KR100428221B1 - 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조에 관한 것으로서,

종래의 웨이스트 게이트 밸브 결합구조는 밸브의 개폐동작이 흡기측으로부터 전달되는 공압과 스프링의 복원력에 의해 이루어지고, 회전축의 지지점이 일측에 형성되어있는 부쉬에 의해 한정되므로 상기 작동로드의 전후진동작에 따라 회전축이 회전할때 그 일측으로만 힘이 가해지게되므로서 부쉬와 회전축에 편마모가 발생하게되고, 상기와같이 부쉬와 회전축에 편마모가 발생하게되면 회전축의 회전이 용이해지지 않을 뿐만 아니라 밸브가 웨이스트 게이트를 정확하게 개폐시키지 못하게 되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 터보차저의 웨이스트 게이트 개폐를 위해 밸브가 구비된 회전축을 웨이스트 게이트의 출력측에 설치하되, 회전축의 양측에 부쉬를 형성하여 지지토록 하고, 또한 상기 밸브를 중심으로 회전축의 양측에 밸브가 닫히는 방향으로 탄성을 가하는 복수개의 스프링을 형성하므로서, 흡기부압에 따라 회전축이 회전하면서 밸브가 웨이스트 게이트를 개폐시킬때 회전축의 회전중심의 밸브의 중심측에 존재하도록 하여 부쉬와 회전축의 편마모 현상이 발생되지 않도록 하고, 이에의해 제품의 수명이 연장되는 효과를 기대할 수 있도록 한 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조에 관한 것이다.

Description

터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조{Combination apparatus of waste gate valve}

본 발명은 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조에 관한 것으로서, 특히 터보차저의 웨이스트 게이트 개폐를 위해 밸브가 구비된 회전축을 웨이스트 게이트의 출력측에 설치하되, 회전축의 양측에 부쉬를 형성하여 지지토록 하고, 또한 상기 밸브를 중심으로 회전축의 양측에 밸브가 닫히는 방향으로 탄성을 가하는 복수개의 스프링을 형성하므로서, 흡기부압에 따라 회전축이 회전하면서 밸브가 웨이스트 게이트를 개폐시킬때 회전축의 회전중심의 밸브의 중심측에 존재하도록 하여 부쉬와 회전축의 편마모 현상이 발생되지 않도록 하고, 이에의해 제품의 수명이 연장되는 효과를 기대할 수 있도록 한 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 터보차저는 디젤엔진에 설치되어 배기가스의 배출압을 이용하여 터빈을 회전시키고, 상기 터빈과 동축상에 존재하는 콤프레서의 회전력을 이용하여 엔진으로 공급되는 흡기를 과급시켜 엔진의 연소효율이 향상되도록 하는 장치이다.

이러한 터보차저에는 흡기측의 흡기압에 따라 배기측의 터빈 회전수를 제어하기위해 엔진에서 배출된 배기가스의 일부분이 터빈을 통과하지않고 바이패스되어 배출파이프로 배출되도록 하는 웨이스트 게이트가 형성되어 있다.

도 1 과 도 2 는 종래의 웨이스트 밸브 결합구조를 도시한 것으로서,

터보차저(1)의 일측에는 배기가스에 의해 회전하는 터빈이 내장되기 위한 터빈케이스(3)가 형성되고, 그 타측에는 상기 터빈과 동축상에 형성되어 엔진으로 공급되는 흡기를 과급하는 콤프레서가 장착되는 콤프레서 케이스(2)가 형성되며, 상기 터빈 케이스(3)의 일측에는 배기가스를 배기파이프 측으로 바이패스 시키기 위한 웨이스트 게이트(4)가 형성되어 있다.

상기 웨이스트 게이트(4)의 하단에는 회전축(10)이 장착되기 위한 부쉬(9)가 형성되고, 상기 부쉬(9)상에는 회전축(10)이 회전가능하게 결합되고, 회전축(10)의 끝부분에는 상기 웨이스트 게이트(4)를 개폐하기 위한 밸브(11)가 돌출 형성되어 있다.

흡기측으로부터 공압파이프(13)를 통해 공급되는 공압에 의해 수축 또는 팽창하는 다이아프램(6)이 리테이너(5)의 내부에 장착되고, 상기 리테이너(5) 내부에는 팽창된 다이아프램(6)을 원상태(수축상태)로 복귀시키기 위한 스프링(7)이 내장된다.

그리고, 상기 다이아프램(6)에는 작동로드(8)가 연결 형성되어 다이아프램 (6)의 팽창시 연동되어 전진하도록 구성되어 있으며, 작동로드(8)의 끝부분에는 전진운동을 회전운동으로 변환시켜 회전축(10)을 회전시키는 링크게이지(12)가 형성되어 있다.

따라서, 엔진 구동시 콤프레서의 과급동작에 의해 엔진으로 흡기가 공급 될때, 흡기압에 대응하는 공압이 공압파이프(13)를 통해 다이아프램(6)에 전달되고, 상기 공압이 스프링(7)의 탄성력보다 강할때에 다이아프램(6)이 스프링의 탄성력을 이기고 팽창하게되면서 작동로드(8)가 전진한다.

상기 작동로드(8)의 전진운동은 링크게이지(12)에 의해 회전운동(시계방향)으로 변환되어 회전축(10)을 시계방향으로 회전시키며, 이에의해 밸브(11)가 웨이스트 게이트(4)를 개방시키게 되므로서 엔진에서 배출된 배기가스의 일부분이 상기웨이스트 게이트(4)를 통해 바이패스되어 배기파이프 측으로 배출됨에 따라 그만큼 터빈의 회전수가 감소하게되어 콤프레서의 회전속도 또한 감소하게되므로서 흡기압이 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있게되는 것이다.

그러나, 종래의 웨이스트 게이트 밸브 결합구조는 밸브의 개폐동작이 흡기측으로부터 전달되는 공압과 스프링의 복원력에 의해 이루어지고, 회전축의 지지점이 일측에 형성되어있는 부쉬에 의해 한정되므로 상기 작동로드의 전후진동작에 따라 회전축이 회전할때 그 일측으로만 힘이 가해지게되므로서 부쉬와 회전축에 편마모가 발생하게되고, 상기와같이 부쉬와 회전축에 편마모가 발생하게되면 회전축의 회전이 용이해지지 않을 뿐만 아니라 밸브가 웨이스트 게이트를 정확하게 개폐시키지 못하게 되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 터보차저의 웨이스트 게이트 개폐를 위해 밸브가 구비된 회전축을 웨이스트 게이트의 출력측에 설치하되, 회전축의 양측에 부쉬를 형성하여 지지토록 하고, 또한 상기 밸브를 중심으로 회전축의 양측에 밸브가 닫히는 방향으로 탄성을 가하는 복수개의 스프링을 형성하므로 서, 흡기부압에 따라 회전축이 회전하면서 밸브가 웨이스트 게이트를 개폐시킬때 회전축의 회전중심의 밸브의 중심측에 존재하도록 하여 부쉬와 회전축의 편마모 현상이 발생되지 않도록 하고, 이에의해 제품의 수명이 연장되는 효과를 기대할 수 있도록 한 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은

배기가스의 일부분이 터빈을 통과하지 않고 바로 배출되도록 하기위해 터빈 케이스의 일측에 형성되는 웨이스트 게이트와;

흡기압에 대응하여 수축, 팽창 작동하는 다이아프램과; 상기 다이아프램의 동작에 연동하여 전후진하는 작동로드와, 상기 작동로드의 전진운동을 회전운동으로 변환시키는 링크게이지를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 웨이스트 게이트의 출력측 하단 양측에 회전축의 지지를 위해 설치되는 부쉬와;

일측이 링크게이지에 결합된 상태로 양측이 상기 부쉬에 지지되도록 설치되는 회전축과;

상기 회전축의 중앙부분에 돌출 형성되어 회전축의 회전방향에 따라 웨이스트 게이트를 개폐하는 밸브와;

상기 밸브를 중심으로 회전축의 양측에 형성되어 밸브가 닫히는 방향으로 회전축이 회전하도록 탄성을 가하는 제 1 및 제 2 스프링; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 스프링은 그 일측이 회전축의 외주면상에 삽입되고, 타측 끝단이 터빈케이스에 고정 지지된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 터보차저를 보인 사시도.

도 2 는 종래 웨이스트 게이트 밸브 결합구조를 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 웨이스트 게이트 밸브 결합구조를 보인 도면.

도 4 는 본 발명에 적용된 스프링의 결합상태를 보인 부분 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 터보차저 2 : 콤프레서 케이스

3 : 터빈 케이스 4 : 웨이스트 게이트

5 : 리테이너 13 : 공압파이프

20 : 회전축 21 : 밸브

22 : 부쉬 23 : 제 1 스프링

24 : 제 2 스프링 30 : 일측

31 : 타측

첨부된 도면 도 3 과 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일구성요소에 대해서는 동일부호 처리하여 중복설명을 피했다.

본 발명의 가장 큰 특징은,

회전축(20)이 편마모되는 것을 방지하기위해 상기 회전축(20)의 양단에 각기 부쉬(22)를 형성하고, 회전축(10)에 돌출 형성된 밸브(21)를 중심으로 하여 회전축(20)의 양측에 각기 제 1 스프링(23)과 제 2 스프링(24)을 결합하였다.

상기 제 1 및 제 2 스프링(23,24)은 도 4 에 도시된 바와같이 그 일측(30)이 회전축(10)의 외주면상에 삽입 고정되도록 하고, 그 타측(31)이 터빈 케이스(3)에 삽입되어 고정 지지되도록 하므로서, 상기 제 1 및 제 2 스프링(23,24)이 밸브(21)가 닫히는 방향으로 회전축(20)에 탄성을 가하게 되는 것이다.

상기 설명과같이 회전축(10)이 그 양측에 형성된 부쉬(22)에 균일하게 지지된 상태에서 작동로드(8)의 전진동작에 따른 링크게이지(12)의 회전력에 의해 회전하였다가 이후 스프링(23,24)의 복원력에 의해 원상태로 복귀될때 회전축(20)에 가해지는 힘이 그 전체에 대해 균형을 이루므로서 회전축(20)과 부쉬(22)의 편마모현상이 발생하지 않게된다.

본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

흡기압에 비례하는 공압이 공압파이프(13)를 통해 전달되면, 상기 공압이 제 1 및 제 2 스프링(23,24)의 탄성력보다 크게되면 다이아프램(6)이 팽창하면서 작동로드(8)가 전진하게되고, 공압이 스프링(23,24)의 탄성력보다 작으면 다이아프램(6)이 수축하면서 작동로드(8)가 후진하게된다.

따라서, 공압이 스프링(23,24)의 탄성력보다 큰상태가되어 작동로드(8)가 전진하게되면, 상기 작동로드(8)의 전진운동이 링크게이지(12)에 의해 회전력으로 변환되면서 회전축(20)이 시계방향으로 회전하여 밸브(21)가 웨이스트 게이트(4)를 개방하게된다.

그리고, 공압이 스프링(23,24)의 탄성력보다 작은상태가되어 작동로드(8)가 후진하게되면 상기 작동로드(8)의 후진에 의해 링크게이지(12)가 반시계방향으로 회전하게되므로서 밸브(21)가 웨이스트 게이트(4)를 차단하게되는 것이다.

상기와같이 회전축(20)의 시계방향, 반시계방향 회전시 회전축(20)의 양측단에 부쉬(22)에 의해 지지되어있고, 또 회전축(20)이 밸브(21)가 닫히는 방향으로 회전할때에도 회전축(20)의 양측에 형성되어있는 제 1 및 제 2 스프링(23,24)의 탄성력에 의해 회전하게되므로 회전축(20)의 동작 중심점이 밸브(21)의 중심으로 모이게되어 회전축(20)과 부쉬(22)의 편마모 현상이 발생하지 않게되는 효과를 기대할 수 있게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 터보차저의 웨이스트 게이트 개폐를 위해 밸브가 구비된 회전축을 웨이스트 게이트의 출력측에 설치하되, 회전축의 양측에 부쉬를 형성하여 지지토록 하고, 또한 상기 밸브를 중심으로 회전축의 양측에 밸브가 닫히는 방향으로 탄성을 가하는 복수개의 스프링을 형성하므로서, 흡기부압에 따라 회전축이 회전하면서 밸브가 웨이스트 게이트를 개폐시킬때 회전축의 회전중심의 밸브의 중심측에 존재하도록 하여 부쉬와 회전축의 편마모 현상이 발생되지 않도록 하고, 이에의해 제품의 수명이 연장되는 효과를 기대할 수 있도록 한 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 배기가스의 일부분이 터빈을 통과하지 않고 바로 배출되도록 하기위해 터빈 케이스(3)의 일측에 형성되는 웨이스트 게이트(4)와, 흡기압에 대응하여 수축, 팽창 작동하는 다이아프램(6)과, 상기 다이아프램(6)의 동작에 연동하여 전후진하는 작동로드(8)와, 상기 작동로드(8)의 전진운동을 회전운동으로 변환시키는 링크게이지(12)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

   상기 웨이스트 게이트(4)의 출력측 하단 양측에 회전축(20)의 지지를 위해 설치되는 부쉬(22)와;

   일측이 링크게이지(12)에 결합된 상태로 양측이 상기 부쉬(22)에 지지되도록 설치되는 회전축(20)과;

   상기 회전축(20)의 중앙부분에 돌출 형성되어 회전축(20)의 회전방향에 따라 웨이스트 게이트(4)를 개폐하는 밸브(21)와;

   상기 밸브(21)를 중심으로 회전축(20)의 양측에 형성되어 밸브(21)가 닫히는 방향으로 회전축(20)이 회전하도록 탄성을 가하는 제 1 및 제 2 스프링(23,24); 으로 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 스프링(23,24)은 그 일측(30)이 회전축(20)의 외주면상에 삽입되고, 타측(31) 끝단이 터빈케이스(3)에 고정 지지된 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 결합구조.