KR19980029093A - 과급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 터보 차저식 과급 장치에 관한 것으로서, 배기 타이밍이 간섭되지 않는 배기 포트끼리 연결한 다수의 배기관과, 상기 다수의 배기관에 각각 설치되며 그 회전축이 상호 연결된 다수의 터어빈을 포함하여 구성된 과급 장치를 제공함으로써, 각 실린더의 배기 간섭에 의한 배기압 손실을 없애고 발생되는 배기압을 모두 터어빈에 공급하여 과급 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

과급 장치

제1도는 일반적인 터보 차저의 구성도,

제2도는 본 발명에 따른 터보 차저의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 1번 실린더, 2 : 2번 실린더, 3 : 3번 실린더, 4 : 4번 실린더, 5 : 제1배기관, 6 : 제2배기관, 7 : 제1터어빈, 8 : 제2터어빈, 9 : 블로워

본 발명은 엔진의 터보 차저(Turbo charger)식 과급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 실린더간의 배기 간섭에 의한 손실을 최소화하여 과급성능을 향상시킬 수 있도록 한 과급 장치에 관한 것이다.

일반적으로 과급 장치는 대기압보다 높은 압력으로 엔진의 흡기 매니폴드에 공기를 압송하는 장치이며, 엔진의 배기 압력을 이용한 터보 차저(Turbo charger)와 엔진의 회전 동력을 이용하는 루우츠 블로어(Roots blower)식 과급기가 있다.

상기한 터보 차저는 배기 매니폴드에서 방출되는 배기 가스의 압력을 이용하여 흡기 매니폴드에 가압 공기를 제공하는 것으로서, 제1도에 도시된 바와 같이 배기 매니폴드(50)에 설치되어 배기 가스에 의해 회전되는 터어빈(T)과, 흡기 매니폴드(60)에 형성되어 상기 터어빈(T)에 의해 발생된 회전력으로 회전되어 가압된 공기를 흡기 매니폴드(60)에 공급하는 블로워(B)와, 상기 터어빈(T)의 회전력을 블로워(B)로 전달하기 위한 샤프트(SH) 및 베어링(BE)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 터보 차저는 엔진의 배기 매니폴드(50)에서 배기가스가 터어빈(T)을 고속으로 회전시키고, 상기 터어빈(T)의 회전은 상기 샤프트(SH) 및 베어링(BE)에 의해 블로워(B)를 회전시키게 되며, 상기 블로워(B)의 회전은 공기 흡입구에서 공기를 강제 흡입하여 흡기 매니폴드(60)에 전달한다. 물론, 상기 블로워(B)에서 흡기 매니폴드(60)로 공급되는 공기는 블로워(B)에 의해 가속된 상태이므로 이를 디퓨저(미도시)를 사용하여 높은 압력의 공기로 변환시켜 흡기 매니폴드(60)에 전달하게 된다.

상기와 같이 흡기 매니폴드(60)로 많은 양의 공기가 공급되면 엔진(E) 연소실은 흡기효율이 상승되어 더욱 원활한 연소작용으로 엔진(E)의 출력을 향상시키게 된다.

그런데, 보통 엔진은 다수의 실린더를 가지고 있으며, 각 실린더는 그 작용 행정이 서로 교번되어 균형있는 엔진 운전상태를 유지하도록 되어 있고, 각 실린더의 행정은 안정된 엔진 운전상태를 확보하기 위해 각 행정이 서로 일정량 겹치는 시간(Overlap)이 있게 된다.

즉, 1-4-3-2 실린더 순서로 작동되는 엔진의 경우 1번 실린더의 배기행정 말기와 4번 실린더의 배기 행정 초기는 서로 일정시간 겹치는 구간(Overlap)이 있게되어 있다.

여기서, 상기와 같이 배기 행정이 오버랩되는 것을 배기 간섭이라 하며, 상기 배기 간섭은 과급 장치에서 배기관으로 작용되는 배기 압력을 떨어뜨리는 원인이 되어 터어빈을 회전시키기 위한 압력의 손실요인으로 작용된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배기 간섭에 의한 배기 압력 저하를 방지한 상태로 과급장치의 터어빈을 회전시켜 과급 성능을 향상시킬 수 있도록 한 과급 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과급 장치는 배기 타이밍이 간섭되지 않는 배기 포트끼리 연결한 다수의 배기관과, 상기 다수의 배기관에 각각 설치되며 그 회전축이 상호 연결된 다수의 터어빈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 과급 장치를 도시한 것으로서, 배기 타이밍이 간섭되지 않는 배기 포트끼리 연결한 다수의 배기관과, 상기 다수의 배기관에 각각 설치되며 그 회전축이 상호 연결된 다수의 터어빈을 포함하여 구성되어 있다.

즉, 1-4-3-2순서의 4실린더의 엔진의 경우 1번 실린더(1)의 배기 포트와 3번 실린더(3)의 배기 포트가 연결된 제1배기관(5)과, 2번 실린더(2)의 배기 포트와 4번 실린더(4)의 배기 포트가 연결된 제2배기관(6)으로 분할된 2개의 배기관(5, 6)을 설치하고, 상기 제1, 2배기관(5, 6)에 각각 제1, 2터어빈(7, 8)을 설치하여 상기 제1, 2터어빈(7, 8)이 서로 연결된 상태로 블로워(9)와 연결되도록 한 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

엔진의 연소작용이 일어남에 따라 상기 각 실린더(1, 2, 3, 4)는 엔진의 균형있는 작동을 위해 1-4-3-2 실린더의 순서로 흡입, 압축, 폭발 및 배기 행정을 차례로 실행하게 된다.

이때, 상기 제1배기관(5)은 1번 실린더(1)의 배기 포트와 3번 실린더(3)의 배기 포트가 연결되어 있으므로 1번 실런더(1)의 배기 행정이 완전히 종료된 후, 4번 실린더(4)가 배기 행정을 마치는 시점에 3번 실린더(3)의 배기 행정이 시작되므로 1번 실린더(1)의 배기 행정과 3번 실린더(3)의 배기 행정은 간섭되지 않는다.

따라서, 상기 1, 3번 실린더(1, 3)의 배기 압력은 모두 제1터어빈(7)으로 제공되어 과급 작용을 하게된다.

물론, 상기 2번 실린더(2)의 배기 포트와 4번 실린더(4)의 배기 포트가 연결된 제2배기관(6)의 경우에도 마찬가지 원리에 의해 모든 배기압이 제터어빈(8)을 회전시키는 데에 사용되게된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구조의 과급장치는 배기 간섭에 의한 배기압의 손실을 방지하고 터어빈의 회전력을 증대시키게되므로 더욱 원활한 과급 작용으로 엔진의 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 배기 타이밍이 간섭되지 않는 배기 포트끼지 연결한 다수의 배기관과, 상기 다수의 배기관에 각각 설치되며 그 회전축이 상호 연결된 다수의 터어빈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 과급장치.