KR20160015679A - Variable Geometry Turbocharger having stopper arm - Google Patents

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KR20160015679A KR1020140098230A KR20140098230A KR20160015679A KR 20160015679 A KR20160015679 A KR 20160015679A KR 1020140098230 A KR1020140098230 A KR 1020140098230A KR 20140098230 A KR20140098230 A KR 20140098230A KR 20160015679 A KR20160015679 A KR 20160015679A
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Abstract

The present invention relates to a variable geometry turbocharger having a minimum flow setting function which uses a stopper arm to mechanically rotate and fix a control ring to eliminate an occurrence of an error, and can be repaired by simple replacement work when becoming decrepit to reduce manufacturing costs and maintenance and repair expenses. The variable geometry turbocharger having a minimum flow setting function comprises: a control ring formed in an annular shape and provided with a plurality of vane arm grooves formed on an inner circumferential surface thereof at regular intervals; a plurality of vane arms mounted in the vane arm grooves; a plurality of vanes connected to the vane arms; a vane base ring which is connected to the control ring by a support pin, and forms a flow channel with the control ring; a stopper arm installed on the vane base ring to rotate and fix the control ring; and a vane covering rotatably mounted on the vanes.

Description

최소유량 설정 기능을 구비한 지오메트리 터보 차저{Variable Geometry Turbocharger having stopper arm}[0001] The present invention relates to a variable geometry turbocharger having stopper arm having a minimum flow rate setting function,

이 발명은 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 스토퍼암을 이용하여 콘트롤링을 기구적으로 회전 및 고정시킴으로써 오류의 발생을 제거하고 노후시에는 간단한 교체작업을 통하여 수리가 이루어지도록 함으로써 제조원가 및 유지비용을 저감시킬 수 있는, 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저에 관한 것이다.The present invention relates to a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function. More specifically, a stopper arm is used to mechanically rotate and fix a control ring to eliminate the occurrence of an error. The present invention relates to a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function capable of reducing the manufacturing cost and the maintenance cost by allowing repair to be performed through the variable geometry turbocharger.

일반적으로 자동차의 터보 차저는 엔진의 배기 매니 폴드에 붙어 있으며, 엔진에서 배출되는 배기 가스를 이용하여 터빈을 돌리고, 상기한 터빈은 흡기 매니 폴드와 에어 클리너 사이에 위치해 있는 컴프레셔와 회전축으로 연결되어 컴프레셔를 회전시키는 구성을 가진다. 대기로 버려지는 배기 에너지를 터빈의 회전력으로 변화시켜서 회수하고, 컴프레셔에 의해 혼합가스의 충전효율을 높임으로써 출력 및 연료비를 향상시킨다, Generally, a turbocharger of an automobile is attached to an exhaust manifold of an engine, and uses the exhaust gas discharged from the engine to rotate the turbine. The turbine is connected to a compressor located between the intake manifold and the air cleaner, As shown in Fig. The exhaust energy discharged to the atmosphere is changed by the rotational force of the turbine and recovered, and the efficiency of charging the mixed gas is increased by the compressor, thereby improving the output and the fuel cost.

가변 지오메트리 터보 차저(Variable Geometry Turbocharger)는 저속 회전 영역의 성능 개선을 위하여 엔진의 작동 영역에 따라 베인을 이용하여 배기 터빈의 유로 면적 및 유동 방향을 가변적으로 변화시킬 수 있는 터보 차저로서, 저속 토크 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 저속 매연의 감속, 그리고 가속 성능을 향상시킬 수가 있다.Variable Geometry Turbocharger is a turbocharger that can vary the flow area and flow direction of the exhaust turbine by using a vane according to the operating region of the engine in order to improve the performance of the low speed rotation region. The speed reduction of the low-speed smoke, and the acceleration performance can be improved.

참고로, 베인을 이용하여 배기 터빈의 입구 면적을 가변적으로 변화시키는 가변 지오메트리 터보 차저에 관한 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2005-0030050(공개일자 2005년 3월 29일)의 "가변 지오메트리 터보 차저 시스템의 터빈 회전 제어장치"에서 개시된 바 있다. For reference, a technique related to a variable geometry turbocharger in which an inlet area of an exhaust turbine is variably changed using a vane is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0030050 (published on March 29, 2005) entitled "Variable Geometry Turbine Rotation Control Apparatus for Turbo Charger System ".

그러나, 상기한 공개번호 10-2005-0030050를 포함한 종래의 가변 지오메트리 터보 차저용 베인 카트리지 장치는, 제어부에 의하여 구동되는 액츄에이터를 사용하여 베인을 동작시키기 때문에 오류가 발생될 가능성이 있을 뿐만 아니라 오류가 발생이 된 경우에는 수리비용이 증가하게 됨으로써 제조원가 및 유지비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional vane cartridge apparatus for a variable geometry turbocharger including the above-described Publication No. 10-2005-0030050, since an operation of the vane is performed using an actuator driven by a control unit, there is a possibility that an error occurs, There is a problem that the manufacturing cost and the maintenance cost are increased because the repair cost is increased.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스토퍼암을 이용하여 콘트롤링을 기구적으로 회전 및 고정시킴으로써 오류의 발생을 제거하고 노후시에는 간단한 교체작업을 통하여 수리가 이루어지도록 함으로써 제조원가 및 유지비용을 저감시킬 수 있는, 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to eliminate the occurrence of an error by mechanically rotating and fixing a control ring using a stopper arm, Which is capable of reducing the manufacturing cost and the maintenance cost by providing a minimum flow rate setting function to the variable geometry turbocharger.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 링형태로 이루어져 있으며 내주면을 따라서 일정한 간격으로 베인암홈이 다수개 형성되어 있는 콘트롤링과, 상기한 콘트롤링의 베인암홈에 각각 장착되어 있는 다수개의 베인암과, 상기한 베인암과 각각 연결되어 있는 다수개의 베인과, 서포트핀에 의해 상기한 컨트롤링과 연결되어 있으며 상기한 컨트롤링과 함께 유동 채널을 형성하는 베인 베이스링과, 상기한 베인 베이스링에 설치되어 상기한 콘트롤링을 회전 및 고정시키기 위한 스토퍼암과, 상기한 베인이 회전가능하게 장착되어 있는 베인 커버링을 포함하여 이루어지면 바람직하다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a control ring comprising a ring-shaped control ring in which a plurality of vane arm grooves are formed at regular intervals along an inner circumferential surface of the control ring, A vane base ring connected to the control ring by a support pin and forming a flow channel together with the control ring, A stopper arm provided on the vane base ring for rotating and fixing the control ring, and a vane cover ring on which the vane is rotatably mounted.

이 발명의 구성은, 상기한 스토퍼암은 상부에 공구삽입이 가능하도록 공구홈이 형성되어 있으면 바람직하다.The structure of the present invention is preferably such that the stopper arm has a tool groove formed therein so that the tool can be inserted thereinto.

이 발명의 구성은, 상기한 스토퍼암은 하부에 회전중심핀과 회전이동핀이 형성되어 있으면 바람직하다.The configuration of the present invention is preferably such that the above-mentioned stopper arm has a rotation center pin and a rotary movement pin formed thereunder.

이 발명의 구성은, 상기한 스토퍼암의 회전중심핀의 외주면에는 압입시 고정력 향상을 위한 요철부가 형성되어 있으면 바람직하다.In the structure of the present invention, it is preferable that the outer circumferential surface of the rotation center pin of the above-described stopper arm is provided with a concavo-convex portion for improving the clamping force at the time of press-fitting.

이 발명의 구성은, 상기한 콘트롤링에는 상기한 스토퍼암의 회전력을 전달하기 위한 돌출부가 형성되어 있으면 바람직하다.In the configuration of the present invention, it is preferable that the control ring is provided with a protrusion for transmitting the rotational force of the stopper arm.

이 발명의 구성은, 상기한 베인 베이스링에는 상기한 스토퍼암의 회전중심핀이 삽입되기 위한 회전중심핀홈과 상기한 회전이동핀이 삽입되기 위한 회전이동핀홈이 형성되어 있으면 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the vane base ring is provided with a rotation center pin groove for inserting the rotation center pin of the stopper arm and a rotation movement pin groove for inserting the rotation movement pin.

이 발명의 구성은, 상기한 베인 베이스링의 회전이동핀홈은 호형으로 이루어지면 바람직하다.The configuration of the present invention is preferably such that the rotationally moving pin groove of the vane base ring has an arcuate shape.

이 발명은, 스토퍼암을 이용하여 콘트롤링을 기구적으로 회전 및 고정시킴으로써 오류의 발생을 제거하고 노후시에는 간단한 교체작업을 통하여 수리가 이루어지도록 함으로써 제조원가 및 유지비용을 저감시킬 수 있는, 효과를 갖는다.The present invention eliminates the occurrence of errors by mechanically rotating and fixing the control ring by using the stopper arm, and allows the repair to be performed through a simple replacement operation in the case of aging, thereby reducing manufacturing cost and maintenance cost .

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 사시도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 요부 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 요부 분해도이다.1 is a perspective view of a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. Other objects, features, and operational advantages, including the purpose, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiments.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not to be construed as limiting the scope of the invention as disclosed in the accompanying claims. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities, many of which are within the scope of the present invention.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.Also, terms and words used in the description and claims of the present invention are defined based on the principle that the inventor can properly define the concept of a term in order to explain its invention in the best way, And should not be construed as limited to only the prior art, and should be construed in a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. For example, the terms relating to directions are set on the basis of the position represented on the drawing for convenience of explanation.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 사시도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 요부 구성도이고, 도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 요부 분해도이다.FIG. 1 is a perspective view of a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention. And FIG. 3 is an exploded perspective view of a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 구성은, 링형태로 이루어져 있으며 내주면을 따라서 일정한 간격으로 베인암홈이 다수개 형성되어 있는 콘트롤링(11)과, 상기한 콘트롤링(11)의 베인암홈에 각각 장착되어 있는 다수개의 베인암(12)과, 상기한 베인암(12)과 각각 연결되어 있는 다수개의 베인(15)과, 서포트핀(16)에 의해 상기한 컨트롤링(11)과 연결되어 있으며 상기한 컨트롤링(11)과 함께 유동 채널을 형성하는 베인 베이스링(13)과, 상기한 베인 베이스링(13)에 설치되어 상기한 콘트롤링(11)을 회전 및 고정시키기 위한 스토퍼암(17)과, 상기한 베인(15)이 회전가능하게 장착되어 있는 베인 커버링(14)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 3, a variable geometry turbocharger having a minimum flow rate setting function according to an embodiment of the present invention is formed in a ring shape, and has a plurality of vane groove portions at regular intervals along the inner circumferential surface A plurality of vane arms 12 respectively mounted on the vane arm grooves of the control ring 11 and a plurality of vanes 12 connected to the vane arms 12, A vane base ring 13 connected to the control ring 11 by a support pin 16 and forming a flow channel together with the control ring 11, A stopper arm 17 provided on the control ring 13 for rotating and fixing the control ring 11 and a vane covering 14 on which the vane 15 is rotatably mounted.

상기한 스토퍼암(17)은 상부에 공구삽입이 가능하도록 별모양의 공구홈(17a)이 형성되어 있으며, 하부에는 회전중심핀(17b)과 회전이동핀(17c)이 형성되어 있는 구조로 이루어진다.The stopper arm 17 is formed in a star-shaped tool groove 17a so that a tool can be inserted into an upper portion of the stopper arm 17 and a rotation center pin 17b and a rotary pin 17c are formed at a lower portion thereof .

상기한 스토퍼암(17)의 회전중심핀(17b)의 외주면에는 압입시 고정력 향상을 위한 요철부가 형성되어 있는 구조로 이루어진다,The outer circumferential surface of the rotation center pin 17b of the stopper arm 17 is formed with a concavo-convex portion for improving the clamping force at the time of press-

상기한 콘트롤링(11)에는 상기한 스토퍼암(17)의 회전력을 전달하기 위한 돌출부(11a, 11b)가 형성되어 있는 구조로 이루어진다. The control ring 11 is formed with protrusions 11a and 11b for transmitting the rotational force of the stopper arm 17 described above.

상기한 베인 베이스링(13)에는 상기한 스토퍼암(17)의 회전중심핀(17b)이 삽입되기 위한 회전중심핀홈(13b)과 상기한 회전이동핀(17c)이 삽입되기 위한 회전이동핀홈(13c)이 형성되어 있는 구조로 이루어진다.The rotation center pin groove 13b for inserting the rotation center pin 17b of the stopper arm 17 and the rotation pin groove 17b for inserting the rotation pin 17c are formed in the vane base ring 13, 13c are formed.

상기한 베인 베이스링(13)의 회전이동핀홈(13c)은 호형으로 이루어진다. The rotary pin groove 13c of the vane base ring 13 has an arcuate shape.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저의 작용은 다음과 같다.The operation of the variable geometry turbocharger with the minimum flow rate setting function according to one embodiment of the present invention is as follows.

공구를 이용하여 스토퍼암(17)을 회전시키면 스토퍼암(17)이 콘트롤링(11)의 돌출부(11a, 11b)를 밀게 됨으로써 콘트롤링(11)이 회전을 하게 된다. When the stopper arm 17 is rotated using a tool, the stopper arm 17 pushes the protruding portions 11a and 11b of the control ring 11, thereby rotating the control ring 11. [

이와 같이 콘트롤링(11)이 회전을 하게 되면 베인암(12)이 따라서 회전을 하게 되고, 베임암(12)에 연결되어 있는 베인(15)도 함께 회전을 하게 된다. When the control ring 11 is rotated as described above, the vane arm 12 rotates along with the vane 15 connected to the vee arm 12, and the vane 15 rotates together with the vane arm 12.

엔진의 배기매니폴드에서 터빈하우징 입구부로 유입되는 배기 가스는 볼류트를 지나서 상기한 베인 베이스링(13)과 베인 커버링(14)에 의해 형성되는 유동 채널로 들어가고, 상기한 유동채널의 면적은 베인(15)의 회전 정도에 따라서 제어됨으로써 최소유량이 설정된다. The exhaust gas flowing into the turbine housing inlet from the exhaust manifold of the engine enters the flow channel formed by the vane base ring 13 and the vane covering 14 past the volute, The minimum flow rate is set by controlling the degree of rotation of the valve 15.

11 : 콘트롤링 12 : 베인암
13 : 베인 베이스링 14 : 베인 커버링
15 : 베인 16 : 서포트핀
17 : 스토퍼암11: Control ring 12: Vane arm
13: Vane base ring 14: Vane covering
15: Vane 16: Support pin
17: Stopper arm

Claims (7)

링형태로 이루어져 있으며 내주면을 따라서 일정한 간격으로 베인암홈이 다수개 형성되어 있는 콘트롤링과,
상기한 콘트롤링의 베인암홈에 각각 장착되어 있는 다수개의 베인암과,
상기한 베인암과 각각 연결되어 있는 다수개의 베인과,
서포트핀에 의해 상기한 컨트롤링과 연결되어 있으며 상기한 컨트롤링과 함께 유동 채널을 형성하는 베인 베이스링과,
상기한 베인 베이스링에 설치되어 상기한 콘트롤링을 회전 및 고정시키기 위한 스토퍼암과,
상기한 베인이 회전가능하게 장착되어 있는 베인 커버링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저. A control ring formed in a ring shape and having a plurality of vane arm grooves formed at regular intervals along an inner circumferential surface thereof,
A plurality of vane arms respectively mounted on the vane arm grooves of the control ring,
A plurality of vanes connected to the vane arms,
A vane base ring connected to the control ring by a support pin and forming a flow channel with the control ring,
A stopper arm provided on the vane base ring for rotating and fixing the control ring,
Wherein the vane cover includes a vane cover to which the vane is rotatably mounted. The variable geometry turbocharger of claim 1, 제 1항에 있어서,
상기한 스토퍼암은 상부에 공구삽입이 가능하도록 공구홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저. The method according to claim 1,
Wherein the stopper arm is formed with a tool groove so that a tool can be inserted into an upper portion of the stopper arm. 제 1항에 있어서,
상기한 스토퍼암은 하부에 회전중심핀과 회전이동핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저. The method according to claim 1,
Wherein the stopper arm is formed with a rotation center pin and a rotary movement pin at a lower portion thereof. 제 3항에 있어서,
상기한 스토퍼암의 회전중심핀의 외주면에는 압입시 고정력 향상을 위한 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저.The method of claim 3,
Characterized in that an outer circumferential surface of the rotation center pin of the stopper arm is provided with a concavo-convex portion for improving the clamping force at the time of press-fitting. 제 1항에 있어서,
상기한 콘트롤링에는 상기한 스토퍼암의 회전력을 전달하기 위한 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저. The method according to claim 1,
Wherein the control ring is provided with a protrusion for transmitting the rotational force of the stopper arm. 제 3항에 있어서,
상기한 베인 베이스링에는 상기한 스토퍼암의 회전중심핀이 삽입되기 위한 회전중심핀홈과 상기한 회전이동핀이 삽입되기 위한 회전이동핀홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저. The method of claim 3,
Characterized in that the vane base ring is provided with a rotation center pin groove for inserting the rotation center pin of the stopper arm and a rotation movement pin groove for inserting the rotation pin, Geometry turbocharger. 제 6항에 있어서,
상기한 베인 베이스링의 회전이동핀홈은 호형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 최소유량 설정 기능을 구비한 가변 지오메트리 터보 차저. The method according to claim 6,
Wherein the rotational movement pin groove of the vane base ring is arcuate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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