KR20060092346A - Protection system of turbo-charger - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 엔진 내구성의 향상을 위해 시동이 꺼진 후에도 냉각수온이 일정 수준까지 떨어질 때까지 냉각팬을 구동하는 것을 이용하여, 그 냉각팬 구동 모터의 구동력으로 터보차저의 윤활과 냉각에 필요한 엔진 오일을 공급하는 터보차저의 보호 시스템을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to drive the cooling fan until the coolant temperature drops to a certain level even after the start is turned off to improve the engine durability, the engine required for lubrication and cooling of the turbocharger by the driving force of the cooling fan drive motor It is to provide a protection system of a turbocharger for supplying oil.
이를 위해 본 발명은 엔진에 공기를 과급하는 터보차저와,To this end, the present invention is a turbocharger for supercharging air to the engine,
상기 터보차저에 오일을 공급하는 메인엔진오일펌프 및 엔진 정지 후에도 냉각수의 온도가 일정치 이상일 때 일정수준까지 떨어질 때 까지 냉각팬을 구동하여 라디에이터를 방열 냉각토록 작동되는 냉각팬 모터를 포함하여 구성되는 엔진에 있어서,Comprising a main engine oil pump for supplying oil to the turbocharger and a cooling fan motor that operates the cooling fan until the temperature of the coolant drops to a certain level even after the engine stops to a certain level to radiate heat radiator cooling In the engine,
상기 냉각팬의 모터축과 동축을 이루는 회전축에 의해 작동하는 보조 오일 펌프와;An auxiliary oil pump operated by a rotating shaft coaxial with the motor shaft of the cooling fan;
상기 회전축을 단속하는 전자식 클러치와;An electronic clutch for regulating the rotating shaft;
상기 보조 오일 펌프의 작동시 오일팬으로부터 상기 터보차저의 윤할부위에 오일을 공급 안내하는 보조윤활관로와;An auxiliary lubrication pipe line for guiding oil supply from the oil pan to the lubrication part of the turbocharger when the auxiliary oil pump is operated;
상기 터보차저의 베어링 하우징의 온도를 검출하는 온도센서와;A temperature sensor detecting a temperature of the bearing housing of the turbocharger;
엔진이 정지하면 상기 온도센서에 의해 상기 베어링 하우징의 온도를 검출하여 규정치 이상이면, 상기 전자식 클러치를 접속하도록 구동제어하며, 상기 온도센서로부터 검출된 베어링 하우징의 온도가 규정치 이하이면 상기 전자식 클러치를 분리하도록 제어하는 전자제어장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. When the engine is stopped, the temperature sensor detects the temperature of the bearing housing, and if the temperature is equal to or greater than the prescribed value, the drive control is performed to connect the electronic clutch. When the temperature of the bearing housing detected from the temperature sensor is less than the prescribed value, the electronic clutch is disconnected. It characterized in that it comprises a; electronic control device for controlling to.
터보차저 Turbocharger
Description
도 1은 본 발명에 의한 터보차저 보호 시스템을 나타내는 도면 1 is a view showing a turbocharger protection system according to the present invention
도 2는 본 발명의 작동 제어 블록도 2 is an operation control block diagram of the present invention;
도 3은 본 발명의 작동 흐름도 3 is an operational flowchart of the present invention.
도 4는 종래기술을 설명하기 위한 도면 4 is a view for explaining the prior art
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※ Explanation of codes for main parts of drawing
1 : 터보차저 2 : 베어링 하우징 1: turbocharger 2: bearing housing
3 : 메인 엔진 오일 펌프 4 : 오일팬3: main engine oil pump 4: oil pan
5 : 메인 윤활 회로 6 : 라디에이터5: main lubrication circuit 6: radiator
7 : 냉각팬 8 : 냉각팬 모터 7: cooling fan 8: cooling fan motor
9 : 냉각팬 모터축 10 : 회전축(펌프축)9 cooling
11 : 보호 오일 펌프 12 : 보조 윤활 관로 11: protective oil pump 12: auxiliary lubrication pipeline
13 : 전자식 클러치 14 : 체크 밸브 13: electronic clutch 14: check valve
15 : 전자제어장치 16 : 온도센서 15: electronic control device 16: temperature sensor
17 : 시동키 18 : 엔진 rpm센서 17: ignition key 18: engine rpm sensor
본 발명은 냉각팬 모터 구동축에 접속한 보조 오일 펌프를 이용한 터보차저 보호 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger protection system using an auxiliary oil pump connected to a cooling fan motor drive shaft.
대기압 보다 높은 압력으로 공기를 엔진에 과급하면 같은 배기량하에서도 다량으로 공기를 충전할 수 있으며, 이 공기 충전량에 따라 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 향상할 수 있다.When the air is charged to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure, a large amount of air can be charged even under the same displacement, and the fuel output can be improved by increasing the injection amount of fuel according to the air charge.
터보차저는 일종의 송풍기로서 도 4에 도시하는 것과 같이 배기가스의 유동 에너지를 이용하여 터빈(21)을 회전시키고 이와 회전축(22)으로 연결되어 회전하는 블로어(23)에 의해 외부로부터 공기를 흡입하고 가압시켜 실린더(24)에 보내 과급하는 장치이다.The turbocharger is a type of blower that rotates the
이와같이 터보차저는 터빈(21)과 블로어(23)가 회전자로서 1개의 회전축(22)의 양단에 장치되고, 각기 터빈케이스(25), 베어링케이스(26) 및 블로어케이스(27)안에 들어가 있으며, 회전축(22)은 회전수가 높으므로 평베어링(28)등으로 지지되고 엔진의 윤활 계통과 같은 윤활 회로에 의해 강제적으로 급유되도록 하고 있다.In this way, the turbocharger is provided with the
그러나 엔진이 장시간 정지된 후 재시동되는 경우 오일이 드레인된 상태라서 오일펌프가 작동을 시작하여 베어링 등의 회전축의 접동 부위에 오일이 공급되게 까지는 어느 정도 시간이 필요하므로 이 시간 동안에 오일이 부족한 건식마찰 운동에 의해 접동 부위가 집중적으로 마모되고, 심할 경우 베어링이 소착을 일으켜 터보차저의 수명 단축의 한 요인이 되고 있다.However, if the engine is restarted after stopping for a long time, the oil is drained, so it takes some time for the oil pump to start operating and supply oil to the sliding part of the rotating shaft such as bearings. The sliding part is intensively worn by the movement, and in severe cases, the bearing is ignited, which is a factor in shortening the life of the turbocharger.
이 때문에 한국 특허 등록 제212894호를 통해 엔진시동 초기에 터보차저의 휠 스피드를 감지하여 별도의 전자식 오일펌프를 작동시켜 터보차저 회전축이 회전 초기시 높은 급송압으로 신속히 베어링부에 오일을 공급하도록 하여 터보차저 베어링의 소착을 방지하게 되는 터보차저의 강제 윤활 방식이 제안된 바 있다.For this reason, the Korean patent registration No. 212894 detects the wheel speed of the turbocharger at the beginning of engine start and operates a separate electronic oil pump so that the turbocharger shaft can supply oil to the bearings at high feed pressure at the beginning of rotation. Forced lubrication of the turbocharger has been proposed to prevent the seizure of the turbocharger bearing.
그러나 상기한 선행 방식은 엔진 시동 초 터보차저에 엔진 오일의 원활한 공급을 가능하게 하여 터보차저 회전축과 베어링의 마모 및 소착을 줄일 수 있으나 터보차저가 고온 고속으로 운전한 상태에서 정지하는 경우 터보차저의 온도감지나 그에 따른 로직이 부재하기 때문에 오일 공급이 중단되므로써 터보차저를 보호해 줄 수 없으며, 또 별도로 독립된 오일 펌프를 구동하기 위해서는 별도의 모터가 요구되어 필요 부품이 복잡하고, 배터리 및 얼터네이터에 무리를 줄 수 있다.However, the above-described prior art can smoothly supply engine oil to the turbocharger at the start of the engine, thereby reducing wear and seizure of the turbocharger's rotating shaft and bearings. However, when the turbocharger is stopped at a high temperature and high speed, the turbocharger The absence of temperature sensing and associated logic prevents the turbocharger from being protected from oil supply, and requires a separate motor to drive a separate oil pump. Can be given.
이와같은 현상이 발생하는 이유는 엔진이 고속조건에서 연속적으로 운전을 하면 터보차저의 터빈은 20만 rpm 이상의 고회전을 하게 되고 극심한 열적 스트레스를 받게 되는데, 이때 엔진을 서서히 냉각시킨 상태에서 정지시키는 것이 아니라 갑자기 정지시키게 되면 터빈하우징이 높은 고온 상태에 있어 베어링의 온도를 상승시키게 되나 더 이상 베어링 부위에 오일이 공급되지 않아 회전축과 베어링이 치명적인 손상을 입을 우려가 있게 되는 것이며, 또한 높은 열로 오일이 타서 카본화된 오일이 베어링 부싱면에 퇴적되어 오일 채널을 막으면서 시일부재 주변에 지속적으로 퇴적되어지므로써 카본화된 오일로 인해 윤활성이 나빠지면서 마찰이 증가하여 베어링의 마모가 촉진되는 것이다. The reason for this phenomenon is that if the engine is operated continuously at high speed, the turbocharger's turbine will run at a high speed of 200,000 rpm or more and will be subjected to extreme thermal stress. If it stops suddenly, the turbine housing is in a high temperature state, which raises the temperature of the bearing, but the oil is not supplied to the bearing part anymore, and the rotating shaft and the bearing may be fatally damaged. As the oxidized oil is deposited on the bearing bushing surface and continues to be deposited around the seal member while blocking the oil channel, the carbonized oil degrades the lubrication and promotes the wear of the bearings.
이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 엔진 내구성의 향상을 위해 시동이 꺼진 후에도 냉각수온이 일정 수준까지 떨어질 때까지 냉각팬을 구동하는 것을 이용하여, 그 냉각팬 구동 모터의 구동력으로 터보차저의 윤활과 냉각에 필요한 엔진 오일을 공급하는 터보차저의 보호 시스템을 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above, and its object is to use a cooling fan drive motor by driving the cooling fan until the cooling water temperature drops to a certain level even after the engine is turned off for the purpose of improving engine durability. It is to provide a turbocharger protection system that supplies engine oil for lubrication and cooling of the turbocharger with the driving force of.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진에 공기를 과급하는 터보차저와, 상기 터보차저에 오일을 공급하는 메인엔진오일펌프 및 엔진 정지 후에도 냉각수의 온도가 일정치 이상일 때 일정수준까지 떨어질 때 까지 냉각팬을 구동하여 라디에이터를 방열 냉각토록 작동되는 냉각팬 모터를 포함하여 구성되는 엔진에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a turbocharger for charging air to the engine, a main engine oil pump for supplying oil to the turbocharger, and even after the engine stops until the temperature of the coolant drops to a certain level. In an engine comprising a cooling fan motor for driving a cooling fan to radiate and radiate the radiator,
상기 냉각팬의 모터축과 동축을 이루는 회전축에 의해 작동하는 보조 오일 펌프와;An auxiliary oil pump operated by a rotating shaft coaxial with the motor shaft of the cooling fan;
상기 회전축을 단속하는 전자식 클러치와;An electronic clutch for regulating the rotating shaft;
상기 보조 오일 펌프의 작동시 오일팬으로부터 상기 터보차저의 윤할부위에 오일을 공급 안내하는 보조윤활관로와;An auxiliary lubrication pipe line for guiding oil supply from the oil pan to the lubrication part of the turbocharger when the auxiliary oil pump is operated;
상기 터보차저의 베어링 하우징의 온도를 검출하는 온도센서와;A temperature sensor detecting a temperature of the bearing housing of the turbocharger;
엔진이 정지하면 상기 온도센서에 의해 상기 베어링 하우징의 온도를 검출하여 규정치 이상이면, 상기 전자식 클러치를 접속하도록 구동제어하며, 상기 온도센서로부터 검출된 베어링 하우징의 온도가 규정치 이하이면 상기 전자식 클러치를 분리하도록 제어하는 전자제어장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. When the engine is stopped, the temperature sensor detects the temperature of the bearing housing, and if the temperature is equal to or greater than the prescribed value, the drive control is performed to connect the electronic clutch. When the temperature of the bearing housing detected from the temperature sensor is equal to or less than the prescribed value, the electronic clutch is disconnected. It characterized in that it comprises a; electronic control device for controlling to.
그리고 상기 보조윤활관로의 도중에는 오일의 역류를 방지하는 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 한다. And in the middle of the auxiliary lubrication pipe is characterized in that the check valve for preventing the back flow of oil is installed.
그리고 상기 전자제어장치는 시동키로부터 엔진의 정지상태를 판단하게 되는 것을 특징으로 한다. And the electronic control device is characterized in that to determine the stop state of the engine from the start key.
또 상기 전자제어장치는 엔진의 rpm센서로부터 엔진의 정지 상태를 판단하게 되는 것을 특징으로 한다. In addition, the electronic control device is characterized in that to determine the engine stop state from the rpm sensor of the engine.
또 상기 전자제어장치는 엔진의 정지상태에서 상기 냉각팬모터가 작동되고 있지 아니한 경우 냉각팬 모터를 작동하도록 제어하고 전자식 클러치를 접속시키는 것을 특징으로 한다. In addition, the electronic control unit is characterized in that when the cooling fan motor is not operating in the engine stop state to control the operation of the cooling fan motor and to connect the electronic clutch.
또 상기 보조윤활관로는 터보차저의 센터하우징 부위에만 전용으로 오일을 공급하는 것을 특징으로 한다. In addition, the auxiliary lubrication pipe is characterized in that for supplying oil exclusively to the center housing portion of the turbocharger.
또 상기 전자제어장치는 센터하우징의 온도가 규정치 이하로 떨어지기 전에는 상기 냉각팬 모터가 계속 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. In addition, the electronic control unit is characterized in that the cooling fan motor to continue to operate until the temperature of the center housing falls below the prescribed value.
이하에 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.It will be described below with reference to the accompanying drawings of the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 터보차저 보호 시스템을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 작동 제어 블록도이며, 도 3은 본 발명의 작동 흐름도이다.1 is a view showing a turbocharger protection system according to the present invention, Figure 2 is an operation control block diagram of the present invention, Figure 3 is an operation flowchart of the present invention.
도면에 있어 부호 1은 공기를 과급하여 엔진에 공급하는 터보차저로서, 그의 세부적인 상세 구조는 종래기술에서 언급하였으므로 중복된 설명은 생략한다.In the drawings,
터보차저(1)의 회전축을 지지하는 베어링 하우징(2)에는 메인 엔진 오이 펌프(3)에 의해 오일팬(4)내의 오일을 퍼올려 메인 윤활 회로(5)를 통해 급송되는 오 일이 윤활 및 냉각을 위해 공급된다.The bearing
부호 6은 엔진 냉각을 위한 냉각수를 방열 냉각하는 라디에이터이며, 부호 7은 라디에이터(6)의 방열을 촉진하기 위해 공기를 송풍하는 냉각팬(7)이고, 부호 8은 그 냉각팬(7)을 구동제어하는 냉각팬 모터이며, 그 냉각팬 모터축(9)과 동축을 이루도록 후방으로 연장된 회전축(10)에 보조오일 펌프(11)가 연결되어, 회전축(10)이 보조오일펌프(11)의 펌프축이 된다.
상기한 보조오일펌프(11)는 상기 메인윤활회로(5)와는 병렬을 이루도록 보조윤활관로(12)에 설치되며, 보조윤활관로(12)는 오일팬(4)과 터보차저(1)의 베어링하우징(2)을 연결하여 오일팬(4)내의 오일이 다른 곳에 사용되지 않고 전용으로 베어링하우징(2)의 냉각과 윤활을 위해서만 공급되도록 구성된다.The
그리고 상기한 회전축(10)에는 동력을 단속하기 위한 전자식 클러치(13)가 설치되어 있으며, 보조윤활관로(12)에는 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(14)가 설치되어 있다.In addition, the
도 2는 본 발명의 작동 제어 블록도로서 전자제어장치(15)가 베어링하우징(2)의 온도를 검출하는 온도센서(16)와, 시동키(17) 및 엔진 rpm센서(18) 등으로부터 엔진 운행 정보를 받아 상기 냉각팬 모터(8)와 전자식 클러치(13)를 구동 제어하게 되는데, 그 제어 과정을 도 3의 작동 흐름도에 의해 설명한다.2 is an operation control block diagram of the present invention, in which the
시동키(17) 또는 엔진 rpm센서(18)로부터의 검출 신호에 의해 엔진이 정지된 것으로 판정되면(단계 가) 전자제어장치(15)는 베어링 하우징(2)의 온도를 검출하는 온도센서(16)로부터 온도 정보를 인가 받아(단계 나), 베어링 하우징(2)의 온도 가 규정치 보다 높은가를 판단하여(단계 다), 높으면 냉각팬 모터(8)가 작동되고 있는가를 확인하여(단계 라), 냉각팬 모터가 미작동상태일 때에는 냉각팬모터(8)를 구동시키고(단계 마), 계속하여 전자식 클러치(13)를 체결하도록 제어하게 된다(단계 바).If it is determined that the engine is stopped by the detection signal from the
이와같이 하면 엔진 정지 이후에도 일정 시간 동안 라디에이터(6)를 방열 냉각하기 위해 구동되는 냉각팬 모터(8)의 구동에 연동하여 보조오일펌프(11)가 구동되어지게 되며,이에따라 오일팬(4)내의 오일을 퍼올려 높은 압력으로 신속히 터보차저(1)의 베어링하우징(2)에 오일을 공급하여 베어링 하우징(2)을 냉각시키게 되며, 또 엔진이 정지하더라도 터빈은 관성력에 의해 계속되므로 베어링 하우징(2)내를 윤활하여 마모를 방지하게 되는 것이다.In this way, the
다음에 베어링 하우징(2)의 온도가 위험치 이하로 떨어졌다고 판단되면 전자제어장치(15)는 전자식 클러치(13)를 분리시키도록 작동을 제어하여 보조오일펌프(11)의 작동을 중지시킨다(단계 사).Next, when it is determined that the temperature of the bearing
이에따라 베어링하우징(2)에의 오일 공급은 중단되는 것이다Accordingly, the oil supply to the bearing
그런데 이때 냉각수온이 규정치 이내로 떨어진 반면 아직 베어링 하우징(2)의 온도가 규정치 이상이라면 냉각팬 모터(8)의 구동이 계속되도록 하고 전자식 클러치(13)도 계속 접속 상태를 유지하게 제어되는 것이며, 베어링 하우징(2)은 정상 온도 이하로 내려간 반면 엔진 냉각수가 규정치 보다 높아 계속 냉각이 필요한 상태라면 전자제어장치(15)는 전자식클러치(13)만 분리시키고, 냉각팬모터(8)는 계속 구동시키다 일정 시간 경과 후 냉각팬 모터(8)도 구동 정지시키도록 제어하게 되는 것이다.However, if the cooling water temperature falls within the prescribed value while the temperature of the bearing
이상과 같은 본 발명은 엔진의 고속 운전으로 터보차저의 베어링 하우징이 과열된 상태일 때 엔진을 정지하더라도 종래부터 엔진 정지 후 엔진 냉각을 위하여 일정 시간 동안 구동시키던 라디에이터의 냉각팬 모터에 연동하여 보조 오일 펌프가 작동하도록 하고, 그 보조 오일 펌프에 의해 오일팬의 오일을 베어링 하우징 부위에 전용으로 계속적으로 신속하게 공급하므로써 터보차저가 열화를 입어 손상되는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, even if the engine is stopped when the bearing housing of the turbocharger is overheated due to the high speed of the engine, the auxiliary oil is interlocked with the cooling fan motor of the radiator that has been driven for a predetermined time for engine cooling after the engine is stopped. By operating the pump and supplying the oil of the oil pan to the bearing housing part continuously and rapidly by the auxiliary oil pump, there is an effect of preventing the turbocharger from being damaged by damage.
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KR1020050013043A KR20060092346A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Protection system of turbo-charger |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106368805A (en) * | 2016-08-25 | 2017-02-01 | 潍柴动力股份有限公司 | Hybrid power vehicle and lubricating and cooling system and method of supercharger |
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2005
- 2005-02-17 KR KR1020050013043A patent/KR20060092346A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106368805A (en) * | 2016-08-25 | 2017-02-01 | 潍柴动力股份有限公司 | Hybrid power vehicle and lubricating and cooling system and method of supercharger |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E601 | Decision to refuse application |