KR19980048315A

KR19980048315A - Turbocharger Supercharger

Info

Publication number: KR19980048315A
Application number: KR1019960066884A
Authority: KR
Inventors: 김계영
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명은 터보 차저의 과급제어장치에 것으로, 배기관(30)에 밸브(60)를 연결하고, 밸브(60)에 액츄에이터를 연결하며, 액츄에이터를 마그네트 밸브(80)에 연결하되, 마그네트 밸브(80)에서 에어 탱크(90)를 연결하여 액츄에이터에 에어를 공급받도록 하고, 마그네트 밸브(80)를 엔진 회전수의 설정값에 따른 E.C.U(110)의 제어에 의해 개폐시켜 터보 차저의 회전수를 가변시킴과 동시에 배기관의 단면적을 조정하여, 엔진 회전수(R.P.M)가 증가하면 배기량을 증가시키고, 회전수가 감소하면 흡기량을 증대시킴으로써 저속구간에서의 엔진성능을 향상시키도록 된 것이다.The present invention relates to a turbocharger supercharger control device, which connects the valve (60) to the exhaust pipe (30), the actuator to the valve (60), and the actuator to the magnet valve (80), the magnet valve (80) ) Connects the air tank 90 to receive air from the actuator, and opens and closes the magnet valve 80 under the control of the ECU 110 according to the set value of the engine speed to vary the rotation speed of the turbocharger. At the same time, by adjusting the cross-sectional area of the exhaust pipe, when the engine speed (RPM) increases, the displacement is increased, and when the speed decreases, the air intake is increased to improve the engine performance in the low speed section.

Description

Turbocharger Supercharger

본 발명은 터보 차저의 과급제어장치(supercharging control device of turbo charger )에 관한 것으로, 특히 배기관 단면적을 조정하여 엔진회전수(R.P.M)가 증가하면 배기량을 증가시키고, 회전수가 감소하면 흡기량을 증대시킴으로써 저속구간에서의 엔진성능을 향상시키도록 된, 터보 차저의 과급제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a supercharging control device of turbo charger, and in particular, by adjusting the exhaust pipe cross-sectional area, increasing the displacement when the engine speed (RPM) increases, and increasing the intake amount when the rotation speed decreases, It relates to a turbocharger supercharge control device to improve the engine performance in the section.

일반적으로 터보 차저는 대기압보다 높은 압력으로 엔진에 흡기를 압송시키는 것으로, 등급의 배기량을 갖는 차종에 있어 대량의 흡기를 충전시킬 수 있는 것은 물론, 연료의 분사량 또한 증가시켜 엔진의 출력증대를 꾀할 수 있다.In general, the turbocharger pumps the intake air to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure.In the case of a vehicle having a graded displacement, the turbocharger can not only charge a large amount of intake air, but also increase the fuel injection amount to increase the engine output. have.

2사이클 디젤 엔진의 경우에 있어서는 상기의 특징 이외에도 소기작용을 행하기 위하여 반드시 과급이 요구된다.In the case of a two-cycle diesel engine, in addition to the above-mentioned features, supercharging is necessarily required in order to perform a scavenging action.

도 1은 일반적인 터보 차저의 구성도로서, 축의 양단에 결합된 터빈(turbine)(11) 및 블로워(blower)(12)를 포함하는 터보 차저(10)가 터빈 케이스(20)에 구비되어 있고, 터빈(11) 및 블로워(12)를 각기 포함하는 위치에 터빈 케이스(20)로부터 배기관(30)과 흡기관(40)이 연장되어 있으며, 이들 배기관(30) 및 흡기관(40)은 터빈 케이스(20)에 상호 연통되어 있다.1 is a configuration diagram of a general turbocharger, and a turbocharger 10 including a turbine 11 and a blower 12 coupled to both ends of a shaft is provided in a turbine case 20. The exhaust pipe 30 and the intake pipe 40 extend from the turbine case 20 at positions including the turbine 11 and the blower 12, respectively, and these exhaust pipes 30 and the intake pipe 40 are turbine cases. In communication with (20).

또한 배기관(30)은 실린더(70)의 배기포토(71)에 연통되어 있으며, 따라서 배기 매니폴드(exhaust manifold)로부터의 배기가스가 터빈 케이스(20)로 유입되어 터빈(11)을 고속, 회전시키며, 이와 동시에 터빈(11)과 동축상의 블로워(12)가 일체로 회전하여 외기를 흡인한다.In addition, the exhaust pipe 30 communicates with the exhaust port 71 of the cylinder 70, so that the exhaust gas from the exhaust manifold flows into the turbine case 20 to rotate the turbine 11 at high speed and rotation. At the same time, the turbine 11 and the coaxial blower 12 rotate integrally to suck outside air.

블로워(12)에 의해 흡입된 공기는 흡기관(40)과 흡기 매니폴드(intake manifold)를 통해 실린더(70)의 흡기포트로 공급된다.The air sucked by the blower 12 is supplied to the intake port of the cylinder 70 through the intake pipe 40 and the intake manifold.

그러나 일반적인 터보 차저는 배기관(30)의 단면적이 일정하여 배기가스의 통과량이 감소되며, 또한 외기의 흡입시는 그 흡입량이 감소되므로 특히 엔진의 저속구간에서 성능이 저하되는 단점이 있다.However, the general turbocharger has a disadvantage that the cross-sectional area of the exhaust pipe 30 is constant, so that the amount of exhaust gas is reduced, and that the amount of intake is reduced when the outside air is inhaled.

본 발명의 목적은, 엔진의 회전수가 증가할 경우 배기량을 증가시키고, 엔진의 회전수가 감소할 경우 흡기량을 증대시킴으로써 엔진의 출력 및 성능을 향상시킬 수 있는 터보 차저의 과급제어장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a turbocharger supercharging control apparatus capable of improving the output and performance of an engine by increasing the displacement when the engine speed increases and increasing the intake air amount when the engine speed decreases.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 배기관에 밸브를 연결하되, 밸브의 개폐상태에서 상시 일정한 단면적의 통로가 형성되도록 하고, 밸브에 액츄에이터를 연결하며, 액츄에이터 마그네트 밸브를 연결한다.In order to achieve the above object, the present invention, while connecting the valve to the exhaust pipe, the passage of the constant constant cross-sectional area is formed in the open and closed state of the valve, the actuator is connected to the valve, and the actuator magnet valve is connected.

또한 마그네트 밸브에 에어 탱크를 연결하여 액츄에이터에 공압을 공급할 수 있도록 하고, 마그네트 밸브에 컨트롤 밸브를 연결하여 개폐를 제어하며, 컨트롤 밸브는 E.C.U에 연결하여 엔진의 회전수에 따라 밸브를 개폐, 제어하여 유속의 증감에 따른 배기량의 제어를 행함과 동시에 저속에서 흡기량을 증대시키도록 구성된 특징을 갖는다.In addition, it is possible to supply air pressure to the actuator by connecting the air tank to the magnet valve, and to control the opening and closing by connecting the control valve to the magnet valve, the control valve is connected to the ECU to open and close the valve according to the engine speed While controlling the displacement according to the increase and decrease of the flow velocity, it has a characteristic configured to increase the intake amount at a low speed.

도 1은 일반적인 터보 차저의 구성도.1 is a configuration diagram of a typical turbocharger.

도 2는 본 발명 터보 차저 제어장치의 구성도.2 is a block diagram of a turbocharger control device of the present invention.

도 3은 본 발명의 요부 상세도.Figure 3 is a detailed view of the main part of the present invention.

도 4는 도 3의 평면도.4 is a plan view of FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10:터보 차저11:터빈10: turbocharger 11: turbine

12:블로워20:터빈 케이스12: blower 20: turbine case

30:배기관40:흡기관30: exhaust pipe 40: intake pipe

50:실린더51:배기포트50: cylinder 51: exhaust port

60:밸브70:실린더60: valve 70: cylinder

71:피스톤80:마그네트 밸브71: piston 80: magnet valve

90:에어 탱크100:컨트롤 유니트90: Air tank 100: Control unit

110:E.C.U120:회전수감지센서110: E.C.U120: Speed detection sensor

130:벨로우즈 커버130: bellows cover

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명 터보 차저 제어장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 요부 상세도이며, 도 4는 도 3의 평면도를 각기 나타낸 것이다.2 is a configuration diagram of the turbocharger control device of the present invention, Figure 3 is a detailed view of the main portion of the present invention, Figure 4 is a plan view of Figure 3 respectively.

도면과 같이, 축의 양단에 결합된 터빈(11) 및 블로워(12)를 포함하는 터보 차저(10)를 터빈 케이스(20)에 구비하고, 터빈(11) 및 블로워(12)를 각기 포함하는 위치에 터빈 케이스(20)로부터 배기관(30)과 흡기관(40)을 연장하며, 이들 배기관(30) 및 흡기관(40)을 터빈 케이스(20)에 상호 연통시켜 구성한다.As shown in the figure, the turbine case 20 includes a turbocharger 10 including a turbine 11 and a blower 12 coupled to both ends of a shaft, and a position including a turbine 11 and a blower 12, respectively. The exhaust pipe 30 and the intake pipe 40 extend from the turbine case 20, and these exhaust pipes 30 and the intake pipe 40 are configured to communicate with the turbine case 20.

또한 배기관(30)은 실린더(50)의 배기포트(51)에 연통시키고, 배기 포트(51) 및 터빈(11)의 사이의 배기관(30)에 밸브(60)를 회동가능케 연결하되, 밸브(60)의 하방에 상시 개방된 상태를 갖도록 일정 간격의 통로(a)를 형성한다.In addition, the exhaust pipe 30 communicates with the exhaust port 51 of the cylinder 50, and connects the valve 60 to the exhaust pipe 30 between the exhaust port 51 and the turbine 11 so as to be rotatable. The passage (a) at regular intervals is formed to have a state of being always opened below 60).

밸브(60)를 회동개폐시킬 수있도록 액츄에이터를 연결하고, 액츄에이터에 마그네트 밸브(80)를 연결하며, 마그네트 밸브(80)에 에어 탱크(90)를 연결하여 구성한다.The actuator is connected to open and close the valve 60, the magnet valve 80 is connected to the actuator, and the air tank 90 is connected to the magnet valve 80.

상기 마그네트 밸브(80)에 컨트롤 유니트(100)를 연결하고, 컨트롤 유니트(100)를 E.C.U(110)에 연결하며, 또한 E.C.U(110)에 엔진 회전수감지센서(120)를 연결한다.The control unit 100 is connected to the magnet valve 80, the control unit 100 is connected to the E.C.U 110, and the engine speed sensor 120 is connected to the E.C.U 110.

상기 액츄에이터는 실린더(70)를 이용하고, 실린더(70)의 피스톤(71)을 크랭크형으로 형성하여 배기관(30)을 통해 삽입하여 이동가능케 하며, 피스톤(71)의 선단을 밸브(60)의 둘레 일측에 힌지 연결한다.The actuator uses a cylinder 70, forms a piston 71 of the cylinder 70 into a crank shape, and inserts the same through the exhaust pipe 30 so as to be movable. The front end of the piston 71 is moved by the valve 60. The hinge is connected to one side of the circumference.

아울러 피스톤(71)이 삽입되는 배기관(30)의 외부에는 벨로우즈 커버(130)를 결합하여 구성한 것이다.In addition, the bellows cover 130 is coupled to the outside of the exhaust pipe 30 into which the piston 71 is inserted.

따라서 배기 매니폴드로부터 배기가스가 터빈 케이스(20)로 유입되어 터빈(11)을 고속, 회전시키며, 이와 동시에 터빈(11)과 동축상의 블로워(12)가 일체로 회전하여 외기를 흡인한다.Therefore, the exhaust gas flows into the turbine case 20 from the exhaust manifold, and the turbine 11 is rotated at high speed. At the same time, the turbine 11 and the coaxial blower 12 are integrally rotated to suck outside air.

블로워(12)에 의해 흡입된 공기는 흡기관(40)과 흡기 매니폴드를 통해 실린더(70)의 흡기포트로 공급된다.The air sucked by the blower 12 is supplied to the intake port of the cylinder 70 through the intake pipe 40 and the intake manifold.

여기서 엔진의 회전수는 그 회전수감지센서(120)에 의해 감지되어 E.C.U(110)에 인가되며, E.C.U(110)는 회전수가 설정값이상일 경우 컨트롤 유니트(100)에 신호를 인가하여 컨트롤 유니트(100)에 의해 마그네트 밸브(90)를 작동시킨다.Here, the engine speed is detected by the engine speed sensor 120 and applied to the ECU 110. When the engine speed is higher than the set value, the ECU 110 applies a signal to the control unit 100 to control the control unit ( 100) actuates the magnet valve 90.

마그네트 밸브(80)가 개방되면서 에어 탱크(90)의 공압이 실린더(70)에 작용하고, 이와 동시에 피스톤(71)이 전진하여 밸브(60)를 회동, 배기관(30)을 완전히 개방시킴과 아울러 배기관(30)의 단면적을 증가시켜 배기가스의 통과량을 증가시킨다.As the magnet valve 80 opens, the pneumatic pressure of the air tank 90 acts on the cylinder 70, and at the same time, the piston 71 moves forward to rotate the valve 60 and completely open the exhaust pipe 30. The cross-sectional area of the exhaust pipe 30 is increased to increase the passage amount of the exhaust gas.

반대로 엔진의 회전수가 설정값이하일 경우에는 밸브(60)를 닫아 배기관(30)의 단면적을 감소시킴과 동시에 통로(a)를 통한 배기가스의 유속을 증대시킨다.On the contrary, when the engine speed is lower than the set value, the valve 60 is closed to reduce the cross-sectional area of the exhaust pipe 30 and increase the flow rate of the exhaust gas through the passage a.

배기가스의 유속증가는 곧 터빈(11)과 함께 블로워(12)의 회전수를 증가시키며, 이때 흡기관(40)을 통한 흡입공기량이 증가하여 저속구간에서의 엔진출력 및 성능을 향상시키며, 저속구간의 출력향상은 또한 출발성이 원활하도록 기여한다.Increasing the flow rate of the exhaust gas increases the number of revolutions of the blower 12 together with the turbine 11, at which time the amount of intake air through the intake pipe 40 is increased to improve engine output and performance in the low speed section. Improving the output of the section also contributes to smooth start.

이상과 같이 본 발명 터보 차저의 과급제어장치는, 엔진의 고속회전시는 배기가스의 유속을 감소시키고, 저속회전시는 배기가스의 유속을 증가시킴과 동시에 터보차저의 회전을 증가시킴으로써 흡기량을 증대시키며, 아울러 흡기량이 증대됨에 따라 엔진의 저속구간에서의 출력 및 성능을 향상시키는 것은 물론, 저속에서의 출발성이 원활하게 이루어지는 효과가 있다.As described above, the turbocharger supercharging control device reduces the flow rate of the exhaust gas at high speed rotation of the engine, increases the flow rate of the exhaust gas at low speed rotation, and increases the intake amount by increasing the rotation of the turbocharger. In addition, as the amount of intake increases, the output and performance in the low speed section of the engine are improved, as well as the starting speed at low speed is smoothly achieved.

Claims

The valve is connected to the exhaust pipe to induce the exhaust of the exhaust gas by the turbine, the actuator to open the valve, the magnet valve connected to the actuator and the air valve connected to the magnet valve to supply the actuator air, and the opening of the magnet valve And a control unit for controlling and controlling the opening and closing of the valve through the control unit above or below a set value of the engine speed.

The turbocharger supercharge control device according to claim 1, wherein the actuator is a cylinder.

The turbocharger supercharge control device according to claim 1, wherein the valve is in contact with a passage having a constant cross-sectional area in the exhaust pipe regardless of whether the valve is open or closed.

4. The turbocharger supercharge control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the piston of the cylinder is hinged to the outside of the valve.