KR20110083251A - 슈퍼차져의 설치구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슈퍼차져의 설치구조는 차량의 엔진으로 공기를 공급시켜주기 위해 크랭크풀리로부터의 동력을 슈퍼차져 터빈축으로 동력을 전달하는 설치구조에 있어서, 상기 크랭크풀리가 위치한 엔진 일측면에 고정 구비되는 브라켓, 상기 크랭크풀리에 고정되어 연동되는 제 1구동풀리, 상기 브라켓에 고정되어 슈퍼차져의 터빈축과 연동하는 제 2구동풀리 및 상기 엔진의 구동으로 상기 크랭크풀리가 구동하면 이와 연동하는 상기 제 1구동풀리의 구동력을 제 2구동풀리로 전달하여 슈퍼차져를 동작시키는 구동벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 슈퍼차져를 설치하는데 있어 제 1구동풀리를 크랭크풀리에 추가적으로 조립하여 동력을 전달받음으로 설치가 매우 용이하고, 수냉식 인터쿨러를 매니폴더에 장착하여 엔진 효율성을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

슈퍼차져의 설치구조{INSTALLATION STRUCTURE OF SUPER CHARGER}
본 발명은 슈퍼차져의 설치구조에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 슈퍼차져의 설치 용이성을 제공하고자 하는 슈퍼차져의 설치구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 동력원은 외부의 공기를 유입한 다음 유입된 공기와 연료를 적절한 비율로 혼합하여 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진으로부터 발생된 동력을 이용하여 자동차에서 사용하는 전력을 생성하는 제너레이터를 구비하고 있다.
엔진의 구동으로 동력을 발생시키는 과정에서 연소를 위해 외부의 공기를 충분히 공급하여야만 원하는 출력과 연소효율을 얻을 수 있게 되고, 발전기에는 회전 중에 발생되는 열을 공랭식으로 식혀주기 위한 공기의 흐름을 필요로 한다.
여기서, 엔진의 연소효율을 높이기 위한 연소용 공기를 공급시켜주는 장치로는, 일반적으로 슈퍼차져(Super charger)와 터보차져(Tubo charger)가 사용되고 있는 것으로, 엔진의 동력을 이용하여 팬을 회전시키는 방식을 사용하는 것이 슈퍼차져이며, 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용해 팬을 회전시키는 방식을 제안하는 장치를 터보차져라 한다.
슈퍼차져나 터보차져에 구성된 공기를 공급시켜주는 팬을 회전시키기 위해서는 상술한 장치들의 방법 외에도 전기로 사용되는 전동기에 의해 동력을 전달하는 방식을 이용하여 직접 팬에 동력을 전달하는 방법도 사용되고 있다. 전동기에 의한 동력을 전달하는 방법은 설치하기는 쉬우나 전동기의 회전속도가 20.000RPM 이하의 저속회전에서는 응답속도가 느리고, 고속회전에서는 풍량이 부족하여 바이패스 풍로가 불가피하며, 기관의 속도와 블로워를 동기시키기 위한 전동기 사용이 기피되고 있다.
여기서 엔진의 동력을 전달받아 팬을 회전시키는 슈퍼차져의 설치구조를 보면, 차량의 엔진룸에는 차량에 필요한 많은 구성들이 복잡하게 설치되어 공간적인 제약이 많이 된다.
이러한 문제점을 조금이나마 극복하고자 출원인은 대한민국 특허 출원 2006-00935040호 “슈퍼차져의 동력전달 설치구조”를 출원한 바와 있다. 이것은 슈퍼차져의 동력원인 크랭크풀리의 반대측으로 설치해야 할 불가피한 공간적 구조의 문제점을 해소하고 개발된 것이다.
하지만, 상기 특허출원의 경우 크랭크풀리로부터 벨트를 통해 슈퍼차져를 구동시키기 위해서는 벨트를 연장 설치하여야 하기 때문에 작업 과정이 매운 번거로운 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 슈퍼차져 설치의 용이성을 제공하고, 흡기 공기의 냉각을 수냉식으로 구성함에 따라 효과적인 엔진출력을 달성하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 엔진으로 공기를 공급시켜주기 위해 크랭크풀리로부터의 동력을 슈퍼차져 터빈축으로 동력을 전달하는 설치구조에 있어서, 상기 크랭크풀리가 위치한 엔진 일측면에 고정 구비되는 브라켓, 상기 크랭크풀리에 고정되어 연동되는 제 1구동풀리, 상기 브라켓에 고정되어 슈퍼차져의 터빈축과 연동하는 제 2구동풀리 및 상기 엔진의 구동으로 상기 크랭크풀리가 구동하면 이와 연동하는 상기 제 1구동풀리의 구동력을 제 2구동풀리로 전달하여 슈퍼차져를 동작시키는 구동벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동벨트의 텐션을 유지하기 위해 상기 브라켓에 구비되는 텐셔닝풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동벨트의 텐션을 유지하기 위해 상기 브라켓에 구비되는 보조풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슈퍼차져로부터 발생되는 흡기 공기를 엔진의 흡기 매니폴더로 공급할 때 공기 온도를 낮추기 위해 흡기 매니폴드에 직접 설치되는 수냉식 제 1열교환기와, 차량 전면으로 설치되어 상기 제 1열교환기와 연동하는 제 2열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1구동풀리는 상기 크랭크풀리와 볼트체결로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 크랭크 풀리와 제 1구동풀리는, 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 크랭크풀리와 결합되는 별도의 제 1구동풀리를 설치하고, 엔진에 고정되는 브라켓에 슈퍼차져를 설치하며, 별도의 구동벨트를 통해 연결하여 동력을 제공받음으로써 설치가 매우 용이하다.
또한, 상기 슈퍼차져를 통해 과급되는 연소 공기를 수냉식 인터쿨러를 통해 냉각시킴으로써 보다 높은 효율의 엔진 출력을 달성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 슈퍼차져 설치구조의 구동풀리와 크랭크풀리는 나타낸 평면도,
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 슈퍼차져 설치구조의 구동풀리와 크랭크풀리의 사시도와 결합 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 슈퍼차져가 설치된 엔진의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 슈퍼차져가 설치된 상태의 개략적인 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 슈퍼차져와 수냉식 흡기 시스템의 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 슈퍼차져의 설치구조의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 슈퍼차져 설치구조의 구동풀리와 크랭크풀리는 나타낸 평면도, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 슈퍼차져 설치구조의 구동풀리와 크랭크풀리의 사시도와 결합 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 슈퍼차져가 설치된 엔진의 정면도, 도 5는 본 발명에 따른 슈퍼차져가 설치된 상태의 개략적인 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 슈퍼차져와 수냉식 흡기 시스템의 구성도이다.
본 발명에 따른 슈퍼차져 설치구조는, 차량의 엔진으로 공기를 공급시켜주기 위해 크랭크풀리로부터의 동력을 슈퍼차져 터빈축으로 동력을 전달하는 설치구조에 있어서, 상기 크랭크풀리가 위치한 엔진 일측면에 고정 구비되는 브라켓, 상기 크랭크풀리에 고정되어 연동되는 제 1구동풀리, 상기 브라켓에 고정되어 슈퍼차져의 터빈축과 연동하는 제 2구동풀리 및 상기 엔진의 구동으로 상기 크랭크풀리가 구동하면 이와 연동하는 상기 제 1구동풀리의 구동력을 제 2구동풀리로 전달하여 슈퍼차져를 동작시키는 구동벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슈퍼차져의 설치구조는, 크랭크풀리(110)에 제 1구동풀리를 추가적으로 설치하고 브라켓(210)을 통해 고정된 슈퍼차져(200)를 구동벨트(250)를 통해 상기 제 1구동풀리에서 구동력을 전달하는 것을 주요 기술적 요지로 한다.
차량의 엔진 룸 내부 중앙에 위치한 엔진(100)은 각 실린더의 기계적 메커니즘에 따라 크랭크 축을 회전시키며 이와 연결되어 외부로 노출된 크랭크풀리(110)의 회전을 통해 제너레이터를 포함하는 각종 동력원을 타이밍 벨트(또는 체인 ; 120)를 통해 전달하게 된다.
슈퍼차져(200)는 동력을 직접 전달받아 팬(블로워)에 의해 공기를 압축하여 엔진의 실린더 내부로 공급시킴으로서, 엔진의 흡기효율을 높여주기 위한 것으로, 팬의 동력을 공급받기 위한 본 발명에서는 동력원을 엔진의 실린더 내부에서 피스톤에 연결되어 회전하는 크랭크축의 끝단 즉, 엔진의 외부로 구비되어 동력을 발생시키는 상기 크랭크풀리(50)에서 공급받게 되는데, 기 설치된 타이밍 벨트 외에 별도의 구동벨트(250)를 통해 동력을 전달받기 위하여 크랭크풀리에 고정되는 제 1구동풀리(220)가 더 구비된다.
상기 제 1구동풀리는 대략 크랭크풀리와 동일한 직경을 가지며, 볼트 등의 체결수단을 통해 결합된다. 이때 별도로 장착되는 제 1구동풀리와 크랭크풀리를 결합시킬 때는 그 형태나 체결 구조에 따라 기존의 크랭크풀리를 변경하여 설치할 수 있다.
즉, 제 1구동풀리와 크랭크풀리가 구조적으로 체결될 수 있다면, 다양한 결합방법이 적용될 수 있으며, 이러한 구조 변경 및 체결 방법은 당업자라면 용이하게 변경 가능하다.
하지만, 본 발명에 따른 가장 바람직한 실시예로 상기 제 1구동풀리와 크랭크풀리는 볼트 체결을 통해 결합시키는 것이다. 또한 여기서 다른 실시예로 기존의 크랭크풀리를 제거하고 제 1구동풀리 역할을 하는 일체형 크랭크 풀리를 제작하여 설치할 수 있다. 즉 크랭크풀리와 결합되는 제 1구동풀리와 동일항 형상으로 일체형 풀리를 제작하여 동력을 전달할 수 있도록 구성할 수도 있다.
상기 슈퍼차져(200) 본체는 소정의 크기를 가지는 금속재 브라켓(210)이 엔진의 일측면 즉, 크랭크풀리가 위치한 일면에 고정되고, 상기 브라켓에 슈퍼차져 본체가 볼트체결 등에 의해 고정된다. 여기서 상기 브라켓은 크랭크풀리가 위치한 엔진 일측면에 고정 결합되되, 그 일측면에 기 형성된 볼트 구조를 이용하여 결합되는 것이 바람직하다. 이것은 엔진 구조물 조립을 위해 형성된 기존의 볼트 체결홀에 대응하게 브라켓으로 볼트홀을 형성하고 연장 구비된 볼트를 통하여 상기 브라켓을 고정시킴으로써 엔진의 구조적 손상 없이 용이하게 결합시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 브라켓(210)으로는 슈퍼차져 블로워의 회전축과 결합되는 제 2구동풀리(210)가 설치되며 상기 제 1구동풀리와 제 2구동풀리가 구동벨트와 연결된다.
또한, 상기 구동벨트(250)의 장력을 유지하기 위하여 추가적으로 텐셔닝풀리와(230)와 보조풀리(240)가 더 구비된다. 상기 텐셔닝풀리와 보조풀리는 제 1구동풀리와 제 2구동풀리 간의 간격 사이에 양쪽으로 위치하는데, 텐셔닝풀리의 경우 자동으로 장력을 조절하여 주며, 상기 보조풀리는 텐셔닝풀리와 마주하게 위치하여 일정한 장력을 유지시켜 준다.
한편, 본 발명에서는 슈퍼차져 기능을 효과적으로 적용하기 위해서 엔진 실린더 내부로 과급하는 흡기 공기의 온도를 떨어트리기 위해 수냉식 인터쿨러 시스템이 적용된다. 본 발명에 따른 인터쿨러 시스템은 엔진 블록에 장착되는 제 1열교환기(300)와 차량의 전면으로 설치되는 제 2열교환기 및 제 1, 2열교환기를 순환하는 냉각수를 순환시키기 위한 순환펌프(310)로 구성된다.
도면에 도시하진 않았지만, 상기 제 1열교환기는 흡기 매니폴드에 장착되도록 코어 구조물이 위치하고 내부로 과급 공기 흐름에 대응하는 열교환기가 설치되어 냉각수를 통해 온도를 낮춰준다. 상기 제 2열교환기는 차량의 전면에 설치되어 주행에 따른 공기흐름을 통해 열교환을 실시하며, 상기 제 1열교환기의 냉각수와 연동한다. 따라서 제 1열교환기의 2차적 열교환을 달성하는 구성에 해당한다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 슈퍼차져의 용이하게 설치하고 수냉식 인터쿨러를 통해 효과적인 과급으로 인하여 엔진 출력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 엔진 110 : 크랭크풀리
120 : 타이밍벨트 200 : 슈퍼차져
210 : 브라켓 220 : 제 1구동풀리
221 : 제 2구동풀리 230 : 텐셔닝풀리
240 : 보조풀리 250 : 구동벨트
300 : 인터쿨러 코어 310 : 순환펌프
320 : 열교환기

Claims (6)

  1. 차량의 엔진으로 공기를 공급시켜주기 위해 크랭크풀리로부터의 동력을 슈퍼차져 터빈축으로 동력을 전달하는 설치구조에 있어서,
    상기 크랭크풀리가 위치한 엔진 일측면에 고정 구비되는 브라켓;
    상기 크랭크풀리에 고정되어 연동되는 제 1구동풀리;
    상기 브라켓에 고정되어 슈퍼차져의 터빈축과 연동하는 제 2구동풀리; 및
    상기 엔진의 구동으로 상기 크랭크 풀 리가 구동하면 이와 연동하는 상기 제 1구동풀리의 구동력을 제 2구동풀리로 전달하여 슈퍼차져를 동작시키는 구동벨트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슈퍼차져의 설치구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동벨트의 텐션을 유지하기 위해 상기 브라켓에 구비되는 텐셔닝풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼차져의 설치구조.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 구동벨트의 텐션을 유지하기 위해 상기 브라켓에 구비되는 보조풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼차져의 설치구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 슈퍼차져로부터 발생되는 흡기 공기를 엔진의 흡기 매니폴더로 공급할 때 공기 온도를 낮추기 위해 흡기 매니폴드에 직접 설치되는 수냉식 제 1열교환기와, 차량 전면으로 설치되어 상기 제 1열교환기와 연동하는 제 2열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슈퍼차져의 설치구조.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1구동풀리는,
    상기 크랭크풀리와 볼트체결로 결합되는 것을 특징으로 하는 슈퍼차져의 설치구조.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 크랭크 풀리와 제 1구동풀리는,
    일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 슈퍼차져의 설치구조.
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