KR102095119B1 - 베어링 마모 방지 기능을 갖는 차량용 터보차저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 터보차저에 관한 것으로서, 특히 내부에 지지핀을 구비하여 구동시 베어링과 지지핀과의 접촉으로 인한 베어링의 마모를 방지하는 차량용 터보차저에 관한 것이다. 구성은 윤활유가 공급되는 터보차저의 내부에는 회전가능한 베어링의 회전을 방지함과 동시에 마모를 최소화하는 지지핀이 형성되는 베어링 마모 방지 기능을 갖는 차량용 터보차저에 있어서, 상기 터보차저는 오일 유입구 내면에 암나사가 형성되고, 상기 지지핀은 터보차저의 오일 유입구 내에 형성된 암나사와 결합과 분리 가능하도록 외면에 수나사가 형성되며, 상단 부분 내면에는 렌치 지지부가 형성되며, 공급되는 윤활유의 원활한 흐름을 위해 내부가 관통되고 하부 측에는 복수 개의 윤활유 배출구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

베어링 마모 방지 기능을 갖는 차량용 터보차저{Car turbocharger with bearing wear prevention function}

본 발명은 차량용 터보차저에 관한 것으로서, 특히 내부에 지지핀을 구비하여 구동시 베어링과 지지핀과의 접촉으로 인한 베어링의 마모를 방지하는 차량용 터보차저에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 배기라인을 통해 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 터빈과 함께 컴프레서를 통해 흡기라인으로 유입되는 외부공기를 압축하여 엔진의 성능을 향상시키는 터보차저(torbo charger)가 사용된다.

그리고 상기 터보차저는 회전이 가능한 풀 플로팅 링 베어링과 회전을 하지 않는 세미 플로팅 링 베어링으로 이루어지는 베어링 또는 저널 베어링과 스러스트 베어링이 한 부품에 구성되어 있는 하이브리드 베어링이 구비되며, 회전 가능한 베어링의 회전을 막기 위해 회전방지 지지핀이 형성된다.

그러나, 종래의 차량용 터보차처는 작동시 금속의 회전방지 지지핀이 회전이 가능한 베어링의 회전을 방지하기 위해 장기간 지속적으로 접촉, 지지하기 때문에 마모가 발생하며 최종적으로는 기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

특히 저널 베어링과 스러스트 베어링이 한 부품에 구성되어 있는 하이브리드 베어링의 경우 컴프레서와 터빈 휠에서 발생하는 추력이 더해져 마모가 더 심각하게 발생하는 문제점이 있었다.

예컨대, 차량용 터보차저의 컴프레서 휠과 터빈 휠에서 발생하는 압력 차에 의해서 추력이 발생하는데 이 추력은 샤프트를 거쳐 하이브리드 베어링의 양 끝단의 스러스트 패드에서 발생하는 유막의 유압에 의해 지지된다. 이 힘은 하이브리드 베어링과 베어링 픽서를 차례로 거쳐 센터하우징으로 전달된다. 이때 샤프트와 하이브리드 베어링 사이는 유막이 존재하여 부품의 마모가 적은 반면 하이브리드 베어링과 회전방지 지지핀은 상호 접촉하면서 운동하기 때문에 마모 및 진동 소음이 심각하게 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 회전방지 지지핀과 하이브리드 베어링의 마모 저감을 위해 접촉면적을 증가시켜야 하기 때문에 회전방지 지지핀의 직경(지름) 또는 하이브리드 베어링의 외경을 크게 해야 하나, 하이브리드 베어링이 원통형이기 때문에 회전방지 지지핀의 직경을 크게 하기에는 한계가 있고 하이브리드 베어링의 외경을 크게 하기에도 터보차저의 크기 증가 및 NVH(noise, vibration, harshness : 자동차를 이루는 부품에서 발생하는 소음진동을 말한다. N은 소음(noise), V는 진동(vibration), H는 불쾌감(harshness)이다. 불쾌감은 다리 이음새나 도로의 요철 부분을 지날 때 ‘쿵’하는 소리와 함께 생기는 충격이나 거슬림 등을 말한다.) 특성변화에 영향을 미치기 때문에 쉽지 않은 문제점이 있다.

공개특허 제10-1998-029002호

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터보차저의 작동시 회전가능한 베어링의 회전을 방지함과 동시에 마모와 진동, 소음발생을 예방하는 차량용 터보차저를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 윤활유가 공급되는 터보차저의 내부에는 회전가능한 베어링의 회전을 방지함과 동시에 마모를 최소화하는 지지핀이 형성되는 베어링 마모 방지 기능을 갖는 차량용 터보차저에 있어서, 상기 터보차저는 오일 유입구 내면에 암나사가 형성되고, 상기 지지핀은 터보차저의 오일 유입구 내에 형성된 암나사와 결합과 분리 가능하도록 외면에 수나사가 형성되며, 상단 부분 내면에는 렌치 지지부가 형성되며, 공급되는 윤활유의 원활한 흐름을 위해 내부가 관통되고 하부 측에는 복수 개의 윤활유 배출구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

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이상에서와 같은 본 발명은 터보차저의 내부로 공급되는 윤활유를 이용하여 회전가능한 베어링과 회전방지 지지핀 사이에 유막이 형성되도록 함으로써 베어링의 회전을 방지함과 동시에 마모와 진동, 소음을 차단하는 효과가 있다.

또, 본 발명은 마모를 방지하거나 최소화하여 베어링의 내구성을 향상함으로써 터보차저의 성능저하를 예방하는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지지핀을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지지핀을 갖는 차량용 터보차저를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지지핀을 통해 윤활유가 공급되는 상태를 개략적으로 나타낸 차량용 터보차저의 사용상태도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

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.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 윤활유가 공급되는 터보차저(100)의 내부에 회전가능한 베어링(130)의 회전을 방지함과 동시에 마모를 최소화하는 지지핀(110)이 형성된다.

즉, 상기 지지핀(110)은 터보차저(100)의 오일 유입구(120) 내에 결합과 분리 가능하도록 형성되어 선단 부분이 베어링(130)을 지지하여 회전을 방지토록 한다.

이를 위해 상기 오일 유입구(120) 내면(내경)에는 암나사(미도시) 또는 탭(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지핀(110)의 외면(외경)에도 오일 유입구(120)의 내면에 형성되는 암나사 또는 탭과 체결을 위한 수나사(111)가 형성된다.

또, 상기 지지핀(110)의 상단 부분 내면(내경)에는 육각렌치를 수용 지지하기 위한 렌치 지지부(112)부가 형성된다.

따라서, 상기 지지핀(110)의 렌치 지지부(112)에 육각렌치(미도시)를 삽입한 후 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 되면 터보차저(100)의 오일 유입구(120) 내에 쉽게 결합되거나, 분리할 수 있다.

또, 상기 지지핀(110)은 오일 유입구(120)를 통해 공급되는 윤활유의 원활한 흐름을 위해 내부가 관통되도록 형성된다.

즉, 상기 지지핀(110)은 오일 유입구(120)를 통해 공급되는 윤활유가 터보차저(100)의 내부로 원활하게 유입되도록 원통형태로 형성된다.

그리고 상기 지지핀(110)은 하부 측에 복수 개의 윤활유 배출구멍(113)이 형성된다.

여기서, 상기 윤활유 배출구멍(113)은 지지핀(110)의 원주를 따라 상호 등간격을 이루도록 형성된다.

따라서, 상기 오일 유입구(120)를 통해 공급되는 윤활유가 지지핀(110)의 내부를 통해 유입되어 터보차저(100) 회전체에 공급되는 과정에서 윤활유 배출구멍(113)을 빠져나와 사방으로 확산되면서 지지핀(110)의 선단 부분과 접촉하는 베어링(130) 사이에 분포됨으로써 유막을 형성하여 마모를 방지하거나 최소화할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 터보차저(100)를 장착한 차량(미도시)을 더 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 터보차저(100)가 장착된 차량(미도시)을 운행하게 되면 상기 터보차저(100)가 동작하게 된다.

그리고 상기 오일 유입구(120)를 통해 윤활유가 공급되고, 상기 오일 유입구(120)를 통해 공급되는 윤활유는 지지핀(110)의 내부를 통해 유입되어 터보차저(100) 회전 샤프트를 포함하는 회전체에 공급된다.

이때, 상기 지지핀(110)의 내부로 유입된 윤활유는 윤활유 배출구멍(113)을 빠져나와 사방으로 확산되면서 지지핀(110)의 선단 부분과 접촉하는 베어링(130) 사이에 분포됨으로써 유막을 형성하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 차량용 터보차저는 이와 같은 동작을 통해 베어링과 지지핀의 마찰력을 감소시키고 진동발생을 차단하여 마모를 방지하거나 최소화함과 동시에 성능향상을 이룰 수 있는 것이다.

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.

100 : 차량용 터보차저 110 : 지지핀
111 : 수나사 112 : 렌치 지지부
113 : 윤활유 배출구멍 120 : 오일 유입구
130 : 베어링

Claims (6)

1. 윤활유가 공급되는 터보차저의 내부에는 회전가능한 베어링의 회전을 방지함과 동시에 마모를 최소화하는 지지핀이 형성되는 베어링 마모 방지 기능을 갖는 차량용 터보차저에 있어서,
   상기 터보차저는 오일 유입구 내면에 암나사가 형성되고, 상기 지지핀은 터보차저의 오일 유입구 내에 형성된 암나사와 결합과 분리 가능하도록 외면에 수나사가 형성되며, 상단 부분 내면에는 렌치 지지부가 형성되며, 공급되는 윤활유의 원활한 흐름을 위해 내부가 관통되고 하부 측에는 복수 개의 윤활유 배출구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 마모 방지 기능을 갖는 차량용 터보차저.
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