KR101225864B1 - 디젤엔진의 터보 차져 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙에 회전축이 회전 가능하게 지지되는 하우징과, 상기 회전축의 일단에 연결되어 배기가스 배출관을 통과하는 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과, 상기 회전축의 타단에 연결되어 터빈의 회전에 따라 같이 회전되면서 흡기량을 증대시키는 임펠러와, 상기 임펠러의 내주면에 장착되는 회전축에 설치되어 상기 임펠러가 고속으로 회전될 때 상기 임펠러의 후면에 부압이 발생되는 것을 방지하여 윤활부의 오일이 임펠러측으로 누유되는 것을 방지하는 부압 방지부를 포함하여 구성되어, 임펠러가 고속으로 회전될 때 임펠러의 후면에 부압이 생성되는 것을 방지하여 터보차져의 윤활부의 오일이 임펠러측으로 누유되는 것을 방지함으로써, 엔진에서 발생되는 유해 배기가스량을 감소시키고 이지알(EGR) 효율을 향상시킬 수 있는 디젤 엔진의 터보차져를 제공한다.

차량, 디젤엔진, 터보차져

Description

디젤엔진의 터보 차져 {TURBO CHARGER OF DIESEL ENGINE }

도 1은 종래 기술에 따른 터보 차져의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 터보 차져의 단면도이다.

도 3은 도 2의 A 부의 확대도이다.

도 4는 본 발명에 따른 터보 차져의 작동 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

14 : 하우징 16 : 터빈

18 : 임펠러 30 : 부압 방지부

32 : 통로부 34 : 제1연통홀

36 : 제2연통홀 38 : 밸브스풀

40 : 관통홀 42 : 제1스프링

44 : 제2스프링

본 발명은 디젤엔진 차량의 터보 차져에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임펠러가 고속 회전될 때 오일이 누유되는 것을 방지하여 엔진으로 유입되는 오일을 최소화하여 유해 배기 가스량을 감소시키고 오일 연소에 따른 매연을 방지할 수 있는 차량의 터보 차져에 관한 것이다.

일반적으로 터보 차져는 배기가스 에너지를 이용하여 엔진으로 공급되는 흡기량을 증가시키는 시스템이다.

도 1은 종래 기술에 따른 터보 차져의 단면도이다.

종래 기술에 따른 터보차져는 일측이 배기가스가 배출되는 배기가스 배출관(110)에 위치되고 타측은 흡기가 흡입되는 흡기관(112)에 위치되는 하우징(114)과, 상기 하우징(114)에 회전 가능하게 설치되고 상기 배기가스 배출관(110)에 설치되어 상기 배기가스 배출관(110)을 통과하는 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈(116)과, 상기 흡기관(112)에 설치되어 실린더로 공급되는 흡기량을 증가시키는 임펠러(118)와, 상기 터빈(116)과 임펠러(118) 사이에 연결되고 하우징(114) 내부에 회전 가능하게 지지되어 터빈(116)의 회전력을 임펠러(118)로 전달하는 회전축(120)으로 구성된다.

여기에서, 상기 회전축(120)을 회전 가능하게 지지되는 하우징(114)의 내주면에는 상기 회전축(120)으로 윤활을 위한 오일을 공급하는 오일 공급통로들(122)이 다수로 형성된다.

이와 같은 터보차져는 배기가스 배출관(110)을 통과하는 배기가스의 압력에 의해 터빈(116)이 회전되면 상기 터빈(116)과 회전축(120)으로 연결된 임펠러(118) 가 회전되면서 엔진의 실린더로 공급되는 흡기량을 증대시킨다. 이때, 하우징(114)에 형성된 오일 공급통로(122)를 통해 오일이 회전축(120)의 외주면으로 공급되어 윤활작용을 수행한다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 터보차져는 임펠러가 고속으로 회전되면 임펠러의 전면은 정압부가 형성되고, 임펠러의 후면은 부압부가 형성되어 상기 임펠러의 전면과 후면 사이의 압력차에 의해 하우징과 임펠러의 회전축 사이로 오일이 누유되고, 이렇게 누유된 오일은 흡기와 같이 엔진으로 유입된다. 그러면, 상기 엔진에서 오일이 연소되면서 유해 배기가스량이 증가되고, 이지알(EGR) 라인에 카본이 퇴적되어 엔진의 출력을 저하시키고 이지알(EGR) 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 임펠러가 고속으로 회전될 때 임펠러의 후면에 부압이 생성되는 것을 방지하여 터보차져의 윤활부의 오일이 임펠러측으로 누유되는 것을 방지함으로써, 엔진에서 발생되는 유해 배기가스량을 감소시키고 이지알(EGR) 효율을 향상시킬 수 있는 디젤 엔진의 터보차져를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 디젤 엔진의 터보차져는 중앙에 회전축이 회전 가능하게 지지되는 하우징과, 상기 회전축의 일단에 연결되어 배기가스 배출관을 통과하는 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과, 상기 회전축 의 타단에 연결되어 터빈의 회전에 따라 같이 회전되면서 흡기량을 증대시키는 임펠러와, 상기 임펠러의 내주면에 장착되는 회전축에 설치되어 상기 임펠러가 고속으로 회전될 때 상기 임펠러의 후면에 부압이 발생되는 것을 방지하여 윤활부의 오일이 임펠러측으로 누유되는 것을 방지하는 부압 방지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 부압 방지부는 상기 회전축의 내부에 길이방향으로 형성되고 일단은 상기 임펠러의 전면에 연결되는 제1연통홀이 형성되고 타단은 상기 임펠러의 후면에 연결되는 제2연통홀이 형성되는 통로부와, 상기 통로부에 직선 이동 가능하게 배치되어 상기 임펠러의 전면과 후면 사이의 압력차가 없을 때에는 상기 제1연통홀을 밀폐시키고 상기 임펠러의 전면과 후면 사이에 압력차가 발생되면 상기 제1연통홀과 제2연통홀 사이를 연통시키는 밸브스풀로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브 스풀의 일단과 타단에는 각각 제1스프링과 제2스프링이 설치되어 상기 밸브 스풀이 제1연통홀을 밀폐시키도록 발란스를 유지하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 터보차져의 단면도이고, 도 3은 도 2 A 부의 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진 터보차져의 작동 상태도이다.

본 발명에 따른 터보차져는 일측이 배기가스가 배출되는 배기가스 배출관(10)에 위치되고 타측은 흡기가 흡입되는 흡기관(12)에 위치되는 하우징(14)과, 상 기 하우징(14)에 회전 가능하게 설치되고 상기 배기가스 배출관(10)에 설치되어 상기 배기가스 배출관(10)을 통과하는 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈(16)과, 상기 흡기관(12)에 설치되어 실린더로 공급되는 흡기량을 증가시키는 임펠러(18)와, 상기 터빈(16)과 임펠러(18) 사이에 연결되고 하우징(14) 내부에 회전 가능하게 지지되어 터빈(16)의 회전력을 임펠러(18)로 전달하는 회전축(20)으로 구성된다.

상기 하우징(14)에는 회전축(20)으로 윤활을 위한 오일을 공급하는 오일 공급홀(22)이 형성되고 회전축(20)과 하우징(14)의 내주면 사이에는 윤활부(24)가 형성된다.

상기 임펠러(18)의 내주면에 장착되는 회전축(20)에는 임펠러(18)가 고속으로 회전될 때 임펠러(18)의 후면에 부압이 발생되는 것을 방지하여 상기 윤활부(24)의 오일이 임펠러(18)측으로 누유되는 것을 방지하는 부압 방지부(30)가 형성된다.

상기 부압 방지부(30)는 상기 회전축(20)의 내부에 길이방향으로 형성되는 통로부(32)와, 상기 임펠러(18)의 전면과 상기 통로부(32) 사이를 연통시키는 제1연통홀(34)과, 상기 임펠러(18)의 후면과 상기 통로부(32) 사이를 연통시키는 제2연통홀(36)과, 상기 통로부(32)에 직선 이동 가능하게 배치되어 임펠러(18)의 전면과 후면 사이의 압력차가 없을 때에는 상기 제1연통홀(34)을 밀폐시키고 임펠러(18)의 전면과 후면 사이에 압력차가 발생되면 상기 제1연통홀(34)을 개방하는 밸브스풀(38)과, 상기 밸브스풀(38)의 일측면에 배치되어 상기 밸브스풀(38)의 일면 에 탄성력을 제공하는 제1스프링(42)과 ,상기 밸브스풀(38)의 타측면에 배치되어 상기 밸브스풀(38)의 타측면에 탄성력을 제공하는 제2스프링(44)으로 구성된다.

여기에서, 상기 밸브스풀(38)은 통로부(32)의 내주면에 밀착된 상태로 직선 이동되고, 그 중앙에는 길이방향으로 관통홀(40)이 형성된다.

상기 제1스프링(42)과 제2스프링(44)은 상기 밸브스풀(38)의 양쪽에 각각 배치되어 밸브스풀(38)이 제1연통홀(34)을 막는 상태를 유지하도록 발란스를 유지한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 터보차져의 작용을 다음에서 설명한다.

먼저 터보차져가 정지된 상태이거나 저속으로 회전될 때에는 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브스풀(38)은 도면에서 보아 좌측으로 치우친 상태로 배치되어 제1연통홀(34)을 막는 상태로 된다. 즉, 상기 제1스프링(42)과 제2스프링(44)이 발란스를 유지하면서 밸브스풀(38)은 제1연통홀(34)을 막는 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서, 터보차져가 고속으로 회전되면 임펠러(18)의 전면과 후면 사이에 압력차가 발생된다. 즉, 임펠러(18)의 전면에는 정압이 생성되고 임펠러(18)의 후면에는 부압이 생성된다. 그러면, 상기 임펠러(18)의 후면에 형성된 부압에 의해 제1스프링(42)과 제2스프링(44) 사이의 발란스가 깨지면서 상기 밸브스풀(38)은 도면에서 보아 우측방향으로 직선 이동되면서 제1연통홀(34)을 개방한다. 그러면, 상기 제1연통홀(34)과 제2연통홀(36)이 서로 연통된 상태로 되어 임펠러(18)의 후면에 생성된 부압이 제거된다. 따라서, 임펠러(18)의 후면에 생성되는 부압에 의해 윤활부의 오일이 임펠러(18)쪽으로 누유되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 디젤엔진의 터보차져는 임펠러의 회전축에 부압 방지부를 형성하여 임펠러가 고속으로 회전되면 임펠러의 전면과 후면 사이를 서로 연통시켜 임펠러의 후면에 부압이 생성되는 것을 방지함으로써, 윤활부의 오일이 임펠러쪽으로 누유되는 것을 방지하여 엔진에서 오일이 연소되면서 발생되는 유해 배기가스량을 현저하게 줄일 수 있고, 이지알(EGR) 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 중앙에 회전축이 회전 가능하게 지지되는 하우징과;

   상기 회전축의 일단에 연결되어 배기가스 배출관을 통과하는 배기가스의 압력에 의해 회전되는 터빈과;

   상기 회전축의 타단에 연결되어 터빈의 회전에 따라 같이 회전되면서 흡기량을 증대시키는 임펠러와;

   상기 임펠러의 내주면에 장착되는 회전축에 설치되어 상기 임펠러가 고속으로 회전될 때 상기 임펠러의 후면에 부압이 발생되는 것을 방지하여 윤활부의 오일이 임펠러측으로 누유되는 것을 방지하는 부압 방지부를 포함하고,

   상기 부압 방지부는 상기 회전축의 내부에 길이방향으로 형성되고 일단은 상기 임펠러의 전면에 연결되는 제1연통홀이 형성되고 타단은 상기 임펠러의 후면에 연결되는 제2연통홀이 형성되는 통로부와;

   상기 통로부에 직선 이동 가능하게 배치되어 상기 임펠러의 전면과 후면 사이의 압력차가 없을 때에는 상기 제1연통홀을 밀폐시키고 상기 임펠러의 전면과 후면 사이에 압력차가 발생되면 상기 제1연통홀과 제2연통홀 사이를 연통시키는 밸브스풀로 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 터보차져.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브스풀의 일단과 타단에는 각각 제1스프링과 제2스프링이 설치되어 상기 밸브 스풀이 제1연통홀을 밀폐시키도록 발란스를 유지하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 터보차져.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브스풀에는 길이방향으로 관통되는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 터보차져.

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