KR20190031387A - Cooling system for charging air - Google Patents

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KR20190031387A KR1020170118576A KR20170118576A KR20190031387A KR 20190031387 A KR20190031387 A KR 20190031387A KR 1020170118576 A KR1020170118576 A KR 1020170118576A KR 20170118576 A KR20170118576 A KR 20170118576A KR 20190031387 A KR20190031387 A KR 20190031387A
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Abstract

The present invention relates to a technology effectively suppressing the temperature rise of intake air supercharged by a supercharger. Disclosed in the present invention is a cooling system for supercharged air, comprising: a first intercooler and a supercharger arranged at the rear end of a turbocharger; and a second intercooler arranged at the rear end of the supercharger.

Description

과급공기용 냉각시스템{COOLING SYSTEM FOR CHARGING AIR}{COOLING SYSTEM FOR CHARGING AIR}

본 발명은 슈퍼차저에서 과급되는 흡기의 온도 상승을 효율적으로 억제하는 과급공기용 냉각시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system for supercharged air, which effectively suppresses a temperature rise of an intake air supercharged by a supercharger.

48V 하이브리드 시스템은 이산화탄소 배출 감소와 연비 개선에 장점이 있어, 최근 48V 하이브리드 차량에 대한 개발이 증가하는 추세에 있다. 즉, 에어컨이나 히터 등과 같은 고전류 기반의 전장품에 48V가 적용되면 연비를 절감할 수 있게 된다.48V hybrid systems have advantages in reducing carbon dioxide emissions and improving fuel economy, and the development of 48V hybrid vehicles is on the rise. In other words, applying 48V to high-current-based electrical products such as air conditioners and heaters can reduce fuel consumption.

특히, 48V 하이브리드 시스템에는 기존 12V 차량에 적용할 수 없었던 전동식 슈퍼차저의 적용이 가능하여, 엔진의 효율성을 높일 수 있는 장점도 있다.In particular, the 48V hybrid system has the advantage of being able to apply the electric supercharger which was not applicable to the existing 12V vehicle, thereby improving the efficiency of the engine.

다만, 전동식 슈퍼차저가 설치된 기존의 시스템을 살펴보면, 전동식 슈퍼차저에서 압축된 과급공기의 온도 상승으로 인해 흡입효율이 불리한 문제가 발생하여, 과급공기의 온도상승을 억제할 수 있는 냉각시스템이 요구되고 있다.However, in the conventional system in which the electric supercharger is installed, there is a problem that the suction efficiency is inferior due to the temperature increase of the supercharged air compressed in the electric supercharger, so that a cooling system capable of suppressing the temperature rise of the supercharging air is required have.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KR 10-2012-0055882 AKR 10-2012-0055882 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 슈퍼차저에서 과급되는 흡기의 온도 상승을 효율적으로 억제하는 과급공기용 냉각시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a cooling system for supercharged air which effectively suppresses the temperature rise of the intake air supercharged by the supercharger.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 터보차저의 후단에 배치된 제1인터쿨러 및 슈퍼차저; 상기 슈퍼차저의 후단에 배치된 제2인터쿨러;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a turbocharger comprising: a first intercooler and a supercharger disposed at a rear end of a turbocharger; And a second intercooler disposed at a rear end of the supercharger.

상기 터보차저의 후단에 배치된 방향전환밸브;를 더 포함하고, 상기 제1인터쿨러와 슈퍼차저는 상기 방향전환밸브와 제2인터쿨러 사이에 병렬 배치될 수 있다.The first intercooler and the supercharger may be disposed in parallel between the directional control valve and the second intercooler.

상기 제1인터쿨러 후단에 배치된 방향전환밸브;를 더 포함하고, 상기 방향전환밸브와 슈퍼차저는 상기 제1인터쿨러와 제2인터쿨러 사이에 병렬 배치될 수 있다.And a direction switching valve disposed at a rear end of the first intercooler, wherein the direction switching valve and the supercharger may be disposed in parallel between the first intercooler and the second intercooler.

냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프;를 더 포함하고, 상기 워터펌프에서 토출된 냉각수가 제1인터쿨러에 유입되고; 상기 제2인터쿨러에서 토출된 냉각수가 제2인터쿨러에 유입되며; 상기 제2인터쿨러에서 토출된 냉각수가 슈퍼차저에 유입되고; 상기 슈퍼차저에서 토출된 냉각수가 방향전환밸브에 유입되며; 상기 방향전환밸브에서 토출된 냉각수가 라디에이터에 유입되고; 상기 라디에이터에서 토출된 냉각수가 워터펌프에 유입되어 순환 작동될 수 있다.Further comprising: a water pump for circulating the cooling water, wherein the cooling water discharged from the water pump flows into the first intercooler; The cooling water discharged from the second intercooler flows into the second intercooler; The cooling water discharged from the second intercooler flows into the supercharger; The cooling water discharged from the supercharger flows into the directional control valve; The cooling water discharged from the direction switching valve flows into the radiator; The cooling water discharged from the radiator can flow into the water pump and circulate.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 슈퍼차저에서 과급되는 흡기의 온도 상승을 억제할 수 있는 것은 물론, 제1인터쿨러를 통해 한 번 쿨링된 공기가 슈퍼차저로 공급되므로 상대적으로 흡기온도의 상승이 적어 내구성과 연속사용 측면에서 유리한 장점이 있고, 또한 슈퍼차저에서 과급된 공기를 제2인터쿨러를 통해 다시 냉각하기 때문에 흡기온도가 상승하지 않아 흡입효율이 저하되는 것을 방지하는 것은 물론, 연소/연비 측면 모두에서 유리한 장점도 있다.According to the present invention, the temperature rise of the intake air supercharged by the supercharger can be suppressed, and since the once cooled air is supplied to the supercharger through the first intercooler, And the supercharged air is cooled again through the second intercooler, so that the suction efficiency is prevented from being lowered because the intake air temperature is not increased, and the combustion / fuel consumption There is also an advantage in terms of both sides.

도 1은 본 발명에 따른 과급공기 냉각시스템의 제1실시예 배치 상태를 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 과급공기 냉각시스템의 제2실시예 배치 상태를 예시하여 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an arrangement of a first embodiment of a boost air cooling system according to the present invention; FIG.
2 is a diagram illustrating an arrangement of a second embodiment of a boost air cooling system according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 과급공기용 냉각시스템은, 터보차저(1)와, 제1인터쿨러(5)와, 슈퍼차저(7) 및 제2인터쿨러(9)를 포함하여 구성할 수 있다.The supercharging air cooling system of the present invention can be configured to include a turbocharger (1), a first intercooler (5), a supercharger (7), and a second intercooler (9).

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 터보차저(1)의 후단에는 제1인터쿨러(5)와 슈퍼차저(7)가 배치되어 터보차저(1)에서 압축된 과급공기가 제1인터쿨러(5)와 슈퍼차저(7)에 유입될 수 있다.1 and 2, a first intercooler 5 and a supercharger 7 are disposed at a rear end of the turbocharger 1, and supercharged air compressed in the turbocharger 1 Can be introduced into the first intercooler (5) and the supercharger (7).

여기서, 상기 제1인터쿨러(5)는 수냉식 인터쿨러 또는 공냉식 인터쿨러일 수 있다. 그리고, 상기 슈퍼차저(7)는 전동식 슈퍼차저일 수 있다.Here, the first intercooler 5 may be a water-cooled intercooler or an air-cooled intercooler. The supercharger 7 may be an electric supercharger.

그리고, 상기 슈퍼차저(7)의 후단에는 제2인터쿨러(9)가 배치되어, 슈퍼차저(7)에서 압축된 과급공기가 제2인터쿨러(9)에 유입될 수 있다.A second intercooler 9 is disposed at a rear end of the supercharger 7 so that the supercharged air compressed by the supercharger 7 can be introduced into the second intercooler 9. [

여기서, 상기 제2인터쿨러(9)는 수냉식 인터쿨러 또는 인테이크매니폴드 일체형 수냉식 인터쿨러일 수 있다.The second intercooler 9 may be a water-cooled intercooler or an intake manifold integrated type water-cooled intercooler.

즉, 터보차저(1)의 하류 및 슈퍼차저(7)의 하류에 인터쿨러가 배치됨으로써, 과급기에서 압축된 과급공기의 냉각성능을 향상시켜, 흡기온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다.That is, since the intercooler is disposed downstream of the turbocharger 1 and downstream of the supercharger 7, it is possible to improve the cooling performance of the supercharged air compressed in the turbocharger and suppress the rise in the intake air temperature.

한편, 도 1은 본 발명에 따른 냉각시스템의 제1실시예를 나타낸 도면으로, 상기 터보차저(1)의 후단에 방향전환밸브(3)가 더 배치되어, 터보차저(1)에서 과급된 공기가 방향전환밸브(3)에 유입될 수 있다.1 is a view showing a first embodiment of a cooling system according to the present invention in which a direction switching valve 3 is further disposed at the rear end of the turbocharger 1, Can be introduced into the directional valve (3).

그리고, 상기 제1인터쿨러(5)와 슈퍼차저(7)는 상기 방향전환밸브(3)와 제2인터쿨러(9) 사이에 병렬형태로 배치될 수 있다.The first intercooler 5 and the supercharger 7 may be arranged in parallel between the directional valve 3 and the second intercooler 9.

여기서, 상기 방향전환밸브(3)는 바이패스밸브일 수 있는 것으로, 상기 바이패스밸브에서 두 개의 유로로 분기되고, 이 분기된 유로 각각에 제1인터쿨러(5)와 슈퍼차저(7)가 각각 배치될 수 있다. 그리고, 상기 분기된 유로가 합쳐지는 부분의 후단에 제2인터쿨러(9)가 배치될 수 있다.The directional valve 3 may be a bypass valve and is branched into two flow paths in the bypass valve. The first intercooler 5 and the supercharger 7 are respectively connected to the branched flow paths . The second intercooler 9 may be disposed at a rear end of a portion where the branched flow paths are combined.

즉, 차량의 주행상황에 따라 방향전환밸브(3)를 제어하여 전동식 슈퍼차저(7)와 제1인터쿨러(5)에 공기를 선택적으로 통과시켜 압축할 수 있다.That is, the directional control valve 3 is controlled according to the running condition of the vehicle, so that air can be selectively passed through the electric supercharger 7 and the first intercooler 5 to be compressed.

계속해서, 도 2는 본 발명에 따른 냉각시스템의 제2실시예를 나타낸 도면으로, 상기 제1인터쿨러(5)의 후단에 방향전환밸브(3)가 더 배치되어, 제1인터쿨러(5)에서 냉각된 공기가 방향전환밸브(3)에 유입될 수 있다.2 is a view showing a second embodiment of the cooling system according to the present invention in which a direction switching valve 3 is further disposed at the rear end of the first intercooler 5, The cooled air can be introduced into the directional valve 3.

그리고, 상기 방향전환밸브(3)와 슈퍼차저(7)는 상기 제1인터쿨러(5)와 제2인터쿨러(9) 사이에 병렬형태로 배치될 수 있다.The directional valve 3 and the supercharger 7 may be arranged in parallel between the first intercooler 5 and the second intercooler 9. [

여기서, 상기 방향전환밸브(3)는 바이패스밸브일 수 있는 것으로, 상기 바이패스밸브의 개폐 작동에 따라 제1인터쿨러(5)를 통과한 공기가 슈퍼차저(7)를 통과하여 제2인터쿨러(9)에 유입되도록 제어하거나, 또는 제1인터쿨러(5)를 통과한 공기가 슈퍼차저(7)를 우회하여 제2인터쿨러(9)에 유입되도록 제어할 수 있다.According to the opening / closing operation of the bypass valve, the air passing through the first intercooler 5 passes through the supercharger 7 and flows into the second intercooler 5 9, or the air that has passed through the first intercooler 5 can be controlled to flow into the second intercooler 9 bypassing the supercharger 7.

즉, 상기와 같은 구성에 따르면, 슈퍼차저(7)에서 과급되는 흡기의 온도 상승을 억제할 수 있는 것은 물론, 제1인터쿨러(5)를 통해 한 번 쿨링된 공기가 슈퍼차저(7)로 공급되므로 상대적으로 흡기온도의 상승이 적어 내구성과 연속사용 측면에서도 매우 유리한 장점이 있다.That is, according to the above-described configuration, it is possible to suppress the temperature rise of the intake air supercharged by the supercharger 7, and also to supply the air once cooled through the first intercooler 5 to the supercharger 7 Therefore, it is advantageous in terms of durability and continuous use because the rise of the intake air temperature is relatively small.

조금 더 구체적으로, 차량의 주행 중 응답성의 개선이 필요한 영역에서는 방향전환밸브(3)를 조절하여 슈퍼차저(7)를 이용하여 공기를 압축하도록 제어한다. 즉, 응답성 개선이 필요한 영역에서는 공기가 제1인터쿨러(5)를 우회하므로 차압이 개선되어 응답성이 대폭 향상될 수 있다.More specifically, the directional control valve 3 is controlled so as to control the air to be compressed by the supercharger 7 in an area where the responsiveness of the vehicle is required to be improved. That is, in the area where the response is required to be improved, the air bypasses the first intercooler 5, so that the differential pressure is improved and the response can be greatly improved.

또한, 전부하 영역에서는 터보차저(1)를 이용하여 압축하는 동시에, 필요시 방향전환밸브(3)를 조절하여 슈퍼차저(7)를 통해 압축에 필요한 공기량을 보충할 수 있다.In addition, the turbocharger 1 is used to compress the entire load region, and when necessary, the directional valve 3 can be adjusted to supplement the amount of air required for compression through the supercharger 7.

아울러, V6엔진의 경우 슈퍼차저(7)를 왼쪽이나 오른쪽 중 어느 한쪽에만 설치하면, 다량의 과급공기를 스로틀밸브에 공급하지 못하게 되어 흡입효율이 저하된다. 이 같은 문제를 개선하기 위해서는 양쪽에 슈퍼차저(7)를 각각 장착해야 하는데, 이는 원가 상승으로 이어지는 또 다른 문제가 발생하게 된다.Further, in the case of the V6 engine, if the supercharger 7 is installed only on either the left side or the right side, a large amount of supercharged air can not be supplied to the throttle valve, thereby reducing the suction efficiency. In order to solve this problem, superchargers 7 must be mounted on both sides, which causes another problem leading to cost increase.

하지만, 본 발명의 경우 V6엔진에서 한 개의 전동식 슈퍼차저만을 이용해도 제2인터쿨러(9)를 통해 슈퍼차저(7)에서 과급된 공기를 다시 냉각하기 때문에 흡기온도가 상승하지 않아 흡입효율이 저하되는 것을 방지하는 것은 물론, 연소/연비 측면 모두에서 유리한 장점이 있다.However, in the case of the present invention, even if only one electric supercharger is used in the V6 engine, since supercharged air is re-cooled in the supercharger 7 through the second intercooler 9, the intake air temperature does not rise, And advantageous in terms of combustion / fuel economy.

한편, 본 발명은 냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프(11)를 더 포함하여 구성할 수 있다.Meanwhile, the present invention can further comprise a water pump 11 for circulating cooling water.

이에, 상기 워터펌프(11)에서 토출된 냉각수가 제1인터쿨러(5)에 유입되고, 상기 제2인터쿨러(9)에서 토출된 냉각수가 제2인터쿨러(9)에 유입되며, 상기 제2인터쿨러(9)에서 토출된 냉각수가 슈퍼차저(7)에 유입될 수 있다.The cooling water discharged from the water pump 11 flows into the first intercooler 5 and the cooling water discharged from the second intercooler 9 flows into the second intercooler 9, 9 can be introduced into the supercharger 7.

그리고, 상기 슈퍼차저(7)에서 토출된 냉각수가 방향전환밸브(3)에 유입되고, 상기 방향전환밸브(3)에서 토출된 냉각수가 라디에이터(13)에 유입되며, 상기 라디에이터(13)에서 토출된 냉각수가 워터펌프(11)에 유입되어 냉각수가 순환될 수 있다.The cooling water discharged from the supercharger 7 flows into the directional control valve 3 and the cooling water discharged from the directional control valve 3 flows into the radiator 13, So that the cooling water can flow into the water pump 11 and the cooling water can be circulated.

상술한 바와 같이, 본 발명은 슈퍼차저(7)에서 과급되는 흡기의 온도 상승을 억제할 수 있는 것은 물론, 제1인터쿨러(5)를 통해 한 번 쿨링된 공기가 슈퍼차저(7)로 공급되므로 상대적으로 흡기온도의 상승이 적어 내구성과 연속사용 측면에서 유리한 장점이 있고, 또한 슈퍼차저(7)에서 과급된 공기를 제2인터쿨러(9)를 통해 다시 냉각하기 때문에 흡기온도가 상승하지 않아 흡입효율이 저하되는 것을 방지하는 것은 물론, 연소/연비 측면 모두에서 유리한 장점도 있다.As described above, the present invention can suppress the temperature rise of the intake air supercharged by the supercharger 7, and the once cooled air is supplied to the supercharger 7 through the first intercooler 5 The supercharger 7 is cooled again through the second intercooler 9, so that the intake air temperature does not rise and the intake efficiency is improved, Is advantageous in terms of combustion / fuel consumption.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the specific embodiments set forth herein; rather, .

1 : 터보차저 3 : 방향전환밸브
5 : 제1인터쿨러 7 : 슈퍼차저
9 : 제2인터쿨러 11 : 워터펌프
13 : 라디에이터1: Turbocharger 3: Directional valve
5: First intercooler 7: Supercharger
9: Second intercooler 11: Water pump
13: Radiator

Claims (3)

터보차저의 후단에 배치된 제1인터쿨러 및 슈퍼차저;
상기 슈퍼차저의 후단에 배치된 제2인터쿨러; 및
상기 터보차저의 후단에 배치된 방향전환밸브;를 포함하고,
상기 제1인터쿨러와 슈퍼차저는 상기 방향전환밸브와 제2인터쿨러 사이에 병렬 배치된 것을 특징으로 하는 과급공기용 냉각시스템.A first intercooler and a supercharger disposed at the rear end of the turbocharger;
A second intercooler disposed at a rear end of the supercharger; And
And a direction switching valve disposed at a rear end of the turbocharger,
Wherein the first intercooler and the supercharger are disposed in parallel between the direction switching valve and the second intercooler. 터보차저의 후단에 배치된 제1인터쿨러 및 슈퍼차저;
상기 슈퍼차저의 후단에 배치된 제2인터쿨러; 및
상기 제1인터쿨러 후단에 배치된 방향전환밸브;를 포함하고,
상기 방향전환밸브와 슈퍼차저는 상기 제1인터쿨러와 제2인터쿨러 사이에 병렬 배치된 것을 특징으로 하는 과급공기용 냉각시스템.A first intercooler and a supercharger disposed at the rear end of the turbocharger;
A second intercooler disposed at a rear end of the supercharger; And
And a direction switching valve disposed at a rear end of the first intercooler,
Wherein the directional valve and the supercharger are arranged in parallel between the first intercooler and the second intercooler. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프;를 더 포함하고,
상기 워터펌프에서 토출된 냉각수가 제1인터쿨러에 유입되고;
상기 제2인터쿨러에서 토출된 냉각수가 제2인터쿨러에 유입되며;
상기 제2인터쿨러에서 토출된 냉각수가 슈퍼차저에 유입되고;
상기 슈퍼차저에서 토출된 냉각수가 방향전환밸브에 유입되며;
상기 방향전환밸브에서 토출된 냉각수가 라디에이터에 유입되고;
상기 라디에이터에서 토출된 냉각수가 워터펌프에 유입되어 순환 작동되는 것을 특징으로 하는 과급공기용 냉각시스템.The method according to claim 1 or 2,
And a water pump for circulating the cooling water,
The cooling water discharged from the water pump flows into the first intercooler;
The cooling water discharged from the second intercooler flows into the second intercooler;
The cooling water discharged from the second intercooler flows into the supercharger;
The cooling water discharged from the supercharger flows into the directional control valve;
The cooling water discharged from the direction switching valve flows into the radiator;
Wherein the cooling water discharged from the radiator flows into the water pump and is circulated.
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