KR100386735B1 - Device for fastening turbochargers - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 터보과급기의 작동신뢰도를 높이고 다수의 다른 고정 변형체를 가능케 하는 것이다.It is an object of the present invention to increase the operational reliability of a turbocharger and to enable many other stationary variants.
이를 위하여, 하나 이상의 중앙의 정체결식 연결요소 (8) 가 족부 (5) 에 설치된다. 더욱이, 두개 이상의 외부지지요소 (9) 가 설치되고 연결요소 (8) 에 90°편위된 방식으로 정체결되게끔 구성된다. 케이싱 (1) 은 연결요소 (8) 와 지지요소 (9) 에 상응하는 정체결식 대응부 (10, 15) 를 가진다.For this purpose, at least one central fastening connection element 8 is installed in the foot 5. Furthermore, two or more external support elements 9 are installed and configured to be locked in a 90 ° biased manner to the connecting element 8. The casing 1 has a fastening counterpart 10, 15 corresponding to the connecting element 8 and the support element 9.
Description
본 발명은, 터보과급기를 베이스부에, 예를 들어 내연기관의 기대에 고정시키기 위한 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the apparatus for fixing a turbocharger to a base part, for example to the base of an internal combustion engine.
오늘날, 대형 터보과급기는, 대부분 터보과급기의 터빈측, 즉 가스 배출구 케이싱에 연결된 하나 또는 두 개의 족부에 의해 내연기관에 고정된다. 이러한 터보과급기는 또한 분리된 기대상에 위치할 수도 있다. 이러한 유형의 고정때문에, 점검시에 배기가스관 또는 족부의 고정나사를 해체할 필요가 없다. 하지만, 특히 비냉각식의 가스배출구 케이싱의 경우에는 높은 재료열이 발생한다. 그로 말미암아, 재료에 있어서 비교적 큰 열팽창이 일어나게 되는데, 그것은 족부에 의해 보상되어야 한다.Today, large turbochargers are mostly fixed to the internal combustion engine by one or two foot connected to the turbine side of the turbocharger, ie the gas outlet casing. Such turbochargers may also be located on separate bases. Because of this type of fixing, there is no need to dismantle the fixing screw of the exhaust pipe or the foot during inspection. However, particularly in the case of uncooled gas outlet casings, high material heat is generated. This results in a relatively large thermal expansion of the material, which must be compensated by the foot.
이를 위하여, 하나의 터보과급기가 개시되어 있는데 (ISSN 0309-3948, Trans/Mar E(TM). VOL. 96, 1984, Paper 64, p. 4), 여기에서는, 터보과급기의 가스배출구 케이싱은, 비교적 얇은 판으로 제조되어 일정한 한도내에서 열팽창을 탄력적으로 흡수하는 두 개의 분리된 족부에 의해 고정된다.To this end, one turbocharger is disclosed (ISSN 0309-3948, Trans / Mar E (TM). VOL. 96, 1984, Paper 64, p. 4), where the gas outlet casing of the turbocharger is It is made of relatively thin plates and fixed by two separate feet which elastically absorb thermal expansion within certain limits.
또 다른 공지된 터보과급기 (MTZ 54(1993)6, p. 288) 에 있어서는, 케이싱 재료의 열팽창을 보상하기 위한 면적이 조금 큰 부분이 형성되도록, 두 개의 족부중 하나가 실린더 가이드 (cylinder guide) 에 의해 한쪽 측면으로 미끄러지게끔 구성되어 있다.In another known turbocharger (MTZ 54 (1993) 6, p. 288), one of the two feet is a cylinder guide so that a slightly larger area is formed to compensate for the thermal expansion of the casing material. It is configured to slide on one side by.
케이싱의 열팽창에 대한 보상능력이 낮은 것은 차치하고라도, 전술한 2 개의 공지된 구성에서는, 축방향의 강성이 비교적 낮다. 이것은 고정 요소를 느슨하게 한다거나, 심지어는 파괴시키기 조차한다거나 하는 바람직하지 않은 진동문제에까지 이르게 할 수도 있다. 그러므로, 이러한 방법으로 고정된 터보과급기의 작동신뢰도는 확실히 보장할 수 없다.Apart from the low compensation for the thermal expansion of the casing, in the two known configurations described above, the axial rigidity is relatively low. This can lead to undesirable vibration problems such as loosening or even breaking the fixing element. Therefore, the operation reliability of the turbocharger fixed in this way cannot be reliably guaranteed.
이에 반해, 한 개의 족부만이 장착된 공지의 터보과급기 (Napier turbochargers NA150 - 350, company catalogue 3M178E, Publication 110, 1978, pp. 3 - 4) 는 필요한 축방향의 강성은 가지고 있다. 하지만, 이러한 터보과급기도 이런 족부에 의해서는 재료의 열팽창을 보상할 수는 없다. 그러므로, 이 터보과급기의 작동신뢰도도 마찬가지로 확실히 보장할 수 없다.In contrast, known turbochargers with only one foot (Napier turbochargers NA150-350, company catalog 3M178E, Publication 110, 1978, pp. 3-4) have the necessary axial rigidity. However, such a turbocharger cannot compensate for thermal expansion of the material by this foot. Therefore, the operation reliability of this turbocharger is likewise not assured.
더욱이, 전술한 해결책에서는, 족부에 대한 가스배출구의 상대위치가 변하지 않는다거나, 또는 변하더라도 점진적으로 변하게 되는데, 그것은 가스배출구 케이싱이 오직 한곳에서만 또는 소수의 소정 위치에서만 내연기관에 연결될 수 있기 때문이다. 그러므로, 다른 조립조건에 대한 적용이 어려울 수도 있다.Moreover, in the above-mentioned solution, the relative position of the gas outlet with respect to the foot does not change, or gradually changes, since the gas outlet casing can be connected to the internal combustion engine only at one place or at a few predetermined positions. . Therefore, application to other assembly conditions may be difficult.
본 발명은, 이러한 모든 단점을 방지하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은, 터보과급기의 작동신뢰도를 높이고, 다수의 다른 고정변형체를 가능케 하는 것이다.The present invention aims to avoid all these drawbacks. It is an object of the present invention to increase the operational reliability of a turbocharger and to enable many other stationary variants.
이러한 목적은, 본 발명에 따르면, 터보과급기를 베이스에, 예를 들어 내연기관의 기대에 고정시키기 위한 장치로서, 터보과급기의 하나 이상의 케이싱, 바람직하게는 가스배출구 케이싱에 연결되는 하나의 족부를 포함하는 장치에 있어서, 상기 족부에 하나 이상의 중앙 확실체결 연결요소를 설치하는 구성에 의해 달성된다. 더욱이, 두 개 이상의 외측 지지요소들이 설치되는데, 이 외측 지지요소들은 상기 연결요소에 대하여 90°오프셋되어 확실체결되도록 구성된다. 이에 상응하여,케이싱에는 상기 연결요소와 지지요소에 대응하는 확실체결 대응부가 설치된다.This object is, according to the invention, an apparatus for securing a turbocharger to a base, for example to the base of an internal combustion engine, comprising one foot connected to at least one casing of the turbocharger, preferably to a gas outlet casing. A device, which is achieved by a configuration for installing at least one central secure connection element in said foot portion. Furthermore, two or more outer support elements are installed, which are configured to be secured by offsetting by 90 ° with respect to the connecting element. Correspondingly, the casing is provided with a secure fastening counterpart corresponding to the connecting element and the supporting element.
중앙의 확실체결 연결요소와 측면의 지지요소를 갖는 이러한 튼튼한 안장모양의 판구조 때문에, 상기 족부에 의해 케이싱의 팽창에 대한 보상이 간단히 얻어진다. 공정 (工程) 중에, 상기 케이싱은 지지요소에 의해 크게 제약받지 않고서 대치될 수 있다. 지지요소가 비교적 멀리 떨어져 위치하므로, 유리하게는 터보과급기의 고정이 아주 강성적으로 이루어진다.Because of this sturdy saddle-shaped plate structure with a centrally secured connection element and a side support element, compensation for the expansion of the casing is simply obtained by the foot. During the process, the casing can be replaced without being significantly constrained by the support element. Since the support elements are located relatively far apart, advantageously the fixing of the turbocharger is very rigid.
이는, 족부가 연결요소와 지지요소 양자가 설치된 기판으로 이루어 지는 경우에 특히 유리하다. 연결요소는 과급기의 종방향에 있어 확실 체결 방식으로 고정되어 가로홈으로서 구성된다. 외측 지지요소는 기판의 양측에 과급기의 종방향에 대해서 가로로 설치된다. 연결요소의 대응부는 케이싱상에 하나 이상의 일체된 위치고정영역을 가지는 고정 리브(rib) 로서 구성된다. 지지요소의 대응부는 케이싱의 양쪽 외주에 설치된 고정 칼라 (collars) 로서 형성된다.This is particularly advantageous if the foot consists of a substrate on which both connecting and supporting elements are installed. The connecting element is secured in a fastening manner in the longitudinal direction of the supercharger and is configured as a transverse groove. The outer support elements are installed transversely with respect to the longitudinal direction of the supercharger on both sides of the substrate. The counterpart of the connecting element is configured as a fixed rib having one or more integral positioning areas on the casing. Corresponding portions of the support element are formed as fixed collars provided on both outer peripheries of the casing.
따라서, 케이싱과 족부의 확실체결식 연결이 축방향과 횡방향 양쪽에서 이루어진다.Thus, a secure engagement of the casing and the foot is made in both axial and transverse directions.
나아가, 각 지지요소에 하나 이상의 위치고정표면을 형성하는 경우에 유리해지는데, 이 위치고정표면은 상기 고정 칼라에 배열된 지지표면에 대응한 것이다. 이들 표면은 원형 또는 다변형일 수도 있다. 특히, 케이싱의 외주에 배열되는 지지표면의 수가 지지요소의 위치고정표면수의 배수에 상당할 때 바람직하다. 따라서, 특히 원형체일 경우의 케이싱에 대한 족부의 장착은, 가스배출구에 대하여 0°와 180°사이의 어떠한 위치에서도 실제조건에 따라 실행될 수 있다.Furthermore, it is advantageous in the case of forming one or more positioning surfaces on each support element, which positioning surfaces correspond to the supporting surfaces arranged on the fixing collar. These surfaces may be circular or polymorphic. In particular, it is preferable when the number of support surfaces arranged on the outer circumference of the casing corresponds to a multiple of the number of fixed positions of the support elements. Thus, the mounting of the foot to the casing, especially in the case of a circular body, can be carried out according to the actual conditions at any position between 0 ° and 180 ° with respect to the gas outlet.
지지요소에는 바람직하게는 원형의 오목부가 설치된다. 그로 인해, 이들 지지요소가 아주 쉽게 케이싱의 모양에 적응될 수 있다. 더욱이, 족부에 전달되는 열량이 이러한 방식으로 비교적 낮게 유지된다.The support element is preferably provided with a circular recess. Thereby, these support elements can be adapted very easily to the shape of the casing. Moreover, the heat delivered to the foot is kept relatively low in this way.
이하, 가스배출구 케이싱에 부착되는 본 발명에 따른 족부를 갖는 터보과급기를 도시한 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다. 본 발명의 이해를 위해 필요한 요소만을 도시하며, 기대 또는 터보과급기를 고정하기 위한 베이스부로서 작용하는 내연기관은 도시하지 않았다. 가스배출구 케이싱의 x, y 및 z 축은 화살표로 도시한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings showing a turbocharger having a foot according to the present invention attached to a gas outlet casing. Only the elements necessary for the understanding of the present invention are shown, and the internal combustion engine serving as the base for securing the base or turbocharger is not shown. The x, y and z axes of the gas outlet casings are shown by arrows.
가스배출구 케이싱 (1) 은 터보과급기 (4) 의 압축기측 (2) 과 터빈측 (3) 사이에 설치된다. 이 가스배출구 케이싱은, 안장모양의 족부 (5) 에 의해 내연기관 (나타내지 않음) 에 고정된다 (제 1 도).The gas outlet casing 1 is provided between the compressor side 2 and the turbine side 3 of the turbocharger 4. This gas outlet casing is fixed to the internal combustion engine (not shown) by the saddle-shaped foot 5 (FIG. 1).
족부 (5) 에는 기판 (6) 이 있다. 이 기판은, 가스배출구 케이싱 (1) 용으로, 과급기의 종방향 (7) 으로 확실체결되어 가로홈으로서 구성된 중앙의 연결요소 (8) 와, 이 가로홈 (8) 에 대해서 직각으로 확실체결된 두 개의 외측 지지요소 (9) 를 떠받치고 있다 (제 1 도).The foot part 5 has a substrate 6. The substrate is securely fastened to the gas outlet casing 1 at right angles to the central connecting element 8 which is securely fastened in the longitudinal direction 7 of the supercharger and configured as a horizontal groove. Two outer support elements 9 are supported (FIG. 1).
가로홈 (8) 은 가스배출구 케이싱 (1) 의 고정 리브로서 구성된 상응하는 대응부 (10) 에 대하여 확실체결방식으로 설치된다. 가스배출구 케이싱 (1) 의 외주 전체에 걸쳐 뻗어있는 상기 고정 리브 (10) 에는, 상기 가로홈 (8) 에 대한 위치고정부 (11) 가 설치된다 (제 3 도). 물론, 고정 리브 (10) 는 임의의 지점에서 다수의 위치고정부 (11) 를 가질 수도 있다. 또한, 상기 중앙의 연결요소 (8) 를 기판(6) 상의 리브로서 구성하는 것과, 상기 대응부 (10) 를 가스배출구 케이싱 (1) 의 외면을 에워싸는 홈으로서 구성하는 것도 가능하다.The lateral grooves 8 are provided in a securely fastening manner with respect to the corresponding counterparts 10 configured as fixed ribs of the gas outlet casing 1. The fixed rib 10 extending over the entire outer periphery of the gas outlet casing 1 is provided with a position fixing portion 11 for the horizontal groove 8 (FIG. 3). Of course, the fixed rib 10 may have a plurality of position fixing 11 at any point. It is also possible to configure the central connecting element 8 as a rib on the substrate 6 and to configure the counterpart 10 as a groove surrounding the outer surface of the gas outlet casing 1.
서로 상응되는, 두 개의 보어 (12) 와 탭 (tapped) 구멍 (13) 은, 각각 기판 (6) 과 위치고정부 (11) 에 설치되는데, 이 보어 (12) 와 탭구멍 (13) 은 나사로서 구성된 두 개의 고정요소 (14) 에 의해 상기 족부 (5) 와 가스배출구 케이싱 (1) 을 연결시키기 위한 것이다 (제 1 도 내지 제 4 도). 물론, 이러한 연결은 다른 개수의 고정요소 (14) 에 의해 이루어질 수도 있다.Corresponding to each other, two bores 12 and a tapped hole 13 are installed in the substrate 6 and the position fixing 11, respectively, which bore 12 and the tapped hole 13 are screwed. It is for connecting the foot 5 and the gas outlet casing 1 by two fixing elements 14 configured as (FIGS. 1 to 4). Of course, this connection may be made by a different number of fastening elements 14.
지지요소 (9) 에 대한 확실체결식 대응부 (15) 는, 가스배출구 케이싱 (1) 의 양쪽 외주에 설치되어 고정 칼라로서 구성된다. 지지요소 (9) 에는, 고정 칼라 (15) 의 대응 지지표면 (17) 에 상응하는 다수의 위치고정표면 (16) 이 형성되어 있다. 위치고정표면 (16) 과 지지표면 (17) 은 모두 다변형 구성이다 (제 2 도, 제 3 도). 이들 표면은 또한 원형일 수도 있다 (제 4 도). 지지표면 (17) 은 실질적으로 가스배출구 케이싱 (1) 의 외주 전체에 배열된다. 가스배출구 케이싱 (1) 상에서의 족부 (5) 의 지지를 더 양호하게 하기 위해, 고정 칼라 (15) 의 형상을 가스배출구 케이싱 (1) 의 상부에서 크고 일정하게 굽은 형상으로 할 수도 있다 (제 1 도 내지 제 3 도).The fastening counterparts 15 to the support elements 9 are provided on both outer peripheries of the gas outlet casing 1 and are configured as fixed collars. The support element 9 is provided with a number of positioning surfaces 16 corresponding to the corresponding support surfaces 17 of the fixing collar 15. The position fixing surface 16 and the support surface 17 are both in a polymorphic configuration (2nd and 3rd degrees). These surfaces may also be circular (Figure 4). The support surface 17 is arranged substantially throughout the outer periphery of the gas outlet casing 1. In order to better support the foot 5 on the gas outlet casing 1, the shape of the fixing collar 15 may be made large and uniformly curved at the top of the gas outlet casing 1 (first 3 to 3).
지지요소 (9) 는 원형으로 구성된 오목부 (18) 를 갖는다. 상기 기판 (6) 에는, 가스배출구 케이싱 (1) 을 내연기관에 고정시키기 위한 4 개의 장착구멍 (19) 이 설치되어 있다 (제 2 도).The support element 9 has a recess 18 formed in a circular shape. The board | substrate 6 is provided with four mounting holes 19 for fixing the gas outlet casing 1 to an internal combustion engine (FIG. 2).
가스배출구 케이싱 (1) 을 고정하는 경우에는, 먼저 족부 (5) 를 필요위치에서, 예를 들어 제 4 도에서 도시된 위치 중 한곳에서 가스배출구 케이싱 (1) 에 장착한다. 이를 위하여, 족부 (5) 를 그의 가로홈 (8) 과 더불어 가스배출구 케이싱 (1) 의 고정 리브 (10) 의 위치고정부 (11) 상으로 밀어, 축방향으로 확실체결식으로 고정한다. 또한, 보어 (12) 와 탭구멍 (13) 내에 나사를 조여서 족부 (5) 를 반경방향으로 고정한다.When fixing the gas outlet casing 1, first, the foot 5 is attached to the gas outlet casing 1 at a necessary position, for example, at one of the positions shown in FIG. For this purpose, the foot 5 is pushed along with its transverse groove 8 onto the position fixing portion 11 of the fixed rib 10 of the gas outlet casing 1, and fixed securely in the axial direction. In addition, the foot 5 is fixed in the radial direction by tightening a screw in the bore 12 and the tab hole 13.
그 다음, 이것을 장착구멍 (19) 내에 안내되는 나사 (20) 에 의해 내연기관에 연결한다.Then, it is connected to the internal combustion engine by the screw 20 guided in the mounting hole 19.
가스배출구 케이싱 (1) 의 지지표면 (17) 이 과급기의 종방향 (7) 으로 지지요소 (9) 의 위치고정표면 (16) 에 확실체결식으로 지지되지 않기 때문에, 재료의 열팽창이 족부 (5) 에 의해 보상될 수 있다.Since the support surface 17 of the gas outlet casing 1 is not firmly supported on the position fixing surface 16 of the support element 9 in the longitudinal direction 7 of the supercharger, thermal expansion of the material is caused by the foot 5. ) Can be compensated for.
본 발명에 따른 족부 (5) 는, 또한 터보과급기 (4) 의 다른 케이싱 (1) 에도 고정될 수 있다. 또한, 두 개의 인접한 케이싱 (1) 에 족부를 연결하는 것도 가능하다.The foot 5 according to the invention can also be fixed to the other casing 1 of the turbocharger 4. It is also possible to connect the foot to two adjacent casings 1.
제 1 도는 터보과급기의 사시도;1 is a perspective view of a turbocharger;
제 2 도는 족부(足部) 의 확대사시도;2 is an enlarged perspective view of the foot;
제 3 도는 X 축에 대해서 방향전환하고 Z 축에 대해서 앞쪽으로 조금 방향전환시킨 가스배출구 케이싱 (Casing) 의 사시도;3 is a perspective view of a gas outlet casing redirected about the X axis and slightly redirected forward about the Z axis;
제 4 도는 제 1 도에 따른 가스배출구 케이싱을 통한 IV-IV 선 단면도로서, 2 개의 족부의 고정변형체를 설치한 것을 나타낸 도면.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV through the gas outlet casing according to FIG. 1, showing a fixed variant of two foot portions.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
5 : 족부 6 : 기판5: foot 6: substrate
7 : 과급기의 종방향 8 : 연결요소 (가로홈)7: Longitudinal direction of the supercharger 8: Connecting element (horizontal groove)
9 : 지지요소 11 : 위치고정부9: Supporting element 11: Position fixing
12 : 구멍 13 : 탭구멍12 hole 13 tab hole
16 : 위치고정표면 18 : 오목부16: position fixing surface 18: recessed part
19 : 장착구멍19: mounting hole
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