KR20090066351A - Turbocharger with variable nozzle - Google Patents

Turbocharger with variable nozzle Download PDF

Info

Publication number
KR20090066351A
KR20090066351A KR1020070133843A KR20070133843A KR20090066351A KR 20090066351 A KR20090066351 A KR 20090066351A KR 1020070133843 A KR1020070133843 A KR 1020070133843A KR 20070133843 A KR20070133843 A KR 20070133843A KR 20090066351 A KR20090066351 A KR 20090066351A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbine
variable nozzle
impeller
bearing housing
housing
Prior art date
Application number
KR1020070133843A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이위용
Original Assignee
현대산업엔진(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대산업엔진(주) filed Critical 현대산업엔진(주)
Priority to KR1020070133843A priority Critical patent/KR20090066351A/en
Publication of KR20090066351A publication Critical patent/KR20090066351A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

A turbocharger with a variable nozzle is provided to maintain the temperature of a thrust bearing, etc below a limit temperature. A turbocharger(10) with a variable nozzle comprises a turbine impeller(2), a compressor impeller(4), a shaft(5), a bearing housing(6), a turbine housing(7) and a variable nozzle unit(12). The turbine impeller is rotated with the exhaust gas. The compressor impeller compresses the air which is rotated in the turbine impeller. The turbine impeller and compressor impeller are connected to the shaft. The bearing housing supports the shaft and allows rotation thereof. The turbine housing houses the turbine impeller. The variable nozzle device is installed at the compressor impeller of the radius direction outer side of the turbine impeller. The variable nozzle device controls the exhaust gas flow quantity facing to the turbine impeller. The bearing housing comprises the expand diameter part(6a) accommodating the variable nozzle device to the turbine housing and interval. The heat break board(21) preventing the electric heat between the expand diameter part and the variable nozzle device is installed between the expand diameter part and variable nozzle device.

Description

가변 노즐 부착 터보차저{Turbocharger with variable nozzle}Turbocharger with variable nozzle

본 발명은, 가변 노즐 부착 터보차저에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 컴프레서측의 스러스트 베어링 등의 온도 상승을 억제할 수 있는 기구를 갖는 가변 노즐 부착 터보차저에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger with a variable nozzle, and more particularly, to a turbocharger with a variable nozzle having a mechanism capable of suppressing a temperature rise such as a thrust bearing on the compressor side.

터보차저는, 예를 들면 자동차용 엔진의 고출력을 위해 이용되는 과급기(過給機)이다. 터보차저에서는, 엔진의 배기 에너지에 의해 터빈 임펠러를 회전시키고, 이 터빈의 출력에 의해 컴프레서 임펠러를 회전시킴으로서, 압축 공기를 컴프레서로부터 엔진에 공급한다. 이에 따라, 엔진에 자연 흡기 이상의 과급 상태를가져온다.이 터보차저는, 엔진의 저속 회전시에, 낮은 배기 유량 때문에 터빈이 거의 작동하지 않는다. 따라서, 고속 회전역까지 회전하는 엔진에 있어서는, 터빈이 효율적으로 회전하기까지 시간이 걸려 신속하게 터보 효과를 얻을 수 없었다.A turbocharger is a supercharger used for the high output of the engine for automobiles, for example. In a turbocharger, compressed air is supplied from a compressor to an engine by rotating a turbine impeller by the exhaust energy of an engine, and rotating a compressor impeller by the output of this turbine. As a result, the engine has a supercharged state above natural intake. The turbocharger hardly operates the turbine due to the low exhaust flow rate at the low speed rotation of the engine. Therefore, in the engine which rotates to a high speed rotation area, it takes time until a turbine rotates efficiently, and the turbo effect was not acquired quickly.

그 때문에,저회전역에서부터효율적으로작동하는가변노즐부착터보차저(VGS(Variable Geometry System) 터보차저)가 개발되고 있다. 이 가변 노즐 부착 터보차저는, 적은 배기 유량을 가동 날개로 압축하여 배기의 속도를 증가시켜 터빈의 작업량을 크 게 함으로써, 저속 회전시라도 고출력을 얻을 수 있도록 한 것이다. 이러한 가변노즐 부착 터보차저는,예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있다.Therefore, a variable nozzle turbocharger (VGS (Variable Geometry System) turbocharger) that operates efficiently from a low rotational area has been developed. This turbocharger with variable nozzle compresses a small exhaust flow rate into a movable blade to increase the speed of exhaust to increase the workload of the turbine, so that high output can be obtained even at low rotation speed. Such a variable nozzle turbocharger is described in Patent Document 1, for example.

그러나, 가변 노즐 부착 터보차저에서는, 엔진이 정지하여 베어링 하우징을 냉각하는 압유(壓油)가 멈추었을 때에, 베어링하우징의 터빈측으로부터 컴프레서측으로의 열의 전달(heat soak)에 의해 베어링 하우징의 컴프레서측에 마련한 스러스However, in a turbocharger with a variable nozzle, when the engine stops and the pressure oil cooling the bearing housing stops, the compressor side of the bearing housing is transferred by heat soak from the turbine side of the bearing housing to the compressor side. The truss laid in

트 베어링 등의 온도가 한계 온도 250℃를 넘어 300℃ 정도까지 상승하게 되는 문제가 있었다. 한편, 가변 노즐 부착이 아닌 터보차저에서는 특히 이와 같은 문제는 지적되어 있지 않았다.There is a problem in that the temperature of the bearing and the like rises to about 300 ° C beyond the limit temperature of 250 ° C. On the other hand, such a problem has not been particularly pointed out in a turbocharger that is not equipped with a variable nozzle.

본 발명의 목적은, 가변 노즐 부착 터보차저에 있어서, 스러스트 베어링 등의 온도를 한계 온도 이하로 유지할 수있는 기구를 갖는 가변 노즐 부착 터보차저를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a turbocharger with a variable nozzle having a mechanism capable of maintaining the temperature of a thrust bearing or the like below a limit temperature in a turbocharger with a variable nozzle.

본 발명에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위해, 배기 가스에 의해 회전 구동되는 터빈 임펠러와, 이 터빈 임펠러로 회전 구동되어 공기를 압축하는 컴프레서 임펠러와, 상기 터빈 임펠러와 컴프레서 임펠러를 연결하는 샤프트와, 이 샤프트를 회전According to the present invention, in order to achieve the above object, a turbine impeller rotationally driven by exhaust gas, a compressor impeller rotationally driven by the turbine impeller to compress air, a shaft connecting the turbine impeller and the compressor impeller, Rotate this shaft

가능하게 지지하는 베어링 하우징과, 상기 터빈 임펠러를 내부에 수용하는 터빈 하우징과, 상기 터빈 임펠러의 반경 방향외측의 컴프레서 임펠러측에 설치되어 터빈 임펠러로 향하는 배기 가스 유량을 조정하는 가변 노즐 기구를 구비하고, 상기A bearing housing for supporting the turbine impeller, a turbine housing accommodating the turbine impeller therein, and a variable nozzle mechanism provided on the compressor impeller side of the turbine impeller outside the radial direction to adjust the exhaust gas flow rate toward the turbine impeller; , remind

베어링 하우징은, 반경 방향 외측으로 연장되고 반경 방향 외측 부분에서 터빈 하우징과 결합하여, 터빈 하우징과의 사이에 가변 노즐 기구를 수용하는 확경부(擴徑部)를 갖고, 이 확경부와 가변 노즐 기구 사이에는, 가변 노즐 기구와 확경부 간The bearing housing extends radially outward and has an enlarged diameter portion coupled to the turbine housing at a radially outer portion to accommodate the variable nozzle mechanism between the turbine housing. Between the variable nozzle mechanism and the enlarged diameter part

의 전열을 방지하는 열차단판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 노즐 부착 터보차저가 제공된다.Provided is a turbocharger with a variable nozzle, characterized in that a heat shield is installed to prevent heat transfer.

가변 노즐 부착 터보차저에서는, 가변 노즐 기구를 터빈 하우징과 베어링 하우징 사이에 수용하기 위해, 베어링 하우징은,반경 방향으로 연장되어 터빈 하우징의 반경 방향 외측 부분과 결합하는 확경부를 갖는다. 따라서, 베어링 하우징이 종래보 다 대형화하고 그 열용량도 그만큼 커지게 된다. 압유 냉각으로는, 이 베어링 하우징의 확경부의 열을 모두 냉각할 수는없다. 그러나, 상기 본 발명의 가변 노즐 부착 터보차저에서는, 반경 방향 외측에있어서, 가변 노즐 기구와 베어링 하우징의 확경부 사이에 열차단판을 마련하였으므로, 터빈측으로부터 확경부로의 전열이 방지된다. 즉, 상기 열차단판을 가변 노즐 기구와 베어링 하우징 사이에 공간을 마련하여 배치함으로써, 고온이 되는 터빈측 부품의 복사열이 직접 베어링 하우징을 가열하지 않도록 전열을 차단하고 있다. 이에따라, 베어링 하우징의 확경부의 가열이 억제되어, 결과적으로, 엔진이 정지하여 베어링 하우징 냉각용의 압유가 멈추었을 때에도, 스러스트 베어링 등의 온도를 한계 온도 이하로 유지할 수 있다.In a turbocharger with a variable nozzle, in order to accommodate the variable nozzle mechanism between the turbine housing and the bearing housing, the bearing housing has an enlarged portion extending radially and engaging with the radially outer portion of the turbine housing. Therefore, the bearing housing is larger in size than the conventional one, and the heat capacity thereof is also large. With hydraulic oil cooling, it cannot cool all the heat | fever of the diameter part of this bearing housing. However, in the turbocharger with variable nozzle of the present invention, a heat shield plate is provided between the variable nozzle mechanism and the enlarged diameter portion of the bearing housing in the radially outer side, so that heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion is prevented. In other words, by providing a space between the variable nozzle mechanism and the bearing housing, the heat shield plate is disposed so that the heat transfer is blocked so that the radiant heat of the turbine-side components, which become a high temperature, does not directly heat the bearing housing. Thereby, heating of the enlarged diameter part of a bearing housing is suppressed, and as a result, even when the engine stops and the oil pressure for bearing housing cooling stops, the temperature of a thrust bearing etc. can be kept below a limit temperature.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 의하면, 상기 열차단판은, 그 반경 방향 외측 단부가 터빈 하우징과 베어링 하우징의 사이에 협지되어 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the heat shield plate, the radially outer end thereof is sandwiched between the turbine housing and the bearing housing.

이에 따라, 터보차저의 조립시에, 열차단판을 터빈 하우징과 베어링 하우징 사이에 끼우는 것만으로 열차단판을 고정할 수 있으므로, 열차단판의 고정이 간단하게 된다.As a result, when the turbocharger is assembled, the heat shield plate can be fixed only by sandwiching the heat shield plate between the turbine housing and the bearing housing, thereby simplifying the fixation of the heat shield plate.

또한, 열차단판은, 그 반경 방향 외측 단부가 터빈 하우징과 베어링 하우징 사이에 협지되어 있으므로, 열차단판의 반경 방향 외측 단부를 터빈 하우징과 베어링 하우징에 접촉시키고, 열차단판의 다른 부분을 터빈 하우징과 베어링 하우징에 접촉시키지 않도록, 열차단판을 장착할 수 있다.In addition, since the radially outer end portion is sandwiched between the turbine housing and the bearing housing, the heat shield plate is brought into contact with the turbine housing and the bearing housing so that the radially outer end portion of the heat shield plate is brought into contact with the turbine housing and the bearing housing. The heat shield plate can be mounted so as not to contact the housing.

따라서, 터빈측으로부터 베어링 하우징의 확경부로의 전열이, 열차단판의 반경 방향 외측 단부에 있는 접촉 부분을 일어난다고 하여도, 열차단판의 다른 부분에서는 비접촉으로 되어 있으므로, 이 부분을 통한 터빈측으로부터 확경부로의전열량을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 터빈측으로부터 확경부로의 전열을 한층 효과적으로 방지할 수 있다.Therefore, even if the heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion of the bearing housing occurs at the contact portion at the radially outer end of the heat shield plate, the other portion of the heat shield plate is non-contacted, so from the turbine side through this portion The heat transfer to the enlarged diameter part can be minimized. Therefore, the heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion can be prevented more effectively.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 의하면, 상기 열차단판은, 중앙에 개구부를 갖는 환상 부재이고, 상기 베어링 하우징은, 상기 확경부로부터 터빈 하우징측으로 돌출하여 상기 개구부에 감합하는 축경부를 가진다.이에 따라, 터보차저의 조립시에 있어서, 열차단판의 개구부에 베어링 하우징의 축경부를 감합시키는 것만으로 열차단판을 베어링 하우징에 장착할 수 있으므로, 열차단판의 장착이 간단하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the heat shield plate is an annular member having an opening portion in the center thereof, and the bearing housing has an shaft diameter portion that protrudes from the enlarged diameter portion to the turbine housing side and fits into the opening portion. Accordingly, when the turbocharger is assembled, the heat shield plate can be mounted on the bearing housing only by fitting the shaft diameter portion of the bearing housing to the opening of the heat shield plate, so that the mounting of the heat shield plate is easy.

본 발명의 그 외의 목적 및 특징은, 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의하면, 가변 노즐 기구와 베어링 하우징의 확경부 사이에 열차단판을 마련하였으므로, 터빈측으로부터 확경부로의 전열이 방지된다. 이에 따라, 베어링 하우징의 확경부의 가열이 억제되어, 결과적으로, 엔진이 정지하여 베어링 하우According to the present invention, since a heat shield plate is provided between the variable nozzle mechanism and the enlarged diameter portion of the bearing housing, heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion is prevented. As a result, the heating of the enlarged diameter portion of the bearing housing is suppressed. As a result, the engine stops and the bearing housing

징 냉각용의 압유가 멈추었을 때에도, 스러스트 베어링 등의 온도를 한계 온도 이하로 유지할 수 있다.Even when the pressure oil for gong cooling stops, the temperature of a thrust bearing etc. can be kept below a limit temperature.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 한편, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복 설명을 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part common in each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

도 1은, 본 발명의 실시 형태를 나타내는 가변 노즐 부착 터보차저(10)의 축방향의 단면도이다. 도 2는, 도 1의 A-A선에따른 단면도로서, 엔진으로부터 터빈으로의 배기 가스 유량을 조정하는 가변 노즐 기구(12)를 도시하고 있다.1 is an axial cross-sectional view of a turbocharger 10 with a variable nozzle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1 and shows a variable nozzle mechanism 12 for adjusting the flow rate of exhaust gas from the engine to the turbine.

도 1에 도시하는 가변 노즐 부착 터보차저(10)는, 엔진으로부터의 배기 가스에 의해 회전 구동되는 터빈 임펠러(2)와, 터빈의 구동력에 의해 회전 구동되어 엔진에 압축 공기를 공급하는 컴프레서 임펠러(4)와, 터빈 임펠러(2)와 컴프레서 임펠The turbocharger 10 with a variable nozzle shown in FIG. 1 includes a turbine impeller 2 which is rotationally driven by exhaust gas from an engine and a compressor impeller that is rotationally driven by a driving force of the turbine to supply compressed air to the engine ( 4), turbine impeller (2) and compressor impeller

러(4)를 결합하고 있는 샤프트(5)와, 샤프트(5)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징(6)과, 터빈 임펠러(2)를 반경 방향 내측에 수용하는 터빈 하우징(7)과, 컴프레서 임펠러(4)를 반경 방향 내측에 수용하는 압력 하우징(8)을 구비한다. 베어링 하우징(6)이나 스러스트 베어링(3) 등을 냉각하기 위한 유(油)공급구(9a), 유로(油路)(9b), 유(油)배출구(9c)가 베어링하우징(6)에 마련되어 있다.A shaft 5 to which the roller 4 is coupled, a bearing housing 6 for rotatably supporting the shaft 5, a turbine housing 7 for receiving the turbine impeller 2 radially inward, It is provided with the pressure housing 8 which accommodates the compressor impeller 4 in radial direction inside. An oil supply port 9a, a flow path 9b, and an oil outlet 9c for cooling the bearing housing 6, the thrust bearing 3, and the like are provided in the bearing housing 6. It is prepared.

터빈 하우징(7)의 내부에는, 엔진으로부터의 배기 가스가 이송되어 오는스크롤(11)이 형성되어 있다. 그리고, 가변 노즐부착 터보차저(10)는, 스크롤(11)로 이송되어 온 배기 가스를 그 유량을 제어하여 반경 방향 내측에 위치하는 터빈 임펠러(2)로의 배기 가스 유량을 조정하는 가변 노즐 기구(12)를 더 구비한다.Inside the turbine housing 7, a scroll 11 through which exhaust gas from the engine is transferred is formed. And the turbocharger 10 with a variable nozzle is a variable nozzle mechanism which controls the flow volume of the exhaust gas conveyed to the scroll 11, and adjusts the exhaust gas flow volume to the turbine impeller 2 located radially inward ( 12) is further provided.

도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이 가변 노즐 기구(12)는, 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 가동 날개(12a)와,이들 가동 날개(12a)를 축방향으로 사이에 끼워 보유하는 제1 링 부재(12b) 및 제2 링 부재(12c)와, 복수의 가동 날(12a)의 축부의 밑동에 고정되어 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의전달부재(12e)와, 전달 부재(12e)의 반경 방향 외측의 단부에 계합하는 홈(14)이 둘레 방향으로 복수 개 형성된 제3 링 부재(12d)를 갖는다. 도 1로부터 알 수 있듯이, 이가변 노즐 기구(12)는 터빈 임펠러(2)의 반경 방향 외측의 컴프레서 임펠러(4)측에 설치되어 있다.As shown to FIG. 1, FIG. 2, this variable nozzle mechanism 12 pinches | interposes the several movable blade | wing 12a arrange | positioned at intervals in the circumferential direction, and these movable blade | wing 12a in the axial direction. The first ring member 12b and the second ring member 12c to be retained, the plurality of transmission members 12e fixed to the base of the shaft portion of the plurality of movable blades 12a and extending radially outward, and the transmission member The groove | channel 14 engaging with the radially outer edge part of 12e has the 3rd ring member 12d formed in multiple numbers in the circumferential direction. As can be seen from FIG. 1, the bivariate nozzle mechanism 12 is provided on the compressor impeller 4 side on the radially outer side of the turbine impeller 2.

도시하지 않은 실린더 등에 의해, 제3 링 부재(12d)가 둘레 방향으로 회전함으로써 제3 링 부재(12d)의 홈(14)도 둘레 방향으로 이동하고, 이 이동에 의해 홈(14)에 각각 계합하고 있는 복수의 전달 부재(12e)가 둘레 방향으로 요동하여, 이에 수By the cylinder etc. which are not shown in figure, the 3rd ring member 12d rotates in a circumferential direction, and the groove | channel 14 of the 3rd ring member 12d also moves in a circumferential direction, and this movement engages with the groove | channel 14, respectively. The plurality of transmission members 12e which are being made swing in the circumferential direction,

반하여, 가동 날개(12a)도 요동한다. 이에 따라, 가동 날개(12a)의 요동량을 제어함으로써, 터빈 임펠러(2)로의 배기 가스유량을 제어한다.On the other hand, the movable blade 12a also swings. In this way, the flue gas flow rate to the turbine impeller 2 is controlled by controlling the fluctuation amount of the movable blade 12a.

도 3은 도 1의 파선 B로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 1, 도 3에 도시하는 바와 같이, 가변 노즐 기구(12)는 터빈 임펠러(2)의 반경 방향 외측에 설치되어 있으며, 이 가변 노즐 기구(12)를 장착하기 위해, 베어링 하우징(6)은 반경 방향 외측으로 연장되어 터빈 하우징(7)의 외측 단부와 축방향으로 결합하는 확경부(6a)를 갖는다. 이 확경부(6a)의 반경 방향 외측단부와 터빈 하우징(7)의 반경 방향 외측 단부는, 결합판(16)을 이용하여 볼트(17)에 의해 축방향으로 결합된다. 그리고,3 is an enlarged view of a portion surrounded by the broken line B in FIG. 1. As shown in FIG. 1, FIG. 3, the variable nozzle mechanism 12 is provided in the radially outer side of the turbine impeller 2, and in order to mount this variable nozzle mechanism 12, the bearing housing 6 is It has an enlarged diameter portion 6a that extends radially outward and axially engages with an outer end of the turbine housing 7. The radially outer end of the enlarged diameter portion 6a and the radially outer end of the turbine housing 7 are axially engaged by the bolts 17 using the coupling plate 16. And,

가변 노즐 기구(12)는, 일단부(18a)가 제2 링 부재(12c)에 고정되어 있는 부착 부재(18)를 갖고, 이 부착 부재(18)의 타단부(18b)는 확경부(6a)의 반경 방향 외측 단부와 터빈 하우징(7)의 반경 방향 외측 단부의 사이에 협지된다. 즉, 가변 노즐The variable nozzle mechanism 12 has an attachment member 18 in which one end 18a is fixed to the second ring member 12c, and the other end 18b of the attachment member 18 is an enlarged diameter portion 6a. Is sandwiched between the radially outer end of c) and the radially outer end of the turbine housing 7. Ie variable nozzle

기구(12)는, 부착 부재(18)에 의해 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6) 사이에 협지된다. 이와 같이 하여, 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6)의 확경부(6a) 사이에 가변 노즐 기구(12)가 수용된다. 한편, 베어링 하우징(6)은, 터빈측 단부에서 직The mechanism 12 is sandwiched between the turbine housing 7 and the bearing housing 6 by the attachment member 18. In this way, the variable nozzle mechanism 12 is accommodated between the turbine housing 7 and the enlarged diameter part 6a of the bearing housing 6. On the other hand, the bearing housing 6 is directly at the turbine end.

경이 작은 축경부(6b)를 갖는다. 이 축경부가 가변 노즐 기구(12)의 제3 링 부재(12d)의 반경 방향 중앙의 개구부를 통과함으로써, 제3 링 부재(12d)가 축경부에 장착된다.It has a small diameter diameter part 6b. The third ring member 12d is attached to the shaft diameter part by the shaft diameter part passing through the radially center opening of the third ring member 12d of the variable nozzle mechanism 12.

전술한 바와 같이, 가변 노즐 기구(12)를 터보차저에 장착하기 위해, 베어링 하우징(6)에 확경부(6a)를 마련하고 있으므로, 베어링 하우징(6)의 반경 방향의 치수가 커져 있다. 이 점에 착목하면, 종래 가변 노즐 부착 터보차저(10)의 스러스트베어링의 온도가 한계 온도 250℃를 넘어 300℃ 정도까지 상승하게 되는 것은, 베어링 하우징(6)이 대형화하여, 그 열용량도 커지게 된 것이 원인이라고 생각된다. 즉, 종래의 압유에 의한 냉각 구조에서는, 엔진 운전 중에 베어링 하우징(6)을 냉각한다고 해도, 확경부(6a)를 충분히 냉각할 수 없다. 그 때문에, 확경부(6a)가 다른 부분(예를 들면, 베어링 하우징(6)컴프레서측)과 비교하여 고온이 된다. 그리하여, 엔진 정지 후에 압유가 멈추면, 이 열이 베어링 하우징(6)의 컴프레서측에 전달됨으로써(heat soak), 베어링 하우징(6)의 컴프레서측의 온도가 상승하여 스러스트 베어링(3)의 온도가 임계 온도 250℃를 넘어 3OO℃ 정도까지 상승하게 되는 것이라고 생각된다.As described above, in order to mount the variable nozzle mechanism 12 to the turbocharger, since the enlarged diameter portion 6a is provided in the bearing housing 6, the radial dimension of the bearing housing 6 is increased. In view of this, it is known that the temperature of the thrust bearing of the turbocharger 10 with a variable nozzle is increased to about 300 ° C. beyond the limit temperature of 250 ° C., so that the bearing housing 6 is enlarged and its heat capacity is also increased. It seems to be the cause. That is, in the conventional cooling structure using pressure oil, even if the bearing housing 6 is cooled during engine operation, the enlarged diameter part 6a cannot be cooled sufficiently. Therefore, the enlarged diameter part 6a becomes high temperature compared with another part (for example, the bearing housing 6 compressor side). Thus, when the oil pressure stops after the engine stops, this heat is transferred to the compressor side of the bearing housing 6 (heat soak), whereby the temperature of the compressor side of the bearing housing 6 rises and the temperature of the thrust bearing 3 rises. It is thought that it will rise to about 30 degreeC beyond the critical temperature of 250 degreeC.

본 발명에서는, 스러스트 베어링의 온도 상승의 원인이, 베어링 하우징(6)의 대형화라고 하는 점에 기초하여, 이하에 설명하는 바와 같이, 본원 특유의 방법에 의해 열차단판을 마련하였다.In the present invention, the thermal barrier plate is provided by a method peculiar to the present application as described below, based on the point that the cause of the temperature rise of the thrust bearing is the enlargement of the bearing housing 6.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 축방향과 수직인 단면이 환상(環狀)이 되도록, 반경 방향 중앙에 개구부를 갖는 열차단판(21)이 장착된다. 도 3에 도시하는 바와 같 이, 열차단판(21)의 개구부에 베어링 하우징(6)의 축경부를 통과시킴으로써, 열According to the embodiment of the present invention, the heat shield plate 21 having an opening in the center in the radial direction is mounted so that the cross section perpendicular to the axial direction is annular. As shown in FIG. 3, by passing the shaft diameter portion of the bearing housing 6 through the opening of the heat shield plate 21,

차단판(21)이 베어링 하우징(6)에 장착된다. 그리고, 이 열차단판(21)의 반경 방향 외측 단부는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 전술한 부착 부재(18)의 타단부(18b)와 함께, 터빈 하우징(7)의 반경 방향 외측 단부와 확경부(6a)의 반경 방향 외측The blocking plate 21 is mounted to the bearing housing 6. And as shown in FIG. 3, the radially outer end part of this heat shield plate 21, together with the other end part 18b of the attachment member 18 mentioned above, and the radially outer end part of the turbine housing 7 Radially outer side of the enlarged diameter portion 6a

단부 사이에 협지된다. 이에 따라, 열차단판(21)을 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6) 사이에 고정할 수 있다.It is sandwiched between the ends. Thereby, the heat shield plate 21 can be fixed between the turbine housing 7 and the bearing housing 6.

또한, 이 고정 방법에 의해, 열차단판(21)의 반경 방향 외측단부만을터빈하우징(7)과 베어링 하우징(6)에 접촉시켜, 열차단판(21)의 다른 부분을 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6)을 포함한 다른 부재와 접촉시키지 않도록 할 수 있다.In addition, by this fixing method, only the radially outer end of the heat shield plate 21 is brought into contact with the turbine housing 7 and the bearing housing 6, and the other part of the heat shield plate 21 is bearing the turbine housing 7 and the bearing. It is possible to avoid contact with other members including the housing 6.

한편, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스크롤(11)과 제2 링 부재(12c)를 연통 상태로 하는 연통공(22)이 마련되어 있다. 만일이 연통공(22)이 없으면, 제2 링 부재(12c)를 경계로 하여 스크롤(11)측과, 제2 링 부재(12c)와 제3 링 부재(12d) 사이의공간에서 압력차가 생기게 되어, 배기 가스가 연료의 미연소 카본과 함께 스크롤측으로부터 제2 링 부재(12c)와 제3 링 부재(12d) 사이의 공간으로 가동 날개(12a)의 축의 간극을 통해 비교적 장시간에 걸쳐 유입되어, 제2 링 부재(12c)와 3링부재(12d) 사이의 공간에 카본이 막히게 된다. 카본이 가변 노즐 기구의 슬라이딩부에 쌓이면 가동 날개(12a)의 슬라이딩이 둔해지는 문제가 발생한다. 그 때문에, 연통공(22)을 마련하여 압력차를 없애, 스크롤측으로부터 제2 링 부재(12c)와제3 링 부재(12d) 사이의 공간으로 가동 날개(12a)의 축의 간극을 통한 흐름이, 비교적 장시간에 걸쳐 발생하기 어렵게 되어, 카본이 막히지 않도록 하고 있다. 또한, 연통공(22)은 상기 압력차를 없앨 뿐만 아니라 가변 노즐 기구부의 온도를 비교적 단시간에 균일하게 함으로써 카본 부착을 방지하는 효과도 있다. 이점을 고려하여, 본원 발명의 실시 형태에서는, 열차단판(21)을 제3 링 부재(12d)보다 베어링 하우징(6)측에 설치하고 있다. 한편, 부호 23은 종래부터 장착되고 있는 열차단판을 나타내고 있다.On the other hand, as shown in FIG. 3, the communication hole 22 which makes the scroll 11 and the 2nd ring member 12c communicate is provided. If there is no communication hole 22, a pressure difference occurs in the space between the scroll 11 side and the second ring member 12c and the third ring member 12d with the second ring member 12c as a boundary. Exhaust gas is introduced into the space between the second ring member 12c and the third ring member 12d from the scroll side together with the unburned carbon of the fuel through a gap between the shafts of the movable blades 12a for a relatively long time. The carbon is blocked in the space between the second ring member 12c and the third ring member 12d. When carbon accumulates in the sliding part of a variable nozzle mechanism, the sliding of the movable blade 12a will become dull. Therefore, the communication hole 22 is provided to eliminate the pressure difference, and the flow through the gap between the shaft of the movable blade 12a from the scroll side to the space between the second ring member 12c and the third ring member 12d, It is hard to generate | generate over a comparatively long time, and carbon is prevented from being blocked. In addition, the communication hole 22 not only eliminates the pressure difference, but also has the effect of preventing carbon adhesion by making the temperature of the variable nozzle mechanism uniform in a relatively short time. In consideration of this, in the embodiment of the present invention, the heat shield plate 21 is provided on the bearing housing 6 side rather than the third ring member 12d. In addition, the code | symbol 23 has shown the heat shield board conventionally attached.

또한, 열차단판(21)의 재료는, 예를 들면, SUS304 또는 SUS31등의스테인레스강(JIS G 4305 등)이지만, 열차단의 효과를 얻을 수 있는 다른 적절한 재료라도 무방하다. 한편, 열차단판(21)의 재료는, 다른 부위에 설치되는 열차단판(23)의재료와 동일하여도 된다.The material of the heat shield plate 21 is, for example, stainless steel (such as JIS G 4305) such as SUS304 or SUS31, but may be any other suitable material capable of obtaining the effect of heat shielding. In addition, the material of the heat shield plate 21 may be the same as the material of the heat shield plate 23 provided in another site | part.

전술의 열차단판(21)에 의해, 터빈측과 베어링 하우징(6)의 확경부(6a) 사이의 전열을 방지할 수 있어, 대형화한 베어링하우징(6)(특히, 확경부(6a))의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 열차단판(21)에 의해, 베어링 하우징(6)으로부터 터빈측에 냉열이 전달되는 것도 막을 수 있으므로, 노즐 가변 기구 부근에서 카본이 퇴적되는 것도 종래 이상으로 방지할 수 있다.By the heat shielding plate 21 described above, heat transfer between the turbine side and the enlarged diameter portion 6a of the bearing housing 6 can be prevented, thereby increasing the size of the bearing housing 6 (especially, the enlarged diameter portion 6a). Temperature rise can be suppressed. In addition, since the heat shield plate 21 can prevent cold heat from being transferred from the bearing housing 6 to the turbine side, it is possible to prevent carbon from being deposited in the vicinity of the nozzle variable mechanism.

또한, 열차단판(21)의 반경 방향 외측 단부를, 가변 노즐 기구(12)의 부착 부재(18)와 함께 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6) 사이에 끼워 고정하므로, 열차단판(21)을 베어링 하우징(6)에 간단하게 설치 고정할 수 있다.In addition, since the radially outer end portion of the heat shield plate 21 is fixed between the turbine housing 7 and the bearing housing 6 together with the attachment member 18 of the variable nozzle mechanism 12, the heat shield plate 21 is fixed. Can be easily fixed to the bearing housing 6.

게다가, 이 고정 방법에 의해, 열차단판(21)의 반경 방향 외측 단부를 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6)에 접촉시키고,In addition, by this fixing method, the radially outer end of the heat shield plate 21 is brought into contact with the turbine housing 7 and the bearing housing 6,

열차단판(21)의 다른 부분을 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6)에 접촉시키지 않도록 할 수 있으므로, 이 비접촉 부분을통한 터빈측으로부터 확경부로의 전열량을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 터빈측으로부터 확경부(6a)로의 전열을 더욱효과적으로 방지할 수 있다.Since other parts of the heat shield plate 21 cannot be brought into contact with the turbine housing 7 and the bearing housing 6, the heat transfer amount from the turbine side through the non-contact portion to the enlarged diameter portion can be minimized. Therefore, the heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter part 6a can be prevented more effectively.

한편, 본 발명은 전술한 실시의 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 가할수 있는 것은 물론이다. 예를 들면, 전술의 실시 형태에서는, 볼트(17)에 의해 터빈 하우징(7)의 반경 방향 외측 단부와 베In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, various changes can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the above embodiment, the radially outer end and the bottom of the turbine housing 7 are secured by bolts 17.

어링 하우징(6)의 확경부(6a)의 반경 방향 외측 단부를 결합하고 있는 가변 노즐 부착 터보차저(10)에 열차단판(21)을 적용하였지만, 반경 방향 외측 부분의 적절한 개소에서 터빈 하우징(7)과 베어링 하우징(6)을 결합하고, 이들 사이에서 가변Although the heat shield plate 21 was applied to the turbocharger 10 with the variable nozzle which coupled the radially outer end of the enlarged diameter part 6a of the housing 6, the turbine housing 7 was appropriately located at the radially outer part. ) And the bearing housing 6, the variable between them

노즐 기구(12)를 수용하고 있는 터보차저(10)에도 열차단판(21)을 적용할 수 있다.The heat shield plate 21 can also be applied to the turbocharger 10 that houses the nozzle mechanism 12.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 가변 노즐 부착 터보차저의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a turbocharger with a variable nozzle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도로서, 가변 노즐 기구를 도시하는 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1 and illustrating the variable nozzle mechanism.

도 3은 도 1의 파선 B로 둘러싸인 부분의 확대도이다.3 is an enlarged view of a portion surrounded by the broken line B in FIG. 1.

Claims (3)

배기 가스에 의해 회전 구동되는 터빈 임펠러와,A turbine impeller driven by exhaust gas, 상기 터빈 임펠러로 회전 구동되어 공기를 압축하는 컴프레서 임펠러와,A compressor impeller rotatably driven by the turbine impeller to compress air; 상기 터빈 임펠러와 컴프레서 임펠러를 연결하는 샤프트와,A shaft connecting the turbine impeller and the compressor impeller; 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징과,A bearing housing rotatably supporting the shaft; 상기 터빈 임펠러를 내부에 수용하는 터빈 하우징과,A turbine housing accommodating the turbine impeller therein; 상기 터빈 임펠러의 반경 방향 외측의 컴프레서 임펠러측에 설치되어 터빈 임펠러로 향하는 배기 가스 유량을 조정하는 가변 노즐 기구를 구비하고,A variable nozzle mechanism provided on the compressor impeller side of a radially outer side of the turbine impeller to adjust an exhaust gas flow rate toward the turbine impeller, 상기 베어링 하우징은, 반경 방향 외측으로 연장되어 반경 방향 외측 부분에서 터빈 하우징과 결합하고, 터빈 하우징과의사이에 가변 노즐 기구를 수용하는 확경부를 갖고,The bearing housing extends radially outwardly, engages with the turbine housing at a radially outer portion, and has an enlarged portion for receiving the variable nozzle mechanism therebetween, 상기 확경부와 가변 노즐 기구 사이에는, 가변 노즐기구와 확경부 간의 전열을 방지하는 열차단판이 설치되어 있는 것을특징으로 하는 가변 노즐 부착 터보차저.A turbocharger with a variable nozzle, characterized in that a heat shield is provided between the enlarged diameter portion and the variable nozzle mechanism to prevent heat transfer between the variable nozzle mechanism and the enlarged diameter portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열차단판은, 그 반경 방향 외측 단부가 터빈 하우징과 베어링 하우징 사이에 협지되어 있는 것을 특징으로 하는 터보차저.The heat shield is characterized in that the radially outer end thereof is sandwiched between the turbine housing and the bearing housing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열차단판은, 중앙에 개구부를 갖는 환상 부재이고,The heat shield plate is an annular member having an opening in the center, 상기 베어링 하우징은, 상기 확경부로부터 터빈 하우징측으로 돌출하여, 상기 개구부에 감합하는 축경부를 갖는 것을 특징으로 하는 터보차저.And the bearing housing has an shaft diameter portion that projects from the enlarged diameter portion to the turbine housing side and fits into the opening.
KR1020070133843A 2007-12-19 2007-12-19 Turbocharger with variable nozzle KR20090066351A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070133843A KR20090066351A (en) 2007-12-19 2007-12-19 Turbocharger with variable nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070133843A KR20090066351A (en) 2007-12-19 2007-12-19 Turbocharger with variable nozzle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090066351A true KR20090066351A (en) 2009-06-24

Family

ID=40994345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070133843A KR20090066351A (en) 2007-12-19 2007-12-19 Turbocharger with variable nozzle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090066351A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108506054A (en) * 2017-02-27 2018-09-07 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 Turbocharger
CN113614345A (en) * 2019-03-28 2021-11-05 三菱重工发动机和增压器株式会社 Nozzle device and exhaust turbocharger

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108506054A (en) * 2017-02-27 2018-09-07 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 Turbocharger
CN113614345A (en) * 2019-03-28 2021-11-05 三菱重工发动机和增压器株式会社 Nozzle device and exhaust turbocharger
CN113614345B (en) * 2019-03-28 2023-10-13 三菱重工发动机和增压器株式会社 Nozzle device and exhaust turbocharger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100917551B1 (en) Turbocharger with variable nozzle
EP0160460B1 (en) Turbocharger
JP2007231934A (en) Turbocharger with variable nozzle
EP1760272B1 (en) Sacrificial inner shroud liners for variable guide vanes of gas turbine engines
US9664060B2 (en) Variable nozzle unit and variable geometry system turbocharger
US7600379B2 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
US4654941A (en) Method of assembling a variable nozzle turbocharger
US9810238B2 (en) Turbocharger with turbine shroud
US10465601B2 (en) Variable nozzle unit and variable-capacity supercharger
CN106121737B (en) Turbocharger with variable vane turbine nozzle with integrated bypass mechanism
US9702264B2 (en) Variable nozzle unit and variable geometry system turbocharger
KR20040051489A (en) Torque tube bearing assembly
SG181972A1 (en) Gas turbine engine and foil bearing system
EP3489483B1 (en) Variable nozzle device and variable capacity-type exhaust turbocharger
KR20090066351A (en) Turbocharger with variable nozzle
JP2015117645A (en) Variable nozzle unit and variable displacement supercharger
EP3470648A1 (en) Turbocharger
EP2964907B1 (en) Gas turbine engine clearance control
CN110192006B (en) Blade arrangement for a turbomachine
JP2012107527A (en) Turbocharger
EP3708844B1 (en) Turbocharger and bearing housing therefor
JPH06173714A (en) Gas turbine power generator
JPH1136983A (en) Turbine frame structure of turbofan engine
RU2261373C2 (en) Heated revolving return-circuit rig of compressor
WO2024035537A1 (en) Gas turbine engine with turbine vane carrier cooling flow path

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination