KR19990032855U

KR19990032855U - 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치

Info

Publication number: KR19990032855U
Application number: KR2019970045621U
Authority: KR
Inventors: 정태영
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 고안은 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치에 관한 것으로서, 과급 공기가 인터쿨러를 거치면서 냉각이 된 상태로 실린더내로 유입이 되도록 한 터보차저에 있어서, 압축기와 인터쿨러를 연결하는 파이프(10)와 흡기매니폴드(20)에 연결된 바이패스 파이프(30)와, 바이패스 파이프(30)의 입구와 출구측에 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단으로 이루어져 시동 초기에 저온인 공기가 인터쿨러를 바이패스하여 실린더내로 흡입되어지도록 하여 회전력을 안정시키고, 화이트 스모그의 발생을 억제할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치

본 고안은 자동차용 터보차저에 관한 것으로서, 특히 외기의 온도가 낮은 겨울철 초기 시동을 안정되도록 하고, 아울러 화이트 스모그의 발생을 줄일 수 있도록 하는 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 차량은 에어크리너를 거치면서 먼지등의 이 물질이 제거된 순수한 공기만을 덕트를 통해 드로틀 바디로 유입시키고, 드로틀 바디와 서지탱크 및 흡기매니폴드를 경유하여 실린더내로 공기를 흡입한 상태에서 압축을 한다.

압축 말기에 인젝터를 통해 소량의 연료가 분사되면서 그 압축열에 의해 자연 착화되면서 발생하게 되는 팽창력을 이용하여 주행을 가능하게 한 것이다.

디젤 차량은 출력의 조절을 연료의 량으로 조절하는 것이 아니라, 실린더내로 흡입되는 공기의 량으로 조절하도록 되어 있으며, 배기량을 크게 하면 그 출력도 커지게 되나 흡입행정시 발생하게 되는 흡입부압으로 그 내부로 흡입되는 공기의 량은 항상 일정한 수준이 되도록 되어 있어 출력의 향상을 꾀할 수 없었다.

이를 해결하기 위해 흡입측의 일단에 공기를 공급하는 과급기를 장착하여 사용하였으며, 과급기는 연소실로부터 머플러에 연결된 파이프의 일측에 터빈을 설치하고, 이 터빈의 일단을 기화기로부터 연소실로 연결되는 흡입 파이프라인의 일측에 설치하여 많은 량의 공기를 공급하게 된다.

도 1 은 일반적인 터보 차저의 개략적인 구조를 도시한 구성도로서, 엔진(100)은 워터 재킷(112)이 형성되어 있는 실린더 블록(110)과, 흡기계(200)와 배기계(300)가 설치되어 있는 실린더 헤드(120) 및 공기를 과급하기 위한 터보차저(400)로 구성되어있다.

실린더 블록(110)은 그 내부에 피스톤(140)이 삽입되어 있으며, 그 저면으로 미도시된 크랭크 축과 연결된 커넥팅 로드(150)가 회전 가능하게 고정되어 있고, 실린더 헤드(120)는 미도시되어 있는 밸브 장치를 보호토록 하는 커버(130)가 씌워져 있다.

흡기계(200)는 공기와 연료를 실린더내로 공급하도록 한 것으로서, 엘리먼트(212)가 내장되어 있는 에어크리너(210)와, 제 1 덕트(220)가 터보 차저(400)의 흡기측에 연결되어 있고, 토출측에는 제 2 덕트(230)가 인터쿨러(240)의 흡입측에 연결되어 있다.

인터 쿨러(240)의 토출측은 흡기매니 폴드(250)에 연결되어 있다.

터보 차저(400)는 하우징(440)의 내부로 흡기 라인 라인에 설치되어 있는 압축기(410)와 배기라인에 설치되어 있는 터빈(120)이 축(430)으로 연결되어 있다.

배기계(300)는 배기매니폴드(310)로 부터 터보 차저(400)의 토출측으로 제 3 덕트(320)와 연결되어 있고, 그 후단부에 촉매컨버터(330)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 터보차저를 통해 엔진의 실린더내로 흡입되는 공기의 흐름은 다음과 같다.

대기의 온도가 낮은 상태에서 주행을 하게 되면 엔진으로부터 배출되는 배기가스는 배기매니폴트(310)와 제 3 덕트(320)를 지나 터보차저(400)의 터빈(420)을 회전시키고, 촉매 컨버터(330)를 지나 대기중으로 배출된다.

이때, 터빈(420)의 회전은 축(430)과 연결되어 있는 압축기(410)를 고속으로 회전시키게 되며, 압축기(410)의 회전으로 에어크리너(210)를 통해 들어온 공기를 체적이 증가된 상태로 제 2 덕트(230)를 지나 인터쿨러(240)내로 유입된다.

인터쿨러(240)내로 유입된 공기는 대기의 온도보다 낮은 상태로 냉각이 되어 흡기매니폴드(250)를 통과하여 실린더내로 유입이 된 후 압축 말기에 인젝터를 통해 분사된 연료가 자연 착화되면서 동력을 얻게 된다.

그러나, 대기온도가 낮은 겨울철에 시동을 걸게 되면 터보차저의 압축기를 통해 유입되는 공기가 인터 쿨러를 통과하면서 더 낮은 상태로 실린더내로 공급되는 원인으로 미연소가 촉진되고, 다량의 화이트 스모그가 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 겨울철 초기 시동시 안정적인 토오크를 발생시키도록 하고, 화이트 스모그의 발생을 억제할 수 있도록 하는 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 터보 차저의 개략적인 구조를 도시한 구성도,

도 2 는 본 고안에 따른 터보 차저의 개략적인 구조를 도시한 구성도,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10;파이프 20;흡기매니폴드

30;바이패스 파이프 40,42;벨로우즈형 온/오프 스위치

44;냉각수온도센서 46;전자제어유닛

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 과급 공기가 인터쿨러를 거치면서 냉각이 된 상태로 실린더내로 유입이 되도록 한 터보차저에 있어서, 압축기와 인터쿨러를 연결하는 파이프와 흡기매니폴드에 연결된 바이패스 파이프와, 바이패스 파이프의 입구와 출구측에 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치에 의해 달성된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 고안에 따른 터보 차저의 개략적인 구조를 도시한 구성도로서, 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용한다.

엔진(100)은 워터 재킷(112)이 형성되어 있는 실린더 블록(110)과, 흡기계(200)와 배기계(300)가 설치되어 있는 실린더 헤드(120) 및 공기를 과급하기 위한 터보차저(400)로 구성되어있다.

터보 차저(400)는 하우징(440)의 내부로 흡기 라인 라인에 설치되어 있는 압축기(410)와 배기라인에 설치되어 있는 터빈(120)이 축(430)으로 연결되어 있고, 배기계(300)는 배기매니폴드(310)로 부터 터보 차저(400)의 토출측으로 제 3 덕트(320)와 연결되어 있고, 그 후단부에 촉매컨버터(330)가 설치되어 있는 종래의 터보차저에 있어서, 본 실실예는 저온의 공기가 인터쿨러를 경유하지 않고 흡기매니폴드를 거처 실린더내로 흡입되도록 한 것이다.

화이트 스모그 방지장치는 바이패스 파이프(30)와, 그 유로를 선택적으로 개폐되도록 하는 개폐수단으로 구성된다.

즉, 압축기와 인터쿨러를 연결하는 파이프(10)에 바이패스 파이프(30)의 일단을 고정하고, 그 자유단부를 흡기매니폴드(20)에 연결한다.

바이패스 파이프는 플렉시블(Flexible type)형으로 한다.

그리고, 바이패스 파이프(30)의 양측으로 벨로우즈형 온/오프 스위치(40)(42)를 설치하고, 이 스위치에 냉각수온도센서(44)의 시그널을 기준 값과 비교하는 전자제어유닛(46)으로 이루어진 개폐수단을 구비한다.

한편, 유로개폐수단의 벨로우즈형 온/오프 스위치에 레버 포지션 센서를 연결하여 급속한 감속시 실린더내로 유입되는 공기의 량을 줄임으로써, 출력(속도)을 낮출 수 있도록 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

대기의 온도가 낮은 상태에서 시동을 걸게 되면, 냉각수의 온도 상태를 냉각수온도센서(44)가 그에 해당하는 량의 값을 시그널화 하여 전자제어유닛(46)에 인가하게 된다.

냉각수온도센서(44)로 부터 시그널을 인가받은 전자제어유닛(46)은 이를 기준 값과 비교하고, 그 차이 값에 해당하는 량을 전기적인 신호로 변환하여 벨로우즈형 온/오프 스위치(40)(42)에 인가하여 바이패스 파이프(30)의 유로를 개방시키게 된다.

에에크리너(210)와 압축기(410)를 거친 공기는 이 개방된 유로를 통해 흡기매니폴드(20)를 경유하여 실린더내로 흡입되고, 압축, 착화의 과정을 거치면서 대기중을 배출된다.

그리고, 주행시는 냉각수의 온도가 상승함에 따라 전자제어유닛(46)에 인가되는 냉각수온도센서(44)의 시그널의 변화로 벨로우즈형 온/오프 스위치(40)(42)가 닫혀짐으로써, 압축기(410)를 거친 공기는 인터쿨러(240)를 경유하여 과급된 상태로 실린더내로 흡입됨으로써, 엔진의 출력을 향상시키게 된다.

한편, 벨로우즈형 온/오프 스위치의 일측에 연결된 레버 포지션 센서를 연결하면, 급제동시 인터쿨러를 경유한던 과급된 공기가 차단되고, 바이패스 파이프를 통해 실린더내로 공기가 공급됨으로써, 출력의 저하를 유도하여 엔진 브레이크의 작용을 하게 된다.

Claims

과급 공기가 인터쿨러를 거치면서 냉각이 된 상태로 실린더내로 유입이 되도록 한 터보차저에 있어서,

압축기와 인터쿨러를 연결하는 파이프(10)와 흡기매니폴드(20)에 연결된 바이패스 파이프(30)와,

바이패스 파이프(30)의 입구와 출구측에 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치.
제 1 항에 있어서,

바이패스 파이프(30)의 유로를 개폐하는 수단은 냉각수온도센서(44)와 복수개의 벨로우즈형 온/오프 스위치(40)(42) 및 전자제어유닛(46)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

유로개폐수단의 벨로우즈형 온/오프 스위치에 연결된 레버 포지션 센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 터보차저의 화이트 스모그 방지장치.