KR19990025464A - 자동차용 터보 차저 - Google Patents

Abstract

부스터압을 일정한 엔진의 회전수 이상이 되는 시점에서 항상 일정하게 유지함으로서 엔진의 성능 및 내구성을 증대시키기 위하여,

혼합기를 인입시켜 이를 연소시킴으로서 구동력을 발생시키는 피스톤 및 실린더와, 배기관로의 일측에 배치되어 배기가스에 의하여 회전이 이루어지는 터빈과, 상기한 터빈의 회전에 의하여 회전이 이루어지며 흡기관로의 일측에 배치되어 에어 클리너를 통하여 인입되는 공기를 압축하여 연소실측으로 인입시키는 컴프레셔와, 일측은 연소실측의 흡기관로와 연결되어 쳄버를 형성하되 다이어프램에 의하여 쳄버가 양분되고 이 다이어프램의 일측에 로드가 연결되어 흡기관로측 정압에 의하여 배기가스 바이패스 밸브를 선택적으로 개폐하는 액츄에이터와, 상기한 액츄에이터의 흡기관로와 연결되는 쳄버와 대응하는 다른 쳄버와 컴프레셔가 배치되는 위치의 이전 흡기관로와 연통되는 부압이 선택적으로 인입되는 부압관로가 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 터보 차저를 제공한다.

Description

자동차용 터보 차저

본 발명은 자동차용 터보 차저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터보 차저의 엔진의 성능을 향상시키고 내구성을 증대시키는 자동차용 터보 차저에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 터보 차저는 총배기량의 변환없이 혼합기의 양과 출력을 증대시키는 것이다.

이러한 터보 차저는 동일축상에 터빈과 컴프레서, 센터 하우징 그리고 웨스트게이트 컨트롤 액츄에이터로 이루어지고 있다.

상기한 센터 하우징은 축을 보호 및 지지하며 터빈과 컴프레서 하우징도 지지한다.

상기한 터빈은 배기관로측에 설치하여 배기가스에 의하여 회전하는 구조로 이루어지고 있다.

그리고 컴프레서는 흡기관로측에 설치되어 터빈이 회전함에 따라 에어 클리너를 통과하는 공기를 압축하여 연소실측으로 인입시키도록 이루어진다.

따라서 배기가스가 배출되면 터빈이 회전하게 되고 터빈이 회전함에 따라 컴프레서 역시 회전하게 된다.

이때 에어 흡입구측의 공기는 컴프레서에 의하여 압축되어 연소실측으로 인입된다.

그러면 엔진의 연소실에 혼합기의 양을 늘림으로 총배기량이 증가하고 따라서 출력이 증대되는 것이다.

상기 배기 터빈은 엔진의 가스량이 늘면 얼마든지 회전하여 고압이 발생하게 된다.

엔진의 압축비는 엔진에 따라 한계가 있으며, 그 이상이 되면 엔진의 손상이 발생하게 된다.

따라서 터보 엔진에서는 배기가스의 에너지로 흡기압을 높이기 때문에 이를 방치하면 불필요하게 과급압이 높아지게 된다.

이것을 조정하기 위하여 여분의 배기가스를 웨이스트 게이트 밸브를 통하여 빼내는 웨이스트 게이트 방식이 사용되고 있다.

상기한 웨이스트 게이트 방식은 터보 차저의 일측에 액츄에이터가 배치된다.

상기한 액츄에이터는 내부에 수납공간이 형성되어 다이어프램과 스프링이 배치된다.

상기한 다이어프램에 의하여 수납공간이 양분되고 일측은 연소실측의 흡기관로와 관로로 연결된다.

그리고 흡기관로와 연결되는 반대측 수납공간은 스프링이 탄지되어 다이어프램을 가압하는 구조로 이루어지고 있다.

그리고 상기한 다이어프램은 스프링이 설치되는 측면에 로드가 고정되고 이 로드는 배기가스 바이패스 밸브를 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성된다.

따라서 터보 차저의 지속적인 작동으로 연소실측의 흡기관로의 공기압이 높이지면 다이어프램을 가압하게 되고 다이어프램은 스프링의 탄성력을 극복하고 로드를 이동시켜 배기가스 바이패스 밸브를 오픈시킨다.

그러면 배기가스가 배기가스 바이패스 밸브를 통과하면서 터빈 회전이 줄어들게 되고 컴프레서의 회전역시 즐어들어 과급압을 줄일 수 있게 된다.

상기한 종래의 자동차용 터보 차저는, 엔진의 회전수가 일정 시점 이상에서는 부스터압이 일정하게 작용하여야 엔진의 성능 및 내구력을 확보할 수 있으나, 정압으로만 액츄에이터를 작동하여 배기가스 바이패스 밸브를 작동시킴으로서 부스터압이 불안정하여 엔진의 성능 및 내구성을 감소시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 부스터압을 일정한 엔진의 회전수 이상이 되는 시점에서 항상 일정하게 유지함으로서 엔진의 성능 및 내구성을 증대시키는 자동차용 터보 차저를 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 혼합기를 인입시켜 이를 연소시킴으로서 구동력을 발생시키는 피스톤 및 실린더와,

배기관로의 일측에 배치되어 배기가스에 의하여 회전이 이루어지는 터빈과,

상기한 터빈의 회전에 의하여 회전이 이루어지며 흡기관로의 일측에 배치되어 에어 클리너를 통하여 인입되는 공기를 압축하여 연소실측으로 인입시키는 컴프레셔와,

일측은 연소실측의 흡기관로와 연결되어 쳄버를 형성하되 다이어프램에 의하여 쳄버가 양분되고 이 다이어프램의 일측에 로드가 연결되어 흡기관로측 정압에 의하여 배기가스 바이패스 밸브를 선택적으로 개폐하는 액츄에이터와,

상기한 액츄에이터의 흡기관로와 연결되는 쳄버와 대응하는 다른 쳄버와 컴프레셔가 배치되는 위치의 이전 흡기관로와 연통되는 부압이 선택적으로 인입되는 부압관로가 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 터보 차저를 제공한다.

도1은 본 발명에 따른 실시예를 도시한 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 구성도로서, 엔진(1)과, 배기 시스템(3)을 도시하고 있다.

상기한 엔진(1)은 피스톤(5) 및 실린더(7)를 포함하며, 실린더(7)의 내부에는 혼합기를 연소하기 위한 연소실(9)이 배치된다.

상기한 연소실(9)은 흡기 및 배기관로(11)(13)가 연결되어 외부의 혼합기를 흡기관로(11)를 통하여 이를 연소시켜 배기관로(13)를 통하여 배출하여 출력이 발생하게 된다.

상기한 배기관로(13)의 일측에는 배기가스에 의하여 회전이 이루어지는 터빈(15)이 배치된다.

그리고 상기 터빈(15)이 설치되는 이전부분의 배기관로(13)상에는 배기가스 바이패스 밸브(17)를 설치한다.

상기한 터빈(15)과 동일축상에는 컴프레셔(19)가 배치되어 배기가스에 의하여 회전하는 터빈(15)과 동일하게 회전이 이루어지게 된다.

상기한 컴프레셔(19)는 흡기관로(11)측에 설치되어 에어 클리너(21)를 통하여 인입되는 공기를 압축하여 연소실(9)측으로 보낸다.

그리고 연소실(9)측의 흡기관로(11)와 연결되어 액츄에이터(23)가 설치된다.

상기한 액츄에이터(23)는 내부에 쳄버(25)(27)를 형성하고 다이어프램(29)에 의하여 이 쳄버(25)(27)가 양분되는 구조를 이루고 있다.

그리고 상기 다이어프램(29)은 배기가스 바이패스 밸브(17)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 로드(31)가 연결되고 있다.

상기한 연소실(9)측의 흡기관로(11)와 관로로 연결된 쳄버(25)의 반대측 쳄버(27)에는 다이어프램(29)을 가압할 수 있도록 탄지되는 스프링(33)이 배치되고 있다.

그리고 이 쳄버(27)는 컴프레셔(19)의 입구에 설치되는 부압 흡기관로(35)의 부압을 인입시킬 수 있도록 부압관로(37)가 연결되는 구조로 이루어지고 있다.

이와 같이 이루어지는 자동차용 터보 차저는, 실린더(7) 내의 연소실(9)로 인입된 혼합기를 연소시켜 배출되는 배기가스가 배출되면서 터빈(15)을 회전시키게 된다.

그러면 컴프레셔(19)가 같이 회전을 하게 되고 에어 클리너(21)를 통하여 인입되는 공기가 압축되어 연소실(9)측으로 보내진다.

따라서 연소실(9)에서는 과급의 혼합기가 인입되어 연소가 이루어짐으로서 출력이 향상된다.

그리고 계속해서 연소가 이루어짐으로서 배기가스로 인하여 터빈(15)이 더욱 빠르게 회전을 하면서 연소실(9)측으로 인입되는 공기는 압력이 증대하게 된다.

이때 액츄에이터(23)의 쳄버(25)측으로 정압이 인입되어 다이어프램(29)을 가압하게 된다.

그러면 다이어프램(29)과 연결되어 있는 로드(31)가 배기가스 바이패스 밸브(17)를 오픈시켜 일부의 배기가스가 터빈(15)을 돌리지 않고 그대로 배출된다.

이와 동시에 다이어프램(29)은 부압 흡기관로(35)와 연결되어 있는 부압관로(37)를 통한 부압에 의하여 다이어프램(29)을 지속적으로 당기게 되어 배기가스 바이패스 밸브(17)를 지속적으로 오픈한다.

따라서 부스터압은 엔진 회전수가 증가하여도 허용 연소압 이상으로는 증가하지 않고 일정하게 된다.

상기한 본 발명에 따른 자동차용 터보 차저는, 일정한 엔진 회전수 이상이 지속적으로 유지되어도 허용 연소압 이상으로 부스터압을 증가시키지 않고 일정한 상태의 압을 유지함으로서 엔진의 성능을 증대시킬 수 있으며 또한 내구력을 확보 할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 혼합기를 인입시켜 이를 연소시킴으로서 구동력을 발생시키는 피스톤 및 실린더와,

   배기관로의 일측에 배치되어 배기가스에 의하여 회전이 이루어지는 터빈과,

   상기한 터빈의 회전에 의하여 회전이 이루어지며 흡기관로의 일측에 배치되어 에어 클리너를 통하여 인입되는 공기를 압축하여 연소실측으로 인입시키는 컴프레셔와,

   일측은 연소실측의 흡기관로와 연결되어 쳄버를 형성하되 다이어프램에 의하여 쳄버가 양분되고 이 다이어프램의 일측에 로드가 연결되어 흡기관로측 정압에 의하여 배기가스 바이패스 밸브를 선택적으로 개폐하는 액츄에이터와,

   상기한 액츄에이터의 흡기관로와 연결되는 쳄버와 대응하는 다른 쳄버와 컴프레셔가 배치되는 위치의 이전 흡기관로와 연통되는 부압이 선택적으로 인입되는 부압관로가 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 터보 차저.