KR0148863B1 - 자동차용 터보 챠지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진에서 발생되는 배기가스를 이용하여 엔진의 출력을 증가시키는 터보챠지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보챠지 몸체내부에 크랭크 축과 연동되는 구동팬을 설치하여 에어 클리너로부터 강제유입시키고, 배기관을 통하여 방출되는 배기가스내에 함유된 산소의 검출량에 따라 보조구동팬을 구동시킬 수 있게 함으로써, 충분한 공기량을 연소실로 공급시켜 엔진의 출력을 증가시킬 수 있는 터보챠지에 관한 것이다.

Description

자동차용 터보 챠지 시스템

제 1 도의 (a)와 (b)는 종래의 터보시스템이 장착된 엔진의 개략도로서,

(a)는 일반적인 터보챠지가 장착된 엔진.

(b)는 인터쿨러가 부착된 터보챠지가 장착된 엔진.

제 2 도는 본 발명에 따른 터보 시스템이 장착된 엔진의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 크랭크 축 11 : 벨트

20 : 터보챠지 몸체 21a, 21b : 구동수단

22 : 입구부 23 : 출구부

24, 24a, 24b : 구동팬 30 : 배기관

31 : 감지수단 32 : 조절 유니트

40 : 흡기관 41 : 에어클리너

42 : 인터 쿨러 100 : 터보챠지

본 발명은 자동차의 엔진에서 발생되는 배기가스를 이용하여 엔진의 출력을 증가시키는 터보챠지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보챠지 몸체내부에 크랭크 축과 연동되는 구동팬을 설치하여 에어 클리너로부터 강제유입시키고, 배기관을 통하여 방출되는 배기가스내에 함유된 산소의 검출량에 따라 보조구동팬을 구동시킬 수 있게 함으로써, 충분한 공기량을 연소실로 공급시켜 엔진의 출력을 증가시킬 수 있는 터보챠지에 관한 것이다.

일반적으로 종래 터보챠지가 장착된 차량은, 첨부도면 제 1 도의 (a)에서 도시된 바와 같이, 몸체(20)내부를 두 개의 공간부로 구획되면서 각 공간부에 날개깃의 방향이 서로 반대로 형성된 구동팬(24)을 설치하여 이것들을 하나의 축으로 연결하고, 상기 각 공간부에 각각 배기관(30)과 흡기관(40)을 연결하여 사용하였다.

즉, 배기가스를 이용하여 배기관(30)에 연결된 구동팬(24)을 구동됨에 따라 동시에 흡기관(40)에 연결된 구동팬(24)이 구동되면서 에어 클리너를 통해 유입된 공기를 강제로 흡입되게 된다.

또한, 이러한 기존의 터보 챠지는 몸체(20)가 구획되어 형성된 두 개의 공간부가 서로 접해져 있어서, 실린더로 공급되는 공기의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위하여 첨부도면 제 1 도의 (b)에 도시된 바와 같이 인터 쿨러(41)를 설치하여 이용하여 왔다.

그러나, 종래의 터보 챠지는 두개의 날개차에 의해 구분되는 배기관과 흡기관이 일체로 형성되어 있어서 연소실로 유입되는 흡기 온도가 높아지게 되거나, 고온의 공기 온도를 냉각시키기 위해서는 인터 쿨러가 더 장착되어야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 터보 챠지의 몸체내부에 크랭크 축에 이해 회전작동되는 구동수단을 설치하고 배기관에 감지센서에 의해 작동되는 보조구동수단을 설치하여, 상기 감지센서의 공기량 검출량에 따라 선택적으로 회전작동가능될 수 있게 함으로써, 터보 챠지의 구성을 단순화하게 되어 재료비를 삭감시킬 수 있을 뿐만 아니라 정비의 편리성을 증대시킬 수 있는 자동차용 터보챠지을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 자동차용 터보챠지의 특징은, 터보 챠지몸체(20)의 입구부(22)에는 엔진의 크랭크 축(10)에 의해 작동되는 구동팬(24a)이 설치된 구동수단(21a)이 설치되고, 그것(20)의 내부에는 배기관(30)에 설치된 감지수단(31)의 신호를 받아 작동되는 조절수단(32)에 의해 구동되는 구동팬(24b)이 설치된 구동수단(21b)이 설치되어 있되, 상기 구동수단(21b)은 배기관(30)에서 검지되는 산소량에 따라 선택적으로 회전작동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 구동수단(21a)은 크랭크 축(10)과 벨트(11)로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 터보챠지 시스템의 구성에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 10은 크랭크 축, 20은 터보챠지의 몸체, 30은 배기관을 나타낸다.

상기 크랭크 축(10)은 실린더 블록(미도시됨)의 저부에 회전가능하도록 설치되어 있으며, 터보챠지 몸체(20)에 설치된 구동수단(21a)을 구동시킬 수 있게 된다.

즉, 크랭크 축(10)과 구동수단(21a)은 벨트(11)로 연결되어 있어서, 연소실(미도시됨)내에서의 폭발력에 의해 크랭크 축(10)이 구동됨에 따라 상기 구동수단(21a)을 구동시킬 수 있게 된다.

상기 터보챠지몸체(20)는 연소실로 에어를 공급하는 흡기관(40)의 에어 클리너(41)와 연결되어 이것(20)의 내부에 장착된 구동수단(21a)에 의해 연소실내로 에어를 공급할 수 있게 된다.

이같이 설치된 터보챠지몸체(20)는 에어 클리너(41)로부터 에어를 공급받는 입구부(22)와 구동수단(21a)의 구동으로 타보챠지몸체(20)에 인입된 에어를 연소실에 공급할 수 있도록 출구부(23)로 이루어져 있으며, 상기 크랭크 축(10)이 구동됨에 따라 이것(10)과 벨트(11)로 연결된 구동수단(21a)이 구동할 수 있게 된다.

즉, 상기 터보챠지몸체(20)의 입구부(22)를 통하여 터보챠지몸체(20)의 내부로 인입된 에어는 구동수단(21a)의 구동에 의하여 터보챠지몸체(20)의 출구부(23)를 거쳐 연소실로 에어를 공급할 수 있게 된다.

특히, 상기 구동수단(21a)은 크랭크축(10)과 벨트(11)로 연결되어 있으며, 이것(21a)의 축에는 입구부(22)를 통하여 터보챠지몸체(20) 내로 유입되는 에어가 출구부(23)를 통하여 연소실로 공급될 수 있도록 구동팬(24a)이 설치되어 있다.

따라서, 상기 구동수단(21a)은 운전자가 엔진을 시동하기 위하여 시동기를 회전시켜 크랭크축(10)을 회전시킴과 동시에 회전되고, 엔진의 속도가 가속됨에 더욱 빠른 속도로 회전을 하게 된다.

즉, 상기 구동수단(21a)이 엔진의 속도와 비례하여 회전됨에 따라, 에어 클리너(41로부터 공급되는 에어의 량을 연소실내로 공급시킬 수 있게 된다

한편, 상기 터보챠지몸체(20)의 내부에는 차량의 시동시나 고속주행에 따라 연소실로 공급되는 에어의 부족한 량을 공급해주기위하여 또다른 구동수단(21b)이 설치되어 있다.

상기 구동수단(21b)은 배기관(30)을 통하여 방출되는 배기가스내에 함유된 산소량을 감지수단(31)으로 측정하고, 이것(31)의 신호에 의해 조절 유니트(32)의 작동으로 구동될 수 있게 된다.

특히, 상기 감지수단(31)은 배기관(30)에 설치되어 있으며, 배기관(30)을 통하여 외부로 방출되는 배기가스의 내부에 함유된 산소량을 검출하여 검출된 신호를 조절 유니트(32)에 제공하게 된다.

즉, 연소실에서 폭발행정을 마친후 배기가스내에 함유된 산소량을 검출하여 흡기관(40)으로부터 연소실내로 공급되는 에어량을 측정하고, 에어가 부족한 경우에는 조절유니트(32)에 신호를 보내 상기 구동수단(21b)을 구동시킬 수 있게 된다.

상기 조절 유니트(32)는 터보챠지몸체(20)의 내부에 설치되는 구동수단(21b)과 배기관(30)에 설치되는 감지수단(31)사이에 설치되어, 배기가스에 함유된 산소량을 감지하는 감지수단(31)이 상기 조절 유니트(32)에 전기적 신호를 보냄에 따라 작동하기 시작한다.

즉, 상기 감지수단이 배기관을 통하여 배출되는 배기가스에 함유된 삼소량이 셋팅된 양보다 적을 경우에는 상기조절 유니트에 전기적 신호를 보내 구동수단을 구동시켜 연소실로 공급되는 에어량을 증가시키게 된다.

또한, 상기 감지수단(31)에서 검출되는 산소량이 기준치에 도달하게 되면, 상기 감지수단(31)은 조절 유니트(32)에 전기적 신호를 보내 구동수단(21b)이 구동되지 않게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동과정을 첨부도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 시동을 걸기 위하여 시동키를 돌림에 따라 시동기가 회전을 하게 되고, 이것과 맞물려 있던 크랭크 축(10)이 회전을 하게 된다. 이때, 상기 크랭크축(10)이 회전으로 실린더 헤드에 설치된 흡입밸브가 개방되어, 실린더내로 에어가 유입되게 된다.

동시에 상기 크랭크 축(10)과 벨트(11)로 연결되어 터보챠지 몸체(20)의 입구부(22)에 설치된 구동수단(21a)이 회전하게 되고, 이에 따라 에어 클리너(41)를 통하여 에어가 연소실로 인입되게 된다.

따라서, 상기 실린더의 연소실에는 흡입밸브의 개방으로 인한 실린더내의 흡입력과 크랭크축(10)의 회전으로 구동되는 구동수단(21a)의 구동으로 흡입되는 에어가 유입되게 되어, 충분한 에어가 연소실내로 공급되게 된다.

한편, 차량의 속도를 가속시키기 위하여 운전자가 가속페달을 더욱 세게 밟게 되면 연료계통에서 연소실로 보내는 연료량은 점차 늘어나게 되고, 여기로 공급되는 에어는 충분하게 공급되지 못하게 된다.

즉, 크랭크 축(10)의 회전속도가 빨라지게 되고, 이에 따라 구동수단(21a)의 회전 속도도 빨라지게 되나 연소실로 공급되는 에어는 부족하게 된다.

이때, 배기관(30)에 설치된 감지수단(31)이 배기관(30)을 통하여 대기로 방출되는 배기가스에 포함된 산소량을 검출하여 조절 유니트(32)에 전기적 신호를 보내게 된다.

이와 같이 감지수단(31)으로부터 전기적 신호를 받은 조절 유니트(32)는 셋팅된 산소량보다 적은 양의 산소가 검출되는 경우에는 이것과 연결된 구동수단(21)을 회전작동시켜 터보챠지몸체(20)의 입구부(22)를 통하여 더 많은 에어가 유입될 수 있도록 한다.

따라서, 엔진의 연소실로 공급되는 에어는 흡기밸브의 개방으로 실린더의 내부에서 발생으로 진공으로 인한 실린더 흡입력과, 크랭크 축(10)의 회전으로 발생되는 구동수단(21a)에 의한 흡입력과, 배기관(30)에서 검출되는 산소량에 따라 구동되는 구동수단(21b)의 회전작동으로 발생되는 흡입력으로 연소실내에 충분한 에어를 공급할 수 있게 된다.

또한 상기 감지수단(31)에 의해 회전작동되는 구동수단(21b)은 차량의 가속후에 배기관(30)으로부터 감지수단(31)으로 측정된 산소량이 셋팅된 량이 되면 회전작동을 멈추게 된다. 즉, 배기가스에 함유된 산소량이 정상치가 되면 감지수단(31)에서 조절 유니트(32)에 전기 신호를 보내 구동수단(21b)의 회전작동을 멈추게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 터보챠지의 몸체내부에 크랭크 축과 벨트로 연결된 구동수단과, 배기가스에 함유된 산소량에 의해 작동되는 구동수단을 설치함으로써, 터보챠지의 구성을 단순화 할 수 있을 뿐만 아니라 정비에 있어서도 편리한 장점이 있다.

Claims (2)

1. 터보챠지몸체(20)의 입구부(22)에는 엔진의 크랭크 축(10)에 의해 작동되는 구동팬(24a)이 설치된 구동수단(21a)이 설치되고, 그것(20)의 내부에는 배기관(30)에 설치된 감지수단(31)의 신호를 받아 작동되는 조절수단(32)에 의해 구동되는 구동팬(24b)이 설치된 구동수단(21b)이 설치되어 있되, 상기 구동수단(21b)은 배기관(30)에서 검지되는 산소량에 따라 선택적으로 회전작동되는 것을 특징으로 하는 자동차용 터보챠지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단(21a)은 크랭크 축(10)과 벨트(11)로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 터보챠지 시스템.