KR102057089B1 - Turbocharger having variable vane - Google Patents

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KR102057089B1
KR102057089B1 KR1020180086200A KR20180086200A KR102057089B1 KR 102057089 B1 KR102057089 B1 KR 102057089B1 KR 1020180086200 A KR1020180086200 A KR 1020180086200A KR 20180086200 A KR20180086200 A KR 20180086200A KR 102057089 B1 KR102057089 B1 KR 102057089B1
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강진산
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현대위아(주)
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Abstract

Disclosed is a turbocharger having a variable vane. In the present invention, a linkage structure for adjusting an opening position of a vane is deleted, and an opening position of the vane is adjusted by using a piezoelectric element. Therefore, problems caused by wear and damage between parts as the linkage structure is applied are solved, and the structure is simplified to improve productivity. In addition, as the opening position of the vane is adjusted according to whether power is applied, hysteresis in accordance with accumulation of assembly tolerances between components is reduced, and the position of the vane is precisely controlled. In addition, as the position of the vane is rapidly changed when the piezoelectric element is deformed, the control performance is improved.

Description

가변 베인이 구비된 터보차저 {TURBOCHARGER HAVING VARIABLE VANE}Turbocharger with variable vane {TURBOCHARGER HAVING VARIABLE VANE}

본 발명은 압전소자를 이용하여 베인의 위치를 조절하는 가변 베인이 구비된 터보차저에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger having a variable vane for adjusting the position of the vane using a piezoelectric element.

최근에는 차량의 고출력화, 저연비화를 추세로 차량 성능을 향상시키기 위한 가변 형상 터보차저(Variable Geometric Turbo charger, VGT)가 차량에 적용되고 있다. 이러한 가변 형상 터보차저는 터빈에 구비된 베인의 개도 위치를 제어하도록 구성되며, 이는 ECU를 통해 공기압력, 연료분사량, 엔진회전수 등을 토대로 차량 주행상황에 따른 필요 부스트압에 따라 베인의 위치가 결정된다.Recently, a variable geometric turbocharger (VGT) has been applied to a vehicle to improve vehicle performance with the trend of high output and low fuel consumption of the vehicle. The variable turbocharger is configured to control the opening position of the vane provided in the turbine, and the position of the vane is determined according to the required boost pressure according to the vehicle driving situation based on the air pressure, fuel injection amount, engine speed, etc. through the ECU. do.

이러한 가변 터보차저 장치는 저속 영역의 경우 베인이 폐쇄 동작되도록 하여 배기가스의 속도 에너지가 극대화됨으로써 흡입 공기의 충전효율이 증가되도록 하고, 고속 영역의 경우 베인이 개방 동작되도록 하여 배기유량이 증가됨에 따라 배기가스의 속도 에너지는 저감되도록 한다.In the variable speed turbocharger, the vane is closed in the low speed region to maximize the velocity energy of the exhaust gas so that the filling efficiency of the intake air is increased, and in the high speed region, the vane is opened to operate to increase the exhaust flow rate. The velocity energy of the exhaust gas is to be reduced.

여기서, 베인의 경우 개도 위치를 조절하기 위해, 샤프트, 다수의 레버, 레버를 회전시키기 위한 다수의 링크, 회전 동력을 전달하기 위한 액추에이터 등 링키지 구조가 적용된다.Here, in the case of vanes, a linkage structure such as a shaft, a plurality of levers, a plurality of links for rotating the levers, an actuator for transmitting rotational power, and the like is applied to adjust the opening position.

그러나 링키지 구조의 경우 레버, 링크, 샤프트 등 다수의 구성들이 연결 관계를 갖음에 따라 제품 치수 및 형상 공차의 누적이 발생되고, 이는 베인의 열림 또는 닫힘 각도의 차이가 발생됨에 따른 히스테리시스 악화 문제가 발생된다.However, in the case of the linkage structure, a plurality of components such as levers, links, and shafts have a connection relationship, and accumulation of product dimensions and shape tolerances occurs. do.

또한, 다수의 구성들이 연결되고, 링크 구조에 따른 회전 왕복운동에 의해 마모가 발생되어 작동 오류가 발생될 수 있으며, 조립공정이 복잡함에 따라 생산성이 저하되는 문제가 있다.In addition, a plurality of components are connected, wear may be generated by rotational reciprocating motion according to the link structure, and an operation error may be generated, and as the assembly process is complicated, productivity may be reduced.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the related art already known to those skilled in the art.

KR 10-2004-0028980 A (2004.04.03)KR 10-2004-0028980 A (2004.04.03)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 베인의 개도 위치를 조절하기 위한 링키지 구조를 삭제하고, 압전소자를 이용하여 베인의 개도 위치를 조절하는 가변 베인이 구비된 터보차저를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve this problem, and provides a turbocharger with a variable vane for eliminating the linkage structure for adjusting the opening position of the vane, and adjusting the opening position of the vane using a piezoelectric element. There is a purpose.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 베인이 구비된 터보차저는 센터 하우징에 마련되어 배기가스의 유통량을 조절하고, 센터 하우징에 관통된 회전암을 통해 센터 하우징에서 회전 가능하게 설치된 베인; 및 일단부가 센터 하우징에 연결되고, 타단부가 센터 하우징를 관통한 회전암에 연결되며, 전류 인가시 길이가 가변되어 회전암을 회전시킴으로써, 회전암과 함께 베인이 회전됨에 따라 베인의 위치가 전환되도록 하는 조절기구;를 포함한다.Turbocharger equipped with a variable vane according to the present invention for achieving the above object is provided in the center housing to adjust the flow rate of the exhaust gas, the vane is rotatably installed in the center housing through a rotating arm penetrated the center housing; And one end is connected to the center housing, the other end is connected to the rotary arm passing through the center housing, and the length is changed when the current is applied to rotate the rotary arm so that the vane position is changed as the vanes are rotated together with the rotary arm. It includes; an adjustment mechanism.

조절기구는 전류 인가시 길이가 증가 또는 감소되면서 굴곡지게 변형되는 압전소자로 구성된 것을 특징으로 한다.The regulating mechanism is characterized in that it is composed of a piezoelectric element that is deformed bent as the length increases or decreases when the current is applied.

회전암의 일단부에는 베인이 결합되어 센터 하우징의 일측면에 베인이 위치되며, 회전암의 타단부에는 조절기구가 연결되어 센터 하우징의 타측면에 조절기구가 위치된 것을 특징으로 한다.A vane is coupled to one end of the rotary arm so that the vane is positioned on one side of the center housing, and a control mechanism is connected to the other end of the rotary arm so that the adjustment mechanism is positioned on the other side of the center housing.

회전암의 타단부에는 직선방향으로 연장된 삽입용슬릿이 형성되고, 조절기구의 타단부가 삽입용슬릿에 삽입되어 회전암을 가로지르도록 결합된 것을 특징으로 한다.An insertion slit extending in a linear direction is formed at the other end of the rotary arm, and the other end of the adjustment mechanism is inserted into the insertion slit and coupled to cross the rotary arm.

삽입용슬릿의 양끝에는 삽입용슬릿의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 함몰된 고정용홈이 형성되고, 조절기구는 타단부에 고정용홈의 형상과 동일하게 형성된 고정부가 돌출되어, 타단부가 삽입용슬릿에 삽입시 고정부가 고정용홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.At both ends of the insertion slit, a fixing groove recessed to have a diameter larger than the diameter of the insertion slit is formed, and the adjusting mechanism protrudes a fixing portion formed in the same shape as the fixing groove at the other end, so that the other end is inserted. The fixing part is inserted into the fixing groove when the slit is inserted.

센터 하우징에는 조절기구의 일단부가 삽입되도록 함몰된 체결홀이 형성되고, 조절기구의 일단부는 체결홀에 삽입되도록 돌출되며, 체결홀에 삽입된 상태에서 회전 가능하도록 원형을 이루는 삽입부가 형성된 것을 특징으로 한다.The center housing is formed with a fastening hole recessed to insert one end of the adjustment mechanism, one end of the adjustment mechanism protrudes to be inserted into the fastening hole, characterized in that the insertion portion is formed in a circular shape to be rotatable in the state inserted into the fastening hole do.

체결홀은 센터 하우징의 직경방향에 대해 소정각도 경사지게 연장되거나, 또는 굴곡지게 연장되도록 형성된 것을 특징으로 한다.The fastening hole is characterized in that it is formed to extend at an angle or bend in an angle with respect to the radial direction of the center housing.

조절기구와 전기적으로 연결되어 조절기구에 전력을 선택적으로 제공하는 전력제어부;를 더 포함하고, 베인은 센터 하우징에서 열림 위치를 초기 위치로 하며, 전력제어부가 조절기구에 전력 공급시 베인의 위치가 전환되어 닫힘 위치로 전환되는 것을 특징으로 한다.And a power control unit electrically connected to the control mechanism to selectively provide power to the control mechanism. The vane has an open position at the initial position in the center housing, and the position of the vane when the power control unit supplies power to the control mechanism. The switch is characterized in that the switch to the closed position.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 가변 베인이 구비된 터보차저는 베인의 개도 위치를 조절하기 위한 링키지 구조가 삭제되고, 압전소자를 이용하여 베인의 개도 위치를 조절함으로써, 링키기 구조가 적용됨에 따른 부품 간의 마모 및 손상에 의한 문제가 해소되고, 구조가 단순화되어 생산성이 향상된다. 또한, 전력 인가여부에 따른 베인의 개도 위치가 조절됨에 따라, 부품간의 조립 공차 누적에 따른 히스테리시스가 감소되어 베인의 위치가 정밀하게 제어되고, 압전소자의 변형시 베인의 위치가 신속하게 전환됨에 따라 제어 성능이 향상된다.Turbocharger equipped with a variable vane having the above-described structure is eliminated the linkage structure for adjusting the opening position of the vane, by adjusting the opening position of the vane using a piezoelectric element, the parts according to the linkage structure is applied Problems caused by wear and damage to the liver are eliminated, and the structure is simplified to improve productivity. In addition, as the opening position of the vane is adjusted according to whether power is applied, the hysteresis due to accumulation of assembly tolerances between components is reduced, so the position of the vane is precisely controlled, and the position of the vane is rapidly changed when the piezoelectric element is deformed. Control performance is improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 베인이 구비된 터보차저를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 가변 베인이 구비된 터보차저에 따른 베이스링의 일측면을 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 가변 베인이 구비된 터보차저에 따른 베이스링의 타측면을 나타낸 도면.
도 4 내지 6은 도 1에 도시된 가변 베인이 구비된 터보차저를 설명하기 위한 도면.1 is a view showing a turbocharger provided with a variable vane according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing one side of the base ring according to the turbocharger with a variable vane shown in FIG.
3 is a view showing the other side of the base ring according to the turbocharger with a variable vane shown in FIG.
4 to 6 are views for explaining a turbocharger having a variable vane shown in FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가변 베인이 구비된 터보차저에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a turbocharger having a variable vane according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 베인이 구비된 터보차저를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 가변 베인이 구비된 터보차저에 따른 베이스링의 일측면을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 가변 베인이 구비된 터보차저에 따른 베이스링의 타측면을 나타낸 도면이고, 도 4 내지 6은 도 1에 도시된 가변 베인이 구비된 터보차저를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a turbocharger with a variable vane according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing one side of the base ring according to the turbocharger with a variable vane shown in Figure 1, 3 is a view showing the other side of the base ring according to the turbocharger with a variable vane shown in Figure 1, Figures 4 to 6 are views for explaining the turbocharger with a variable vane shown in FIG. .

본 발명에 따른 가변 베인이 구비된 터보차저는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 센터 하우징(10)에 마련되어 배기가스의 유통량을 조절하고, 베이스링(10)에 관통된 회전암(21)을 통해 베이스링(10)에서 회전 가능하게 설치된 베인(20); 및 일단부(30a)가 베이스링(10)에 연결되고, 타단부(30b)가 베이스링(10)를 관통한 회전암(21)에 연결되며, 전류 인가시 길이가 가변되어 회전암(21)을 회전시킴으로써, 회전암(21)과 함께 베인(20)이 회전됨에 따라 베인(20)의 위치가 전환되도록 하는 조절기구(30);를 포함한다.Turbocharger equipped with a variable vane according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, is provided in the center housing 10 to adjust the flow rate of the exhaust gas, the rotary arm 21 penetrated through the base ring 10 A vane 20 rotatably installed in the base ring 10 through; And one end (30a) is connected to the base ring 10, the other end (30b) is connected to the rotary arm 21 through the base ring 10, the length is changed when the current is applied to the rotary arm 21 By rotating the vane 20 together with the rotary arm 21, the adjustment mechanism 30 for switching the position of the vane 20; includes.

즉, 베이스링(10)에는 배기가스의 유통량을 조절하는 베인(20)이 구비되고, 베인(20)에 결합된 회전암(21)이 베이스링(10)을 관통하여 회전 가능하게 설치됨으로써, 베인(20)의 개도 위치가 변경되어 배기가스의 유통량을 가변시킬 수 있다. 여기서, 베이스링(10)은 센터하우징에 마련되며, 베인(20)과 회전암(21)은 일체형으로 구성될 수 있다.That is, the base ring 10 is provided with a vane 20 for adjusting the flow rate of the exhaust gas, the rotary arm 21 coupled to the vane 20 is rotatably installed through the base ring 10, The opening position of the vane 20 may be changed to vary the flow rate of the exhaust gas. Here, the base ring 10 is provided in the center housing, the vane 20 and the rotary arm 21 may be integrally formed.

이러한 베인(20)은 조절기구(30)에 의해 회전되도록 구성된다. 여기서, 본 발명의 조절기구(30)는 일단부(30a)가 베이스링(10)에 연결되고, 타단부(30b)가 회전암(21)에 연결되며, 전류 인가시 길이가 가변되도록 구성됨으로써, 전류가 인가되어 길이가 증가 또는 감소시 회전암(21)을 밀어주거나 또는 당겨주는 동작이 수행됨에 따라 회전암(21)과 함께 베인(20)이 회전되도록 한다.This vane 20 is configured to be rotated by the adjustment mechanism 30. Here, the adjustment mechanism 30 of the present invention is configured such that one end (30a) is connected to the base ring 10, the other end (30b) is connected to the rotary arm 21, the length is variable when the current is applied When the current is applied to increase or decrease the length, the vane 20 is rotated together with the rotary arm 21 as the operation of pushing or pulling the rotary arm 21 is performed.

이러한 조절기구(30)는 전류 인가시 길이가 증가 또는 감소되면서 굴곡지게 변형되는 압전소자로 구성될 수 있다. 압전소자의 경우 인가된 전류량에 대하여 힘은 크게 발생되나 변위가 작은 특성을 가진 적층형 압전소자가 적용되거나, 또는 인가된 전류량에 대하여 변위는 크지만 힘이 작은 바이몰프형 압전소자가 적용될 수 있다. 이는, 복합되어 구성될 수 있으며, 요구하는 힘과 길이 변위에 따라 다양한 소재가 결정될 수 있다.The control mechanism 30 may be configured as a piezoelectric element that is deformed to be curved as the length is increased or decreased when the current is applied. In the case of a piezoelectric element, a multilayer piezoelectric element having a large force but little displacement may be applied to an applied current amount, or a bimorph piezoelectric element having a large displacement but small force may be applied to an applied current amount. It can be configured in combination, and various materials can be determined according to the required force and length displacement.

이와 같이, 베인(20)은 압전소자로 이루어진 조절기구(30)에 의해 개도 위치가 변경됨으로써, 기존의 링키지 구조가 적용됨에 따른 부품 간의 마모 및 손상에 의한 문제가 해소된다. 또한, 압전소자에 전류를 인가하는 간단한 동작 구조를 가짐에 따라 구조가 단순화되어 레이아웃이 축소되고, 부품간의 조립 공차 누적에 따른 히스테리시스가 감소되어 정밀한 제어가 수행 가능하다.In this way, the vane 20 is changed by the opening position by the adjustment mechanism 30 made of a piezoelectric element, thereby eliminating the problems caused by wear and damage between parts according to the existing linkage structure is applied. In addition, as a simple operation structure for applying current to the piezoelectric element has a simplified structure, the layout is reduced, and hysteresis due to accumulation of assembly tolerances between components is reduced, thereby enabling precise control.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 회전암(21)의 일단부(21a)에는 베인(20)이 결합되어 베이스링(10)의 일측면에 베인(20)이 위치되며, 회전암(21)의 타단부(21b)에는 조절기구(30)가 연결되어 베이스링(10)의 타측면에 조절기구(30)가 위치될 수 있다.2 to 3, the vane 20 is coupled to one end portion 21a of the rotary arm 21 so that the vane 20 is cut on one side of the base ring 10. Referring to FIG. 20 is positioned, the adjustment mechanism 30 is connected to the other end portion 21b of the rotary arm 21, the adjustment mechanism 30 may be located on the other side of the base ring 10.

즉, 베이스링(10)을 중심으로 일측면에 베인(20)이 위치되고, 타측면에 조절기구(30)가 위치되며, 베이스링(10)을 관통하는 회전암(21)을 통해 베인(20)과 조절기구(30)가 연결된다. 이렇게, 베이스링(10)을 중심으로 양측면에 각각 베인(20)과 조절기구(30)가 마련됨으로써, 일측면에 마련된 베인(20)이 고온의 배기가스 유통량을 가변시키고, 타측면에 마련된 조절기구(30)는 고온의 배기가스에 미노출됨에 따라 조절기구(30)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 회전암(21)의 일단부(21a)에 베인(20)이 연결되고, 타단부(21b)에 조절기구(30)가 연결됨으로써, 베이스링(10)의 타측면에서 조절기구(30)에 전류가 인가되어 회전암(21)을 강제로 축회전시키면, 베이스링(10)의 일측면에서 회전암(21)과 함께 베인(20)이 회전되어 베인(20)의 회전 위치가 결정된다. That is, the vane 20 is positioned on one side of the base ring 10 and the adjustment mechanism 30 is positioned on the other side of the vane through the rotation arm 21 passing through the base ring 10. 20 and the control mechanism 30 is connected. In this way, the vanes 20 and the adjustment mechanism 30 are provided on both sides of the base ring 10, respectively, so that the vanes 20 provided on one side may change the exhaust gas flow rate at a high temperature and are provided on the other side. The mechanism 30 can prevent damage to the adjustment mechanism 30 as it is not exposed to the high temperature exhaust gas. In addition, the vane 20 is connected to one end 21a of the rotary arm 21 and the adjustment mechanism 30 is connected to the other end 21b, thereby adjusting the mechanism 30 on the other side of the base ring 10. When a current is applied to the rotary arm 21 forcibly rotating the vane 20, the vane 20 is rotated together with the rotary arm 21 on one side of the base ring 10 to determine the rotational position of the vane 20. do.

이처럼, 베이스링(10)에 베인(20), 회전암(21), 조절기구(30)가 연동되도록 설치됨에 따라, 베인(20)의 개도 위치가 결정되며, 조절기구(30)는 고온의 배기가스에 노출되지 않음으로써, 부품의 손상이 방지된다.As such, as the vanes 20, the rotary arm 21, and the adjustment mechanism 30 are installed to the base ring 10 to be interlocked, the opening position of the vanes 20 is determined, and the adjustment mechanism 30 has a high temperature. By not being exposed to the exhaust gases, damage to the parts is prevented.

한편, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 회전암(21)의 타단부(21b)에는 직선방향으로 연장된 삽입용슬릿(22)이 형성되고, 조절기구(30)의 타단부(21b)가 삽입용슬릿(22)에 삽입되어 회전암(21)을 가로지르도록 결합될 수 있다.3 and 4, an insertion slit 22 extending in a linear direction is formed at the other end 21b of the rotary arm 21, and the other end 21b of the adjustment mechanism 30 is provided. Is inserted into the insertion slit 22 may be coupled to cross the rotary arm (21).

이렇게, 조절기구(30)의 타단부(30b)가 회전암(21)의 삽입용슬릿(22)을 가로지르도록 삽입됨으로써, 조절기구(30)에 전류가 인가되어 길이 가변시 회전암(21)이 조절기구(30)의 굴곡 변형에 연동되어 회전될 수 있다. 즉, 회전암(21)의 타단부(21b)에 형성된 삽입용슬릿(22)에 조절기구(30)의 타단부(30b)가 삽입됨으로써, 조절기구(30)의 굴곡 변형되는 힘이 회전암(21)에 전달되어 회전암(21)이 회전되고, 회전암(21)과 함께 베인(20)이 회전되도록 할 수 있다.In this way, the other end 30b of the adjustment mechanism 30 is inserted to cross the insertion slit 22 of the rotation arm 21, so that a current is applied to the adjustment mechanism 30 so that the rotation arm 21 when the length is changed. ) Can be rotated in conjunction with the bending deformation of the adjustment mechanism (30). That is, the other end portion 30b of the adjustment mechanism 30 is inserted into the insertion slit 22 formed at the other end portion 21b of the rotation arm 21, whereby the bending force of the adjustment mechanism 30 is deformed. The rotating arm 21 is rotated to be transmitted to the 21, and the vanes 20 may be rotated together with the rotating arm 21.

이와 더불어, 도 4 및 도 5에서 볼 수 있듯이, 삽입용슬릿(22)의 양끝에는 삽입용슬릿(22)의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 함몰된 고정용홈(23)이 형성되고, 조절기구(30)는 타단부(30b)에 고정용홈(23)의 형상과 동일하게 형성된 고정부(31)가 돌출되어, 타단부(30b)가 삽입용슬릿(22)에 삽입시 고정부(31)가 고정용홈(23)에 삽입됨에 따라, 조절기구(30)의 타단부(30b)와 회전암(21)의 삽입용슬릿(22)은 걸림 구조로 위치가 고정될 수 있다.In addition, as shown in Figures 4 and 5, both ends of the insertion slit 22 is formed with a fixing groove 23 recessed to have a diameter larger than the diameter of the insertion slit 22, the adjustment mechanism 30 is fixed to the other end portion 30b is formed in the same shape as the fixing groove 23 is protruding, so that the other end portion 30b is inserted into the insertion slit 22 when the fixing portion 31 As the insertion groove 23 is inserted, the other end portion 30b of the adjustment mechanism 30 and the insertion slit 22 of the rotary arm 21 may be fixed in a locking structure.

이렇게, 삽입용슬릿(22)의 양끝에 형성된 고정용홈(23)에 조절기구(30)의 타단부(30b)에 형성된 고정부(31)가 삽입되도록 구성함으로써, 조절기구(30)의 타단부(30b)와 회전암(21)의 삽입용슬릿(22)에 삽입된 위치가 고정된다. 이로 인해, 조절기구(30)에 전류가 인가되어 길이 가변시, 고정부(31)가 회전암(21)의 고정용홈(23)에 삽입된 상태가 유지됨에 따라, 조절기구(30)의 길이 가변에 따른 굴곡 변형에 대응하여 회전암(21)이 회전될 수 있다.Thus, the other end portion of the adjustment mechanism 30 is configured by inserting the fixing portion 31 formed at the other end 30b of the adjustment mechanism 30 into the fixing grooves 23 formed at both ends of the insertion slit 22. The position inserted in the insertion slit 22 of the 30b and the rotating arm 21 is fixed. Thus, when a current is applied to the adjusting mechanism 30 to change the length, the length of the adjusting mechanism 30 is maintained as the fixing portion 31 is inserted into the fixing groove 23 of the rotary arm 21. The rotation arm 21 may be rotated in response to the bending deformation according to the variable.

한편, 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 베이스링(10)에는 조절기구(30)의 일단부(30a)가 삽입되도록 함몰된 체결홀(11)이 형성되고, 조절기구(30)의 일단부(30a)는 체결홀(11)에 삽입되도록 돌출되며, 체결홀(11)에 삽입된 상태에서 회전 가능하도록 원형을 이루는 삽입부(32)가 형성될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 4 to 6, the base ring 10 is formed with a fastening hole 11 recessed so that one end portion (30a) of the adjustment mechanism 30 is inserted, one end of the adjustment mechanism 30 The portion 30a may protrude so as to be inserted into the fastening hole 11, and an insertion portion 32 may be formed in a circular shape so as to be rotatable in a state of being inserted into the fastening hole 11.

이렇게, 조절기구(30)의 일단부(30a)는 체결홀(11)에 삽입되어 고정되고, 타단부(30b)는 조절기구(30)에 연결됨으로써, 조절기구(30)의 위치가 고정된다. 이때, 조절기구(30)는 전류가 미인가되어 길이 가변이 수행되지 않은 초기 상태이다. Thus, one end portion 30a of the adjustment mechanism 30 is inserted into the fastening hole 11 and fixed, and the other end 30b is connected to the adjustment mechanism 30, whereby the position of the adjustment mechanism 30 is fixed. . At this time, the adjustment mechanism 30 is an initial state in which the length change is not performed because a current is not applied.

특히, 조절기구(30)의 경우 일단부(30a)에 형성된 삽입부(32)를 통해 체결홀(11)에 삽입되도록 연결됨으로써, 조절기구(30)는 삽입부(32)를 중심으로 회전 가능한 상태가 된다. 이로 인해, 조절기구(30)에 전류가 인가되어 길이 가변시, 조절기구(30)의 일단부(30a)가 삽입부(32)를 통해 체결홀(11)에 삽입되어 고정되고, 타단부(30b)가 회전암(21)에 연결됨에 따라 길이 가변이 제한되어 굴곡지게 변형되며, 회전암(21)이 조절기구(30)의 굴곡 변형에 대응하여 회전된다. 이로 인해, 회전암(21)과 함께 베인(20)이 회전되어, 베인(20)의 개도 위치가 결정될 수 있다.In particular, in the case of the adjustment mechanism 30 is connected to be inserted into the fastening hole 11 through the insertion portion 32 formed in one end (30a), the adjustment mechanism 30 is rotatable around the insertion portion (32) It becomes a state. Thus, when a current is applied to the adjusting mechanism 30 to change the length, one end portion 30a of the adjusting mechanism 30 is inserted into the fastening hole 11 through the insertion portion 32 to be fixed and the other end portion ( As the 30b) is connected to the rotary arm 21, the variable length is limited and is deformed to be curved, and the rotary arm 21 is rotated in response to the bending deformation of the adjustment mechanism 30. As a result, the vane 20 is rotated together with the rotary arm 21, so that the opening position of the vane 20 may be determined.

여기서, 체결홀(11)은 베이스링(10)의 직경방향에 대해 소정각도 경사지게 연장되거나, 또는 굴곡지게 연장되도록 형성된다. 이로 인해, 조절기구(30)의 길이 가변 동작시 조절기구(30)의 일단부(30a)가 체결홀(11)의 경사지게 연장된 방향 또는 굴곡지게 연장된 방향으로 슬라이딩됨으로써, 조절기구(30)의 길이 가변시 체결홀(11)의 연장방향을 따라 굴곡 변형되는 방향이 결정된다. 이렇게, 체결홀(11)의 연장방향으로 조절기구(30)의 변형 방향을 유도함으로써, 조절기구(30)에 전류가 인가됨에 따른 회전암(21) 및 베인(20)의 회전 위치를 특정방향으로 결정할 수 있다.Here, the fastening hole 11 is formed to extend inclined or bent at a predetermined angle with respect to the radial direction of the base ring 10. As a result, one end portion 30a of the adjustment mechanism 30 slides in the obliquely extending direction or the curvedly extending direction of the fastening hole 11 during the variable length operation of the adjusting mechanism 30, thereby adjusting the adjusting mechanism 30. When the length of the variable bending direction along the extension direction of the fastening hole 11 is determined. In this way, by inducing the deformation direction of the adjustment mechanism 30 in the extending direction of the fastening hole 11, the rotational position of the rotary arm 21 and the vane 20 as a current is applied to the adjustment mechanism 30 in a specific direction Can be determined.

한편, 조절기구(30)와 전기적으로 연결되어 조절기구(30)에 전력을 선택적으로 제공하는 전력제어부(40);를 더 포함하고, 베인(20)은 베이스링(10)에서 열림 위치를 초기 위치로 하며, 전력제어부(40)가 조절기구(30)에 전력 공급시 베인(20)의 위치가 전환되어 닫힘 위치로 전환될 수 있다.On the other hand, the control mechanism 30 is electrically connected to the control mechanism 30 to selectively provide power to the control mechanism 30; further includes, the vane 20 is initialized the opening position in the base ring 10 The position of the vane 20 may be switched to the closed position when the power control unit 40 supplies power to the adjustment mechanism 30.

즉, 조절기구(30)는 전력제어부(40)의 제어에 의해 선택적으로 전력을 공급받으며, 조절기구(30)는 전기라인(배선)을 통해 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 여기서, 전기라인은 조절기구(30)의 일단부(30a)와 타단부(30b) 중 어느 한쪽에 연결될 수 있다.That is, the regulating mechanism 30 may be selectively supplied with power by the control of the power control unit 40, and the regulating mechanism 30 may receive electric energy through an electric line (wiring). Here, the electric line may be connected to either one end 30a of the control mechanism 30 and the other end 30b.

한편, 베인(20)은 베이스링(10)에서 열림 위치를 초기 위치로 하며, 전력제어부(40)의 전력 공급 여부에 따라 닫힘 위치로 전환됨으로써, 전력제어부(40)의 제어에 의해 베인(20)의 위치가 결정될 수 있다.On the other hand, the vane 20 is the opening position in the base ring 10 as the initial position, and is switched to the closed position depending on whether or not the power supply of the power control unit 40, the vane 20 by the control of the power control unit 40. ) Can be determined.

이로 인해, 전력제어부(40)는 차량의 주행상태에 따라 베인(20)의 개도 위치를 결정하여, 터보차저 내에 배기가스가 적정 유통량으로 유통되도록 할 수 있다.For this reason, the power control unit 40 may determine the opening position of the vane 20 according to the running state of the vehicle, so that the exhaust gas is circulated in the turbocharger at an appropriate flow rate.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 가변 베인(20)이 구비된 터보차저는 베인(20)의 개도 위치를 조절하기 위한 링키지 구조가 삭제되고, 압전소자를 이용하여 베인(20)의 개도 위치를 조절함으로써, 링키기 구조가 적용됨에 따른 부품 간의 마모 및 손상에 의한 문제가 해소되고, 구조가 단순화되어 생산성이 향상된다. 또한, 전력 인가여 부에 따른 베인(20)의 개도 위치가 조절됨에 따라, 부품간의 조립 공차 누적에 따른 히스테리시스가 감소되어 베인(20)의 위치가 정밀하게 제어되고, 압전소자의 변형시 베인(20)의 위치가 신속하게 전환됨에 따라 제어 성능이 향상된다.The turbocharger provided with the variable vane 20 having the structure as described above is removed from the linkage structure for adjusting the opening position of the vane 20, by adjusting the opening position of the vane 20 using a piezoelectric element As the linkage structure is applied, problems due to wear and damage between parts are eliminated, and the structure is simplified to improve productivity. In addition, as the opening position of the vane 20 is adjusted according to whether power is applied, the hysteresis due to accumulation of assembly tolerances between components is reduced, so that the position of the vane 20 is precisely controlled and the vane 20 is deformed when the piezoelectric element is deformed. Control performance improves as the position of) changes quickly.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit of the invention provided by the following claims. It will be self-evident for those of ordinary knowledge.

10:베이스링 11:체결홀
20:베인 21:회전암
22:삽입용슬릿 23:고정용홈
30:조절기구 31:고정부
32:삽입부 40:전력제어부10: Base ring 11: Fastening hole
20: vane 21: rotary arm
22: Insertion slit 23: Fixing groove
30: Adjustment mechanism 31: Fixed part
32: Insertion part 40: Power control part

Claims (8)

베이스링에 마련되어 배기가스의 유통량을 조절하고, 베이스링에 관통된 회전암을 통해 베이스링에서 회전 가능하게 설치된 베인; 및
일단부가 베이스링에 연결되고, 타단부가 베이스링를 관통한 회전암에 연결되며, 전류 인가시 길이가 가변되어 회전암을 회전시킴으로써, 회전암과 함께 베인이 회전됨에 따라 베인의 위치가 전환되도록 하는 조절기구;를 포함하고,
회전암의 일단부에는 베인이 결합되어 베이스링의 일측면에 베인이 위치되며, 회전암의 타단부에는 조절기구가 연결되어 베이스링의 타측면에 조절기구가 위치되고 직선방향으로 연장된 삽입용슬릿이 형성되며,
조절기구의 타단부가 삽입용슬릿에 삽입되어 회전암을 가로지르도록 결합된 것을 특징으로 하는 가변 베인이 구비된 터보차저.A vane provided in the base ring to adjust the flow rate of the exhaust gas and rotatably installed in the base ring through a rotating arm penetrated through the base ring; And
One end is connected to the base ring, the other end is connected to the rotating arm through the base ring, the length is variable when the current is applied to rotate the rotating arm, so that the vane position is changed as the vane is rotated together with the rotating arm And adjusting mechanism;
The vane is coupled to one end of the rotating arm so that the vane is positioned on one side of the base ring, and the other end of the rotating arm is connected to the adjusting mechanism so that the adjusting mechanism is located on the other side of the base ring and extends in a straight direction. Slits are formed,
Turbocharger with a variable vane characterized in that the other end of the adjustment mechanism is inserted into the insertion slit and coupled to cross the rotary arm. 청구항 1에 있어서,
조절기구는 전류 인가시 길이가 증가 또는 감소되면서 굴곡지게 변형되는 압전소자로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 베인이 구비된 터보차저.The method according to claim 1,
The regulating mechanism is a turbocharger with a variable vane, characterized in that consisting of a piezoelectric element that is deformed as the length increases or decreases when the current is applied. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
삽입용슬릿의 양끝에는 삽입용슬릿의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 함몰된 고정용홈이 형성되고,
조절기구는 타단부에 고정용홈의 형상과 동일하게 형성된 고정부가 돌출되어, 타단부가 삽입용슬릿에 삽입시 고정부가 고정용홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 가변 베인이 구비된 터보차저.The method according to claim 1,
Both ends of the insertion slit are formed with a fixing groove recessed to have a diameter larger than the diameter of the insertion slit,
Adjusting mechanism is a turbocharger with a variable vane, characterized in that the fixing portion is formed in the same shape as the fixing groove in the other end protrudes, the other end is inserted into the fixing groove when the other end is inserted into the insertion slit. 청구항 1에 있어서,
베이스링에는 조절기구의 일단부가 삽입되도록 함몰된 체결홀이 형성되고,
조절기구의 일단부는 체결홀에 삽입되도록 돌출되며, 체결홀에 삽입된 상태에서 회전 가능하도록 원형을 이루는 삽입부가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 베인이 구비된 터보차저.The method according to claim 1,
The base ring is formed with a fastening hole recessed to insert one end of the adjustment mechanism,
One end of the adjustment mechanism is protruded to be inserted into the fastening hole, the turbocharger provided with a variable vane, characterized in that the insertion portion is formed in a circular shape to be rotatable in the state inserted into the fastening hole. 청구항 6에 있어서,
체결홀은 베이스링의 직경방향에 대해 소정각도 경사지게 연장되거나, 또는 굴곡지게 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가변 베인이 구비된 터보차저.The method according to claim 6,
The fastening hole is a turbocharger having a variable vane, characterized in that formed to extend inclined or bent at an angle with respect to the radial direction of the base ring. 청구항 1에 있어서,
조절기구와 전기적으로 연결되어 조절기구에 전력을 선택적으로 제공하는 전력제어부;를 더 포함하고,
베인은 베이스링에서 열림 위치를 초기 위치로 하며, 전력제어부가 조절기구에 전력 공급시 베인의 위치가 전환되어 닫힘 위치로 전환되는 것을 특징으로 하는 가변 베인이 구비된 터보차저.The method according to claim 1,
And a power control unit electrically connected to the control mechanism to selectively provide power to the control mechanism.
The vane is a turbocharger with a variable vane, characterized in that the opening position in the base ring as the initial position, and the power control unit is switched to the closed position when the power supply is supplied to the control mechanism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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