KR20070065108A - 터보차져 시스템 - Google Patents

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KR20070065108A
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노홍진
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에 개시된 터보챠져 시스템은 엔진의 배기메니폴드와; 상기 배기메니폴드에서 터보챠저의 터빈까지 연결되는 배기관을 개페하게 설치되는 밸브와; 상기 밸브를 전자제어장치의 기 설정된 정보에 의하여 개폐 제어되도록 연결 설치되는 액츄에이터로 구성된다.
이와 같은 터보 차져 시스템은 저속 부하시 이지알 증대 및 터보챠져 오버스피드(Overspeed)방지 및 터보효율 개선을 위하여 배기가스 유입부(터빈전단)에 배기 유량 제어를 제공하게 된다.
터보 차져, 유량조절밸브, 배기가스,

Description

터보차져 시스템 {TURBO CHARGER SYSTEM }
도 1은 종래기술에 따른 터보차져 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차져 시스템을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20:터보챠저 시스템
22:배기메니폴드
24:터보챠저
24-1:터빈
26:배기관
28:밸브
30:전자제어장치
32:액츄에이터
32-1:니플
본 발명은 터보 차져 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저속 부하시 이지알 증대 및 터보챠져 오버스피드(Overspeed)방지 및 터보효율 개선을 위하여 배기가스 유입부(터빈전단)에 배기 유량 제어를 하게 되는 터보챠져 시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 터보차져 시스템을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면; 터보차져 시스템(2)은 엔진(4), 터보차져(6), 이지알시스템(8)으로 구성된다.
엔진(4) 배기에너지를 이용하여 터보차져 터빈(6-1)과 동일축으로 연결된 컴프레셔(6-2)를 회전시킴으로서, 흡입공기를 과급하게 된다.
이지알시스템(8)은 배기매니폴드에 연결이 되어 전자제어장치를 통하여 듀티비를 제어함으로써 배기가스를 흡기매니폴드로 흡입하게 된다.
과급 효율은 터보차져(HW : 컴프레서 휠, 터빈 휠, AR)(6) 단품의 하드웨어 사양에 의해서 터보 효율이 정해짐으로써, 전 엔진 회전수 및 전 운전부하에 대해서 만족할 수가 없슴 고속 효율이 좋으면, 저속 효율이 떨어지는 특성이 있다.
따라서 상기한 이지알밸브(8-1)를 구동함으로써 이지알가스를 흡기매니폴드로 흡입시킴으로써, 질소산화물의 배출량을 저감하고 있으나, 특히 저속 저부하에서 배기매니폴드와 흡기매니폴드의 압력차(??P)가 크지 않음으로써 이지알(EGR)가스의 유입이 원활하지 않는 문제점이 있었다.
이러한 터보차져의 한계 스피드는 하드웨어의 재질 및 휠에 따라서 결정이 되는 상황으로 오버부스팅(Overboosting) 및 고지 운전시 발생할 수 있는 오버스피드(Overspeed)를 방지하는 방법으로써 연료량 저감 및 부스트(Boost)압을 낮추는 방향으로 매핑을 시도함에 따라 출력 및 연비 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
또, 차량 운전시, 강판시 터보차져 센터하우징 배면에 부압의 형성으로 인해 엔진 오일의 흡기계 유입 문제가 발생하는 문제점이 있었다.
그리고 저속 저.중부하에서 이지알율 증대를 위하여, 밸브를 닫아줌으로써, 배기매니폴드내의 압력을 높여, 흡기매니폴드와의 압력차를 크게하여, 흡기매니폴드로의 배기가스의 유입을 크게 하여야 한다.
종래기술에서 설명한 바와 같이 터보의 효율(과급효율)은 터보 단품의 하드웨어에 의해서 결정되는 사항으로 저속과 고속에서 성능을 둘 다 만족하는 터보는 존재하지 않는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 저속 부하시 이지알 증대 및 터보챠져 오버스피드(Overspeed)방지 및 터보효율 개선을 위하여 배기가스 유입부(터빈전단)에 배기 유량 제어를 하게 되는 터보챠져 시스템를 제공한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여,
엔진의 배기메니폴드와;
상기 배기메니폴드에서 터보챠저의 터빈까지 연결되는 배기관을 개폐하게 설치되는 밸브와;
상기 밸브를 전자제어장치의 기 설정된 정보에 의하여 개폐 제어되도록 연결 설치되는 액츄에이터로;
구성되는 것을 특징으로 하는 터보챠저 시스템을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보차져 시스템을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 터보챠저 시스템(20)은 엔진의 배기메니폴드(22)와; 상기 배기메니폴드(22)에서 터보챠저(24)의 터빈(24-1)까지 연결되는 배기관(26)을 개폐하게 설치되는 밸브(28)와; 상기 밸브(28)를 전자제어장치(30)의 기 설정된 정보에 의하여 개폐 제어되도록 연결 설치되는 액츄에이터(32)로; 구성된다.
상기 액츄에이터(32)에는 로드조절을 위한 공압 연결용 니플(32-1)이다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면,
터빈(24-1) 전단에 설치한 배기가스 유량을 조절할 수 있는 밸브(28)를 구동할 수 있는 엑츄에이터(32)를 전자제어장치(30)에 의하여 작동 조건이 밸브(28)를 닫음으로써 저속 저부하시 배기매니폴드(22)내의 배압 상승을 시킴으로써 흡기매니폴드(34) 압력과 만족되었을 때에 구동시키게 된다.
따라서 배기매니폴드(22)와 흡기매니폴드(34)와의 압력차(??P)를 크게 함으로써, 이지알시스템에 의한 이지알율을 높여 추가적인 Nox을 저감한다.
그리고 차량 강판시, 저속 중저부하시, 저속 Boost압 형성시, 고지에서의 오버스피드(Overspeed)방지시, 고속에서의 과급압 형성을 위하여 작동을 시킬 때, 스모크 저감고, 연비를 개선하게 된다.
기존 VGT의 경우 노즐을 닫아줌으로써, 과급압력을 상승시키고 하였으나, 이것만으로는 과급압력 제어를 원활히 하기 어려운 상황으로, 터보업체에서는 2-stage 터보차져(24) 및 컴프레셔(24-2)측에도 가변 노즐을 장착할 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은 하드웨어가 고속형인 경우에 저속에서의 출력증대 및 연비개선을 위하여, 배기유량 조절 밸브를 닫아줌으로써, 유동면적을 줄여 배기가스의 유동 속도를 높여줌으로써 터빈휠의 회전속도를 높임으로써, 과급압 상승을 통한 출력 증대가 이루어지는 효과가 있다.
스모크 저감, 연비 개선하게 되는 효과가 있다.
또, 고지 및 오버부스팅시의 오버스피드 방지를 위하여, 터빈 노즐을 열어주고 배기유량조절 밸브를 조절함으로써, 과급압력 상승에 의한 오버스피드를 방지할 수 있어 배기 유량 제어의 자유도를 높이게 되는 효과가 있다.
그리고 차량 강판시, 터보 센터하우징 배면의 부압 형성에 의한 인매니로의 엔진오일 유입을 방지하기 위하여 강판 모드시, 배기유량 밸브를 닫아주어, 배기가스 유동 속도를 높여줌으로써, 인위적으로 과급압을 상승시킴으로써, 부압형성 방지에 의한 오일유입이 방지되고, 강판시 문제되는 백연의 발생을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
저속 저부하시 이지알율 증대 및 터보차져 오버스피드방지 및 터보효율 개선을 위하여배기가스 유입부(터빈전단)에 배기 유량 제어를 위한 밸브 및 밸브를 구동하기 위한 엑츄에이터로 구성되어 정확하게 제어되는 효과가 있다.
터보 터빈 전단에 배기가스 유량 조절 밸브를 장착하고, 밸브 구동을 위한 엑츄에이터를 작동함으로써 익스매니에 걸리는 압력의 조절을 자유롭게 하고, 유량 면적의 변동에 의한 배기가스 속도 조절을 통하여 과급 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (2)

  1. 엔진의 배기메니폴드와;
    상기 배기메니폴드에서 터보챠저의 터빈까지 연결되는 배기관을 개폐하게 설치되는 밸브와;
    상기 밸브를 전자제어장치의 기 설정된 정보에 의하여 개폐 제어되도록 연결 설치되는 액츄에이터로;
    구성되는 것을 특징으로 하는 터보챠저 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액츄에이터는 공압 연결을 위한 니플이 구비되는 것을 특징으로 하는 터보챠져 시스템.
KR1020050125811A 2005-12-19 2005-12-19 터보차져 시스템 KR20070065108A (ko)

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