KR20060064910A - Turbo charger apparatus of engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터보 차저 장치에 관한 것이며, 상세하게는 과급압을 흡기 매니폴드에서 조절하는 터보 차저 장치에 관한 것으로서, 과급압 조절을 흡기 매니폴드에서 실시하여 웨이스트 게이트 밸브의 수명을 연장함과 동시에 과급압 제어를 양호하게 하고, 인터 쿨러의 내구성을 증진할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a turbocharger device, and more particularly, to a turbocharger device that regulates the boost pressure in the intake manifold. The pressure control is good, and the durability of the inter cooler can be improved.

본 발명은 엔진(1)의 배기 매니폴드(2)에 터빈(4)을 설치하고, 흡기 매니폴드(3)에 컴프레서(5)를 상기 터빈(4)과 동일 축으로 설치하며, 상기 흡기 매니폴드(3)에 과급압 제어수단(30)을 설치하는 바, 상기 과급압 제어수단(30)은 상기 흡기 매니폴드(3)에 컴프레서(5)를 바이패스하는 도관(31)을 설치하여 그 도관(31)의 입구 측에 웨이스트 게이트 밸브(32)를 설치하고, 상기 웨이스트 게이트 밸브(32)는 솔레노이드 밸브(34)에 의하여 구동되는 액츄에이터(33)로서 개폐하며, 또한 상기 솔레노이드 밸브(34)는 에어 탱크(36)에서 공급되는 공기를 레귤레이터(35)에서 압력을 조절한 후 공급하여 구동토록 한 것이다.The present invention provides a turbine 4 in the exhaust manifold 2 of the engine 1, a compressor 5 in the intake manifold 3 coaxially with the turbine 4, and the intake manifold. The boost pressure control means 30 is installed in the fold 3, and the boost pressure control means 30 is provided with a conduit 31 for bypassing the compressor 5 in the intake manifold 3. A waste gate valve 32 is provided at the inlet side of the conduit 31, and the waste gate valve 32 opens and closes as an actuator 33 driven by the solenoid valve 34, and the solenoid valve 34. The air is supplied from the air tank 36 to regulate the pressure in the regulator 35 and then supply to drive.

그리고 상기 솔레노이드 밸브(34)는 엔진(1) 및 흡기 매니폴드(3)에 각각 설치한 회전수 센서(37)와 흡기압 센서(38)의 출력신호를 제어기(39)에서 입력받고 그 출력신호를 제어기(39)에 내장된 맵 센서가 제어 연산하여 솔레노이드 밸브(34)를 듀티 제어하는 것이다.The solenoid valve 34 receives the output signals of the rotation speed sensor 37 and the intake pressure sensor 38 installed in the engine 1 and the intake manifold 3, respectively, from the controller 39. Is a control operation of the map sensor built into the controller 39 to duty-control the solenoid valve 34.

그리고 상기 도관(31)의 웨이스트 게이트 밸브(32) 출구 측에는 에어 쿨러(40)를 설치하여 컴프레서(5)를 바이패스하는 압축공기를 냉각하도록 한 것이다.In addition, an air cooler 40 is installed at the outlet side of the waste gate valve 32 of the conduit 31 to cool the compressed air bypassing the compressor 5.

흡기 매니폴드, 컴프레서, 도관, 웨이스트 게이트 밸브, 에어 쿨러Intake Manifold, Compressor, Conduit, Waste Gate Valve, Air Cooler

Description

엔진의 터보 차저 장치 {TURBO CHARGER APPARATUS OF ENGINE}Engine turbocharger unit {TURBO CHARGER APPARATUS OF ENGINE}

도 1은 본 발명의 실시예의 구성도.1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

도 2는 종래의 것의 구성도.2 is a block diagram of a conventional one.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >        <Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

3 : 흡기 매니폴드 5 : 컴프레서 31 : 도관 3: intake manifold 5: compressor 31: conduit

32 : 웨이스트 게이트 밸브 40 : 에어 쿨러32: waste gate valve 40: air cooler

본 발명은 터보 차저 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 과급압을 흡기 매니폴드에서 조절하는 터보 차저 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbocharger device, and more particularly, to a turbocharger device for regulating the boost pressure in an intake manifold.

주지하는 바와 같이 주로 자동차용 엔진은 터보 차저를 설치하여 흡기를 과급함으로써 충전효율을 높이고, 충전효율을 높임에 따라 출력을 증대하고, 연비를 개선하고 있다.As is well known, mainly engines for automobiles are provided with a turbocharger to supercharge the intake air, thereby increasing the charging efficiency, and increasing the power and improving fuel efficiency as the charging efficiency is increased.

종래의 터보 차저 장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 엔진(1)의 배기 매니폴드(2)에 터빈(4)을 설치하고, 흡기 매니폴드(3)에 상기 터빈(4)과 동일 축으로 컴프레서(5)를 설치하며, 상기 배기 매니폴드(2)에 과급압 제어수단(6)을 설치하는 바, 상기 과급압 제어수단(6)은 상기 배기 매니폴드(2)에 터빈(4)을 바이패스하는 도관(7)을 설치하여 상기 도관(7)의 입구에 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)(8)를 설치하고, 상기 웨이스트 게이트 밸브(8)는 솔레노이드 밸브(10)에 의하여 구동되는 액츄에이터(9)로서 개폐하며, 또한 상기 솔레노이드 밸브(10)는 에어 탱크(12)에서 공급되는 공기를 레귤레이터(11)에서 압력을 조절한 후 공급하여 구동하고 있다.In the conventional turbocharger device, as shown in FIG. 2, the turbine 4 is installed in the exhaust manifold 2 of the engine 1, and the intake manifold 3 is coaxial with the turbine 4. The compressor 5 is installed, and the boost pressure control means 6 is installed in the exhaust manifold 2, and the boost pressure control means 6 connects the turbine 4 to the exhaust manifold 2. Bypass conduit (7) is installed to provide a waste gate valve (8) at the inlet of the conduit (7), the waste gate valve (8) is driven by the solenoid valve (10) The solenoid valve 10 is opened and closed as an actuator 9, and the solenoid valve 10 is driven by supplying air supplied from the air tank 12 after regulating the pressure in the regulator 11.

그리고 상기 솔레노이드 밸브(10)는 엔진(1) 및 흡기 매니폴드(3)에 각각 설치한 회전수 센서(13)와 흡기압 센서(14)의 출력신호를 제어기(15)에서 입력받고, 그 출력신호를 맵 센서가 제어 연산하여 솔레노이드 밸브(10)를 듀티 제어하여 개폐하고 있다.The solenoid valve 10 receives the output signals of the rotation speed sensor 13 and the intake pressure sensor 14 installed in the engine 1 and the intake manifold 3, respectively, from the controller 15, and the outputs thereof. The map sensor performs a control operation on the signal, and the solenoid valve 10 is duty-controlled to open and close.

한편 흡기 매니폴드(3)의 컴프레서(5) 출구 측에는 인터 쿨러(16)를 설치하여 흡기를 냉각함으로써 밀도를 높이고 있다.On the other hand, the intercooler 16 is provided in the compressor 5 exit side of the intake manifold 3, and the intake air is cooled to increase the density.

상기한 터보 차저 장치는 엔진(1)의 구동시에 배기가스 에너지에 의하여 터빈(4)이 구동됨에 따라 터빈(4)과 동일 축으로 흡기 매니폴드(3)에 설치한 컴프레서(5)에서 흡기를 압축하여 과급을 하며, 상기와 같이 과급할 때 회전수 센서(13)와 흡기압 센서(14)의 출력신호를 제어기(15)가 입력받고, 제어기(15)에 내장된 맵 센서가 솔레노이드 밸브(10)를 듀티 제어하여 액츄에이터(9)에 작용하는 공기압을 조절함으로써 웨이스트 게이트 밸브(8)의 개폐도를 조절하고, 상기 웨이스트 게이트 밸브(8)의 개방도에 따라 즉 배기가스를 바이패스도관(7)으로 바이패스 시켜서 터빈(4)을 구동하는 배기가스 에너지를 조절하여 컴프레서(5)의 회전수를 조절함으 로써 과급압을 제어하는 것이다.The turbocharger is driven by the exhaust gas energy when the engine 1 is driven, so that the intake air is stored in the compressor 5 installed in the intake manifold 3 on the same axis as the turbine 4. The controller 15 receives the output signals of the rotation speed sensor 13 and the intake air pressure sensor 14 when the supercharging is performed as described above, and the map sensor embedded in the controller 15 receives the solenoid valve ( 10) to control the degree of opening and closing of the waste gate valve 8 by adjusting the air pressure acting on the actuator 9 by controlling the duty, and according to the opening degree of the waste gate valve 8, that is, the exhaust gas is bypassed. 7) By controlling the exhaust gas energy by controlling the exhaust gas energy driving the turbine 4 by bypassing to control the boost pressure.

그러나 상기한 웨이스트 게이트 밸브(8)는 배기가스의 온도가 높은 배기 매니폴드(2)에 노출되게 설치한 것임으로 과급압 제어시에 웨이스트 게이트 밸브(8)가 개폐될 때의 충격 및 열피로에 의하여 웨이스트 게이트 밸브(8) 및 부싱 등의 마모가 발생할 수밖에 없으며, 상기와 같이 웨이스트 게이트 밸브(8) 등이 마모되면 액츄에이터(9)에 작용하는 공기압과 관계없이 웨이스트 게이트 밸브(8)가 개방된 상태를 유지함으로써 터빈(4)에 가하여지는 배기가스 에너지가 감소되어 소기의 목적달성이 어렵게 되는 문제점이 발생하는 것이다.However, the waste gate valve 8 is installed so as to be exposed to the exhaust manifold 2 having a high temperature of the exhaust gas, so that the waste gate valve 8 is open to the shock and thermal fatigue when the boost gate valve 8 is opened and closed. As a result, wear of the waste gate valve 8 and the bushing may occur, and when the waste gate valve 8 is worn as described above, the waste gate valve 8 may be opened regardless of the air pressure acting on the actuator 9. By maintaining the state, a problem arises in that the exhaust gas energy applied to the turbine 4 is reduced and the desired purpose is difficult to be achieved.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 과급압 조절을 흡기 매니폴드에서 실시하여 웨이스트 게이트 밸브의 수명을 연장함과 동시에 과급압 제어를 양호하게 하고, 인터 쿨러의 내구성을 증진할 수 있도록 한 터보 차저 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention corrects the above-mentioned problems, and the turbocharger is implemented in the intake manifold to extend the service life of the waste gate valve, improve the boost pressure control, and improve the durability of the intercooler. It is an object to provide a device.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엔진의 배기 매니폴드에 터빈을 설치하고, 흡기 매니폴드에 상기 터빈과 동일 축으로 컴프레서를 설치하며, 상기 흡기 매니폴드의 컴프레서 출구에 인터 쿨러를 설치한 터보 차저에 있어서, 상기 흡기 매니폴드에 컴프레서를 바이패스하는 도관을 설치하여 그 입구 측에 액츄에이터에 의하여 개폐되는 웨이스트 게이트 밸브를 설치하고, 상기 액츄에이터에 솔레노이드 밸브를 연결하여 상기 솔레노이드 밸브를 회전수 센서와 흡기압 센서의 출력신호를 입력받는 제어기에 의하여 제어하며, 상기 도관에 에어 쿨러를 설치하여 서 된 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a turbine in the exhaust manifold of the engine, a compressor in the same axis as the turbine in the intake manifold, and an intercooler in the compressor outlet of the intake manifold. In the turbocharger, a conduit for bypassing the compressor is installed in the intake manifold, a waste gate valve is opened and closed by an actuator on an inlet side thereof, and a solenoid valve is connected to the actuator to connect the solenoid valve to a rotational speed sensor. And is controlled by a controller for receiving the output signal of the intake pressure sensor, it is to install an air cooler in the conduit.

본 발명은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 엔진(1)의 배기 매니폴드(2)에 터빈(4)을 설치하고, 흡기 매니폴드(3)에 컴프레서(5)를 상기 터빈(4)과 동일 축으로 설치하며, 상기 흡기 매니폴드(3)에 과급압 제어수단(30)을 설치하는 바, 상기 과급압 제어수단(30)은 상기 흡기 매니폴드(3)에 컴프레서(5)를 바이패스하는 도관(31)을 설치하여 그 도관(31)의 입구 측에 웨이스트 게이트 밸브(32)를 설치하고, 상기 웨이스트 게이트 밸브(32)는 솔레노이드 밸브(34)에 의하여 구동되는 액츄에이터(33)로서 개폐하며, 또한 상기 솔레노이드 밸브(34)는 에어 탱크(36)에서 공급되는 공기를 레귤레이터(35)에서 압력을 조절한 후 공급하여 구동토록 한 것이다.1 and 2, the turbine 4 is provided in the exhaust manifold 2 of the engine 1, and the compressor 5 is installed in the intake manifold 3. And the boost pressure control means 30 is installed in the intake manifold 3, and the boost pressure control means 30 supplies the compressor 5 to the intake manifold 3. Bypass conduit 31 is provided and a waste gate valve 32 is provided at the inlet side of the conduit 31, the waste gate valve 32 being an actuator 33 driven by a solenoid valve 34. As the solenoid valve 34 is opened and closed, the solenoid valve 34 supplies air supplied from the air tank 36 to be driven by regulating the pressure in the regulator 35.

그리고 상기 솔레노이드 밸브(34)는 엔진(1) 및 흡기 매니폴드(3)에 각각 설치한 회전수 센서(37)와 흡기압 센서(38)의 출력신호를 제어기(39)에서 입력받고, 그 출력신호를 제어기(39)에 내장된 맵 센서가 제어 연산하여 솔레노이드 밸브(34)를 듀티 제어하는 것이다.The solenoid valve 34 receives the output signals of the rotation speed sensor 37 and the intake pressure sensor 38 installed in the engine 1 and the intake manifold 3, respectively, and the outputs thereof. The map sensor built into the controller 39 controls the signal to duty-control the solenoid valve 34.

그리고 상기 도관(31)의 웨이스트 게이트 밸브(32) 출구 측에는 에어 쿨러(40)를 설치하여 컴프레서(5)를 바이패스하는 압축공기를 냉각하도록 한 것이다.In addition, an air cooler 40 is installed at the outlet side of the waste gate valve 32 of the conduit 31 to cool the compressed air bypassing the compressor 5.

또한 흡기 매니폴드(3)의 도관(31) 설치 후방에는 인터 쿨러(16)를 설치한 것이다.In addition, the intercooler 16 is installed behind the conduit 31 of the intake manifold 3.

미설명부호 41은 스로틀 밸브 개도센서로서, 상기 흡기압 센서(38)와 함께 흡기압을 센싱하여 제어기(39)에 그 출력신호를 입력함으로써 신뢰성을 향상할 수 있도록 한 것이다.Reference numeral 41 denotes a throttle valve opening sensor, which senses the intake pressure together with the intake pressure sensor 38 to input the output signal to the controller 39 to improve reliability.

이상과 같은 본 발명은 엔진(1)의 구동시에 배기가스 에너지에 의하여 터빈(4)이 구동됨에 따라 터빈(4)과 동일 축으로 설치한 컴프레서(5)에서 흡기를 압축하여 과급을 하며, 상기와 같이 과급을 할 때 회전수 센서(37)와 흡기압 센서(38)의 출력신호를 제어기(39)가 입력받고, 제어기(39)에 내장된 맵 센서가 솔레노이드 밸브(34)를 듀티 제어하여 액츄에이터(33)에 작용하는 공기압을 조절함으로써 웨이스트 게이트 밸브(32)의 개방도에 따라 컴프레서(5)에서 압축된 압축공기가 도관(31)을 바이패스하여 컴프레서(5)의 흡입측에 재공급되어 과급압을 제어하는 것이다.According to the present invention as described above, as the turbine 4 is driven by the exhaust gas energy when the engine 1 is driven, the intake air is compressed by the compressor 5 installed on the same axis as the turbine 4. The controller 39 receives the output signals of the rotation speed sensor 37 and the intake air pressure sensor 38 when the supercharging is performed, and the map sensor built in the controller 39 duty-controls the solenoid valve 34. By adjusting the air pressure acting on the actuator 33, the compressed air compressed by the compressor 5 bypasses the conduit 31 according to the opening degree of the waste gate valve 32 and resupply it to the suction side of the compressor 5. To control the boost pressure.

상기와 같이 과급압을 제어할 때 과급압 제어수단(30)의 웨이스트 게이트 밸브(32)는 온도가 낮은 흡기 매니폴드(3)에 노출되게 설치되어 있음으로 웨이스트 게이트 밸브(32) 및 부싱 등의 충격 및 열피로가 적기 때문에 마모가 작고, 웨이스트 게이트 밸브(32) 등의 마모가 작으면 웨이스트 게이트 밸브(32)의 개폐도가 정확하게 됨으로써 과급압 제어를 양호하게 할 수 있는 것이다.When controlling the boost pressure as described above, the waste gate valve 32 of the boost pressure control means 30 is installed to be exposed to the intake manifold 3 having a low temperature, such as the waste gate valve 32 and the bushing. If the wear is small because the impact and thermal fatigue are small, and the wear of the waste gate valve 32 or the like is small, the opening and closing degree of the waste gate valve 32 is accurate, so that the supercharge pressure control can be improved.

또한 압축공기가 도관(31)을 바이패스하여 컴프레서(5)의 흡입측에 재공급 될 때 도관(31)에 설치한 에어 쿨러(40)에서 냉각함으로써 흡기의 온도가 더 상승되는 것을 방지할 수 있기 때문에 컴프레서(5)의 내구성을 향상함과 동시에 인터 쿨러(16)의 파손을 방지하여 이 또한 내구성을 향상할 수 있는 것이다. In addition, when the compressed air is bypassed by the conduit 31 and resupplied to the suction side of the compressor 5, the air cooler 40 installed in the conduit 31 is cooled to prevent the temperature of the intake air from being further increased. As a result, the durability of the compressor 5 can be improved and the breakage of the intercooler 16 can be prevented, thereby improving durability.

이상과 같이 본 발명은 터보 차저의 과급압 제어수단의 웨이스트 게이트 밸 브를 온도가 낮은 흡기 매니폴드에 설치함으로써 웨이스트 게이트 밸브 등의 충격 및 열피로가 적기 때문에 마모가 작아서 웨이스트 게이트 밸브의 개폐도를 정확하게 유지할 수 있게 되어 과급압 제어를 양호하게 할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, since the waste gate valve of the boost pressure control means of the turbocharger is installed in the intake manifold having a low temperature, there is less impact and thermal fatigue of the waste gate valve. It is possible to maintain precisely and to improve the boost pressure control.

그리고 압축공기를 컴프레서 흡입 측으로 바이패스하는 도관에 에어 쿨러를 설치하여 압축공기를 냉각한 후 컴프레서에 재공급함으로써 흡기의 온도가 더 상승되는 것을 방지할 수 있기 때문에 컴프레서와 인터 쿨러의 내구성을 향상할 수 있는 것이다.In addition, by installing an air cooler in the conduit bypassing the compressed air to the compressor suction side, the compressed air is cooled and then resupplied to the compressor to prevent the intake temperature from rising further. It can be.

Claims (1)

엔진의 배기 매니폴드에 터빈을 설치하고, 흡기 매니폴드에 상기 터빈과 동일 축으로 컴프레서를 설치하며, 상기 흡기 매니폴드의 컴프레서 출구에 인터 쿨러를 설치한 터보 차저에 있어서, 상기 흡기 매니폴드에 컴프레서를 바이패스하는 도관을 설치하여 그 입구 측에 액츄에이터에 의하여 개폐되는 웨이스트 게이트 밸브를 설치하고, 상기 액츄에이터에 솔레노이드 밸브를 연결하여 상기 솔레노이드 밸브를 회전수 센서와 흡기압 센서의 출력신호를 입력받는 제어기에 의하여 제어하며, 상기 도관에 에어 쿨러를 설치하여서 된 터보 차저 장치.A turbocharger in which a turbine is provided in an exhaust manifold of an engine, a compressor is installed in the intake manifold on the same axis as the turbine, and an intercooler is provided in the compressor outlet of the intake manifold, wherein the compressor is provided in the intake manifold. Install a waste gate valve that is opened and closed by an actuator at the inlet side of the conduit bypassing the conduit, and the solenoid valve is connected to the actuator to receive the output signal of the rotational speed sensor and the intake pressure sensor Controlled by a turbocharger device by installing an air cooler in the conduit.
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