KR20140097371A - 배기가스 터보차저 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 압축기 휠(2); 터빈 휠(3); 및 압축기 휠(2)과 터빈 휠(3)이 회전 가능하게 고정되는 방식으로 배치되는 샤프트(4)를 포함하되, 터빈 휠(3)은, 샤프트(4)의 제1 단부 영역(6)이 배치되는 관통 개구(5)를 갖고, 터빈 휠(3)은 단부 영역(6)에 연결된 단부측 정지부(7)와 샤프트(4) 상에 고정된 압축기 휠측 샤프트 슬리브(8) 사이에 고정되는, 배기가스 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.
일반적인 유형의 배기가스 터보차저의 경우, 터빈 휠이 샤프트에 납땜 또는 용접되어, 장착 중 일부 상황에서는 열 변형으로 인한 문제들을 일으키고 또한 상대적으로 복잡하게 될 가능성이 있다.
그러므로 본 발명의 목적은, 재료 접합 없이 기술적으로 간단한 방식으로 터빈 휠이 샤프트에 단단히 연결될 수 있는, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.
이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 터빈 휠(구체적으로 TiAl 터빈 휠)은 관통 개구 또는 관통 보어를 구비하며, 따라서 샤프트에 고정된 정지부까지 샤프트 상에서 밀어 넣어질 수 있다. 그 후 샤프트 슬리브가 샤프트 상에서 슬라이드될 수 있으며, 이를 통해 터빈 휠은 다른 방식으로 샤프트 상에 단단히 고정될 수 있다.
여기서, 샤프트 슬리브의 일 단부측은 터빈 휠 상의 받침대 역할을 하고, 슬리브의 다른 단부측은 샤프트 상에 배치된 샤프트 조립체를 위한 샤프트 숄더로서 기능한다. 이러한 샤프트 조립체의 긴 길이로 인해 양호한 텐션 로드 효과를 달성할 수 있게 된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저 장치는 납땜이나 용접 작업을 필요로 하지 않는다.
상기에 이미 언급된 이점에 더하여, 결과적으로 샤프트 슬리브 장착 후 필요한 경우 샤프트 및 샤프트 조립체에 의해 형성된 로터를 가공할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 열 조절판(heat throttle)의 제조를 가능하게 하고, 그 결과 전체 장치를 장착하는 동안 그 조작이 간단하다.
또한 결과적으로 배기가스 터보차저 또는 로터의 치수가 변하지 않고, 그 결과 본 발명에 따른 로터를 기존 모델의 범위에서 장착할 수 있다는 이점이 있다.
종속 청구항은 본 발명의 유리한 개선들을 포함한다.
본 발명의 추가적인 상세사항, 이점 및 특징들은 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 종단면도이다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 종방향 단면을 보여주며, 도시를 단순하게 하기 위해, 터보차저 축(A) 상에 배치된 배기가스 터보차저의 구성요소들의 반쪽만 압축기 하우징 및 터빈 하우징 없이 도시되어 있다.
이에 따라, 배기가스 터보차저(1)는 압축기 휠(2) 및 터빈 휠(3)을 구비하며, 이러한 휠들은 각각 샤프트(4) 상에 회전 가능하게 고정되는 방식으로 배치된다.
본 발명에 따르면, 납땜 또는 용접 연결의 필요성을 피하기 위해, 터빈 휠(3)은 관통 개구(5)를 가진다. 샤프트(4) 상에서 터빈 휠(3)을 밀어 넣음으로써, 샤프트(4)의 제1 단부 영역(6)이 관통 개구(5) 내부에 배치된다.
도 1은 또한 터빈 휠(3)이, 단부 영역(6) 상에 고정된 단부측 정지부(7)와 샤프트(4)에서 압축기 휠 측 상에 배치된 샤프트 슬리브(8) 사이에 배치된 것을 보여준다.
회전되지 않도록 고정하기 위해, 터빈 휠(3)에는 예를 들어, 관통 개구(5)와 샤프트(4)의 단부 영역(6) 상에 상보적 다각형 형상을 제공하는 다각형 배치부(도면에는 더 상세하게 도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 터빈 휠(3)의 단부측 또는 정지부(4)의 인접한 단부측에 리테이닝 핀이 구비되고 핀 배치부의 핀들이 맞물리는 절개부들이 각각의 다른 부분에 구비되는 핀-홀 배치부의 형태로, 단부측 포지티브 로킹(positive-locking) 장치가 제공될 수 있다.
터빈 휠(3)을 고정하기 위해서, 본 발명의 원리에 따른 여러 가지 가능성들이 제공된다.
한 가지 대안은 샤프트(4) 상에 샤프트 슬리브(8)를 나사 결합하거나 또는 샤프트(4)에 샤프트 슬리브(8)를 압입 끼워맞춤으로 압입하는 것이다. 이러한 의견에 의하면, 터빈 휠(3)은 정지부(7)와 샤프트 슬리브(8)의 단부면(8A) 사이에 고정된다. 이 경우, 샤프트 슬리브(8)의 다른 단부측 또는 단부면(8B)은 샤프트 조립체(9)를 위한 샤프트 숄더를 형성하고, 샤프트 조립체는 도시된 예의 경우, 도면으로부터 자세히 알 수 있는 바와 같이, 압축기 휠(2), 터빈 휠(3)의 방향으로 압축기 휠에 인접한 밀봉 부시(10), 밀봉 부시에 인접한 베어링 칼라(11), 차례로 베어링 칼라(11)에 인접한 부시(13), 차례로 부시에 인접하며 최종 장착 상태에서 단부면(8B)을 지탱하는 베어링 칼라(12)를 포함한다.
상기 언급한 샤프트(4) 상에 터빈 휠(3)을 고정하는 것에 대한 대안으로, 샤프트 슬리브(8)를 샤프트(4)에 느슨하게 적용하고 상기 언급한 샤프트 조립체(9)를 통해 고정할 수 있다. 이를 위해, 압축기 휠(2)의 외향 단부면(2A)을 지탱하는 샤프트 너트(14)가 구비될 수 있고, 따라서 압축기 휠(2)과 상기 언급한 샤프트 조립체(9), 및 샤프트(4)에 느슨하게 적용된 샤프트 슬리브(8)를 통해 터빈 휠(3)을 고정할 수 있다. 특히 이러한 배치로, 텐션 로드 효과가 또한 매우 양호해지며, 이에 따라 터빈 휠(3) 및 마찬가지로 관통 개구(16)를 가지는 압축기 휠(2) 둘 다 매우 단단히 고정되어 샤프트(4) 상에서 밀어 넣어질 수 있다.
장착이 단순화되고 재료 접합을 피한다는 상기 언급한 이점 외에도, 본 발명에 따른 상기 언급한 배기가스 터보차저(1)의 설계는, 샤프트(4)의 단부 영역(6)에 열 조절판(15)이 구비될 수 있게 한다.
전술한 실시예는 압축기 휠(3)의 재료가 티타늄 알루미나이드인 경우 특히 유리하다.
본 발명의 상기 기재된 설명 외에도, 본 발명의 개시내용을 보충하기 위해 도면의 개략적인 도시를 명백히 참조한다.
1 배기가스 터보차저
2 압축기 휠
2A 압축기 휠(2)의 외측 단부면
3 터빈 휠
4 샤프트
5 관통 개구
6 샤프트(4)의 제1 단부 영역
7 정지부
8 샤프트 슬리브
8A, 8B 샤프트 슬리브의 단부면 또는 단부측
9 샤프트 조립체
10 밀봉 부시
11, 12 베어링 칼라
13 베어링 칼라들 사이의 부시
14 샤프트 너트
15 열 조절판
16 압축기 휠(2)의 관통 개구
17 샤프트(4)의 제2 단부 영역
18 축방향 베어링 장치
19 샤프트 슬리브(8)의 밀봉 부시 부분
20 베어링 하우징
21 열 차폐판
A 터보차저 축

Claims (10)

  1. 압축기 휠(2);
    터빈 휠(3); 및
    압축기 휠(2)과 터빈 휠(3)이 회전 가능하게 고정되는 방식으로 배치되는 샤프트(4)를 포함하되,
    터빈 휠(3)은, 샤프트(4)의 제1 단부 영역(6)이 배치되는 관통 개구(5)를 갖고,
    터빈 휠(3)은 단부 영역(6)에 연결된 단부측 정지부(7)와 샤프트(4) 상에 고정된 압축기 휠측 샤프트 슬리브(8) 사이에 고정되는, 배기가스 터보차저(1).
  2. 제1항에 있어서,
    회전을 방지하도록 고정하기 위하여, 터빈 휠(3)은 샤프트(4)의 제1 단부 영역(6) 상의 다각형 배치부를 통해 배치되는, 배기가스 터보차저.
  3. 제1항에 있어서,
    터빈 휠(3)은, 정지부(7)와 함께 작용하는 단부측 포지티브 로킹 장치에 의해 회전 가능하게 고정되는, 배기가스 터보차저.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    샤프트 슬리브(8)는 샤프트(4) 상에 나사 결합되는, 배기가스 터보차저.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    샤프트 슬리브(8)는 압입 끼워맞춤에 의해 샤프트(4) 상에 압입되는, 배기가스 터보차저.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    샤프트 슬리브(8)는 샤프트(4)에 느슨하게 배치되고 샤프트 조립체(9)를 통해 고정되는, 배기가스 터보차저.
  7. 제6항에 있어서,
    샤프트 조립체(9)는, 압축기 휠(2), 및 압축기 휠(2)과 샤프트(4) 상의 샤프트 슬리브(8) 사이에 배치되며 밀봉 부시(10), 두 개의 베어링 칼라(11, 12) 및 베어링 칼라(11, 12) 사이에 배치된 부시(13)로 이루어진 배치부를 포함하며, 고정을 위해 압축기 휠(2)의 외측 상에서 지탱하고 샤프트(4) 상에 나사 결합되는 샤프트 너트(14)가 구비되는, 배기가스 터보차저.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    샤프트(4)의 제1 단부 영역(6)에 열 조절판(15)이 구비되는, 배기가스 터보차저.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기 휠(3)의 재료는 티타늄 알루미나이드인, 배기가스 터보차저.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기 휠(2)은 샤프트(4)의 제2 단부 영역(17)을 수용하기 위한 관통 개구(16)를 가지는, 배기가스 터보차저.
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