KR20140126756A

KR20140126756A - 배기가스 터보차저

Info

Publication number: KR20140126756A
Application number: KR1020147026265A
Authority: KR
Inventors: 마이클 로웬버그
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-10-31
Also published as: JP2015508865A; US20150050126A1; IN2014DN06184A; WO2013130329A1; CN104126063A; DE112013000842T5

Abstract

본 발명은, 단부면(3)에 제1 중앙 보어(4)를 가지는 샤프트(2); 휠 배면(6)에 제2 중앙 보어(7)를 가지는 터빈 휠(5); 제1 및 제2 보어(4, 7) 내에 맞물리는 연결편(8); 및 샤프트(2)를 터빈 휠(5)에 연결하기 위한 일체형 연결 장치(9)를 포함하되, 연결편(8)은 중공 형태인, 배기가스 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

이러한 유형의 배기가스 터보차저가 DE 10 2009 034 420 A1에 공지되어 있다. 이처럼 공지된 배기가스 터보차저의 터빈 휠을 강철 샤프트에 연결하기 위해, 터빈 휠의 휠 배면과 샤프트의 단부면 둘 다에 보어를 만들며, 이러한 보어 내로 금속 센터링 핀을 삽입하는데, 이러한 핀의 열팽창계수는 세라믹 터빈 휠의 열팽창계수에 실질적으로 상응한다. 또한 샤프트와 터빈 휠을 연결하기 위해 납땜 연결부가 제공된다.

이러한 구성은, 센터링 핀이 열교(heat bridge)를 형성함에 따라 터빈 휠로부터 샤프트 내로 많은 양의 열이 도입된다는 단점이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은, 터빈 휠과 샤프트 사이에 열 조절부(heat throttle)를 구현할 수 있는, 청구범위 제1항의 전제부에 나타난 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 터빈 휠과 샤프트의 보어들 내에 삽입된 연결편은 중공 형태로 제공된다. 따라서, 열 조절부로서 작용하는 공기 공간이 연결편에 형성된다. 이런 점에서 연결편은 천공된 슬리브 또는 클램핑 슬리브의 형태일 수 있다.

따라서 연결편은 터빈 휠과 샤프트 사이에서 센터링 부품의 역할뿐만 아니라 열 조절부의 역할을 수행한다.

종속 청구항은 본 발명의 유리한 개선예들에 관한 것이다.

특히, 연결편은 원통형 부분 또는 각진 단면을 가진 부분의 형태일 수 있다. 후자의 경우, 일체형 연결에 더하여, 터빈 휠과 샤프트 사이의 형상 맞춤이 존재한다.

원칙적으로, 일체형 연결부로서 납땜 연결부, 접착 본딩 연결부 또는 용접 연결부를 생각할 수 있다.

청구범위 제9항 및 제10항은, 독립적으로 시판될 수 있는 대상으로서 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 로터를 정의한다.

본 발명의 추가적인 상세사항, 이점 및 특징들은 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저를 개략적으로 매우 단순하게 나타낸 기본 도면을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 로터의 터빈 휠과 샤프트를 터빈 휠과 샤프트 사이의 부착점 영역에서 보여주는 부분 단면도이다.

도 1은 샤프트(2)를 구비한 배기가스 터보차저(1)를 개략적으로 매우 단순화하여 보여준다. 샤프트(2)의 일 단부에 터빈(4)의 터빈 휠이 배치된다. 샤프트(2)의 다른 단부에는 압축기(11)의 압축기 휠(10)이 구비된다. 샤프트(2)를 장착하기 위한 베어링 하우징(12)이 압축기(11)와 터빈(4) 사이에 구비된다. 물론 본 발명에 따른 배기가스 터보차저는 이와 같은 터보차저의 다른 부품들도 전부 구비하지만, 이러한 부품들은 본 발명의 원리를 설명하는 데에 필요하지는 않으므로 도시되거나 설명되지 않는다.

구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 샤프트(2)가 터빈 휠(5)에 대향하는 단부면(3)에 제1 중앙 보어(4)를 가진다.

터빈 휠(5)은 휠 배면(6)에 제2 중앙 보어(7)를 가진다. 이들 보어(4, 7)는 배기가스 터보차저(1)의 종축(L)에 정렬된다. 도시된 실시예에서, 터빈 휠(5)의 휠 배면(6)은, 샤프트(2)를 향해 축방향으로 돌출된 견부의 형태이다. 그러나, 휠 배면(6)은 매끄러운 표면으로 형성될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도 2에 나타난 조립 상태에서 제1 및 제2 보어(4, 7)에 맞물리는 연결편(8)이 제공된다. 터빈 휠(5)과 샤프트(2)를 연결하기 위해, 서두에 언급한 바와 같이 예를 들어 납땜 연결부의 형태일 수 있는 일체형 연결 장치(9)가 또한 제공된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연결편(8)은 열 조절부로서 에어 쿠션을 수용하는 내부 공간(13)을 갖는 중공 슬리브의 형태이다. 따라서 연결편(8)은 센터링 핀 및 터빈 휠(5)로부터 샤프트(2) 내로 열이 도입되는 것을 감소시키는 열 조절부 둘 다로서의 역할을 한다. 이러한 점에서, 가능한 최고의 열 조절 작용을 달성하기 위해 각각의 용도에 맞게 연결편(8)의 길이 및 직경을 조절하는 것 또한 물론 가능하다. 또한, 마찬가지로 원칙적으로는 연결편(8)을 지나 공기 공간(13)을 확장하기 위해 연결편(8)의 길이를 넘어 보어(4, 7)를 연장하는 것을 생각해 볼 수 있다.

따라서, 연결편(8)은 천공된 슬리브 또는 중공 클램핑 슬리브의 형태일 수 있다.

연결편은 원통형 단면 또는 일체형 연결에 더하여 형상 맞춤 연결을 이루기 위한 각진 단면을 가질 수 있다.

터빈 휠은 바람직하게 티타늄 알루미나이드(TiAl)으로 형성된다. 샤프트(2)는 바람직하게 강철 샤프트의 형태이다.

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 이를 보충하기 위해 도 1 및 도 2를 명백히 참조한다.

1 배기가스 터보차저
2 샤프트
3 단부면
4 제1 중앙 보어
5 터빈 휠
6 휠 배면
7 제2 중앙 보어
8 연결편
9 일체형 연결 장치
10 압축기 휠
11 압축기
12 베어링 하우징
L 터보차저 종축

Claims

단부면(3)에 제1 중앙 보어(4)를 가지는 샤프트(2);
휠 배면(6)에 제2 중앙 보어(7)를 가지는 터빈 휠(5);
제1 및 제2 보어(4, 7) 내에 맞물리는 연결편(8); 및
샤프트(2)를 터빈 휠(5)에 연결하기 위한 일체형 연결 장치(9)를 포함하되,
연결편(8)은 중공 형태인, 배기가스 터보차저(1).
제1항에 있어서,
연결편(8)은 천공된 슬리브 형태인, 배기가스 터보차저.
제1항에 있어서,
연결편(8)은 중공 클램핑 슬리브 형태인, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서,
연결편(8)은 원통형 단면을 갖는, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서,
연결편(8)은 각진 단면을 갖는, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서,
터빈 휠(5)은 TiAl 재료로 형성되는, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제6항 중 한 항에 있어서,
샤프트(2)는 강철로 형성되는, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서,
일체형 연결 장치(9)는 납땜, 접착 본딩 또는 용접 연결부인, 배기가스 터보차저.
단부면(3)에 제1 중앙 보어(4)를 가지는 샤프트(2);
휠 배면(6)에 제2 중앙 보어(7)를 가지는 터빈 휠(5);
제1 및 제2 보어(4, 7) 내에 맞물리는 연결편(8); 및
샤프트(2)를 터빈 휠(5)에 연결하기 위한 연결 장치(9)를 포함하되,
연결편(8)은 중공 형태인 배기가스 터보차저(1)의 로터.
제9항에 있어서,
제2항 내지 제8항 중 한 항을 특징으로 하는 로터.