KR100734146B1

KR100734146B1 - 가변형 터보 차저 검사기

Info

Publication number: KR100734146B1
Application number: KR1020070037064A
Authority: KR
Inventors: 이상인
Original assignee: 원일파템 주식회사
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2007-07-02

Abstract

본 발명은 가변형 터보 차저(VGT) 검사기에 관한 것이다.

본 발명은 가변형 터보 차저(1)의 가변 베인(4)을 닫았을 때 열림량을 검사함에 있어서,

실린더(21) 작동으로 LM가이드를 따라 움직이는 이송테이블(22) 상에 형성되어 가변형 터보 차저(1)를 장착하는 지그(14)와;

상기 지그(14)에 안착된 가변형 터보 차저(1)를 고정하기 위해 고정테이블(39)의 상부에 형성된 각각의 실린더(28)(28')에 의해 작동하는 클램프(27)(27')와;

상기 클램프(27)로 흡기구 연결관(26)에 클램핑, 밀폐된 가변형 터보 차저(1)에 흡기 가스를 공급하기 위해 밸브(23)와 오리피스(25)가 형성된 배관라인의 일측에 형성된 흡기 가스공급 탱크(16)와;

상기 지그(14)에 클램핑된 가변형 터보 차저(1)의 엑츄에이터 레버(12)를 밀쳐 가변 베인(4)을 닫기 위해 로터리실린더(30)의 상부에 형성된 재치대(29)와;

상기 재치대(29)를 저지하는 스토퍼실린더(30a)와;

상기 지그(14)에 클램핑된 가변형 터보 차저(1)의 배기구를 밀폐하기 위해 소음기(19)와 연결되는 배기구 연결관(36)과;

상기 배기구 연결관(36)에 형성되어 가변형 터보 차저(1)의 유량을 측정하는 센서(37) 및;

상기 센서(37)에 의해 측정된 값을 비교연산하여 가변 베인(4)의 닫힌 상태 열림량을 검사하는 PC(20)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명은 가변형 터보 차저(VGT)에 결합되는 가변 베인을 닫았을 때 열림량(틈새)이 기준 값 범위 내에 있는지 여부를 사전에 검사, 보정하여 완성차에 장착하였을 때 차량의 성능향상과 안정성을 확보하는 등의 효과가 있다.

가변형 터보 차저, 가변 베인, 열림량, 오리피스, 지그, 흡기 가스공급 탱크, 소음기.

Description

가변형 터보 차저 검사기{Inspection machine of variable geometry turbocharger}

도 1은 일반적인 가변형 터보 차저 사시도

도 2는 일반적인 가변형 터보 차저의 요부 구성의 사시도

도 3은 일반적인 가변형 터보 차저의 저속영역 시 작용을 나타낸 단면도

도 4는 일반적인 가변형 터보 차저의 고속영역 시 작용을 나타낸 단면도

도 5는 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기 정면도

도 6은 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기 측면도

도 7은 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기 평면도

도 8은 본 발명의 검사기 가스공급라인을 나타낸 평면도

도 9a, 9b, 9c는 본 발명의 검사기를 구성하는 가변형 터보 차저 고정 지그의 정면도와 측면도, 평면도

도 10은 본 발명의 검사기 가스 배기수단을 나타낸 측면도

도 11은 본 발명의 검사기 지그에 가변형 터보 차저가 안착된 상태 측면도

도 12a, 12b는 본 발명의 검사기 지그에 안착된 가변형 터보 차저의 가변베인을 개폐하는 장치의 정면도와 평면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 가변형 터보 차저 4 : 가변 베인

13: 가변형 터보 차저 검사기 14: 지그

16: 흡기 가스공급 탱크 17: 가변 베인 개폐부재

18: 가스 배기부재 19: 소음기

20: PC 25: 오리피스

26: 흡기구 연결관 36: 배기구 연결관

37: 센서

본 발명은 가변형 터보 차저 검사기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생산 완료된 가변형 터보 차저를 차량에 장착하였을 때 최적의 시동조건을 갖도록 가변 베인을 닫았을 때의 열림량을 사전에 검사, 보정하여 차량의 성능향상과 안정성을 확보할 수 있도록 한 가변형 터보 차저 검사기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 터보 차저는, 디젤 엔진의 출력 증가를 위하여 상기 디젤 엔진에 공기가 과급될 수 있도록 배기 가스의 압력에 의해 구동하는 디젤 엔진으로 흡입되는 흡기를 고압으로 압축시키는 장치이다.

상기 터보 차저는 기계식 터보 차저(WGT)와 가변형 터보 차저(VGT)가 있으며, 상기 가변형 터보 차저(VGT; Variable Geometric Turbo Charger)는 낮은 RPM영역에서 공기를 제대로 공급하지 못하는 기계식 터보 차저(WGT)의 단점을 극복한다.

상기 가변형 터보 차저(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 배기 가스에 의해 회전하는 터빈(2)과 상기 터빈(2)과 연결되어 상기 터빈(2)의 회전력에 의해 구동하면서 흡기를 압축시키는 컴프레서(3)와 상기 터빈(2)의 내부에 개폐 가능하도록 구비된 여러 개의 가변 베인(4)과 상기 여러 개의 가변 베인(4)과 링크(5)를 통해 연 결되어 부스트 압력에 따라 상기 가변 베인(4)을 개폐시키는 부스트 엑츄에이터(6)와 상기 링크(5)와 연결되어 냉 시동시 상기 가변 베인(4)이 닫히도록 링크(5)를 제어하는 전자식 엑츄에이터(7)를 포함하여 구성된다.

상기 링크(5)는 상기 각각의 가변 베인(4)의 축(8)이 회전 가능토록 끼워진 백 플레이트(9)와 상기 백 플레이트(9)를 중심으로 상기 가변 베인(4)과 대향 되어 상기 각각의 가변 베인(4)의 축(9)에 수직하게 결합된 여러 개의 가변 베인 레버(10)와 상기 여러 개의 가변 베인 레버(10)를 일체로 연결하는 링 플레이트(11)와 상기 여러 개의 가변 베인 레버(10) 중 어느 하나(10')를 상기 부스트 엑츄에이터(6) 및 전자식 엑츄에이터(7)와 연결시키는 엑츄에이터 레버(12)로 구성되어 있다.

상기 가변형 터보 차저(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 저속영역에서는 상기 터빈(2)으로 흡입되는 배기 가스의 양이 상대적으로 적으므로, 즉 상기 터빈(2)으로 흡입된 배기 가스의 압력이 상대적으로 낮기 때문에 상기 가변 베인(4)을 닫아서 상기 터빈(2)에서 배기 가스가 유동될 수 있는 면적을 좁게 함으로써 상기 터빈(2)을 상대적으로 빠르게 회전시켜 상기 컴프레서(3)가 일정 수준의 흡기압을 형성시킬 수 있도록 한다.

그리고 고속영역에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 터빈(2)으로 흡입된 배기 가스의 압력이 상대적으로 높기 때문에 상기 가변 베인(4)을 열어서 상기 터빈(2)의 토크를 증가시킴과 아울러 상기 컴프레서(3)가 일정 수준의 흡기압을 형성시킬 수 있도록 한다.

따라서 가변형 터보 차저(1)는 가변 베인(4)의 개폐량이 매우 중요하다.

그러나 지금까지는 표준 설계방식으로 가변 베인(4)을 포함한 가변형 터보 차저(1)를 생산한 다음 검사자의 감각에 의존하여 상기 가변형 터보 차저(1)의 일측 브라켓(38)에 체결된 조절볼트(B)를 돌려 상기 조절볼트(B)와 맞닿는 엑츄에이터 레버(12)의 기준 위치를 설정하는 방법으로 차량 시동을 위한 상기 가변 베인(4)을 닫았을 때의 열림량(틈새)을 조절하였다.

이상과 같은 검사자의 감각에 의존한 가변 베인(4)의 열림량 조절은 정확성이 떨어지기 때문에 상기 가변형 터보 차저(1)를 완성차에 조립하였을 때 차량의 떨림 및 RPM 불안정 등을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가변형 터보 차저(VGT)를 구성하는 가변 베인을 닫았을 때의 열림량(틈새)을 사전에 검사, 보정하여 차량 시동시의 최적 조건을 맞춤으로써 차량의 성능향상과 안정성을 확보하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 가변형 터보 차저 검사기의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기의 정면도이고, 도 6은 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기의 측면도이며, 도 7은 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기의 평면도이다.

본 발명의 가변형 터보 차저 검사기(13)는 도 5 내지 7에 도시된 바와 같이, 가변형 터보 차저(1)를 고정하는 지그(14)가 형성된 받침대(15)와; 상기 받침대(15)의 지그(14)에 장착된 가변형 터보 차저(1)에 흡기 가스를 공급하는 배관라인을 포함한 흡기 가스공급 탱크(16)와; 상기 가변형 터보 차저(1)를 형성하는 가변 베인(4)을 개폐하는 가변 베인 개폐부재(17)와; 상기 흡기 가스를 배기하기 위한 가스 배기부재(18)와; 상기 가스 배기부재(18)와 연결되는 소음기(19) 및; 상기 가변형 터보 차저(1)의 유량을 측정하여 상기 가변 베인(4)을 닫았을 때의 열림량(틈새)을 검사하는 PC(20)로 구성되어 있다.

상기 가변형 터보 차저(1)를 장착하는 지그(14)는 받침대(15)의 상부에 형성 되고, 실린더(21)에 의해 LM가이드를 따라 움직이는 이송테이블(22)에 형성된다.

상기 지그(14)에 장착된 가변형 터보 차저(1)에 흡기 가스를 공급하는 흡기 가스공급 탱크(16)와 배관라인은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 흡기 가스공급 탱크(16)로부터 형성되는 배관라인에는 흡기 가스의 흐름을 조절하는 솔레노이드 밸브(23)와; 비상차단 밸브(24)와; 흡기 가스의 공급 압력을 일정하게 유지시키는 오리피스(25)와 와류방지 오리피스(25') 및; 상기 배관라인의 끝 고정테이블(39) 상에 형성되어 상기 가변형 터보 차저(1)의 흡기구와 연결되는 흡기구 연결관(26)으로 구성되며, 상기 배기구 연결관(26)이 형성된 고정테이블(39)에는 지그(14)에 안착된 가변형 터보 차저(1)의 흡기구와 흡기구 연결관(26)을 밀착, 고정시킬 수 있는 클램프(27)가 실린더(28)에 의해 작동되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 고정테이블(39)에는 지그(14)에 안착된 가변형 터보 차저(1)를 고정시킬 수 있는 클램프(27')가 실린더(28')에 의해 작동하도록 구성되어 있다.

상기 가변 베인 개폐부재(17)는 도 12a, 12b에 도시된 바와 같이 이송테이블(22)에 형성된 지그(14)의 한쪽에 형성되며, 상기 가변형 터보 차저(1)를 구성하는 가변 베인(4)이 닫히도록 엑츄에이터 레버(12)를 밀쳐주는 재치대(29)와; 상기 재치대(29)가 상부에 형성된 로터리실린더(30)와; 상기 로터리실린더(30)의 한쪽에 형성되어 재치대(29)를 저지하는 스토퍼실린더(30a) 및; 상기 로터리실린더(30)를 이송시키는 테이블실린더(31)로 구성되어 상기 가변형 터보 차저(1)에 형성된 엑츄에이터 레버(12)를 조절볼트(B)와 맞닿도록 밀쳐 가변 베인(4)을 닫도록 구성되어 있다.

상기 가스 배기부재(18)는 도 10에 도시된 바와 같이 고정테이블(15)의 상단에 형성된 지지대(32)와 테이블(33) 사이에 LM가이드와 손잡이가 형성된 볼스크류를 구성하여 전, 후, 좌, 우 이송시켜 위치를 조정할 수 있도록 하였으며, 상기 테이블(33)의 앞쪽에는 LM가이드를 형성하여 배기구 연결관 홀더(34)와 결합함으로써 실린더(35)를 작동시키면 상기 배기구 연결관 홀더(34)에 형성된 배기구 연결관(36)이 상기 지그(14)에 장착된 가변형 터보 차저(1)의 배기구를 열거나 막을 수 있도록 하였다.

그리고 상기 배기구 연결관(36)에는 상기 가변형 터보 차저(1)에 흡기되어 배기되는 가스의 유량을 측정하는 센서(37)가 형성되어 있으며, 상기 배기구 연결관(36)의 끝은 소음기(19)와 연결되어 가변형 터보 차저(1)의 검사시 발생하는 소음을 방지할 수 있도록 하였다.

이상과 같은 본 발명의 가변형 터보 차저 검사기(13)는 가변 베인(4)이 결합된 가변형 터보 차저(1)를 지그(14)에 장착한 다음 실린더(21)를 작동시켜 이송테이블(22) 상에 장착된 상기 가변형 터보 차저(1)의 흡기구를 흡기구 연결관(26)에 밀착시킨 다음 실린더(28)에 장착된 클램프(27)로 고정하고, 상기 고정테이블(39)에 형성된 실린더(28')를 작동시켜 클램프(27')로 지그(14)에 안착된 가변형 터보 차저(1)의 몸체를 눌러 고정한다.

상기 지그(14)에 가변형 터보 차저(1)를 고정한 후에는 지지대(32)에 형성된 테이블(33)을 전, 후, 좌, 우 이송시켜 배기구 연결관(36)을 상기 지그(14)에 장착된 가변형 터보 차저(1)의 배기구와 일치시킨 다음 실린더(35)를 이용하여 상기 배기구 연결관(36)을 가변형 터보 차저(1)의 배기구와 연결시켜 흡기 가스공급 탱크(16) 내의 흡기 가스를 가변형 터보 차저(1)에 공급할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 지그(14) 상에 장착된 가변형 터보 차저(1)의 배기구를 배기구 연결관(36)으로 연결, 밀폐한 후에는 상기 지그(14)의 일측 테이블실린더(31)와 함께 자리 잡아 재치대(29)를 저지하고 있던 스토퍼실린더(30a)의 로드를 하강시킴과 동시에 로터리실린더(30)를 작동시키면 상기 로터리실린더(30)의 상부에 형성된 재치대(29)가 선회하면서 상기 지그(14)에 장착된 가변형 터보 차저(1)의 엑츄에이터 레버(12)를 밀쳐 조절볼트(B)와 맞닿게 함으로써 가변 베인 레버(10)로 각 연결된 가변 베인(4)을 닫아준다.

상기 가변형 터보 차저(1)의 가변 베인(4)을 닫은 후에는 흡기 가스공급 탱크(16)와 연결된 배관라인 상의 솔레노이드 밸브(23)를 열어 흡기 가스를 상기 가 변형 터보 차저(1)에 공급하되 오리피스(25)로 공급되는 흡기 가스의 압력이 일정하게 유지되도록 하면서 와류방지 오리피스(25')로 흡기 가스의 와류를 방지한 상태에서 흡기구 연결관(26)을 통해 상기 지그(14)에 장착된 가변형 터보 차저(1)에 공급한다.

상기 가변형 터보 차저(1)에 공급되는 흡기 가스는 엑츄에이터 레버(12)를 조절볼트(B)와 맞닿도록 밀어서 닫은 가변 베인(4)의 틈새로 유입되어 상기 가변형 터보 차저(1)의 배기구와 연결, 밀폐된 배기구 연결관(36)을 통해 배기 되고, 이때 상기 배기구 연결관(36)에 형성된 센서(37)로 유량을 측정하여 PC(20)로 전달한다.

상기 PC(20)에서는 센서(37)로부터 전달된 유량 측정값을 비교연산하여 가변형 터보 차저(1)의 가변 베인(4)이 닫힌 상태에서의 열림량(틈새)을 모니터에 디스플레이하게 되며, 검사자는 상기 정보에 의해 가변형 터보 차저(1)의 브라켓(38)에 체결된 조절볼트(B)를 돌려 상기 조절볼트(B)와 맞닿아 있는 엑츄에이터 레버(12)를 밀거나 당겨 상기 가변 베인 레버(10)로 각 연결된 가변 베인(4)을 닫았을 때 열림량(틈새), 즉 차량 시동시 필요한 열림량을 보정한 후 재검사한다.

본 발명에 있어 가변형 터보 차저(1)에 흡기되어 배기되는 유량측정의 이론은 터보 기계류 분야에 잘 알려진 공식이므로 상세한 설명을 생략하였다.

Claims

가변형 터보 차저(1)의 가변 베인(4)을 닫았을 때 열림량을 검사함에 있어서,

실린더(21) 작동으로 LM가이드를 따라 움직이는 이송테이블(22) 상에 형성되어 가변형 터보 차저(1)를 장착하는 지그(14)와;

상기 지그(14)에 안착된 가변형 터보 차저(1)를 고정하기 위해 고정테이블(39)의 상부에 형성된 각각의 실린더(28)(28')에 의해 작동하는 클램프(27)(27')와;

상기 클램프(27)로 흡기구 연결관(26)에 클램핑, 밀폐된 가변형 터보 차저(1)에 흡기 가스를 공급하기 위해 밸브(23)와 오리피스(25)가 형성된 배관라인의 일측에 형성된 흡기 가스공급 탱크(16)와;

상기 지그(14)에 클램핑된 가변형 터보 차저(1)의 엑츄에이터 레버(12)를 밀쳐 가변 베인(4)을 닫기 위해 로터리실린더(30)의 상부에 형성된 재치대(29)와;

상기 재치대(29)를 저지하는 스톱퍼실린더(30a)와;

상기 지그(14)에 클램핑된 가변형 터보 차저(1)의 배기구를 밀폐하기 위해 소음기(19)와 연결되는 배기구 연결관(36)과;

상기 배기구 연결관(36)에 형성되어 가변형 터보 차저(1)의 유량을 측정하는 센서(37) 및;

상기 센서(37)에 의해 측정된 값을 비교연산하여 가변 베인(4)의 닫힌 상태 열림량을 검사하는 PC(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 가변형 터보 차저 검사기.