KR100252363B1 - 터보 엔진에서의 저속성능 향상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 클리너를 통해 공기가 흡입되도록 하는 흡기 통로를 병렬로 형성시켜 흡기의 전자적인 제어에 의해 일측의 흡기 통로는 저속 운행시 개방되고, 타측의 흡기 통로는 고속에서 개방되도록 하여 엔진 구동 속도에 따른 저속 운행시의 흡기 충진율을 높여 과급 공기량 부족에 따른 출력 저하 및 배기가스 발생정도가 개선되도록 하는 터보 엔진에서의 저속성능 향상장치에 대한 것으로서, 상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로 본 발명은 배기가스의 유동에너지를 이용하여 에어 클리너를 통해 흡입되는 공기를 압축시켜 연소실로 공급하게 되는 터보 엔진에 있어서, 상기 에어 클리너(3)로부터 병렬로 분기되는 제1,2흡기 통로(4)(5)와; 상기 제1흡기통로(4)에 장착되어 전자적인 제어에 의해서 개폐되는 솔레노이드 밸브(6)와; 상기 제1흡기통로(4)의 솔레노이드 밸브(6) 직후방으로 장착되어 상기 솔레노이드 밸브(6)와 함께 전자적인 제어에 의해서 구동이 단속되도록 하는 블로워(7)와; 상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)를 엔진 구동 속도에 따라 전자적으로 제어시키는 전자 제어 장치(8)와; 상기 제2흡기통로(5)를 개폐시키는 릴리프 밸브(9)와; 상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)간의 제1흡기통로(4)로부터 유도되는 흡기압에 의해 피스톤을 슬라이딩작동시켜 상기 릴리프 밸브(9)의 작동을 단속하게 되는 액츄에이터(10)로서 이루어지는 구성이 특징이다.

Description

터보 엔진에서의 저속성능 향상장치

본 발명은 전자적인 제어에 의해서 저속에서는 팬 구동에 의해 흡기 충진율이 향상되도록 하는 터보 엔진에서의 저속성능 향상장치에 대한 것이다.

일반적으로 터보 엔진은 배기가스의 배출력으로 터빈을 회전시키므로서 상기 터빈과 동일축선상에 축설되어 있는 컴프레서가 회전하면서 에어 클리너를 통해 유입되는 공기를 압축시켜 연소실로 공급되는 흡기 충진율이 향상되도록 하므로서 엔진에서의 출력이 보다 상승되도록 하는 구조이다.

즉 제3도에서 보는 바와 같이 터보 차저(200)는 흡기계와 배기계에 동시에 걸쳐지면서 배기계측에서는 터빈(210)이, 흡기계측에서는 컴프레서(220)가 동일축선상에 축설되도록 하여 동시에 구동되도록 하고 있으므로 배기가스의 배출력에 의해 터빈(210)이 회전하게 되면 컴프레서(220)도 회전하면서 에어 클리너(300)를 통해 유도되는 흡기를 대기압보다 높은 압력으로 기판(100)에 압송하여 연소력을 증대시키도록 하는것이다.

하지만 상기와 같은 과급 방식에 의하면 엔진의 저속 운행 상태에서는 배기가스의 배출력이 낮기 때문에 터보 차저(200)로부터 과급되는 공기압도 낮게 형성될 수 밖에 없어 엔진의 저속 구간(통상 1000RPM 이하)에서는 토크 부족 및 급가속 발진성이 떨어지게 되는 문제점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이를 보완시키기 위한 것으로서, 본 발명은 에어 클리너를 통해 공기가 흡입되도록 하는 흡기 통로를 병렬로 형성시켜 엔진 구동 속도에 따른 흡기의 전자적인 제어에 의해 일측의 흡기 통로는 저속운행시 개방되면서 흡기를 촉진시키고, 타측의 흡기 통로는 고속에서 개방되도록 하므로서 저속 운행시의 흡기 충진율을 높여 과급 공기량 부족에 따른 출력 저하 및 배기가스 발생정도가 개선되도록 하는 터보 엔진에서의 저속성능 향상장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명은

배기가스의 유동에너지를 이용하여 에어 클리너를 통해 흡입되는 공기를 압축시켜 연소실로 공급하게 되는 터보 엔진에 있어서,

상기 에어 클리너로부터 병렬로 분기되는 제1,2흡기통로와;

상기 제1흡기통로에 장착되어 전자적인 제어에 의해서 개폐되는 솔레노이드 밸브와;

상기 제1흡기통로의 솔레노이드 밸브 직후방으로 장착되어 상기 솔레노이드 밸브와 함께 전자적인 제어에 의해서 단속되도록 하는 블로워와;

상기 솔레노이드 밸브와 블로워를 엔진 구동 속도에 따라 전자적으로 제어시키는 전자 제어 장치와;

상기 제2흡기통로를 개폐시키는 릴리프 밸브와;

상기 솔레노이드 밸브와 블로워간의 제1흡기통로로부터 유도되는 흡기압에 의해피스톤을 슬라이딩작동시켜 상기 릴리프 밸브의 작동을 단속하게 되는 액츄에이터로서 이루어지는 구성을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 일실시예 요부 구조도.

제2도는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 요부 구조도.

제3도는 종래의 터보 엔진의 요부 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 터보 차저

4 : 제1흡기통로 5 : 제2흡기통로

6 : 솔레노이드 밸브 7 : 블로워

8 : 전자 제어 장치(Electronic Control Unit) 9 : 릴리프 밸브

10 : 액츄에이터

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 제1도는 본 발명에 따른 요부 구성을 도시한 것으로서, 도면 부호 1은 엔진이며, 2는 터보 차저이다.

상기 엔진(1)에 연결된 배기 매니폴드(11)와 흡기 매니폴드(12)간으로는 터보 차저(2)가 설치되고, 상기 터보 차저(2)는 배기 매니폴드(11)를 통해서 배출되는 배기가스의 유동에너지에 의해 터빈(21)이 회전하게 될 때 상기 터빈(21)과 동일축선상에 축설시킨 컴프레서(22)가 동시에 회전하면서 에어 클리너(3)를 통해서 흡입되는 공기를 흡기 매니폴드(12)를 거쳐 연소실에 과급되도록 하고 잇다.

한편 에어 클리너(3)를 통해 유입되는 공기는 병렬로 형성된 제1흡기통로(4)와 제2흡기통로(5)를 통해 유도되고, 상기 제1흡기통로(4)에는 전자 제어 장치(8, Eletronic Control Unit, 이하 ECU로 약칭함)에 의해서 작동 제어되는 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)가 장착되며, 상기 제2흡기통로(5)에는 상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)간 흡기압에 의해 작동되는 액츄에이터(10)와 상기 액츄에이터(10)에 의해 작동되는 릴리프 밸브(9)가 형성되도록 한다.

또한 상기 블로워(7)는 구동 모터(71)에 의해서 구동되고, 상기 구동 모터(71)는 ECU(8)에 의해서 작동 제어되며, 상기 솔레노이드 밸브(6)는 제1흡기통로(4)를 개폐하고, 상기 릴리프 밸브(9)는 제2흡기통로(5)를 개폐시키게 된다.

특히 상기와 같은 구조에서 제1흡기통로(4)는 제2도에서와 같이 터보 차저(2)와 엔진(1)간 흡기 매니폴드(12)에 바로 연결되도록 하고, 제2흡기통로(5)는 터보 차저(2)의 컴프레서(22)에 연결되도록 할 수 있다.

이와 같은 구성에 따라 차량에 시동이 걸려 공회전을 하거나 저속 주행시 엔진 회전수가 일정값(약 1000RPM) 이하로 ECU(8)에 체크되면 상기 ECU(8)에서는 즉시 구동 모터(71)와 솔레노이드 밸브(6)로 전원을 공급시켜 블로워(7)를 구동시켜 에어 클리너(3)를 통해 공기가 강제 흡입되면서 제1흡기통로(4)를 개방시켜 압송시키게 된다.

이때 제2흡기통로(5)는 상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)간으로 압송되는 흡기압에 의해 액츄에이터(10)내 피스톤을 후진시키면서 릴리프 밸브(9)를 작동시켜 닫혀진 상태로서 유지되도록 하는바 따라서 블로워(7)에 의해 압송되는 공기는 솔레노이드 밸브(6)를 통해서 연소실로 유도시키게 되므로서 저속에서의 흡기충진율을 향상시켜 출력을 증대시킬 수가 있게 되는 것이다.

특히 상기 제1흡기통로(4)가 터보 차저(2)와 엔진(1)간 흡기 매니폴드(12)에 바로 연결되도록 하면 컴프레서(22)에 의한 흡기 저항력이 제거되면서 더욱 흡기충진율을 향상시킬 수가 있게 된다.

한편 상기와 같은 상태에서 차량이 고속 주행으로 전환하면서 엔진 회전수가 상승하게 되면 일정값 이상에서 ECU(8)는 솔레노이드 밸브(6)와 구동 모터(71)측으로 공급하던 전원을 차단시켜 블로워(7)의 구동을 중지시키면서 제1흡기통로(4)를 폐쇄되도록 한다.

이렇게 제1흡기통로(4)로의 공기 유동이 중지되면 상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)간 흡기압에 의해 작동되던 액츄에이터(10)는 내부의 리턴 스프링 탄발력에 의해 다시 피스톤을 전진시키면서 릴리프 밸브(9)를 회동시켜 제2흡기통로(5)를 개방시키게 되는바 이로서 에어 클리너(3)를 통해 유입되는 공기는 제2흡기통로(5)를 통해서 터보 차저(2)의 컴프레서(22)로 공급되어 정상적인 배기출력에 의해 엔진을 구동시키게 된다.

그러므로 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 장치에 의해 저속의 운전상태에서도 전자적인 제어에 의해 강제적으로 과급을 형성토록 하므로서 흡기 충진율이 보다 향상되면서 배기출력 부족에 따른 터보 차저(2)에서의 구동력 저하 및 출력 저하를 방지시키는 동시에 배기가스 악화를 예방하게 되는 매우 유용한 효과를 제공할 수가 있게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 배기가스의 유동에너지를 이용하여 에어 클리너를 통해 흡입되는 공기를 압축시켜 연소실로 공급하게 되는 터보 엔진에 있어서,

   상기 에어 클리너(3)로부터 병렬로 분기되는 제1,2흡기 통로(4)(5)와;

   상기 제1흡기통로(4)에 장착되어 전자적인 제어에 의해서 개폐되는 솔레노이드 밸브(6)와;

   상기 제1흡기통로(4)의 솔레노이드 밸브(6) 직후방으로 장착되어 상기 솔레노이드 밸브(6)와 함께 전자적인 제어에 의해서 구동이 단속되도록 하는 블로워(7)와;

   상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)를 엔진 구동 속도에 따라 전자적으로 제어시키는 전자 제어 장치(8)와;

   상기 제2흡기통로(5)를 개폐시키는 릴리프 밸브(9)와;

   상기 솔레노이드 밸브(6)와 블로워(7)간의 제1흡기통로(4)로부터 유도되는 흡기압에 의해 피스톤을 슬라이딩작동시켜 상기 릴리프 밸브(9)의 작동을 단속하게 되는 액츄에이터(10);

   로서 이루어지는 구성을 특징으로 하는 터보 엔진에서의 저속성능 향상장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1흡기통로(4)는 터보 차저(2)와 엔진(1)간 흡기 매니폴드(12)에 바로 연결되도록 하고, 제2흡기통로(5)는 터보 차저(2)의 컴프레서(22)에 연결되는 구성을 특징으로 하는 터보 엔진에서의 저속성능 향상장치.