KR19980060456A - 고지(高地)에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치 - Google Patents
고지(高地)에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 종래의 터보 차저가 고지에서 운행할 경우 공기 속의 산소량 부족으로 인해 엔진의 흡기량이 증가함과 동시에 고속으로 회전되어 과열되고 고지 사양으로 별도 제작해야 하므로 제작 원가가 상승되는 문제점이 있기 때문에, 배기 가스의 압력을 이용하여 흡입 공기를 압축하는 터보 차저(51)와, 상기 터보 차저(51)의 작동 속도를 감지하는 속도 센서(52)와, 상기 터보 차저(52)의 터빈 날개를 통과시키지 않고 곧바로 배출되도록 하는 웨이스트 게이트 밸브(55)와, 상기 웨이스트 게이트 밸브(55)를 제어하는 액추에이터(54)와, 상기 액추에이터(54)를 작동시키는 작동부와, 상기 속도 센서(52)의 신호를 받아 상기 작동부를 제어하는 ECU(53)로 구성됨으로써, 터보 차저(51)의 속도가 일정 이상이 되면 배기 가스를 곧바로 배출시켜 터빈을 작동시키지 않게 되므로 터보 차저(51)의 최고 속도가 제한되어 과열이 방지되고 내구성이 향상되는 고지(高地)에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 배기 가스의 압력을 이용하여 흡입 공기를 압축하는 터보 차저에 관한 것으로서, 특히 고지에서는 최고 속도를 제한하여 터보 차저의 과열을 방지하는 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치에 관한 것이다.
터보 차저 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 터보 차저는 일종의 송풍기로서, 배기 가스의 압력에 의해 회전되는 터빈(11)과, 상기 터빈(11)과 저널 샤프트(13)로 연결되어 상기 터빈(11)과 일체로 회전됨으로써 흡입 공기를 압축하는 임펠러(12)와, 상기 터빈 (11)과 임펠러(12) 및 상기 저널 샤프트(13)를 보호하는 터보 차저 하우징(14)과, 상기 터보 차저 하우징(14)의 내부에 위치되어 상기 저널 샤프트(13)의 양단을 지지하는 저널 베어링(15)으로 구성되어 있다.
터보 차저는 배기 매니폴드(21)를 통해 흐르는 배기 가스의 유동 압력에 의해 상기 터빈(11) 및 임펠러(12)가 회전되어 흡입 공기를 압축한 후 상기 흡기 매니폴드(22)를 통해 실린더(20)에 압축 공기를 공급하도록 되어 있다.
상기 배기 매니폴드(21)를 통해 흐르는 배기 가스는 상기 터보 차저 하우징(14)으로 들어가 상기 터빈(11)을 회전시킨 후 빠져나가게 된다. 상기 터빈(11)이 회전되면 상기 저널 샤프트(13)에 의해 상기 터빈(11)과 일체로 형성된 임펠러(12)가 회전되고, 상기 임펠러(12)가 회전되면 흡입 공기가 압축되어 상기 흡기 매니폴드(22)를 통해 실린더(20)에 전해진다.
그런데, 상기와 같이 구성된 터보 차저는 그 회전 속도가 단순히 배기 가스의 압력에 의해서만 결정되므로 고지에서는 그 속도가 매우 빨라지게 된다. 고지에서는 공기 속의 산소량이 희박하게 때문에, 동일한 출력을 얻기 위해서는 더 많은 공기를 필요로 하게 되고, 다량의 공기가 연료와 혼합되어 연소되므로 배기 가스의 압력이 상승됨과 동시에 임펠러(12)의 회전 속도도 상승되어 흡기 압력을 더욱 상승시키게 된다. 결국, 흡기압의 상승과 터보 차저의 회전 속도 상승이라는 순환을 거듭하게 되고, 터보 차저가 과열되어 내구성이 떨어지게 된다.
따라서, 일반 도로에서의 터보 차저와는 달리 고지에서 주로 사용되는 차량을 위해 고지 사양으로 별도의 터보 차저를 제작하여 사용하고 있다.
즉, 터보 차저를 고지에서 운행할 경우 공기 속의 산소량 부족으로 인해 엔진의 흡기량이 증가함과 동시에 터보 차저가 고속으로 회전되어 과열되고 고지 사양으로 별도 제작해야 하므로 제작 원가가 상승되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터보 차저에 일단의 제어 장치를 설치함으로써 운행되는 지대의 높이에 관계없이 터보 차저를 사용할 수 있도록 하는 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 터보 차저 구조가 개략적으로 도시된 구성도이고,
도 2는 본 발명에 의한 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치가 개략적으로 도시된 구성도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
51 : 터보 차저 52 : 속도 센서
53 : ECU 54 : 다이아프램 액추에이터
55 : 웨이스트 게이트 밸브 56 : 진공 펌프
57 : 솔레노이드 밸브
본 발명은 배기 가스의 압력을 이용하여 흡입 공기를 압축하는 터보 차저와, 상기 터보 차저의 작동 속도를 감지하는 속도 센서와, 상기 터보 차저의 터빈 날개를 통과시키지 않고 곧바로 배출되도록 하는 웨이스트 게이트 밸브와, 상기 웨이스트 게이트 밸브를 제어하는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 작동시키는 작동부와, 상기 속도 센서의 신호를 받아 상기 작동부를 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 작동부는 진공을 작용시키는 진공 펌프와, 상기 ECU의 신호에 의해 제어되어 상기 액추에이터에 진공 펌프의 진공 전달 여부를 결정하는 솔레노이드 밸브로 구성되고, 상기 액추에이터는 흡기 계통의 부스트압과 진공 펌프의 부압에 따라 상기 웨이스트 게이트 밸브를 제어하는 다이아프램 액추에이터가 사용된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 배기 가스의 압력을 이용하여 흡입 공기를 압축하는 터보 차저(51)와, 상기 터보 차저(51)의 작동 속도를 감지하는 속도 센서(52)와, 상기 터보 차저(51)의 터빈 날개를 통과시키지 않고 곧바로 배출되도록 하는 웨이스트 게이트 밸브(55)와, 상기 웨이스트 게이트 밸브(55)를 제어하는 다이아프램 액추에이터(54)와, 상기 속도 센서(52)의 신호를 입력받아 다이아프램 액추에이터(54)를 제어하는 ECU(53)와 진공을 작용시키는 진공 펌프(56)와, ECU(53)의 신호에 의해 제어되어 상기 다이아프램 액추에이터(54)에 진공 펌프(56)의 진공 전달 여부를 결정하는 솔레노이드 밸브(57)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 고지에서의 최고 속도 제한 장치는 터보 차저(51)의 회전 속도가 빨라지면 배기 가스의 일부를 웨이스트 게이트(미 도시)를 통해 배출함으로써 터빈의 회전 속도를 감속 시켜 터보 차저(51)의 최고 속도를 제한하게 된다.
터보 차저(51)가 회전되면 그 속도가 상기 속도 센서(52)에 의해 ECU(53)에 전해지고, 터보 차저(51)의 속도가 일정 속도 이상이 되면 상기 ECU(53)의 신호에 의해 솔레노이드 밸브(57)가 개방된다. 솔레노이드 밸브(57)가 개방되면 진공 펌프(56)의 부압이 상기 다이아프램 액추에이터(54)에 공급되고, 다이아프램 액추에이터(54)는 상기 웨이스트 게이트 밸브(55)를 작동시켜 웨이스트 게이트(미 도시)를 개방시키게 된다.
따라서, 배기 가스가 터보 차저(51)의 터빈 날개를 회전시키지 않게 되므로 터보 차저(51)의 회전 속도는 감속되고 흡입 공기의 압축율이 저하되며 터보 차저(51)의 과열이 방지된다.
이와 같이, 본 발명의 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치는 터보 차저의 속도가 일정 이상이 되면 배기 가스를 곧바로 배출시켜 터빈을 작동시키지 않게 되므로 터보 차저의 최고 속도가 제한되어 과열이 방지되고 내구성이 향상되는 이점이 있다.
Claims (3)
- 배기 가스의 압력을 이용하여 흡입 공기를 압축하는 터보 차저와, 상기 터보 차저의 작동 속도를 감지하는 속도 센서와, 상기 터보 차저의 터빈 날개를 통과시키지 않고 곧바로 배출되도록 하는 웨이스트 게이트 밸브와, 상기 웨이스트 게이트 밸브를 제어하는 액추에이터와, 상기 액추에이터를 작동시키는 작동부와, 상기 속도 센서의 신호를 받아 상기 작동부를 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 작동부는 진공을 작용시키는 진공 펌프와, 상기 ECU의 신호에 의해 제어되어 상기 액추에이터에 진공 펌프의 진공 전달 여부를 결정하는 솔레노이드 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 액추에이터는 흡기 계통의 부스트압과 진공 펌프의 부압에 따라 상기 웨이스트 게이트 밸브를 제어하는 다이아프램식인 것을 특징으로 하는 고지에서의 터보 차저 최고 속도 제한 장치.
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