KR100227656B1

KR100227656B1 - Variable blade of turbo charger

Info

Publication number: KR100227656B1
Application number: KR1019960072154A
Authority: KR
Inventors: 이세영
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR19980053104A

Abstract

본 발명은 엔진에 대기압 보다 높은 압력으로 공기를 공급하기 위는 터보차저에 있어 엔진의 RPM의 고ㆍ저에 따라서 압축공기를 증감시킬 수 있도록 한 엔진 RPM 감응형 터보차저 콤푸레샤의 가변식 블로어 브레이드에 관한 것으로, 배기매니폴드에 연결되는 배기가스 유입부와 배기가스 배출관에 연결되는 배기가스 배출구가 있는 터빈케이스 내부에는 터빈이 장착되며, 공기 흡입구에서 공기를 흡입하여 흡기매니폴드로 보내는 압축공기 공급구가 형성된 블로어 케이스 내부에는 다수의 블로어 브레이드가 달린 콤푸레샤가 장착되며, 상기 터빈 케이스와 블로어 케이스 사이의 베어링 케이스 내부에는 상기 터빈과 콤푸레샤를 연결하는 회전축을 베어링으로 지지하도록 된 터보차저에 있어서, 상기 콤푸레샤가 축설되는 회전축의 단부에 블로어 브레이드와 같은 수를 가지며 등각도로 형성된 다수의 외설요홈과, 상기 콤푸레샤는 요홈이 형성된 회전축 단부에 축설되며, 상기 외설요홈들 각각에 일치하는 내설요홈이 형성된 블로어 하우징 및 상기 회전축의 외설요홈에 삽입되는 삽입부가 일체로 형성되어 있으며, 상기 내설요홈 내부에 탄력설치된 스프링에 의하여 콤푸레샤 하우징에 형성되어 있는 노출통로를 통해 탄력적으로 가변노출되는 블로어 브레이드로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention relates to a variable blower braid of an engine RPM-sensitive turbocharger compressor, which is capable of increasing or decreasing compressed air according to the high and low RPM of an engine in a turbocharger for supplying air to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure. A turbine is mounted inside a turbine case having an exhaust gas inlet connected to an exhaust manifold and an exhaust gas outlet connected to an exhaust gas exhaust pipe, and a compressed air supply port that sucks air from the air inlet and sends it to the intake manifold. In the blower case is formed is a compressor with a plurality of blower braid is mounted, Inside the bearing case between the turbine case and the blower case Turbo turbocharger to support the rotary shaft connecting the turbine and the compressor with a bearing, The compressor Blower at the end of the axis of rotation A plurality of oblique grooves having an equal number and formed at an equal angle, and the compressor is arranged in the end of the rotating shaft is formed in the groove, the blower housing is formed in the inner groove is formed in accordance with each of the external grooves and inserted into the oblique groove of the rotary shaft The insertion part is integrally formed, and is composed of a blower braid which is elastically variably exposed through an exposure passage formed in the compressor housing by a spring elastically installed in the inner groove.

Description

Variable blower braid with engine RPM-sensitive turbocharger compressor

본 발명은 엔진에 대기압 보다 높은 압력으로 공기를 공급하기 위는 터보차저에 있어 엔진의 RPM의 고ㆍ저에 따라서 압축공기를 증감시킬 수 있도록 한 엔진 RPM 감응형 터보차저 콤푸레샤의 가변식 블로어 브레이드에 관한 것이다.The present invention relates to a variable blower braid of an engine RPM-sensitive turbocharger compressor, which is capable of increasing or decreasing compressed air according to the high and low RPM of an engine in a turbocharger for supplying air to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure. It is about.

일반적으로 엔진의 출력을 높이기 위하여 터보차저(Turbo Charger)를 장착하고 있었는 바, 종래 기술의 터보차저는 배기매니폴드에서 배출되는 배기가스의 배기압으로 회전하는 터빈과 상기 터빈의 반대측에 위치하도록 터빈축에 축설시킨 콤푸레샤(Comperssor)에는 다수의 블로어 브레이드(Blower Blade)를 고정식으로 돌설하여 회전작동시 상기의 블로어 브레이드가 공기흡구에서 공기를 흡입하여 흡기매니폴드쪽으로 공급하도록 구성되어 있다.In general, a turbocharger was installed to increase the engine output. The conventional turbocharger is a turbine that rotates with the exhaust pressure of exhaust gas discharged from an exhaust manifold and is located opposite to the turbine. In the compressors installed on the shaft, a plurality of blower blades are fixedly protruded so that the blower blades suck air from the air intake and supply them to the intake manifold during rotation operation.

그러나 종래와 같이 콤푸레샤에 돌설된 블로어 브레이드는 항시 동일한 높이를 가지고 있기 때문에 상기 콤푸레샤가 고속으로 회전할 때에나 또는 저속으로 회전할 때에나 공기의 흡입 및 압축하는 조건(여기서의 조건은 블로어 브레이드가 공기를 흡입, 압축할 수 있는 돌출된 높이의 단면적을 말함)이 동일하게 되어 엔진의 출력을 높이는데 효율적이지 못한 문제점이 있었다.However, the blower braid protruding from the compressor as in the prior art has the same height all the time, so that the compressor sucks and compresses the air at high speed or at low speed. It refers to the cross-sectional area of the projected height that can be sucked, compressed) is the same, there was a problem that is not efficient to increase the output of the engine.

본 발명은 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 터빈 및 콤푸레샤가 고속 또는 저속으로 회전하는데 따라 블로어 브레이드의 돌출높이를 가변시킬 수 있도록 하므로서 엔진 출력의 고ㆍ저에 따라 압축공기의 공급량을 증감하여 엔진 출력을 효율적으로 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the problems presented in the prior art, and the amount of supply of compressed air according to the high and low engine output by allowing the turbine and compressor to vary the protrusion height of the blower braid as it rotates at high speed or low speed The purpose is to increase and decrease engine power efficiently.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

배기매니폴드에 연결되는 배기가스 유입부와 배기가스 배출관에 연결되는 배기가스 배출구가 있는 터빈케이스 내부에는 터빈이 장착되며, 공기 흡입구에서 공기를 흡입하여 흡기매니폴드로 보내는 압축공기 공급구가 형성된 블로어 케이스 내부에는 다수의 블로어 브레이드가 달린 콤푸레샤가 장착되며, 상기 터빈 케이스와 블로어 케이스 사이의 베어링 케이스 내부에는 상기 터빈과 콤푸레샤를 연결하는 회전축을 베어링으로 지지하도록 된 터보차저에 있어서,A turbine is mounted inside the turbine case with an exhaust gas inlet connected to the exhaust manifold and an exhaust gas outlet connected to the exhaust gas outlet, and a blower having a compressed air supply port that sucks air from the air inlet and sends it to the intake manifold. In the case is equipped with a compressor with a plurality of blower blades, Inside the bearing case between the turbine case and the blower case In the turbocharger to support the rotating shaft connecting the turbine and the compressor with a bearing,

상기 콤푸레샤가 축설되는 회전축의 단부에 블로어 브레이드와 같은 수를 가지며 등각도로 형성된 다수의 외설요홈과;A plurality of oblique grooves having an equal number of blower braids and formed at an angle at an end portion of the rotary shaft on which the compressor is arranged;

상기 콤푸레샤는 요홈이 형성된 회전축 단부에 축설되며, 상기 외설요홈들 각각에 일치하는 내설요홈이 형성된 블로어 하우징; 및The compressor comprises a blower housing which is arranged at an end of a rotation shaft in which grooves are formed and in which internal grooves correspond to each of the external grooves; And

상기 회전축의 외설요홈에 삽입되는 삽입부가 일체로 형성되어 있으며, 상기 내설요홈 내부에 탄력설치된 스프링에 의하여 콤푸레샤 하우징에 형성되어 있는 노출통로를 통해 탄력적으로 가변노출되는 블로어 브레이드와;A blower braid formed integrally with an insertion part inserted into the outer groove of the rotary shaft and being variably exposed through an exposure passage formed in the compressor housing by a spring elastically installed in the inner groove;

로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.It is characterized by consisting of.

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 터보차저의 구성도.1 is a configuration diagram of a turbocharger for explaining the present invention.

제2도는 제1도의 A-A 선 단면도로서, 본 발명의 요부 구성을 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

제3도는 본 발명의 요부 구성인 블로어 브레이드의 작동상태 단면도.3 is a cross-sectional view of an operating state of a blower braid which is a main component of the present invention.

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

1 : 터보차저 2 : 터빈 케이스1: turbocharger 2: turbine case

3 : 블로어 케이스 4 : 베어링 케이스3: blower case 4: bearing case

5 : 터빈 6 : 콤푸레샤5: turbine 6: compressor

7 : 회전축 21 : 배기가스 유입구7: rotating shaft 21: exhaust gas inlet

22 : 배기가스 배출구 23 : 배기가스 배출관22: exhaust gas outlet 23: exhaust gas discharge pipe

31 : 공기 흡입구 32 : 공기 공급구31: air inlet port 32: air supply port

41 : 베어링 61 : 블로어 하우징41: bearing 61: blower housing

62 : 블로어 브레이드 63 : 스프링62: blower braid 63: spring

61a : 내설요홈 61b : 노출통로61a: internal snow groove 61b: exposure path

62a : 삽입부 71 : 외설요홈62a: insertion portion 71: obscene groove

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 터보차저의 구성도이며, 제2도는 제1도의 A-A 선 단면도로서, 본 발명의 요부 구성을 나타낸 단면도이고, 제3도는 본 발명의 요부 구성인 블로어 브레이드의 작동상태 단면도를 도시한 것으로,FIG. 1 is a configuration diagram of a turbocharger for explaining the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, which is a sectional view showing the main structure of the present invention, and FIG. 3 is an operation of the blower braid which is the main configuration of the present invention. It is a state sectional drawing,

도면부호 1은 터보차저를 나타내는 것으로, 상기 터보차저(1)는 배기매니폴드(도시 생략)측에 연결되는 배기가스 유입구(21)와 배기가스 배출관(23)에 연결되는 배기가스 배출구(22)가 형성된 터빈 케이스(2)와, 공기 흡입구(31)와 흡기매니폴드(도시생략)측에 연결되는 압축공기 공급구(32)가 형성된 블로어 케이스(3) 그리고 상기 터빈 케이스(2)와 블로어 케이스(3)를 잇는 베어링 케이스(4)로 구성되어 있다.Reference numeral 1 denotes a turbocharger, and the turbocharger 1 includes an exhaust gas inlet 21 connected to an exhaust manifold (not shown) and an exhaust gas outlet 22 connected to an exhaust gas discharge pipe 23. Blower case (3) having a turbine case (2) formed therein, and an air inlet port (31) and a compressed air supply port (32) connected to an intake manifold (not shown) side, and the turbine case (2) and blower case. It consists of the bearing case 4 which connects (3).

상기 터빈 케이스(2) 내부에는 터빈(5)이 장설되며, 상기 블로어 케이스(3) 내부에는 콤푸레샤(6)가 장설되며, 상기 베어링 케이스(4) 내부에는 상기 터빈(5)의 회전력을 콤푸레샤(6)에 전달하기 위한 회전축(7)이 베어링(41)으로 지지되어 있다.A turbine 5 is installed inside the turbine case 2, and a compressor 6 is installed inside the blower case 3, and a rotational force of the turbine 5 is compressed within the bearing case 4. A rotating shaft 7 for transmitting to 6 is supported by the bearing 41.

상기 콤푸레샤(6)는 회전축(7)에 축설되는 블로어 하우징(61)과 등각도로 다수 조립되는 블로어 브레이드(62)로 구성되는데, 상기 콤푸레샤(6)의 블로어 하우징(61)에는 등각도로 다수의 내설요홈(61a)과 노출통로(61b)가 형성되어 있으며, 상기 블로어 브레이드(62)에 일체로 형성되어 있는 삽입부(62a)는 상기 내설요홈(61a)에 내장되는 스프링(63)을 지지할 수 있도록 구성되어 있다.The compressor (6) is composed of a blower housing (61) arranged on the rotary shaft (7) and a blower braid (62) assembled in a plurality of isometrics. The blower housing (61) of the compressor (6) has a plurality of internal components at an isometric angle. The groove 61a and the exposure passage 61b are formed, and the insertion portion 62a integrally formed in the blower braid 62 can support the spring 63 embedded in the inner groove 61a. It is configured to.

또한 콤푸레샤(6)가 축설되는 회전축(7) 외주에는 등각도로 가지며, 상기 내설요홈(61a)과 일치하는 다수의 외설요홈(71)이 형성되어 상기 블로어 브레이드(61)의 삽입부(62a)를 수용할 수 있도록 구성되어 있다.In addition, the outer periphery of the rotary shaft (7) in which the compressor (6) is arranged is equilibrium, and a plurality of external grooves (71) matching the internal grooves (61a) is formed to insert the insertion portion (62a) of the blower braid (61) It is configured to accommodate.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면, 회전축(7)에 콤푸레샤(6)를 축설함에 있어서는, 먼저 블로우 하우징(61)의 내설요홈(61a) 각각에 블로어 브레이드(62)를 조립할 때 블로어 브레이드(62)의 삽입부(62a)를 스프링(63)으로 탄력설치되게 하므로서 상기 삽입부(62a)가 회전축(7)의 외설요홈(71)에 탄력적으로 삽입된 상태를 유지할 수 있게 하며, 상기와 같은 상태에서는 노출통로(61b)를 통해 블로어 하우징(61) 외주면으로는 블로어 브레이드(6)가 일부분만 노출되도록 한 것이다.When explaining the operation of the present invention configured as described above, in the installation of the compressor (6) on the rotary shaft (7), when assembling the blower braid 62 in each of the inner groove (61a) of the blow housing (61) By allowing the insertion portion 62a of the 62 to be elastically installed by the spring 63, the insertion portion 62a can be maintained elastically inserted into the tongue recess 71 of the rotation shaft 7. In the same state, only a part of the blower braid 6 is exposed to the outer peripheral surface of the blower housing 61 through the exposure passage 61b.

상기와 같이 조립된 콤푸레샤(6)의 블로어 브레이드(62)의 노출높이(노출된 단면적)는 터빈(5) 회전출력의 고ㆍ저에 따라 가변하여 노출단면적이 증감하게 된다.The exposure height (exposed cross-sectional area) of the blower braid 62 of the compressor 6 assembled as described above varies depending on the high and low of the turbine 5 rotational output, thereby increasing and decreasing the exposed cross-sectional area.

즉, 엔진의 출력이 높아 배기가스의 배출량이 증대하게 되면 터빈(5)의 회전력도 증가하게 되므로서 회전축(7)이 고속으로 회전하게 되며, 이에 따라서 콤푸레샤(6)도 고속으로 회전하게 되는데, 이때 블로어 하우징(61)이 고속으로 회전하게 될 경우에는 블로어 브레이드(62)에 작용하게 되는 원심력이 커져 블로어 브레이드(62)는 스프링(63)의 탄력을 이기고 외측으로 이동하게 되므로서 삽입부(62a)는 제3도에 도시한 바와 같이 내설요홈(71)에서 이격되는 상태가 됨과 블로어 브레이드(62) 역시 노출통로(61b)를 통해 외측으로 더 노출된 상태가 되며, 이같은 상태는 곧 블로어 하우징(61)에서 노출되는 블로어 브레이드(62)의 노출단면적이 증가된 상태이므로 공기의 흡입작용이 증가되므로서 엔진에 공급하는 압축공기의 공급량을 증가시키게 되는 것이다.That is, when the output of the engine is high and the emission of the exhaust gas increases, the rotational force of the turbine 5 also increases, so that the rotary shaft 7 rotates at high speed, and the compressor 6 also rotates at high speed. At this time, when the blower housing 61 is rotated at a high speed, the centrifugal force acting on the blower braid 62 is increased, so that the blower braid 62 moves to the outside and overcomes the elasticity of the spring 63. ) Is spaced apart from the inner groove 71 as shown in FIG. 3 and the blower braid 62 is also exposed to the outside through the exposure passage (61b), such a state is soon blower housing ( Since the exposed cross-sectional area of the blower braid 62 exposed at 61 is increased, the suction amount of air is increased, thereby increasing the amount of compressed air supplied to the engine.

그리고 엔진의 출력이 낮아 배기가스의 배출량이 줄어들게 되면 터빈(5)의 회전력이 낮아지게 되므로서 콤푸레샤(6)의 회전력도 감소하게 되며, 이같이 콤푸레샤(6)의 회전력이 감소하게 되면 플로어 하우징(61)에 탄력적으로 장설된 블로어 브레이드(62)에 작용된 원심력도 떨어지게 되므로서 스프링(63)의 탄력에 의해 삽입부(62a)는 내설요홈(71)에 삽입된 상태가 됨과 동시 노출통로(61b)를 통해 노출되어 있던 노출단면적도 줄어 들게 되므로서 공기의 흡입력도 떨어지게 되어 압축공기의 공급량이 감소하게 된다. 따라서 엔진 출력의 감소에 따른 적당량의 압축공기를 공급할 수 있게 되는 것이다.(제2도 참조)In addition, when the output of the engine is low and the emission of exhaust gas is reduced, the rotational force of the turbine 5 is reduced, so that the rotational force of the compressor 6 is also reduced. When the rotational force of the compressor 6 is reduced, the floor housing 61 is reduced. Centrifugal force acting on the blower braid 62, which is elastically installed at the bottom, is also lowered, so that the insertion portion 62a is inserted into the inner recess groove 71 by the elasticity of the spring 63 and the simultaneous exposure passage 61b. Exposed through the exposed area is also reduced, the suction force of the air is also reduced, the compressed air supply is reduced. Therefore, it is possible to supply an appropriate amount of compressed air according to the reduction of the engine power (see FIG. 2).

상기와 같은 본 발명에 의하면 터빈의 회전출력을 전달받아 회전하는 콤푸레샤를 블로어 하우징과 블로어 브레이드로 분할 구성한 다음 블로어 하우징의 내설요홈과 회전축의 외설요홈에 블로어 브레이드가 삽입된채 스프링의 탄력으로 회전 원심력의 작용에 의하여 노출단면적이 가변될 수 있게 하는 구성으로서 엔진 출력의 고ㆍ저에 따라 압축공기의 공급량을 증감하여 엔진출력에 가장 알맞는 공기를 공급할 수 있게 하는 효과를 나타내어 엔진출력을 향상시킬 수 있는 신규의 발명인 것이다.According to the present invention as described above, the compressor that rotates by receiving the rotational output of the turbine is divided into a blower housing and a blower blade, and then the blower braid is inserted into the inner groove of the blower housing and the outer groove of the rotating shaft, and the centrifugal force of the spring rotates with elasticity of the spring. The cross sectional area can be varied by the action of the engine, and the compressed air supply can be increased or decreased according to the high and low engine power. Is a novel invention.

Claims

A turbine is mounted inside the turbine case with an exhaust gas inlet connected to the exhaust manifold and an exhaust gas outlet connected to the exhaust gas outlet, and a blower having a compressed air supply port that sucks air from the air inlet and sends it to the intake manifold. In the case, a compressor with a plurality of blower blades is mounted, and in the bearing case between the turbine case and the blower case, a turbocharger is configured to support a rotating shaft connecting the turbine and the compressor with a bearing, wherein the compressor is built up. A plurality of tongue grooves having the same number as the blower braids at the ends of the rotating shaft and formed at an equal angle; The compressor comprises a blower housing which is arranged at an end of a rotation shaft in which grooves are formed, and which has internal grooves corresponding to each of the external grooves; And a blower braid which is formed integrally with an insertion part inserted into the outer groove of the rotary shaft and is elastically variably exposed through an exposure passage formed in the compressor housing by a spring elastically installed in the inner groove. Variable blower braid of the engine RPM sensitive turbocharger compressor, characterized in that consisting of.