KR20130046819A - Exhaust gas processing device - Google Patents

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KR20130046819A
KR20130046819A KR1020110111424A KR20110111424A KR20130046819A KR 20130046819 A KR20130046819 A KR 20130046819A KR 1020110111424 A KR1020110111424 A KR 1020110111424A KR 20110111424 A KR20110111424 A KR 20110111424A KR 20130046819 A KR20130046819 A KR 20130046819A
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김승기
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현대자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: An internal combustion engine with a turbocharger is provided to control sucked air precisely, to prevent the turbocharger from being overheated in advance, and to stably compress the sucked air using the turbo charger. CONSTITUTION: An internal combustion engine with a turbocharger comprises a first air amplifying unit(100), a first compressed air line(120), and a turbocharger(460). The first air amplifying unit is arranged in a suction line(400) and increases the flow of sucked air using amplified air. The first compressed air line is branched from the suction line, thereby supplying the amplified air to the first air amplifying unit. The turbocharger includes a turbine(462) and a compressor(464) and compresses the amplified air flowing in the first compressed air line using the energy of exhaust gas passing through an exhaust line(410).

Description

터보차져를 구비한 내연기관{EXHAUST GAS PROCESSING DEVICE}Internal combustion engine with turbocharger {EXHAUST GAS PROCESSING DEVICE}

본 발명은 배기가스의 에너지를 이용하여 흡기에어의 차징을 도와주어 엔진의 연소효율을 향상시키고 출력을 향상시키는 터보차져를 구비한 내연기관에 관한 것이다. The present invention relates to an internal combustion engine having a turbocharger that uses the energy of exhaust gas to assist in charging the intake air, thereby improving combustion efficiency and improving output of the engine.

일반적으로 내연기관에서는 실린더의 하강행정에서 생기는 실린더 안의 부압(負壓)으로 혼합기 또는 공기를 빨아들인다. 이것을 내추럴 에스퍼레이션(natural aspiration) 또는 노멀 에스퍼레이션(normal aspiration)이라고 한다. In general, internal combustion engines draw in mixers or air with negative pressure in the cylinder resulting from the lower stroke of the cylinder. This is called natural aspiration or normal aspiration.

그러나 밸브가 열려 있는 짧은 시간 안에 충분한 흡기가 어려워, 펌프로 적극적으로 밀어 넣으면 실린더의 용적효과가 올라가고, 이와 함께 실효압축비, 폭발압력도 올라가서 출력이 향상된다. 이것이 슈퍼차징(supercharging: 過給)이고, 이러한 슈퍼차징을 위해 차량에 장착되는 장치를 터보 차져(turbocharger)라고 한다. However, sufficient intake is difficult within a short time that the valve is opened, and when actively pushed into the pump, the volumetric effect of the cylinder increases, and the effective compression ratio and explosion pressure also increase, thereby improving output. This is supercharging, and the vehicle-mounted device for this supercharging is called a turbocharger.

도 3은 종래의 기술에 다른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다. 도 3을 참조하면, 내연기관은 흡기라인(300), 엔진(350), 배기라인(310), 터보차져(340), 및 웨이스트밸브유닛(320)을 포함한다. 3 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to the related art. Referring to FIG. 3, the internal combustion engine includes an intake line 300, an engine 350, an exhaust line 310, a turbocharger 340, and a waste valve unit 320.

상기 터보차져(340)는 상기 배기라인(310)을 통과하는 배기가스에 의해서 회전하는 터빈(320), 및 상기 터빈(320)의 회전력을 이용하여 상기 흡기라인(300)으로 흡입되는 흡기를 압축하여 상기 엔진(350)의 연소실로 공급하는 컴프레서(330)를 포함한다. The turbocharger 340 compresses the intake air sucked into the intake line 300 by using the turbine 320 rotating by the exhaust gas passing through the exhaust line 310 and the rotational force of the turbine 320. And a compressor 330 which supplies the combustion chamber of the engine 350.

상기 웨이스트밸브유닛(360)은 상기 배기라인(310)을 흐르는 배기가스의 일부를 우회시켜, 상기 터빈(320)의 회전속도를 늦춘다. The waste valve unit 360 bypasses a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust line 310 to slow down the rotation speed of the turbine 320.

전술한 바와 같이, 터보차져를 갖는 내연기관은 흡기에어를 정밀하게 제어하기 힘들고, 상기 터보차져가 가열되기 쉬우며, 상기 터보차져를 이용하여 흡기의 에어를 안정적으로 압축하는데 한계가 있다. As described above, an internal combustion engine having a turbocharger is difficult to precisely control the intake air, the turbocharger is easily heated, and there is a limit in stably compressing the air of the intake air using the turbocharger.

본 발명의 목적은 흡기에어를 정밀하게 제어하고, 터보차져의 과열을 미연에 방지하며, 터보차져를 이용하여 흡기를 안정적으로 압축하는 터보차져를 구비한 내연기관를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine having a turbocharger which precisely controls the intake air, prevents overheating of the turbocharger in advance, and stably compresses the intake air using the turbocharger.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 터보차져를 구비한 내연기관은, 흡기라인 상에 배치되어, 증폭에어를 이용하여 흡기의 흐름양을 증가시키는 제1공기증폭유닛, 상기 흡기라인에서 분기되어 상기 공기증폭유닛으로 증폭에어를 공급하는 제1압축공기라인, 및 배기라인을 통과하는 배기가스의 에너지를 이용하여 상기 제1압축공기라인을 흐르는 증폭에어를 가압하는 터보차져를 포함하고, 상기 터보차져는, 상기 배기라인에 설치되어 배기가스에 의해서 회전하는 터빈, 및 회전축을 통해서 상기 터빈과 연결되고, 상기 제1압축공기라인을 흐르는 증폭에어를 압축하도록 상기 제1압축공기라인에 배치되는 컴프레서를 포함한다. As described above, the internal combustion engine having a turbocharger according to the present invention is disposed on an intake line, and includes a first air amplification unit for increasing the flow amount of intake air using an amplified air, branched from the intake line, and the air. A first compressed air line for supplying amplified air to the amplification unit, and a turbocharger for pressurizing the amplified air flowing through the first compressed air line using energy of exhaust gas passing through the exhaust line; And a turbine installed in the exhaust line and connected to the turbine through a rotating shaft and a compressor disposed in the first compressed air line to compress the amplified air flowing through the first compressed air line. do.

상기 제1공기증폭유닛은, 입구측에 배치되고, 그 안쪽으로 흡기가 흐르는 콘부, 및 상기 콘부와 체결되고, 그 내부에는 둘레방향으로 내부유로가 형성되며, 상기 콘부의 단부면 사이에 배출구가 형성되는 증폭파이프를 포함하고, 상기 제1압축공기라인은 상기 내부유로와 연결된다. The first air amplification unit is disposed at the inlet side, and is connected to the cone portion through which the intake air flows, and the cone portion is formed therein, and an internal flow path is formed in the circumferential direction thereof, and a discharge port is formed between the end faces of the cone portion. An amplification pipe is formed, and the first compressed air line is connected to the internal flow path.

상기 제1압축공기라인 상에 배치되어, 증폭에어를 이용하여 증폭에어의 흐름양을 증가시키는 제2공기증폭유닛, 및 상기 흡기라인에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛으로 증폭에어를 공급하는 제2압축공기라인을 더 포함한다. A second air amplification unit disposed on the first compressed air line and configured to increase the flow amount of the amplified air by using amplified air, and a branch which is branched from the intake line to supply amplified air to the second air amplifying unit; It further includes a compressed air line.

상기 제1증폭에서공급라인은 에어필터의 후단에서 분기되어 상기 제1공기증폭유닛으로 연결된다. In the first amplification, the supply line is branched from the rear end of the air filter to the first air amplification unit.

상기 제2압축공기라인은 상기 제1공기증폭유닛의 후단의 상기 흡기라인에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛으로 연결된다. The second compressed air line branches from the intake line at the rear end of the first air amplifier unit and is connected to the second air amplifier unit.

상기 제2공기증폭유닛의 후단에 상기 컴퓨레서가 배치된다. The compressor is arranged at a rear end of the second air amplification unit.

상기 제2압축공기라인은, 상기 제1증폭에어유닛의 후단부의 상기 흡기라인에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛으로 증폭에어를 공급한다. The second compressed air line branches from the intake line at the rear end of the first amplified air unit and supplies amplified air to the second air amplification unit.

상기 제2압축공기라인을 흐르는 에어는 상기 터보차져의 상기 회전축을 냉각한다. Air flowing through the second compressed air line cools the rotating shaft of the turbocharger.

상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 모터발전기를 더 포함한다. It further includes a motor generator for rotating the rotary shaft or to generate power by using the rotary force of the rotary shaft.

상기 회전축의 회전속도를 감지하고, 감지된 회전속도가 설정값 이상으로 판단되면, 상기 모터발전기는 발전을 수행하여 상기 회전축의 속도를 줄인다. When the rotational speed of the rotating shaft is sensed and the detected rotational speed is determined to be greater than or equal to a set value, the motor generator performs power generation to reduce the speed of the rotating shaft.

상기 회전축의 회전속도를 감지하고, 감지된 회전속도가 설정값 미만으로 판단되면, 상기 모터발전기를 이용하여 상기 회전축의 회전속도를 증가시킨다. When the rotational speed of the rotating shaft is sensed and the detected rotational speed is determined to be less than a set value, the rotational speed of the rotating shaft is increased by using the motor generator.

상기 콘부의 내경이 흡기의 흐름방향으로 작아진다. The inner diameter of the cone portion becomes small in the flow direction of the intake air.

흡기가 흐르는 방향으로 형성되는 상기 증폭파이프의 내경에서, 상기 내부유로가 형성된 부분은 그 내경이 일정하고, 그 후단은 그 내경이 커진다. In the inner diameter of the amplifying pipe formed in the direction in which the intake air flows, the inner diameter of the portion in which the inner channel is formed is constant, and the inner diameter of the rear end thereof is increased.

상기 흡기라인을 통과하는 흡기 모두가 상기 콘부와 상기 증폭파이프를 통과하도록 상기 제1공기증폭유닛이 상기 흡기라인에 배치된다. The first air amplification unit is disposed in the intake line so that all of the intake air passing through the intake line passes through the cone part and the amplification pipe.

상기 흡기라인을 통과하는 흡기의 일부가 상기 콘부와 상기 증폭파이프를 통과하도록 상기 제1공기증폭유닛이 상기 흡기라인의 내부 유로에 배치된다. The first air amplification unit is disposed in an internal flow path of the intake line so that a part of the intake air passing through the intake line passes through the cone part and the amplification pipe.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 공기증폭유닛과 터보차져를 이용하여 흡기를 안정적으로 압축하고, 터보차쳐를 냉각시킴으로써 과열을 미연에 방지하며, 터보차져의 회전을 정밀하게 제어할 수 있다. 아울러, 터보차져의 회전속도를 이용하여 발전을 수행할 수 있다. According to the present invention for achieving this object, it is possible to stably compress the intake air by using the air amplification unit and the turbocharger, to prevent overheating by cooling the turbocharger, and to precisely control the rotation of the turbocharger. . In addition, power generation may be performed using the rotational speed of the turbocharger.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관에 적용되는 공기증폭유닛의 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관에 적용되는 공기증폭유닛의 단면 사시도이다.
도 3은 종래의 기술에 다른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 다른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관에 적용되는 모터발전기의 일부사시도와 모터발전기와 관련된 구성요소를 보여주는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관의 제어 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터보차저를 구비한 내연기관을 제어하기 위한 플로우차트이다. 1 is a cross-sectional perspective view of an air amplifier unit applied to an internal combustion engine having a turbocharger according to a first embodiment of the present invention.
2 is a sectional perspective view of an air amplification unit applied to an internal combustion engine having a turbocharger according to a second embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to the related art.
4 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to a first embodiment of the present invention.
5 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating some perspective views of a motor generator and components related to the motor generator, which are applied to an internal combustion engine having a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a control flowchart of an internal combustion engine having a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart for controlling an internal combustion engine having a turbocharger according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관에 적용되는 공기증폭유닛의 단면 사시도이다. 1 is a cross-sectional perspective view of an air amplifier unit applied to an internal combustion engine having a turbocharger according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 공기증폭유닛은 콘부(110), 증폭파이프(130), 및 압축공기라인(120)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the air amplification unit includes a cone unit 110, an amplifying pipe 130, and a compressed air line 120.

상기 공기증폭유닛(100)은 상기 압축공기라인(120)을 통해서 공급되는 증폭에어를 이용하여 상기 콘부(110)와 상기 증폭파이프(130)를 흐르는 에어의 유속/유량을 증가시킨다. The air amplification unit 100 increases the flow rate / flow rate of the air flowing through the cone part 110 and the amplifying pipe 130 by using the amplified air supplied through the compressed air line 120.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 콘부(110)과 상기 증폭파이프(130)는 하나의 유로를 따라서 순차적으로 배치되고, 상기 콘부(110)와 상기 증폭파이프(130)는 서로 체결되고, 상기 콘부(110)와 상기 증폭파이프(130)의 중심부를 따라서 형성되는 유로를 통해서 에어가 흐르는 구조를 갖는다. In more detail, the cone part 110 and the amplifying pipe 130 are sequentially disposed along one flow path, and the cone part 110 and the amplifying pipe 130 are fastened to each other and the cone part ( The air flows through the flow path formed along the center of the 110 and the amplification pipe 130.

상기 콘부(110)는 에어의 흐름방향으로 그 내경이 좁아지는 형태이고, 상기 증폭파이프(130)의 내부에는 그 둘레방향으로 내부유로(140)가 형성된다. 상기 내부유로(140)는 상기 압축공기라인(120)과 연결된다. The cone part 110 has a shape in which an inner diameter thereof is narrowed in a flow direction of air, and an inner flow passage 140 is formed in the amplification pipe 130 in a circumferential direction thereof. The internal passage 140 is connected to the compressed air line 120.

아울러, 상기 내부유로(140)에서 상기 증폭파이프(130)의 중심방향으로 개방되는 배출구(150)가 둘레방향으로 형성된다. 도시한 바와 같이, 상기 배출구(150)는 상기 콘부(110)의 일측 단부면과 상기 증폭파이프(130) 사이에 두고 형성된다. In addition, the outlet 150 is opened in the inner direction 140 in the center direction of the amplification pipe 130 is formed in the circumferential direction. As shown, the outlet 150 is formed between the one end surface of the cone portion 110 and the amplifying pipe 130.

상기 압축공기라인(120)으로 공급된 증폭에어는 상기 내부유로(140)를 따라서 공급되고, 상기 내부유로(140)를 따라서 공급된 에어는 상기 배출구(150)를 통해서 빠른 속도로 배출된다. The amplified air supplied to the compressed air line 120 is supplied along the inner passage 140, and the air supplied along the inner passage 140 is rapidly discharged through the outlet 150.

상기 배출구(150)를 통해서 배출되는 증폭에어는 상기 콘부(110)와 상기 증폭파이프(130)를 흐르는 에어를 한쪽 방향으로 가속시켜, 유량/유속을 증가시킨다. The amplified air discharged through the outlet 150 accelerates the air flowing through the cone part 110 and the amplifying pipe 130 in one direction, thereby increasing the flow rate / flow rate.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관에 적용되는 공기증폭유닛의 단면 사시도이다. 2 is a sectional perspective view of an air amplification unit applied to an internal combustion engine having a turbocharger according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 공기증폭유닛(100)은 내연기관의 한 흡기라인(200)의 통로 중간에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 흡기라인(200)을 통과하는 흡기의 일부가 상기 공기증폭유닛(100)을 통과한다. 2, the air amplification unit 100 may be installed in the middle of the passage of one intake line 200 of the internal combustion engine. In this case, a part of the intake air passing through the intake line 200 passes through the air amplification unit 100.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다. 4 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to a first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 터보차져를 구비한 내연기관은 에어필터(420), 흡기라인(200), 흡기매니폴드(435), 엔진(470), 배기매니폴드(430), 배기라인(410), 공기증폭유닛(100), 제1압축공기라인(120), 배기가스우회라인(440), 및 터보차져(460)를 포함한다. Referring to FIG. 4, an internal combustion engine having a turbocharger includes an air filter 420, an intake line 200, an intake manifold 435, an engine 470, an exhaust manifold 430, and an exhaust line 410. , An air amplifying unit 100, a first compressed air line 120, an exhaust gas bypass line 440, and a turbocharger 460.

상기 공기증폭유닛(100)은 상기 에어필터(420)의 후단부 상기 흡기라인(200) 상에 배치되고, 상기 제1압축공기라인(120)은 상기 에어필터(420)의 후단부 상기 흡기라인(200)에서 분기되어 상기 공기증폭유닛(100)으로 증폭에어를 공급한다. The air amplification unit 100 is disposed on the rear end of the air filter 420 on the intake line 200, and the first compressed air line 120 is the rear end of the air filter 420. Branched at 200, the amplified air is supplied to the air amplification unit 100.

상기 배기가스우회라인(440)은 상기 배기매니폴드(430)에서 분기되어, 상기 배기라인(410)으로 합류되고, 상기 터보차져(460)는 상기 배기가스우회라인(440)과 상기 제1압축공기라인(120)에 설치된다. The exhaust gas bypass line 440 is branched from the exhaust manifold 430 to join the exhaust line 410, and the turbocharger 460 is connected to the exhaust gas bypass line 440 and the first compression. It is installed in the air line 120.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 터보차져(460)는 상기 배기가스우회라인(440)에 설치되는 터빈(462), 상기 제1압축공기라인(120)에 설치되는 컴프레서(464), 및 상기 터빈(462)과 상기 컴프레서(464)를 연결하는 회전축(463)을 포함한다. In more detail, the turbocharger 460 may include a turbine 462 installed in the exhaust gas bypass line 440, a compressor 464 installed in the first compressed air line 120, and the turbine. 462 and a rotation shaft 463 connecting the compressor 464.

상기 배기가스우회라인(440)을 통과하는 배기가스는 상기 터빈(462)을 회전시키고, 그 호전력은 상기 회전축(463)을 통해서 상기 컴프레서(464)로 전달된다. 상기 컴프레서(464)는 상기 제1압축공기라인(120)을 흐르는 증폭에어를 압축하여 상기 공기증폭유닛(100)으로 공급한다. Exhaust gas passing through the exhaust gas bypass line 440 rotates the turbine 462, and the arc power is transmitted to the compressor 464 through the rotation shaft 463. The compressor 464 compresses the amplified air flowing through the first compressed air line 120 and supplies the compressed air to the air amplification unit 100.

상기 공기증폭유닛(100)은 상기 흡기라인(200)을 흐르는 에어의 공급속도를 증가시켜, 상기 엔진(470)의 출력과 연소효율을 향상시킨다. The air amplification unit 100 increases the supply speed of air flowing through the intake line 200 to improve the output and combustion efficiency of the engine 470.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 다른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다. 도 5에서는 본 발명의 제1실시예와 비교하여 차이점에 대해서 설명하고, 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 5 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the difference will be described in comparison with the first embodiment of the present invention, and similar parts will be omitted.

도 5를 참조하면, 상기 제1압축공기라인(120)에는 상기 컴프레서(464)의 전단부에 제2공기증폭유닛(100)이 더 설치되고, 제2압축공기라인(500)은 상기 제1공기증폭유닛(100)의 후단부 상기 흡기라인(200)에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛(100)으로 증폭에어를 공급한다. Referring to FIG. 5, a second air amplification unit 100 is further installed at the front end of the compressor 464 in the first compressed air line 120, and the second compressed air line 500 is configured as the first compressed air line 500. The rear end of the air amplification unit 100 is branched from the intake line 200 to supply amplified air to the second air amplification unit 100.

상기 제2압축공기라인(500)을 흐르는 증폭에어가 상기 터보차져(460)의 회전축(463)을 냉각시키도록 배치된다. 따라서, 상기 터보차져(460)가 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있다. An amplified air flowing through the second compressed air line 500 is arranged to cool the rotating shaft 463 of the turbocharger 460. Accordingly, overheating of the turbocharger 460 may be prevented.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관의 개략적인 구성도이다. 도 6에서는 본 발명의 제1실시예와 비교하여 차이점에 대해서 설명하고, 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 6 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine having a turbocharger according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 6, a difference is described in comparison with the first embodiment of the present invention, and similar parts are omitted.

도 6을 참조하면, 상기 터보차져(460)는 터빈(462), 회전축(463), 컴프레서(464), 및 모터발전기(600)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the turbocharger 460 includes a turbine 462, a rotation shaft 463, a compressor 464, and a motor generator 600.

상기 모터발전기(600)는 상기 회전축(463)을 회전시키거나, 상기 회전축(463)의 회전토크를 이용하여 발전을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 터보차져(460)의 회전속도를 증가시키거나 감소시켜 제어효율을 능동적으로 향상시킬 수 있다. The motor generator 600 may rotate the rotating shaft 463 or generate power by using the rotating torque of the rotating shaft 463. Therefore, by increasing or decreasing the rotational speed of the turbocharger 460 it is possible to actively improve the control efficiency.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관에 적용되는 모터발전기의 일부사시도와 모터발전기와 관련된 구성요소를 보여주는 구성도이다. FIG. 7 is a block diagram illustrating some perspective views of a motor generator and components related to the motor generator, which are applied to an internal combustion engine having a turbocharger according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7에서는 본 발명의 제3실시예와 비교하여 차이점에 대해서 설명하고, 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.In FIG. 7, the difference is described in comparison with the third embodiment of the present invention, and similar parts are omitted.

도 7을 참조하면, 상기 터보차져(460)는 터빈(462), 회전축(463), 컴프레서(464), 및 모터발전기(600)를 포함한다. 상기 모터발전기(600)는 상기 회전축(463)을 회전시키거나, 상기 회전축(463)의 회전토크를 이용하여 발전을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 터보차져(460)의 회전속도를 증가시키거나 감소시켜 제어효율을 능동적으로 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 7, the turbocharger 460 includes a turbine 462, a rotation shaft 463, a compressor 464, and a motor generator 600. The motor generator 600 may rotate the rotating shaft 463 or generate power by using the rotating torque of the rotating shaft 463. Therefore, by increasing or decreasing the rotational speed of the turbocharger 460 it is possible to actively improve the control efficiency.

아울러, 상기 제2압축공기라인(500)을 흐르는 증폭에어가 상기 터보차져(460)의 회전축(463)과 상기 모터발전기(600)를 냉각시키도록 배치된다. 따라서, 상기 터보차져(460)와 상기 모터발전기(600)가 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있다. In addition, the amplified air flowing through the second compressed air line 500 is arranged to cool the rotary shaft 463 of the turbocharger 460 and the motor generator 600. Accordingly, overheating of the turbocharger 460 and the motor generator 600 may be prevented.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터보차져를 구비한 내연기관의 제어 플로우차트이다. 8 is a control flowchart of an internal combustion engine having a turbocharger according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 모터발전기(600)는 냉각수가 흡입되는 냉각수흡입관, 및 배출되는 배출관을 포함하고, 상기 터보차져(460)의 상기 회전축(463)을 회전시키는 모터의 기능과 상기 회전축(463)의 토크를 이용하여 발전을 수행하는 발전기 기능을 모두 포함하고 있다. Referring to FIG. 8, the motor generator 600 includes a coolant suction pipe through which cooling water is sucked and a discharge pipe discharged, and a function of a motor for rotating the rotary shaft 463 of the turbocharger 460 and the rotary shaft ( 463 includes all of the generator functions for generating power using the torque.

아울러, 상기 모터발전기(600)와 함께, 상기 모터발전기(600)를 제어하는 모터발전기제어기(800), 및 전류를 변환하는 DC/DC컨버터(810), 및 상기 모터발전기(600)로 전력을 공급하거나, 발전된 전기를 저장하는 에너지저장장치(820)를 포함한다. 상기 에너지저장장치(820)는 모든 종류의 배터리, 연료전지 등을 포함한다. In addition, together with the motor generator 600, the motor generator controller 800 for controlling the motor generator 600, the DC / DC converter 810 for converting the current, and the motor generator 600 An energy storage device 820 for supplying or storing the generated electricity. The energy storage device 820 includes all kinds of batteries, fuel cells, and the like.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터보차저를 구비한 내연기관을 제어하기 위한 플로우차트이다. 9 is a flowchart for controlling an internal combustion engine having a turbocharger according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, S900에서 제어가 시작되고, S910에서 상기 모터발전기(600)의 회전수를 검출한다. 상기 모터발전기(600)의 회전수는 상기 엔진(470)의 작동조건에 따라서 설정될 수 있다.Referring to FIG. 9, the control is started in S900, and the rotation speed of the motor generator 600 is detected in S910. The rotation speed of the motor generator 600 may be set according to the operating conditions of the engine 470.

S920에서, 상기 모터발전기(600)의 회전수가 제1설정값보다 큰지 판단되고, 맞으면, S930이 수행되고, 아니면, S940이 수행된다.In S920, it is determined whether the rotation speed of the motor generator 600 is greater than the first set value, and if correct, S930 is performed, otherwise, S940 is performed.

S940에서, 상기 모터발전기(600)의 회전수가 제2설정값보다 작으면, S960에서 상기 모터발전기(600)를 모터기능으로 전환하여 상기 회전축(463)의 회전속도를 증가시킨다. If the rotation speed of the motor generator 600 is smaller than the second set value in S940, the motor generator 600 is switched to the motor function in S960 to increase the rotation speed of the rotation shaft 463.

아울러, S930에서, 상기 모터발전기(600)의 회전수가 제3설정값보다 크면, S950에서 상기 모터발전기(600)를 발전기능으로 제어하여 상기 회전축(463)의 회전속도를 감소시킨다. 본 발명의 실시예에서, 상기 제1설정값은 상기 제2설정값보다 크고, 상기 제3설정값보다는 작다. In addition, in S930, when the number of revolutions of the motor generator 600 is greater than a third set value, in S950, the motor generator 600 is controlled by a power generation function to reduce the rotation speed of the rotation shaft 463. In an embodiment of the present invention, the first set value is larger than the second set value and smaller than the third set value.

S960과 S950에서, 상기 회전축(463)의 회전속도가 설정된 범위에 도달하면, S970에서 제어가 종료된다. In S960 and S950, when the rotation speed of the rotation shaft 463 reaches the set range, the control is terminated in S970.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

100: 공기증폭유닛
110: 콘부
120, 500: 압축공기라인
140: 내부유로
150: 배출구
200, 400: 흡기라인
410: 배기라인
420: 에어필터
430: 배기매니폴드
435: 흡기매니폴드
440: 배기가스우회라인
460: 터보차져
462: 터빈
463: 회전축
464: 컴프레서
470: 엔진
600: 모터발전기
800: 모터발전기제어기
810: DC/DC컨버터
820: 에너지저장장치100: air amplifier unit
110: Konbu
120, 500: compressed air line
140: internal flow
150: outlet
200, 400: intake line
410: exhaust line
420: air filter
430 exhaust manifold
435: Intake manifold
440: exhaust gas bypass line
460: turbocharger
462 turbine
463: axis of rotation
464: compressor
470: engine
600: motor generator
800: motor generator controller
810: DC / DC converter
820: energy storage device

Claims (15)

흡기라인 상에 배치되어, 증폭에어를 이용하여 흡기의 흐름양을 증가시키는 제1공기증폭유닛;
상기 흡기라인에서 분기되어 상기 공기증폭유닛으로 증폭에어를 공급하는 제1압축공기라인; 및
배기라인을 통과하는 배기가스의 에너지를 이용하여 상기 제1압축공기라인을 흐르는 증폭에어를 가압하는 터보차져; 를 포함하고,
상기 터보차져는, 상기 배기라인에 설치되어 배기가스에 의해서 회전하는 터빈; 및
회전축을 통해서 상기 터빈과 연결되고, 상기 제1압축공기라인을 흐르는 증폭에어를 압축하도록 상기 제1압축공기라인에 배치되는 컴프레서; 를 포함하는 터보차져를 구비한 내연기관. A first air amplification unit disposed on the intake line to increase the flow amount of the intake air using the amplified air;
A first compressed air line branched from the intake line to supply amplified air to the air amplification unit; And
A turbocharger configured to pressurize the amplified air flowing through the first compressed air line by using energy of exhaust gas passing through an exhaust line; Including,
The turbocharger may include a turbine installed in the exhaust line and rotating by exhaust gas; And
A compressor connected to the turbine through a rotating shaft and disposed in the first compressed air line to compress the amplified air flowing through the first compressed air line; An internal combustion engine having a turbocharger comprising a. 제1항에서,
상기 제1공기증폭유닛은,
입구측에 배치되고, 그 안쪽으로 흡기가 흐르는 콘부; 및
상기 콘부와 체결되고, 그 내부에는 둘레방향으로 내부유로가 형성되며, 상기 콘부의 단부면 사이에 배출구가 형성되는 증폭파이프; 를 포함하고,
상기 제1압축공기라인은 상기 내부유로와 연결되는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 1,
The first air amplifier unit,
A cone portion disposed at the inlet side and having an intake air flowing therein; And
An amplifying pipe fastened to the cone part and having an internal flow path formed therein in a circumferential direction, and an outlet hole formed between end surfaces of the cone part; Including,
The first compressed air line is an internal combustion engine having a turbocharger, characterized in that connected to the internal passage. 제2항에서,
상기 제1압축공기라인 상에 배치되어, 증폭에어를 이용하여 증폭에어의 흐름양을 증가시키는 제2공기증폭유닛; 및
상기 흡기라인에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛으로 증폭에어를 공급하는 제2압축공기라인; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 2,
A second air amplification unit disposed on the first compressed air line to increase an amount of flow of amplified air by using amplified air; And
A second compressed air line branched from the intake line to supply amplified air to the second air amplification unit; An internal combustion engine having a turbocharger, further comprising a. 제1항에서,
상기 제1증폭에서공급라인은 에어필터의 후단에서 분기되어 상기 제1공기증폭유닛으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 1,
The internal combustion engine having a turbocharger, wherein the supply line in the first amplification is branched from the rear end of the air filter and connected to the first air amplification unit. 제3항에서,
상기 제2압축공기라인은 상기 제1공기증폭유닛의 후단의 상기 흡기라인에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. 4. The method of claim 3,
And the second compressed air line is branched from the intake line at the rear end of the first air amplification unit and connected to the second air amplification unit. 제3항에서,
상기 제2공기증폭유닛의 후단에 상기 컴퓨레서가 배치되는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. 4. The method of claim 3,
And the compressor is arranged at a rear end of the second air amplification unit. 제3항에서,
상기 제2압축공기라인은,
상기 제1증폭에어유닛의 후단부의 상기 흡기라인에서 분기되어 상기 제2공기증폭유닛으로 증폭에어를 공급하는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. 4. The method of claim 3,
The second compressed air line,
And an internal combustion engine branched from said intake line at the rear end of said first amplified air unit to supply amplified air to said second air amplified unit. 제3항에서,
상기 제2압축공기라인을 흐르는 에어는 상기 터보차져의 상기 회전축을 냉각하는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. 4. The method of claim 3,
The air flowing through the second compressed air line cools the rotating shaft of the turbocharger. 제1항에서,
상기 회전축을 회전시키거나, 상기 회전축의 회전력을 이용하여 발전하는 모터발전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 1,
The internal combustion engine having a turbocharger, characterized in that it further comprises a motor generator for rotating the rotating shaft or generating power using the rotating force of the rotating shaft. 제9항에서,
상기 회전축의 회전속도를 감지하고, 감지된 회전속도가 설정값 이상으로 판단되면,
상기 모터발전기는 발전을 수행하여 상기 회전축의 속도를 줄이는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. The method of claim 9,
When the rotational speed of the rotating shaft is sensed and the detected rotational speed is determined to be greater than or equal to a set value,
The motor generator is an internal combustion engine having a turbocharger, characterized in that for generating power to reduce the speed of the rotating shaft. 제9항에서,
상기 회전축의 회전속도를 감지하고, 감지된 회전속도가 설정값 미만으로 판단되면,
상기 모터발전기를 이용하여 상기 회전축의 회전속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. The method of claim 9,
When the rotational speed of the rotating shaft is sensed and the detected rotational speed is determined to be less than a set value,
The internal combustion engine having a turbocharger, characterized in that for increasing the rotational speed of the rotary shaft by using the motor generator. 제2항에서,
상기 콘부의 내경이 흡기의 흐름방향으로 작아지는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 2,
An internal combustion engine provided with a turbocharger, characterized in that the inner diameter of the cone portion is reduced in the flow direction of the intake air. 제2항에서,
흡기가 흐르는 방향으로 형성되는 상기 증폭파이프의 내경에서,
상기 내부유로가 형성된 부분은 그 내경이 일정하고, 그 후단은 그 내경이 커지는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 2,
In the inner diameter of the amplifying pipe is formed in the direction of intake air flow,
The internal combustion engine having a turbocharger is characterized in that the inner diameter of the portion in which the inner flow path is formed is constant, and the inner end thereof is increased in diameter. 제2항에서,
상기 흡기라인을 통과하는 흡기 모두가 상기 콘부와 상기 증폭파이프를 통과하도록 상기 제1공기증폭유닛이 상기 흡기라인에 배치되는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 2,
And the first air amplification unit is disposed in the intake line so that all of the intake air passing through the intake line passes through the cone part and the amplifying pipe. 제2항에서,
상기 흡기라인을 통과하는 흡기의 일부가 상기 콘부와 상기 증폭파이프를 통과하도록 상기 제1공기증폭유닛이 상기 흡기라인의 내부 유로에 배치되는 것을 특징으로 하는 터보차져를 구비한 내연기관. In claim 2,
And the first air amplification unit is disposed in an internal flow path of the intake line so that a part of the intake air passing through the intake line passes through the cone part and the amplification pipe.
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KR20170040403A (en) 2015-10-02 2017-04-13 현대자동차주식회사 Turbocharger of vehicle

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