KR102068903B1 - A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function - Google Patents

A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function Download PDF

Info

Publication number
KR102068903B1
KR102068903B1 KR1020180086359A KR20180086359A KR102068903B1 KR 102068903 B1 KR102068903 B1 KR 102068903B1 KR 1020180086359 A KR1020180086359 A KR 1020180086359A KR 20180086359 A KR20180086359 A KR 20180086359A KR 102068903 B1 KR102068903 B1 KR 102068903B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
turbine wheel
opening
turbine
turbocharger
Prior art date
Application number
KR1020180086359A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조인찬
Original Assignee
현대위아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대위아 주식회사 filed Critical 현대위아 주식회사
Priority to KR1020180086359A priority Critical patent/KR102068903B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102068903B1 publication Critical patent/KR102068903B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y02T10/144—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

The present invention relates to a turbocharger for a vehicle and, more specifically, to a turbocharger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function which forms an exhaust gas flow channel capable of controlling a flow of exhaust gas on a turbine unit of a turbocharger to control a rear side pressure of a turbine wheel to prevent abrasion of a thrust bearing. The turbocharger for a vehicle has an exhaust gas control unit to supply exhaust gas entering from an exhaust gas inlet to the rear side of a turbine wheel or block supply. The exhaust gas control unit includes; an exhaust gas chamber connected to the exhaust gas inlet to be positioned in a turbine unit; an exhaust gas flow channel formed on one side of the turbine wheel and formed to communicate with a rear side space of the turbine wheel; and an opening/closing controller formed to allow a left and a right flow with respect to the rear side of the turbine wheel. The exhaust gas flow channel is formed at an angle of 0°, 90°, 180°, and 270° along the circumference with respect to the center axis of the turbine wheel to precisely maintain a rotating balance of the turbine wheel. The opening/closing controller includes: a first opening/closing controller formed into a circular panel to simultaneously open and close a plurality of exhaust gas flow channels; and a plurality of second opening/closing controllers coupled to form horizontalness with respect to the first opening/closing controller.

Description

터빈 휠 효율 향상 기능을 갖는 차량용 터보차저{A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function}A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function}

본 발명은 차량용 터보차저에 관한 것으로서, 특히 터보차저의 터빈부에 배기가스의 흐름을 제어할 수 있는 배기가스 유동채널을 형성함으로써 터빈 휠의 배면압을 제어하여 스러스트 베어링(thrust bearing)의 마모를 방지하도록 하는 터빈 휠 효율 향상 기능을 갖는 차량용 터보차저에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle turbocharger, and in particular, by forming an exhaust gas flow channel capable of controlling the flow of exhaust gas in a turbine portion of a turbocharger, controlling the back pressure of a turbine wheel to reduce wear of a thrust bearing. It relates to a vehicle turbocharger having a turbine wheel efficiency improving function to prevent.

일반적으로 자동차 엔진의 출력을 높이기 위해서 엔진에서 연소하고 나온 배기가스를 사용하여 엔진으로 들어가는 공기를 압축시켜 더 많은 공기를 유입하게 하는 터보차저가 사용되고 있다.In general, a turbocharger is used to increase the output of an automobile engine by using the exhaust gas from the engine to compress the air entering the engine to introduce more air.

이러한 터보차저((turbo charger)는 터빈부에 배기가스가 들어오면 배기가스가 가진 에너지에 의해 터빈 휠이 회전하고 동일한 축에 연결되어 있는 컴프레서 휠 또한 회전하며 공기를 압축시켜 엔진으로 공급하여 엔진 성능을 향상시키는 역할을 한다. When the turbocharger enters the turbine, the turbine wheel is rotated by the energy of the exhaust gas, and the compressor wheel, which is connected to the same shaft, is also rotated. Compressed air is supplied to the engine to provide engine performance. Serves to improve

한편, 터보차저는 운행하면서 터빈부로 유입되는 배기가스가 양이 지속적으로 변할 경우, 터빈 휠의 회전에 영향을 미치고 이에 따라 터빈 휠이 좌우로 이동하여 압축 공기를 엔진으로 원활하게 공급하지 못하여 엔진 성능 저하 등을 유발하는 주원인이 된다.On the other hand, if the amount of exhaust gas continuously flowing into the turbine unit while the turbocharger is running changes the turbine wheel's rotation, and the turbine wheel moves left and right, thereby preventing the smooth supply of compressed air to the engine. It is the main cause of deterioration.

이에 따라, 터빈부로 유입되는 배기가스의 양을 일정하게 공급할 수 있도록 함은 물론 터빈 휠의 이동을 최소화할 수 있는 터보차저가 요구되었고 이에 부합하여 다양한 구성의 터보차저가 제시되고 있다.Accordingly, a turbocharger capable of constantly supplying the amount of exhaust gas flowing into the turbine unit and minimizing the movement of the turbine wheel is required, and various turbochargers have been proposed accordingly.

그러나 종래의 차량용 터보차저는 터빈부로 유입되는 배기가스가 과다하거나 너무 적은 경우를 방지하기 위해 터빈 휠 배면 측에 배기가스를 일정하게 유입시켜 터빈 휠이 컴프레서부 측으로 쏠리는 현상을 최소화하고 있으나, 배기가스의 유입 량에 따라 적절하게 제어되지 않기 때문에 터보차저의 사용시간이 길어지거나 터빈 휠의 쏠림(치우침)이 커질 경우 스러스트 베어링(thrust bearing)의 마모가 심해 내구성을 떨어뜨리고 소음을 발생시키는 문제점이 있었다.However, the conventional vehicle turbocharger minimizes the phenomenon that the turbine wheel is directed to the compressor part by constantly introducing the exhaust gas into the rear side of the turbine wheel in order to prevent excessive or too little exhaust gas flowing into the turbine part. Since it is not properly controlled according to the inflow rate of the turbocharger, when the turbocharger is prolonged or the turbine wheel is inclined, the thrust bearing wears severely, causing durability and noise. .

또, 종래에는 상기 터빈 휠의 쏠림으로 인해 심한 마모가 발생하는 스러스트 베어링(thrust bearing)의 경우 해당 부품만 간단하게 교체할 수 있는 부분이 아니기 때문에 터보차저 전체를 교환해야 하므로 환경적으로나 비용적으로나 좋지 않은 문제점이 있다.In addition, in the case of a thrust bearing in which severe wear occurs due to the tilting of the turbine wheel, the entire turbocharger needs to be replaced because only the corresponding parts are not easily replaced. There is a bad problem.

또한, 종래에는 터빈 휠의 뒷부분으로 배기가스를 유입시켜 휠의 배면압을 지속적으로 생성시키고 있으나 배기가스의 양에 따라 배면압의 정도가 달라져 효율적인 제어가 어렵고 터빈부의 효율이 많이 저하되는 문제점이 있다.In addition, conventionally, the exhaust gas is introduced into the rear portion of the turbine wheel to continuously generate the back pressure of the wheel, but the degree of back pressure varies according to the amount of exhaust gas, so that it is difficult to control efficiently and the efficiency of the turbine part is deteriorated. .

공개특허 10-2017-0018427Patent Publication 10-2017-0018427

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터빈 하우징에 배기가스의 흐름을 제어할 수 있는 유동 채널을 형성함으로써 터빈 휠 배면압을 제어하여 터빈 휠의 효율을 증대시키고 스러스트 베어링 (thrust bearing)의 마모를 방지하여 터보차저의 내구성 향상을 이루도록 하는 터빈 휠 효율 향상 기능을 갖는 차량용 터보차저를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention to control the turbine wheel back pressure by forming a flow channel for controlling the flow of exhaust gas in the turbine housing to improve the efficiency of the turbine wheel The present invention provides a turbocharger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improving function to increase the durability of the turbocharger by preventing wear of a thrust bearing.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 배기가스 유입구로부터 유입되는 배기가스를 터빈 휠의 배면으로 공급하거나 공급을 차단하도록 하는 배기가스 제어부가 형성되는 차량용 터보차저에 있어서, 상기 배기가스 제어부는 상기 배기가스 유입구와 연이어져 터빈부의 내부에 위치하는 배기가스 챔버와 터빈 휠의 일측에 형성되고, 배기가스 챔버와 터빈 휠의 배면공간을 연통하도록 형성되는 배기가스 유동채널과 터빈 휠의 배면을 기준으로 좌, 우 유동 가능하도록 형성되는 개폐조절기로 구성되며, 상기 배기가스 유동채널은 터빈 휠의 회전 밸런스를 정밀하게 이루기 위해 터빈 휠의 중심축을 기준으로 원주를 따라 0°, 90°, 180°, 270° 각도로 형성되고, 상기 개폐조절기는 복수 개의 배기가스 유동채널을 동시에 개폐가능하도록 원형패널로 형성되는 제1 개폐조절기와 상기 제1 개폐조절기에 대해 수평을 이루도록 결합되는 복수 개의 제2 개폐조절기로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a vehicle turbocharger is provided with an exhaust gas control unit for supplying the exhaust gas flowing from the exhaust gas inlet to the back of the turbine wheel or cut off, the exhaust gas control unit is the exhaust gas control unit It is formed at one side of the exhaust gas chamber and the turbine wheel which is connected to the gas inlet and located inside the turbine part, and is formed based on the rear surface of the exhaust gas flow channel and the turbine wheel which is formed to communicate the rear space of the exhaust gas chamber and the turbine wheel. It is composed of an opening and closing regulator is formed so as to flow right, the exhaust gas flow channel is 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° along the circumference with respect to the center axis of the turbine wheel to achieve a precise balance of the rotation of the turbine wheel Is formed at an angle, the opening and closing regulator is formed of a circular panel to open and close the plurality of exhaust gas flow channels at the same time The first opening and closing controller is characterized in that it is composed of a plurality of second opening and closing controller coupled to be horizontal to the first opening and closing controller.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

이상에서와 같은 본 발명은 터빈 휠 배면압을 제어할 수 있는 유동 채널을 통해 터빈 휠 배면에 작용하는 압력을 제어함으로써, 휠 샤프트의 치우침을 방지하여 스러스트 베어링(thrust bearing)의 마모를 예방하며, 소음발생을 차단하거나 최소화하는 효과가 있다.The present invention as described above by controlling the pressure acting on the turbine wheel back through the flow channel that can control the turbine wheel back pressure, to prevent the wheel shaft bias, preventing the wear of the thrust bearing (thrust bearing), It has the effect of blocking or minimizing noise generation.

또, 본 발명은 터빈 휠의 배면압을 제어함으로써 터보차저의 터빈 효율을 향상시키는 효과가 있다.Moreover, this invention has the effect of improving the turbine efficiency of a turbocharger by controlling the back pressure of a turbine wheel.

도 1은 일반적인 차량용 터보차저의 구성을 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 터보차저를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 개폐조절기의 정면 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 터보차저의 사용상태도이다.1 is a sectional view of principal parts schematically showing the configuration of a general vehicle turbocharger.
2 is a cross-sectional view illustrating main parts of a turbocharger for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a front state of the opening and closing regulator according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a state diagram of use of a vehicle turbocharger according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.Here, the components having the same function in all the following drawings are omitted by repeated reference to the same reference numerals, and the following terms are defined in consideration of the functions in the present invention, which is a unique commonly used meaning It should be interpreted as.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 터보차저(100)는 터빈부(110)와, 컴프레서부(120) 및 상기 터빈부(110)와 컴프레서부(120) 사이에 배치되어 컴프레서부(120)를 터빈부(110)에 연결하는 중앙 베어링 하우징(130)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the vehicle turbocharger 100 may be disposed between the turbine unit 110, the compressor unit 120, and the turbine unit 110 and the compressor unit 120. A central bearing housing 130 is connected to the turbine unit 110.

또, 상기 터빈부(110)는 배기가스의 유입을 위한 배기가스 유입구(111)와 상기 배기가스 유입구(111)로부터 유입되는 배기가스가 머무는 배기가스 챔버(112)와 상기 배기가스 챔버(112) 내에 배치되는 터빈 휠(113)을 포함한다.In addition, the turbine unit 110 includes an exhaust gas inlet 111 for exhaust gas inflow and an exhaust gas chamber 112 and the exhaust gas chamber 112 in which the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet 111 stays. And a turbine wheel 113 disposed therein.

그리고 상기 컴프레서부(120)는 부스트압 또는 압축공기를 터빈부(110)로 보내는 압축공기 배출구(121)와 상기 컴프레서부(120)의 내부에 형성되는 컴프레서 휠(122)을 포함한다.In addition, the compressor unit 120 includes a compressed air outlet 121 for sending boost pressure or compressed air to the turbine unit 110 and a compressor wheel 122 formed inside the compressor unit 120.

또한, 상기 터빈 휠(113)은 휠 샤프트(a)를 통해 컴프레서 휠(122)에 연결된다.In addition, the turbine wheel 113 is connected to the compressor wheel 122 through a wheel shaft (a).

본 발명은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 차량용 터보차저(100)의 터빈부(110)에 배기가스 유입구(111)로부터 유입되는 배기가스를 터빈 휠(113)의 배면으로 공급하거나 공급을 차단하도록 가변되는 배기가스 제어부(140)가 형성된다.2 to 4, the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet 111 to the turbine unit 110 of the vehicle turbocharger 100 is supplied to or supplied to the rear surface of the turbine wheel 113. An exhaust gas control unit 140 that is variable to block the is formed.

즉, 본 발명에 따른 차량용 터보차저(100)는 터빈부(110)의 일 측에 위치하는 배기가스 유입구(111)로부터 유입되는 배기가스를 터빈 휠(113)의 배면으로 공급하거나 공급을 차단할 수 있도록 상기 배기가스 유입구(111)와 연이어져 터빈부(110)의 내부에 위치하는 배기가스 챔버(112)와 터빈 휠(113)의 일 측에 배기가스 제어부(140)가 형성된다.That is, the vehicle turbocharger 100 according to the present invention may supply the exhaust gas introduced from the exhaust gas inlet 111 located at one side of the turbine unit 110 to the rear surface of the turbine wheel 113 or block the supply. The exhaust gas control unit 140 is formed at one side of the exhaust gas chamber 112 and the turbine wheel 113 positioned in the turbine unit 110 so as to be connected to the exhaust gas inlet 111.

상기 배기가스 제어부(140)는 배기가스 유동채널(141)과 개폐조절기(142)로 구성된다.The exhaust gas control unit 140 is composed of an exhaust gas flow channel 141 and the opening and closing regulator 142.

그리고 상기 배기가스 유동채널(141)은 배기가스 챔버(112)와 터빈 휠(113)의 배면공간을 연통하도록 형성된다.The exhaust gas flow channel 141 is formed to communicate the rear space of the exhaust gas chamber 112 and the turbine wheel 113.

또, 상기 배기가스 유동채널(141)은 배기가스 챔버(112)와 터빈 휠(113)의 배면 사이에 복수 개가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of exhaust gas flow channels 141 may be formed between the exhaust gas chamber 112 and the rear surface of the turbine wheel 113.

즉, 상기 터빈 휠(113)의 경우 고회전으로 회전하는 부품이기 때문에 배기가스 유동채널(141)을 한쪽 방향으로만 적용할 경우 회전 밸런스가 맞지 않아 불균형한 회전이 일어날 수 있으므로 배기가스 유동채널(141)을 터빈 휠(113)의 중심축을 기준으로 터빈부(110)의 내부에 원주를 따라 동일한 간격을 이루도록 형성된다.That is, since the turbine wheel 113 is a component that rotates at high rotation, when the exhaust gas flow channel 141 is applied only in one direction, an unbalanced rotation may occur because the rotation is not balanced, and thus the exhaust gas flow channel 141 is used. ) Is formed at the same interval along the circumference of the turbine unit 110 with respect to the central axis of the turbine wheel 113.

예컨대, 상기 배기가스 유동채널(141)은 터빈 휠(112)의 회전 밸런스를 정밀하게 이루기 위해 터빈 휠(113)의 중심축을 기준으로 원주를 따라 0°, 90°, 180°, 270° 각도로 형성되는 것이 바람직하다.For example, the exhaust gas flow channel 141 may be formed at an angle of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° along the circumference with respect to the central axis of the turbine wheel 113 to precisely balance the rotation of the turbine wheel 112. It is preferably formed.

이와 같이, 상기 배기가스 유동채널(141)은 터빈 휠(113)의 회전 밸런스를 맞춤과 동시에 터빈 휠(113)의 배면으로 공급되는 배기가스도 균형을 이루며 공급되도록 4개가 상호 90°간격을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.As such, the exhaust gas flow channels 141 balance the rotation of the turbine wheel 113 and at the same time balance the exhaust gas supplied to the rear surface of the turbine wheel 113 so that the four are spaced 90 ° apart from each other. It is preferably formed.

그러나 필요에 따라서는 상기 배기가스 유동채널(141)은 터빈 휠(113)의 중심축을 기준으로 터빈부(110) 내에 원주를 따라 8개가 상호 45°각도를 이루도록 형성될 수도 있다.However, if necessary, the exhaust gas flow channels 141 may be formed such that eight of the exhaust gas flow channels 141 form a 45 ° angle with respect to the circumference of the turbine unit 110 based on the central axis of the turbine wheel 113.

따라서, 상기 배기가스 유입구(111)를 통해 유입된 배기가스가 배기가스 챔버(112)와 배기가스 유동패널(141)을 통해 터빈 휠(113)의 배면공간으로 공급시 사방에서 고르게 공급되어 균일한 배압을 형성할 수 있다.Accordingly, when the exhaust gas introduced through the exhaust gas inlet 111 is supplied to the rear space of the turbine wheel 113 through the exhaust gas chamber 112 and the exhaust gas flow panel 141, the exhaust gas is uniformly supplied from all four sides. Back pressure can be formed.

이와 같은 구성의 본 발명은 터빈부(110) 내에 배기가스 유동채널(141)을 형성하고 이를 개폐 제어되도록 함으로써, 터빈 휠(113)의 배면압이 높은 경우 추후 설명할 상기 개폐조절기(142)를 동작시켜 배기가스 유동채널(141)을 폐쇄하여 배기가스의 유입을 차단토록 한다.The present invention having the configuration as described above forms the exhaust gas flow channel 141 in the turbine unit 110 to control the opening and closing, when the back pressure of the turbine wheel 113 is high the opening and closing regulator 142 to be described later It operates to close the exhaust gas flow channel 141 to block the inflow of the exhaust gas.

반대로 상기 터빈 휠(113)의 배면압이 낮은 경우 개폐조절기(142)를 동작시켜 배기가스 유동채널(141)을 개방하여 배기가스가 터빈 휠(113)의 배면으로 원활하게 유입되도록 한다.On the contrary, when the back pressure of the turbine wheel 113 is low, the opening and closing controller 142 is operated to open the exhaust gas flow channel 141 so that the exhaust gas smoothly flows into the back of the turbine wheel 113.

또, 상기 터빈부(110)에는 배기가스 유동채널(141)로 배기가스를 공급되도록 하거나 차단하도록 가변동작하는 개폐조절기(142)가 형성된다.In addition, the turbine unit 110 is provided with an opening and closing regulator 142 variable operation to supply or block the exhaust gas to the exhaust gas flow channel 141.

즉, 상기 터빈 휠(113)의 일 측으로는 터빈 휠(113)의 배면을 기준으로 좌, 우 유동 가능한 개폐조절기(142)가 형성된다.That is, one side of the turbine wheel 113, the opening and closing regulator 142 that can flow left, right based on the rear surface of the turbine wheel 113 is formed.

여기서, 상기 개폐조절기(142)는 별도의 볼스크루(미도시)를 회전축으로 갖는 모터(미도시)의 회전동작에 연동하여 좌, 우 유동하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the opening and closing controller 142 is preferably configured to flow left and right in conjunction with the rotation operation of a motor (not shown) having a separate ball screw (not shown) as a rotating shaft.

예컨대, 상기 개폐조절기(142)의 전방부 또는 후방부에 위치하도록 형성되는 모터의 볼스크루에 개폐조절기(142)의 일 측이 결합되도록 함으로써 상기 모터의 정회전 또는 역회전 동작에 연동하여 좌, 우로 유동하면서 배기가스 유동채널(141)을 개방하거나 폐쇄하게 된다.For example, one side of the opening and closing controller 142 is coupled to the ball screw of the motor formed to be located at the front or rear portion of the opening and closing controller 142, in conjunction with the forward or reverse rotation operation of the motor, While flowing to the right, the exhaust gas flow channel 141 is opened or closed.

이를 위해, 상기 개폐조절기(142)는 터빈 휠(113)의 중심축을 기준으로 하여 터빈 부(110)의 내부 원주를 따라 형성되는 복수 개의 배기가스 유동채널(141)을 동시에 개폐가능하도록 원형패널로 형성되는 제1 개폐조절기(142a)와 상기 제1 개폐조절기(142a)에 대해 수평을 이루도록 결합되는 복수 개의 제2 개폐조절기(142b)로 구성된다.To this end, the opening and closing regulator 142 is a circular panel to open and close the plurality of exhaust gas flow channels 141 formed along the inner circumference of the turbine unit 110 on the basis of the central axis of the turbine wheel 113 at the same time. The first opening and closing controller 142a is formed and is formed of a plurality of second opening and closing controller 142b coupled to be horizontal to the first opening and closing controller 142a.

그리고 상기 제2 개폐조절기(142b)는 제1 개폐조절기(142a)의 원주를 따라 상호 동일한 간격을 이루도록 형성된다.The second opening / closing regulator 142b is formed to have the same distance from each other along the circumference of the first opening / closing regulator 142a.

즉, 상기 제2 개폐조절기(142b)는 배기가스 유동채널(141)의 일단과 대응하는 위치에 형성된다.That is, the second opening and closing regulator 142b is formed at a position corresponding to one end of the exhaust gas flow channel 141.

이에 따라, 상기 제1 개폐조절기(142a)가 우측으로 이동 동작시 제2 개폐조절기(142b)도 함께 우측으로 이동하여 배기가스 유동채널(141)의 일단(하단)과 밀착되면서 폐쇄하고, 상기 제1 개폐조절기(142a)가 좌측으로 이동 동작시 제2 개폐조절기(142b)도 함께 좌측으로 이동하여 배기가스 유동채널(141)의 일단(하단)으로부터 이격되면서 개방한다.Accordingly, when the first opening and closing controller 142a is moved to the right, the second opening and closing controller 142b is also moved to the right to close and close to one end (lower end) of the exhaust gas flow channel 141, and close the When the first opening / closing controller 142a moves to the left side, the second opening / closing controller 142b is also moved to the left side so as to be spaced apart from one end (lower end) of the exhaust gas flow channel 141.

또한, 본 발명에 따른 개폐조절기(142)를 좌, 우 동작시키는 모터(미도시)는 터보차저(100) 및 자동차 전자제어장치((Electronic Control Unit)(미도시)와 전기적으로 연결된다.In addition, a motor (not shown) for operating the opening and closing controller 142 according to the present invention is electrically connected to the turbocharger 100 and the electronic control unit (not shown).

그리고 상기 모터의 정회전과 역회전 동작의 제어는 터보차저(100)의 동작을 제어하는 자동차 전자제어장치((Electronic Control Unit)에 의해 이루어지도록 한다.And the control of the forward and reverse rotation of the motor is to be made by the electronic control unit (Electronic Control Unit) for controlling the operation of the turbocharger (100).

예컨대, 상기 터보차저(100)를 구성하는 터빈 휠(113)의 배면압이 높은 경우 상기 자동차 전자제어장치는 모터(미도시)를 정회전 동작하도록 제어한다.For example, when the back pressure of the turbine wheel 113 constituting the turbocharger 100 is high, the vehicle electronic controller controls the motor (not shown) to operate in forward rotation.

이에 따라, 상기 모터의 정회전 동작에 연동하여 제1 개폐조절기(142a)와 제2 개폐조절기(142b)가 우측으로 이동하여 배기가스 유동채널(141)을 폐쇄함으로써 배기가스의 유입을 차단한다.Accordingly, the first opening / closing regulator 142a and the second opening / closing regulator 142b move to the right in association with the forward rotation operation of the motor to close the exhaust gas flow channel 141 to block the inflow of the exhaust gas.

반대로 상기 터빈 휠(113)의 배면압이 낮은 경우 상기 자동차 전자제어장치는 모터(미도시)를 역회전 동작하도록 제어한다.On the contrary, when the back pressure of the turbine wheel 113 is low, the vehicle electronic controller controls the motor (not shown) to operate in reverse rotation.

이에 따라, 상기 모터의 역회전 동작에 연동하여 제1 개폐조절기(142a)와 제2 개폐조절기(142b)가 좌측으로 이동하여 제2 개폐조절기(142b)가 막고 있던 배기가스 유동채널(141)을 개방함으로써 배기가스가 터빈 휠(113)의 배면으로 원활하게 유입되도록 한다.Accordingly, the first opening / closing regulator 142a and the second opening / closing regulator 142b move to the left side in association with the reverse rotation operation of the motor to open the exhaust gas flow channel 141 that is blocked by the second opening / closing regulator 142b. Opening allows the exhaust gas to flow smoothly into the rear surface of the turbine wheel 113.

여기서, 상기 터보차저(100)와 모터 및 자동차 전자제어장치 (Electronic Control Unit)와의 전기적 연결은 통상적인 기술로서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the electrical connection between the turbocharger 100 and the motor and the electronic control unit of the vehicle is a conventional technology, and a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명은 상기 배기가스 유동채널(141)과 개폐조절기(142)로 이루어지는 배기가스 제어부(140)를 구비한 터보차저(100)가 장착된 차량(미도시)을 더 제공한다.In addition, the present invention further provides a vehicle (not shown) equipped with the turbocharger 100 having the exhaust gas control unit 140 including the exhaust gas flow channel 141 and the opening / closing regulator 142.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the working state of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 본 발명에 따른 터보차저(100)가 구동을 하게 되면 컴프레서부(120)의 부스트압 또는 외부 압축공기가 압축공기 배출구(121)를 통해 터빈(110) 내에 형성된 배기가스 유입구(111)와 배기가스 챔버(112) 내로 유입되어 설정된 압력을 형성하여 배기가스가 배출되게 된다.First, when the turbocharger 100 is driven according to the present invention, the boost pressure or the external compressed air of the compressor unit 120 and the exhaust gas inlet 111 formed in the turbine 110 through the compressed air outlet 121 are exhausted. The exhaust gas is discharged by entering the gas chamber 112 to form a set pressure.

이때, 상기 터빈부(110)로 유입되는 배기가스가 과다하거나 적을 경우 터빈 휠(113)이 컴프레서부(120) 측으로 쏠리는 현상을 방지 하기 위해 상기 배기가스 유동채널(141)과 개폐조절기(142)로 이루어지는 배기가스 제어부(140)를 이용하여 배기가스의 흐름을 조절한다.In this case, when the exhaust gas flowing into the turbine unit 110 is excessive or small, the exhaust gas flow channel 141 and the opening / closing regulator 142 to prevent the turbine wheel 113 from being directed toward the compressor unit 120. The flow of the exhaust gas is controlled by using the exhaust gas control unit 140.

예컨대, 상기 터보차저(100)를 구성하는 터빈 휠(113)의 배면압이 높은 경우 상기 자동차 전자제어장치는 모터(미도시)를 정회전 동작하도록 제어한다.For example, when the back pressure of the turbine wheel 113 constituting the turbocharger 100 is high, the vehicle electronic controller controls the motor (not shown) to operate in forward rotation.

이에 따라, 상기 모터가 정회전 동작하게 되고 연동하여 제1 개폐조절기(142a)와 제2 개폐조절기(142b)가 우측으로 이동하여 제2 개폐조절기(142b)가 배기가스 유동채널(141)을 폐쇄하여 배기가스가 터빈 휠(113)의 배면으로 유입되는 것을 차단하여 터빈 휠(113)이 컴프레서부(120) 측으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, the motor is rotated forward and the first opening and closing controller 142a and the second opening and closing controller 142b move to the right side so that the second opening and closing controller 142b closes the exhaust gas flow channel 141. Thus, the exhaust gas may be prevented from flowing into the rear surface of the turbine wheel 113 to prevent the turbine wheel 113 from being leaned toward the compressor 120.

반대로 상기 터빈 휠(113)의 배면압이 낮은 경우 상기 자동차 전자제어장치는 모터(미도시)를 역회전 동작하도록 제어한다.On the contrary, when the back pressure of the turbine wheel 113 is low, the vehicle electronic controller controls the motor (not shown) to operate in reverse rotation.

이에 따라, 상기 모터는 역회전 동작을 하게 되고 연동하여 제1 개폐조절기(142a)와 제2 개폐조절기(142b)가 좌측으로 이동하여 제2 개폐조절기(142b)가 막고 있던 배기가스 유동채널(141)을 개방하여 배기가스가 터빈 휠(113)의 배면으로 원활하게 유입되도록 함으로써 터빈 휠(113)이 컴프레서부(120) 측으로 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, the motor rotates in reverse and the first opening / closing regulator 142a and the second opening / closing regulator 142b are moved to the left side, so that the exhaust gas flow channel 141 blocked by the second opening / closing regulator 142b. By opening the) so that the exhaust gas smoothly flows into the rear surface of the turbine wheel 113, it is possible to prevent the turbine wheel 113 from being leaned toward the compressor 120.

따라서 본 발명에 따른 터보차저는 이와 같은 동작을 지속적으로 반복함으로써 스러스트 베어링의 마모를 해소하고 내구성을 향상시켜 터보차저의 성능향상을 이룰 수 있는 것이다.Therefore, the turbocharger according to the present invention can achieve the performance improvement of the turbocharger by continually repeating such an operation to eliminate the wear of the thrust bearing and improve the durability.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and equivalent changes to other embodiments can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains.

100 : 터보차저 110 : 터빈부
111 : 배기가스 유입구 112 : 배기가스 챔버
113 : 터빈 휠 120 : 컴프레서부
121 : 압축공기 배출구 122 : 컴프레서 휠
a : 휠 샤프트 130 : 베어링 하우징
140 : 배기가스 제어부 141 : 배기가스 유동채널
142 : 개폐조절기 142a : 제1 개폐조절기
142b : 제2 개폐조절기100: turbocharger 110: turbine unit
111: exhaust gas inlet 112: exhaust gas chamber
113: turbine wheel 120: compressor section
121: compressed air outlet 122: compressor wheel
a: wheel shaft 130: bearing housing
140: exhaust gas control unit 141: exhaust gas flow channel
142: opening and closing regulator 142a: first opening and closing regulator
142b: second opening and closing regulator

Claims (8)

배기가스 유입구로부터 유입되는 배기가스를 터빈 휠의 배면으로 공급하거나 공급을 차단하도록 하는 배기가스 제어부가 형성되는 차량용 터보차저에 있어서,
상기 배기가스 제어부는 상기 배기가스 유입구와 연이어져 터빈부의 내부에 위치하는 배기가스 챔버와 터빈 휠의 일측에 형성되고, 배기가스 챔버와 터빈 휠의 배면공간을 연통하도록 형성되는 배기가스 유동채널과 터빈 휠의 배면을 기준으로 좌, 우 유동 가능하도록 형성되는 개폐조절기로 구성되며,
상기 배기가스 유동채널은 터빈 휠의 회전 밸런스를 정밀하게 이루기 위해 터빈 휠의 중심축을 기준으로 원주를 따라 0°, 90°, 180°, 270° 각도로 형성되고,
상기 개폐조절기는 복수 개의 배기가스 유동채널을 동시에 개폐가능하도록 원형패널로 형성되는 제1 개폐조절기와 상기 제1 개폐조절기에 대해 수평을 이루도록 결합되는 복수 개의 제2 개폐조절기로 구성되는 것을 특징으로 하는 터빈 휠 효율 향상 기능을 갖는 차량용 터보차저.In the vehicle turbocharger is provided with an exhaust gas control unit for supplying the exhaust gas flowing from the exhaust gas inlet to the back of the turbine wheel or cut off the supply,
The exhaust gas controller is formed on one side of the exhaust gas chamber and the turbine wheel which are connected to the exhaust gas inlet and located inside the turbine part, and the exhaust gas flow channel and the turbine which are formed to communicate the rear space of the exhaust gas chamber and the turbine wheel. Consists of the opening and closing controller is formed so that the left, right flow based on the back of the wheel,
The exhaust gas flow channel is formed at an angle of 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° along the circumference of the turbine wheel's center axis to precisely balance the rotation of the turbine wheel,
The opening and closing regulator is characterized in that it is composed of a first opening and closing regulator formed of a circular panel to open and close a plurality of exhaust gas flow channels at the same time and a plurality of second opening and closing regulator coupled to be horizontal to the first opening and closing regulator. Automotive turbocharger with turbine wheel efficiency improvement. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020180086359A 2018-07-25 2018-07-25 A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function KR102068903B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086359A KR102068903B1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086359A KR102068903B1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102068903B1 true KR102068903B1 (en) 2020-01-21

Family

ID=69369782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180086359A KR102068903B1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102068903B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63138433U (en) * 1987-03-04 1988-09-12
JP2552282Y2 (en) * 1990-10-22 1997-10-29 三菱重工業株式会社 Exhaust gas turbocharger
JP2002070569A (en) * 2000-08-28 2002-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Supercharger
JP2009057850A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 Jtekt Corp Turbocharger
KR20170018427A (en) 2014-06-13 2017-02-17 에코진 파워 시스템스, 엘엘씨 Systems and methods for controlling backpressure in a heat engine system having hydrostatic bearings

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63138433U (en) * 1987-03-04 1988-09-12
JP2552282Y2 (en) * 1990-10-22 1997-10-29 三菱重工業株式会社 Exhaust gas turbocharger
JP2002070569A (en) * 2000-08-28 2002-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Supercharger
JP2009057850A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 Jtekt Corp Turbocharger
KR20170018427A (en) 2014-06-13 2017-02-17 에코진 파워 시스템스, 엘엘씨 Systems and methods for controlling backpressure in a heat engine system having hydrostatic bearings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8147186B2 (en) Centrifugal compressor
JP5314661B2 (en) High performance small turbocharger
US5025629A (en) High pressure ratio turbocharger
US6352415B1 (en) variable capacity hydraulic pump
CN102434229B (en) Variable-geometry turbine
JP2008111369A (en) Centrifugal compressor
JP2004169703A (en) Variable form turbine
RU2657038C2 (en) Compressor unit with variable aerodynamic profile
JP2005023792A (en) Centrifugal compressor with variable vane
KR20130087526A (en) A solution for controlling a turbo compressor
KR102215296B1 (en) Compressor
US8608433B2 (en) Turbine having variable throat
KR102068903B1 (en) A turbo charger for a vehicle having a turbine wheel efficiency improvement function
KR101831837B1 (en) Partial admission turbine apparatus for improving efficiency of continuous partial admission operation and method of operating turbine using the same
JP5989129B2 (en) Exhaust gas turbocharger turbine
JP2004204842A (en) Exhaust gas turbo-charger and manufacturing method for this charger
JP2009191639A (en) Variable capacity turbine and variable capacity turbo charger
JPH05195946A (en) Hydrostatic pressure type continuously variable transmission
JP2000110572A (en) Variable capacity turbo charger
KR101669000B1 (en) Structure of vane to reduce side clearance loss and improving stability of flow, vane cartridge and turbocharger
JPS6176798A (en) Compressor
KR102080531B1 (en) Cartridge device of turbocharger
KR20110061363A (en) Variable oil pump
US11261779B2 (en) Turbine arrangement for controlling a gas flow
JPH11311124A (en) Variable capacity turbocharger

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant