KR19980044456A - 터보차저엔진의 저속특성 개선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보차저식 과급장치가 저속 운전시 흡기효율이 저하되는 것에 인해 발생되는 엔진의 저속상태특성을 개선하도록 하는 장치에 관한 것으로서, 터보차저(1)의 블로워(2)와 엔진의 흡기포트(3) 사이에 공기공급관로(4)로 연결된 가압 공기 공급원과, 상기 공기공급관로(4)의 개폐상태를 조절하도록 상기 공기공급관로(4)에 설치된 조절밸브(6)와, 상기 블로워(2)와 엔진의 흡기포트(3) 사이의 기압을 측정하는 압력센서(7)와, 상기 압력센서(7)와 엔진회전수센서(8)와 차속센서(9) 및 가속페달센서(10)의 신호를 받아 상기 조절밸브(6)를 조작하는 컨트롤러로 구성된 터보차저엔진의 저속특성 개선장치를 제공함으로써, 엔진의 고속운전상태와 저속운전상태 및 차량 출발상태를 구분하여 가속페달의 조작에 따라 엔진의 연소실에서 필요로하는 흡입공기량을 강제적으로 공급하도록 함으로써, 중저속시 터보차저에 의한 엔진의 악영향을 배제하고 차량의 전작동범위에 대해 항상 안정된 엔진출력성능을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

터보차저엔진의 저속특성 개선장치

본 발명은 엔진의 과급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터보차저(Turbo charger)식 과급장치가 장착된 엔진의 저속상태 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 과급장치는 대기압보다 높은 압력으로 엔진의 흡기 매니폴드에 공기를 압송하는 장치이며, 엔진의 배기 압력을 이용한 터보차저(Turbo charger)와 엔진의 회전 동력을 이용하는 루우츠 블로워(Roots blower)식 과급기가 있다.

상기한 터보차저는 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)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 터보차저는 엔진의 배기 매니폴드(50)에서 배기 가스가 터어빈(T)을 고속으로 회전시키고, 상기 터어빈(T)의 회전은 상기 샤프트(SH)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 디퓨저를 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, 상기한 바와 같은 과급장치는 배기되는 가스의 압력에 의해 터어빈(T) 및 블로워(B)의 회전속도가 좌우되어, 엔진이 저속 및 중속 상태에서 배기되는 가스의 압력으로 과급작용을 하게되는 경우에는 배기 압력이 적으므로 터어빈(T)의 회전수가 낮고 따라서 블로워(B)의 회전수가 낮아 원활한 과급작용을 하지 못한다.

특히, 저속상태에서는 오히려 상기와 같이 흡기 매니폴드(60)에 설치된 블로워(B)가 흡입되는 공기의 흐름을 방해하는 저항요소로 작용되어 연소실의 흡기효율을 떨어뜨리는 요소로 작용되며, 따라서 급출발 및 급가속시에는 연료분사량을 충분히 증대시키기 어려워 엔진의 출력이 떨어지며 부하가 큰 경우 엔진이 정지되기도 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 급출발시 및 저속운전상태에서 엔진의 급가속시 엔진 흡기량이 충분히 확보되도록 하여 충분한 연료의 공급으로 엔진의 출력성능을 증대시킴으로써 출발성 및 저속상태의 가속성을 향상시키도록 한 터보차저엔진의 저속특성 개선장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 터보차저의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 터보차저엔진의 저속특성 개선장치의 구성도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 터보차저2: 블로워

4: 공기공급관로5: 에어탱크

6: 조절밸브7: 압력센서

8: 엔진회전수센서9: 차속센서

10: 가속페달센서11: ECU

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터보차저엔진의 저속특성 개선장치는 터보차저의 블로워와 엔진의 흡기포트 사이에 공기공급관로로 연결된 가압 공기 공급원과, 상기 공기공급관로의 개폐상태를 조절하도록 상기 공기공급관로에 설치된 조절밸브와, 상기 블로워와 엔진의 흡기포트 사이의 기압을 측정하는 압력센서와, 상기 압력센서와 엔진회전수 센서와 차속센서 및 가속페달센서의 신호를 받아 상기 조절밸브를 조작하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 터보차저엔진의 저속특성 개선장치가 도시된 것으로서, 터보차저(1)의 블로워(2)와 엔진의 흡기포트(3) 사이에 공기공급관로(4)로 연결된 가압 공기 공급원과, 상기 공기공급관로(4)의 개폐상태를 조절하도록 상기 공기공급관로(4)에 설치된 조절밸브(6)와, 상기 블로워(2)와 엔진의 흡기포트(3) 사이의 기압을 측정하는 압력센서(7)와, 상기 압력센서(7)와 엔진회전수 센서(8)와 차속센서(9) 및 가속페달센서(10)의 신호를 받아 상기 조절밸브(6)를 조작하는 컨트롤러로 구성되어 있다.

여기서, 상기 가압 공기 공급원은 에어탱크(5)를 사용하고 있으며, 상기 컨트롤러는 자동차의 ECU(11)를 이용하도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진의 작동중 가속페달 센서(TPS)(10)가 작동되면 상기 ECU(11)는 상기 차속센서(9)의 신호에 따라 차량이 출발하려는 상태인지 가속하는 상태인지를 파악하고 차량의 출발상태가 확인되면 상기 조절밸브(6)를 열어 에어탱크(5)로부터 공기가 상기 공기공급관로(4)를 통해 엔진 연소실로 유입되도록 한다.

따라서, 엔진의 흡기효율이 상승되고, 이는 차량의 출발에 따른 부하량을 충족시킬만큼의 엔진출력을 얻기 위한 충분한 양의 연료분사가 이루어질 수 있도록 하므로 엔진의 출력성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, ECU(11)는 상기 차속센서(9)에 의해 차량이 주행중인 것이 파악된 상태에서 가속페달센서(10)로부터 가속조작이 검출되면 현재의 주행상태가 저속 및 중속상태로서 터보차저(1)에 의한 과급작용이 충분하지 못한 상태로 파악되면 상기 조절밸브(6)를 조작하여 에어탱크(5)의 공기를 연소실로 직접 제공하여 엔진의 흡기량이 충분하게 되도록 하여 저속상태의 가속시 엔진출력성능을 개선하도록 한다.

물론, 상기 에어탱크(5)로부터 공급되는 공기의 양은 각각의 차속상태와 가속페달조작상태 등에 따라 적절한 수준으로 제어되도록 되어 터보차저(1)의 작동이 미흡한 부분에 대해서만 보완하는 작용을 할 수 있도록 한다.

이상과 같이, 엔진의 고속운전상태와 저속운전상태 및 차량 출발상태를 구분하여 가속페달의 조작에 따라 엔진의 연소실에서 필요로하는 흡입공기량을 강제적으로 공급하도록 함으로써, 중저속시 터보차저에 의한 엔진의 악영향을 배제하고 차량의 전작동범위에 대해 항상 안정된 엔진출력성능을 확보할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 터보차저의 블로워와 엔진의 흡기포트 사이에 공기공급관로로 연결된 가압 공기 공급원과, 상기 공기공급관로의 개폐상태를 조절하도록 상기 공기공급관로에 설치된 조절밸브와, 상기 블로워와 엔진의 흡기포트 사이의 기압을 측정하는 압력센서와, 상기 압력센서와 엔진회전수 센서와 차속센서 및 가속페달센서의 신호를 받아 상기 조절밸브를 조작하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저엔진의 저속특성 개선장치.