KR102080531B1

KR102080531B1 - Cartridge device of turbocharger

Info

Publication number: KR102080531B1
Application number: KR1020180100436A
Authority: KR
Inventors: 최원우
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-02-24

Abstract

According to the present invention, disclosed is a cartridge device of a turbocharger. The disclosed cartridge device of a turbocharger includes: a housing unit having an exhaust passage through which exhaust gas passes and in which a turbine wheel is disposed; an actuator unit mounted in the housing unit; an operation unit which is connected to the actuator unit and reciprocates by switching the rotational power of the actuator unit; and a variable unit which is inserted into the housing unit, is connected to the operation unit, and adjusts the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel by changing the space area of the exhaust passage while moving with the operation unit.

Description

Cartridge unit of turbocharger {CARTRIDGE DEVICE OF TURBOCHARGER}

본 발명은 터보차저의 카트리지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 간단한 구조로 배기가스가 이동하는 공간을 가변할 수 있어 조립성과 기능성이 향상된 터보차저의 카트리지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cartridge unit of a turbocharger, and more particularly, to a cartridge unit of a turbocharger which can change the space in which the exhaust gas moves with a simple structure and improves assembly and functionality.

일반적으로, 터보차저는 WGT(Waste Gate Turbo Charger) 타입과 VGT(Variable Geometric Turbo Charger) 타입이 있다. VGT 타입의 터보 차저에는 엔진으로부터 유입되는 배기가스의 유로면적을 변경시키는 카트리지 장치가 구비된다. 카트리지 장치는 베인을 작동시켜 베인을 개폐함으로써, 배기가스의 유로면적을 변경한다. 그러나, 이러한 카트리지 장치는 복수개의 베인을 구동해야 하므로, 히스테리시스(hysteresis)가 자주 발생되는 문제점이 있다. 또한, 복수개의 베인을 구동하기 위한 부품이 복잡하고 많아 조립공정이 복잡하고, 조립공정시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.In general, turbochargers are of the WGT (Waste Gate Turbo Charger) type and the VGT (Variable Geometric Turbo Charger) type. The turbocharger of the VGT type is provided with a cartridge device for changing the flow path area of the exhaust gas flowing from the engine. The cartridge device operates the vanes to open and close the vanes, thereby changing the flow path area of the exhaust gas. However, such a cartridge device has to drive a plurality of vanes, so that hysteresis occurs frequently. In addition, there are problems in that the assembly process is complex and the assembly process takes a long time because the components for driving the plurality of vanes are complicated and many. Therefore, there is a need for improvement.

본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0069655호(발명의 명칭: 차량의 터보 차저, 공개일: 2006.06.22.)에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2006-0069655 (name of the invention: the turbocharger of the vehicle, publication date: June 22, 2006).

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 간단한 구조로 배기가스가 이동되는 공간을 가변할 수 있어 조립성과 기능성이 향상된 터보차저의 카트리지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made by the necessity as described above, and an object of the present invention is to provide a turbocharger cartridge device capable of varying a space in which exhaust gas is moved with a simple structure, and having improved assembly and functionality.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 터보차저의 카트리지 장치는: 배기가스가 통과되며, 내부에 터빈휠이 배치되는 배기통로를 구비하는 하우징부; 상기 하우징부에 장착되는 액츄에이터부; 상기 액츄에이터부와 연결되며, 상기 액츄에이터부의 회전동력을 전환하여 왕복운동하는 작동부; 및 상기 하우징부의 내부에 삽입되며, 상기 작동부와 연결되어 상기 작동부와 함께 이동되면서 상기 배기통로의 공간면적을 가변하여 상기 터빈휠로 유입되는 배기가스의 양을 조정하는 가변부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a cartridge device of a turbocharger of the present invention includes: a housing part having an exhaust passage through which exhaust gas is passed and a turbine wheel disposed therein; An actuator unit mounted to the housing unit; An operating part connected to the actuator part and reciprocating by switching rotational power of the actuator part; And a variable part inserted into the housing part and connected to the operating part to move together with the operating part to adjust an amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel by varying a space area of the exhaust passage. It is characterized by.

또한, 상기 액츄에이터부와 연결되며, 상기 액츄에이터부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The apparatus may further include a control unit connected to the actuator unit and controlling the operation of the actuator unit.

또한, 상기 가변부는, 상기 작동부와 연결되어 상기 하우징부의 내부로 삽입되는 가변부재; 및 상기 가변부재와 연결되고, 상기 터빈휠의 외측을 감싸며, 상기 가변부재와 함께 이동되면서 상기 배기통로의 공간면적을 가변하는 가변블록;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The variable part may include a variable member connected to the operation part and inserted into the housing part; And a variable block connected to the variable member, surrounding the outer side of the turbine wheel, and moving together with the variable member to vary the space area of the exhaust passage.

또한, 상기 작동부는, 상기 액츄에이터부의 회전축부에 설치되며, 외측면에 가이드홈부가 형성되는 캠부; 상기 가이드홈부를 따라 이동되는 이동돌기가 구비되는 제1작동부; 및 상기 제1작동부와 연결되어 상기 제1작동부를 따라 이동하되, 상기 하우징부에 회동가능하게 설치되며, 상기 가변부재가 연결되는 제2작동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the operating unit, the cam unit is provided on the rotating shaft portion of the actuator portion, the guide groove is formed on the outer surface; A first operating part provided with a moving protrusion moving along the guide groove; And a second operation part connected to the first operation part to move along the first operation part, rotatably installed in the housing part, and to which the variable member is connected.

또한, 상기 제2작동부는, 상기 제1작동부와 연결되는 제2작동프레임; 및 복수개로 일단부가 소정거리 이격되게 상기 제2작동프레임과 연결되고, 타단부가 상기 하우징부에 회동가능하게 설치되는 제2작동부재;를 포함하고, 상기 가변부재는 복수개로 상기 제2작동부재에 각각 결합되는 것을 특징으로 한다. The second operation unit may further include: a second operation frame connected to the first operation unit; And a plurality of second operating members connected to the second operation frame such that a plurality of one ends thereof are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the other end of the second operating member is rotatably installed on the housing part. It is characterized in that coupled to each.

또한, 상기 하우징부는 상기 가변부재가 관통되는 제1관통홀부와, 상기 제1관통홀부와 연결되는 상기 배기통로를 구비하는 터빈하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing portion is characterized in that it comprises a turbine housing having a first through-hole portion through which the variable member passes, and the exhaust passage connected to the first through-hole portion.

또한, 상기 배기통로 상에 설치되며, 상기 가변부재가 관통되는 제2관통홀부와, 상기 제2관통홀부와 연결되며 상기 가변블록이 수용되는 수용부를 구비하는 커버링; 및 상기 배기통로 상에서 상기 커버링과 마주보게 설치되는 베이스링;을 더 포함하고, 상기 가변블록은 상기 커버링과 상기 베이스링 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the cover is provided on the exhaust passage, the cover includes a second through-hole portion through which the variable member and a receiving portion connected to the second through-hole portion and accommodated the variable block; And a base ring installed to face the covering on the exhaust passage, wherein the variable block is disposed between the covering and the base ring.

본 발명에 따른 터보차저의 카트리지 장치는 배기통로의 공간면적을 가변하여 터빈휠로 유입되는 배기가스의 양을 조절하는 가변부를 통해 복수개의 베인과 이를 작동하기 위한 복잡한 부품이 없이 간단한 구조로 배기가스가 이동되는 공간을 가변할 수 있어 부품비용이 감소됨은 물론, 조립공정단계가 줄어들어 조립공정시간이 단축되어 조립성이 향상되는 효과가 있다. The cartridge apparatus of the turbocharger according to the present invention has a simple structure without a plurality of vanes and complicated parts for operating the exhaust gas through a variable part which controls the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel by varying the space area of the exhaust passage. It is possible to change the space to move the parts cost is reduced, as well as the assembly process step is reduced, the assembly process time is shortened, there is an effect that the assembly performance is improved.

또한, 본 발명에서 가변부는 가변부재와 가변블록을 포함하는 구성으로, 가변블록이 가변부재와 함께 이동되면서 배기통로의 공간면적을 가변하여 배기가스의 양을 조절하므로, 베인을 회전하여 터빈휠로 유입되는 배기가스의 양을 조절하는 기존의 방식에 비해 히스테리시스의 발생이 저감되는 효과가 있다. In addition, in the present invention, the variable part includes a variable member and a variable block, and the variable block is moved together with the variable member, thereby controlling the amount of exhaust gas by varying the space area of the exhaust passage, thereby rotating the vanes to the turbine wheel. The generation of hysteresis is reduced compared to the conventional method of controlling the amount of the exhaust gas introduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치의 작동부 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치의 작동부에서 캠부를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치를 다른 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 터빈하우징을 수평방향으로 단면한 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치의 액츄에이터의 작동에 의해 작동부와 연결된 가변부가 작동되면서 배기통로의 공간면적을 가변하는 것을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a cartridge device of a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of an operation part of a cartridge device of a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a cam unit in an operation unit of a cartridge device of a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view of the cartridge device of the turbocharger according to an embodiment of the present invention viewed from another side.
5 is a cross-sectional view of the turbine housing of FIG. 2 in a horizontal direction.
6 and 7 are views showing varying the space area of the exhaust passage while the variable part connected to the operation part is operated by the operation of the actuator of the cartridge device of the turbocharger according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, a cartridge device of a turbocharger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치의 작동부 부분을 확대한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치의 작동부에서 캠부를 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치를 다른 측면에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 2의 터빈하우징을 수평방향으로 단면한 도면이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치의 액츄에이터의 작동에 의해 작동부와 연결된 가변부가 작동되면서 배기통로의 공간면적을 가변하는 것을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a cartridge device of the turbocharger according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged view of the operating portion of the cartridge device of the turbocharger according to an embodiment of the present invention, Figure 3 4 is an enlarged view of a cam unit in an operation unit of a cartridge unit of a turbocharger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view of the cartridge unit of a turbocharger according to an embodiment of the present invention as viewed from another side 5 is a cross-sectional view of the turbine housing of FIG. 2 in a horizontal direction, and FIGS. 6 and 7 are variables connected to an operation unit by an operation of an actuator of a cartridge device of a turbocharger according to an embodiment of the present invention. The drawing shows that the space area of the exhaust passage is varied while the additional operation is performed.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차저의 카트리지 장치(1)는 하우징부(100), 액츄에이터부(200), 작동부(300) 및 가변부(400)를 포함한다. 1 to 4, a cartridge device 1 of a turbocharger according to an embodiment of the present invention may include a housing part 100, an actuator part 200, an operation part 300, and a variable part 400. Include.

하우징부(100)는 배기가스가 통과하며, 내부에 터빈휠(10)이 배치되는 배기통로(110a)를 구비한다. 하우징부(100)는 터빈하우징(110), 컴프레서 하우징(120), 센터하우징(130)을 포함한다. 터빈하우징(110)은 배기 유입구(미도시), 배기통로(110a), 배기 배출구(110b)를 구비한다. 배기 유입구는 엔진으로부터 배기가스가 유입된다. 배기통로(110a)는 배기 유입구와 연결되며, 배기가스가 통과된다. 배기통로(110a)에는 터빈휠(10)이 배치된다. The housing part 100 includes an exhaust passage 110a through which the exhaust gas passes and in which the turbine wheel 10 is disposed. The housing unit 100 includes a turbine housing 110, a compressor housing 120, and a center housing 130. The turbine housing 110 has an exhaust inlet (not shown), an exhaust passage 110a, and an exhaust outlet 110b. The exhaust inlet flows in the exhaust gas from the engine. The exhaust passage 110a is connected to the exhaust inlet, and exhaust gas is passed through. The turbine wheel 10 is disposed in the exhaust passage 110a.

배기 배출구(110b)는 배기통로(110a)와 연결되며, 배기가스가 배출된다. 엔진으로부터 배기가스가 배기 유입구를 통해 유입되면, 배기통로(110a)를 통과하여 배기 배출구(110b)를 통해 배출된다. 이때, 배기가스가 배기통로(110a)를 통과하면서 터빈휠(10)이 회전된다. The exhaust outlet 110b is connected to the exhaust passage 110a and exhaust gas is discharged. When the exhaust gas flows from the engine through the exhaust inlet, it passes through the exhaust passage 110a and is discharged through the exhaust outlet 110b. At this time, the turbine wheel 10 is rotated while the exhaust gas passes through the exhaust passage (110a).

컴프레서 하우징(120)은 외기가 유입되는 흡기 유입구(미도시), 흡기통로(미도시), 흡기 배출구(미도시)를 포함한다. 흡기 유입구는 외기가 유입된다. 흡기통로는 외기 유입구와 연결되며, 배기가스가 통과된다. 흡기통로에는 컴프레서휠(미도시)이 배치된다. 흡기 배출구는 흡기통로와 연결되며, 흡기가 배출된다. 외기가 흡기 유입구를 통해 유입되면, 흡기통로를 통과하여 흡기 배출구를 배출된다. 이때, 외기가 흡기통로를 통과하면서 터빈휠(10)과 연동되어 회전되는 컴프레서휠에 의해 압축된다. 이렇게 압축된 외기는 흡기 배출구를 통해 엔진으로 배출된다. The compressor housing 120 includes an intake air inlet (not shown), an intake passage (not shown), and an intake air outlet (not shown) through which outside air is introduced. The intake air inlet flows outside air. The intake passage is connected to the outside air inlet and exhaust gas is passed through. A compressor wheel (not shown) is disposed in the intake passage. The intake air outlet is connected to the intake passage, and the intake air is discharged. When the outside air flows through the intake air inlet, it passes through the intake passage and discharges the intake air outlet. At this time, the outside air is compressed by the compressor wheel that rotates in conjunction with the turbine wheel 10 while passing through the intake passage. The compressed outside air is discharged to the engine through the intake air outlet.

센터하우징(130)은 터빈하우징(110)과 컴프레서 하우징(120) 사이에 배치되며, 샤프트(30)가 회동가능하게 설치된다. 샤프트(30)는 일단부에 터빈휠(10)이 장착되며, 타단부에 컴프레서휠이 장착된다. 이에 따라, 배기가스에 의해 터빈휠(10)이 회전되면, 터빈휠(10)의 회동에 연동되어 컴프레서휠이 회전됨으로써, 외기가 압축되어 엔진 측으로 유입될 수 있다. The center housing 130 is disposed between the turbine housing 110 and the compressor housing 120, and the shaft 30 is rotatably installed. The shaft 30 has a turbine wheel 10 mounted at one end thereof and a compressor wheel mounted at the other end thereof. Accordingly, when the turbine wheel 10 is rotated by the exhaust gas, the compressor wheel is rotated in conjunction with the rotation of the turbine wheel 10, thereby compressing outside air and flowing into the engine side.

액츄에이터부(200)는 하우징부(100)에 장착되며, 회전동력을 작동부(300)에 전달한다. 작동부(300)로 액츄에이터부(200)의 회전동력이 전달되면, 작동부(300)는 액츄에이터부(200)의 회전동력에 의해 작동된다. The actuator part 200 is mounted to the housing part 100 and transmits rotational power to the operation part 300. When the rotational power of the actuator unit 200 is transmitted to the operating unit 300, the operating unit 300 is operated by the rotating power of the actuator unit 200.

작동부(300)는 액츄에이터부(200)와 연결되며, 액츄에이터부(200)의 회전동력을 전환하여 왕복운동을 한다. The operation part 300 is connected to the actuator part 200 and reciprocates by switching the rotational power of the actuator part 200.

가변부(400)는 하우징부(100)의 내부에 삽입되며, 작동부(300)와 연결되어 작동부(300)와 함께 이동되면서 배기통로(110a)의 공간면적을 가변하여 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양을 조정한다. The variable part 400 is inserted into the housing part 100, is connected to the operation part 300, and moves together with the operation part 300 to change the space area of the exhaust passage 110a to change the turbine wheel 10. Adjust the amount of exhaust gas flowing into the furnace.

이와 같이, 본 발명은 가변부(400)를 통해 복수개의 베인이 없이도 왕복운동을 하면서 배기통로(110a)의 공간면적을 가변하여 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양을 조절할 수 있는 구조로, 구조가 간단하여 부품비용이 감소됨은 물론, 조립공정단계가 줄어들어 조립공정시간이 단축될 수 있다. 또한, 베인을 회전하여 터빈휠로 유입되는 배기가스의 양을 조절하는 기존의 방식에 비해 히스테리시스의 발생을 저감시킬 수 있다. As described above, the present invention has a structure capable of adjusting the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel 10 by varying the space area of the exhaust passage 110a while reciprocating without the plurality of vanes through the variable unit 400. As the structure is simple, the cost of the parts may be reduced, as well as the assembly process steps may be reduced, thereby reducing the assembly process time. In addition, it is possible to reduce the occurrence of hysteresis compared to the conventional method of rotating the vanes to control the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel.

제어부(500)는 액츄에이터부(200)와 연결되며, 액츄에이터부(200)의 작동을 제어한다. 제어부(500)는 액츄에이터부(200)의 작동을 제어하여 작동부(300)와 연결된 가변부(400)가 배기통로(110a)의 공간면적을 가변하도록 한다. 구체적으로, 제어부(500)는 액츄에이터부(200)의 회전방향 및 회전각도 등을 조정하여 작동부(300)의 왕복운동의 방향 및 운동정도 등을 조절한다. 이에 따라, 작동부(300)와 연결된 가변부(400)가 배기통로(110a)의 공간면적을 가변할 수 있다(도 5 내지 도 7). The controller 500 is connected to the actuator unit 200 and controls the operation of the actuator unit 200. The controller 500 controls the operation of the actuator unit 200 so that the variable unit 400 connected to the operating unit 300 varies the space area of the exhaust passage 110a. Specifically, the controller 500 adjusts the rotation direction and the rotation angle of the actuator unit 200 to adjust the direction and the movement degree of the reciprocating motion of the operating unit 300. Accordingly, the variable unit 400 connected to the operation unit 300 may vary the space area of the exhaust passage 110a (FIGS. 5 to 7).

가변부(400)는 가변부재(410)와 가변블록(420)을 포함한다. 가변부재(410)는 작동부(300)와 연결되어 하우징부(100)의 내부로 삽입된다. 가변부재(410)는 가변프레임(411)과 로드부(412)를 포함한다. 가변프레임(411)은 작동부(300)의 제2작동부(330)에 결합될 수 있다. 로드부(412)는 가변프레임(411)과 연결되되, 하우징부(100)의 내부로 삽입된다. 도 5와 같이, 로드부(412)는 터빈하우징(110)의 제1관통홀부(110c)에 삽입되며, 제1관통홀부(110c)의 너비보다 작은 너비를 가진다. The variable part 400 includes a variable member 410 and a variable block 420. The variable member 410 is connected to the operation unit 300 is inserted into the housing portion 100. The variable member 410 includes a variable frame 411 and a rod part 412. The variable frame 411 may be coupled to the second operation unit 330 of the operation unit 300. The rod part 412 is connected to the variable frame 411 and is inserted into the housing part 100. As shown in FIG. 5, the rod 412 is inserted into the first through hole 110c of the turbine housing 110 and has a width smaller than the width of the first through hole 110c.

가변블록(420)은 가변부재(410)와 연결되고, 터빈휠(10)의 외측을 감싸며, 가변부재(410)와 함께 이동되면서 배기통로(110a)의 공간면적을 가변한다. 가변블록(420)은 가변부재(410)의 로드부(412)와 연결되며, 도넛형태로 터빈휠(10)의 외측을 감쌀 수 있다. The variable block 420 is connected to the variable member 410, surrounds the outside of the turbine wheel 10, and moves with the variable member 410 to vary the space area of the exhaust passage (110a). The variable block 420 is connected to the rod portion 412 of the variable member 410, may wrap the outside of the turbine wheel 10 in the form of a donut.

작동부(300)는 캠부(310), 제1작동부(320) 및 제2작동부(330)를 포함한다. 캠부(310)는 액츄에이터부(200)의 회전축부(210)에 설치되며, 외측면에 가이드홈부(311)가 형성된다. 도 2에 도시된 것과 같이, 액츄에이터부(200)의 회전축부(210)는 수평방향으로(도 2 기준) 배치되며, 캠부(310)는 회전축부(210)의 외측면을 감싸도록 설치된다. 캠부(310)의 외측면에는 가이드홈부(311)가 곡선형상으로 캠부(310)의 좌측단부(도 2 기준)에서 우측단부(도 2기준)까지 형성된다. 이로 인해, 제1작동부(320)의 이동돌기(321)가 수평방향으로(도 2 기준) 왕복운동을 할 수 있다. The operation part 300 includes a cam part 310, a first operation part 320, and a second operation part 330. The cam part 310 is installed on the rotating shaft part 210 of the actuator part 200, and the guide groove part 311 is formed on the outer surface. As shown in FIG. 2, the rotating shaft portion 210 of the actuator portion 200 is disposed in the horizontal direction (based on FIG. 2), and the cam portion 310 is installed to surround the outer surface of the rotating shaft portion 210. On the outer side surface of the cam portion 310, the guide groove portion 311 is formed in a curved shape from the left end portion (see Fig. 2) to the right end portion (see Fig. 2) of the cam portion 310. As a result, the moving protrusion 321 of the first operation unit 320 may reciprocate in the horizontal direction (see FIG. 2).

제1작동부(320)는 가이드홈부(311)를 따라 이동되는 이동돌기(321)가 구비된다. 구체적으로, 제1작동부(320)는 이동돌기(321)와 제1작동부재(322)를 포함한다. 제1작동부재(322)는 일단부에 이동돌기(321)가 결합되며, 타단부에 제2작동부(330)가 결합된다. 이로써, 이동돌기(321)가 가이드홈부(311)를 따라 수평방향으로(도 2, 도 3 기준) 왕복운동을 하면, 이동돌기(321)와 함께 제1작동부재(322)와, 제1작동부재(322)와 연결된 제2작동부(330)가 수평방향으로(도 2 기준) 왕복운동을 할 수 있다. The first operating part 320 is provided with a moving protrusion 321 moving along the guide groove 311. In detail, the first operating part 320 includes a moving protrusion 321 and a first operating member 322. The first operation member 322 is coupled to the moving projection 321 at one end, the second operation portion 330 is coupled to the other end. Accordingly, when the moving protrusion 321 reciprocates along the guide groove 311 in the horizontal direction (based on FIGS. 2 and 3), the first operating member 322 and the first operation together with the moving protrusion 321. The second operation part 330 connected to the member 322 may reciprocate in the horizontal direction (see FIG. 2).

제2작동부(330)는 제1작동부(320)와 연결되어 제1작동부(320)를 따라 이동하되, 하우징부(100)에 회동가능하게 설치되며, 가변부재(410)가 연결된다. The second operating part 330 is connected to the first operating part 320 and moves along the first operating part 320, and is rotatably installed in the housing part 100, and the variable member 410 is connected. .

제2작동부(330)는 제2작동프레임(331)와 제2작동부재(332)를 포함한다. 제2작동프레임(331)은 제1작동부(320)와 연결된다. 도 4와 같이, 제2작동프레임(331)은 기둥 형상으로 중앙에 제1작동부(320)의 제1작동부재(322)가 결합된다. 제2작동프레임(331)은 터빈하우징(110)의 배기 배출구(110b)의 상측에서 터빈하우징(110)의 너비방향으로(도 4 기준) 배치된다. The second operation part 330 includes a second operation frame 331 and a second operation member 332. The second operation frame 331 is connected to the first operation unit 320. As shown in FIG. 4, the second operation frame 331 has a columnar shape in which a first operation member 322 of the first operation unit 320 is coupled to the center thereof. The second operation frame 331 is disposed in the width direction of the turbine housing 110 (see FIG. 4) above the exhaust outlet 110b of the turbine housing 110.

제2작동부재(332)는 복수개로 일단부가 소정거리 이격되게 제2작동프레임(331)과 연결되고, 타단부가 하우징부(100)에 회동가능하게 설치된다. 이때, 제2작동부재(332)는 배기 배출구(110b)를 사이에 두고, 서로 이격되게 제2작동프레임(331)과 연결되며, 하우징부(100)의 설치부(미도시)에 힌지결합되어 회동될 수 있다. 가변부재(410)는 복수개로 제2작동부재(332)에 각각 결합된다. A plurality of second operating members 332 are connected to the second operating frame 331 so that one end thereof is spaced a predetermined distance apart, and the other end thereof is rotatably installed in the housing part 100. At this time, the second operating member 332 is connected to the second operating frame 331 to be spaced apart from each other, with the exhaust outlet 110b in between, it is hinged to the installation portion (not shown) of the housing portion 100 Can be rotated. The variable member 410 is coupled to the second operating member 332 in plurality.

일 예로, 제어부(500)가 액츄에이터부(200)를 시계방향으로 회전하면, 액츄에이터부(200)의 회전축부(210)와 연결된 캠부(310)가 시계방향으로 회전되고, 캠부(310)의 외측면에 형성된 가이드홈부(311)를 따라 제1작동부(320)의 이동돌기(321)가 좌측으로(도 3 기준) 이동되면서 제1작동부(320)와 연결된 제2작동부(330)가 좌측으로(도 3 기준) 이동되고, 제2작동부(330)와 연결된 가변부(400)가 좌측으로(도 5, 도 6 기준) 이동된다. 이에 따라, 가변부(400)의 가변블록(420)이 배기통로(110a) 상에서 좌측으로(도 5 내지 도 7 기준) 이동되면서 배기통로(110a)의 공간면적을 좁힐 수 있다. 이로 인해, 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양이 줄어들 수 있다. For example, when the control unit 500 rotates the actuator unit 200 in the clockwise direction, the cam unit 310 connected to the rotation shaft unit 210 of the actuator unit 200 rotates in the clockwise direction, and the outside of the cam unit 310 As the moving protrusion 321 of the first operating part 320 is moved to the left side (see FIG. 3) along the guide groove 311 formed at the side, the second operating part 330 connected to the first operating part 320 is 3 is moved to the left (see FIG. 3), and the variable unit 400 connected to the second operation unit 330 is moved to the left (see FIGS. 5 and 6). Accordingly, the variable block 420 of the variable unit 400 may move to the left side (see FIGS. 5 to 7) on the exhaust passage 110a to narrow the space area of the exhaust passage 110a. As a result, the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel 10 may be reduced.

다른 예로, 제어부(500)가 액츄에이터부(200)를 반시계방향으로 회전하면, 액퓨에이터의 회전축부(210)와 연결된 캠부(310)가 반시계방향으로 회전되고, 캠부(310)의 외측면에 형성된 가이드홈부(311)를 따라 제1작동부(320)의 이동돌기(321)가 우측으로(도 3 기준) 이동되면서 제1작동부(320)와 연결된 제2작동부(330)가 우측으로(도 3 기준) 이동되고, 제2작동부(330)와 연결된 가변부(400)가 우측으로(도 5, 도 6 기준) 이동된다. 이에 따라, 가변부(400)의 가변블록(420)이 배기통로(110a) 상에서 우측으로(도 5 내지 도 7 기준) 이동되면서 배기통로(110a)의 공간면적을 넓혀질 수 있다. 이로 인해, 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양이 증가될 수 있다. As another example, when the control unit 500 rotates the actuator unit 200 in a counterclockwise direction, the cam unit 310 connected to the rotary shaft unit 210 of the actuator rotates in a counterclockwise direction, and the outer surface of the cam unit 310 is rotated. The moving protrusion 321 of the first operating part 320 is moved to the right side (see FIG. 3) along the guide groove 311 formed in the second operating part 330 connected to the first operating part 320. (Based on FIG. 3), the variable unit 400 connected to the second operation unit 330 is moved to the right (based on FIGS. 5 and 6). Accordingly, the variable block 420 of the variable unit 400 may move to the right side (see FIGS. 5 to 7) on the exhaust passage 110a to increase the space area of the exhaust passage 110a. As a result, the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel 10 may be increased.

이와 같이, 제어부(500)가 액츄에이터부(200)의 회전방향 및 회전각도 등을 조정하면, 작동부(300)와 연결된 가변부(400)의 이동방향 및 이동량 등이 조정되고, 이에 따라 배기통로(110a)의 공간면적을 가변하여 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양이 조정될 수 있다.As such, when the control unit 500 adjusts the rotation direction and the rotation angle of the actuator unit 200, the moving direction and the moving amount of the variable unit 400 connected to the operation unit 300 are adjusted. The amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel 10 may be adjusted by varying the space area of the 110a.

터빈하우징(110)에는 가변부재(410)가 관통되는 제1관통홀부(110c)와, 제1관통홀부(110c)와 연결되는 배기통로(110a)를 구비한다. 가변부재(410)의 로드부(412)가 제1관통홀부(110c)를 관통하며, 로드부(412)와 연결된 가변블록(420)이 배기통로(110a) 상에 배치된다. The turbine housing 110 includes a first through hole 110c through which the variable member 410 penetrates, and an exhaust passage 110a connected to the first through hole 110c. The rod part 412 of the variable member 410 penetrates through the first through hole part 110c, and the variable block 420 connected to the rod part 412 is disposed on the exhaust passage 110a.

터보차저의 카트리지 장치(1)는 커버링(600)과 베이스링(700)을 더 포함한다. 커버링(600)은 배기통로(110a) 상에 설치되며, 제2관통홀부(610)와 수용부(620)를 구비한다. 제2관통홀부(610)는 제1관통홀부(110c)와 마주보며, 가변부재(410)가 관통된다. 즉, 가변부재(410)의 로드부(412)가 제1관통홀부(110c)를 거쳐 제2관통홀부(610)를 관통한다.The cartridge device 1 of the turbocharger further comprises a covering 600 and a base ring 700. The covering 600 is installed on the exhaust passage 110a and includes a second through hole portion 610 and a receiving portion 620. The second through hole 610 faces the first through hole 110c, and the variable member 410 penetrates through the second through hole 610. That is, the rod part 412 of the variable member 410 penetrates through the second through hole part 610 through the first through hole part 110c.

수용부(620)는 제2관통홀부(610)와 연결되며 가변블록(420)이 수용된다. 수용부(620)는 가변블록(420)과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 가변블록(420)이 수용부(620)에 수용되면, 배기통로(110a)의 공간면적이 최대로 넓어질 수 있다. The accommodating part 620 is connected to the second through hole part 610 and accommodates the variable block 420. The receiving part 620 may be formed in the same shape as the variable block 420. When the variable block 420 is accommodated in the accommodation portion 620, the space area of the exhaust passage 110a may be maximized.

베이스링(700)은 배기통로(110a) 상에서 커버링(600)과 마주보게 설치된다. 가변블록(420)은 커버링(600)과 베이스링(700) 사이에 배치된다. 가변블록(420)은 가변부재(410)의 로드부(412)의 이동에 따라 커버링(600)과 베이스링(700) 사이에서 좌우로(도 5 내지 도 7) 이동되면서 배기통로(110a)의 공간면적을 가변시킨다. 이에 따라, 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양이 조정된다. The base ring 700 is installed to face the covering 600 on the exhaust passage 110a. The variable block 420 is disposed between the covering 600 and the base ring 700. The variable block 420 moves from side to side (FIGS. 5 to 7) between the covering 600 and the base ring 700 according to the movement of the rod part 412 of the variable member 410 of the exhaust passage 110a. The space area is varied. Accordingly, the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel 10 is adjusted.

이와 같이, 본 발명에서 배기통로(110a)의 공간면적을 가변하여 터빈휠(10)로 유입되는 배기가스의 양을 조절하는 가변부(400)는 가변부재(410)와 가변블록(420)를 포함하는 구성으로, 구조가 간단하여 베인을 회전하여 배기가스가 이동되는 공간을 조절하는 기존의 방식에 비해 부품비용이 감소됨은 물론, 조립공정단계가 줄어들어 조립공정시간이 단축되어 조립성이 향상될 수 있다. 또한, 히스테리시스의 발생이 저감될 수 있다. As such, in the present invention, the variable part 400 for controlling the amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel 10 by varying the space area of the exhaust passage 110a includes the variable member 410 and the variable block 420. Including the configuration, the structure is simple, compared to the conventional method of adjusting the space in which the exhaust gas is moved by rotating the vane, as well as the component cost is reduced, as well as the assembly process time is shortened and the assembly process time is shortened to improve the assembly Can be. In addition, the occurrence of hysteresis can be reduced.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

1 : 터보차저의 카트리지 장치 10 : 터빈휠
30 : 샤프트 100 : 하우징부
110 : 터빈하우징 110a : 배기통로
110b : 배기 배출구 110c : 제1관통홀부
120 : 컴프레서 하우징 130 : 센터하우징
200 : 액츄에이터부 210 : 회전축부
300 : 작동부 310 : 캠부
311 : 가이드홈부 320 : 제1작동부
321 : 이동돌기 322 : 제1작동부재
330 : 제2작동부 331 : 제2작동프레임
332 : 제2작동부재 400 : 가변부
410 : 가변부재 411 : 가변프레임
412 : 로드부 420 : 가변블록
500 : 제어부 600 : 커버링
610 : 제2관통홀부 620 : 수용부
700 : 베이스링1: Cartridge unit of turbocharger 10: Turbine wheel
30 shaft 100 housing part
110: turbine housing 110a: exhaust passage
110b: exhaust outlet 110c: first through hole
120: compressor housing 130: center housing
200: actuator portion 210: rotary shaft portion
300: operating part 310: cam part
311: guide groove 320: first operation portion
321: moving projection 322: the first operating member
330: second operation unit 331: second operation frame
332: second operating member 400: variable part
410: variable member 411: variable frame
412: rod portion 420: variable block
500: control unit 600: covering
610: second through hole 620: receiving portion
700: base ring

Claims

Exhaust gas is passed, the housing portion having an exhaust passage in which the turbine wheel is disposed;
An actuator unit mounted to the housing unit;
An operating part connected to the actuator part and reciprocating by switching rotational power of the actuator part; And
And a variable part inserted into the housing part and connected to the operating part to move together with the operating part to adjust an amount of exhaust gas flowing into the turbine wheel by varying a space area of the exhaust passage.
The operation unit,
A cam part installed on the rotating shaft part of the actuator part and having a guide groove part formed on an outer surface thereof;
A first operating part provided with a moving protrusion moving along the guide groove; And
And a second operating part connected to the first operating part and moving along the first operating part, rotatably installed on the housing part, and connected to the variable part.
The second operation unit,
A second operation frame connected to the first operation unit; And
And a second operating member connected to the second operating frame such that a plurality of ends thereof are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the other end of which is rotatably installed in the housing part.
And a plurality of variable parts are respectively coupled to the second operation member.

The method of claim 1,
And a control unit connected to the actuator unit and controlling the operation of the actuator unit.

The method of claim 1,
The variable part,
A variable member connected to the operation part and inserted into the housing part; And
And a variable block connected to the variable member, surrounding the outer side of the turbine wheel, and moving together with the variable member to vary the space area of the exhaust passage.

delete

The method of claim 3, wherein
And the housing part includes a turbine housing having a first through hole portion through which the variable member penetrates and the exhaust passage connected to the first through hole portion.

The method of claim 6,
A covering provided on the exhaust passage and having a second through hole portion through which the variable member passes, and a receiving portion connected to the second through hole portion and accommodating the variable block; And
And a base ring installed to face the covering on the exhaust passage.
The variable block is a cartridge unit of the turbocharger, characterized in that disposed between the covering and the base ring.