KR19990031656U

KR19990031656U - Car Turbocharger

Info

Publication number: KR19990031656U
Application number: KR2019970044401U
Authority: KR
Inventors: 김경모
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

흡기압은 물론 배기압을 동시에 이용하여 액츄에이터를 작동시키므로 액츄에이터의 작동을 보다 빨리 이루어지도록 하여 터보 챠저의 응답성을 향상시킬 수 있는 차량용 터보 챠저를 제공하기 위하여,In order to provide a turbocharger for a vehicle that can improve the responsiveness of the turbocharger by operating the actuator faster by operating the actuator using both the intake pressure and the exhaust pressure simultaneously,

배기 매니폴드상에 장착되어 배기가스의 압력에 의해 회전하는 터빈과; 상기 터빈과 연결되어 같이 회전하고, 흡기 매니폴드상에 장착되어 흡기를 과급하는 압축기와; 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 흡기압 공급라인 및 배기 매니폴드와 연결되는 배기압 공급라인과 연결되어 엔진의 회전수가 증가함에 따라 흡기압 및 배기압이 동시에 작용하여 작동하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터와 작동로드에 의해 연결되고, 배기 매니폴드의 바이패스 구멍의 개폐 작용을 하는 개폐밸브를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 터보 챠저를 제공한다.A turbine mounted on the exhaust manifold and rotating by the pressure of the exhaust gas; A compressor connected to the turbine to rotate together and mounted on an intake manifold to supercharge intake air; An actuator connected to an intake pressure supply line connected to the intake manifold and an exhaust pressure supply line connected to an exhaust manifold, the intake pressure and the exhaust pressure acting at the same time as the engine speed increases; It is connected to the actuator and the operating rod, and provides a vehicle turbocharger comprising an on-off valve for opening and closing the bypass hole of the exhaust manifold.

Description

Car Turbocharger

본 고안은 터보 챠저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 과급이 소정이 압력이상되면 배기가스가 터빈을 거치지 않고 바이패스 되도록 이루어진 차량용 터보 챠저에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger, and more particularly, to a turbocharger for a vehicle configured to bypass exhaust gas without passing through a turbine when a predetermined pressure is higher than a predetermined pressure.

일반적으로 터보 챠저는 배기가스로 터빈을 돌리고, 그 터빈이 공기압축기를 구동시켜 규정된 양 이상의 공기를 엔진에 공급하고, 그것에 따라 다량의 연료를 연소시켜 엔진의 출력을 높이는 기능을 하는 장치이다.In general, a turbocharger is a device that rotates a turbine with exhaust gas, and the turbine drives an air compressor to supply more than a prescribed amount of air to the engine, thereby burning a large amount of fuel to increase the output of the engine.

이러한 터보 챠저는 도 4에 도시된 바와 같이 배기 매니폴드(106)에 터빈(108)을 장착하고, 흡기 매니폴드(102)에 압축기(104)를 장착하여, 이 양측을 연결하는 구조로서, 배기가스의 압력에 의해 터빈(108)이 회전하면 이와 연결된 압축기(104)가 회전하면서 흡기를 압축하여 출력을 높인다.Such a turbocharger has a structure in which the turbine 108 is mounted on the exhaust manifold 106 and the compressor 104 is mounted on the intake manifold 102, and the two sides are connected as shown in FIG. 4. When the turbine 108 rotates by the pressure of the gas, the compressor 104 connected thereto rotates to compress the intake air to increase the output.

이때 엔진의 고속영역에서 과급압이 점점 증가하게 되고, 과도한 고압력이 연소실에 작용하게 되어 터빈(108) 및 압축기(104)가 고속으로 회전하게 되고, 그로 인하여 터빈 및 압축기의 내구성 및 엔진의 내구성이 떨어지고, 유해배기가스가 증가되는 문제점이 발생한다.At this time, the boost pressure is gradually increased in the high speed region of the engine, and excessive high pressure acts on the combustion chamber so that the turbine 108 and the compressor 104 rotate at a high speed, thereby increasing the durability of the turbine and the compressor and the durability of the engine. Falling, there is a problem that the harmful exhaust gas is increased.

이러한 문제점을 해결하기 위해 흡기 매니폴드(102)와 연결되는 액츄에이터(110)를 설치하여 흡기압력이 일정압 이상 증가하면 액츄에이터(110)를 작동시키면 작동로드(116)가 개폐밸브(112)를 열어 터빈측으로 유입되는 배기를 바이패스구멍(114)으로 바이패스시켜 터빈의 작동을 중지시킨다.In order to solve this problem, if the actuator 110 is connected to the intake manifold 102 and the intake pressure is increased by a predetermined pressure or more, when the actuator 110 is operated, the operation rod 116 opens the shut-off valve 112. The exhaust gas flowing into the turbine side is bypassed to the bypass hole 114 to stop the operation of the turbine.

그러나 상기한 바와 같이 이루어진 터보 챠저는 액츄에이터가 흡기압에 의해서만 작동되므로 흡기압이 일정압 이상 증가되지 않으면 작동되지 않기 때문에 응답성이 지연되어 연소실내의 과급압이 증가되어 유해배기가스가 발생하고, 엔진의 수명이 저하되는 문제점이 있다.However, the turbocharger made as described above does not operate unless the intake pressure is increased by more than a certain pressure because the actuator is operated only by the intake pressure. There is a problem that the life of the engine is reduced.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 흡기압은 물론 배기압을 동시에 이용하여 액츄에이터를 작동시키므로 액츄에이터의 작동을 보다 빨리 이루어지도록 하여 터보 챠저의 응답성을 향상시킬 수 있는 차량용 터보 챠저를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to operate the actuator using both the intake pressure and the exhaust pressure at the same time, so that the operation of the actuator is made faster, thereby improving the responsiveness of the turbocharger. To provide a vehicle turbocharger that can be made.

도 1은 본 고안에 따른 터보 챠저의 구성도이고,1 is a configuration diagram of a turbocharger according to the present invention,

도 2는 본 고안에 따른 터보 챠저에 장착된 액츄에이터의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of the actuator mounted to the turbocharger according to the present invention,

도 3은 본 고안에 따른 터보 챠저를 제어하는 제어수단의 회로도이고,3 is a circuit diagram of a control means for controlling a turbocharger according to the present invention,

도 4는 종래 기술에 따른 터보 챠저의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a turbocharger according to the prior art.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 배기 매니폴드상에 장착되어 배기가스의 압력에 의해 회전하는 터빈과; 상기 터빈과 연결되어 같이 회전하고, 흡기 매니폴드상에 장착되어 흡기를 과급하는 압축기와; 상기 흡기 매니폴드와 연결되는 흡기압 공급라인 및 배기 매니폴드와 연결되는 배기압 공급라인과 연결되어 엔진의 회전수가 증가함에 따라 흡기압 및 배기압이 동시에 작용하여 작동하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터와 작동로드에 의해 연결되고, 배기 매니폴드의 바이패스 구멍의 개폐 작용을 하는 개폐밸브를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 터보 챠저를 제공한다.The present invention to achieve the above object is a turbine mounted on the exhaust manifold rotated by the pressure of the exhaust gas; A compressor connected to the turbine to rotate together and mounted on an intake manifold to supercharge intake air; An actuator connected to an intake pressure supply line connected to the intake manifold and an exhaust pressure supply line connected to an exhaust manifold, the intake pressure and the exhaust pressure acting at the same time as the engine speed increases; It is connected to the actuator and the operating rod, and provides a vehicle turbocharger comprising an on-off valve for opening and closing the bypass hole of the exhaust manifold.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 고안에 따른 터보 챠저의 구성도로서, 배기 매니폴드(2)상에 장착된 터빈(4)과, 이 터빈과 연결되어 같이 회전하고, 흡기 매니폴드(6)상에 장착된 압축기(8)와, 엔진의 고회전시 터보 챠저의 작동을 멈추게 하는 액츄에이터(10)를 포함한다.1 is a configuration diagram of a turbocharger according to the present invention, in which a turbine 4 mounted on an exhaust manifold 2, a compressor connected to the turbine, and rotating together, are mounted on an intake manifold 6. (8) and an actuator 10 for stopping the operation of the turbocharger during high rotation of the engine.

상기 터빈(4)은 배기 매니폴드(2)의 일측에 장착되고, 외주연으로 일정한 각도로 비틀려 있는 다수개의 터빈 블레이드가 설치되어 배기가스의 압력에 의해 회전한다.The turbine 4 is mounted on one side of the exhaust manifold 2, and a plurality of turbine blades which are twisted at a constant angle on the outer circumference thereof are installed to rotate by the pressure of the exhaust gas.

상기 임펠러(8)는 흡기 매니폴드(6)상에 장착되고, 그 외주연으로 일정각 각도로 비틀려진 임펠러 블레이드가 다수개 설치되어 상기 터빈(2)의 회전력을 전달받아 흡입공기에 가압하여 엔진 출력효율을 증대시킨다.The impeller (8) is mounted on the intake manifold (6), and a plurality of impeller blades are twisted at a predetermined angle on the outer circumference thereof to receive the rotational force of the turbine (2) to press the intake air to the engine Increase the output efficiency

상기 액츄에이터(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 흡기 매니폴드(6)와 연결되는 흡기압 공급라인(12) 및 배기 매니폴드(2)와 연결되는 배기압 공급라인(14)이 각각 연결되는 하우징(22)과, 이 하우징(22) 내주연 원주방향으로 장착된 다이어프램 스프링(26)과, 이 다이어프램 스프링(26)의 중앙측은 작동로드(18)와 연결된다.As shown in FIG. 2, the actuator 10 has an intake pressure supply line 12 connected to the intake manifold 6 and an exhaust pressure supply line 14 connected to the exhaust manifold 2, respectively. The housing 22, the diaphragm spring 26 mounted in the circumferential direction of the housing 22 in the circumferential direction, and the central side of the diaphragm spring 26 are connected to the operation rod 18.

상기 배기압 공급라인(14)은 배기 매니폴드(2)의 터빈(4)의 후방측 배기 매니폴드(2)상에 연결되어 터빈(4)을 회전시키고 배출되는 배기가스를 액츄에이터 측을 공급하고, 그 일측에 배기압 공급라인(14)의 개폐작용을 하는 솔레노이드 밸브(36)가 설치된다.The exhaust pressure supply line 14 is connected to the exhaust manifold 2 on the rear side of the turbine 4 of the exhaust manifold 2 to rotate the turbine 4 and supply the exhaust gas to the actuator side. On one side thereof, a solenoid valve 36 for opening and closing the exhaust pressure supply line 14 is installed.

상기 다이어프램 스프링(26)의 일측면과 하우징(22)의 내벽 사이에 흡기압 및 배기압이 압입되는 챔버(24)가 형성되고, 이 챔버(24)의 반대측 다이어프램스프링(26)의 타측면과, 하우징(22) 내벽과의 사이에 코일 스프링(28)이 설치된다.A chamber 24 is formed between the one side surface of the diaphragm spring 26 and the inner wall of the housing 22 to press intake pressure and exhaust pressure, and the other side surface of the diaphragm spring 26 opposite to the chamber 24. The coil spring 28 is provided between the housing 22 and the inner wall.

상기 작동로드(18)는 터빈(4)의 전방측 배기 매니폴드(2)상에 장착되는 개폐 밸브(16)와 연결되어 이 개폐밸브(16)를 작동시킨다.The actuation rod 18 is connected to an on / off valve 16 mounted on the front exhaust manifold 2 of the turbine 4 to operate the on / off valve 16.

상기 개폐밸브(16)는 배기 매니폴드의 바이패스구멍(20)의 개폐작용을 하는 밸브로서, 이 개폐밸브(16)를 개방시키면 엔진에서 배출되는 배기가스가 터빈측으로 향하지 않고, 바이패스구멍(20)을 통해 배출된다.The on-off valve 16 is a valve that opens and closes the bypass hole 20 of the exhaust manifold. When the on-off valve 16 is opened, the exhaust gas discharged from the engine is not directed to the turbine side. Through 20).

상기 솔레노이드 밸브(36)는 제어수단에 의해 작동한다.The solenoid valve 36 is operated by control means.

상기 제어수단은 도 3에 도시된 바와 같이 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 RPM센서(30)와, 흡입되는 흡기압력을 검출하는 흡기압력센서(32)와, 이 양측 센서의 신호에 의해 상기 솔레노이드 밸브(36)를 작동시키는 전자제어유닛(ECU)(34)을 이루어진다.As shown in FIG. 3, the control means includes an engine RPM sensor 30 for detecting the rotational speed of the engine, an intake pressure sensor 32 for detecting the intake air pressure being sucked in, and the solenoid by signals of both sensors. An electronic control unit (ECU) 34 for activating the valve 36 is provided.

이와 같이 이루어진 터보 챠저는 엔진의 회전수가 증가하면 엔진 RPM센서(30)에서 그 신호 검출하여 전자제어유닛(ECU)(34)에 전달하고, 흡기압력이 설정압 이상으로 증가하면 흡기압력센서(32)에서 그 신호를 전자제어유닛(ECU)(34)에 전달하면, 이 전자제어유닛(ECU)(34)은 솔레노이드 밸브(36)를 개방시켜 배기압을 챔버(24)로 공급함과 동시에 흡기압력이 흡기압 공급라인으로 챔버측에 공급된다.The turbocharger configured as described above detects the signal at the engine RPM sensor 30 when the engine speed increases and transmits the signal to the ECU 34, and when the intake pressure increases above the set pressure, the intake pressure sensor 32. When the signal is transmitted to the electronic control unit (ECU) 34, the electronic control unit (ECU) 34 opens the solenoid valve 36 to supply the exhaust pressure to the chamber 24 and at the same time the intake pressure. The intake pressure supply line is supplied to the chamber side.

그러면 챔버(24)내의 압력이 다이어프램 스프링(26) 및 코일 스프링(28)의 탄성력을 극복하고, 작동로드를 밀어주면 개폐밸브가 개방되어 배기가스가 바이패스 구멍을 통해 바이패스 되어 터빈을 회전시키지 않는다.Then, the pressure in the chamber 24 overcomes the elastic forces of the diaphragm spring 26 and the coil spring 28. When the operating rod is pushed, the on / off valve is opened so that the exhaust gas is bypassed through the bypass hole to rotate the turbine. Do not.

상기한 바와 같이 이루어진 본 고안에 따른 터보 챠저는 흡기압은 물론 배기압을 동시에 이용하여 액츄에이터를 작동시키므로서, 액츄에이터의 작동이 보다 신속하게 이루어져 개페밸브의 작동을 보다 빠르게 이루어지도록 하여 엔진의 회전수가 증가됨에 따라 발생하는 터보 챠저의 손상 및 흡기의 온도를 낮추어 줄 수 있고, 이로 인하여 유해 배기 가스량을 줄일 수 있다.Turbocharger according to the present invention made as described above by operating the actuator by using the intake pressure as well as the exhaust pressure at the same time, the operation of the actuator is made more quickly to make the operation of the opening valve faster the engine speed The increase of the turbocharger damage and the temperature of the intake air can be lowered, thereby reducing the amount of harmful exhaust gas.

Claims

A turbine mounted on the exhaust manifold and rotating by the pressure of the exhaust gas;

A compressor connected to the turbine to rotate together and mounted on an intake manifold to supercharge intake air;

An actuator connected to an intake pressure supply line connected to the intake manifold and an exhaust pressure supply line connected to an exhaust manifold, the intake pressure and the exhaust pressure acting at the same time as the engine speed increases;

And an on / off valve connected to the actuator and the operating rod to open and close the bypass hole of the exhaust manifold.

The actuator of claim 1, further comprising: a housing having a chamber in which the intake pressure supply line and the exhaust pressure supply line are connected, respectively, and in which the intake pressure and the exhaust pressure are supplied;

A diaphragm spring mounted to the inner circumference of the housing and connected to an operating rod connecting the on / off valves;

And a coil spring mounted between the diaphragm spring and the inner wall of the housing.

The exhaust pressure supply line is connected to the exhaust manifold at the rear side of the turbine of the exhaust manifold, rotates the turbine, supplies the exhaust gas to the actuator side, and opens and closes the exhaust pressure supply line on one side thereof. A solenoid valve is provided, and a vehicle turbocharger comprising a control means for controlling the solenoid valve.

The method of claim 3, wherein the control means and the engine RPM sensor for detecting the rotational speed of the engine;

An intake pressure sensor detecting an intake pressure flowing into the intake manifold;

And an electronic control unit (ECU) configured to operate the solenoid valve in response to signals from the engine RPM sensor and the intake pressure sensor.