KR20040009042A

KR20040009042A - 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템

Info

Publication number: KR20040009042A
Application number: KR1020020042850A
Authority: KR
Inventors: 이용복; 김창호; 김승종; 김태호; 이남수
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2004-01-31

Abstract

본 발명은 그 내부에 발전기가 일체로 설치되고, 에어 포일 베어링으로 회전축을 지지하여 베어링의 마찰 손실을 최소화한 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템에 관한 것이다. 회전축, 터빈 휠 및 압축기 임펠러를 내장하는 터보과급기의 본체의 내부에 회전축에 의해 회전하는 회전자와 회전자의 외주에 구비되는 고정자로 구성된 발전기가 일체로 설치된다. 회전축의 중간부에는 에어 포일 스러스트 베어링이 설치되고, 에어 포일 스러스트 베어링과 터빈 휠 사이의 회전축부분 및 에어 포일 스러스트 베어링과 압축기 임펠러 사이의 회전축부분에는 각각 제 1 및 제 2에어 포일 저널 베어링이 설치된다. 제 2에어 포일 저널 베어링은 발전기의 고정자의 내주면에 의해 지지된다. 압축기 임펠러와 내연기관사이에는 인터쿨러가 설치되고, 인터쿨러와 내연기관을 연결하는 도관에는 인터쿨러를 통과한 냉각 공기의 일부를 발전기로 바이패스시키기 위한 냉기유도관이 연결된다. 냉기유도관에는 냉각 공기의 유동을 단속하는 밸브가 설치된다.

Description

발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템{Turbocharging System Having Turbocharger Integrated with Generator}

본 발명은 과급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 내부에 발전기가 일체로 설치되고, 에어 포일 베어링으로 회전축을 지지하여 베어링의 마찰 손실을 최소화한 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 터보과급기의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 터보과급기(1)는 회전부, 중앙 하우징(2), 터빈 하우징(3) 및 압축기 하우징(4)으로 구성된다.

회전부는 터빈 휠(5)과 압축기 임펠러(6), 그리고 이들을 연결하는 회전축(7)으로 구성된다. 회전축(7)은 볼 베어링(8)에 의해 회전가능하게 지지된다.

터빈 휠(5)은 고온에 노출되므로 대부분 니켈합금으로 만들어지고, 표면은 얇은 세라믹층으로 처리되기도 한다. 압축기 임펠러(6)는 통상적으로 알루미늄 합금으로 만들어진다.

볼 베어링(8)은 내연기관 윤활장치로부터 공급되는 오일에 의하여 강제 윤활된다.

내연기관으로부터 배출되는 배기가스는 터빈 하우징(3)내로 유입되어 터빈 휠(5)을 회전시키고, 배기구(3a)로 배출된다.

회전축(7)에 의해 터빈 휠(5)과 직결된 압축기 임펠러(6)가 회전하면, 압축기 하우징(4)의 흡기구(4a)를 통해 흡입된 공기가 원심력에 의해 압축기 하우징(4)의 외주방향으로 가속되어 내연기관의 흡기관(도시되지 않음)으로 압송되어진다.

한편, 대부분의 차량 발전기는 엔진과 연결되어 풀리에 의해 구동하며, 최근에는 엔진 자체의 플라이휠에 연결되어 구동되기도 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 터보과급기를 갖는 과급시스템과 발전시스템은 각각 분리되어 구비되므로, 부품의 소형화 및 경량화 추세에 따른 경제성 조건을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 터보과급기에 있어서, 차량의 가속을 위해 액셀레이터를 깊이 밟아 엔진회전을 높여도 과급작동이 곧바로 일어나지는 못한다. 이는 터빈 휠이 배출가스의 힘으로 회전하는데 처음 몇번의 실린더 폭발로 배출가스가 빠져나가는 힘이 갑자기 커질 수 없기 때문이며, 또한 압축기 임펠러에 의해 공기가 압축되는데에도 소정의 시간이 소요되기 때문이다. 이와 같이 액셀레이터를 밟은 뒤 소정의 시간이 경과한 후 가속력이 발생하는 이른바 터보 래그(turbo lag)현상이 나타난다. 이러한 터보 래그현상은 회전축을 지지하는 볼 베어링의 마찰력과 회전축의 질량관성에 의해 더욱 심화되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 그 내부에 발전기를 포함하여 구조를 단순화하고 경량화할 수 있는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 볼 베어링 대신에 마찰손실이 적은 에어 포일 베어링을 적용함으로써 터보 래그현상을 최소화할 수 있도록 한 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과급시스템은 회전축, 회전축의 일단에 결합되고 내연기관으로부터 배출된 배기가스에 의해 회전하는 터빈 휠, 회전축의 타단에 결합되고 터빈 휠과 함께 회전하여 공기를 흡입 압축하여 내연기관으로 이송시키는 압축기 임펠러, 회전축, 터빈 휠 및 압축기 임펠러를 내장하는 본체, 본체의 내부에 회전축에 의해 회전하는 회전자와 회전자의 외주에 구비되는 고정자로 구성되어 설치된 발전기를 포함하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는다.

회전축의 중간부에는 그 중심부에 회전축이 결합되는 스러스트 칼라와, 스러스트 칼라의 전후면에 소정간격 이격되어 스러스트 칼라와 상대 회전운동을 하며 그 표면에 다수의 포일이 형성되어 있는 한 쌍의 스러스트 베어링 디스크를 포함하는 에어 포일 스러스트 베어링이 설치된다.

에어 포일 스러스트 베어링과 터빈 휠 사이의 회전축에는 원통형의 하우징과, 하우징의 내면에 형성된 다수의 범퍼와, 범퍼의 상부에 걸쳐 연장되는 에어 포일을 포함하는 제 1에어 포일 저널 베어링이 설치된다.

또한, 에어 포일 스러스트 베어링과 압축기 임펠러 사이의 회전축에는 폴리코트로 이루어진 원통형의 하우징과, 하우징의 내면에 형성된 다수의 범퍼와, 범퍼의 상부에 걸쳐 연장되는 에어 포일을 포함하는 제 2에어 포일 저널 베어링이 설치된다.

발전기의 회전자는 제 2에어 포일 저널 베어링의 내부에 위치하는 원통형의 외통과, 외통의 내면에 고정되고 그 중심부에 회전축이 소정간격 이격되어 관통하는 영구자석을 포함한다.

고정자는 제 2에어 포일 저널 베어링의 외주에 배열되는 코어와, 코어에 권선된 다수의 코일부와, 상호 인접하는 코일부 사이에 몰딩된 폴리코트부를 포함한다.

제 2에어 포일 저널 베어링은 하우징의 외주면에서 고정자의 내주면에 의해 지지된다.

압축기 임펠러와 내연기관사이에는 인터쿨러가 설치되고, 인터쿨러와 내연기관을 연결하는 도관에는 인터쿨러를 통과한 냉각 공기의 일부를 발전기로 바이패스시키기 위한 냉기유도관이 연결된다. 냉기유도관에는 냉각 공기의 유동을 단속하는 밸브가 설치된다.

도 1은 종래의 터보과급기를 보인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기를 보인 단면도,

도 3은 제 1에어 포일 저널 베어링과 회전축의 결합구조를 보인 단면도,

도 4는 제 2에어 포일 저널 베어링과 발전기의 결합구조를 보인 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템을 보인 개략도,

도 6a는 시간경과에 따른 터보과급기의 회전축의 회전속도변화를 보인 선도,

도 6b는 시간경과에 따른 터보과급기의 회전축의 회전토오크변화를 보인 선도,

도 7은 터보과급기의 회전축의 회전속도와 회전토오크의 관계를 보인 선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 터보과급기

12: 회전축

15: 터빈 휠

16: 압축기 임펠러

17: 냉각수로

20: 에어 포일 스러스트 베어링

30,40: 에어 포일 저널 베어링

50: 발전기

51: 영구자석

54: 코어

55: 코일부

60: 내연기관

70: 인터쿨러

71: 냉기유도관

72: 스로틀 밸브

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기를 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 터보과급기(10)의 본체인 중앙 하우징(11)에는 회전축(12)이 에어 포일 베어링(20, 30, 40)에 의해 회전가능하게 지지되어 있고, 회전축(12)의 양단에는 터빈 휠(15)과 압축기 임펠러(16)가 설치되어 있다.

내연기관의 배기관으로부터 배출된 배기가스는 배기가스입구(13a)를 통해 터빈 하우징(13)의 내부를 통과하여 터빈 휠(15)을 구동한다. 이후, 배기가스는 배기가스출구(13b)를 통해 외부로 배출된다.

회전축(12)에 의해 터빈 휠(15)과 직결된 압축기 임펠러(16)의 회전에 의한 압축기 하우징(14)내에서의 압축작동으로 흡입공기입구(14a)로부터 유입된 공기는 흡입공기출구(14b)를 통과해서 내연기관의 흡기관으로 압송되도록 구성되어 있다.

회전축(12)은 회전구동시 초기 토오크에 따른 관성효과를 줄이기 위해 경량의 중공축으로 형성되어 있다.

회전축(12)의 중간부에는 회전축(12)의 축방향의 추력을 지지하기 위한 에어 포일 스러스트 베어링(20, air foil thrust bearing)이 설치되어 있다.

에어 포일 스러스트 베어링(20)은 그 중심부에 회전축(12)이 결합되는 스러스트 칼라(21, thrust collar)와, 스러스트 칼라(21)의 전후면에 소정간격 이격되어 스러스트 칼라(21)와 상대 회전운동을 하는 한 쌍의 스러스트 베어링 디스크(22)를 포함한다.

스러스트 베어링 디스크(22)상에는 탄성력을 가지는 포일(도시되지 않음)이 상호 중첩되도록 용접되어 있다. 포일은 대략 S자형에 가까운 유선형의 형상을 가지는데, 꼬리부는 디스크(22)에 위치하고, 에지부는 인접하는 포일에 접촉하게 되어 있다. 그리고, 포일의 곡률반경은 에지부로 갈수록 줄어든다.

회전축(12)과 함께 스러스트 칼라(21)가 회전하면, 스러스트 칼라(21)와 포일사이의 공간으로 중앙 하우징(11)에 형성된 공기통로(도시되지 않음)를 통해 공기가 유입되고, 유입된 공기로 인해 탄성력을 가지는 포일이 스러스트 칼라(21)로부터 멀어지는 방향으로 변형하게 된다.

즉, 스러스트 칼라(21)의 회전속도가 소정 속도에 도달할 때까지는 탄성포일의 외면에 스러스트 칼라(21)가 계속 접촉해 있다가, 유입되는 공기로 인하여 스러스트 칼라(21)와 접촉한 탄성포일이 스러스트 칼라(21)로부터 멀어지는 방향으로 탄성변형됨으로써, 스러스트 칼라(21)는 탄성포일과 상호 이격된 상태로 회전운동하게 된다.

미설명 부호 17은 터보과급기(10)의 과열을 방지하기 위해 중앙 하우징(11)에 형성된 냉각수로이다.

차량의 내연기관을 냉각시키기 위한 냉각장치(미도시)로부터 냉각수의 일부가 바이패스되어 냉각수로(17)를 따라 유동하면서, 터보과급기(10)를 냉각하게 된다.

에어 포일 스러스트 베어링(20)과 터빈 하우징(13)사이(도 2에서 볼 때 에어 포일 스러스트 베어링(20)의 우측)에 위치하는 회전축(12) 부위는 제 1에어 포일 저널 베어링(30, air foil journal bearing)에 의해 회전가능하게 지지된다.

도 3은 제 1에어 포일 저널 베어링과 회전축의 결합구조를 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 제 1에어 포일 저널 베어링(30)은 원통형의 하우징(31)과, 하우징(31)의 내표면에 형성된 다수의 범퍼(32)와, 범퍼(32)의 상부에 걸쳐 연장구비되며 회전축(12)의 축방향에 대해 수직으로 작용하는 하중을 받는 에어 포일(33)을 포함한다. 에어 포일(33)의 고정단(33a)은 하우징(31)의 내표면상에 고정되고, 자유단(33b)은 범퍼(32)위로 연장된다.

범퍼(32)가 에어 포일(33)과 접촉하는 면은 회전축(12)에 대응하는 곡선으로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 에어 포일(33)에 대하여 상대적으로 넓은 접촉면적을 확보하게 된다.

제 1에어 포일 베어링(30)에는 중앙 하우징(11)의 공기통로를 통해 외부공기가 공급되고, 공급된 공기는 에어 포일(33)의 표면과 회전축(12)의 외주면 사이에 공기막을 형성함으로써 회전축(12)을 에어 포일(33)로부터 부상(Lift-off)시켜 마찰저항을 최소화시킨다. 이 때, 에어 포일(33)은 범퍼(32)에 의해 지지된다.

한편, 터보과급기(10)의 구조상 터빈측의 온도상승이 높으므로, 에어 포일 스러스트 베어링(20)과 압축기 하우징(14)사이(도 2에서 볼 때 에어 포일 스러스트베어링(20)의 좌측)에 발전기(50)가 설치되며, 회전축(12)과 발전기(50)의 회전자는 제 2에어 포일 저널 베어링(40)에 의해 회전가능하게 지지된다.

도 4는 제 2에어 포일 저널 베어링과 발전기의 결합구조를 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 발전기(50)의 원통형 회전자는 8개의 N-S자극을 가지는 영구자석(51)과, 영구자석(51)의 외주에 항장력(抗張力)이 큰, 예를 들어 티탄합금판으로 구비된 외통(52)을 포함한다.

중공의 원통형으로 배열된 영구자석(51)의 중심부에는 회전축(12)이 삽입된다. 영구자석(51)과 회전축(12)과의 사이에는 단열을 위해 열전도방지 간극(53)이 구비되어 회전축(12)으로부터 영구자석(51)으로의 열전도를 방지함으로써, 온도상승으로 인한 영구자석(51)의 감자작용을 방지한다.

회전자의 외주에 회전자에 대응하여 구비되어 발전기(50)를 구성하는 고정자는 규소 강판을 적층하여 이루어진 코어(54)와, 코어(54)에 권선된 코일부(55)를 포함한다.

상호 인접하는 코일부(55)사이에는 폴리코트(56)를 몰딩한다.

여기서, 폴리코트는 항장력 및 내마모성이 우수한 고분자 합성물질을 지칭하는 것으로, 주성분으로는 폴리비닐알코올(Polyvinylalcohol)이 주로 사용된다.

이러한 폴리코트부(56)는 발전기(50)의 자체 진동감쇠와 소음감소의 기능을 수행한다.

또한, 폴리코트부(56)는 통기성이 우수한 특징을 가지므로, 발전기(50)에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 효과가 있다.

회전자와 고정자의 사이에는 회전자 및 회전축(12)을 회전가능하게 지지하기 위한 제 2에어 포일 저널 베어링(40)이 구비된다.

제 2에어 포일 저널 베어링(40)은 폴리코트로 이루어진 원통형의 하우징(41)과, 하우징(41)의 내표면에 형성된 다수의 범퍼(42)와, 범퍼(42)의 상부에 걸쳐 연장구비되는 에어 포일(43)을 포함한다. 에어 포일(43)의 고정단은 하우징(41)의 내표면상에 고정되고, 자유단은 범퍼(42)위로 연장된다(도 3의 제 1에어 포일 저널 베어링(30)의 에어 포일(33) 참조).

제 2에어 포일 저널 베어링(40)의 폴리코트 하우징(41)의 외주면이 발전기(50)의 코어(54)의 내주면과 접촉되어 지지됨으로써, 회전축(12)의 고속회전시나 터보과급기(10)에 외부충격하중이 가해진 경우 폴리코트의 진동감쇠특성에 의해 베어링(40)의 동적 안정성(dynamic stability)이 유지될 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기가 적용된 차량의 과급시스템을 보인 개략도이다.

터보과급기(10)에서 과급된 공기는 온도가 상승함과 동시에 밀도의 증대비율이 감소하여 노킹이 발생되거나 충전효율(charging efficiency)이 저하되는데, 이러한 현상을 방지하기 위해 터보과급기(10)에서 나온 고온 공기를 엔진(60)에 공급하기 전 냉각시키기 위한 인터쿨러(70, intercooler)가 흡입관(62)에 설치된다.

인터쿨러(70)와 엔진(60)사이의 흡입관(62)부위에는 인터쿨러(70)를 통과한 냉각 공기의 일부를 발전기(50)로 바이패스시켜 발전기(50)를 냉각시키기 위한 냉기유도관(71)이 연결된다.

냉기유도관(71)에는 발전기(50)와 연결된 제어장치(도시되지 않음)에 의해 냉각 공기의 유동을 단속하도록 제어되는 스로틀 밸브(72, throttle valve)가 설치된다.

즉, 제어장치가 발전기(50)로부터의 온도신호를 판단하여 소정 온도 이상이면, 스로틀 밸브(72)를 개방시켜 인터쿨러(70)를 통과한 냉각 공기의 일부가 냉기유도관(71)을 통해 발전기(50)측으로 이동하도록 한다.

이와 더불어, 고온의 배기가스와 접촉하는 터빈 휠(15)로부터 고온의 열이 발전기(50)로 전도되는 것을 방지하기 위해, 에어 포일 스러스트 베어링(20)의 스러스트 칼라(21)는 크롬 몰리브덴으로 코팅되어 있고, 스러스트 베어링 디스크(22)는 인코넬 750-X계열의 소재로 코팅되어 내열 및 내마모 특성을 가지도록 한다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템의 작동 및 작용효과를 설명한다.

엔진(60)으로부터 배기관(61)을 통해 배출되는 배기가스가 배기가스입구(13a)를 통해 터빈 하우징(13)의 내부로 압송되면, 터빈 휠(15)이 배기가스의 에너지에 의해 구동되어 고속회전되고, 동시에 에어 포일 베어링(20, 30, 40)으로 지지된 회전축(12)이 회전한다.

그리고, 압축기 하우징(14)의 내부에서 회전하는 압축기 임펠러(16)의 압축작동에 의해 흡입공기입구(14a)로부터 유입된 공기를 압축해서 흡입공기출구(14b)로부터 흡입관(62)을 통해 엔진(60)으로 압송하고, 부스트(boost)압을 높여 엔진(60)의 출력을 향상시킨다.

회전축(12)에 설치된 발전기(50)의 회전자도 터빈 휠(15) 및 압축기 임펠러(16)와 동일한 축선상에 위치하기 때문에 고속회전하게 되고, 강력한 자기력을 가지는 영구자석(51)의 고속회전에 의해, 고정자에 설치된 코일부(55)에는 도 4에서 가상선으로 나타낸 바와 같이 교번자속(交番磁束)이 쇄교(鎖交)해서 기전력을 발생시킨다. 이 기전력은 예를 들어, 정류기를 통해 직류로 변환되고, 배터리를 충전하는 등의 배기 에너지의 전력회생에 이용되어진다.

고속회전되는 영구자석(51)은 항장력이 큰 소재로 이루어진 외통(52)에 압입되어 있기 때문에, 100,000RPM정도의 고속회전에 의한 원심력에 의해서도 파괴되지 않는다.

한편, 제어장치가 발전기(50)로부터의 온도신호를 판단하여 소정 온도 이상이면 스로틀 밸브(72)를 개방시켜 인터쿨러(70)를 통과한 냉각 공기의 일부를 냉기유도관(71)을 통해 발전기(50)로 바이패스시켜 발전기(50)를 냉각시키게 된다.

도 6a와 도 6b는 각각 시간경과에 따른 회전축의 회전속도변화와 회전토오크변화를 보인 선도이고, 도 7은 회전축의 회전속도와 회전토오크의 관계를 보인 선도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기에 있어서, 터보과급기(10)의 회전축(12)을 지지하기 위해 에어 포일 베어링(20, 30, 40)을 적용하게 되면, 회전축(12)의 초기 스타트시의 토오크 최고치가 168N-mm인데 반해, 대략 2,000~4,000RPM의 저속회전에서 회전축(12)이 에어 포일 베어링(20, 30, 40)으로부터 초기 부상(Lift-off)하는 것이 가능하며, 이후 14,000PRM까지 가속을하더라도 회전토오크는 3.732N-mm에 지나지 않는다.

이와 같이, 회전축(12)의 초기 부상 후 공기의 저항이 급격히 감소하므로, 저토오크에서도 발전이 가능하여 전체 차량시스템의 측면에서 볼 때에도 효율이 매우 높아질 수 있게 된다. 또한, 회전축(12)이 오일 베어링으로 지지되는 종래기술에 비하여 회전토오크에 의한 손실이 대폭 감소되므로 터보 래그현상을 최소화할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템에 있어서, 발전기와 터보과급기를 일체화함으로써 구조가 단순해지고, 경량화되며, 차량의 엔진룸내에 공간을 더 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 볼 베어링 대신에 마찰손실이 적은 에어 포일 베어링을 적용하여 회전축을 지지함으로써 터보과급기의 응답성을 획기적으로 개선하여 터보 래그현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 윤활을 위한 오일이 에어 포일 베어링에는 요구되지 않기 때문에 환경친화성과 에너지 저소비에 따른 경제성이 뛰어난 이점이 있다.

Claims

회전축, 상기 회전축의 일단에 결합되고 내연기관으로부터 배출된 배기가스에 의해 회전하는 터빈 휠, 상기 회전축의 타단에 결합되고 상기 터빈 휠과 함께 회전하여 공기를 흡입 압축하여 상기 내연기관으로 이송시키는 압축기 임펠러, 상기 회전축, 터빈 휠 및 압축기 임펠러를 내장하는 본체를 포함하는 터보과급기를 갖는 과급시스템에 있어서,

상기 본체의 내부에는 상기 회전축에 의해 회전하는 회전자와 상기 회전자의 외주에 구비되는 고정자로 구성된 발전기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템.
제 1항에 있어서, 상기 회전축은 상기 본체의 내부에 설치되는 에어 포일 베어링부재에 의해 회전가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템.
제 2항에 있어서, 상기 에어 포일 베어링부재는 상기 회전축의 중간부에 설치되며, 그 중심부에 상기 회전축이 결합되는 스러스트 칼라와, 상기 스러스트 칼라의 전후면에 소정간격 이격되어 상기 스러스트 칼라와 상대 회전운동을 하며 그 표면에 다수의 포일이 형성되어 있는 한 쌍의 스러스트 베어링 디스크를 포함하는 에어 포일 스러스트 베어링과,

상기 에어 포일 스러스트 베어링과 상기 터빈 휠 사이의 상기 회전축에 설치되며, 원통형의 하우징과, 상기 하우징의 내면에 형성된 다수의 범퍼와, 상기 범퍼의 상부에 걸쳐 연장되는 에어 포일을 포함하는 제 1에어 포일 저널 베어링과,

상기 에어 포일 스러스트 베어링과 상기 압축기 임펠러 사이의 상기 회전축에 설치되며, 폴리코트로 이루어진 원통형의 하우징과, 상기 하우징의 내면에 형성된 다수의 범퍼와, 상기 범퍼의 상부에 걸쳐 연장되는 에어 포일을 포함하는 제 2에어 포일 저널 베어링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템.
제 3항에 있어서, 상기 발전기의 상기 회전자는 상기 제 2에어 포일 저널 베어링의 내부에 위치하는 원통형의 외통과, 상기 외통의 내면에 고정되고 그 중심부에 상기 회전축이 소정간격 이격되어 관통하는 영구자석을 포함하고,

상기 고정자는 상기 제 2에어 포일 저널 베어링의 외주에 배열되는 코어와, 상기 코어에 권선된 다수의 코일부와, 상호 인접하는 상기 코일부 사이에 몰딩된 폴리코트부를 포함하며,

상기 제 2에어 포일 저널 베어링은 상기 하우징의 외주면에서 상기 고정자의 내주면에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템.
제 3항에 있어서, 상기 스러스트 칼라와 상기 스러스트 베어링 디스크는 각각 내열재로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템.
제 1항에 있어서, 상기 압축기 임펠러와 상기 내연기관사이에는 인터쿨러가 설치되고,

상기 인터쿨러와 상기 내연기관을 연결하는 도관에는 상기 인터쿨러를 통과한 냉각 공기의 일부를 상기 발전기로 바이패스시키기 위한 냉기유도관이 연결되며,

상기 냉기유도관에는 냉각 공기의 유동을 단속하는 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발전기와 일체로 된 터보과급기를 갖는 과급시스템.
제 1항에 있어서, 상기 본체에는 냉각수로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터보과급기를 갖는 과급시스템.