KR100410485B1

KR100410485B1 - 터보차저 윤활구조

Info

Publication number: KR100410485B1
Application number: KR10-2000-0079844A
Authority: KR
Inventors: 임형택
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20020050653A

Abstract

본 발명은 엔진의 터보차저(Turbo charger)식 과급장치의 윤활구조에 관한 것으로서,

터보차저(TC)의 윤활유 드레인 통로(70)상에 일정수준 이상의 오일압이 형성되지 않으면 유로를 차단하도록 하는 밸브수단을 설치하여 구성된 터보차저 윤활구조를 제공하여,

엔진의 시동초기에 터보차저의 윤활이 원활히 이루어질 수 있도록 하여 터보차저가 채택된 엔진의 설계시에 그 윤활의 문제로 인한 설계상의 제약을 감소시키며, 원활한 터보차저의 윤활작용 확보로 터보차저의 부품파손 등의 염려를 배제시킬 수 있다.

Description

터보차저 윤활구조{A STRUCTURE OF LUBRICATION FOR TURBO-CHARGER}

본 발명은 엔진의 터보차저(Turbo charger)식 과급장치의 윤활구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 시동시에 터보차저의 윤활이 원활히 이루어지도록 하는 것에 대한 것이다.

일반적으로 과급장치는 대기압보다 높은 압력으로 엔진의 흡기매니폴드에 공기를 압송하는 장치이며, 엔진의 배기 압력을 이용한 터보차저(Turbo charger)와 엔진의 회전 동력을 이용하는 루우츠 블로워(Roots blower)식 과급기가 있다.

상기한 터보차저는 배기매니폴드에서 방출되는 배기 가스의 압력을 이용하여 흡기매니폴드에 가압 공기를 제공하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 배기매니폴드(50)에 설치되어 배기가스에 의해 회전되는 터어빈(T)과, 흡기매니폴드(60)에 형성되어 상기 터어빈(T)에 의해 발생된 회전력으로 회전되어 가압된 공기를 흡기매니폴드(60)에 공급하는 블로워(B)와, 상기 터어빈(T)의 회전력을 블로워(B)로 전달하기 위한 샤프트(SH)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 터보차저는 엔진의 배기매니폴드(50)에서 배기가스가 터어빈(T)을 고속으로 회전시키고, 상기 터어빈(T)의 회전은 상기 샤프트(SH)에 의해 블로워(B)를 회전시키게 되며, 상기 블로워(B)의 회전은 공기 흡입구에서 공기를 강제 흡입하여 흡기매니폴드(60)에 전달한다. 물론, 상기 블로워(B)에서 흡기매니폴드(60)로 공급되는 공기는 블로워(B)에 의해 가속된 상태이므로 이를 디퓨저를 사용하여 높은 압력의 공기로 변환시켜 흡기매니폴드(60)에 전달하게 된다.

상기와 같이 흡기매니폴드(60)로 많은 양의 공기가 공급되면 엔진 연소실은 흡기효율이 상승되어 더욱 원활한 연소작용으로 엔진의 출력을 향상시키게 된다.

이러한 터보차저는 통상 수십만 RPM에 해당하는 고속의 회전수로 작동하기 때문에 상기 샤프트(SH)는 평베어링 등으로 지지되어야 하고 반드시 엔진의 윤활통로와 근거리에 연결되어 오일을 공급받을 수 있는 윤활회로를 구성하여야 하는 바, 도 2에는 엔진의 윤활과 더불어 터보차저(TC)에 윤활유가 공급되는 경로가 개략적으로 도시되어 있는바, 엔진의 실린더헤드쪽에서 터보차저(TC)로 공급된 오일이 윤활을 마치고 다시 윤활유 드레인 통로(70)를 통해 드레인되는 오일의 경로를 보여주고 있다.

그런데, 이러한 터보차저(TC)에서 윤활에 관련된 최대의 과제는 엔진 시동시의 윤활대책인데, 일반적으로 엔진 시동후 약 3초 이내에 터보차저(TC)로 윤활유가 공급되지 않을 경우에는 고속의 부하를 견딜 수 없어서 급격한 마모로 인한 부품파손이 발생하기 때문이다.

따라서, 이러한 시동초기의 터보차저(TC) 윤활의 문제는 터보차저(TC)를 채택하고 있는 엔진의 개발시에 반드시 해결되어야할 주요한 문제이며, 이러한 조건으로 인해서 엔진 설계시 레이아웃이나 윤활회로의 구성 등에서 설계상 많은 제약이 되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 시동초기에 터보차저의 윤활이 원활히 이루어질 수 있도록 하여 터보차저가 채택된 엔진의 설계시에 그 윤활의 문제로 인한 설계상의 제약을 감소시키며, 원활한 터보차저의 윤활작용 확보로 터보차저의 부품파손 등의 염려를 배제시킬 수 있는 터보차저 윤활구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 터보차저 엔진의 작동상태를 개략적으로 도시한 개념도,

도 2는 종래기술에 의한 터보차저 엔진의 윤활구조를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 의한 터보차저 윤활구조를 도시한 구조도,

도 4는 도 3에 사용된 논리턴밸브의 구조를 도시한 구조도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 체크볼 3: 논리턴밸브

5: 밸브바디 7: 스프링

9: 스프링 지지대 70: 윤활유 드레인 통로

TC: 터보차저

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 터보차저 윤활구조는 터보차저의 윤활유 드레인 통로상에 일정수준 이상의 오일압이 형성되지 않으면 유로를차단하도록 하는 밸브수단을 설치하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다. 아울러 종래기술의 설명에 사용되었던 부품과 동일한 부품의 명칭 및 부호는 동일한 것을 사용하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 터보차저 윤활구조의 실시예를 도시한 것으로서, 터보차저(TC)의 윤활유 드레인 통로(70)상에 일정수준 이상의 오일압이 형성되지 않으면 유로를 차단하도록 하는 밸브수단이 설치되어 있는데, 상기 밸브수단은 도 4에 도시된 것과 같이 일방향으로 체크볼(1)을 탄발지지하는 논리턴밸브(NON-RETURN VALVE: 3)로 구성하였다.

즉, 상기 도 4의 논리턴밸브(3)는 밸브바디(5)의 내측에 스프링(7)을 지지하면서 유로를 확보하도록 하는 스프링 지지대(9)에 스프링(7)이 장착되어 상기 스프링(7)이 체크볼(1)을 도면상 상측으로 밀고 있는 상태가 되도록 하고 있어서, 윤활유가 엔진의 오일펌프로부터 제공되는 압력에 의해 지속적으로 터보차저(TC)로 공급될 때에는 상기 체크볼(1)이 윤활유의 압력에 의해 스프링(7)의 힘을 이기고 하측으로 이동되어 윤활유 드레인 통로(70)를 개방하게 되지만, 엔진의 시동이 꺼져서 오일펌프로부터 윤활유의 압송이 없으면 상기 스프링(7)이 체크볼(1)을 상측으로 이동시켜 윤활유 드레인 통로(70)를 차단하게 되는 것이다.

물론, 여기에 사용되는 밸브수단은 상기 도 4에 도시된 것과 같은 논리턴밸브(3)에 국한된 것은 아니고 오일의 압력에 따라서 윤활유 드레인 통로(70)를 개폐할 수 있는 기타의 다른 밸브수단이 채택될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진의 정상적인 작동상태에서는 엔진의 오일펌프에서 압송되는 윤활유는 엔진의 각 부분을 윤활시킴은 물론 상기 터보차저(TC)로 공급되어 고속 회전하는 회전부위 등에 윤활작용을 하게 된다.

상기 터보차저(TC)로 공급되어 윤활작용을 마친 윤활유는 윤활유 드레인 통로(70)를 통해 다시 엔진의 오일팬으로 회수되는데, 이 경우 상기 논리턴밸브(3)는 오일펌프로부터의 윤활유 압송에 따라 상기 체크볼(1)이 스프링(7)을 밀고 유로를 개방하므로 윤활을 마친 윤활유는 윤활유 드레인 통로(70)를 통해 원활하게 오일팬으로 회수된다.

이러한 작동중 엔진의 시동이 꺼지게 되면 상기 오일펌프도 정지하여 더 이상 윤활유를 압송하지 않으므로 상기 논리턴밸브(3)의 체크볼(1)은 상기 스프링(7)의 힘에 의해 상측으로 이동되면서 유로를 차단하게 되어 상기 윤활유 드레인 통로(70)가 폐쇄된다.

따라서, 상기 터보차저(TC)로 공급되었던 윤활유는 더 이상 윤활유 드레인 통로(70)로 드레인 되지 못하고 터보차저(TC) 내에 잔류하게 되는 바, 이러한 상태에서 다시 엔진의 시동이 켜지게 되면, 오일펌프에서 압송되는 윤활유가 터보차저(TC)에 미처 공급되지 못하는 엔진 시동 초기시간 동안에도 상기 터보차저(TC) 내에 잔류하던 윤활유가 터보차저(TC)의 윤활을 수행하므로 엔진 시동 초기의 터보차저 윤활의 문제가 해결된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 엔진의 시동초기에 터보차저의 윤활이 원활히 이루어질 수 있도록 하여 터보차저가 채택된 엔진의 설계시에 그 윤활의 문제로 인한 설계상의 제약을 감소시키며, 원활한 터보차저의 윤활작용 확보로 터보차저의 부품파손 등의 염려를 배제시킬 수 있다.

Claims

터보차저(TC)의 윤활유 드레인 통로(70)상에 일정수준 이상의 오일압이 형성되지 않으면 유로를 차단시키도록 일방향으로 체크볼(1)을 탄발지지하는 논리턴밸브(NON-RETURN VALVE: 3)를 설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저 윤활구조.
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