KR100953309B1 - 알씨씨형 터보차져 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는, 회전축이 회전 가능하게 지지되는 본체가 구비되고, 상기 회전축의 양측 단부에 블로워 및 터어빈이 각각 연결되게 설치되며, 상기 본체의 일측 단부에는 공기 흡입부 및 공기 유출부를 가지면서 상기 블로워를 감싸는 블로워 케이스가 장착되고, 상기 본체의 다른 일측 단부에는 배기가스 유입부 및 배기가스 유출부를 가지면서 상기 터어빈을 감싸는 터어빈 케이스가 장착되며, 상기 공기 흡입부가 아웃터 월 및 인너 월로서 이루어지며, 상기 인너 월에는 슬릿이 형성되고, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면이 복수의 스트러트들을 통해 연결되게 구성되는 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음을 평가하기 위한 것으로서, 상기 아웃터 월에 대해 상기 인너 월이 분리 가능하게 설치되고, 상기 스트러트들이 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면에 착탈 가능하게 구비되며, 상기 인너 월의 하단부에 연결되는 복수의 가이드 레일을 통해 슬릿 조절부재가 상하 이동 가능하게 장착되는 알씨씨형 터보차져 시험장치를 제공한다.

RCC, 터보차져, 소음, 성능, 시험, 평가

Description

알씨씨형 터보차져 시험장치 {TESTING DEVICE FOR RCC TURBO CHARGER}

본 발명의 예시적인 실시예는 알씨씨(Re-Cycling Compressor)형 터보차져(turbo charger) 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수에 대하여 하나의 구조물로서 다양한 구조 변경 및 시험 평가가 가능한 알씨씨형 터보차져 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디젤 연료를 사용하는 자동차의 엔진에는 배기가스의 압력을 이용하여 많은 양의 공기가 실린더로 흡입되도록 함으로써 디젤 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 터보차져(turbo chager)가 장착된다.

이러한 터보차져는 도 2 및 도 3을 참조하면, 중심부에 회전축(111)이 회전 가능하게 결합된 본체(110)를 구비한다. 회전축(111)의 양단에는 각각 블로워(120)와 터어빈(130)이 연결되게 설치된다.

상기 블로워(120)와 터어빈(130)은 각각 흡입 공기 및 배기가스가 유입 및 유출되는 통로를 가지면서 블로워 케이스(140)와 터어빈 케이스(160)에 의해 감싸도록 구성된다.

여기서, 블로워 케이스(140)의 일측에는 에어 덕트에서 공급되는 공기가 유입되는 공기 흡입부(141)를 형성하고 있으며, 상측에는 블로워(120)의 회전에 의해 가압된 공기를 흡기 매니폴드 측으로 유도하기 위한 공기 유출부(151)를 형성하고 있다.

또한 블로워(120)는 라지(121: large blade)와 스몰 블레이드(122: small blade)의 이중 블레이드로서 구성된다.

한편, 최근에 제작되고 있는 RCC(Re-Cycling Compressor)형 터보차져에서는 블로워 케이스(140)의 공기 흡입부(141)가 이중으로 형성되는데, 그 공기 흡입부(141)는 서로 일체로 연결된 원형 파이프 타입의 아웃터 월(143: outter wall)과 인너 월(144: inner wall)로서 이루어진다.

이 경우 상기 인너 월(144)에는 흡입 공기의 일부를 블로워(120)의 스몰 블레이드(122)로 유도하여 그 흡입 공기가 더욱 강하게 흡입되도록 하는 링 형태의 슬릿(145)이 형성된다.

그리고 아웃터 월(143)의 내주면과 인너 월(144)의 외주면은 복수의 스트러트들(146: strut)을 통해 연결된다. 이는 블로워 케이스(140)로 흡입되는 공기가 라지 블로워(121)의 측면으로 공급되도록 하여 블로워(120)의 회전력을 향상시키기 위한 것이다.

또한, 터어빈 케이스(160)의 일측에는 연소실에서 방출되는 배기가스가 그 케이스의 내부로 유입되도록 유도하는 배기가스 유입부(161)가 형성되며, 그 케이스의 상측으로는 터어빈(130)을 회전시킨 배기가스를 배기라인 측으로 유도하기 위 한 배기가스 유출부(162)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 터보차져는 연소실의 배기관을 통하여 대기 중으로 버려지는 배기가스의 압력을 이용하여 터어빈(130)을 회전시키고, 그 터어빈(130)과 동일 축선상에 연결된 블로워(120)가 흡기관을 통하여 유입되는 공기를 과급시켜 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 강제 공급토록 한다.

그런데, 종래 기술에 따른 알씨씨형 터보차져는 공기 흡입부(141)를 통해 블로워(120)로 흡입 공기가 유입되는 과정에서, 그 흡입 공기가 블로워(120)의 블레이드(121, 122)에 부딪히면서 BPF(Blade Passing Frequency) 소음이 발생하게 된다.

즉, 인너 월(144)의 슬릿(145)을 통하여 재순환된 흡입 공기가 블로워(120)의 라지 블레이드(121) 전면에 부딪히며 발생하는 서지(surge) 소음, 및 흡입 공기의 재순환 없이 슬릿(145)을 통하여 스몰 블레이드(122)에 부딪히며 발생하는 초크(chok) 소음이 발생하게 된다.

이러한 소음은 엔진을 통해 차실내로 전달되면서 운전자의 승차감에 영향을 미치게 되는 요인으로서 작용한다.

그런데, 이와 같은 종래 기술에 따른 알씨씨형 터보차져는 BPF 소음을 발생시키는 공기 흡입부(141)의 구조가 상이하고 그 소음에 영향을 주는 인자가 많아 소음 개선을 위한 시험이 매우 복잡하고, 각 인자에 대한 개별 기여도를 평가하기가 매우 어렵다.

따라서 이러한 소음을 개선하기 위해 블로워 케이스의 구조 변경을 통한 시 험을 진행하여야 하나 각 인자에 대한 알씨씨형 터보차져의 제작 및 탈,장착에 따른 시간과 비용이 많이 소요되기 때문에 충분한 시험이 이루어지지 않는 경우가 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수에 대하여 하나의 구조물로서 다양한 구조 변경 및 시험 평가가 가능한 알씨씨형 터보차져 시험장치를 제공한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져 시험장치는, 회전축이 회전 가능하게 지지되는 본체가 구비되고, 상기 회전축의 양측 단부에 블로워 및 터어빈이 각각 연결되게 설치되며, 상기 본체의 일측 단부에는 공기 흡입부 및 공기 유출부를 가지면서 상기 블로워를 감싸는 블로워 케이스가 장착되고, 상기 본체의 다른 일측 단부에는 배기가스 유입부 및 배기가스 유출부를 가지면서 상기 터어빈을 감싸는 터어빈 케이스가 장착되며, 상기 공기 흡입부가 아웃터 월 및 인너 월로서 이루어지며, 상기 인너 월에는 슬릿이 형성되고, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면이 복수의 스트러트들을 통해 연결되게 구성되는 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음을 평가하기 위한 것으로서, 상기 아웃터 월에 대해 상기 인너 월이 분리 가능하게 설치되고, 상기 스트러트들이 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면에 착탈 가능하게 구비되며, 상기 인너 월의 하단부에 연결되는 복수의 가이드 레일을 통해 슬릿 조절부재가 상하 이동 가능하게 장착된다.

상기 알씨씨형 터보차져 시험장치에 있어서, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면에는 상기 스트러트가 끼워지는 다수의 장착홈들이 등간격으로서 형성될 수 있다.

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상기 알씨씨형 터보차져 시험장치에 있어서, 상기 슬릿 조절부재는 상기 인너 월에 상응하는 링 형태로서 이루어지며, 이의 외측 가장자리 부분에는 상기 가이드 레일이 끼워지는 복수의 가이드 홈이 등간격으로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 구조 변경이 가능한 하나의 구조물로서 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수에 대한 시험 평가가 가능해진다.

따라서 본 실시예에서는 작은 수치적인 차이에 대한 타보차져의 평가를 하나의 지그를 통해 다양하게 실시함으로 고성능 및 저소음의 터보차져 개발 일정을 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 시험에 소요되는 시험용 샘플을 하나의 샘플로 대체가 가능하기 때문에 시험에 소요되는 비용도 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 예시적인 실시예에 반드시 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져 시험장치를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 알씨씨형 터보차져 시험장치(100)는 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음을 개선하기 위해 흡입 공기가 유동되는 구조물을 다양한 형태로 변경할 수 있는 구조로서 이루어진다.

즉, 상기 시험장치(100)는 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수에 대하여 하나의 구조물로서 다양한 시험 평가가 가능한 것이다.

본 실시예에 의한 알씨씨형 터보차져 시험장치(100)는 흡기관을 통하여 유입되는 공기를 과급시켜 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 강제 공급하기 위한 블로워 케이스(10)에 있어, 그 블로워 케이스(10)의 공기 흡입부(20)는 아웃터 월(21)에 대해 인너 월(31)이 분리 가능하게 구성된다.

이 경우, 상기 인너 월(31)은 아웃터 월(21)의 내경 보다 상대적으로 작은 외경을 지니며, 아웃터 월(21)의 내부에 그 중심 방향을 따라 배치된다.

그리고 상기 아웃터 월(21)과 인너 월(31)을 연결하기 위한 스트러트(41)들은 아웃터 월(21)의 내주면과 인너 월(31)의 외주면에 착탈 가능하게 구비된다.

이를 위해 상기 아웃터 월(21)의 내주면과 인너 월(31)의 외주면에는 상기 스트러트들(41)이 끼워질 수 있는 다수의 장착홈(23, 33)들이 등간격으로서 서로 마주하여 형성된다.

이에 더하여, 상기 인너 월(31)의 하단부에는 복수의 가이드 레일(51)이 하향하여 길게 설치되고, 그 인너 월(31)의 외주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치된다.

그리고 상기 복수의 가이드 레일(51)에는 링 형태의 슬릿 조절부재(61)가 상하 이동 가능하게 장착되며, 그 가이드 레일(51)에 대응하여 슬릿 조절부재(61)의 외측 가장자리 부분에는 가이드 레일(51)이 끼워지는 복수의 가이드 홈(63)이 등간격으로서 형성된다.

이 경우, 상기 인너 월(31)의 하단부와 슬릿 조절부재(61) 사이의 공간은 흡입 공기의 일부를 블로워(120: 도 1 참조)로 유도하여 그 흡입 공기가 더욱 강하게 흡입되도록 하는 슬릿(71)으로서 형성된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져 시험장치(100)에 의하면, 알씨씨 터보차져의 소음 발생에 영향을 미치는 스트러트(41)의 구조(형태), 및 슬릿(71)의 위치를 다양하게 변경함으로써 알씨씨 터보차져의 소음 원인을 이해하고 개선할 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에서는 아웃터 월(21)의 내주면과 인너 월(31)의 외주면에 스트러트들(41)이 착탈 가능하게 구비되므로 그 스트러트(41)의 위치, 배열, 길이, 수직 장착 위치 등을 변경할 수 있으며, 슬릿 조절부재(61)를 통해 슬릿(71)의 간격 및 위치를 다양하게 변경할 수 있으므로, 하나의 구조물로서 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수에 대한 시험 평가가 가능해진 다.

특히, 블로워 케이스(10)의 구조물 만을 제작함으로써 소음 커버와의 간격에 따른 소음 등의 영향도 평가가 가능하므로, 매우 편리한 잇점도 있다.

이로써 본 실시예에서는 작은 수치적인 차이에 대한 타보차져의 평가를 하나의 지그를 통해 다양하게 실시함으로 고성능 및 저소음의 터보차져 개발 일정을 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 시험에 소요되는 시험용 샘플을 하나의 샘플로 대체가 가능하기 때문에 시험에 소요되는 비용도 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져 시험장치를 도시한 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 알씨씨형 터보차져를 도시한 단면 구성도이다.

도 3은 도 2에 도시된 블로워 케이스 부위를 나타내 보인 부분 절개 사시도이다.

Claims (4)

1. 회전축이 회전 가능하게 지지되는 본체가 구비되고, 상기 회전축의 양측 단부에 블로워 및 터어빈이 각각 연결되게 설치되며, 상기 본체의 일측 단부에는 공기 흡입부 및 공기 유출부를 가지면서 상기 블로워를 감싸는 블로워 케이스가 장착되고, 상기 본체의 다른 일측 단부에는 배기가스 유입부 및 배기가스 유출부를 가지면서 상기 터어빈을 감싸는 터어빈 케이스가 장착되며, 상기 공기 흡입부가 아웃터 월 및 인너 월로서 이루어지며, 상기 인너 월에는 슬릿이 형성되고, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면이 복수의 스트러트들을 통해 연결되게 구성되는 알씨씨형 터보차져의 성능 및 소음을 평가하기 위한 알씨씨형 터보차져 시험장치에 관한 것으로서,

   상기 아웃터 월에 대해 상기 인너 월이 분리 가능하게 설치되고, 상기 스트러트들이 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면에 착탈 가능하게 구비되며, 상기 인너 월의 하단부에 연결되는 복수의 가이드 레일을 통해 슬릿 조절부재가 상하 이동 가능하게 장착되는 알씨씨형 터보차져 시험장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면에는 상기 스트러트가 끼워지는 다수의 장착홈들이 등간격으로서 형성되는 알씨씨형 터보차져 시험장치.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,

   상기 슬릿 조절부재는 상기 인너 월에 상응하는 링 형태로서 이루어지며, 이의 외측 가장자리 부분에는 상기 가이드 레일이 끼워지는 복수의 가이드 홈이 등간격으로 형성되는 알씨시형 터보차져 시험장치.

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