KR20050047264A

KR20050047264A - 터보차저의 배기가스 누출 방지구조

Info

Publication number: KR20050047264A
Application number: KR1020030081068A
Authority: KR
Inventors: 감재근
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-05-20

Abstract

본 발명은 터보차저의 배기가스 누출 방지구조에 관한 것으로, 크랭크 기구로 이루어진 WGT(Waste Gate Turbo Charger)의 웨이스트게이트 밸브 작동부나 VGT(Variable Geometric Turbo Charger)의 베인 작동부에 있어서, 회동아암(8)과 부시(11)의 사이에 탄성재질의 와셔(12)를 설치한 구조로 이루어진다.

따라서, 회동아암(8) 작동에 의해 부시(11)의 내부에서 회동축(9)이 기울어져도 회동아암(8)과 부시(11)의 사이에 틈이 발생하지 않음으로써 회동축(9)이 설치된 터보차저의 하우징으로부터 외부로 배기가스의 누출이 발생하지 않게 된다.

Description

터보차저의 배기가스 누출 방지구조{exhaust gas leak preventing structure of turbocharger}

본 발명은 자동차의 흡기를 과급하는 터보차저에 관한 것으로, 특히 터보차저에 있어서 배기가스의 누출을 방지하기 위한 배기가스 누출 방지구조에 관한 것이다.

터보차저(turbocharger)는 엔진의 연소실에 보다 많은 양의 외기를 공급하기 위하여 배기가스의 배출력을 이용하여 외기를 강제로 연소실로 공급하는 수퍼차저로서, 배기가스의 배출력을 이용하기 위하여 터빈(turbine)을 이용하는데서 기계 구동 방식의 수퍼차저와 구별하여 터보차저라 불리우게 되었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 터보차저는 터빈하우징(1)과 컴프레서하우징(2)이 센터하우징(3)으로 연결된 형상으로 이루어져 있으며, 터빈하우징(1)과 컴프레서하우징(2)의 내부에는 동일축상에 설치된 터빈과 컴프레서가 각각 내장되어 있다.

따라서, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 상기 터빈하우징(1)내의 터빈을 돌리면 이 회전력에 의해 컴프레서가 회전하여 컴프레서하우징(2)의 내부로 유입된 외기를 엔진쪽으로 압송하도록 되어 있다.

한편, 기술 발달에 따라 엔진은 점차 소형화, 경량화되어 가면서도 출력이나 토크 등은 증가되고 있는 추세이다.

따라서, 배기압력 및 배기유량이 늘어나게 되었는바, 이에 의해 터빈하우징(1)내로 유입된 배기가스가 센터하우징(3)에 설치된 웨이스트게이트 밸브 설치부를 통하여 외부로 누출되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

상기 웨이스트게이트 밸브(Waste Gate Valve)는 과급압을 조절하기 위하여 여분의 배기가스를 터빈 출구쪽으로 바이패스시키는 밸브로서, 센터하우징(3)의 브라켓트(4)에 장착된 웨이스트게이트 액츄에이터(5;Waste Gate Actuator)에 의해 작동되는데, 이 부분은 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트 액츄에이터(5)의 작동편(6)에 핀(7)을 매개로 회동가능하게 회동아암(8)의 상단이 연결되고, 이 회동아암(8)의 하단에 센터하우징(3)에 형성된 설치홀로 삽입되는 회동축(9)이 고정되며, 이 회동축(9)의 타단에 웨이스트게이트 밸브를 조작하는 밸브아암(10)이 고정된 크랭크 기구 구조로 이루어져 있다.

따라서, 상기 작동편(6)의 상하작동이 회동아암(8)에서 회전운동으로 전환되고, 이 회전력이 회동축(9)을 매개로 밸브아암(10)을 회전시켜 웨이스트게이트 밸브의 개폐가 이루어지게 된다.

그런데, 상기 회동축(9)과 이 회동축(9)이 삽입되어 있는 센터하우징(3)의 설치홀 사이에는 부시(11)가 압입되어 있어서, 센터하우징(3) 외측으로의 배기가스 누출을 방지하고, 회동축(9)의 마찰회전을 가능토록 하고 있으나, 전술한 바와 같이 배기압력 증가로 인한 배기가스의 누출이 대부분 이 부분을 통하여 일어나고 있는 실정이다.

즉, 상기와 같은 웨이스트게이트 밸브 작동이 이루어질 때 작동편(6)의 상하운동이 회동아암(8)에 의해 회전운동으로 전환되는 과정에서 도 3에 도시된 바와 같이, 회동축(9)이 부시(11)의 내부에서 소정량 기울어지게 되는데, 이에 의해 센터하우징(3)의 내부와 외부를 연결하는 틈이 발생하게 되고, 이 틈으로 배기가스가 외부로 유출되는 것이다.

이와 같은 터보차저에서의 배기가스 누출현상은 가변구조 터보차저(VGT ; Variable Geometric Turbo Charger)에서 베인(Vane) 구동을 위해 적용된 크랭크 기구부에서도 동일하게 발생하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 웨이스트게이트 밸브 작동부나 VGT에서의 베인 작동부를 통하여 배기가스의 누출을 방지할 수 있도록 된 터보차저의 배기가스 누출 방지구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직선운동을 회전운동으로 전환하는 회동아암과, 이 회동아암에 고정되되 센터하우징에 형성된 설치홀에 삽입되어 있는 회동축과, 이 회동축에 고정된 밸브아암 및, 상기 회동축과 이 회동축이 삽입된 설치홀의 사이에 압입된 부시를 포함하여 이루어진 터보차저의 웨이스트게이트 밸브 작동부 또는 베인 구동부 구조에 있어서, 상기 회동아암과 부시의 접촉면 사이에 탄성재질의 와셔가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 배기가스 누출 방지구조가 적용된 터보차저의 배기가스 누출부 단면도이다.

종래와 동일하게 웨이스트게이트 액츄에이터(5)의 작동편(6) 하단에 핀(7)을 매개로 회동아암(8)의 상단이 상호 회동가능하게 연결되어 있으며, 이 회동아암(8)의 하단에 센터하우징(3)에 형성된 설치홀에 삽입되는 회동축(9)이 직각 상태로 고정되고, 이 회동축(9)의 센터하우징(3) 내측 단부에 웨이스트게이트 밸브를 직접 작동시키는 밸브아암(10)이 직각 상태로 고정되는 한편, 상기 회동축(9)과 이 회동축(9)이 삽입된 상기 센터하우징(3)의 설치홀 사이에는 부시(11)가 압입되어 있다.

이와 같은 구조에 있어서, 본 발명은 상기 회동아암(8)과 부시(11)의 접촉면 사이에 탄성재질의 와셔(12; 예로서 고무(rubber)재질의 와셔)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 와셔(12)는 회동축(9)의 외주에 설치될 수 있도록 중앙에 회동축(9) 삽입홀이 형성된 원판형의 것으로 그 형상은 일반적인 와셔와 동일하며, 장착상태에서 양측의 부재 즉, 회동아암(8)과 부시(11)의 단면에 밀착되어 있다.

따라서, 과급압 조절을 위해 웨이스트게이트 액츄에이터(5)가 작동할 때 상기 회동축(9)이 부시(11)의 내부에서 종래와 같이(도 3의 경우) 기울어져도 상기 부시(11)의 단부가 와셔(12)를 압축하면서 완전한 밀착상태를 유지함으로써 센터하우징(3)의 내부와 외부를 연결하는 틈이 발생하지 않게 된다.

즉, 회동축(9)이 기울어지는 웨이스트게이트 밸브의 정상적인 작동상태에서도 회동축(9)과 부시(11)의 사이, 회동아암(8)과 부시(11) 단부의 사이를 통하여 터보차저 내의 배기가스가 외부로 누출되지 않게 된다.

이상에서 웨이스트게이트 밸브 작동부를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 VGT의 베인 구동부에도 동일하게 적용되어 이를 통한 배기가스의 누출을 방지할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 엔진 고출력화에 따른 배기압력 증대로 인해 터보차저를 통과하는 배기가스가 터보차저의 외측으로 누출되는 현상을 방지함으로써 터보차저의 성능 저하 요인을 제거할 수 있고, 또한 차량 엔진룸의 오염을 방지하여 상품성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 터보차저의 사시도,

도 2는 배기가스 누출부의 단면도,

도 3은 배기가스 누출을 설명하기 위한 도면,

도 4는 도 2의 대응도로서, 본 발명에 따른 배기가스 누출 방지구조가 적용된 터보차저의 배기가스 누출부 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 터빈하우징, 2 : 컴프레서하우징,

3 : 센터하우징, 4 : 브라켓트,

5 : 웨이스트게이트 액츄에이터, 6 : 작동편,

7 : 핀, 8 : 회동아암,

9 : 회동축, 10 : 밸브아암,

11 : 부시, 12 : 와셔.

Claims

직선운동을 회전운동으로 전환하는 회동아암(8)과, 이 회동아암(8)에 고정되되 센터하우징(3)에 형성된 설치홀에 삽입되어 있는 회동축(9)과, 이 회동축(9)에 고정된 밸브아암(10) 및, 상기 회동축(9)과 이 회동축(9)이 삽입된 설치홀의 사이에 압입된 부시(11)를 포함하여 이루어진 터보차저의 웨이스트게이트 밸브 작동부 또는 베인 구동부 구조에 있어서,

상기 회동아암(8)과 부시(11)의 접촉면 사이에 탄성재질의 와셔(12)가 구비되어, 상기 회동아암(8) 작동에 의해 부시(11)의 내부에서 회동축(9)이 기울어져도 부시(11)와 회동아암(8)의 사이에 틈이 발생하지 않도록 된 것을 특징으로 하는 터보차저의 배기가스 누출 방지구조.