KR19990032806U - 자동차용 터보 차저 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 터보차저에 관한 것으로서, 제 1 덕트에 분기관을 형성하여 액츄에이터에 연결하고, 제 3 덕트의 단부에 바이패스 파이프를 구비하여 제 4 덕트에 연결시키고, 그 유입구 일측에 플레이트에 고정된 제 1 링크와, 제 1 링크에 연결된 제 2 링크를 힌지고정하고, 제 2 링크에 고정된 로드로 구성된 터보 차저에 있어서, 제 1 파이프(60)에 연결되는 제 1 연결구(26)와 액츄에이터에 연결되어 있는 제 2 파이프(80)를 고정토록 하는 제 2 연결구(24)를 형성한 하우징(10)과, 제 3 파이프(70)에 삽입되는 중공 삽입구(42)와 단부에 리브(44)를 일체로 형성한 확관부(40)와, 리브(44)와 밀착되는 피스톤(30)과, 피스톤(30)과 대향되도록 리브(44)를 가압하는 스프링(50)으로 이루어져, 부압을 안정적으로 제어하여 출력이 낮아지게 되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차용 터보 차저

본 고안은 자동차용 터보 차저에 관한 것으로서, 특히 과급압이 작용하는 상태에서 터보차저의 회전수를 일정하게 조절하도록 하여 중, 고속시의 성능을 향상시키도록 하고, 그 내구성을 크게 한 자동차용 터보 차저에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 차량은 에어크리너내의 엘리먼트를 거치면서 먼지등이 제거된 공기만을 실린더내로 흡입한 후, 압축 말기에 인젝터를 통해 분사되는 연료가 기화되고, 그 압축열에 의해 자연 점화되면서 발생하게 되는 체적의 변화를 회전력으로 변환시켜 주행을 가능하게 한 것이다.

차량은 실린더내로 흡입되는 공기의 량에 의해 그 출력이 조절되며, 엔진의 배기량을 크게 하면 그 출력도 커지나 배기량이 작은 소형 엔진이나 동일한 배기량의 엔진이라도 많은 량의 공기를 공급하게 되면 출력이 증가하게 된다.

그러나, 흡입행정시 실린더내에서 발생하게 되는 흡입부압으로 인해 그 내부로 흡입되는 공기의 량이 항상 일정한 수준으로 유지되어 출력의 향상을 꾀할 수 없었다.

이를 해결하기 위해 흡입측의 일단에 공기를 공급하는 과급기를 장착하여 사용하였으며, 이 과급기는 연소실로 부터 머플러에 연결된 파이프의 일측에 터빈을 설치하고, 이 터빈의 일단을 기화기로부터 연소실로 연결되는 흡입 파이프라인의 일측에 설치된 터보차저가 있다.

도 1 은 일반적인 터보차저의 구조를 도시한 구성도로서, 커넥팅 로드(120)에 핀(130)으로 고정된 피스톤(110)이 삽입되어 있는 엔진(100)에 양측에 제 2 덕트(310)와 제 3 덕트(320)가 설치되어 있고, 그 양단부에 터보 차저(200)가 설치되어 있다.

터보차저의 흡입측은 제 1 덕트(300)와 제 4 덕트(400)에 연결되어 있다.

터보 차저(200)는 배기가스의 압력을 이용하여 흡기매니폴드내로 유입되는 공기를 압축하여 체적을 증가시켜 실린더내로 공급토록 하여 출력을 증가시키도록 한 것으로, 제 2 덕트(310)의 유입구측에 압축기(220)가 설치되어 있고, 이 압축기(220)에 고정된 축(210) 단부에 터빈(230)이 고정되어 있다.

그리고, 제 1 덕트(300)에 분기관(302)을 형성하여 로드(510)가 설치되어 있는 액츄에이터(500)에 연결되어 있다.

제 3 덕트(320)의 단부에 바이패스 파이프(330)를 구비하여 제 4 덕트(400)에 연결시키고, 그 유입구 일측으로 플레이트(520)에 고정된 제 1 링크(530)와, 제 1 링크(50)에 연결된 제 2 링크(540)를 힌지고정하고, 제 2 링크(540)에 로드(510)가 연결되는 것으로 구성된다.

이와 같이 구성된 터보 차저의 작동 과정은 다음과 같다.

엔진(100)의 실린더 내부에서 발생된 배기가스가 제 3 덕트(320)를 통과하면서 그 단부에 설치되어 있는 터빈(230)을 회전시키면서 배출된다.

터빈(230)의 회전으로 축(210)이 회전을 하면서 그 단부에 고정되어 있는 압축기(220)를 가동하여 제 1 덕트(300)를 통해 유입되는 공기를 압축시키게 된다.

이 압축된 공기는 제 2 덕트(310)를 경유하여 실린더내로 유입되어 압축한 상태에서 미도시된 노즐로부터 분사되는 연료가 기화되면서 주행에 필요한 동력을 발생시키게 된다.

이때, 고속시는 제 1 덕트(300)의 일측에 설치되어 있는 분기관(302)을 통해 그 단부에 연결되어 있는 액츄에이터(500)에 작용하게 됨으로써, 로드(510)가 돌출된다.

로드(510)가 돌출되어 제 2 링크(540)를 시계 방향으로 회전시키면서 제 1 링크(530)의 단부에 고정되어 있는 플레이트(520)가 상부로 회동하여 바이패스 파이프(330)가 개방된다.

개방된 바이패스 파이프(330)로 배기가스가 배출됨으로써, 회전속도가 낮아지게 되고, 실린더내로 과급되는 공기가 줄어들게 된다.

그러나, 터보 차저의 회전수를 부압에 의해 조절하도록 되어 있어 압력이 낮은 지역이거나 대기의 온도가 높은 지역에서는 부압이 낮아지게 되는 원인으로 터빈의 회전속도가 증가하게 되고, 배기가스의 온도가 상승함으로써, 터보 차저가 파손되는 문제점이 있다.

또한, 부압의 상승으로 액츄에이터와 연결되어 있는 플레이트가 개방되어 터빈의 회전수를 낮추게 되나 이때 바이패스 파이프를 통해 배출되는 압력이 큼으로써, 출력의 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 과급압에 의해 터보 차저의 회전수가 증가되는 것과, 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 자동차용 터보 차저를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 터보차저의 구조를 도시한 구성도,

도 2 는 본 고안에 따른 터보차저의 구조를 도시한 구성도,

도 3 은 본 고안에 따른 서브 밸브의 작용 상태도로서,

3a는 저부압하에서의 작동상태이며,

3b는 과급압하에서의 작동상태이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10;하우징 26;중공 연결구

30;피스톤 32;제 1 플레이트

32;제 1 플레이트 34;가이더

36;고정단 40;확관부

42;중공 삽입구 44;리브

50;스프링 60;제 1 파이프

70;제 3 파이프 80;제 2 파이프

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 제 1 덕트에 분기관을 형성하여 액츄에이터에 연결하고, 제 3 덕트의 단부에 바이패스 파이프를 구비하여 제 4 덕트에 연결시키고, 그 유입구 일측에 플레이트에 고정된 제 1 링크와, 제 1 링크에 연결된 제 2 링크를 힌지고정하고, 제 2 링크에 고정된 로드로 구성된 터보 차저에 있어서, 제 1 파이프에 연결되는 중공 연결구와 액츄에이터에 연결되는 제 2 파이프를 형성한 하우징과, 제 3 파이프에 삽입되는 중공 삽입구와 단부에 리브를 일체로 형성한 확관부와, 리브와 밀착되는 피스톤과, 피스톤과 대향되도록 리브를 가압하는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 터보 차저에 의해 달성된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 고안에 따른 터보차저의 구조를 도시한 구성도이고, 도 3 은 본 고안에 따른 서브 밸브의 작용 상태도이로서, 종래 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용한다.

커넥팅 로드(120)에 핀(130)으로 고정된 피스톤(110)이 삽입되어 있는 엔진(100)의 양측에 제 2 덕트(310)와 제 3 덕트(320)가 설치되어 있고, 그 양단부에 배기가스의 압력을 이용하여 흡기매니폴드내로 유입되는 공기를 압축하여 체적을 증가시켜 실린더내로 공급토록 하여 출력을 증가시키도록 한 터보 차저(200)가 설치되어 있다.

터보 차저(200)는 제 2 덕트(310)의 유입구측에 압축기(220)가 설치되어 있고, 이 압축기(220)에 고정된 축(210) 단부에 터빈(230)이 고정되어 있다.

그리고, 터보 차저의 회전속도를 조절하기 위해 제 1 덕트(300)에 분기관(302)을 형성하여 로드(510)가 설치되어 있는 액츄에이터(500)에 연결되어 있다.

단부에 바이패스 파이프(330)를 구비하여 제 4 덕트(400)에 연결시키고, 그 유입구 일측으로 플레이트(520)에 고정된 제 1 링크(530)와, 제 1 링크(50)에 연결된 제 2 링크(540)를 힌지고정하고, 제 2 링크(540)에 로드(510)가 연결되는 것으로 이루어진 종래의 터보 장치에 있어서, 본 실시예는 부압에 의해 액츄에이터로 유입되는 공기의 압력을 조절할 수 있도록 한 것이다.

즉, 터보 차저의 압력조절용 밸브(10)는 하우징(20)과, 확관부(40) 및 피스톤(30), 그리고 스프링(50)으로 구성된다.

하우징(10)은 내부로 유입된 부압을 가감하여 엑츄에이터로 송출하는 것으로 양측에 제 1 연결구(26)와 제 2 연결구(24)를 일체로 형성한다.

제 1 연결구(26)는 통형 하우징의 원주면으로 돌출되도록 형성되어 제 1 파이프(60)에 연결되어 있다.

제 2 연결구(24)는 원주면에 축방향으로 소정의 길이를 가지도록 하며, 중앙으로 갈수록 그 폭이 좁아지도록 형성된 중앙 부위에 돌출 되도록 하여 제 2 파이프(80)에 연결되어 있다.

확관부(40)는 유입되는 부압의 크기를 조절토록 하는 것으로 흡입측은 좁고, 토출측은 직경이 넓은 원형으로 되어 있으며, 제 3 파이프(70)와 연결되는 중공 삽입구(42)와, 자유단부의 원주방향으로 리브(44)를 형성한 확관부(40)로 이루어진다.

피스톤(30)은 하우징(10)내의 확관부(40)에 맞닿아 부압을 조절하는 것으로

리브(44)의 외측면과 밀착되는 원주면에 접시형의 가압부(32a)를 형성한 제 1 플레이트(32)와, 하우징(10)내에 삽입되는 가이더(34)와, 제 1 플레이트(32)와 가이더(34)를 연결하는 고정단(36)으로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

저속시는 제 1 덕트(300)의 일측에 설치되어 있는 제 3 파이프(70)를 통해 그 단부에 연결되어 있는 중공 삽입구(42)를 통해 확관부(40)내로 유입이 된다.

이때, 그 외측에 설치되어 있는 스프링(50)의 탄성력이 리브(44)에 압력을 가해 피스톤(30)의 접시형 가압부(32a)에 밀착되어 있음으로 그 사이와 제 2 파이프(80)를 통해 압력이 조절된 상태로 액츄에이터(500)내로 유입되어 로드를 돌출시켜 터빈의 회전속도를 조절하게 된다.

고속시는 상승된 부압이 확관부(40)내로 유입이 되고, 제 1 파이프(60)와 제 1 연결구(26)를 통해 압축기의 토출압력(부압)이 하우징 내로 작용하게 된다.

이 부압이 작용함으로써, 삽입되어 있는 가이더(34)는 우측으로 이동하면서 고정단(36)에 연결되어 있는 제 1 플레이트(32) 당기게 된다.

이때, 제 1 플레이트(32)의 외측이 하우징내의 모서리에 걸리게 되고, 당기는 힘이 제 1 플레이트(32)의 중앙에 작용하여 휘어지게 한다.

즉, 제 1 플레이트의 원주면에 형성된 갑압부(32a)가 리브(44)에 압력을 가하게 됨으로써, 확관부(40)내의 부압이 액츄에이터(500)내로 공급되는 것을 줄여 압력을 낮추게 한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안은 터버 차저의 압축기로부터 토출되는 부압으로 바이패스를 통해 배기되는 배기가스의 량을 조절할 수 있도록 하여 터빈의 회전수를 일정하게 유지할 수 있도록 하고, 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Claims (2)

1. 제 1 덕트에 분기관을 형성하여 액츄에이터에 연결하고, 제 3 덕트의 단부에 바이패스 파이프를 구비하여 제 4 덕트에 연결시키고, 그 유입구 일측에 플레이트에 고정된 제 1 링크와, 제 1 링크에 연결된 제 2 링크를 힌지고정하고, 제 2 링크에 고정된 로드로 구성된 터보 차저에 있어서,

   제 1 파이프(60)에 연결되는 제 1 연결구(26)와 액츄에이터에 연결되어 있는 제 2 파이프(80)를 고정토록 하는 제 2 연결구(24)를 형성한 하우징(10)과,

   제 3 파이프(70)에 삽입되는 중공 삽입구(42)와 단부에 리브(44)를 일체로 형성한 확관부(40)와,

   리브(44)와 밀착되는 피스톤(30)과,

   피스톤(30)과 대향되도록 리브(44)를 가압하는 스프링(50)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 터보 차저.
2. 제 1 항에 있어서,

   피스톤(30)은 원주면에 접시형의 가압부(32a)를 일체로 형성한 제 1 플레이트(32)와,

   하우징(10)내에 삽입되는 가이더(34)와,

   제 1 플레이트(32)와 가이더(34)를 연결하는 고정단(36)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 터버 차저.