KR20030039010A - 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져에 관한 것으로, 흡기량을 조절하는데 사용되는 회전 기구의 스토퍼를 마이크로미터(micrometer)로 대체함으로써 스토퍼 기능과 함께 미세 조절 기능을 갖는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 터빈 휠의 내부에 장착되어 배기 가스의 유동 운동을 제어하기 위해 설치된 다수개의 베인의 각도를 조절해 주는 회전 기구를 포함하는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져에 있어서, 상기 회전 기구는 베인의 최소 회전 각도를 제한하도록 하우징에 마이크로미터가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 마이크로미터에는 써모커플이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져{Variable geometry turbocharger applied to a micrometer as a stopper}

본 발명은 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져에 관한 것으로, 더구 상세하게는 마이크로미터를 통해 스토퍼 기능과 함께 조절 기능을 할 수 있게 한 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진과 같이 고출력/저공해성을 달성하기 위해 엔진의 흡기 시스템의 일부로서 배기가스를 이용하여 흡기 성능을 향상시키기 위해 터보 챠져(turbo charger)를 많이 채용하여 사용하고 있다.

이러한 터보 챠져는 배기가스의 배출량과 비례하여 흡기량을 공급할 수 있도록 구성된 표준형이 사용되고 있으나, 최근 들어 크기가 작으면서도 저속에서 부스트 압력을 향상시킬 수 있는 웨이스트 게이트(wastegate) 타입의 터보 챠져가 많이 선보이고 있다. 하지만, 이 웨이스트 게이트 타입의 터보 챠저는 백압(back pressure) 등의 증가로 터보 래그가 발생하게 되어 이를 개선한 가변 터보 챠저(variable geometry turbocharger)가 많이 알려져 있다.

상기 가변 터보 챠져(VGT)(100)는, 첨부도면 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 종래의 통상적인 터보 챠져와 같이 컴프레셔부(10)와 터빈부(20)로 구성되며, 특히 그 사이에는 배기 가스의 유동 성능을 조절해 주기 위한 회전 기구(30)가 장착되어 있다.

회전 기구(30)는 터빈부(20)의 하우징(21) 내부에 고정된 고정링(31)과, 이고정링(31)의 일표면에 터빈 휠(22)과 접촉되지 않는 범위 내에서 움직일 수 있도록 등간격으로 설치된 다수개의 베인(vain)(32)과, 이 다수개의 베인(32)을 동시에 작동시켜 주는 2절 링크(33)와, 배기량에 따라 이 2절 링크(33)에 작동력을 제공해 주는 액츄에이터(34)로 구성된다.

특히, 상기 하우징(21)에는 다수개의 베인(32)이 일정 거리 내에서만 작동하도록 스토퍼(23)가 스크류 타입으로 체결되어 있다. 상기 스토퍼(23)는 액츄에이터(34)의 작동 거리를 제한하게 된다. 즉, 상기 액츄에이터(34)는 흡기매니폴더 내의 진공압에 의해 작동하게 되며 이러한 작동으로 상기 2절 링크(33)가 따라서 움직이게 되는데, 이때 상기 2절 링크(33)가 최대로 당겨진 상태(즉, 베인각이 최소인 위치)에 이 스토퍼(23)를 장착하여 사용하게 된다.

따라서, 상기 베인(32)은 액츄에이터(34)가 최대로 당겨진 상태에서 스토퍼(23)에 의해 최소각을 가지게 되고, 상기 2절 링크(33)가 최대 길이를 가질 때에 최대각이 되게 된다.

그러나, 종래의 스토퍼는 스토퍼 볼트를 하우징(21)에 체결하고 그 상태에서 스토퍼 너트로 체결하여 위치를 고정시키는 구조로 이루어져 있기 때문에 구조가 복잡할 뿐만 아니라 개발 과정에서 이 스토퍼의 위치가 자주 바뀌게 되는데 그 때마다 스토퍼의 위치를 변경해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 이러한 번거로움으로 인해 스토퍼의 정확한 위치를 설정하기가 어려워 변위가 발생하는 경우 다시 설정해야 하는 불편함이 있어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 흡기량을 조절하는데 사용되는 회전 기구의 스토퍼를 마이크로미터(micrometer)로 대체함으로써 스토퍼 기능과 함께 미세 조절 기능을 갖는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 가변 터보 챠저를 나타내는 사진,

도 2는 종래의 가변 터보 챠저를 나타내는 사진,

도 3은 종래의 가변 터보 챠저를 나타내는 단면도,

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 컴프레셔부 20 : 터빈부

21 : 하우징 22 : 터빈 휠

23 : 스토퍼 30 : 회전 기구

31 : 고정링 32 : 베인

33 : 2절 링크 34 : 액츄에이터

35 : 마이크로미터(micrometer) 36 : 써모커플(thermocouple)

이를 실현하기 위한 본 발명은 터빈 휠의 내부에 장착되어 배기 가스의 유동 운동을 제어하기 위해 설치된 다수개의 베인의 각도를 조절해 주는 회전 기구를 포함하는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져에 있어서, 상기 회전 기구는 베인의 최소 회전 각도를 제한하도록 하우징에 마이크로미터가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 마이크로미터에는 써모커플이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 가변 터보 챠저를 나타내는 사진이다. 여기서, 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용한다.

본 발명은 회전 기구를 통해 배기가스의 흐름 성능을 향상시켜 주는 가변 터보 챠저에서 베인의 최소 회전각도를 제한하는 스토퍼를 미세 조절과 함께 조절 성능을 가지도록 한 것이다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 회전 기구(30)는 터빈 하우징(21)의 내부에 장착되는 고정링(31)과, 이 고정링(31)의 일면에 등간격으로 설치되어 동시에 회전하도록 설치된 다수개의 베인(32)과, 컴프레셔부(10)와 터빈부(20) 사이에 설치되어 상기 베인(32)을 동시에 작동시켜 주는 2절 링크(33)와, 이 2절 링크(33)에 작동력을 제공하는 액츄에이터(34)로 구성된다. 특히, 상기 하우징(21)에는 2절 링크(33)의 회전, 즉 상기 베인(32)의 최소 회전각을 제한하기 위해 종래의 구성에서 설명한 바와 같이 스토퍼(23)가 장착되어 있다.

본 발명에서는 상기 스토퍼(23)를 대신하여 마이크로미터(micrometer)(35)를 하우징(21)에 장착하여 베인(32)의 최소 회전각을 임의로 조절하여 사용할 수 있게 하는 것이다. 이는 토버 챠져의 개발 단계에서 회전 기구(30)의 설치 위치나 그 구성 요소들의 장착 위치에 따라 베인(32)의 최소 회전각을 조절할 수 있게 할 뿐만 아니라 미세하게 조절할 수 있게 하여 배기 효율을 최대한으로 높일 수 있게 한 다.

또한, 본 발명에서는 상기 마이크로미터(35)의 몸체에 써모커플(thermocouple)(36)을 구비하여 하우징(21)에 장착하여 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 써모커플(36)이 배기가스의 온도를 검출하여 엔진 부품 개발 과정에서 필요한 정보를 부가적으로 얻을 수 있게 해준다.

따라서, 본 발명은 마이크로미터를 통해 스토퍼 기능 뿐만 아니라 미세 조절이 가능하게 되고, 또한 부수적으로 배기가스의 온도 데이타를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 스토퍼를 대신하여 마이크로미터를 사용하고 여기에 써모커플을 장착하여 구성함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

1) 터보 챠저의 개발 과정에서 베인의 장착 위치 및 회전각을 설정함에 있어서 반복적으로 위치 변경이 이루어지더라도 마이크로미터를 통해 임의로 쉽게 변경하여 사용할 수 있게 된다.

2) 배기가스의 온도를 검출하여 터보 챠져의 성능 등을 판단하는 기초 자료로서 활용할 수 있게 된다.

3) 개발 과정에 걸리는 시간을 현저하게 줄일 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 터빈 휠의 내부에 장착되어 배기 가스의 유동 운동을 제어하기 위해 설치된 다수개의 베인의 각도를 조절해 주는 회전 기구를 포함하는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져에 있어서,

   상기 회전 기구는 베인의 최소 회전 각도를 제한하도록 하우징에 마이크로미터가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로미터에는 써모커플이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로미터를 스토퍼로 채용한 가변 터보 챠져.