KR20140087864A - 터보 차저 시스템 - Google Patents

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KR20140087864A
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compressed air
throttle valve
engine
combustion chamber
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KR1020120158616A
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염기태
양재식
김성원
황태원
이홍영
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현대자동차주식회사
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Abstract

터보 차저 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 터보 차저 시스템은 배기가스에 의해 작동하는 터빈과 연결된 컴프레서가 외부 공기를 압축하여 엔진의 연소실로 공급하는 터보 차저 시스템에 있어서, 엔진의 연소실에 연결되는 흡기라인 상의 인터쿨러와 스로틀 밸브 사이에 분기라인을 통하여 연결되어 차량의 가속 시, 상기 분기라인 상의 차단밸브를 제어하여 일정압의 압축공기를 스로틀 밸브 측으로 공급하는 에어탱크를 포함한다.

Description

터보 차저 시스템{TURBO-CHARGER SYSTEM}
본 발명은 터보 차저 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 가속 시, 스로틀 밸브의 열림으로 인해 밸브 전단에서 하강하는 부스트 압력을 보상하는 터보 차저 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 터보 차저 시스템은 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 이 회전력을 이용하여 연소실로 고압의 공기를 과급하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다.
이러한 터보 차저 시스템은 압축공기를 흡기라인 상의 인터쿨러를 통해 냉각시키면서 스로틀 밸브를 통해 엔진의 연소실로 압축공기를 공급하는 장치이다.
도 1은 종래 기술에 따른 터보 차저 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 터보 차저 시스템(20)은 배기가스에 의해 작동하는 터빈(22)과 연결된 컴프레서(21)가 외부 공기를 압축하여 엔진(30)의 연소실(31)로 과급한다.
즉, 상기 과급되는 공기는 흡기라인(1) 상의 인터쿨러(3)를 통해 냉각되면서 스로틀 밸브(5)를 통해 엔진(30)의 연소실(31)로 과급된다.
그러나 상기한 종래의 터보 차저 시스템(20)은 차량의 가속 시, 상기 연소실(31)로 들어가는 공기의 양을 제어하는 흡기라인(1) 상의 스로틀 밸브(5)가 열림으로 인해, 스로틀 밸브(5) 전단에서 순간적으로 하강하는 부스트 압력 즉, 흡기압력이 저하되면서 터보 랙(turbo-lag) 현상이 발생되는 단점이 있다.
또한, 최근에 사용되는 2단 터보 차저 시스템이나 전동식 터보 차저 시스템의 경우, 저속영역에서 발생되는 터보 랙 현상에만 대응하도록 구성되는 것으로서, 상기한 바와 같은 스로틀 밸브(5)의 열림으로 인해, 순간적으로 하강하는 부스트 압력 저하에 따른 터보 랙 현상에는 용이하게 대응하지 못하는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 차량의 가속 시, 일정압의 압축공기를 스로틀 밸브 측으로 공급하여 스로틀 밸브의 열림으로 인해 스로틀 밸브 전단에서 순간적으로 하강하는 부스트 압력을 보상하는 터보 차저 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 배기가스에 의해 작동하는 터빈과 연결된 컴프레서가 외부 공기를 압축하여 엔진의 연소실로 공급하는 터보 차저 시스템에 있어서, 엔진의 연소실에 연결되는 흡기라인 상의 인터쿨러와 스로틀 밸브 사이에 분기라인을 통하여 연결되어 차량의 가속 시, 상기 분기라인 상의 차단밸브를 제어하여 일정압의 압축공기를 스로틀 밸브 측으로 공급하는 에어탱크를 포함하는 터보 차저 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 에어탱크는 저온상태의 압축공기가 저장될 수 있다.
또한, 상기 차단밸브는 온오프 솔레노이드 밸브로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 에어탱크는 압축공기의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지밸브가 일측에 장착될 수 있다.
또한, 상기 에어탱크는 상용 차량용 압축공기탱크일 수 있다.
본 발명의 실시 예는 차량의 가속 시, 에어탱크 내에 저장된 일정압의 압축공기를 스로틀 밸브 측으로 공급하여 스로틀 밸브의 열림으로 인해 스로틀 밸브 전단에서 순간적으로 하강하는 부스트 압력을 보상하여 터보 랙 현상을 방지할 수 있다.
또한, 에어탱크로부터 저온상태의 압축공기를 공급함에 따라 전체적인 압축공기의 과급효율을 높일 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터보 차저 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저 시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 구체적인 실시 예에 따른 세부구성을 설명함에 있어, 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터보 차저 시스템(20)은 흡기라인(1)의 일측에서 분기되는 분기라인(2), 상기 분기라인(2) 상에 구성되는 차단밸브(4), 및 에어탱크(AT)를 포함한다.
즉, 상기 터보 차저 시스템(20)은 배기가스에 의해 작동하는 터빈(22)과 연결된 컴프레서(21)가 외부 공기를 압축하여 엔진(30)의 연소실(31)로 과급한다.
상기 과급되는 공기는 흡기라인(1) 상의 인터쿨러(3)를 통해 냉각되면서 스로틀 밸브(5)를 통해 엔진(30)의 연소실(31)로 과급된다.
여기서, 상기 흡기라인(1)은 컴프레서(21)와 엔진(30)의 연소실(31)과 연결되며, 상기 인터쿨러(3)는 컴프레서(21)와 상기 엔진(30)의 연소실(31) 사이에 구성된다.
그리고 상기 엔진(30)의 연소실(31)과 인터쿨러(3) 사이를 연결하는 상기 흡기라인(1) 상의 일측에는 스로틀 밸브(5)가 구성된다.
이러한 터보 차저 시스템(20)에서, 상기 분기라인(2)은 상기 인터쿨러(3)와 스로틀 밸브(5)의 사이의 흡기라인(1) 상에서 분기되어 구성되고, 상기 분기라인(2)은 상기 에어탱크(AT)와 연결된다.
또한, 상기 차단밸브(4)는 상기 분기라인(2) 상의 일측에 설치된 상태로 분기라인(2)을 개폐 제어한다.
이러한 차단밸브(4)는 온오프 방식의 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자식 액추에이터에 의해 상기 분기라인(2)을 개폐 제어할 수 있는 구성이면 적용이 가능하다.
또한, 상기 에어탱크(AT)는 내부에 저온상태의 압축공기가 저장되고, 일측에는 압축공기의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지밸브(9)가 장착된다.
이러한 에어탱크(AT)는 별도로 구비될 수 있으나, 상용 차량의 경우, 에어 서스펜션의 작동공압을 공급하기 위한 압축공기탱크를 전용하여 사용할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 터보 차저 시스템(20)은 차량의 가속 시, 상기 터보 차저 시스템(20)의 컴프레서(21)가 작동하면서 압축공기를 상기 인터쿨러(3)를 통해 냉각시켜 상기 엔진(30)의 연소실(31)로 과급한다.
이때, 엔진(30)의 연소실(31)로 과급되는 압축공기는 상기 흡기라인(1) 상에 구성된 상기 스로틀 밸브(5)의 열림으로 인해서 과급되는데, 이때, 상기 차단밸브(4)가 열리면서, 상기 에어탱크(AT)의 내부에 저장된 저온상태의 압축공기가 상기 스로틀 밸브(5) 측으로 공급되어 부스트 압력이 저하되는 것을 방지한다.
즉, 스로틀 밸브(5)의 열림으로 인해 상기 인터쿨러(3)와 스로틀 밸브(5) 사이의 흡기라인(1) 상에 발생하는 부스트 압력 즉, 흡기압력이 저하되는 것을 방지해 준다.
이에 따라, 부스트 압력의 저하에 따른 터보 랙 현상이 방지되고, 저온상태의 압축공기를 공급함에 따라 전체적인 압축공기의 과급효율도 높일 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 흡기라인 2: 분기라인
3: 인터쿨러 4: 차단밸브
5: 스로틀 밸브 AT: 에어탱크
9: 압력유지밸브 20: 터보 차저 시스템
21: 컴프레서 30: 엔진
31: 연소실

Claims (5)

  1. 배기가스에 의해 작동하는 터빈과 연결된 컴프레서가 외부 공기를 압축하여 엔진의 연소실로 공급하는 터보 차저 시스템에 있어서,
    엔진의 연소실에 연결되는 흡기라인 상의 인터쿨러와 스로틀 밸브 사이에 분기라인을 통하여 연결되어 차량의 가속 시, 상기 분기라인 상의 차단밸브를 제어하여 일정압의 압축공기를 스로틀 밸브 측으로 공급하는 에어탱크를 포함하는 터보 차저 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어탱크는
    저온상태의 압축공기가 저장되는 것을 특징으로 하는 터보 차저 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차단밸브는
    온오프 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 차저 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에어탱크는
    압축공기의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지밸브가 일측에 장착되는 것을 징으로 하는 터보 차저 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에어탱크는
    상용 차량용 압축공기탱크인 것을 특징으로 하는 터보 차저 시스템.
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