylinder according to the opening amount of the throttle valve 10 when the oscillation can exhibit a sufficient combustion power.

이렇게 연소력이 향상되면 바로 발진이 이루어지면서 터보 랙 발생을 방지시킬 수가 있게 된다.When the combustion power is improved, the oscillation is performed immediately, thereby preventing the occurrence of the turbo rack.

한편 상기와 같은 연소력 향상으로 차속과 엔진 회전수가 ECU(14)에 설정된 값보다 커지게 되면 상기 ECU(14)에서는 그 즉시 솔레노이드 밸브(13)를 작동시켜 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압이 차단되도록 하므로서 상기 진공 밸브(12)에서는 스프링(12B)의 탄력으로 피스톤(12A)을 밀어내 바이패스관(11)을 폐쇄시키게 되므로 더 이상 바이패스관(11)을 통한 흡기는 중지시키게 된다.On the other hand, when the vehicle speed and the engine speed are greater than the value set in the ECU 14 due to the above-described combustion force improvement, the ECU 14 immediately operates the solenoid valve 13 to supply the suction part pressure supplied to the vacuum valve 12. In this vacuum valve 12 to close the bypass pipe 11 by pushing the piston 12A with the elasticity of the spring 12B in the vacuum valve 12, the intake through the bypass pipe 11 is no longer stopped. .

이와같은 작용에 의해 흡기관(4)을 통해 유도되는 흡입공기가 바이패스되지 않고 전적으로 이전에 공급된 흡입공기에 의해 증강된 배기력으로 터빈(1)을 회전시켜 컴프레서(2)에 의해 충분한 압축 공기를 생성시키므로서 정상적인 과급작용을 수행시키게 된다.By this action, the intake air guided through the intake pipe 4 is not bypassed, but is sufficiently compressed by the compressor 2 by rotating the turbine 1 with the exhaust force enhanced by the previously supplied intake air. It generates air and thus performs normal supercharging.

그러므로 이상과 같은 본 발명에 의해 배기가스의 유동 에너지가 지나치게 적게 형성되는 아이들 상태에서의 발진시 전자적인 제어에 의해서 흡기관(4)으로 유도되는 흡입 공기를 바이패스관(10)을 통해 컴프레서(2)를 거치지 않고 바로 공급관(5)으로 공급이 될 수 있도록 하므로서 공기 부족에 따른 엔진 부조와 같은 터보 랙을 방지시킬 수 있도록 하며, 특히 적절한 흡기에 따른 발진시의 응답성을 향상시키면서 조기 과급 효율을 꾀할 수가 있게 되어 엔진 출력을 대폭적으로 향상시키게 되는 동시에 배기가스의 배출량을 저감시킬 수가 있도록 하는 효과가 있게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention as described above, the intake air guided to the intake pipe 4 by the electronic control during the oscillation in the idle state in which the flow energy of the exhaust gas is formed too low through the compressor pipe 10 ( 2) It can be supplied directly to the supply pipe (5) without going through it, thereby preventing the turbo rack such as engine relief due to the lack of air, and in particular to improve the early charging efficiency while improving the responsiveness at the start of the appropriate intake In this way, the engine power is greatly improved and the emission of the exhaust gas can be reduced.

Claims

A bypass pipe 11 for bypassing the compressor 2 so as to directly connect the intake pipe 4 and the supply pipe 5;

A vacuum valve 12 which opens and closes the bypass pipe 11 by operating the internal diaphragm 12C by the suction negative pressure;

A solenoid valve (13) for electronically controlling the suction part pressure supplied to the vacuum valve (12);

An electronic control device (14) for controlling the operation of the solenoid valve (13) according to vehicle speed and engine speed;

Turbo rack prevention device characterized in that consisting of.

The method of claim 1,

The vacuum valve 12 is composed of a piston 12A, a spring 12B, and a diaphragm 12C so that the suction part pressure is induced from immediately after the throttle valve 10 to the spring 11B side, and the suction part pressure By the operation of the diaphragm (12C) by the turbo rack preventing device, characterized in that the bypass pipe 11 is configured to open and close by interlocking the piston (12A).

The method of claim 1,

The solenoid valve 13 is a turbo rack prevention device, characterized in that the inlet pressure supply to the vacuum valve 12 is interrupted by the on / off action of the electronic control device 14 according to the vehicle speed and the engine speed. .

The method of claim 1,

The solenoid valve (13) is characterized in that the turbo rack preventive device, characterized in that the configuration to be controlled by the electronic control device according to the engine speed and the engine speed.