KR100212894B1 - Structure of lubricating turbo charge - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 터보 차저 윤활 구조가 엔진이 시동되어 워밍-업이 끝난 이후에야 오일이 오일 갤러리에 충진되고 오일 파이프를 통해 베어링에 공급되므로 초기 시동시 터보 차저를 작동시킬 경우 베어링에 오일이 공급되지 않아 베어링이 소착되는 문제점이 있기 때문에, 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 펌프(61)와, 상기 오일 펌프(61)를 제어하는 펌프 컨트롤러(63)와, 터빈(51)의 회전 속도가 일정 정도 이하일 경우 상기 펌프 컨트롤러(63)에 오일 펌프 제어 신호를 보내주는 ECU로 구성된 오일 압송부(60)가 설치됨으로써, 엔진의 시동 직후 오일 펌프(61)에 의하여 오일이 베어링(54)에 공급되므로 베어링(54)의 소착이 방지되는 터보 차저 강제 윤활 구조에 관한 것이다.According to the present invention, the oil is supplied to the bearing when the turbocharger is operated at initial start-up, since the oil is filled in the oil gallery and supplied to the bearing through the oil pipe only after the engine is started and warmed up. Since there is a problem that the bearing is squeezed, the oil pump 61 for pumping oil of the oil pan, the pump controller 63 for controlling the oil pump 61, and the rotational speed of the turbine 51 are constant. If it is less than or equal to the oil pump unit (60) consisting of an ECU for sending an oil pump control signal to the pump controller 63 is installed, the oil is supplied to the bearing 54 by the oil pump 61 immediately after starting the engine A turbocharger forced lubrication structure is prevented from seizing the bearing 54.

Description

터보 차저 강제 윤활 구조Turbocharger Force Lubrication Structure

본 발명은 엔진에 공급되는 공기를 압축하여 과급하는 터보 차저의 마찰부 윤활을 위해 오일을 공급하는 터보 차저 윤활 구조에 관한 것으로서, 특히 초기 시동시 오일을 강제로 공급함으로써 터보 차저 마찰부의 소착을 방지하는 터보 차저 강제 윤활 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger lubrication structure for supplying oil for lubrication of a friction portion of a turbocharger that compresses the air supplied to the engine, and particularly, to prevent the seizure of the turbocharger friction portion by forcibly supplying oil during initial startup. It relates to a turbocharger forced lubrication structure.

종래의 터보 차저 윤활 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 배기 가스의 압력에 의해 회전되는 터빈(11)과, 상기 터빈(11)과 동일 회전축(13)으로 연결되어 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서(12)와, 상기 터빈(11)과 컴프레서(12)의 외측에 위치되어 이들을 보호하는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)와 회전축(13) 사이에 위치되어 둘 사이의 마찰력을 저감시키는 베어링(14)과, 상기 베어링으로 오일 갤러리의 오일을 공급되는 통로인 오일 파이프(15)로 구성되어 있다.In the conventional turbocharger lubrication structure, as shown in FIG. 1, the turbine 11 is rotated by the pressure of the exhaust gas, and the compressor 11 is compressed by being connected to the same rotation shaft 13 as the turbine 11 to compress the intake air. (12) and a case (10) located outside the turbine (11) and the compressor (12) to protect them, and located between the case (10) and the rotating shaft (13) to reduce friction between the two. It consists of a bearing 14 and an oil pipe 15 which is a passage through which oil of an oil gallery is supplied to the bearing.

상기와 같이 구성된 종래의 터보 차저 윤활 구조는 엔진의 작동시 오일 갤러리를 따라 이동되는 오일이 상기 오일 파이프(15)를 통해 터보 차저의 마찰부에 공급되도록 되어 있다.The conventional turbocharger lubrication structure configured as described above is such that oil moving along the oil gallery during operation of the engine is supplied to the friction portion of the turbocharger through the oil pipe 15.

엔진이 작동되면 배기 가스에 의해 상기 터빈(11)이 회전되고, 상기 터빈(11)과 동일한 회전축(13)으로 연결된 컴프레서(12)가 흡입 공기를 압축하여 엔진으로 공급하게 된다. 이때, 상기 베어링(14)은 상기 회전축(13)을 지지하면서 회전축(13)과 케이스(10) 사이에서 발생되는 마찰을 저감시키게 된다.When the engine is operated, the turbine 11 is rotated by the exhaust gas, and the compressor 12 connected to the same rotary shaft 13 as the turbine 11 compresses the intake air to supply the engine. At this time, the bearing 14 reduces the friction generated between the rotating shaft 13 and the case 10 while supporting the rotating shaft 13.

따라서, 상기 오일 파이프(15)를 통해 오일 갤러리의 오일이 베어링(14)에 공급되어 베어링(14)의 소착을 방지하게 된다.Therefore, the oil of the oil gallery is supplied to the bearing 14 through the oil pipe 15 to prevent the sticking of the bearing 14.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 터보 차저 윤활 구조는 엔진이 시동되어 워밍-업이 끝난 이후에야 오일이 오일 갤러리에 충진되고 오일 파이프(15)를 통해 베어링(14)에 공급되므로 초기 시동시 터보 차저를 작동시킬 경우 베어링(14)에 오일이 공급되지 않아 베어링(14)이 소착되는 문제점이 있다.However, in the conventional turbocharger lubrication structure configured as described above, since the oil is filled in the oil gallery and supplied to the bearing 14 through the oil pipe 15 only after the engine is started and warmed up, the turbocharger at the initial start-up There is a problem in that the oil is not supplied to the bearing 14 when operating the bearing 14 is sintered.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초기 시동시에는 베어링에 오일을 강제로 공급함으로서 초기 시동시 터보 차저 베어링의 소착을 방지할 수 있는 터보 차저 강제 윤활 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, to provide a turbocharger lubrication structure that can prevent the seizure of the turbocharger bearing during the initial start-up by forcibly supplying oil to the bearing during the initial start-up The purpose is.

도 1은 종래의 터보 차저 윤활 구조가 개략적으로 도시된 구성도이고,1 is a configuration diagram schematically showing a conventional turbocharger lubrication structure,

도 2는 본 발명에 의한 터보 차저 강제 윤활 구조가 개략적으로 도시된 구성도이다.2 is a configuration diagram schematically showing a turbocharger forced lubrication structure according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

50 : 케이스 51 : 터빈50: case 51: turbine

52 : 컴프레서 53 : 회전축52: compressor 53: rotation axis

54 : 베어링 55 : 오일 파이프54: bearing 55: oil pipe

60 : 오일 압송부 61 : 오일 펌프60: oil pump 61: oil pump

62 : ECU 63 : 서보 모터62: ECU 63: servo motor

64 : 회전 감지 센서64: rotation detection sensor

본 발명은 배기 가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 동일 회전축으로 연결되어 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서와, 상기 터빈과 컴프레서의 외측에 위치되어 이들을 보호하는 케이스와, 상기 케이스와 회전축 사이에 위치되어 둘 사이의 마찰력을 저감시키는 베어링과, 상기 베어링으로 오일 갤러리의 오일을 공급되는 통로인 오일 파이프로 구성된 터보 차저 윤활 구조에 있어서, 엔진 작동시 상기 오일 파이프를 통해 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 압송부가 설치된 것을 특징으로 한다.The present invention is a turbine that is rotated by the pressure of the exhaust gas, a compressor for compressing intake air by being rotated in connection with the same rotation axis of the turbine, a case located outside the turbine and the compressor to protect them, the case and In a turbocharger lubrication structure consisting of a bearing positioned between the rotating shafts to reduce friction between the two and an oil pipe which is a passage for supplying oil of the oil gallery to the bearing, the oil of the oil pan through the oil pipe during engine operation. It is characterized in that the oil pumping unit for pumping the installed.

상기 오일 압송부는 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 펌프와, 상기 오일 펌프를 제어하는 펌프 컨트롤러와, 상기 터빈의 회전 속도가 일정 정도 이하일 경우 상기 펌프 컨트롤러에 오일 펌프 제어 신호를 보내주는 ECU로 구성된 것을 특징으로 한다.The oil pumping unit comprises an oil pump for pumping oil from an oil pan, a pump controller for controlling the oil pump, and an ECU for sending an oil pump control signal to the pump controller when the rotation speed of the turbine is lower than a predetermined level. It features.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 의한 터보 차저 강제 윤활 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 배기 가스의 압력에 의해 회전되는 터빈(51)과, 상기 터빈(51)과 동일 회전축(53)으로 연결되어 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서(52)와, 상기 터빈(51)과 컴프레서(52)의 외측에 위치되어 이들을 보호하는 케이스(50)와, 상기 케이스(50)와 회전축(53) 사이에 위치되어 둘 사이의 마찰력을 저감시키는 베어링(54)과, 상기 베어링(54)으로 오일 갤러리의 오일을 공급되는 통로인 오일 파이프(55)와, 엔진 작동시 상기 오일 파이프(55)를 통해 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 압송부(60)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the turbocharger forced lubrication structure according to the present invention is connected to the turbine 51 rotated by the pressure of the exhaust gas and is connected to the same rotation shaft 53 as the turbine 51 to rotate the intake air. Compressor 52 to compress, a case 50 located outside the turbine 51 and compressor 52 to protect them, and a friction force between the case 50 and the rotation shaft 53, The oil to pump the oil of the oil pan through the bearing 54 for reducing the oil pressure, the oil pipe 55 which is a passage for supplying oil of the oil gallery to the bearing 54, and the oil pipe 55 when the engine is operated. It consists of the pressure-feeding part 60.

상기 오일 압송부(60)는 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 펌프(61)와, 상기 오일 펌프(61)를 제어하는 펌프 컨트롤러(63)와, 상기 터빈(51)의 회전 속도가 일정 정도 이하일 경우 상기 펌프 컨트롤러(63)에 오일 펌프 제어 신호를 보내주는 ECU(62)로 구성되고, 상기 펌프 컨트롤러(63)는 상기 ECU(62)의 신호에 의해 제어되고 일정 조건하에서만 상기 오일 펌프(61)를 구동시키는 서보 모터가 사용된다. 또한, 상기 터빈(51)의 케이스 일측에 설치되고 터빈(51)의 회전 속도를 감지하여 ECU(62)로 신호를 전송함으로써 오일 펌프(61)의 작동을 온·오프시키는 회전 감지 센서가 포함된다.The oil pumping unit 60 has an oil pump 61 for pumping oil from an oil pan, a pump controller 63 for controlling the oil pump 61, and a rotation speed of the turbine 51 at a predetermined level or less. ECU 62 which sends an oil pump control signal to the pump controller 63 in the case, wherein the pump controller 63 is controlled by a signal of the ECU 62 and the oil pump 61 only under certain conditions. Servo motor is used. In addition, the rotation sensor is installed on one side of the case of the turbine 51 and detects the rotational speed of the turbine 51 to transmit a signal to the ECU 62 to turn the operation of the oil pump 61 on and off. .

상기와 같이 구성된 본 발명의 터보 차저 강제 윤활 구조는 엔진이 동작될 경우 오일 펌프(61)가 거의 동시에 작동되어 오일 팬의 오일을 오일 파이프(55)를 통해 터보 차저의 베어링(54)에 압송하게 된다.The turbocharger forced lubrication structure of the present invention configured as described above allows the oil pump 61 to be operated almost simultaneously when the engine is operated to pump oil from the oil pan to the bearing 54 of the turbocharger through the oil pipe 55. do.

엔진이 작동되면 ECU(62)는 상기 서보 모터(63)에 펌프 제어 신호를 보내게 되고, 서보 모터(63)는 오일 펌프(61)를 작동시켜 오일 팬의 오일을 오일 갤러리를 통하지 않고 곧바로 끌어 올려 터보 차저 베어링(54)에 공급하게 된다. 즉, 엔진이 시동되는 순간 오일 펌프(61)가 작동되어 오일 파이프(55)를 통해 터보 차저의 베어링(54)에 오일을 공급함으로써 터빈(51)과 컴프레서(52)의 회전축이 마찰없이 회전되도록 하게 된다.When the engine is operated, the ECU 62 sends a pump control signal to the servo motor 63, and the servo motor 63 operates the oil pump 61 to draw oil from the oil pan directly without passing through the oil gallery. It raises and supplies to the turbocharger bearing 54. FIG. That is, the moment the engine is started, the oil pump 61 is operated to supply oil to the bearing 54 of the turbocharger through the oil pipe 55 so that the rotary shafts of the turbine 51 and the compressor 52 rotate without friction. Done.

따라서, 터보 차저의 베어링(54)에는 시동 초기부터 오일이 공급되고, 오일 갤러리에 오일이 충진되지 않았을 경우에도 오일이 충분히 공급되어 있으므로 오일 부족으로 인한 터보 차저 베어링(54)의 소착이 방지된다.Therefore, the oil is supplied to the bearing 54 of the turbocharger from the beginning of the startup, and even when the oil gallery is not filled with oil, the oil is sufficiently supplied to prevent the seizure of the turbocharger bearing 54 due to the lack of oil.

또한, 상기 회전 감지 센서(64)는 터빈(51)의 회전수를 감지하여 터빈(51)의 회전수가 일정 속도에 이르면 ECU(62)에 속도 신호를 보내게 되고, ECU는 상기 서보 모터(63)에 모터 제어 신호를 보내 오일 펌프(61)를 정지시키게 된다. 이때, 상기한 일정 속도는 오일이 오일 갤러리에 충분히 충진된 경우의 터빈 속도이다. 이는 터빈(51)의 회전 속도가 일정 속도에 이르기 위해서는 엔진의 배기압이 일정 압력 이상이어야 하고, 배기압이 일정 압력 이상일 경우는 충분히 워밍-업이 끝난 상태이기 때문이다.In addition, the rotation sensor 64 detects the rotational speed of the turbine 51 and sends a speed signal to the ECU 62 when the rotational speed of the turbine 51 reaches a certain speed, the ECU is the servo motor 63 ), The motor control signal is sent to stop the oil pump 61. At this time, the constant speed is the turbine speed when the oil is sufficiently filled in the oil gallery. This is because the exhaust pressure of the engine must be higher than or equal to a certain pressure in order for the rotational speed of the turbine 51 to reach a constant speed, and when the exhaust pressure is higher than or equal to the constant pressure, the warming-up is finished.

이와 같이, 본 발명의 터보 차저 강제 윤활 장치는 엔진의 시동 직후 오일 펌프에 의하여 오일이 베어링에 공급되므로 베어링의 소착이 방지되는 이점이 있다.As such, the turbocharger forced lubrication apparatus of the present invention has the advantage that the seizure of the bearing is prevented because the oil is supplied to the bearing by the oil pump immediately after starting the engine.

Claims (4)

배기 가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 동일 회전축으로 연결되어 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서와, 상기 터빈과 컴프레서의 외측에 위치되어 이들을 보호하는 케이스와, 상기 케이스와 회전축 사이에 위치되어 둘 사이의 마찰력을 저감시키는 베어링과, 상기 베어링으로 오일 갤러리의 오일을 공급되는 통로인 오일 파이프로 구성된 터보 차저 윤활 구조에 있어서,A turbine that is rotated by the pressure of the exhaust gas, a compressor that is connected and rotated in the same rotary shaft as the turbine to compress intake air, a case located outside the turbine and the compressor to protect them, and between the case and the rotary shaft. In the turbocharger lubrication structure composed of a bearing positioned to reduce the friction between the two, and an oil pipe which is a passage for supplying oil of the oil gallery to the bearing, 엔진 작동시 상기 오일 파이프를 통해 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 압송부가 설치된 것을 특징으로 하는 터보 차저 강제 윤활 구조.Turbocharger forced lubrication structure characterized in that the oil pumping unit for pumping the oil of the oil pan through the oil pipe when the engine is operating. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오일 압송부는 오일 팬의 오일을 압송하는 오일 펌프와, 상기 오일 펌프를 제어하는 펌프 컨트롤러와, 상기 터빈의 회전 속도가 일정 정도 이하일 경우 상기 펌프 컨트롤러에 오일 펌프 제어 신호를 보내주는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 터보 차저 강제 윤활 구조.The oil pumping unit comprises an oil pump for pumping oil from an oil pan, a pump controller for controlling the oil pump, and an ECU for sending an oil pump control signal to the pump controller when the rotation speed of the turbine is lower than a predetermined level. Turbocharged forced lubrication structure characterized. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 펌프 컨트롤러는 상기 ECU의 신호에 의해 제어되고 일정 조건하에서만 상기 오일 펌프를 구동시키는 서보 모터가 사용되는 것을 특징으로 하는 터보 차저 강제 윤활 구조.The pump controller is a turbocharger forced lubrication structure, characterized in that the servo motor is controlled by a signal of the ECU and used to drive the oil pump only under certain conditions. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 터빈의 케이스 일측에 터빈의 회전 속도를 감지하여 ECU로 신호를 전송함으로써 오일 펌프의 작동을 온·오프시키는 회전 감지 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 터보 차저 강제 윤활 구조.Turbocharger forced lubrication structure, characterized in that the rotation sensing sensor for detecting the rotational speed of the turbine to transmit the signal to the ECU on one side of the turbine case on and off the operation of the oil pump.
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