KR20090092295A - 다단계 터보차저 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 스테이지(2)를 가지며, 개폐될 수 있는 유동 덕트 시스템(4)에 걸쳐서 상기 고압 스테이지(2)에 작동이 가능하게 연결될 수 있는 저압 스테이지(3)를 가지며, 및 상기 고압 스테이지(2)와 상기 저압 스테이지(3) 사이의 작동상의 연결을 제어하기 위한 조정 유닛(5)을 가지는, 내연 기관을 위한 다단계 터보차저 장치(1)에 관한 것이며, 상기 조정 유닛(5)과 상기 유동 덕트 시스템(4)은 상기 고압 스테이지(2)와 상기 저압 스테이지(3) 사이에 배치되는 엔진 배기 매니폴드(6)에 통합된다.

Description

다단계 터보차저 장치{MULTISTEP TURBOCHARGER ARRANGEMENT}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 다단계 터보차저 장치에 관한 것이다.

상기 타입의 공지된 터보차저 장치들은, 특히 취약한 크랭크 구동장치의 결과로서, 마모되기 아주 쉬운 플랩들, 슬리브들 및 제어 캡슐들을 가지는, 복잡한 디자인의 단점을 가진다. 더구나, 조정 정밀도 또는 조정 특성의 품질에 기여하는, 균일하며 연속적인 단면 개구부들이 단지 제한된 범위로만 구현될 수 있다.

본 발명의 추가적인 상세한 내용들, 이점들과 특징들은 도면에 근거한 실시예들의 다음의 설명으로부터 수집될 수 있으며:

도 1은 본 발명에 따라, 예에서 2 스테이지 디자인인 터보차저 장치의 제1 실시예를 보이며,

도 2는 도 1에 따른 상기 터보차저 장치의 부분 단면 사시도를 보이며,

도 3은 제1 전환 상태에 있는 상기 터보차저 장치의 부분 단면도를 보이며,

도 4는 제2 전환 상태에 있는 상기 터보차저 장치의, 도 3에 상응하는, 도면을 보이며,

도 5는 도 4에 따른 전환 상태에 있는 상기 터보차저 장치의 변형을 보이며,

도 6은 제3 전환 상태에 있는, 본 발명에 따른 상기 터보차저 장치의, 도 3에 상응하는, 도면을 보이며,

도 7 및 8은 도 6에 따른 상기 전환 상태에 있는, 도 5에 따른 변형을 보인다.

따라서 그의 조정 시스템이 개선된 조정 정밀도와 단순화되면서 컴팩트한 디자인을 가지는, 청구항 1의 전제부에 따른 다단계 터보차저 장치를 만드는 것이 본 발명의 목적이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 상기 터보차저 장치의 고압 터보차저 또는 고압 스테이지와 저압 터보차저 또는 저압 스테이지 사이의 작동상의 연결을 조정을 위한 단순화된 조정 유닛은 상기 고압 스테이지와 상기 저압 스테이지 사이에 있는 매니폴드에 배열되며 상기 조정 유닛에는 요구되는 유동 덕트들의 모두가 통합된다.

종속 청구항들은 본 발명의 유익한 개량들에 관한 것이다.

도 1은 내연 기관, 특히 디젤 또는 스파크 점화 엔진을 위한, 예에서 2 스테이지 디자인인, 다단계 터보차저 장치(1)를 도시하고 있지만, 여기서 상기 내연 기관은 상기 도면을 단순화시키기 위해 도 1에서는 보여지지는 않는다.

상기 터보차저 장치(1)는 각각의 경우에 상응하여 디자인된 터보차저로서 형성되는 고압 스테이지(2)와 저압 스테이지(3)를 가지며, 상기 스테이지들의 각각의 경우에 터빈의 터빈 하우징이 상기 도면들에 도시된다.

상기 고압 스테이지(2)와 상기 저압 스테이지(3)는 개폐 가능한 유동 덕트 시스템(4)에 의해 상호 작동이 가능하게 연결될 수 있으며, 이 목적을 위해 조정 유닛(5)이 제공된다.

특히 도 1 및 2로부터 볼 수 있는 바와 같이, 상기 조정 유닛(5)은 상기 고압 스테이지(2)와 상기 저압 스테이지(3) 사이에 있는 매니폴드(6)에 배열된다. 모든 상기 도면들의 비교로부터 명백해지는 바와 같이, 상기 조정 유닛(5)에 의해 개방될 수 있으며 폐쇄될 수 있는, 상기 유동 덕트 시스템(4)은 또한 상기 매니폴드(6)에 통합된다.

도 1 내지 3과 도 4 내지 6에 따른 실시예에서, 상기 조정 유닛(5)은 첫째로 액추에이터(8)에 의해 작동될 수 있는 조정 슬라이드(7)를 가지며, 이를 위해 상기 조정 슬라이드(7)는 작동 로드(16)를 통하여 이어지는 축을 따라, 상기 액추에이터(8)에 의해 구동되는, 상기 작동 로드(16)에 의해 슬라이딩될 수 있다.

상기의 실시예에서, 상기 조정 유닛(5)은, 바이패스 덕트(10)를 개방 및 폐쇄하기 위해서, 축방향으로 슬라이딩 가능한 방식으로 상기 조정 유닛(5)의 하우징(17) 내에, 상기 조정 슬라이드(7)와 유사하게, 배열되는 바이패스 슬라이드(9)를 또한 가진다. 도 3에 일 예로서 도시된 전환 위치에서, 상기 바이패스 슬라이드(9)는 상기 바이패스 덕트(10)를 폐쇄시키며, 상기 바이패스 슬라이드(9)는, 예를 들어, 적당한 스프링에 의해, 그의 폐쇄 위치로 미리 탑재된다.

특히 도 3으로부터 볼 수 있는 제1 전환 위치에서, 상기 조정 슬라이드(7)는 상기 저압 스테이지(3)로 향하는, 상기 유동 덕트 시스템(4)의 유동 덕트(12)에 의해 형성되는, 직선 경로를 폐쇄시키며, 상기 제1 전환 위치는 낮은 엔진 속도들과 그에 따른 낮은 배출가스 유속들에서 설정된다. 그러므로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 조정 유닛(5)의 상기 제1 전환 위치에서, 상기 배기가스는 상기 고압 스테이지(2)에서 팽창된다. 이는 도 3에서 화살표들(P₁)에 의해 표시된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전환 위치에서, 상기 배기가스가, 도 4에서 화살표들(P₂)에 의해 표시된 바와 같이, 상기 저압 스테이지(3)에 직접 전달되도록, 상기 조정 슬라이드(7)는, 증가하는 엔진 속도로 바람직하게는 단계적인 방식으로, 상기 유동 덕트(12), 또는 매니폴드 단면을 개방시킨다.

별도의 바이패스 슬라이드가 여기에서 제공되지 않기 때문에, 상응하는 전환 위치는, 도 4에 따른 실시예의 변형을 도시하고 있는, 도 5에 도시된다. 도 4 및 5의 도면들에 의해 도시된 바와 같이, 상기 바이패스 덕트(10)는 각각의 경우에 상기 제2 전환 위치에서 폐쇄된다.

도 6은 제3 전환 위치에서 도 1 내지 4에 따른 실시예를 도시하고 있다. 상기 전환 위치에서, 상기 조정 슬라이드(7)는 축방향으로 상기 바이패스 슬라이드(9)를 뒤로 슬라이딩시키며, 그 결과로 상기 바이패스 덕트(10) 또는 상기 바이패스 덕트(10)의 바이패스 덕트 부분들이 개방된다. 따라서 상기 배기가스의 일부분은, 점선 화살표(P_{3 ’})에 의해 표시된 바와 같이, 저압 나선부 또는 저압 터빈 하우징을 통과하여 직접 상기 터빈 하우징 출구(저압 스테이지)로 흐를 수 있다.

도 5에 따른 상기 변형의 상응하는 전환 위치는 도 7 및 8에 도시되며, 이를 위해 상기 변형의 상기 조정 슬라이드(7’)는 특히 도 8로부터 볼 수 있으며, 위에서 설명된 디자인 변형에서와 같이, 상기 배기가스의 일부분이 상기 저압 스테이지(3)의 상기 터빈 하우징 출구에 직접 배출되는 것이 가능하도록 상기 바이패스 덕트(10)를 개방시키는 연결 덕트(15)를 가진다.

본 발명의 위에서 기술된 개시를 보충하기 위해서, 도 1 내지 8의 본 발명의 개략적인 도면에 대해 여기서 참조가 명시적으로 행해진다.

참조 부호들의 목록

1 터보차저 장치

2 고압 스테이지

3 저압 스테이지

4 유동 덕트 시스템

5 조정 유닛

6 매니폴드/배기 매니폴드

7 조정 슬라이드

7?조정 슬라이드

8 액추에이터

9 바이패스 슬라이드

10 바이패스 덕트

11 냉각 몸체

12, 13 유동 덕트

14 터빈 하우징부

15 연결 덕트

16 작동 로드

17 하우징

P₁, P₂, P₃ 화살표들

Claims (5)

1. 고압 스테이지(2)를 가지며,

   개폐 가능한 유동 덕트 시스템(4)에 의해 상기 고압 스테이지(2)에

   작동이 가능하게 연결될 수 있는 저압 스테이지(3)를 가지며,

   상기 고압 스테이지(2)와 상기 저압 스테이지(3) 사이의 작동상의 연결을

   조정하기 위한 조정 유닛(5)을 가지는, 내연 기관을 위한 다단계 터보차저 장치(1)에 있어서,

   상기 조정 유닛(5)과 상기 유동 덕트 시스템(4)은 상기 고압

   스테이지(2)와 상기 저압 스테이지(3) 사이에 배열되는 엔진 배기가스 매니폴드(6)에 통합되는 것을 특징으로 하는 다단계 터보차저 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조정 유닛(5)은 조정 슬라이드(7)를 가지며 상기 조정 슬라이드(7)에 의해 액추에이터(8)가 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 다단계 터보차저 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 조정 유닛(5)은 바이패스 슬라이드(9)를 가지며, 상기 바이패스 슬라이드(9)에 의해 바이패스 덕트(10)가 개방 및 폐쇄될 수 있으며 상기 바이패스 슬라이드(9)는 그의 바이패스 폐쇄 위치로 미리 탑재(pre-loaded)되는 것을 특징으로 하는 다단계 터보차저 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 바이패스 슬라이드(9)는 그의 바이패스 개방 위치로, 특히

   축방향으로 슬라이딩되게, 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 다단계 터보차저 장치.
5. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 조정 슬라이드(7’)는 상기 유동 덕트 시스템(4)의 상기

   바이패스 덕트(10)에 유동으로 연결될 수 있는 연결 덕트(15)를 가지는 것을 특징으로 하는 다단계 터보차저 장치.