KR100367672B1 - Turbo charger engine equiped sofety device - Google Patents

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KR100367672B1
KR100367672B1 KR10-1999-0036587A KR19990036587A KR100367672B1 KR 100367672 B1 KR100367672 B1 KR 100367672B1 KR 19990036587 A KR19990036587 A KR 19990036587A KR 100367672 B1 KR100367672 B1 KR 100367672B1
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유욱재
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

본 발명의 목적은 비정상적인 배기가스 및 과급공기압력에 의한 엔진 손상을 방지하고 배기가스 배출량을 감소시키고 배기가스를 바이패스시키는 웨이스트 게이트 액츄에이터의 손상을 감지하여 운전자에게 경보할 수 있는 안전장치를 구비한 터보차저 엔진 및 터보차저 엔진의 안전을 위한 연료량 제한 방법을 제공하는 데 있으며, 이를 위해 본 발명은 배기매니폴드의 도중에 마련되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 터빈과, 그 터빈과 회전축으로 연결되어 흡기계측에 설치되며, 외부 공기를 흡입하여 가압시켜 실린더에 과급하는 블로어와,SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a safety device for preventing an engine damage caused by abnormal exhaust gas and supercharged air pressure, reducing exhaust gas emissions, and detecting a damage of a waste gate actuator that bypasses the exhaust gas to alert the driver. To provide a turbocharger engine and a method for limiting the fuel amount for the safety of the turbocharger engine, the present invention is provided in the middle of the exhaust manifold and the turbine rotated by the flow energy from which the exhaust gas, and the turbine and the rotating shaft A blower connected to the intake system and suctioned and pressurized outside air to supercharge the cylinder;

배출되는 배기가스압이 기준치 이상일때 터빈을 우회하여 배출되도록 안내하는 바이패스관로를 개폐토록 설치되는 웨이스트 게이트 액츄에이터와;A waste gate actuator installed to open and close the bypass pipe to bypass the turbine when the exhaust gas pressure is higher than a reference value;

과급 공기압에 비례하여 연료 분사량이 조정되는 연료 분사량 조정기구에 과급 공기를 공급하도록 흡기계로부터 분기되는 과급압 작동관을 포함하여 구성되는 터보차저 엔진에 있어서,A turbocharger engine comprising a boost pressure operating tube branched from an intake machine to supply boost air to a fuel injection amount adjustment mechanism whose fuel injection amount is adjusted in proportion to the boost air pressure,

상기 과급압 작동관의 도중에 설치되는 밸브몸체와;A valve body installed in the middle of the boost pressure operation pipe;

상기 밸브몸체에 과급 공기의 일부가 유입되도록 형성되는 플런저안내공과;A plunger guide hole formed so that a part of the boost air flows into the valve body;

상기 플런저 안내공에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되며 일측은 과급 공기압이 작용하며, 타측은 리턴스프링에 의해 지지되는 플런저와;A plunger inserted into the plunger guide hole so as to be slidably moved, one side of which is provided with a boost air pressure, and the other side of which is supported by a return spring;

상기 플런저 외주에 형성된 공간부와;A space portion formed at an outer circumference of the plunger;

상기 공간부로 과급 공기를 안내하도록 밸브 몸체내에 형성되는 유통공과;A distribution hole formed in the valve body to guide the boost air to the space part;

과급 공기압이 허용치 이하인 상태에서 상기 공간부와 연료 분사량 조정기구측의 과급압 작동관을 연통하도록 상기 밸브 몸체에 형성되는 연통공과;A communication hole formed in the valve body so as to communicate with the space pressure portion and the boost pressure operating tube on the fuel injection amount adjustment mechanism in a state where the boost air pressure is lower than an allowable value;

과급공기압이 허용치 이상으로 높아져 상기 플런저가 리턴스프링을 압축하면서 이동하여 상기 연통공이 플런저에 의해 막혀질 때 상기 공간부와 대기를 연통하여 과급 공기를 배출하도록 상기 밸브 몸체에 형성되는 과급 공기 배출공을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.The charge air discharge hole is formed in the valve body so that the plunger moves while compressing the return spring so that the boost air pressure is higher than the allowable value, and the charge hole is formed in the valve body to communicate with the space part and the atmosphere when the communication hole is blocked by the plunger. It is characterized by being provided.

Description

안전장치를 구비한 터보차저 엔진{Turbo charger engine equiped sofety device}Turbocharger engine equiped sofety device

본 발명은 터보차저 엔진, 특히 배기가스를 바이패스시키기 위한 웨이스트 게이트 액츄에이터의 고장시 그 고장 상태를 검출함과 동시에 엔진의 손상을 방지하는 안전장치를 구비한 터보차저 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger engine, in particular a turbocharger engine having a safety device that detects a failure state of a waste gate actuator for bypassing exhaust gas and prevents damage to the engine.

대기압보다 높은 압력으로 엔진에 공기를 송입하여 과급하면 배기량이 같은 엔진에서도 다량의 공기를 충전할 수 있으며, 이 과급 공기량에 비례하여 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 향상시킬 수 있기 때문에, 높은 출력을 필요로 하는 디젤 엔진등의 경우 엔진에 공급하는 공기를 과급하기 위하여 터보차저(Turbo charger)를 장착하고 있다.If air is charged to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure, the engine can charge a large amount of air even with the same displacement.Increasing the amount of fuel injected in proportion to this charge can improve the engine output. Diesel engines that require power are equipped with turbo chargers to supercharge the air supplied to the engines.

터보차저는 일종의 송풍기로 도 4에 도시하는 것과 같이 실린더(1)로부터 배기매니폴드(2)를 통해 배출되는 배기가스의 유동에너지를 이용하여 터빈(3)을 회전시키며, 터빈(3) 회전에 따라 터빈(3)과 회전축(4)으로 연결된 블로어(5)를 회전시키므로써 이 블로어(5) 회전에 의해 흡입되는 공기를 가압하여 흡기계(6)를 통해 실린더(1)로 보내도록 구성되어 있다.The turbocharger is a kind of blower that rotates the turbine 3 using the flow energy of the exhaust gas discharged from the cylinder 1 through the exhaust manifold 2, as shown in FIG. By rotating the blower (5) connected to the turbine (3) and the rotating shaft (4) according to the air is sucked by the rotation of the blower (5) is configured to send to the cylinder (1) through the intake machine (6) have.

이에따라 배기가스의 양이 증가하면 터빈(3)의 회전수도 높아지며, 동시에 불로어(5)의 회전수도 높아져 더욱 많은 공기를 실린더에 공급하게 되는 것이다.Accordingly, when the amount of exhaust gas increases, the rotation speed of the turbine 3 also increases, and at the same time, the rotation speed of the blower 5 also increases, thereby supplying more air to the cylinder.

따라서 과급된 공기를 실린더(1)에 공급한다는 터보차저의 작동 원리상 엔진의 배출가스 유량이 적은 저속 운전 영역에서는 그 효과를 기대하기가 어렵게 된 다.Therefore, it is difficult to expect the effect in a low speed operation region in which the exhaust gas flow rate of the engine is low due to the operation principle of the turbocharger that supplies the charged air to the cylinder 1.

그런데 디젤 엔진에 있어서 저속에서의 출력시엔 스모크가 많이 발생되므로 스모크를 저감시키고 엔진 출력을 향상시키기 위하여 일반적으로 사이즈(Size)가 작은 터빈을 사용하게 된다. 사이즈라 함은 터빈을 회전시키는 배기가스를 터빈에 분사해주는 노즐의 크기를 말하며, 노즐이 작을수록 유속이 증대되어 터빈의 회전수가 증가되므로써 저속에서도 과급 공기량을 증대시켜 스모크 발생을 저감시키게 되는 것이다.However, since a large amount of smoke is generated at a low speed in a diesel engine, a turbine having a small size is generally used to reduce smoke and improve engine power. The size refers to the size of the nozzle for injecting the exhaust gas for rotating the turbine to the turbine, the smaller the nozzle is to increase the flow rate to increase the rotational speed of the turbine to reduce the occurrence of smoke by increasing the amount of charge air at low speed.

그러나 저속에서의 운전 조건을 기준으로 터보차저가 설계되었을 경우 이와는 반대로 고속 운전시엔 과급 공기량이 지나치게 많아지고 터빈의 고속 회전 운동에 따른 내구성 저하 문제가 발생하게 된다.However, when the turbocharger is designed based on the operating conditions at low speed, on the contrary, in the high speed operation, the amount of supercharged air is excessively increased and the durability deterioration due to the high speed rotational motion of the turbine occurs.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 배기가스압이 기준치 이상으로 높아지게 되면 배기가스가 터빈을 거치지 아니하고 우회하여 배출되도록 바이패스관(7)이 마련되어 있고, 이 바이패스관(7)을 개폐하기 위한 웨이스트 게이트 액츄에이터 (Waste gate actuator; 8)가 장치되어 있다.As a solution to this problem, when the exhaust gas pressure becomes higher than the reference value, the bypass pipe 7 is provided so that the exhaust gas is bypassed without passing through the turbine, and a waste gate for opening and closing the bypass pipe 7 is provided. An actuator (Waste gate actuator) 8 is provided.

이 웨이스트 게이트 액츄에이터(8)는 도 5의 상세도에서와 같이 하우징(9)에서 분기된 압력실(10)과, 압력실(10)을 구획하는 다이어프램(11)과, 바이패스 관로 (7)를 개폐하도록 작동하는 웨이스트 게이트 밸브(12)와, 다이어프램(11)과 상기 밸브(12) 사이를 연결하는 작동로드(13) 및 다이어프램(12) 사이를 연결하는 작동로드(13) 및 다이어프램(11)을 원상복귀토록 탄발하는 스프링(14)으로 구성되어 있다.This waste gate actuator 8 includes a pressure chamber 10 branched from the housing 9, a diaphragm 11 partitioning the pressure chamber 10, and a bypass conduit 7 as shown in the detailed view of FIG. A waste gate valve 12 operable to open and close the diaphragm, an operation rod 13 connecting the diaphragm 11 and the valve 12, and an operation rod 13 and diaphragm 11 connecting the diaphragm 12. ) Is composed of a spring (14) which emits force so as to return to normal.

이에따라 배기가스 압이 기준보다 높으면 다이어프램(11)이 스프링(14)의 탄성력을 극복하고 변형되어지게 되며, 밸브(12)가 밸브 시트로부터 떨어져 바이패스관로(7)가 개방되어지게 되므로써 배기가스의 일부가 터빈(3)을 거치지 아니하고 바이패스관로(7)를 통해 터빈을 우회하여 배출되므로써 터빈(3)의 무리를 방지하게 된다.Accordingly, when the exhaust gas pressure is higher than the reference, the diaphragm 11 overcomes the elastic force of the spring 14 and is deformed, and the bypass pipe 7 is opened by the valve 12 falling from the valve seat. A portion of the turbine 3 is prevented by being discharged by bypassing the turbine through the bypass pipe 7 without passing through the turbine 3.

그러나, 상기한 종래의 웨이스트 게이트 액츄에이터(8) 장치에 의하면 장치의 장착 위치가 고온의 배기가스가 유입되는 배기매니폴드 및 터보차처 주변이기 때문에 열해를 입을 수 있으며, 기계적 구조이기 때문에 진동에 의해 그 기능을 상실할 수 있는 문제점이 상존하고 있다.However, according to the conventional waste gate actuator 8 described above, the mounting position of the device is close to the exhaust manifold and the turbocharger through which the high-temperature exhaust gas flows, and thermal damage may occur. There is a problem that can cause a loss of functionality.

이 웨이스트 게이트 액츄에이터(8)가 고장으로 인해 기능을 상실하면 터보차저에 무리가서 엔진의 내구성이 치명적인 손상을 입히게 된다.If the waste gate actuator 8 loses its function due to a failure, the turbocharger will be overwhelmed and the durability of the engine will be seriously damaged.

이 때문에 도 4에 도시하고 있는 것과 같이 흡기계쪽(6)에 별도의 안전장치를 마련하고 있는바 블로어(5)에 의해 과급되는 공기가 일정 압력 이상이면 흡기계 (6)에 마련된 안전밸브(15)가 열려 과급공기를 대기중에 방출토록 하고 있다.For this reason, as shown in FIG. 4, the safety valve provided in the intake machine 6 is provided if a separate safety device is provided on the intake machine side 6 when the air charged by the blower 5 is above a certain pressure. 15) is open to discharge the charge air into the atmosphere.

그러나 이와같은 안전밸브(15)는 일정횟수 이상 사용되면 그 기능을 상실하게 되며 또 기계식 인젝션 펌프를 사용하는 엔진에서는 과급 압력에 비례하여 연료 분사량이 조정되도록 되어 있기 때문에 과급되는 공기가 대기중에 방출되고 말경우 연료 분사량은 많은 반면 공기량이 부족해 연소시 매연을 과다하게 배출하게 되는 원인이 되므로써 환경 공해라는 부작용을 유발하는 문제점이 있게 된다.However, if the safety valve 15 is used more than a certain number of times, its function is lost, and in the engine using the mechanical injection pump, the fuel injection amount is adjusted in proportion to the boost pressure, so that the supercharged air is released into the atmosphere. In other words, the amount of fuel injection is high, but the amount of air is insufficient, causing the exhaust emissions excessively, there is a problem causing side effects such as environmental pollution.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 비정상적 배기가스 및 과급 압력에 의한 엔진 손상 방지 및 배기가스 배출량을 감소시킬 수 있는 안전장치를 구비한 터보차저 엔진을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-described objects, and an object thereof is to provide a turbocharged engine having a safety device capable of preventing engine damage caused by abnormal exhaust gas and boost pressure and reducing exhaust gas emissions. .

본 발명의 다른 목적은 터보차저 엔진의 웨이스트 게이트 액츄에이터의 손상을 감지하여 운전자에게 경보할 수 있는 안전장치를 구비한 터보차저 엔진을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a turbocharger engine having a safety device capable of detecting damage to a waste gate actuator of a turbocharger engine and alerting a driver.

도 1은 본 발명에 의한 터보차저 엔진을 나타내는 개략도1 is a schematic view showing a turbocharger engine according to the present invention

도 2 (가)와 (나)는 본 발명의 안전장치의 작동 상태를 나타내는 도면2 (a) and (b) is a view showing the operating state of the safety device of the present invention

도 3은 일반적인 기계식 인젝션 펌프를 나타낸 도면3 shows a typical mechanical injection pump

도 4는 종래의 터보차저 엔진4 is a conventional turbocharged engine

도 5는 웨이스트 게이트 액츄에이터의 상세도5 is a detailed view of a waste gate actuator

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing

3 : 터빈 5 : 블로어3: turbine 5: blower

7 : 흡기계 18 : 연료 분사량 조정기구7: intake machine 18: fuel injection amount adjustment mechanism

19 : 과급압 작동관 20 : 밸브몸체19: boost pressure operating tube 20: valve body

21 : 플런저 안내공 22 : 플런저21: plunger guide 22: plunger

23 : 리턴스프링 24 : 공간부23: return spring 24: space

25 : 유통공 26 : 연통공25: distribution hole 26: communication hole

27 : 배출공 28 : 나사부27: discharge hole 28: screw portion

31 : 부저31: buzzer

이를 위해 본 발명은 배기매니폴드의 도중에 마련되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 터빈과, 그 터빈과 회전축으로 연결되어 흡기계측에 설치되며, 외부 공기를 흡입하여 가압시켜 실린더에 과급하는 블로어와,To this end, the present invention is installed in the middle of the exhaust manifold and the turbine is rotated by the flow energy from which the exhaust gas is discharged, and the blower is connected to the turbine and the rotating shaft is installed on the intake side, the suction to pressurize the outside air to supercharge the cylinder Wow,

배출되는 배기가스압이 기준치 이상일때 터빈을 우회하여 배출되도록 안내하는 바이패스관로를 개폐토록 설치되는 웨이스트 게이트 액츄에이터와;A waste gate actuator installed to open and close the bypass pipe to bypass the turbine when the exhaust gas pressure is higher than a reference value;

과급 공기압에 비례하여 연료 분사량이 조정되는 연료 분사량 조정기구에 과급 공기를 공급하도록 흡기계로부터 분기되는 과급압 작동관을 포함하여 구성되는 터보차저 엔진에 있어서,A turbocharger engine comprising a boost pressure operating tube branched from an intake machine to supply boost air to a fuel injection amount adjustment mechanism whose fuel injection amount is adjusted in proportion to the boost air pressure,

상기 과급압 작동관의 도중에 설치되는 밸브몸체와;A valve body installed in the middle of the boost pressure operation pipe;

상기 밸브몸체에 과급 공기의 일부가 유입되도록 형성되는 플런저안내공과;A plunger guide hole formed so that a part of the boost air flows into the valve body;

상기 플런저 안내공에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되며 일측은 과급 공기압이 작용하며, 타측은 리턴스프링에 의해 지지되는 플런저와;A plunger inserted into the plunger guide hole so as to be slidably moved, one side of which is provided with a boost air pressure, and the other side of which is supported by a return spring;

상기 플런저 외주에 형성된 공간부와;A space portion formed at an outer circumference of the plunger;

상기 공간부로 과급 공기를 안내하도록 밸브 몸체내에 형성되는 유통공과;A distribution hole formed in the valve body to guide the boost air to the space part;

과급 공기압이 허용치 이하인 상태에서 상기 공간부와 연료 분사량 조정기구측의 과급압 작동관을 연통하도록 상기 밸브 몸체에 형성되는 연통공과;A communication hole formed in the valve body so as to communicate with the space pressure portion and the boost pressure operating tube on the fuel injection amount adjustment mechanism in a state where the boost air pressure is lower than an allowable value;

과급공기압이 허용치 이상으로 높아져 상기 플런저가 리턴스프링을 압축하면서 이동하여 상기 연통공이 플런저에 의해 막혀질 때 상기 공간부와 대기를 연통하여 과급 공기를 배출하도록 상기 밸브몸체에 형성되는 과급 공기 배출공을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.The charge air discharge hole is formed in the valve body so that the plunger moves while compressing the return spring so that the boost air pressure is higher than the allowable value, so that the communication hole communicates with the space and the air to discharge the charge air when the communication hole is blocked by the plunger. It is characterized by being provided.

본 발명의 청구항 2 기재에 의하면 상기 플런저가 리턴스프링을 압축하여 이동할 때 플런저 후단에 접촉되어 전기를 통전하는 전기 접점부가 상기 밸브 몸체에 형성되며, 상기 플런저와 접점부가 접촉하면 작동하는 부저 또는 점등 표시부가 운전석에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.According to the second aspect of the present invention, when the plunger compresses and moves the return spring, an electrical contact portion which contacts the rear end of the plunger and conducts electricity is formed in the valve body, and a buzzer or a lighting indicator which operates when the plunger and the contact portion come into contact with each other. It is characterized in that is installed in the driver's seat.

본 발명의 청구항 3 기재에 의하면 터보차저의 웨이스트 액츄에이터가 고장나 비정상적으로 높은 과급압력이 발생할 때 과급압력의 변화에 따라 연료 분사량이 가감되도록 작동되는 인젝션 펌프의 연료공급량 조정기구로 공급되는 과급압력을 바이패스시켜 외부로 방출시키므로써 연료 공급량 조정기구를 통해 엔진에 분사되는 연료분사량 자체를 감소토록 하는 터보차저 엔진의 안전을 위한 연료량 제한 방법을 특징으로 한다.According to claim 3 of the present invention, when the waste actuator of the turbocharger fails or an abnormally high boost pressure occurs, the boost pressure supplied to the fuel supply amount adjustment mechanism of the injection pump is operated so that the fuel injection amount is adjusted according to the change of the boost pressure. By bypassing the discharge to the outside it is characterized by a fuel amount limiting method for the safety of the turbocharged engine to reduce the fuel injection amount itself injected to the engine through the fuel supply amount adjustment mechanism.

이하에 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 의한 터보차저 엔진의 개략도이며, 도 2는 본 발명의 요부구성인 안전장치의 상세도로서 (가)도는 과급 공기압이 정상 상태에서의 작동상태도이며, (나)도는 웨이스트 게이트 액츄에이터의 고장으로 과급 공기압이 높아질 때의 작동 상태도를 나타내며 도 3은 연료 분사량 조정기구로 사용된 기계식 인젝션 펌프를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a turbocharger engine according to the present invention, FIG. 2 is a detailed view of a safety device that is a main component of the present invention, (a) is an operating state diagram in a state where a supercharged air pressure is normal, and (b) is a waste gate Fig. 3 is a view showing a mechanical injection pump used as a fuel injection amount adjusting mechanism when a supercharged air pressure is increased due to a failure of an actuator.

본 발명 실시예의 설명에 있어서 종래기술과 같은 구성에 대하여서는 동일 부호를 사용하였으며 중복되는 설명 및 도시를 생략하였다.In the description of the embodiments of the present invention, the same reference numerals are used for the same configurations as the prior art, and duplicate descriptions and illustrations are omitted.

부호 17은 본 발명의 안전장치로서 흡기계(6)로부터 분기되어 도 3에 도시하는 연료 분사량 조정기구(18)에 과급 공기를 공급, 안내하는 과급압 작동관(19)의 도중에 설치되어 진다. 안전장치(17)는 플런저 안내공(21)을 갖는 밸브몸체(20), 플런저(22), 리턴스프링(23), 공간부(24), 유통공(25)과 연통공(26) 및 과급공기 배출공(27)으로 구성된다.As a safety device of the present invention, reference numeral 17 is provided in the middle of the boost pressure operating pipe 19 which feeds and guides the boost air to the fuel injection amount adjustment mechanism 18 shown in FIG. The safety device 17 includes a valve body 20 having a plunger guide hole 21, a plunger 22, a return spring 23, a space 24, a distribution hole 25 and a communication hole 26 and a supercharger. It consists of an air discharge hole (27).

밸브몸체(20)는 나사부(28)를 통하여 흡기계(6)의 도중에 접속되고, 밸브몸체(20)에 형성된 플런저 안내공(21)은 과급공기를 실린더측(1)에 안내하는 흡기계(6)에 연통하도록 형성되어 과급공기의 일부가 플런저 안내공(21)으로 유입될 때 공기의 유입 방향과 일치하는 축방향을 갖도록 형성된다.The valve body 20 is connected in the middle of the intake machine 6 via the threaded portion 28, and the plunger guide hole 21 formed in the valve body 20 has an intake machine for guiding the charge air to the cylinder side 1 ( It is formed so as to communicate with 6) is formed so as to have an axial direction corresponding to the inflow direction of the air when a part of the charge air is introduced into the plunger guide hole 21.

플런저(22)는 플런저 안내공(21)내에 긴밀하게 삽입되어 축방향으로 슬라이딩 이동하도록 수용되어 있으며, 플런저(22) 몸체 중간 외주에는 요홈에 의해 형성되는 공간부(28)가 구비되어 있다.The plunger 22 is tightly inserted in the plunger guide hole 21 and accommodated to slidably move in the axial direction. A plunger 22 is provided with a space 28 formed by a recess on the outer circumference of the body.

이 공간부(28)는 상기 밸브몸체(20) 선단에 형성된 유통공(25)을 통하여 흡기계(6)와 연통하고 있다.The space 28 communicates with the intake machine 6 through a distribution hole 25 formed at the tip of the valve body 20.

상기 리턴스프링(23)은 과급 공기압에 대항하여 플런저(22)를 탄발하도록 플런저 안내공(21)내에 삽입되며, 그의 탄발력은 과급 공기압의 허용치, 즉 허용되는 상한값에 일치하도록 설계된다.The return spring 23 is inserted into the plunger guide hole 21 so as to strike the plunger 22 against the boost air pressure, and its elastic force is designed to match the allowable upper limit of the boost air pressure, that is, the upper limit allowed.

과급공기압이 허용치 이내인 상태에서 상기 공간부(28)는 상기 연통공(26)을 통하여 과급압 작동관(19) 및 흡기계(6)측에 연통하며, 과급 공기압이 허용치 이상으로 높아지게 되면, 리턴스프링(23)을 압축하면서 이동하여 상기 연통공(26)이 플런저(22) 몸체에 의해 막히게 되는 반면, 플런저(22)가 위치 이동한 상태에서 상기 공간부(28)는 상기 과급 공기 배출공(27)을 통하여 대기에 연통한다.In the state where the boost air pressure is within the allowable value, the space 28 communicates with the boost pressure operating pipe 19 and the intake machine 6 through the communication hole 26, and when the boost air pressure becomes higher than the allowable value, The communication hole 26 is blocked by the plunger 22 body by moving while compressing the return spring 23, while the space 28 is moved to the supercharged air discharge hole while the plunger 22 is moved. Communicate to the atmosphere through (27).

그리고 밸브몸체(20) 후방에는 전기접점부(29)가 설치되어 있고, 플런저(22)가 후퇴시 플런저 후단에 접촉하여 전기를 통전하게 되며, 밧데리(30) 전원이 공급되어 운전석에 있는 부저(31) 또는 점등표시부가 작동하게 된다.And the electrical contact portion 29 is installed at the rear of the valve body 20, the plunger 22 is in contact with the rear end of the plunger when the retracted to energize the electricity, the battery 30 is supplied with a buzzer in the driver's seat ( 31) Or the lighting indicator is activated.

이와같은 구성의 본 발명의 작용에 대하여 상술하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having such a configuration as follows.

엔진이 시동되어 배기가스가 배출되면 터빈(3)과 블로어(5)가 회전작동하여 공기를 흡입하여 가압한 후 흡기계(6)를 통하여 실린더(11)에 공급한다.When the engine is started and the exhaust gas is discharged, the turbine 3 and the blower 5 rotate to inhale and pressurize air, and then supply the cylinder 11 to the cylinder 11 through the intake machine 6.

이때 과급 공기의 일부는 과급압 작동관(19)을 통하여 연료 분사량 조정기구(18)의 제어래크(32)를 움직여 플런저(33)를 회전시키므로써 플런저(33)의 유효행정을 바꾸어 연료의 분사량을 과급 공기량에 비례하여 조정하게 된다.At this time, part of the boost air moves the control rack 32 of the fuel injection amount adjusting mechanism 18 through the boost pressure operating pipe 19 to rotate the plunger 33 to change the effective stroke of the plunger 33 to inject the fuel. Is adjusted in proportion to the amount of charge air.

엔진이 고속으로 움직여 배기가스압이 허용치 이상으로 상승하면 웨이스트 게이트 액츄에이터(8)가 작동하여 바이패스관로(7)가 개방되어 배기가스의 일부가 터빈(3)을 우회하여 통과하게 되므로써 터빈(3)의 과회전을 방지한다.When the engine moves at high speed and the exhaust gas pressure rises above the allowable value, the waste gate actuator 8 is operated to open the bypass pipe 7 so that a part of the exhaust gas passes through the turbine 3 and passes through the turbine 3. Prevent over-rotation.

그러나 웨이스트 게이트 액츄에이터(8)가 고장나서 배기가스가 바이패스되지 아니하게 되면 터빈(3)과 블로어(5)는 고속으로 회전되고 과급 공기압은 허용치 보다 크게 높아지게 된다.However, if the waste gate actuator 8 fails and the exhaust gas is not bypassed, the turbine 3 and the blower 5 rotate at high speed, and the boost air pressure becomes higher than the allowable value.

이에따라 플런저(22)에 작용하는 과급 공기압이 허용치보다 높아지면 리턴스프링(23)의 탄발력을 극복하고 플런저(22)가 이동하여 연통공(26)을 차단하고 과급공기 배출공(27)을 개방하여 과급공기의 일부를 배출시키게 된다.Accordingly, if the boost air pressure acting on the plunger 22 is higher than the allowable value, the elastic force of the return spring 23 is overcome and the plunger 22 moves to block the communication hole 26 and open the charge air discharge hole 27. To discharge part of the charge air.

연통공(26)이 차단되어 연료 공급량 조정기구(18) 제어래크(32)에 과급공기압이 작용하지 아니하게 되면, 제어래크(32)는 스프링(34)에 의해 원상복귀하고 플런저(33)는 최소 연료 분사량 위치로 회전 작동되며, 이로써 정상적인 운전상태보다 적은 연료량(이를 베이스 연료량이라 하며, 최대 분사연료량의 50∼70%정도)을 분사하게 된다.When the communication hole 26 is blocked and the boost air pressure does not act on the control rack 32 of the fuel supply adjustment mechanism 18, the control rack 32 returns to its original state by the spring 34 and the plunger 33 It rotates to the minimum fuel injection position and thereby injects less fuel than the normal operating state (this is referred to as the base fuel amount and about 50 to 70% of the maximum injection fuel amount).

따라서 연료 분사량이 급감하므로 과급공기의 외부 방출에 따른 연료농후 현상이 방지되며, 아울러 배기가스 배출량도 줄어들어 터빈(3)의 회전 속도가 저하되어지게 된다.Therefore, since the fuel injection amount is drastically reduced, the fuel rich phenomenon caused by the external discharge of the charge air is prevented, and the exhaust gas emission is also reduced, so that the rotation speed of the turbine 3 is lowered.

한편, 플런저(22)가 후퇴하여 과급공기 배출공(27)이 개방되는 순간 플런저(22) 후단과 전기접점부(29)가 접촉하여 운전석의 부저(31)가 울리므로써 운전자는 웨이스트 게이트 액츄에이터(8)가 고장나서 배기가스가 바이패스되지 않으므로써 과급 공기압이 급증한 것으로 판단하고 정비소에 가서 웨이스트 게이트 액츄에이터(8)의 점검을 행하여 고장 부위를 수리하게 된다.On the other hand, when the plunger 22 is retracted and the boost air discharge hole 27 is opened, the rear end of the plunger 22 and the electrical contact portion 29 come into contact with each other so that the buzzer 31 of the driver's seat rings, so that the driver has a waste gate actuator ( 8) is broken down and exhaust gas is not bypassed, so the supercharged air pressure is judged to have surged, and the repair shop is repaired by checking the waste gate actuator 8 at the repair shop.

이상과 같은 본 발명에 의하면 허용치보다 배기가스압이 높을 때 이를 바이패스시키도록 작동하는 웨이스트 게이트 액츄에이터가 고장시, 과급 공기압에 비례하여 연료 공급량을 조정하는 연료 분사량 조정 기구에 공급하는 과급공기를 차단하고 외부로 배출토록 하는 안전장치를 구비하고 있어, 연료 공급량을 최소화하게 되므로써 혼합기의 농후에 따른 배기가스 악화를 방지하고, 연료 분사량 감소에 따라 배기가스압을 낮추게 되어 터빈의 과회전에 의한 손상을 방지하며, 운전석에 설치된 경보기가 작동하여 웨이스트 게이트 액츄에이터가 고장 상태임을 운전자가 인식할 수 있어 즉시 수리 조치할 수 있으므로 엔진 손상을 예방하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, when the waste gate actuator, which operates to bypass the exhaust gas pressure higher than the allowable value, breaks down the charge air supplied to the fuel injection amount adjusting mechanism that adjusts the fuel supply amount in proportion to the boost air pressure. It is equipped with a safety device to discharge to the outside, thereby minimizing the fuel supply amount, thereby preventing the deterioration of exhaust gas due to the richness of the mixer, and lowering the exhaust gas pressure as the fuel injection amount decreases, thereby preventing damage due to over-rotation of the turbine. In addition, the alarm installed in the driver's seat operates to allow the driver to recognize that the waste gate actuator is in a faulty state, so that repairs can be made immediately, thereby preventing engine damage.

Claims (3)

배기매니폴드의 도중에 마련되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 터빈과, 그 터빈과 회전축으로 연결되어 흡기계측에 설치되며, 외부 공기를 흡입하여 가압시켜 실린더에 과급하는 블로어와,A turbine provided in the middle of the exhaust manifold and rotating by the flow energy from which the exhaust gas is discharged, connected to the turbine and the rotating shaft, and installed on the intake machine side, and a blower that sucks and pressurizes outside air to supercharge the cylinder; 배출되는 배기가스압이 기준치 이상일때 터빈을 우회하여 배출되도록 안내하는 바이패스관로를 개폐토록 설치되는 웨이스트 게이트 액츄에이터와;A waste gate actuator installed to open and close the bypass pipe to bypass the turbine when the exhaust gas pressure is higher than a reference value; 과급 공기압에 비례하여 연료 분사량이 조정되는 연료 분사량 조정기구에 과급 공기를 공급하도록 흡기계로부터 분기되는 과급압 작동관을 포함하여 구성되는 터보차저 엔진에 있어서,A turbocharger engine comprising a boost pressure operating tube branched from an intake machine to supply boost air to a fuel injection amount adjustment mechanism whose fuel injection amount is adjusted in proportion to the boost air pressure, 상기 과급압 작동관의 도중에 설치되는 밸브몸체와;A valve body installed in the middle of the boost pressure operation pipe; 상기 밸브몸체에 과급 공기의 일부가 유입되도록 형성되는 플런저 안내공과;A plunger guide hole formed so that a part of the boost air flows into the valve body; 상기 플런저 안내공에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입되며 일측은 과급 공기압이 작용하며, 타측은 리턴스프링에 의해 지지되는 플런저와;A plunger inserted into the plunger guide hole so as to be slidably moved, one side of which is provided with a boost air pressure, and the other side of which is supported by a return spring; 상기 플런저 외주에 형성된 공간부와;A space portion formed at an outer circumference of the plunger; 상기 공간부로 과급 공기를 안내하도록 밸브 몸체내에 형성되는 유통공과;A distribution hole formed in the valve body to guide the boost air to the space part; 과급 공기압이 허용치 이하인 상태에서 상기 공간부와 연료 분사량 조정기구측의 과급압 작동관을 연통하도록 상기 밸브 몸체에 형성되는 연통공과;A communication hole formed in the valve body so as to communicate with the space pressure portion and the boost pressure operating tube on the fuel injection amount adjustment mechanism in a state where the boost air pressure is lower than an allowable value; 과급공기압이 허용치 이상으로 높아져 상기 플런저가 리턴스프링을 압축하면서 이동하여 상기 연통공이 플런저에 의해 막혀질 때 상기 공간부와 대기를 연통하여 과급 공기를 배출하도록 상기 밸브 몸체에 형성되는 과급 공기 배출공과;A charge air discharge hole formed in the valve body to discharge charge air by communicating with the space and the air when the communication hole is blocked by the plunger by moving the plunger by compressing the return spring by increasing the charge air pressure above the allowable value; 상기 플런저가 리턴스프링을 압축하면서 이동하여 상기 과급 공기 배출공이 개방되면 상기 플런저 후단과 접촉하여 전기적으로 통전 상태를 형성하도록 밸브몸체의 후단에 형성되는 전기 접점부와;An electrical contact portion formed at a rear end of the valve body such that the plunger moves while compressing a return spring to contact the rear end of the plunger to form an electrically energized state when the supercharged air outlet hole is opened; 운전석에 설치되어 상기 플런저와 전기 접점부가 접촉하면 작동하는 부저;A buzzer installed in the driver's seat and operating when the plunger and the electrical contact portion come into contact with each other; 를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 터보차저 엔진.Turbocharger engine with a safety device, characterized in that it comprises a. 삭제delete 삭제delete
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