KR20220030650A - Turbo charger - Google Patents

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KR20220030650A
KR20220030650A KR1020200112258A KR20200112258A KR20220030650A KR 20220030650 A KR20220030650 A KR 20220030650A KR 1020200112258 A KR1020200112258 A KR 1020200112258A KR 20200112258 A KR20200112258 A KR 20200112258A KR 20220030650 A KR20220030650 A KR 20220030650A
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nozzle ring
bypass
bearing housing
turbine
housing
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KR1020200112258A
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진석범
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a turbocharger, comprising: a nozzle ring having a plurality of vanes and installed to be slidable in a straight line along the axial direction of a turbine wheel; a nozzle plate fixed to a turbine housing with a plurality of vane holes into which the vanes of the nozzle ring are respectively inserted; a bypass guide groove formed between the turbine housing and a bearing housing; a bypass slit formed in the nozzle ring to communicate with the bypass guide groove in a status in which the nozzle ring closes a flow section of an exhaust gas from a scroll of the turbine housing to the turbine wheel; and a bypass communication path formed in the bearing housing to pass the exhaust gas flowing into a space between the nozzle ring and the bearing housing through the bypass slit into the space between the bearing housing and the turbine wheel. An objective of the present invention is to provide the turbocharger in which a bypass status can be easily implemented with a simple configuration.

Description

터보차저{TURBO CHARGER}Turbocharger {TURBO CHARGER}

본 발명은 터보차저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 탑재되는 엔진의 터보차저 구조에 관한 기술이다. The present invention relates to a turbocharger, and more particularly, to a technology related to a turbocharger structure of an engine mounted on a vehicle.

차량에 탑재된 엔진은 연료의 연소 시에 배기 유해물질이 생성되며, 차량에서는 촉매 등을 구비한 후처리 장치에 의해, 상기와 같은 유해물질을 정화한 후 배기가스를 대기중으로 배출하도록 구성된다.An engine mounted on a vehicle generates exhaust harmful substances when fuel is burned, and in the vehicle, the exhaust gas is discharged into the atmosphere after purifying the above harmful substances by an after-treatment device having a catalyst or the like.

상기 후처리 장치의 촉매는 적절한 온도조건이 되어야 유해물질의 정화성능이 정상적으로 발휘되므로, 차량의 냉시동 시에는 후처리 장치의 신속한 승온이 요구된다.Since the catalyst of the post-treatment device must be in an appropriate temperature condition to properly purify harmful substances, a rapid temperature rise of the post-treatment device is required when the vehicle is cold-started.

터보차저를 구비한 엔진의 경우, 엔진의 배기가스는 터보차저의 터빈휠을 구동한 후, 후처리 장치로 이동하도록 구성되는데, 상기와 같은 냉시동 시에는, 배기가스가 터빈의 구동에 에너지를 소비한 후에 후처리 장치에 공급되어, 후처리 장치의 신속한 승온이 이루어지기 어려운 문제가 있다.In the case of an engine having a turbocharger, the exhaust gas of the engine is configured to move to the after-treatment device after driving the turbine wheel of the turbocharger. After consumption, it is supplied to the post-treatment device, and there is a problem in that it is difficult to rapidly increase the temperature of the post-treatment device.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 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.The matters described as the background technology of the present invention are only for enhancing the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art. will be

KR 10-2019-0064956 AKR 10-2019-0064956 A

본 발명은 터빈휠로 공급되는 배기가스의 유로 단면적을 용이하게 가변할 수 있도록 함과 아울러, 엔진 후처리 장치의 신속한 승온을 위해, 배기가스가 터빈휠을 바이패스하여 후처리 장치로 공급될 수 있는 바이패스 상태를 간단한 구성으로 용이하게 구현할 수 있도록 한 터보차저를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention makes it possible to easily change the flow path area of the exhaust gas supplied to the turbine wheel, and, in order to quickly increase the temperature of the engine post-treatment device, the exhaust gas can be supplied to the post-treatment device by bypassing the turbine wheel. An object of the present invention is to provide a turbocharger that can easily implement a bypass state with a simple configuration.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 터보차저는,The turbocharger of the present invention for achieving the above object,

다수의 베인을 구비하고 터빈휠의 축방향을 따라 직선 슬라이딩 가능하도록 설치된 노즐링;A nozzle ring having a plurality of vanes and installed to be slidable in a straight line along the axial direction of the turbine wheel;

상기 노즐링의 베인들이 각각 삽입되는 다수의 베인홀을 구비한 상태로 터빈하우징에 고정되는 노즐플레이트;a nozzle plate fixed to the turbine housing with a plurality of vane holes into which the vanes of the nozzle ring are respectively inserted;

상기 터빈하우징과 베어링하우징 사이에 형성되는 바이패스가이드홈;a bypass guide groove formed between the turbine housing and the bearing housing;

상기 노즐링이 터빈하우징의 스크롤에서 터빈휠로 향하는 배기가스의 유동 단면을 폐쇄한 상태에서, 상기 바이패스가이드홈과 연통되도록 상기 노즐링에 형성된 바이패스슬릿;a bypass slit formed in the nozzle ring to communicate with the bypass guide groove in a state in which the nozzle ring closes a flow section of exhaust gas from the scroll of the turbine housing to the turbine wheel;

상기 바이패스슬릿을 통해, 상기 노즐링과 베어링하우징 사이의 공간으로 유동하는 배기가스를 베어링하우징과 터빈휠 사이 공간으로 통과시키도록, 상기 베어링하우징에 형성된 바이패스연통로;a bypass communication path formed in the bearing housing to pass the exhaust gas flowing into the space between the nozzle ring and the bearing housing through the bypass slit into the space between the bearing housing and the turbine wheel;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a.

상기 바이패스가이드홈은 상기 직선 슬라이딩하는 노즐링의 이동 경로를 형성하도록, 상기 터빈하우징과 베어링하우징이 서로 마주하면서 형성하는 내경부에, 상기 터빈하우징과 베어링하우징 사이의 틈새로 이루어질 수 있다.The bypass guide groove may be formed as a gap between the turbine housing and the bearing housing in an inner diameter portion formed while the turbine housing and the bearing housing face each other so as to form a movement path of the linear sliding nozzle ring.

상기 노즐링은, 반경 방향 단면 형상이 터빈휠의 반경방향을 따라 연장되는 벽면부와, 상기 벽면부의 외측단에서 상기 베어링하우징을 향하여 축방향으로 연장되는 외경부와, 상기 벽면부의 내측단에서 상기 베어링하우징을 향하여 축방향으로 연장되는 내경부로 이루어지며;The nozzle ring includes a wall portion having a radial cross-sectional shape extending along the radial direction of the turbine wheel, an outer diameter portion extending in an axial direction from an outer end of the wall portion toward the bearing housing, and an inner end of the wall portion consisting of an inner diameter extending axially toward the bearing housing;

상기 다수의 베인은 상기 벽면부로부터 상기 터빈하우징을 향하여 돌출되어 형성되고;The plurality of vanes are formed to protrude from the wall portion toward the turbine housing;

상기 바이패스슬릿은 상기 외경부의 단부에 형성될 수 있다.The bypass slit may be formed at an end of the outer diameter portion.

상기 노즐링의 벽면부에는 상기 베어링하우징을 향하여 길게 연장되는 작동로드가 구비되고;an operation rod extending long toward the bearing housing is provided on the wall portion of the nozzle ring;

상기 작동로드는 외부에서 제공되는 조작력을 전달받아 상기 노즐링의 축방향 직선 슬라이딩을 구현하도록 형성될 수 있다.The actuating rod may be formed to implement an axial linear sliding of the nozzle ring by receiving an operating force provided from the outside.

상기 베어링하우징은 상기 노즐링이 축방향을 따라 직선 슬라이딩할 때, 외주면이 상기 노즐링의 내경부를 가이드하도록 형성된 보스부를 구비하고;the bearing housing includes a boss portion formed so that an outer circumferential surface guides an inner diameter portion of the nozzle ring when the nozzle ring linearly slides along the axial direction;

상기 바이패스연통로는 상기 보스부에 형성될 수 있다.The bypass communication path may be formed in the boss portion.

상기 보스부의 외주면에는 상기 바이패스연통로의 입구가 원주방향으로 길게 다수 형성되고;A plurality of inlets of the bypass communication path are formed on the outer circumferential surface of the boss part long in the circumferential direction;

상기 보스부가 상기 터빈휠과 마주하는 면에는 상기 바이패스연통로의 출구가 다수의 원호를 형성하면서 형성될 수 있다.The exit of the bypass communication path may be formed on a surface of the boss facing the turbine wheel while forming a plurality of arcs.

상기 노즐링이 상기 터빈하우징의 스크롤에서 터빈휠로 향하는 배기가스의 유동 단면을 개방하도록 상기 베어링하우징 쪽으로 이동되기 시작하면, 상기 바이패스연통로의 입구는 상기 노즐링의 내경부에 의해 폐쇄되는 위치에 형성될 수 있다.When the nozzle ring begins to move toward the bearing housing to open a flow section of exhaust gas from the scroll of the turbine housing to the turbine wheel, the inlet of the bypass communication path is closed by the inner diameter of the nozzle ring. can be formed in

상기 터빈하우징의 스크롤을 상기 바이패스가이드홈에 연통시키는 스크롤슬릿을 더 구비할 수 있다.A scroll slit for communicating the scroll of the turbine housing with the bypass guide groove may be further provided.

본 발명은 터빈휠로 공급되는 배기가스의 유로 단면적을 용이하게 가변할 수 있도록 함과 아울러, 엔진 후처리 장치의 신속한 승온을 위해, 배기가스가 터빈휠을 바이패스하여 후처리 장치로 공급될 수 있는 바이패스 상태를 간단한 구성으로 용이하게 구현할 수 있도록 한다.The present invention makes it possible to easily change the flow path area of the exhaust gas supplied to the turbine wheel, and, in order to quickly increase the temperature of the engine post-treatment device, the exhaust gas can be supplied to the post-treatment device by bypassing the turbine wheel. It makes it possible to easily implement the existing bypass state with a simple configuration.

도 1은 본 발명에 따른 터보차저의 구성을 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 터보차저의 구조를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 바이패스가이드홈과 바이패스슬릿 부위를 상세히 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바이패스연통로를 상세히 설명한 도면,
도 5는 본 발명의 베어링하우징을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 베어링하우징의 단면도,
도 7과 도 8은 본 발명의 노즐링 구조를 설명한 도면,
도 9는 본 발명에서 노즐링이 스크롤로부터 터빈휠로 향하는 배기가스의 유동을 허용하는 상태를 설명한 도면,
도 10은 본 발명에서 배기가스를 바이패스시키는 상태를 설명한 도면,
도 11은 도 10의 상태를 터빈휠 쪽에서 관측한 도면,
도 12는 본 발명의 변형례를 설명한 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of a turbocharger according to the present invention;
2 is a cross-sectional view showing the structure of a turbocharger according to the present invention;
3 is a view showing in detail the bypass guide groove and the bypass slit portion of the present invention;
4 is a view for explaining the bypass communication path of the present invention in detail;
5 is a view showing a bearing housing of the present invention;
6 is a cross-sectional view of the bearing housing of the present invention;
7 and 8 are views illustrating the nozzle ring structure of the present invention;
9 is a view for explaining a state in which the nozzle ring allows the flow of exhaust gas from the scroll to the turbine wheel in the present invention;
10 is a view for explaining a state of bypassing the exhaust gas in the present invention;
11 is a view observed from the turbine wheel side of the state of FIG.
12 is a view for explaining a modified example of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 터보차저(1)를 도시한 것으로서, 배기가스를 공급받는 스크롤(3)을 구비하고, 상기 스크롤(3)로부터 중앙의 터빈휠(5)을 통과한 배기가스를 배출시키도록 형성된 터빈하우징(7)과, 상기 터빈휠(5)의 샤프트(9)를 회전 가능하게 지지하는 베어링하우징(11)과, 상기 샤프트(9)를 통해 상기 터빈휠(5)의 회전력을 전달받아 회전되면서 공기를 압축하는 컴프레서휠(13) 및 상기 컴프레서휠(13)로 공기를 공급하고 압축된 공기를 토출하도록 형성된 컴프레서하우징(15)을 포함하여 구성된다.1 is a view showing a turbocharger 1 according to the present invention, having a scroll 3 receiving exhaust gas, and discharging exhaust gas passing through the central turbine wheel 5 from the scroll 3 The turbine housing 7 formed to make the turbine It is configured to include a compressor wheel 13 that compresses air while being transmitted and rotated, and a compressor housing 15 that supplies air to the compressor wheel 13 and discharges the compressed air.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명 터보차저(1)의 실시예는, 다수의 베인(17)을 구비하고 터빈휠(5)의 축방향을 따라 직선 슬라이딩 가능하도록 설치된 노즐링(19); 상기 노즐링(19)의 베인들이 각각 삽입되는 다수의 베인홀(20)을 구비한 상태로 터빈하우징(7)에 고정되는 노즐플레이트(21); 상기 터빈하우징(7)과 베어링하우징(11) 사이에 형성되는 바이패스가이드홈(23); 상기 노즐링(19)이 터빈하우징(7)의 스크롤(3)에서 터빈휠(5)로 향하는 배기가스의 유동 단면을 폐쇄한 상태에서, 상기 바이패스가이드홈(23)과 연통되도록 상기 노즐링(19)에 형성된 바이패스슬릿(25); 상기 바이패스슬릿(25)을 통해, 상기 노즐링(19)과 베어링하우징(11) 사이의 공간으로 유동하는 배기가스를 베어링하우징(11)과 터빈휠(5) 사이 공간으로 통과시키도록, 상기 베어링하우징(11)에 형성된 바이패스연통로(27)를 포함하여 구성된다.2 to 8 , in the embodiment of the turbocharger 1 of the present invention, the nozzle ring 19 is provided with a plurality of vanes 17 and is installed to be linearly slidable along the axial direction of the turbine wheel 5 . ; a nozzle plate 21 fixed to the turbine housing 7 with a plurality of vane holes 20 into which the vanes of the nozzle ring 19 are respectively inserted; a bypass guide groove 23 formed between the turbine housing 7 and the bearing housing 11; In a state in which the nozzle ring 19 closes the flow section of the exhaust gas from the scroll 3 of the turbine housing 7 to the turbine wheel 5, the nozzle ring communicates with the bypass guide groove 23 a bypass slit 25 formed in (19); To pass the exhaust gas flowing into the space between the nozzle ring 19 and the bearing housing 11 through the bypass slit 25 into the space between the bearing housing 11 and the turbine wheel 5, the It is configured to include a bypass communication path (27) formed in the bearing housing (11).

즉, 상기 터보차저(1)는 상기 노즐링(19)이 상기 축방향을 따라 직선 슬라이딩 하는 정도에 따라 상기 터빈하우징(7)의 스크롤(3)로부터 상기 터빈휠(5)로 배기가스가 유동하는 단면적이 가변되는 VGT(Variable Geometry Turbocharger)를 구성하는 것이고, 상기 노즐링(19)이 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 진입하는 배기가스의 유동 단면을 폐쇄하면, 배기가스가 상기 바이패스가이드홈(23), 바이패스슬릿(25) 및 바이패스연통로(27)를 통하여 흐름에 따라, 상기 터빈휠(5)을 회전시키는 데에 에너지를 소모하지 않고 엔진의 후처리 장치로 흐를 수 있도록 구성된 것이다. That is, in the turbocharger 1 , exhaust gas flows from the scroll 3 of the turbine housing 7 to the turbine wheel 5 according to the extent to which the nozzle ring 19 linearly slides along the axial direction. It constitutes a Variable Geometry Turbocharger (VGT) with a variable cross-sectional area, and when the nozzle ring 19 closes the flow cross-section of the exhaust gas entering the turbine wheel 5 from the scroll 3, the exhaust gas is As it flows through the bypass guide groove 23 , the bypass slit 25 and the bypass communication path 27 , it does not consume energy to rotate the turbine wheel 5 and is used as a post-processing device of the engine. It is designed to flow.

상기 바이패스가이드홈(23)은 상기 직선 슬라이딩하는 노즐링(19)의 이동 경로를 형성하도록, 상기 터빈하우징(7)과 베어링하우징(11)이 서로 마주하면서 형성하는 내경부에, 상기 터빈하우징(7)과 베어링하우징(11) 사이의 틈새로 이루어진다.The bypass guide groove 23 is formed in the inner diameter portion of the turbine housing 7 and the bearing housing 11 facing each other to form a movement path of the linear sliding nozzle ring 19, the turbine housing It consists of a gap between (7) and the bearing housing (11).

따라서, 상기 노즐링(19)이 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 직접 배기가스가 유동하는 것을 차단한 상태에서, 상기 배기가스는 상기 스크롤(3)로부터 상기 바이패스가이드홈(23)으로 이동한 후, 상기 바이패스슬릿(25)을 통해 상기 바이패스연통로(27)를 통과하게 된다.Accordingly, in a state in which the nozzle ring 19 blocks the flow of exhaust gas directly from the scroll 3 to the turbine wheel 5 , the exhaust gas flows from the scroll 3 to the bypass guide groove 23 ), it passes through the bypass communication path 27 through the bypass slit 25 .

이때, 배기가스가 상기 스크롤(3)로부터 바이패스가이드홈(23)으로 이동하는 것은 상기 노즐링(19)이 상기 터빈하우징(7)에 대해 직선 슬라이딩이 가능하도록, 상기 노즐링(19)과 터빈하우징(7)의 내경부 사이에 형성된 틈새를 통해 이루어지며, 이렇게 노즐링(19)과 터빈하우징(7)의 내경부 사이 틈새를 통과한 배기가스는 상기 바이패스가이드홈(23)을 통해 유동하다가 상기 노즐링(19)의 바이패스슬릿(25)으로 흐르게 되는 것이다.At this time, the movement of the exhaust gas from the scroll 3 to the bypass guide groove 23 is performed with the nozzle ring 19 and It is made through the gap formed between the inner diameter of the turbine housing 7, and the exhaust gas passing through the gap between the nozzle ring 19 and the inner diameter of the turbine housing 7 is passed through the bypass guide groove 23. While flowing, it flows into the bypass slit 25 of the nozzle ring 19 .

한편, 이와는 달리, 도 12에 예시된 변형례와 같이, 상기 터빈하우징(7)의 스크롤(3)을 상기 바이패스가이드홈(23)에 연통시키는 스크롤슬릿(29)을 더 구비하도록 할 수 있다.Alternatively, as in the modified example illustrated in FIG. 12 , a scroll slit 29 for communicating the scroll 3 of the turbine housing 7 with the bypass guide groove 23 may be further provided. .

이 경우, 상기 스크롤(3)의 배기가스는 상기 스크롤슬릿(29)을 통하여 상기 바이패스가이드홈(23)으로 보다 원활하게 유동할 수 있을 것이다.In this case, the exhaust gas of the scroll 3 may flow more smoothly to the bypass guide groove 23 through the scroll slit 29 .

상기 노즐링(19)은, 반경 방향 단면 형상이 터빈휠(5)의 반경방향을 따라 연장되는 벽면부(31)와, 상기 벽면부(31)의 외측단에서 상기 베어링하우징(11)을 향하여 축방향으로 연장되는 외경부(33)와, 상기 벽면부(31)의 내측단에서 상기 베어링하우징(11)을 향하여 축방향으로 연장되는 내경부(35)로 이루어지며; 상기 다수의 베인은 상기 벽면부(31)로부터 상기 터빈하우징(7)을 향하여 돌출되어 형성되고; 상기 바이패스슬릿(25)은 상기 외경부(33)의 단부에 형성된 구조이다.The nozzle ring 19 has a wall portion 31 having a radial cross-sectional shape extending along the radial direction of the turbine wheel 5, and from the outer end of the wall portion 31 toward the bearing housing 11 an outer diameter portion (33) extending in the axial direction and an inner diameter portion (35) extending in the axial direction from the inner end of the wall surface portion (31) toward the bearing housing (11); The plurality of vanes are formed to protrude from the wall portion 31 toward the turbine housing 7; The bypass slit 25 has a structure formed at an end of the outer diameter portion 33 .

즉, 상기 노즐링(19)의 반경 방향 단면은 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형태의 단면으로 형성된 것이다.That is, the radial cross-section of the nozzle ring 19 is formed in a 'C'-shaped cross-section as shown.

상기 노즐링(19)의 벽면부(31)에는 상기 베어링하우징(11)을 향하여 길게 연장되는 작동로드(37)가 구비되고, 상기 작동로드(37)는 외부에서 제공되는 조작력을 전달받아 상기 노즐링(19)의 축방향 직선 슬라이딩을 구현하도록 작동홈(39)이 형성된 구조이다.An operation rod 37 extending long toward the bearing housing 11 is provided on the wall surface 31 of the nozzle ring 19, and the operation rod 37 receives an operating force provided from the outside to receive the nozzle It has a structure in which an operation groove 39 is formed to implement linear sliding of the ring 19 in the axial direction.

따라서, 외부의 액츄에이터가 제공하는 조작력이 상기 작동홈(39)을 통해 상기 작동로드(37)에 전달되면, 상기 노즐링(19)이 축방향을 따라 직선 슬라이딩 하면서, 일반적인 VGT와 같이 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 직접 배기가스가 유동하는 단면적을 가변할 수 있는 것이다.Therefore, when the operating force provided by the external actuator is transmitted to the operating rod 37 through the operating groove 39, the nozzle ring 19 slides in a straight line along the axial direction, and the scroll ( It is possible to vary the cross-sectional area through which the exhaust gas flows directly from 3) to the turbine wheel (5).

물론, 본 발명에 따라 배기가스가 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 직접 유동하지 않고 바이패스되는 상태도, 상기 노즐링(19)이 외부로부터의 조작력으로 직선 슬라이딩되어 상기 터빈하우징(7) 측으로 밀착됨에 의해 구현된다.Of course, according to the present invention, even in a state in which the exhaust gas is bypassed without flowing directly from the scroll 3 to the turbine wheel 5, the nozzle ring 19 is linearly slid by an external operating force to the turbine housing ( 7) It is realized by adhering to the side.

도 5와 6에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 베어링하우징(11)은 상기 노즐링(19)이 축방향을 따라 직선 슬라이딩할 때, 외주면이 상기 노즐링(19)의 내경부(35)를 가이드하도록 형성된 보스부(41)를 구비하고, 상기 바이패스연통로(27)는 상기 보스부(41)에 형성된다.As shown in detail in FIGS. 5 and 6 , when the nozzle ring 19 linearly slides along the axial direction, the bearing housing 11 has an outer circumferential surface to guide the inner diameter portion 35 of the nozzle ring 19 . A boss portion (41) formed so as to be formed is provided, and the bypass communication path (27) is formed in the boss portion (41).

상기 보스부(41)의 외주면에는 상기 바이패스연통로(27)의 입구(27-1)가 원주방향으로 길게 다수 형성되고, 상기 보스부(41)가 상기 터빈휠(5)과 마주하는 면에는 상기 바이패스연통로(27)의 출구(27-2)가 다수의 원호를 형성하면서 형성된 구조이다.A plurality of inlets 27 - 1 of the bypass communication passage 27 are formed on the outer peripheral surface of the boss portion 41 elongated in the circumferential direction, and the surface where the boss portion 41 faces the turbine wheel 5 . In the structure, the outlet 27-2 of the bypass communication path 27 is formed while forming a plurality of arcs.

또한, 상기 노즐링(19)이 상기 터빈하우징(7)의 스크롤(3)에서 터빈휠(5)로 향하는 배기가스의 유동 단면을 개방하도록 상기 베어링하우징(11) 쪽으로 이동되기 시작하면, 상기 바이패스연통로(27)의 입구(27-1)는 상기 노즐링(19)의 내경부(35)에 의해 폐쇄되는 위치에 형성된다.In addition, when the nozzle ring 19 starts to move toward the bearing housing 11 to open a flow section of exhaust gas from the scroll 3 of the turbine housing 7 to the turbine wheel 5, the bi The inlet 27 - 1 of the pass communication path 27 is formed at a position closed by the inner diameter portion 35 of the nozzle ring 19 .

상기와 같이 구성된 본 발명의 터보차저(1)는 도 9에 도시된 바와 같이 일반적인 VGT로 기능할 때에는, 상기 노즐링(19)이 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 직접적으로 배기가스가 유동하는 것을 허용하여, 배기가스가 상기 노즐링(19)의 베인(17)에 의해 가이드되면서 터빈휠(5)로 공급되어, 터빈휠(5)을 구동한 후 축방향을 따라 배출되도록 하며, 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 유동하는 배기가스의 양은 상기 노즐링(19)의 직선 슬라이딩 위치에 따라 가변되게 된다.When the turbocharger 1 of the present invention configured as described above functions as a general VGT as shown in FIG. 9 , the nozzle ring 19 moves the exhaust gas directly from the scroll 3 to the turbine wheel 5 . to flow, the exhaust gas is supplied to the turbine wheel 5 while being guided by the vanes 17 of the nozzle ring 19, and discharged along the axial direction after driving the turbine wheel 5 , the amount of exhaust gas flowing from the scroll 3 to the turbine wheel 5 is changed according to the linear sliding position of the nozzle ring 19 .

한편, 상기 노즐링(19)이 상기 스크롤(3)로부터 터빈휠(5)로 향하는 배기가스의 유동 단면을 폐쇄한 상태에서는, 상기 배기가스는 상기 바이패스가이드홈(23)과, 바이패스슬릿(25), 바이패스연통로(27)를 차례로 통과한다. On the other hand, in a state in which the nozzle ring 19 closes the flow section of the exhaust gas from the scroll 3 to the turbine wheel 5 , the exhaust gas flows through the bypass guide groove 23 and the bypass slit (25) passes through the bypass communication path (27) sequentially.

상기 바이패스연통로(27)를 통과한 배기가스는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 터빈휠(5)을 축방향으로 통과하면서 유동하게 되어, 상기 터빈휠(5)을 구동하지 않고 그대로 흘러서 상기 터빈하우징(7)의 하류에 연결되는 후처리 장치로 공급되며, 이렇게 공급된 배기가스는 보다 신속하게 상기 후처리 장치를 승온시켜서 엔진의 냉시동 초기에 배기가스의 정화 효율을 신속하게 상승시킬 수 있다.The exhaust gas passing through the bypass communication path 27 flows while passing through the turbine wheel 5 in the axial direction as shown in FIGS. 10 and 11, without driving the turbine wheel 5. It flows as it is and is supplied to a post-processing device connected downstream of the turbine housing 7, and the supplied exhaust gas more rapidly raises the temperature of the post-processing device to quickly improve the exhaust gas purification efficiency at the initial stage of cold start of the engine. can elevate

따라서, 상기 노즐링(19)을 직선 슬라이딩시키는 액츄에이터를 컨트롤러가 엔진의 운전 상황에 맞게 조절하도록 구성하면, 본 발명의 터보차저(1)가 상기한 바와 같은 일반적인 VGT를 구현하도록 함은 물론, 배기가스를 후처리 장치의 승온을 위해 터빈휠(5)을 구동시키지 않고 바이패스시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, if the controller adjusts the actuator that linearly slides the nozzle ring 19 to suit the driving condition of the engine, the turbocharger 1 of the present invention implements the general VGT as described above as well as exhaust It becomes possible to bypass the gas without driving the turbine wheel 5 to increase the temperature of the after-treatment device.

참고로, 도 9 내지 11에서 화살표는 배기가스의 흐름을 표시한 것이다.For reference, arrows in FIGS. 9 to 11 indicate the flow of exhaust gas.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to specific embodiments, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

1; 터보차저
3; 스크롤
5; 터빈휠
7; 터빈하우징
9; 샤프트
11; 베어링하우징
13; 컴프레서휠
15; 컴프레서하우징
17; 베인
19; 노즐링
20; 베인홀
21; 노즐플레이트
23; 바이패스가이드홈
25; 바이패스슬릿
27; 바이패스연통로
29; 스크롤슬릿
31; 벽면부
33; 외경부
35; 내경부
37; 작동로드
39; 작동홈
41; 보스부One; turbocharger
3; scroll
5; turbine wheel
7; turbine housing
9; shaft
11; bearing housing
13; compressor wheel
15; compressor housing
17; vane
19; Nozzle
20; Bain Hall
21; nozzle plate
23; bypass guide home
25; bypass slit
27; bypass passage
29; scroll slit
31; wall part
33; external department
35; inner part
37; working rod
39; operating groove
41; boss

Claims (8)

다수의 베인을 구비하고 터빈휠의 축방향을 따라 직선 슬라이딩 가능하도록 설치된 노즐링;
상기 노즐링의 베인들이 각각 삽입되는 다수의 베인홀을 구비한 상태로 터빈하우징에 고정되는 노즐플레이트;
상기 터빈하우징과 베어링하우징 사이에 형성되는 바이패스가이드홈;
상기 노즐링이 터빈하우징의 스크롤에서 터빈휠로 향하는 배기가스의 유동 단면을 폐쇄한 상태에서, 상기 바이패스가이드홈과 연통되도록 상기 노즐링에 형성된 바이패스슬릿;
상기 바이패스슬릿을 통해, 상기 노즐링과 베어링하우징 사이의 공간으로 유동하는 배기가스를 베어링하우징과 터빈휠 사이 공간으로 통과시키도록, 상기 베어링하우징에 형성된 바이패스연통로;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저.A nozzle ring having a plurality of vanes and installed to be slidable in a straight line along the axial direction of the turbine wheel;
a nozzle plate fixed to the turbine housing with a plurality of vane holes into which the vanes of the nozzle ring are respectively inserted;
a bypass guide groove formed between the turbine housing and the bearing housing;
a bypass slit formed in the nozzle ring to communicate with the bypass guide groove in a state in which the nozzle ring closes a flow section of exhaust gas from the scroll of the turbine housing to the turbine wheel;
a bypass communication path formed in the bearing housing to pass the exhaust gas flowing into the space between the nozzle ring and the bearing housing through the bypass slit into the space between the bearing housing and the turbine wheel;
A turbocharger, characterized in that it comprises a. 청구항 1에 있어서,
상기 바이패스가이드홈은 상기 직선 슬라이딩하는 노즐링의 이동 경로를 형성하도록, 상기 터빈하우징과 베어링하우징이 서로 마주하면서 형성하는 내경부에, 상기 터빈하우징과 베어링하우징 사이의 틈새로 이루어진 것
을 특징으로 하는 터보차저.The method according to claim 1,
The bypass guide groove is formed by a gap between the turbine housing and the bearing housing in the inner diameter portion formed while the turbine housing and the bearing housing face each other so as to form a movement path of the linear sliding nozzle ring
A turbocharger featuring 청구항 2에 있어서,
상기 노즐링은, 반경 방향 단면 형상이 터빈휠의 반경방향을 따라 연장되는 벽면부와, 상기 벽면부의 외측단에서 상기 베어링하우징을 향하여 축방향으로 연장되는 외경부와, 상기 벽면부의 내측단에서 상기 베어링하우징을 향하여 축방향으로 연장되는 내경부로 이루어지며;
상기 다수의 베인은 상기 벽면부로부터 상기 터빈하우징을 향하여 돌출되어 형성되고;
상기 바이패스슬릿은 상기 외경부의 단부에 형성된 것
을 특징으로 하는 터보차저.3. The method according to claim 2,
The nozzle ring may include a wall portion having a radial cross-sectional shape extending along a radial direction of the turbine wheel, an outer diameter portion extending from an outer end of the wall portion toward the bearing housing in an axial direction, and an inner end of the wall portion consisting of an inner diameter extending axially toward the bearing housing;
The plurality of vanes are formed to protrude from the wall portion toward the turbine housing;
The bypass slit is formed at the end of the outer diameter portion
A turbocharger featuring 청구항 3에 있어서,
상기 노즐링의 벽면부에는 상기 베어링하우징을 향하여 길게 연장되는 작동로드가 구비되고;
상기 작동로드는 외부에서 제공되는 조작력을 전달받아 상기 노즐링의 축방향 직선 슬라이딩을 구현하도록 형성된 것
을 특징으로 하는 터보차저.4. The method according to claim 3,
an operation rod extending long toward the bearing housing is provided on the wall portion of the nozzle ring;
The actuating rod is formed to implement the axial linear sliding of the nozzle ring by receiving the operating force provided from the outside
A turbocharger featuring 청구항 3에 있어서,
상기 베어링하우징은 상기 노즐링이 축방향을 따라 직선 슬라이딩할 때, 외주면이 상기 노즐링의 내경부를 가이드하도록 형성된 보스부를 구비하고;
상기 바이패스연통로는 상기 보스부에 형성된 것
을 특징으로 하는 터보차저. 4. The method according to claim 3,
the bearing housing includes a boss portion formed so that an outer circumferential surface guides an inner diameter portion of the nozzle ring when the nozzle ring linearly slides along the axial direction;
The bypass communication path is formed in the boss portion
A turbocharger featuring 청구항 5에 있어서,
상기 보스부의 외주면에는 상기 바이패스연통로의 입구가 원주방향으로 길게 다수 형성되고;
상기 보스부가 상기 터빈휠과 마주하는 면에는 상기 바이패스연통로의 출구가 다수의 원호를 형성하면서 형성된 것
을 특징으로 하는 터보차저.6. The method of claim 5,
A plurality of inlets of the bypass communication path are formed on the outer circumferential surface of the boss part long in the circumferential direction;
On a surface of the boss portion facing the turbine wheel, the outlet of the bypass communication path is formed while forming a plurality of arcs
A turbocharger featuring 청구항 6에 있어서,
상기 노즐링이 상기 터빈하우징의 스크롤에서 터빈휠로 향하는 배기가스의 유동 단면을 개방하도록 상기 베어링하우징 쪽으로 이동되기 시작하면, 상기 바이패스연통로의 입구는 상기 노즐링의 내경부에 의해 폐쇄되는 위치에 형성되는 것
을 특징으로 하는 터보차저.7. The method of claim 6,
When the nozzle ring begins to move toward the bearing housing to open a flow section of exhaust gas from the scroll of the turbine housing to the turbine wheel, the inlet of the bypass communication path is closed by the inner diameter of the nozzle ring. formed in
A turbocharger featuring 청구항 1에 있어서,
상기 터빈하우징의 스크롤을 상기 바이패스가이드홈에 연통시키는 스크롤슬릿을 더 구비한 것
을 특징으로 하는 터보차저.
The method according to claim 1,
Further comprising a scroll slit for communicating the scroll of the turbine housing to the bypass guide groove
A turbocharger featuring
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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