KR101906378B1 - 배기가스 터보차저 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 터빈 입구(3)와 터빈 출구(4)를 구비하며, 터빈 하우징 입구(3)와 터빈 하우징 출구(4) 사이에서 웨이스트게이트 덕트(5)를 연결하는 터빈 하우징(2)을 포함하는 배기가스 터보차저(1)에 관한 것으로, 웨이스트게이트 덕트는 차단 요소(6)에 의해 개폐될 수 있고, 상기 차단 요소는 안내부(7)의 내부 공간(14)에서 세로방향으로 변위 가능하게 안내되는 피스톤(6) 형태로 이루어지며, 웨이스트게이트 덕트(5)는 안내부(7)의 세로방향 중심선(L)에 대해 가로방향으로 내부 공간(14) 내로 개방된다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

충진 압력 조절을 위하여, 일반적인 배기가스 터보차저는, 터빈 휠을 우회하면서 터빈 입구를 터빈 출구에 연결하는 웨이스트게이트 덕트를 구비한다. 필요한 충진 압력이 얻어지면, 배기가스 흐름의 적어도 일부가 상기 웨이스트게이트 또는 바이패스 덕트를 통해 터빈 또는 터빈 휠을 지나 안내될 수 있다. 상기 웨이스트게이트 덕트를 개폐하기 위해서, 충진 압력 조절 플랩으로도 지칭되는 웨이스트게이트 플랩이 제공된다. 상기 충진 압력 조절 플랩은 연결 장치(linkage)를 통해 액추에이터에 연결되며, 액추이에터는 예를 들어 공압 제어 캡슐 또는 전기 구동 모터의 형태일 수 있다.

이러한 충진 압력 조절 플랩 장치의 단점은, 다수의 개별 부품들이 제조 및 조립되어야 한다는 점에 있다.

그러므로 본 발명의 목적은, 구성이 간단하고 조립이 용이한, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 웨이스트게이트 덕트를 개폐하기 위한 차단 요소로서 피스톤이 제공되며, 피스톤은 안내부의 내부 공간에서 세로방향으로 변위 가능하게 안내된다. 여기서, 안내부는, 웨이스트게이트 덕트가 안내부의 세로방향 중심선에 대해 가로방향으로 내부 공간 내로 개방되고, 웨이스트게이트 덕트 또는 웨이스트게이트 덕트 개구가 피스톤에 의해 개폐될 수 있도록 배치된다.

본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 특별한 이점으로는, 우선 이전의 플랩 방안에 비해 다수의 구성요소를 생략할 수 있다는 점이 포함된다.

구성요소가 더 적으므로, 부정확하게 조립될 우려가 감소되는 점이 유리하다.

또한 구성요소들이 서로 고정 연결되기 때문에, 예컨대 플랩 플레이트와 스핀들의 연결부에서 일부 상황에서 일어날 수 있는 구성요소 간 소음 발생이 일어나지 않는다.

나아가, 액추에이터가 매우 컴팩트하게 터보차저에 연결될 수 있으며, 이는 배기가스 터보차저가 사용되는 엔진 부분에서 유리하다.

게다가, 전체적인 조절 유닛(웨이스트게이트 밸브 및 액추에이터)을 재배치함으로써, 이러한 방식으로 역시 액추에이터의 위치를 엔진 부분에 맞게 조절할 수 있다.

또한 결과적으로는 웨이스트게이트 피스톤을 터빈 하우징에 컴팩트하게 설치함으로써 터빈 하우징 출구를 통한 밀링 공구 접근이 개선되는 이점이 있다.

종속 청구항들은 본 발명의 유리한 개선예에 관한 것이다.

도면에 기초하여 이하의 예시적인 구현예를 설명함으로써 본 발명의 추가적인 상세사항, 특징 및 이점들을 알게 될 것이다.
도 1은 웨이스트게이트 덕트가 개방된, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)의 부분 단면도이다.
도 2는 웨이스트게이트 덕트가 폐쇄된, 도 1에 상응하는 도면이다.
도 3은 터빈 하우징 출구 방향에서 본 터보차저(1)의 도면이다.
도 4 및 도 1 내지 도 3의 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 사시도이다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)를 예시하며, 예컨대 특히 압축기 휠(16)이 배치되고 베어링 하우징(18)에 연결된 압축기 하우징(15)과 같은 종래의 구성요소들 외에, 상기 배기가스 터보차저는, 베어링 하우징(18)의 다른 단부에 연결되며 터빈 휠(17)이 배치된 터빈 하우징(2)을 가진다.

터빈 하우징(2)은 터빈 입구(3)와 터빈 출구(4)를 가진다.

또한 도 1은, 도 1에 도시된 개방 상태에서 터빈 입구(3)를 터빈 출구(4)에 연결하는 웨이스트게이트 덕트(5) 또는 그 개구를 보여주며, 개방 상태에서 터빈 하우징(2) 내에 도입된 배기가스는 적어도 부분적으로 터빈 휠(17)을 지나 안내된다.

웨이스트게이트 덕트(5)를 개폐하기 위해서, 본 발명에 따르면 피스톤(6) 형태인 차단 요소가 제공된다. 피스톤(6)은 안내부(7)의 내부 공간(14)에서 세로방향으로 변위 가능하게 안내된다. 도 1은, 웨이스트게이트 덕트(5)가 안내부의 세로방향 중심선(L)에 대해 적어도 대략 가로방향으로 내부 공간(13) 내로 개방되는 것을 보여준다.

언급된 바와 같이, 도 1은 피스톤(6)이 액추에이터(11)에 의해 끌어당겨지는 웨이스트게이트 덕트의 개방 상태를 보여주며, 이를 위해 피스톤(6)은 피스톤 로드(10)를 통해 액추에이터(11)에 연결된다. 상기 액추에이터(11)는 전기 구동 모터 또는 공압 제어 캡슐로서 형성될 수 있다. 상기와 같이 피스톤(6)이 끌어당겨진 상태에서, 내부 공간(14)으로 웨이스트게이트 덕트가 개방되고, 터빈 하우징(2) 내로 흐르는 배기가스는 웨이스트게이트 덕트(5) 및 안내부(7)의 배출 개구(8)를 경유하여 터빈 하우징 출구(4) 내로 지나가고, 따라서 터빈 휠(17)을 우회할 수 있다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 배출 개구(8)에 밀봉 링(9)이 배치되며, 밀봉 링은 예컨대 용접을 통해 터빈 하우징(2) 또는 안내부(7)에 고정 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 피스톤(6)이 끌어당겨진 위치에서, 피스톤은 웨이스트게이트 덕트(5) 또는 웨이스트게이트 덕트 개구뿐만 아니라 배출 개구(8)를 개방하는데, 그 이유는 도 1에 자세히 도시된 바와 같이 상기 위치에서 피스톤(6)이 밀봉 링(9)으로부터 상승되어 있기 때문이다.

대조적으로, 도 2는 피스톤이 웨이스트게이트 덕트(5) 및 안내부(7)의 배출 개구(8)를 폐쇄하는 피스톤(6)의 폐쇄 위치를 보여주며, 이러한 폐쇄 위치가 되는 이유는, 상기 위치에서, 상기 피스톤은 액추에이터(11)에 의해 밀봉 링(9)에 대해 가압되고 따라서 터빈 하우징 입구(3)와 터빈 하우징 출구(4) 사이의 연결을 차단하기 때문이다. 상기 위치에서, 터빈 하우징(2) 내로 도입된 배기가스는 전체적으로 터빈 휠(17)을 통해 흐른다.

도 3은, 도 2에 추가로, 피스톤(5)이 밀봉 링(9)을 지탱하는 폐쇄 위치를 보여준다.

도 4는, 안내부(7)가 원통형 하우징 부분(13)의 형태로 이루어질 수 있는 것을 보여주며, 피스톤 로드(10)는 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 피스톤 링(12)을 개재하여 원통형 하우징 부분 내로 연장되며, 상기 피스톤 로드에 체결된 피스톤(6)을 이동시킨다. 바이패스 덕트(5)가 내부 공간(14) 내로 개방될 수 있도록, 원통형 하우징 부분(13)은 터빈 하우징(2)에 체결되거나 터빈 하우징과 일체로 이루어진다.

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 도 1 내지 도 4에서의 본 발명의 개략적인 도시를 명백히 참조한다.

1 배기가스 터보차저
2 터빈 하우징
3 터빈 하우징 입구
4 터빈 하우징 출구
5 웨이스트게이트/바이패스 덕트
6 차단 요소/피스톤
7 안내부
8 배출 개구
9 밀봉 링
10 피스톤 로드
11 액추에이터
12 피스톤 링
13 원통형 하우징 부분
14 내부 공간
15 압축기 하우징
16 압축기 휠
17 터빈 휠
18 베어링 하우징
19 단부에서 압축기 휠(16) 과 터빈 휠(17)을 지탱하는 샤프트
L 세로방향 중심선

Claims (7)

1. 터빈 하우징 입구(3)와 터빈 하우징 출구(4)를 구비하며, 차단 요소(6)에 의해 개폐될 수 있는 터빈 하우징 입구(3)와 터빈 하우징 출구(4) 사이의 웨이스트게이트 덕트(5)를 구비하는 터빈 하우징(2)을 포함하되,
   상기 차단 요소는 안내부(7)의 내부 공간(14)에서 세로방향으로 변위 가능하게 안내되는 피스톤(6) 형태로 이루어지며,
   웨이스트게이트 덕트(5)는 안내부(7)의 세로방향 중심선(L)에 대해 가로방향으로 내부 공간(14) 내로 개방되고,
   안내부(7)는 터빈 출구(4)로의 배출 개구(8)를 구비하고, 밀봉 링(9)이 배출 개구(8)에 배치되며, 피스톤(6)은 웨이스트게이트 덕트(5)를 차단하는 폐쇄 위치에서 상기 밀봉 링을 지탱하는, 배기가스 터보차저.
2. 제1항에 있어서,
   밀봉 링(9)은 터빈 하우징(2)에 고정 연결되는, 배기가스 터보차저.
3. 제1항에 있어서,
   피스톤(6)은 피스톤 로드(10)를 통해 액추에이터(11)에 연결되는, 배기가스 터보차저.
4. 제3항에 있어서,
   피스톤 로드(10)는 피스톤 링(12)을 통해 안내부(7)에 대해 밀봉되는, 배기가스 터보차저.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   안내부(7)는 원통형 하우징 부분(13) 형태로 이루어지고, 그 내부 공간에서 피스톤(6)이 안내되며, 안내부(7)는 터빈 하우징(2)에 고정되거나 터빈 하우징(2)과 일체로 이루어진 구성부인, 배기가스 터보차저.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   액추에이터(11)는 공압 제어 캡슐 또는 전기 구동 모터의 형태로 이루어지는, 배기가스 터보차저.
7. 삭제

Images