KR19990062254A

KR19990062254A - Diesel Car Turbocharger

Info

Publication number: KR19990062254A
Application number: KR1019970082565A
Authority: KR
Inventors: 윤열규
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 발명은 디젤 차량용 터보 차저에 관한 것으로서, 제 1 덕트에 분기관을 형성하여 액츄에이터에 연결하고, 제 3 덕트의 단부에 바이패스 파이프를 구비하여 제 4 덕트에 연결시키고, 그 유입구 일측으로 플레이트에 고정된 제 1 링크와, 제 1 링크에 연결된 제 2 링크를 힌지고정하고, 제 2 링크에 고정된 로드로 구성된 터보 차저에 있어서, 에어 탱크(40)에 파이프(42)를 구비하여 엑츄에이터(500)에 연결하고, 파이프(42)의 중간에 유로를 선택적으로 개폐하는 제어 수단으로 이루어지는 것으로 하여 부압의 저하로 터보 차저의 회전속도가 증가되는 것을 막아 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbocharger for a diesel vehicle, wherein a branch pipe is formed in a first duct and connected to an actuator, and a bypass pipe is provided at an end of the third duct to a fourth duct, and a plate is connected to one side of the inlet. In a turbocharger comprising a fixed first link, a second link connected to the first link, and a rod fixed to the second link, the air tank 40 includes a pipe 42 and an actuator 500. ) And control means for selectively opening and closing the flow path in the middle of the pipe 42, thereby preventing the breakdown due to overheating by preventing a decrease in the negative pressure and increasing the rotational speed of the turbocharger.

Description

Diesel Car Turbocharger

본 발명은 디젤 차량용 터보 차저에 관한 것으로서, 공기 밀도가 낮은 상태에서 증가되는 터보차저의 회전수를 일정하게 유지토록 하여 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 디젤 차량용 터보 차저에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbocharger for a diesel vehicle, and more particularly, to a turbocharger for a diesel vehicle that can maintain the rotation speed of a turbocharger that is increased in a low air density to prevent damage due to overheating.

일반적으로 디젤 차량은 먼지등이 제거된 순수한 공기만을 실린더내로 흡입한 후, 압축 말기에 노즐을 통해 분사되는 연료가 기화되고, 그 압축열에 의해 자연 점화되면서 체적이 급변화할 때 발생되는 힘을 회전력으로 변환시켜 주행을 가능하게 한 것이다.In general, a diesel vehicle inhales only pure air from which dust is removed into a cylinder, and at the end of the compression, fuel injected through the nozzle is vaporized, and the ignition force generated when the volume changes rapidly while naturally ignited by the compressed heat is applied. It is possible to drive by converting.

디젤 차량은 실린더내로 흡입되는 공기의 량에 의해 그 출력이 조절되며, 엔진의 배기량을 크게 하면 그 출력도 커지나 배기량이 작은 소형 엔진이나 동일한 배기량의 엔진이라도 출력을 향상시키기 위해 되도록 많을 량의 공기를 실린더에 흡입하여야 한다.In diesel vehicles, the output is controlled by the amount of air sucked into the cylinder. When the engine displacement is increased, the output is also increased, but even a small engine with a small displacement or an engine with the same displacement can provide as much air as possible. It should be sucked into the cylinder.

그러나, 흡입행정시 피스톤이 하부로 이동하면서 발생하게 되는 흡입부압으로 인해 그 내부로 흡입되는 공기의 량은 일정한 수준으로 유지되어 출력의 향상을 꾀할 수 없었다.However, due to the suction negative pressure generated when the piston moves downward during the suction stroke, the amount of air sucked into the inside is maintained at a constant level, and thus the output cannot be improved.

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 터보차저와 크랭크샤프트의 동력을 별도의 압축기를 사용하는 슈퍼 차지가 있다.In order to solve this problem, a supercharger for supplying air is installed and used at one end of the suction side, and the supercharger is installed at one side of a pipe connected to the muffler from the combustion chamber, and one end of the turbine is connected to the combustion chamber from the vaporizer. There is a super charge using a separate compressor to power the turbocharger and the crankshaft installed on one side of the pipeline.

도 1 은 일반적인 디젤 차량의 터보 차저의 구조를 도시한 구성도로서, 엔진(100)은 그 내부에 미도시한 크랭크축에 고정되어 있는 커넥팅 로드(120)가 핀(130)으로 회동 가능하게 고정된 피스톤(110)이 삽입되어 있으며, 그 상부에 고정되는 실린더 헤드의 양측은 제 2 덕트(310)와 제 3 덕트(320)가 설치되어 있다.1 is a block diagram illustrating a structure of a turbocharger of a general diesel vehicle, in which the engine 100 is rotatably fixed to the pin 130 by a connecting rod 120 fixed to a crankshaft not shown therein. The piston 110 is inserted, and the second duct 310 and the third duct 320 are provided at both sides of the cylinder head fixed to the upper portion.

양 덕트의 단부에는 터보 차저(200)가 설치되어 있고, 그 유입측에는 제 1 덕트(300)와 제 4 덕트(400)가 연결되어 있다.The turbocharger 200 is provided in the edge part of both ducts, and the 1st duct 300 and the 4th duct 400 are connected to the inflow side.

터보 차저(200)는 배기가스의 압력을 이용하여 흡기매니폴드내로 유입되는 공기를 압축하여 체적을 증가시켜 실린더내로 공급토록 하여 출력을 증가시키도록 한 것으로, 제 3 덕트(310)의 유입구측에 압축기(220)가 설치되어 있고, 이 압축기(220)에 고정된 축(210)의 단부에 터빈(230)이 고정되어 있다.The turbocharger 200 compresses the air flowing into the intake manifold by using the pressure of the exhaust gas to increase the volume and supply the gas into the cylinder, thereby increasing the output. The compressor 220 is provided, and the turbine 230 is fixed to the end of the shaft 210 fixed to the compressor 220.

제 1 덕트(300)에 분기관(302)을 형성하여 로드(510)가 설치되어 있는 액츄에이터(500)에 연결한다.The branch pipe 302 is formed in the first duct 300 and connected to the actuator 500 in which the rod 510 is installed.

제 3 덕트(320)의 단부에 바이패스 파이프(333)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.A first link 530 provided with a bypass pipe 333 at an end of the third duct 320 and connected to the fourth duct 400, and fixed to the plate 520 to one side of the inlet thereof; The second link 540 connected to 50 is hinged and the rod 510 is connected to the second link 540.

이와 같이 구성된 터보 차저의 작동 과정은 다음과 같다.The operation of the turbocharger configured as described above is as follows.

엔진(100)의 실린더 내부에서 발생된 배기가스가 제 3 덕트(320)를 통과하면서 그 단부에 설치되어 있는 터빈(230)을 회전시키면서 배출된다.The exhaust gas generated inside the cylinder of the engine 100 passes through the third duct 320 and is discharged while rotating the turbine 230 provided at the end thereof.

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.As the shaft 210 rotates by the rotation of the turbine 230, the compressor 220, which is fixed at an end thereof, is operated to compress the air introduced through the first duct 300.

이 압축된 공기는 제 2 덕트(310)를 경유하여 실린더내로 유입되어 압축한 상태에서 미도시된 노즐로부터 분사되는 연료가 기화되면서 동력을 발생시키게 된다.The compressed air flows into the cylinder via the second duct 310 to generate power as the fuel injected from the nozzle not shown in the compressed state is vaporized.

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.At this time, the high-speed time acts on the actuator 500 connected to the end portion thereof through the branch pipe 302 provided on one side of the first duct 300, so that the rod 510 protrudes.

이 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 개방이 되며, 이 바이패스 파이프(330)로 배기가스가 배출됨으로써, 회전속도가 낮아지게 된다.The rod 510 protrudes and the plate 520 fixed to the end of the first link 530 is rotated upward while the second link 540 is rotated in the clockwise direction so that the bypass pipe 330 is opened. As the exhaust gas is discharged to the bypass pipe 330, the rotation speed is lowered.

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.However, since the number of revolutions of the turbocharger is controlled by the negative pressure, the rotational speed of the turbine is increased due to the decrease of the negative pressure in a region of low pressure or a high atmospheric temperature, and the exhaust gas temperature increases. There is a problem that the turbocharger is broken.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 부압이 낮아진 상태에서 터보 차저의 회전수가 증가되는 것을 방지할 수 있도록 하는 디젤 차량용 터보 차저를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a turbocharger for a diesel vehicle that can prevent an increase in the number of revolutions of the turbocharger in a state in which the negative pressure is lowered.

도 1 은 일반적인 디젤 차량의 터보 차저의 구조를 도시한 구성도,1 is a configuration diagram showing the structure of a turbocharger of a typical diesel vehicle,

도 2 는 본 발명에 따른 디젤 차량의 터보 차저의 구조를 도시한 구성도,2 is a block diagram showing the structure of a turbocharger of a diesel vehicle according to the present invention;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10;영구자석 20;자장감지센서10; permanent magnet 20; magnetic field sensor

30;ECU 40;에어 탱크30; ECU 40; Air tank

42;파이프 50;솔레노이드 밸브42; pipe 50; solenoid valve

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제 1 덕트에 분기관을 형성하여 액츄에이터에 연결하고, 제 3 덕트의 단부에 바이패스 파이프를 구비하여 제 4 덕트에 연결시키고, 그 유입구 일측으로 플레이트에 고정된 제 1 링크와, 제 1 링크에 연결된 제 2 링크를 힌지고정하고, 제 2 링크에 고정된 로드로 구성된 터보 차저에 있어서, 에어 탱크에 파이프를 구비하여 엑츄에이터에 연결하고, 파이프의 중간에 유로를 선택적으로 개폐하는 제어 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 터보 차저에 의해 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention forms a branch pipe in the first duct and connects it to the actuator, and includes a bypass pipe at the end of the third duct and connects it to the fourth duct, and fixes the plate to one side of the inlet. A turbocharger composed of a first link and a second link connected to the first link, and a rod fixed to the second link, the turbocharger comprising a pipe in the air tank and connected to the actuator, and a flow path in the middle of the pipe. It is achieved by a diesel turbocharger characterized in that the control means for selectively opening and closing the.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따른 디젤 차량의 터보 차저의 구조를 도시한 구성도로서, 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용한다.2 is a configuration diagram showing the structure of a turbocharger of a diesel vehicle according to the present invention, in which the same reference numerals are used for the same configuration as the conventional configuration.

엔진(100)의 실린더 헤드의 양측으로 제 2 덕트(310)와 제 3 덕트(320)가 구비되어 배기가스의 압력을 이용하여 흡기매니폴드내로 유입되는 공기를 압축하여 체적을 증가시켜 실린더내로 공기를 공급토록 하여 출력을 증가시키도록 되어 있는 터보 차저(200)가 설치되어 있다.The second duct 310 and the third duct 320 are provided at both sides of the cylinder head of the engine 100 to compress the air flowing into the intake manifold by using the pressure of the exhaust gas to increase the volume to air into the cylinder. The turbocharger 200 is provided to increase the output by supplying the.

이 터보 차저(200)는 배기가스의 압력으로 회전하는 터빈과, 터빈에 연결되어 있는 축(230)에 의해 회전토록 하는 압축기(220)로 구성되어져 있다.This turbocharger 200 is comprised from the turbine which rotates by the pressure of exhaust gas, and the compressor 220 which rotates by the shaft 230 connected to the turbine.

그리고, 터빈의 회전속도를 조절하기 위해 압축기(220)와 연결되어 있는 제 1 덕트(300)에 분기관(302)을 형성하여 액츄에이터(500)에 연결하고, 터빈이 고정되어 있는 제 3 덕트(320)의 단부에 바이패스 파이프(333)를 구비한다.In addition, in order to control the rotational speed of the turbine, a branch pipe 302 is formed in the first duct 300 connected to the compressor 220 and connected to the actuator 500, and the third duct in which the turbine is fixed ( A bypass pipe 333 is provided at the end of 320.

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 구성되어, 압축기로 유입되는 부압에 의해 터빈으로 공급되는 배기가스의 량으로 회전속도를 조절하도록 되어 있는 터보차저에 있어서, 본 실시예는 터빈의 회전수에 따라 공급되는 배기가스의 압력(량)을 조절할 수 있도록 하는 것으로 구성된다.The first link 530 fixed to the plate 520 and the second link 540 connected to the first link 50 are hinged to one side of the inlet, and the rod 510 is connected to the second link 540. In the turbocharger which is configured to adjust the rotational speed by the amount of exhaust gas supplied to the turbine by the negative pressure flowing into the compressor, the present embodiment provides the pressure of the exhaust gas supplied according to the rotational speed of the turbine. Volume).

즉, 에어탱크(40)와 엑츄에이터(500)에 파이프(42)를 연결하고, 이 파이프(42)의 중간에 솔레노이드 밸브(50)를 설치한다.That is, the pipe 42 is connected to the air tank 40 and the actuator 500, and the solenoid valve 50 is installed in the middle of this pipe 42. As shown in FIG.

그리로, 이 솔레노이드 밸브(50)를 선택적으로 작동시키도록 터빈에 고정되어 있는 영구 자석(10)과, 영구 자석(10)의 변화를 측정하여 그 변화된 값을 시그널로 변환하여 ECU(30)에 인가되도록 한 자장감지센서(20)로 구성되며, ECU(30)에 솔레노이드 밸브(50)가 연결되는 것으로 구성된다.Thus, the permanent magnet 10 fixed to the turbine and the permanent magnet 10 fixed to the turbine to selectively operate the solenoid valve 50 are measured, and the changed value is converted into a signal to the ECU 30. It is composed of a magnetic field sensor 20 to be applied, the solenoid valve 50 is connected to the ECU (30).

액츄에이터(500)와 연결되는 분기관의 단부에는 역류방지용 체크 밸브가 설치되어 있다.At the end of the branch pipe connected to the actuator 500, a check valve for preventing backflow is provided.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.

엔진을 가동시켜 토출되는 가스의 압력에 의해 터보 차저의 터빈을 회전시키고, 이 터빈의 회전이 축과 연결되어 있는 압축기를 회전시키면서 흡입되는 공기를 가압하여 실린더내로 유입되도록 하는 것과, 부압의 증가로 엑츄에이터를 작동시켜 터빈의 회전속도를 조절하는 것은 종래와 동일하다.By operating the engine, the turbine of the turbocharger is rotated by the pressure of the gas discharged, and the rotation of the turbine is caused by pressurizing the air sucked in while rotating the compressor connected to the shaft, and increasing the negative pressure. Adjusting the rotational speed of the turbine by operating the actuator is the same as in the prior art.

기압의 변화에 따라 엑츄에이터로 유입되는 부압의 크기가 변화하여 저압의 상태에서는 액츄에이터의 탄성력에 의해 작동이 되지 않아 터빈의 회전속도가 증가하게 된다.As the pressure changes, the magnitude of the negative pressure flowing into the actuator is changed. In the low pressure state, the turbine is not operated by the elastic force of the actuator.

이때, 터빈의 단부에 고정되어 있는 영구 자석(10)의 회전에 자장의 변화가 발생하게 되고, 이 자장의 변화는 그 일측에 설치되어 있는 자장감지센서(20)에 의해 변화된 시그널이 ECU(30)에 인가된다.At this time, a change in the magnetic field is generated in the rotation of the permanent magnet 10 fixed to the end of the turbine, the change in the magnetic field is a signal that is changed by the magnetic field sensor 20 is installed on one side ECU (30) Is applied.

시그널이 인가된 ECU(30)는 그 값을 기준 값과 비교하여 증가된 값만큼 솔레노이드 밸브(50)에 전류를 인가하여 오픈 시킴으로써, 에어탱크(40)내의 압력이 파이프(42)를 통해 액츄에이터로 공급되어 로드를 돌출 시킨다.The ECU 30 to which the signal is applied compares the value with the reference value and applies the current to the solenoid valve 50 by an increased value so that the pressure in the air tank 40 passes through the pipe 42 to the actuator. It is supplied to protrude the rod.

로드의 돌출로 그 단부에 고정되어 있는 플레이트가 이격되고, 연소 가스는 바이패스 파이프(330)를 통해 배출됨으로써 터빈의 회전은 감소하게 된다.The protrusions of the rod separate the plates fixed at their ends, and the combustion gas is discharged through the bypass pipe 330, thereby reducing the rotation of the turbine.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 압력이 낮은 지역을 주행시 부압의 저하로 인해 터보 차저의 회전수가 증가되는 것을 방지할 수 있도록 하여 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of preventing damage due to overheating by preventing an increase in the number of revolutions of the turbocharger due to a decrease in negative pressure when driving in a region of low pressure.

Claims

A branch pipe is formed in the first duct and connected to the actuator, and a bypass pipe is provided at the end of the third duct and connected to the fourth duct, and the first link fixed to the plate to one side of the inlet port, and to the first link. A turbocharger comprising a rod fixed to a second link, hinged to a connected second link,

A pipe 42 is provided in the air tank 40 to connect to the actuator 500,

Turbocharger for a diesel vehicle, characterized in that the control means for selectively opening and closing the flow path in the middle of the pipe (42).

The method of claim 1,

Control means for opening and closing the flow path is a permanent magnet (10) fixed to the turbine,

Magnetic field sensor 20 for measuring the change of the permanent magnet 10,

Turbocharger for a diesel vehicle, characterized in that consisting of the ECU 30 for operating the solenoid valve 50 installed in the pipe 42 by comparing the signal of the magnetic field sensor 20 with the reference value.