KR100287691B1

KR100287691B1 - 터보차저엔진

Info

Publication number: KR100287691B1
Application number: KR1019970052939A
Authority: KR
Inventors: 김창일
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2001-04-16
Also published as: KR19990032022A

Abstract

본 발명은 디젤 엔진 등에 구비되는 터보 차저 엔진에 관한 것으로서, 특히 엔진에 흡입되는 공기의 밀도를 감지하여 배기 가스 웨이스트 량을 조절함으로써 차량이 고지 등을 주행할 때에도 엔진의 출력이 일정하게 유지되도록 한 터보 차저 엔진에 관한 것이다.

상기 본 발명은 배기 매니폴드와 배기 파이프 사이에 장치되어 배기 가스에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 동일 축으로 연결되어 회전되면서 흡기 매니폴드에 과급 공기를 송입하는 컴프레서가 포함된 터보 차저 엔진에 있어서, 상기 컴프레서(52) 입구측에 설치되어 흡입되는 공기의 밀도를 감지하는 공기 밀도 센서(62)와, 상기 공기 밀도 센서(62)의 감지 결과를 입력받아 제어 신호를 출력하는 ECU(제어 유닛)(64)와, 상기 배기 매니폴드(41)에서 터빈(51)을 거치지 않고 바로 배기 파이프(43)로 일정량의 배기 가스가 배출되게 하는 웨이스트 라인(66)과, 상기 웨이스트 라인(66)상에 설치되고 상기 ECU(64)의 제어에 따라 개폐량이 조절되는 솔레노이드 밸브(68)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

터보 차저 엔진

본 발명은 디젤 엔진 등에 구비되는 터보 차저 엔진에 관한 것으로서, 특히 엔진에 흡입되는 공기의 밀도를 감지하여 배기 가스 웨이스트 량을 조절함으로써 차량이 고지 등을 주행할 때에도 엔진의 출력이 일정하게 유지하도록 한 터보 차저 엔진에 관한 것이다.

일반적으로 대기압보다 높은 압력으로 엔진에 송입하는 것을 과급이라 하는데, 터보 차저 등을 이용하여 과급하면 배기량이 같은 엔진에서도 다량의 공기를 충전할 수 있으며, 이것에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 향상시킬 수 있다.

상기한 터보 차저는 일종의 송풍기이며 도 1에 도시된 바와 같이 배기 가스의 압력에 의해 회전되는 터빈(11)과, 상기 터빈(11)과 샤프트(13)로 연결되어 상기 터빈(11)과 일체로 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 컴프레서(12)와, 상기 터빈(11)과 컴프레서(12) 및 상기 샤프트(13)를 보호하는 터보 차저 하우징(14)과, 상기 터보 차저 하우징(14)의 내부에 위치되어 상기 샤프트(13)의 양단을 지지하는 저널 베어링(15)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 터보 차저 엔진은 배기 매니폴드(21)를 통해 흐르는 배기 가스의 유동 압력에 의해 상기 터빈(11) 및 컴프레서(12)가 회전되어 흡입 공기를 압축한 후 상기 흡기 매니폴드(22)를 통해 실린더(20)에 가압 공기를 공급하도록 되어 있다.

상기 배기 매니폴드(21)를 통해 흐르는 배기 가스는 상기 터보 차저 하우징(14)으로 들어가 상기 터빈(11)을 회전시킨 후 빠져나가게 된다. 상기 터빈(11)이 회전되면 샤프트(13)로 상기 터빈(11)과 일체로 형성된 상기 컴프레서(12)가 회전되고, 상기 컴프레서(12)가 회전되면 흡입 공기가 압축되어 상기 흡기 매니폴드(22)를 통해 실린더(20)에 전해진다.

그러나, 상기 터보 차저 엔진은 차량이 고지로 올라가면 컴프레서(12)를 통해 흡기 매니폴드(22)로 들어가는 공기 밀도가 떨어지기 때문에 연소실(20)내의 공연비가 상승되면서 엔진의 배기 가스가 많아지고, 스모크(Smoke)증가를 가져오며, 이에 대한 대책으로 연료량을 감소시켜야 되므로 엔진의 출력이 급격히 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진에 흡입되는 공기의 밀도에 따라 터빈을 통과하는 배기 가스량을 조절하여 터빈의 회전 속도를 제어함으로써 차량이 고지에서도 일정한 출력으로 주행할 수 있도록 한 터보 차저 엔진을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 터보 차저 엔진은, 배기 매니폴드와 배기 파이프 사이에 장치되어 배기 가스에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 동일 축으로 연결되어 회전되면서 흡기 매니폴드에 과급 공기를 송입하는 컴프레서가 포함하고, 상기 컴프레서 입구측에 설치되어 흡입되는 공기의 밀도를 감지하는 공기 밀도 센서와, 상기 배기 매니폴드에서 터빈을 거치지 않고 바로 배기 파이프로 일정량의 배기 가스가 배출되게 하는 웨이스트 라인과, 상기 웨이스트 라인상에 설치되어 개폐량이 조절되는 솔레노이드 밸브와, 상기 컴프레서 입구측의 공기 밀도가 일정 이하가 되면 상기 웨이스트 라인을 통해 배출되는 배기 가스량을 줄이도록 솔레노이드 밸브를 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 터보 차저 엔진이 도시된 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 터보 차저 엔진이 도시된 개략적인 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

40 : 연소실 41 : 배기 매니폴드

42 : 흡기 매니폴드 43 : 배기 파이프

51 : 터빈 52 : 컴프레서

53 : 축 62 : 공기 밀도 센서

64 : ECU 66 : 웨이스트 라인

68 : 솔레노이드 밸브

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 터보 차저 엔진은 도 2에 도시된 바와 같이 배기 매니폴드(41)와 배기 파이프(43) 사이에 장치되어 배기 가스에 의해 회전되는 터빈(51)과, 상기 터빈(51)과 샤프트(53)로 연결되어 회전되면서 흡기 매니폴드(42)에 과급 공기를 송입하는 컴프레서(52)와, 상기 컴프레서(52) 입구측에 설치되어 흡입되는 공기의 밀도를 감지하는 공기 밀도 센서(62)와, 상기 공기 밀도 센서(62)의 감지 결과를 입력받아 제어 신호를 출력하는 ECU(제어 유닛)(64)와, 상기 배기 매니폴드(41)에서 상기 터빈(51)을 거치지 않고 바로 배기 파이프(43)로 일정량의 배기 가스가 배출되게 하는 웨이스트 라인(66)과, 상기 웨이스트 라인(66)상에 설치되고 상기 ECU(64)의 제어에 따라 개폐량이 조절되는 솔레노이드 밸브(68)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 ECU(64)는 컴프레서(52) 입구측의 공기 밀도가 일정 이하가 되면 상기 웨이스트 라인(66)을 통해 배출되는 배기 가스량을 줄이도록 솔레노이드 밸브(68)를 제어하게 된다.

즉, 공기의 밀도가 저하되는 고지 등을 주행할 때는 상기 공기 밀도 센서(62)가 이를 감지하여 ECU(64)에서 웨이스트 라인(66)을 통해 배출되는 배기 가스량을 줄임으로써 엔진의 출력이 저하되는 것을 방지토록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 터보 차저 엔진의 작용을 설명하면 다음과 같다.

연소실(40)에서 배기 매니폴드(41)를 통해 배기 가스의 유동 압력에 의해 터빈(51)을 회전시키면 동일 축(53)으로 연결된 컴프레서(52)도 회전되어 흡입 공기를 압축하면서 흡기 매니폴드(42)를 통해 연소실(20)에 가압 공기를 공급하게 된다.

여기서, 컴프레서(52)의 회전력과 연소실(40)에 공급되는 과급 공기량은 터빈(51)을 회전시키는 배기 가스 유동 압력에 의해 결정되나 차량이 고지에 올라가게 되면 공기의 밀도가 떨어져 컴프레서(52)가 동일 속도로 회전하더라도 과급 공기량은 공기의 밀도가 저하된 만큼 줄어들게 된다.

일반적으로 흡기 매니폴드(42)의 압력이 과도하게 상승되면 웨이스트 라인(66)이 개방되나 본 발명은 공기 밀도 센서(62)를 통해 감지한 공기의 밀도의 상태에 따라 ECU(64)가 이를 인식하고 솔레노이드 밸브(68)를 제어하여 웨이스트 라인(66)의 개구량을 조절하게 된다.

즉, 동일 엔진 운전 영역이라 할지라도 고지를 주행할 때는 공기 밀도 센서(62)의 감지 결과에 따라 웨이스트 라인(66)의 개구량을 줄임으로써 터빈(51)의 회전속도를 보다 빠르게 하고, 이에 따라 컴프레서(52)의 과압력도 커져서 연소실(40)에 충분한 공기가 흡입되어 엔진의 출력이 일정하게 유지된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 터보 차저 엔진은 엔진에 흡입되는 공기의 밀도를 감지하여 터빈을 통과하는 배기 가스량을 조절하기 때문에 차량이 고지를 주행하더라도 출력 저하 없이 원하는 출력으로 주행할 수 있는 이점이 있다.

Claims

배기 매니폴드와 배기 파이프 사이에 장치되어 배기 가스에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈과 동일 축으로 연결되어 회전되면서 흡기 매니폴드에 과급 공기를 송입하는 컴프레서가 포함된 터보 차저 엔진에 있어서,

상기 컴프레서 입구측에 설치되어 흡입되는 공기의 밀도를 감지하는 공기 밀도 센서와, 상기 배기 매니폴드에서 터빈을 거치지 않고 바로 배기 파이프로 일정량의 배기 가스가 배출되게 하는 웨이스트 라인과, 상기 웨이스트 라인상에 설치되어 개폐량이 조절되는 솔레노이드 밸브와, 상기 컴프레서 입구측의 공기 밀도가 일정 이하가 되면 상기 웨이스트 라인을 통해 배출되는 배기 가스량을 줄이도록 솔레노이드 밸브를 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 터보 차저 엔진.