KR101238385B1 - 터보차저를 위한 밸브 제어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압 터빈(16)으로부터 저압 터빈(22)으로 배기 가스 에너지의 원활한 전이를 발생시키는 것을 돕는 밸브 어셈블리(34)를 가지는 2단 터보차저 유닛(10)을 제공한다. 모든 배기 가스가 상기 고압 터빈(16)을 통해서 유동하게 하는 하나의 위치에 있을 수 있으며 모든 배기가스가 상기 저압 터빈(22)을 통해서 유동하게 하는 다른 위치에 있을 수 있도록 상기 저압 및 고압 터빈(22,16)이 설치된다. 상기 밸브(36)가 중간 위치에 설치될 때 상기 배기가스는 두 터빈(16,22)을 통해 가변적으로 유동하도록 안내될 수 있으며, 각각의 상기 터빈(16, 22)을 통과하는 배기가스의 비율은 상기 밸브(36)의 위치에 따라 결정된다.
고압 터빈, 저압 터빈, 배기 가스, 터보차저 유닛, 밸브 어셈블리

Description

터보차저를 위한 밸브 제어{VALVE REGULATION FOR TURBOCHARGER}
본 발명은 2단 터보차저(2 stage turbocharger)의 제어 밸브의 사용에 관한 것이다.
2단 터보차저들은 공지되어 있고, 각종 엔진에 사용된다. 2단 터보차저들은 고압 터빈 및 저압 터빈을 포함하고, 각각의 터빈은 그 자체의 압축기를 가진다. 정상적인 작동 조건중에, 엔진이 저속으로 구동될 때에 일반적으로 사용되는 유일한 터빈은 고압 터빈이다. 엔진이 저속으로 구동될 때, 엔진은 적은 배기가스 에너지를 생성한다. 이러한 적은 양의 배기가스 에너지는 대체로 저압 터빈을 작동하기에는 충분하지 않으나, 고압 터빈을 작동하기에는 충분한 에너지를 제공한다. 작동중에 엔진의 속도가 증가하기 시작함에 따라, 고압 터빈은 낮은 에너지의 배기가스에 의해 대체로 작동되나, 엔진이 특정 속도 및 부하에 도달한 후, 고압 터빈이 엔진 성능에 어떠한 영향을 미치기에 충분한 유동 용량(flow capacity)을 제공할 때까지, 상기 고압 터빈은 저압 터빈과 직렬로 작동하기 시작한다. 이렇게 될 때, 상기 저압 터빈이 작동하기 시작하여, 상기 저압 터빈과 직렬로 부스트 압력을 생성할 수 없는 상기 고압 터빈의 압력보다 더 높은 레벨의 부스트 압력(boost pressure)을 생성한다. 엔진 속도를 증가시키는 것은 또한 상기 저압 터빈을 작동하는데 필요한 배기가스 에너지를 증가시키는 것이다.
2단 터보차저가 갖는 또 다른 일반적인 문제는 상기 고압 터빈이 배기가스의 공기 유동으로부터 차단되지 않을 때 고속 엔진 속도에서 발생한다. 이 조건 동안에는, "과속"의 가능성이 있는데, 즉 증가된 배기가스 에너지가 손상을 야기할 수 있는 속도로 고압 터빈을 회전시킬 수가 있다. 2단 직렬 터보차저 시스템들의 제어 밸브들은 상기 저압 터빈내로 유동하는 배기가스 압력의 양을 조절하기 위해서 사용되었다. 이들 밸브들은 대체로 상기 저압 터빈으로 배기가스가 유동하는 것을 차단하기 위하여 사용되어 왔으며, 이에 의해 상기 고압 터빈이 더 이상 유용하지 않게 될 때까지 배기가스가 상기 고압 터빈으로만 흐르게 하며, 이 때가 되면 배기가스가 상기 저압 터빈으로 유동하는 것을 허용하도록 상기 밸브가 통로를 연다. 이는 낮은 엔진 속도에서 부스트 압력을 제공하는데 유익하지만, 상기 고압 터빈의 과속을 방지하는 데에는 도움이 되지 않는다.
따라서 상기 고압 터빈에서 과속을 방지하는데 있어서의 개선 뿐만 아니라 ,2단 터보차저 시스템에서 상기 고압 터빈으로부터 상기 저압 터빈으로 전이(transition)시키는 장치를 개발하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 실시예는 고압 터보차저 유닛, 저압 터보차저 유닛 및 상기 고압 및 저압 터보차저 유닛과 작동이 가능하게 연결된 밸브를 가지는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리에 관한 것이다. 상기 고압 터보차저 유닛은 배기가스 유동을 수용하기 위해 작동이 가능한 고압 터빈을 갖는다. 저압 터빈은 상기 고압 터보차저 유닛의 하류에 설치된 저압 터빈부를 가진다. 상기 밸브는 배기가스의 공급원으로부터 상기 고압 터보차저 유닛 또는 저압 터보차저 유닛으로 배기가스를 안내하거나 또는 이들 사이에 배기가스 유동을 분배할 수 있다.
본 발명의 제2의 실시예는 배기 도관(exhaust conduit), 고압 터보차저 유닛, 저압 터보차저 유닛, 상기 배기 도관을 통해 고압 터빈에 작동가능하게 연결된 밸브를 가지는 자동차에서 사용하기 위한 2단 터보차저에 관한 것이다. 상기 고압 터보차저 유닛은 상기 배기 도관에 연결되고, 배기가스 유동을 수용하도록 작동이 가능하다. 상기 저압 터보차저 유닛은 상기 배기 도관에 연결되고, 상기 고압 터빈의 하류에 설치된다. 상기 밸브는 고압 터빈만을 통과하는 모든 배기가스 유동을 제한하는 위치에 있을 수 있거나 상기 밸브는 배기가스가 상기 고압 터빈으로 흘러 들어가는 것을 저지하는 또 다른 위치로 이동될 수 있으며, 이에 따라 모든 배기가스 유동을 저압 터빈으로 안내한다.
본 발명의 제3의 실시예는 고압 터빈을 제공하는 단계, 저압 터빈을 제공하는 단계, 배기가스 유동용 도관을 제공하는 단계, 상기 도관에 설치된 밸브를 제공하는 단계를 가지는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법에 관한 것이다. 상기 저압 터빈은 상기 고압 터빈의 하류에 설치된다. 상기 도관은 배기가스가 상기 고압 터빈으로부터 상기 저압 터빈으로 흐르게 한다. 상기 밸브는 상기 고압 터빈으로부터 상기 저압 터빈으로 배기가스를 안내하기 위하여 사용된다.
본 발명의 또 다른 적용 영역은 이하에 제공된 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는데 있어서 그 상세한 설명 및 구체적인 예는 단지 예시를 목적으로 한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니라고 이해되어야 한다.
본 발명은 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 충분히 이해될 것이다.
도 1은 1개의 배기 뱅크(exhaust bank)를 가지는 엔진에서 사용되는 본 발명에 따른 2단 터보차저 유닛의 개략도이다.
도 2는 2개의 배기 뱅크를 가지는 엔진에서 사용되는 본 발명에 따른 2단 터보차저 유닛의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 밸브 어셈블리부의 평면도(top view)이다.
도 4는 본 발명의 밸브 어셈블리부의 저면도(bottom view)이다.
도 5는 본 발명의 밸브 어셈블리의 측면도(plan view)이다.
도 6은 배기가스 입구 포트를 차단하는 위치에 있는 밸브를 가지는 본 발명의 밸브 어셈블리부의 측면 단면도이다.
도 7은 고압 터빈 입구 포트를 차단하는 위치에 있는 밸브를 가지는 본 발명의 밸브 어셈블리부의 측면 단면도이다.
도 8은 중간 위치에 있는 밸브를 가지는 본 발명의 밸브 어셈블리부의 측면 단면도이다.
바람직한 실시예의 다음 설명은 단지 예시이며, 본 발명, 그 적용 또는 사용을 제한하려는 것은 아니다.
도 1을 참조로, 2단 배기가스 터보차저 유닛은 도면 부호 10으로 도시된다. 2단 배기가스 터보차저는 도면 부호 12로 도시된 고압 터보차저 유닛과, 도면 부호 14로 도시된 저압 터보차저 유닛을 가진다. 상기 고압 터보차저 유닛(12)은 고압 터빈(16), 및 출구 포트(20)를 가지는 고압 압축기(18)를 포함한다. 유사하게, 상기 저압 터보차저 유닛(14)은 저압 터빈(22),및 출구 포트(26)을 가지는 저압 압축기(24)를 포함한다. 상기 저압 터빈(22)은 배기 매니폴드(manifold)(28)에 장착된다. 상기 저압 압축기(24)는 그 중심에 흡기 라인(30)이 연결된다. 흡기 도관 (32)은 제1의 단부에서 상기 출구 포트(26)에 연결되고, 제2의 단부에서 상기 고압 터빈(18)의 중심에 연결된다.
상기 고압 터빈(16) 및 상기 저압 터빈(22)은 도 1및 도3-8에 도시된 것처럼, 밸브(36)를 가지며, 도면 부호 34로 도시된 밸브 어셈블리에 의해 연결된다. 상기 밸브 어셈블리(34)는 상기 배기 매니폴드(28)에 장착되고, 제2의 배기 매니폴드 출구(40) 또는 고압 터빈 출구(42)로부터 배기가스를 받는다. 상기 밸브 어셈블리(34)는 또한 레버(44), 제1의 접촉면(48)과 관련하여 작동하는 제1의 밸브 플 레이트(46) 및 제2의 접촉면(52)과 관련하여 작동하는 제2의 밸브 플레이트(50)를 포함한다. 상기 제1의 밸브 플레이트(46) 및 제2의 밸브 플레이트(50)는 서로 반대 방향으로 향하고 있으며, 핀(54)에 의해 연결되고, 밸브 스템(stem)(56)에 장착된다. 상기 밸브 스템(56)은 힌지(hinge) 어셈블리(58)에 회전할 수 있게 고정된다. 상기 밸브 어셈블리(34)는 또한 배기가스 입구 포트(60), 고압 터빈 입구 포트(62), 저압 터빈 출구 포트(64) 및 회전 가능한 컨넥터(connector)(66)를 포함한다. 상기 회전 가능한 컨넥터(66)는 유압 또는 공압 액츄에이터(도시하지 않음)에 연결되거나 또는 차량의 전자 제어 유닛에 의해 제어되는 다른 타입의 장치에 연결된다.
도 1에 도시된 단일 뱅크 배기 시스템을 위해서 구성된 본 발명의 작동이 이하에 설명된다. 낮은 엔진 속도에서 작동하는 동안, 차량이 가속하기 시작하고 배기가스 압력이 낮을 때 상기 밸브(36)는 상기 배기가스 입구 포트(60)를 닫기 위하여 이용되며, 상기 고압 터빈(16)으로 배기가스의 모두를 통과시킨다. 상기 밸브(36)가 이와 같이 구성될 때, 배기가스는 상기 배기 매니폴드(28)로부터 제1의 배기 매니폴드 출구(38), 고압 터빈(16), 고압 터빈 출구(42), 고압 터빈 입구 포트(62)를 통해 상기 밸브 어셈블리(34)로 흐른다. 상기 밸브 어셈블리(34)는 그후 배기가스를 저압 터빈(22)으로 안내하고, 배기가스는 그후 배기 시스템(도시안됨)의 나머지 요소들의 내부를 통과한다. 모든 배기가스가 상기 고압 터빈(16)을 통하여 이동됨에 따라, 신선한 공기는 상기 흡기 라인(30), 상기 저압 압축기(24),및 상기 출구 포트(26)를 통해 흐른다. 공기는 그후 상기 흡기 도관(32)을 통해 상기 고압 압축기(18)로 흐른다. 상기 고압 압축기(18)는 상기 흡기 도관(32)로부터 받은 신선한 공기를 압축하고, 엔진(도시안됨)의 흡기 매니폴드내로 공기를 이동시킨다.
모든 배기가스가 고압 터빈쪽으로 안내되는 과정중에 상기 저압 압축기(24)는 작동되지 않는 상기 저압 터빈(22)에 의해 제어되기 때문에 작동하지 않는다. 상기 저압 터빈(22)은 상기 고압 터빈(16)과 비교하여 큰 치수를 가지고, 상기 저압 압축기(24)는 상기 고압 압축기(18) 보다 크다. 낮은 엔진 속도에서 배기가스 유동의 체적은 상기 저압 터빈(22)을 작동하기에 충분히 크지 않고, 상기 시스템내로 유동하는 신선한 공기의 체적은 상기 저압 압축기(24)가 이를 효과적으로 압축할 수 있을 정도로 충분히 크지 않기 때문에 이 공정중에 어느 것도 작동하지 않는다. 모든 배기가스 유동을 보다 작은 크기의 상기 고압 터빈(16)으로 안내하므로서 상기 고압 압축기(18)가 낮은 엔진 속도에서 엔진 파워를 증가시키며, 필요한 양의 압축 공기를 엔진의 흡기 매니폴드내로 흐르게 한다.
엔진 속도가 증가하고 차량이 가속됨에 따라, 보다 작은 크기의 상기 고압 터빈(16) 및 상기 고압 압축기(18)는 점점 덜 유용하게 된다. 엔진 속도가 특정의 소정값으로 증가할 때, 차량의 전자 제어 유닛은 액츄에이터(도시안됨)에게 밸브(36)를 개방하도록 명령하며, 상기 제2의 밸브 플레이트(50)를 상기 제2의 접촉면(52)로부터 들어 올리며, 상기 배기 매니폴드(28)로부터의 배기가스가 상기 제2의 배기 매니폴드 출구(40), 상기 배기가스 입구 포트(60), 그리고 상기 밸브 어셈블리(34)를 통하여 유동하게 한다. 배기가스는 그후 상기 저압 터빈 출구 포 트(64)를 통하여 배출되어, 상기 저압 터빈(22)내로 유동하고, 그후 나머지 배기 시스템의 요소내로 유동한다. 상기 저압 터빈(22)이 증가된 배기가스 압력에 의해 작동함에 따라, 상기 저압 압축기(24)는 상기 흡기 라인(30)으로부터 들어오는 공기를 압축하기 시작한다. 압축 공기는 그후 상기 출구 포트(26)를 통하여 상기 흡기 도관(32)내로 이동되고, 그후 상기 고압 압축기(18)를 통하고, 상기 출구 포트(20)를 통하여, 엔진의 흡기 매니폴드내로 유동된다. 이러한 동작동안, 상기 고압 압축기(18)내로 유입되는 공기는 상기 저압 압축기(24)에 의해 이미 가압되어 있으며, 상기 저압 압축기(24)는 공기를 더 이상 압축하지 않는다.
엔진 속도가 계속적으로 증가함에 따라, 상기 밸브(36)는 상기 배기가스 입구 포트(60)로부터 더욱 떨어지면서 계속 회전하여, 상기 고압 터빈 입구 포트(62)로 더 가깝게 이동한다. 모든 배기가스를 직접 상기 저압 터빈(22)내로 유동하도록 안내하는 것이 필요할 때에, 상기 밸브(36)는 상기 제1의 밸브 플레이트(46)가 상기 제1의 접촉면(48)과 접촉하는 위치로 이동한다. 상기 밸브(36)가 이 위치에 있을 때에는 배기가스는 상기 고압 터빈(16)으로부터 상기 밸브 어셈블리(34)로 흐를 수가 없다. 모든 배기가스는 상기 배기 매니폴드(28)으로부터 상기 제2의 배기 매니폴드 출구(40)를 통해 상기 밸브 어셈블리(34)로 흐른다. 상기 밸브(36)는 상기 회전 가능한 컨넥터(66)에 연결된 다른 장치 또는 액츄에이터에 의해 제어될 수 있고, 상기 회전 가능한 컨넥터(66)는 상기 레버(44)를 회전시키며 이에 의해 상기 밸브(36)를 회전시킨다.
상기 제2의 배기 매니폴드 출구(40) 또는 상기 고압 터빈 출구(42)를 닫을 때, 상기 밸브(36)는 상기 고압 터빈(16)을 통해 흐르는 배기가스를 상기 저압 터빈(22)으로 원활하게 전이시키며, 구동 조건들의 명령에 따라 배기가스의 유동을 안내하기 위하여 이들 사이의 특정 위치로 이동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 상기 고압 터빈(16) 및 상기 저압 터빈(22)과 관련한 상기 밸브 어셈블리(34)의 배치(orientation)에 관한 것임을 또한 주목해야 한다. 상기 제1의 밸브 플레이트(46)가 상기 제1의 접촉면(48)을 누를 때나 제2의 밸브 플레이트(50)가 제2의 접촉면(52)을 누를 때에 배기가스의 유동이 상기 밸브(36)를 미는 위치에 상기 밸브(36)가 있게 된다. 이는 또한 상기 밸브(36)가 이들 사이의 특정 위치에 있게 될 때 발생한다. 또한, 상기 힌지 어셈블리(58)는 상기 고압 터빈 출구(42)와 상기 제2의 배기 매니폴드 출구(40)사이에 설치된다. 이 위치에 힌지 어셈블리(58)를 설치하므로서 상기 고압 터빈(16)이나 상기 저압 터빈(22)으로 배기가스 유동을 안내하기 위하여 단일의 밸브가 사용될 수 있게 된다. 또한, 상기 밸브 어셈블리(34)는 배기가스 유동을 각각의 터빈으로 안내하기 위하여 사용될 뿐만 아니라, 상기 고압 터빈(16)으로 배기가스가 유동되는 것을 멈출 수가 있어 과속과 손상을 방지한다. 또한, 전술한 위치에 상기 밸브(36)를 설치하므로서, 예를 들면, 상기 밸브(36)를 상기 제2의 배기 매니폴드 출구(40)의 앞이나 상기 고압 터빈 출구(42)의 앞에 설치하는 것과 비교하여 배기가스 유동을 더 잘 제어할 수 있게 한다.
본 발명은 또한 "V-6" 또는 "V-8" 엔진과 같은 2개의 배기 뱅크를 가지는 엔진에서 사용될 수 있다. 이 실시예는 도 2에 도시되며, 도 1에 도시된 실시예와 유사하고, 동일한 부호는 동일한 요소를 나타낸다. 또한, 이 실시예는 제2의 개구부(74)와 제2의 배기 뱅크(도시안됨)에 연결된 제2의 배기 튜브(72) 뿐만 아니라 제1의 개구부(70)와 제1의 배기 뱅크(도시안됨)에 연결된 제1의 배기 튜브(68)를 또한 포함한다. 이 실시예에서, 배기가스는 상기 제1의 배기 튜브(68)로부터 상기 제1의 개구부(70)로 유동하고, 상기 제2의 배기 튜브(72)로부터 상기 제2의 개구부(74)로 유동한다. 배기가스는 그후 상기 밸브 어셈블리(34)의 사용을 통해 상기 고압 터빈(16) 또는 상기 저압 터빈(22)내로 유동하도록 안내하는 상기 배기 매니폴드(28)내로 유동된다. 상기 고압 터보차저 유닛(12), 상기 저압 터보차저 유닛(14) 및 상기 밸브 어셈블리(34)의 나머지 작동은 상기 실시예에 기술된 것과 동일하다.
본 발명의 설명은 단지 예시적이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주된다. 이러한 변형은 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않는다.

Claims (20)

  1. 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리에 있어서,
    하나 이상의 출구를 갖는 배기 매니폴드;
    고압 터빈부를 포함하며, 상기 고압 터빈부는 하나 이상의 출구를 구비하고 상기 배기 매니폴드로부터 배기가스 유동을 수용하는, 고압 터보차저 유닛;
    저압 터빈부를 가지고 상기 고압 터보차저 유닛의 하류에 설치되며, 상기 저압 터빈부는 상기 배기 매니폴드와 상기 고압 터빈부 중 하나 또는 둘 다로부터 배기가스를 수용하는, 저압 터보차저 유닛;
    상기 고압 터빈부의 하나 이상의 출구로부터 배기가스를 수용하는 고압 터빈 입구 포트와, 상기 배기 매니폴드의 하나 이상의 출구로부터 배기가스를 수용하는 배기가스 입구 포트를 구비하는, 밸브 어셈블리; 및
    밸브 스템에 연결된 제1의 밸브 플레이트 및 제2의 밸브 플레이트를 구비하고 상기 밸브 어셈블리 내에 배치되어 있는 밸브로서, 상기 제2의 밸브 플레이트가 상기 배기가스 입구 포트를 차단하고 상기 제1의 밸브 플레이트가 상기 고압 터빈 입구 포트를 차단하도록 상기 밸브 스템은 회동가능하게 설치된, 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 매니폴드의 하나 이상의 출구는:
    상기 고압 터빈부로 배기가스를 안내하는 제1의 배기 매니폴드 출구; 및
    상기 밸브 어셈블리의 배기가스 입구 포트로 배기가스를 안내하는 제2의 배기 매니폴드 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 고압 터빈 입구 포트를 차단하도록 위치되어, 상기 배기가스 유동이 상기 고압 터보차저 유닛을 통과하지 않고 상기 고압 터빈부 내의 상기 배기가스 유동이 상기 밸브에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 배기가스 입구 포트를 차단하는 위치로 이동되어, 모든 배기가스 유동이 상기 고압 터보차저 유닛의 상기 고압 터빈부를 통과하게 하고 상기 배기 매니폴드 내의 배기가스의 유동이 상기 밸브에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 스템을 이동시키도록 상기 밸브 스템에 연결되어 있는 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 액츄에이터는 전기 액츄에이터, 유압 액츄에이터, 공압 액츄에이터 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액츄에이터가, 상기 고압 터보차저 유닛과 상기 저압 터보차저 유닛으로 배기가스 유동을 안내하도록 상기 밸브를 조작하는 것을 특징으로 하는 2단 터보차저를 위한 밸브 조절 어셈블리.
  7. 자동차용 2단 터보차저에 있어서,
    배기 매니폴드;
    상기 배기 매니폴드에 형성된 하나 이상의 출구;
    상기 배기 매니폴드에 작동이 가능하게 연결되고, 배기가스 유동을 수용하도록 작동이 가능한 고압 터보차저 유닛;
    상기 고압 터보차저 유닛에 형성된 하나 이상의 출구;
    상기 배기 매니폴드에 연결되고 상기 고압 터보차저 유닛의 하류에 설치되는 저압 터보차저 유닛;
    상기 배기 매니폴드에 형성된 하나 이상의 출구를 통해 상기 고압 터빈에 작동이 가능하게 연결되고, 고압 터빈 입구 포트와 배기가스 입구 포트를 포함하는, 밸브 어셈블리; 및
    상기 밸브 어셈블리 내에 배치되어 있는 밸브로서, 상기 고압 터빈 입구 포트를 차단하는 제1의 밸브 플레이트와 상기 배기가스 입구 포트를 차단하는 제2의 밸브 플레이트를 포함하며, 상기 제1의 밸브 플레이트 및 제2의 밸브 플레이트는 밸브 스템에 연결되어 있고, 상기 밸브 스템은 상기 밸브 어셈블리 내에서 회동가능하며, 상기 제2의 밸브 플레이트가 상기 배기가스 입구 포트를 통과하는 배기가스 유동을 차단하도록 상기 밸브가 위치됨으로써 배기가스 유동이 상기 고압 터빈만을 통과하거나, 상기 제1의 밸브 플레이트가 고압 터빈 입구 포트를 차단하도록 상기 밸브가 위치됨으로써 배기가스 유동이 상기 고압 터빈을 통과하지 않고 배기가스 유동 모두가 상기 저압 터빈으로 안내되는, 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배기 매니폴드에 형성된 하나 이상의 출구는:
    상기 고압 터보차저 유닛과 연결된 제1의 배기 매니폴드 출구로서, 상기 고압 터보차저 유닛은 상기 배기 매니폴드와 작동이 가능하게 연결되어 있는, 제1의 배기 매니폴드 출구; 및
    상기 밸브 어셈블리의 배기가스 입구 포트와 연결된 제2의 배기 매니폴드 출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 밸브 어셈블리의 고압 터빈 입구 포트는 상기 고압 터빈의 출력 측에 위치하여 있어, 상기 제1의 밸브 플레이트가 상기 고압 터빈 입구 포트를 차단하는 위치에 있을 때, 상기 고압 터빈을 통과하는 배기가스 유동은 상기 밸브의 제1의 밸브 플레이트를 상기 고압 터빈 입구 포트로부터 멀어지게 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브 어셈블리의 배기가스 입구 포트는 상기 배기 매니폴드의 제2의 배기 매니폴드 출구와 연결되어 있어, 상기 제2의 밸브 플레이트가 상기 배기가스 입구 포트를 차단하는 위치에 있을 때, 상기 배기 매니폴드로부터 나오는 배기가스 유동은 상기 밸브의 제2의 밸브 플레이트를 상기 배기가스 입구 포트로부터 멀어지게 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저.
  11. 제 7 항에 있어서,
    레버;
    상기 레버 및 상기 밸브 스템에 연결된 힌지 어셈블리; 및
    전기 액츄에이터, 유압 액츄에이터, 공압 액츄에이터 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 액츄에이터로서, 상기 액츄에이터는 상기 레버에 연결되어 있고, 상기 밸브 스템이 상기 제1의 밸브 플레이트를 상기 제1의 밸브 플레이트가 상기 고압 터빈 입구 포트를 차단하는 위치에 유지시키도록 상기 액츄에이터가 상기 레버와 상기 밸브 스템을 상기 힌지 어셈블리에 대하여 회동시킴으로써 배기가스가 상기 고압 터빈을 통해 흐르는 것을 저지하거나, 상기 제2의 밸브 플레이트가 상기 배기가스 입구 포트를 차단하도록 상기 액츄에이터가 상기 레버와 상기 밸브 스템을 상기 힌지 어셈블리에 대하여 회동시킴으로써 모든 배기가스가 상기 밸브 어셈블리에 들어가기 전에 상기 고압 터빈을 통해 흐르도록 하는, 전기 액츄에이터;를 더 포함하고,
    상기 제1의 밸브 플레이트와 상기 제2의 밸브 플레이트는 상기 밸브 스템에 장착되어 있고, 상기 제1의 밸브 플레이는 상기 제2의 밸브 플레이트와 평행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 레버와 상기 밸브 스템을 상기 힌지 어셈블리에 대하여 회동시켜, 상기 제1의 밸브 플레이트에 의해 배기가스 유동이 상기 고압 터빈 입구 포트를 통과하도록 하고 상기 제2의 밸브 플레이트에 의해 배기가스 유동이 상기 배기가스 입구 포트를 통과하도록 하여, 배기가스 유동을 분배하여 배기가스 유동이 상기 고압 터빈 및 상기 밸브 어셈블리를 통과하게 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저.
  13. 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법에 있어서.
    고압 터빈을 제공하는 단계;
    상기 고압 터빈의 일부분으로 형성된 하나 이상의 출구를 제공하는 단계;
    상기 고압 터빈의 하류에 설치된 저압 터빈을 제공하는 단계;
    배기 매니폴드를 제공하는 단계;
    상기 배기 매니폴드에, 상기 고압 터빈과 연결된 제1의 배기 매니폴드 출구를 제공하는 단계;
    상기 배기 매니폴드에 제2의 배기 매니폴드 출구를 제공하는 단계;
    상기 배기 매니폴드의 제2의 배기 매니폴드 출구를 통해 상기 배기 매니폴드와 연결되어 있고 상기 고압 터빈 및 상기 저압 터빈과 연결되어 있는 밸브 어셈블리를 제공하는 단계;
    상기 밸브 어셈블리 내에서 회동할 수 있는 밸브 스템을 상기 밸브 어셈블리에 제공하는 단계;
    상기 밸브 스템에 연결된 제1의 밸브 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 밸브 스템에 연결된 제2의 밸브 플레이트를 제공하는 단계;
    상기 밸브 어셈블리의 일부분으로 형성되며 상기 배기 매니폴드의 제2 배기 매니폴드 출구와 연결되는 배기가스 입구 포트를 제공하는 단계;
    상기 밸브 어셈블리의 일부분으로 형성되며 상기 고압 터빈의 일부분으로 형성된 하나 이상의 출구와 연결되는 고압 터빈 입구 포트를 제공하는 단계;
    상기 제1의 밸브 플레이트가 상기 고압 터빈 입구 포트를 차단하여, 배기가스 유동이 상기 배기 매니폴드로부터, 상기 제2의 배기 매니폴드 출구와, 상기 배기가스 입구 포트 및 상기 저압 터빈 출구 포트를 통과하여 상기 저압 터빈으로 흐르도록, 상기 밸브 어셈블리 내에서 상기 밸브 스템을 회동시키는 단계; 및
    상기 제2의 밸브 플레이트가 상기 배기가스 입구 포트를 차단하여, 배기가스 유동이 상기 배기 매니폴드로부터, 상기 제1의 배기 매니폴드 출구와, 상기 고압 터빈과, 상기 고압 터빈의 하나 이상의 출구와, 상기 고압 터빈 입구 포트 및 상기 저압 터빈 출구 포트를 통과하여 상기 저압 터빈으로 흐르도록, 상기 밸브 어셈블리 내에서 상기 밸브 스템을 회동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 배기가스 입구 포트와 상기 고압 터빈 입구 포트 및 그 사이의 위치로 회동하도록 상기 밸브를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 배기가스는 상기 배기 매니폴드의 제2의 배기 매니폴드 출구를 통하여 직접 상기 밸브 어셈블리 내로 유동하고 상기 배기가스 중 일부가 상기 제1의 배기 매니폴드 출구를 통하여 상기 고압 터빈 내로 유동하도록, 상기 고압 터빈 입구 포트를 부분적으로 닫는 위치로 상기 밸브의 제1의 밸브 플레이트를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 배기가스는 상기 밸브 어셈블리를 통과하기 전에 상기 고압 터빈 내로 직접 유동하고 상기 배기가스 중 일부가 상기 배기 매니폴드로부터 상기 밸브 어셈블리로 유동하도록, 상기 배기가스 입구 포트를 부분적으로 닫는 위치로 상기 밸브의 제2의 밸브 플레이트를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    액츄에이터를 제공하는 단계; 및
    상기 액츄에이터에 의해 상기 밸브의 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    전기 액츄에이터, 유압 액츄에이터, 공압 액츄에이터 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 액츄에이터를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 터보차저에서 배기가스 유동을 안내하는 방법.
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