KR100201608B1

KR100201608B1 - Apparatus for protecting turbo-rag

Info

Publication number: KR100201608B1
Application number: KR1019960052946A
Authority: KR
Inventors: 안병현
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980034785A

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, 흡입부압과 리턴 스프링에 의해 내부의 다이아프램을 작동시켜 상기 바이패스관을 개폐시키게 되는 제1컨트롤 밸브 및, 배기력과 리턴 스프링 및 흡입부압에 의해서 상기 제1컨트롤 밸브로 공급되는 흡입부압을 단속시키게 되는 제2컨트롤 밸브로 이루어지는 구성으로서 흡입부압이 낮게 형성되는 초기 발진시 상기 제2컨트롤 밸브(12)에 유도되는 배기압은 약하므로 배기압이 일정이상으로 상승되기까지는 피스톤(12A)에 의해 제1컨트롤 밸브(11)로 유도되는 흡입부압 통로를 개방시키게 되고, 이렇게 개방된 통로를 통해 원래 웨이스트 게이트 밸브(9)로 공급되는 흡입부압의 일부는 제1컨트롤 밸브(11)로 유도되면서 상기 제1컨트롤 밸브(11)에서는 피스톤(11A)에 의해 바이패스관(10)을 개방시켜 다량의 흡입공기가 실린더로 공급되면서 엔진 출력의 과도한 저감에 따른 터보 랙 발생을 방지시키는 동시에 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 the bypass pipe to directly connect the intake pipe and the supply pipe, the first control valve to open and close the bypass pipe by operating the internal diaphragm by the suction side pressure and the return spring, It is composed of a second control valve which regulates the suction part pressure supplied to the first control valve by the exhaust force, the return spring, and the suction part pressure, and the second control valve 12 when the initial oscillation is formed at a low suction part pressure. Since the induced exhaust pressure is weak, the suction side pressure passage, which is led to the first control valve 11 by the piston 12A, is opened until the exhaust pressure rises above a certain level, and through this open passage, the original waste gate valve is opened. Part of the suction negative pressure supplied to (9) is guided to the first control valve (11) while the first control valve (11) by the piston (11A) Open the bypass pipe (10) to a structure that enables a large amount of intake air can be significantly reduced by the emissions at the same time the exhaust gas to prevent the turbo-generating rack according to the excessive reduction in the engine power as supplied to the cylinder

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 2에서 보는바와 같이 터빈(1)과 컴프레서(2)가 회전자로서 1개의 회전축(3)의 양단에 장착되어 배기가스의 유동 에너지에 의해 터빈(1)을 회전시키게 되면 컴프레서(2)가 동시에 회전하면서 흡기관(4)을 통해 공기를 흡입 가압하여 스로틀 바디, 서지탱크, 흡기 매니폴드를 통해 실린더내에 공급하게 되는 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. 2, when the turbine 1 and the compressor 2 are mounted at both ends of one rotary shaft 3 as a rotor and rotate the turbine 1 by the flow energy of the exhaust gas, the compressor 2 Is rotated at the same time by suction and pressurized air 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 배기력에 의해 과급을 형성하게 되므로 시동 초기에는 상대적으로 배기력이 너무 작게 형성되기도 하지만 컴프레서(2)에 의해 흡기 저항이 커 충분한 배기력을 형성하기까지는 어느정도의 시간이 필요로 된다.However, the supercharging structure as described above forms the supercharging by the exhaust force, so that the exhaust force is relatively small at the initial stage of startup, but it takes some time until the compressor 2 has a large intake resistance to form a sufficient exhaust force. It is necessary.

따라서 이렇게 충분한 배기력을 형성하기까지는 도리어 터보 차저 미장착 차량보다 흡입력이 약해 엔진 출력이 대단히 낮게 형성되면서 발진 스텀블(Stumble)을 유발시키기도 하고(터보 랙 현상), 연료의 소비가 많게 되는 문제점이 있게 된다.Therefore, until the sufficient exhaust power is formed, the suction power is weaker than that of a vehicle without a turbocharger, and the engine output is very low, causing oscillation stumble (turbo rack phenomenon) and fuel consumption. do.

이에 상기한 문제점을 시정 보완시키기 위한 본 발명에 따른 목적은 흡기계통에 컴프레서를 우회하는 바이패스관을 형성하고, 배기압과 흡입부압에 의해서 상기 바이패스관이 개폐되면서 발진시의 흡입력 상승에 따라 엔진 출력을 증강시키는 동시에 연료 소비를 저감하고, 배기가스의 생성을 대폭 감소시킬 수 있도록 하는 터보 랙 방지장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention for correcting the above problems is to form a bypass pipe bypassing the compressor in the intake pipe, and open and close the bypass pipe by the exhaust pressure and the suction negative pressure to increase the suction power at the start of the engine. The present invention provides a turbo rack preventing device that can increase power and at the same time reduce fuel consumption and significantly reduce emissions 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 한 바이패스관과,Bypass pipe bypassing the compressor to directly connect the intake pipe and the supply pipe,

흡입부압과 리턴 스프링에 의해 내부의 다이아프램을 작동시켜 상기 바이패스관을 개폐시키게 되는 제1컨트롤 밸브 및,A first control valve which opens and closes the bypass pipe by operating an internal diaphragm by a suction part pressure and a return spring;

배기력과 리턴 스프링 및 흡입부압에 의해서 상기 제1컨트롤 밸브로 공급되는 흡입부압을 단속시키게 되는 제2컨트롤 밸브로 이루어지는 구성이 특징이다.The second control valve is characterized in that the suction pressure is supplied to the first control valve by the exhaust force, the return spring and the suction pressure.

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

도 2는 종래의 터보 차저의 구조도2 is a structural diagram of a conventional turbocharger

※도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

1 : 터빈 2 : 컴프레서1: turbine 2: compressor

4 : 흡기관 5 : 공급관4 intake pipe 5 supply pipe

6 : 배기관 7 : 배출관6: exhaust pipe 7: discharge pipe

9 : 웨이스트 게이트 밸브(Waste Gate Valve)9: Waste Gate Valve

10 : 바이패스관 11 : 제1컨트롤 밸브10: bypass pipe 11: the first control valve

12 : 제2컨트롤 밸브12: second control valve

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

도 1은 본 발명에 따른 일실시예 구조를 도시한 것으로서, 본 발명은 웨이스트 게이트 밸브(9)로 공급되는 흡입부압과 배기관을 통해 배출되는 배기압에 의해서 제1컨트롤 밸브(11)와 제2컨트롤 밸브(12)를 작동시켜 바이패스관(10)이 개폐될 수 있도록 하는 구조이다.Figure 1 shows an embodiment structure according to the present invention, the present invention is the first control valve 11 and the second by the inlet pressure supplied to the waste gate valve 9 and the exhaust pressure discharged through the exhaust pipe By operating the control valve 12 is a structure to open and close the bypass pipe (10).

상기 바이패스관(10)은 흡기계통의 컴프레서(2)와 연결되는 흡기관(4)과 공급관(5)으로 상기 컴프레서(2)를 거치지 않고 우회하여 흡입 공기가 바로 실린더로 공급될 수 있도록 하는 흡입통로이다.The bypass pipe (10) bypasses the compressor (2) and the supply pipe (5) connected to the compressor (2) of the intake pipe without passing through the compressor (2) so that the intake air can be directly supplied to the cylinder. It is a suction passage.

그리고 상기 제1컨트롤 밸브(11)는 피스톤(11A)과 스프링(11B)과 다이아프램(11C)으로 구성되어 스프링(11B)측으로는 웨이스트 게이트 밸브(9)로 공급되는 흡입부압이 유도되도록 하며, 상기의 흡입부압에 의해 다이아프램(11C)이 작동하면서 피스톤(11A)을 연동시켜 상기 바이패스관(10)을 개폐시키게 된다.The first control valve 11 is composed of a piston 11A, a spring 11B, and a diaphragm 11C so that the suction part pressure supplied to the waste gate valve 9 is guided to the spring 11B side. The diaphragm 11C is operated by the suction part pressure to open and close the bypass pipe 10 by interlocking the piston 11A.

또한 상기 제2컨트롤 밸브(12)는 상기 제1컨트롤 밸브(11)와 마찬가지로 피스톤(12A)과 스프링(12B)과 다이아프램(12C)으로 구성되어 다이아프램(12C)측으로는 배기관(6)을 통해 토출되는 배기압이 유도되도록 하므로서 상기 배기압과 상기 피스톤(12A)측으로 탄설시킨 스프링(12B)간 힘의 균형에 의해 상기 제1컨트롤 밸브(11)로 공급되는 흡입부압을 단속시키게 된다.In addition, the second control valve 12 is composed of a piston 12A, a spring 12B, and a diaphragm 12C, similarly to the first control valve 11, so that the exhaust pipe 6 is connected to the diaphragm 12C side. As the exhaust pressure discharged through the air is guided, the suction pressure supplied to the first control valve 11 is interrupted by the balance of the force between the exhaust pressure and the spring 12B that is placed on the piston 12A.

도면 중 미설명부호 8은 과도한 배기압 형성시 흡입부압에 의해 작동되는 웨이스트 게이트 밸브(9)에 의해 배기가스의 일부를 바이패스시키므로서 지나친 과급압 형성이 방지될 수 있도록 하는 바이패스 통로이다.In the drawing, reference numeral 8 denotes a bypass passage for bypassing a part of the exhaust gas by the waste gate valve 9 operated by the suction side pressure when excessive exhaust pressure is formed, so that excessive boost pressure formation can be prevented.

상기한 구조에 따라 흡입부압이 낮게 형성되는 초기 발진시 상기 제2컨트롤 밸브(12)에는 대단히 낮은 배기압이 유도되면서 스프링(12B)을 압축시키지 못하게 됨에 따라 피스톤(12A)에 의해 제1컨트롤 밸브(11)로 유도되는 흡입부압 통로를 개방시키게 된다. 이렇게 개방된 통로를 통해 원래 웨이스트 게이트 밸브(9)로 공급되는 흡입부압의 일부가 제1컨트롤 밸브(11)로 유도되면 상기 제1컨트롤 밸브(11)에서는 스프링(11B)을 압축시키면서 다이아프램(11C)을 당겨 피스톤(11A)에 의해 바이패스관(10)을 개방시키게 되므로 다량의 흡입공기는 흡기관(4)을 통해 상기 바이패스관(10)을 거쳐 공급관(5)으로 유입되고, 이렇게 유입되는 흡입공기는 실린더로 공급되면서 엔진 출력을 향상시키게 된다.According to the structure described above, when the initial incidence of low intake pressure is formed, the second control valve 12 is induced with a very low exhaust pressure, thereby preventing the compression of the spring 12B. The suction negative pressure passage leading to (11) is opened. When a part of the suction part pressure originally supplied to the waste gate valve 9 through the open passage is led to the first control valve 11, the first control valve 11 compresses the spring 11B while diaphragm ( Since the bypass pipe 10 is opened by the piston 11A by pulling 11C), a large amount of suction air flows into the supply pipe 5 through the bypass pipe 10 through the intake pipe 4, and thus Intake air is supplied to the cylinder to improve engine power.

한편 터빈(1) 회전력이 어느정도 커지게 되면 상기 터빈(1)을 회전시키게 되는 배기력이 상승되었음을 의미하게 되므로 이렇게 증대된 배기력이 제2컨트롤 밸브(12)에 유도가 되면 스프링(12B)의 탄력을 이기고 다이아프램(12C)을 상승시키게 되는바 동시에 피스톤(12A)이 상승하면서 제1컨트롤 밸브(11)로 유도되는 흡입부압 공급통로를 차단시키게 된다.On the other hand, when the turbine 1 rotational force is increased to some extent, it means that the exhaust force for rotating the turbine 1 is increased. When the increased exhaust force is induced to the second control valve 12, the spring 12B The elasticity is increased and the diaphragm 12C is raised and at the same time the piston 12A is raised to block the suction negative pressure supply passage guided to the first control valve 11.

흡입부압이 더 이상 공급이 되지 않게 되면 제1컨트롤 밸브(11)는 스프링(11B)의 탄력으로 피스톤(11A)을 밀게 되므로서 바이패스관(10)을 폐쇄시키게 된다.When the suction part pressure is no longer supplied, the first control valve 11 pushes the piston 11A by the elasticity of the spring 11B, thereby closing the bypass pipe 10.

따라서 상기 바이패스관(10)을 통해서는 더 이상 흡입공기가 공급되지 않고 전적으로 터빈(1)에 의해 회전되는 컴프레서(2)로 강제 공급되어 압축을 시키므로서 정상적인 과급작용을 하게 된다.Therefore, the suction pipe 10 is no longer supplied with the suction air, but is forced to the compressor 2 which is rotated by the turbine 1 and compressed to perform normal supercharging.

그러므로 이상과 같은 본 발명에 의해 배기가스의 유동 에너지가 지나치게 적게 형성되는 초기 발진시 흡입부압에 의해 흡기관(4)으로 유도되는 흡입 공기를 바이패스관(10)을 통해 바로 공급관(5)으로 공급이 되도록 하므로서 공기 부족에 따른 엔진 부조와 같은 터보 랙을 방지시킬 수 있도록 하며, 특히 적절한 흡기에 따른 발진시의 엔진 출력 향상과 배기가스의 배출량을 저감시킬 수 있게 되는 효과가 있도록 한다.Therefore, according to the present invention as described above, the intake air induced in the intake pipe 4 by the suction inlet pressure during initial oscillation in which the flow energy of the exhaust gas is formed too low is directly transferred to the supply pipe 5 through the bypass pipe 10. By supplying, it is possible to prevent turbo racks such as engine relief due to lack of air, and in particular, it is possible to improve the engine output and reduce the emission of exhaust gas at the start due to proper intake.

Claims

A bypass pipe bypassing the compressor to directly connect the intake pipe and the supply pipe;

A first control valve which opens and closes the bypass pipe by operating an internal diaphragm by a suction part pressure and a return spring;

And a second control valve which regulates the suction part pressure supplied to the first control valve by the exhaust force, the return spring, and the suction part pressure.

The method of claim 1,

The first control valve 11 is composed of a piston 11A, a spring 11B, and a diaphragm 11C so that the suction part pressure supplied to the waste gate valve 9 is guided to the spring 11B side. Turbo rack prevention device, characterized in that the bypass pipe (10) is opened and closed by interlocking the piston (11A) by the operation of the diaphragm (11C) by the suction side pressure of the.

The method of claim 1,

The second control valve 12 is composed of a piston 12A, a spring 12B, and a diaphragm 12C so that the exhaust pressure discharged through the exhaust pipe 6 is guided to the diaphragm 12C side, so that the ship And a suction portion pressure supplied to the first control valve (11) by the balance of the pressure between the air pressure and the spring (12B) that is fired toward the piston (12A) side.