KR20080107172A

KR20080107172A - 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압형성장치

Info

Publication number: KR20080107172A
Application number: KR1020070055150A
Authority: KR
Inventors: 김영민
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2008-12-10
Also published as: KR101294547B1

Abstract

본 발명은 이중 실린더 형태의 부압형성기를 통해 기존 가솔린엔진의 부압을 그대로 이용하면서 부압이 형성되지 않는 구간에만 브레이크 부스터내의 부압을 형성하는 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치에 관한 것으로,

터보 차저의 회전력을 이용하여 진공펌프를 구동하는 종래 기술은 진공펌프의 비용이 많이 들게 되고 부압센서 및 솔레노이드밸브 등 일부 부품의 고장이 발생하게 되면 작동이 불가능하게 되는 등의 문제가 있었던 바,

브레이크 부스터(10)가 터보 차저(20)와 제1연결유로(61)를 통해 연결되고, 상기 제1연결유로(61)와 엔진(30)의 서지탱크(40)가 제2연결유로(62)를 통해 연결된 것에 있어서, 상기 제1연결유로(61)에 터보 차저(20)가 작동될 때에 생기는 부압을 이용하여 브레이크 부스터(10)에 부압을 형성할 수 있도록 하는 이중 실린더 형태의 부압형성기(50)를 접속한 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 기존 가솔린엔진의 부압을 그대로 이용하면서 부압이 형성되지 않는 구간에만 브레이크 부스터(10)내의 부압을 형성함으로써 진공펌프(Vacuum Pump)를 적용하지 않아도 요구성능을 만족시킬 수 있게 되므로 원가를 절감할 수 있게 되며, 또한 특별한 센서 없이 터보 차저(20)에 의해 정압이 발생하면 자동으로 작동하여 부압을 형성하므로 반영구적으로 사용할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

터보 차저, 브레이크 부스터, 서지탱크, 부압형성기, 제1실린더, 제2실린더, 체크밸브

Description

가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치 {a brake pressure descent apparatus using gasoline turbo charger engine pressure}

도 1은 가솔린 터보 차저 엔진의 서지탱크 압력 그래프

도 2는 일반 가솔린 엔진의 서지탱크 압력 그래프

도 3은 본 발명의 한 실시예의 구성도

도 4a는 동 실시예의 초기상태도

도 4b 및 도 4c는 동 실시예의 터보 차저 작동상태도

도 4d는 동 실시예의 터보 차저 정지상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 브레이크 부스터 20 : 터보 차저

30 : 엔진 40 : 서지탱크

50 : 부압형성기 51 : 제1실린더

51b, 51c : 제2실린더 연결포트 52 : 제2실린더

54 : 제1피스톤 55 : 제2피스톤

56 : 연결로드 57 : 복원스프링

61, 62, 63, 64 : 연결유로 71, 72, 73 : 체크밸브

본 발명은 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 이중 실린더 형태의 부압형성기를 통해 기존 가솔린엔진의 부압을 그대로 이용하면서 부압이 형성되지 않는 구간에만 브레이크 부스터내의 부압을 형성하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 터보 차저(Turbo Charger) 엔진의 경우 배기가스로 터빈을 구동하여 공기를 압축한 후 실린더로 공급하기 때문에 터보 차저가 작동시에는 엔진의 서지탱크에 부압이 형성되지 않고 오히려 정압이 걸리게 된다.

도 2와 같이 일반 가솔린 엔진의 경우 급가속시(Full throttle open) 서지탱크의 압력은 영에 가깝고 가속페달을 놓게 되면 순간적으로 부압이 걸리게 되지만 도 1과 같이 가솔린 터보 차저 엔진의 경우에는 정압인 상태에서 부압으로 바뀌기 때문에 일반 가솔린 엔진에 비해 부압이 형성되는 시간이 오래 걸리게 된다.

따라서 종래에는 저속에서 연속제동을 하여 부스터내의 부압이 적은 상태에서 터보 차저가 작동될 정도로 가속하게 되면 부스터 내에는 미처 부압이 형성되지 못하게 되고 그 상태에서 제동을 하게 되면 부압 부족으로 고객은 브레이크가 밀린다고 느끼게 된다.

이처럼 터보 차저가 작동될 때 부압이 형성되지 못하는 구간이 있기 때문에 가솔린 엔진임에도 불구하고 진공펌프(Vacuum Pump)를 장착하는 예가 많으며, 일반 가솔린 엔진의 경우에는 서지탱크의 부압을 이용해 브레이크 배력을 형성하는 것이 일반적이다.

그런데 일반적으로 디젤차량에 적용되는 진공펌프(Vacuum Pump)의 원가는 3만원 정도 되고, 전기모터 타입의 경우 10만원 정도 되며, 가솔린 차량에 적용하는 진공펌프의 경우 그 개발비를 포함한다면 더 많은 비용이 들게 된다.

한편 브레이크 부스터의 보조 부압 발생장치를 명칭으로 하는 공개특허 제2006-3138호에는 배기가스에 의해 작동되는 터빈을 이용하여 진공펌프를 작동시켜 브레이크 부압을 형성하는 방식의 기술이 기재되어 있다.

상기 종래 기술은 터보 차저의 회전력을 이용하여 진공펌프를 구동하는 것이지만 진공펌프의 비용이 많이 들게 되고 부압센서 및 솔레노이드밸브 등 일부 부품의 고장이 발생하게 되면 작동이 불가능하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 터보 차저에 의해 생성되는 정압을 이용하여 진공펌프 없이도 브레이크 부압을 생성할 수 있도록 하는 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 엔진 서지탱크와 접속된 터보 차저 터빈과 브레이크 부스터와의 사이에 두 개의 피스톤과 두 개의 실린더를 갖는 부압형성기를 설치하는 것 등을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 3에는 본 발명의 한 실시예의 구성도가 도시되어 있고, 도 4a 내지 도 4d에는 동 실시예의 초기상태도 및 터보 차저 작동상태도, 그리고 터보 차저 작동정지상태도가 도시되어 있는 바, 본 발명은 브레이크 부스터(10)가 터보 차저(20)와 제1연결유로(61)를 통해 연결되고, 상기 제1연결유로(61)와 엔진(30)의 서지탱크(40)가 제2연결유로(62)를 통해 연결된 것에 있어서, 상기 제1연결유로(61)에 터보 차저(20)가 작동될 때에 생기는 부압을 이용하여 브레이크 부스터(10)에 부압을 형성할 수 있도록 하는 부압형성기(50)를 접속하여서 되는 것이다.

도시된 실시예에서 부압형성기(50)는 제1연결유로(61)와 연결된 제3연결유로(63)와 연결되는 제2실린더(52)의 내부 일측에 제1연결유로(61)와 연결된 제4연결유로(64)와 연결되는 제1실린더(51)가 마련되고, 제1실린더(51)에 이동이 자유롭게 설치되는 제1피스톤(54)과 제2실린더(52)에 이동이 자유롭게 설치되는 제2피스톤(55)이 연결로드(56)를 통해 연결되며, 제2피스톤(55) 및 연결로드(56), 그리고 제1피스톤(54)이 제2피스톤(55)의 후단에 설치되는 복원스프링(57)을 통해 탄성 지지되는 형태를 갖는다.

부압형성기(50)의 제2실린더(52)의 외주 전방부에 제3연결유로 연결포트(52a)가 마련되고, 제1실린더(51)의 전방에 제4연결유로 연결포트(51a)가 마련되며, 제1실린더(51)의 외주 전방부와 외주 후방부에 각각 제2실린더 연결포트(51b)(51c)가 마련된다.

그리고 제1연결유로(61)에는 터보 차저(20) 방향으로만 개방되는 제1체크밸브(71)가 설치되고, 제4연결유로(64)에는 부압형성기(50)의 제1실린더(51) 방향으로만 개방되는 제2체크밸브(72)가 설치되며, 부압형성기 제1실린더(51)의 전방 제2실린더 연결포트(51b)에는 제2실린더(52) 방향으로만 개방되는 제3체크밸브(73)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 터보 차저(20)가 작동될 때 생기는 정압을 이용하여 부압생성기(50)를 작동시켜 브레이크 부스터(10)에 부압을 형성하는 것으로, 도 4a와 같이 작동전 초기상태에서는 서지탱크(40)의 부압에 의해 브레이크 부스터(10) 내의 공기가 서지탱크(40)로 이동해서 부압을 형성하게 되고, 도 4b와 같이 터보 차저(20)의 작동시에는 터보 차저(20)의 터빈에 의해 발생된 압축공기가 제3연결유로(63)를 통해 부압형성기(50)의 제2실린더(52)로 진입하여 제2피스톤(55)을 밀게 되면 제2피스톤(55) 및 그에 연결된 연결로드(56), 제1피스톤(54)이 동시에 움직여 브레이크 부스터(10) 쪽에서 공기를 빨아들이게 됨으로써 브레이크 부스터 (10)내에 부압을 형성하게 된다.

또한 터보 차저(20)의 작동시 도 4c와 같이 제1피스톤(54) 및 제2피스톤(55)이 완전히 밀려나게 되면 제1피스톤(54)은 제1실린더(51)의 외주 후방부에 마련된 제2실린더 연결포트(51c)를 지나게 되고, 그에 따라 제1실린더(51)와 제2실린더(52)가 연결되어 양 실린더(51)(52)에 모두 같은 압력이 형성된다.

한편 터보 차저(20)의 작동이 정지되면 도 4d와 같이 제2피스톤(55)의 후단에 설치되는 복원스프링(57)의 복원력에 의해 제2피스톤(55), 연결로드(56), 제1피스톤(54)이 원래 위치로 복귀되며, 제1실린더(51) 내부의 공기는 제1실린더(51)의 외주 전방부에 마련된 제2실린더 연결포트(51b)에 설치된 제3체크밸브(73)를 통해 제2실린더(52)로 빠져나가게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 이중 실린더 형태의 부압형성기(50)를 통해 기존 가솔린엔진의 부압을 그대로 이용하면서 부압이 형성되지 않는 구간에만 브레이크 부스터(10)내의 부압을 형성함으로써 진공펌프(Vacuum Pump)를 적용하지 않아도 요구성능을 만족시킬 수 있게 되므로 원가를 절감할 수 있게 되며, 또한 특별한 센서 없이 터보 차저(20)에 의해 정압이 발생하면 자동으로 작동하여 부압을 형성하므로 반영구적으로 사용할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims

브레이크 부스터(10)가 터보 차저(20)와 제1연결유로(61)를 통해 연결되고, 상기 제1연결유로(61)와 엔진(30)의 서지탱크(40)가 제2연결유로(62)를 통해 연결된 것에 있어서, 상기 제1연결유로(61)에 터보 차저(20)가 작동될 때에 생기는 부압을 이용하여 브레이크 부스터(10)에 부압을 형성할 수 있도록 하는 부압형성기(50)를 접속한 것을 특징으로 하는 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치.
제1항에 있어서, 부압형성기(50)는 제1연결유로(61)와 연결된 제3연결유로(63)와 연결되는 제2실린더(52)의 내부 일측에 제1연결유로(61)와 연결된 제4연결유로(64)와 연결되는 제1실린더(51)가 마련되고, 제1실린더(51)에 이동이 자유롭게 설치되는 제1피스톤(54)과 제2실린더(52)에 이동이 자유롭게 설치되는 제2피스톤(55)이 연결로드(56)를 통해 연결되며, 제2피스톤(55) 및 연결로드(56), 그리고 제1피스톤(54)이 제2피스톤(55)의 후단에 설치되는 복원스프링(57)을 통해 탄성 지지되는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치.
제2항에 있어서, 부압형성기(50)의 제2실린더(52)의 외주 전방부에 제3연결유로 연결포트(52a)가 마련되고, 제1실린더(51)의 전방에 제4연결유로 연결포트(51a)가 마련되며, 제1실린더(51)의 외주 전방부와 외주 후방부에 각각 제2실린더 연결포트(51b)(51c)가 마련된 것을 특징으로 하는 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치.
제3항에 있어서, 제1연결유로(61)에 터보 차저(20) 방향으로만 개방되는 제1체크밸브(71)가 설치되고, 제4연결유로(64)에 부압형성기(50)의 제1실린더(51) 방향으로만 개방되는 제2체크밸브(72)가 설치되며, 부압형성기 제1실린더(51)의 전방 제2실린더 연결포트(51b)에 제2실린더(52) 방향으로만 개방되는 제3체크밸브(73)가 설치된 것을 특징으로 하는 가솔린 터보 차저 엔진의 정압을 이용한 브레이크 부압 형성장치.