KR20090063490A

KR20090063490A - 가변용량제어 터보차저의 결합구조

Info

Publication number: KR20090063490A
Application number: KR1020070130869A
Authority: KR
Inventors: 이인수
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-06-18
Also published as: KR100946504B1

Abstract

본 발명은 터빈하우징과 센터하우징 사이에 설치되는 베인카트리지가 강하고 안정된 상태로 고정되어 사용기간이 오래 경과되어도 지속적으로 안정된 결합 고정상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 터보차저의 내구성을 향상시키고, 중저속에서의 성능저하를 방지하여 차량의 연비저하를 예방할 수 있도록 한다.

터보차저, 베인, 터빈하우징, 센터하우징

Description

가변용량제어 터보차저의 결합구조{Assembly Structure of Variable Geometry Turbocharger}

본 발명은 가변용량제어 터보차저의 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터빈하우징과 센터하우징 사이에 설치되는 베인카트리지 주변의 결합구조를 개선하여 터보차저의 내구성을 향상시키고 터보차저의 성능이 저하되는 것을 방지하도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 가변용량제어 터보차저의 분해사시도로서, 엔진의 배기가스가 유입되는 터빈하우징(500)과, 상기 터빈하우징(500) 맞은편에 위치하는 컴프레셔하우징(502)과, 상기 컴프레셔하우징(502)과 터빈하우징(500) 사이에 결합되는 센터하우징(504)이 구비되어 있으며, 상기 센터하우징(504)의 중앙으로는 샤프트가 관통되어 상기 샤프트의 터빈하우징(500) 측에는 터빈이 장착되고, 상기 샤프트의 컴프레셔하우징(502) 측에는 임펠러가 장착되어, 배기가스에 의한 터빈의 회전력을 임펠러로 전달할 수 있도록 되어 있다.

상기 터빈하우징(500)으로 유입되는 배기가스의 유동을 조절하기 위해 상기 터빈하우징(500)과 센터하우징(504)사이에는 베인카트리지(506)가 설치되는데, 상 기 베인카트리지(506)는 다수의 베인(508)과, 상기 베인(508)들의 회동축을 지지하는 베인허브(510)와, 상기 베인(508)들을 사이에 두고 상기 베인허브(510)의 맞은편에서 상기 베인(508)의 반대쪽을 감싸도록 상기 베인허브(510)와 다수의 서포트핀(512)으로 체결되는 베인커버(514)와, 상기 베인(508)의 회동축이 끼워져서 베인(508)의 회동력을 전달하도록 된 다수의 링크부재(516)와, 상기 다수의 링크부재(516)를 한꺼번에 회동시키도록 구비된 링형상의 슬리브(518)로 구성되어 있다.

한편, 상기 슬리브(518)는 액츄에이터(520)와 링크로 연결된 크랭크핀(522)에 의해 상기 베인허브(510)에 대하여 상대적으로 회동됨으로써 상기 베인(508)들의 각도를 조절할 수 있도록 되어 있다.

도 2는 상기한 바와 같은 구성부품들이 결합된 가변용량제어 터보차저의 단면도로서, 상기 터빈하우징(500)과 센터하우징(504)이 체결볼트(524)에 의해 결합되면, 상기 베인카트리지(506)는 상기 터빈하우징(500)이 센터하우징(504)쪽으로 가압하는 힘과 백플레이트(526)의 반발력에 의해 고정되는 구조이다.

참고로, 도 2에는 샤프트(528)와 터빈(530)이 도시되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 가변용량제어 터보차저의 결합구조에서는 사용기간이 경과함에 따라, 터보차저의 진동에 의해 상기 백플레이트(526)의 마모가 진행되어 상기 베인카트리지(506)의 고정력이 떨어지고, 따라서 베인카트리지(506)의 유격이 커져서 상기 크랭크핀(522)의 마모가 급격히 증가되는 등의 문제가 있으며, 이와 같은 마모의 발생은 중저속에서 터보차저의 성능 저하를 초래함으로써 연비를 저하시키게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터빈하우징과 센터하우징 사이에 설치되는 베인카트리지가 강하고 안정된 상태로 고정되어 사용기간이 오래 경과되어도 지속적으로 안정된 결합 고정상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 터보차저의 내구성을 향상시키고, 중저속에서의 성능저하를 방지하여 차량의 연비저하를 예방할 수 있도록 한 가변용량제어 터보차저의 결합구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 가변용량제어 터보차저의 결합구조는

다수의 베인이 베인허브에 회동 가능하게 지지되는 베인카트리지를 구비한 가변용량제어 터보차저의 결합구조에 있어서,

상기 베인허브의 외측 가장자리를 감싸서 센터하우징에 체결되는 허브커버와;

상기 베인허브에 상기 센터하우징을 향하여 돌출된 회동방지돌기와;

상기 회동방지돌기가 삽입되도록 상기 센터하우징에 구비된 돌기홈;

을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 허브커버는

상기 베인허브의 터빈하우징을 향한 면의 일부 및 상기 베인허브의 원주면을 감싸는 링형상으로 형성되고;

상기 센터하우징을 향하여 체결되는 고정볼트가 관통되는 볼트홀을 다수 구비한 구조로 할 수 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 다수의 베인(1)이 베인허브(3)에 회동 가능하게 지지되는 베인카트리지(5)가 터빈하우징(7)과 센터하우징(9) 사이에 설치된 결합구조에서, 상기 베인허브(3)의 외측 가장자리를 감싸서 센터하우징(9)에 체결되는 허브커버(11)와; 상기 베인허브(3)에 상기 센터하우징(9)을 향하여 돌출된 회동방지돌기(13)와; 상기 회동방지돌기(13)가 삽입되도록 상기 센터하우징(9)에 구비된 돌기홈(15)이 포함된 구조이다.

상기 베인카트리지(5)는 다수의 베인(1)과, 상기 베인(1)들의 회동축을 지지하는 상기 베인허브(3)와, 상기 베인(1)들을 사이에 두고 상기 베인허브(3)의 맞은편에서 상기 베인의 반대쪽을 감싸도록 상기 베인허브(3)와 다수의 서포트핀(17)으로 체결되는 베인커버(19)와, 상기 베인(1)의 회동축이 끼워져서 베인(1)의 회동력 을 전달하도록 된 다수의 링크부재(21)와, 상기 다수의 링크부재(21)를 한꺼번에 회동시키도록 구비된 슬리브(23)로 구성되어 있다.

물론, 상기 슬리브(23)는 액츄에이터와 링크로 연결된 크랭크핀(25)에 의해 상기 베인허브(3)에 대하여 상대적으로 회동됨으로써 상기 베인(1)들의 각도를 조절할 수 있도록 되어있다.

상기 허브커버(11)는 같이 상기 베인허브(3)의 터빈하우징(7)을 향한 면의 일부 및 상기 베인허브(3)의 원주면을 감싸는 링형상으로 형성되고, 상기 센터하우징(9)을 향하여 체결되는 고정볼트(27)가 관통되는 볼트홀(29)을 다수 구비한 구조이다.

참고로, 도 5는 상기 허브커버(11)의 양쪽면을 비교하여 도시한 도면으로서, 상기 볼트홀(29)이 서로 일정한 간격을 이루면서 4개가 구비되어 있다.

즉, 종래와 달리 상기 허브커버(11)를 별도로 채용하여, 상기 베인카트리지(5)의 베인허브(3)를 센터하우징(9)에 직접적으로 고정하도록 한 것이다.

따라서, 상기 베인카트리지(5)의 축방향 유동이 상기 허브커버(11)에 의해 완벽하게 억제되고, 상기 베인카트리지(5)의 회전방향 유동은 상기 회동방지돌기(13)와 돌기홈(15)의 결합에 의해 완벽하게 억제되는 구조를 가지게 되어, 터보차저의 오랜 사용에도 상기 베인카트리지(5)가 상기 터빈하우징(7)과 센터하우징(9) 사이에서 유동하는 것을 억제할 수 있게 된다.

결과적으로, 터보차저의 내구성이 대폭적으로 향상되게 되고, 종래 내구성 저하에 의한 마모의 발생으로 비롯된 터보차저의 성능저하가 방지됨으로써, 중저속 상태에서 차량의 연비가 저하되는 현상을 배제하여 연비 성능을 향상시키는 효과를 아울러 얻게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 가변용량제어 터보차저의 분해사시도,

도 2는 종래 기술에 의한 가변용량제어 터보차저의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 가변용량제어 터보차저의 결합구조를 나타낸 단면도,

도 4는 베인허브에 형성된 회동방지돌기를 설명한 도면,

도 5는 허브커버의 양쪽면을 비교하여 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 베인 3; 베인허브

5; 베인카트리지 7; 터빈하우징

9; 센터하우징 11; 허브커버

13; 회동방지돌기 15; 돌기홈

17; 서포트핀 19; 베인커버

21; 링크부재 23; 슬리브

25; 크랭크핀 27; 고정볼트

29; 볼트홀

Claims

다수의 베인이 베인허브에 회동 가능하게 지지되는 베인카트리지를 구비한 가변용량제어 터보차저의 결합구조에 있어서,

상기 베인허브의 외측 가장자리를 감싸서 센터하우징에 체결되는 허브커버와;

상기 베인허브에 상기 센터하우징을 향하여 돌출된 회동방지돌기와;

상기 회동방지돌기가 삽입되도록 상기 센터하우징에 구비된 돌기홈;

을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변용량제어 터보차저의 결합구조.
청구항 1에 있어서, 상기 허브커버는

상기 베인허브의 터빈하우징을 향한 면의 일부 및 상기 베인허브의 원주면을 감싸는 링형상으로 형성되고;

상기 센터하우징을 향하여 체결되는 고정볼트가 관통되는 볼트홀을 다수 구비한 것

을 특징으로 하는 가변용량제어 터보차저의 결합구조.