KR101748875B1

KR101748875B1 - 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조

Info

Publication number: KR101748875B1
Application number: KR1020100081074A
Authority: KR
Inventors: 임형택
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2017-06-19
Also published as: US20130213338A1; WO2012023744A3; CN103154476A; KR20120018022A; WO2012023744A2; CN103154476B; EP2607671B1; US9074564B2; EP2607671A2; EP2607671A4

Abstract

본 발명은 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조를 개시한다. 상기 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조는 흡기 매니폴드(6)에 제공되며, 일측부에 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부와 연통하는 관통공(10a)이 형성된 흡기 매니폴드 장착부(10); 하부부분이 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 결합되고 내열성 또는 단열성 재료로 이루어지며, 일측부에 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)으로부터 외부로 흡기압력을 전달하고 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)에서 먼 부분이 가까운 부분보다 내부공간이 큰 채널(21)이 형성된 압력센서 어댑터(20); 압력감지 부분이 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)의 상단부와 긴밀하게 결합되도록 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부에 장착되고 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)을 통해 흡기압력을 감지하여 발생되는 흡기압력 신호를 엔진의 전자제어장치(ECU)로 송출하는 부스트 압력센서(30); 및 상기 압력센서 어댑터(20)를 매개로 하여 상기 부스트 압력센서(30)를 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 고정하는 고정유닛(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 레이아웃 상의 제약 없이 압력센서 어댑터를 매개로 하여 부스트 압력센서를 흡기 매니폴드 장착부에 편리하게 장착할 수 있게 하고, 상기 부스트 압력센서에 열해를 끼치지 않게 한다.

Description

전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조{Adapter structure needed for mounting a boost pressure sensor used in electronic turbo charger engine}

본 발명은 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡기 매니폴드 내의 공기압을 감지하는 부스트 압력센서를 상기 흡기 매니폴드 내의 고온의 공기의 열로부터 안전하게 보호하고, 엔진의 작동 동안 상기 부스트 압력센서로부터 발생되는 압력 감지신호의 정밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 하는 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진은 대기압 보다 높은 압력으로 엔진의 연소실에 공기를 과급하면 배기량이 동일한 엔진에서도 연소실에 다량으로 공기를 충전할 수 있으며, 이러한 과급조건에서 연료 분사량을 증가시키면 엔진의 출력을 증대시킬 수 있게 된다. 이와 같이 엔진의 연소실에 공기를 과급하는 기능을 수행하는 장치를 터보차저라하고, 상기 터보차저로부터 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 공급되는 공기압을 검출하여 상기 흡기 매니폴드의 내부를 따라 흐르는 공기의 압력을 적정한 범위 내에서 제어하는 엔진을 전자식 터보차저 엔진이라고 한다.

도 1은 터보차저와 부스트 압력센서를 포함하는 일반적인 전자식 터보차저 엔진을 보여주는 개략 사시도이고, 도 2는 부스트 압력센서를 흡기 매니폴드와 상기 흡기 매니폴드 내의 고온의 공기의 열로부터 보호하기 위한 부스트 압력센서 장착구조를 보여주는 개략 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 전자식 터보차저 엔진(1)은 터보차저(2), 부스트 압력센서(3), 게이트 조절장치(미도시), 전자제어유닛(ECU)(미도시), 배기가스 재순환(EGR) 유로(미도시)를 포함한다.

여기서, 상기 터보차저(2)는 배기 매니폴드(5) 내에 구비되고 연소실에서 배출되는 배기가스의 유동에 의해 회전되는 터빈(미도시)과, 흡기 매니폴드(6) 내에 구비되고 상기 터빈의 회전력을 상기 터빈과 연결된 회전축(미도시)을 통해 전달받아 외기를 흡입 압축하는 컴프레서(2a)를 포함한다.

상기 부스트 압력센서(3)는 상기 흡기 매니폴드(6)의 외측 일부분에 구비되고 상기 전자제어유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부를 따라 흐르는 흡기의 부스트 압력을 측정하여 상기 전자제어유닛으로 흡기압력 검출신호를 발생시킨다.

상기 게이트 조절장치(미도시)는 배기 매니폴드(5) 내의 상기 터빈의 출구측에 마련되는 웨이스트 게이트(미도시)와, 일단부가 상기 웨이스트 게이트와 기계적으로 연결되고 타단부가 상기 전자제어유닛과 전기적으로 연결되는 액추에이터(미도시)를 포함한다.

상기 배기가스 재순환(EGR) 유로(미도시)는 상기 배기 매니폴드(5)와 상기 흡기 매니폴드(6)를 연결하는 가스채널로서, 연소실로부터 배기 매니폴드(5)를 통해 외부로 방출되는 배기가스 중의 일부를 대기로 방출시킴이 없이 흡기 매니폴드(6)로 안내하여 엔진의 열효율을 높임과 아울러 유해 배기가스의 대기 배출량을 줄일 수 있게 한다.

위와 같이 구성된 전자식 터보차저 엔진(1)을 가동시켰을 때, 엔진의 고속/고부하 구간에서 엔진 회전수 대비 상기 부스트 압력센서(3)에서 감지된 부스트 흡기압력이 미리 설정된 기준 부스트 흡기압력을 초과하는 경우, 상기 전자제어유닛(미도시)은 상기 게이트 조절장치의 웨이스트 게이트가 상기 터빈의 출구의 개구량을 줄여주는 방향으로 이동되도록 상기 액추에이터를 작동시켜 상기 터빈의 회전수를 줄여주게 되며, 이는 상기 터빈의 과도한 회전을 막아 상기 터보차저(2)와 엔진의 손상을 예방한다.

그러나, 종래 기술에 따른 전자식 터보차저 엔진(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 부스트 압력센서(3)가 고온의 흡기 매니폴드(6)의 상부부분에 직접적으로 장착된다. 그 때문에, 상기 전자식 터보차저 엔진(1)은 상기 부스트 압력센서(3)의 내열온도는 125℃이지만 상온에서의 흡기온도가 144.4℃이고, 열대성 기후에서의 대기온도 50℃를 고려하면 170℃ 수준으로 매우 높아 상기 부스트 압력센서(3)가 열해를 입어 작동이 불가한 문제를 발생시켰다.

이러한 열해 문제를 해결하기 위해, 그와 다른 종래 기술에 따른 전자식 터보차저 엔진(1a)은 도 2에 도시된 바와 같이, 부스트 압력센서(3)를 흡기 매니폴드(6)로부터 멀리 떨어진 고정부분에 마운팅브래킷(7)을 매개로 하여 장착한 후, 상기 부스트 압력센서(3)와 흡기 매니폴드(6)를 호스(8)(또는 파이프)로 연결하였다.

하지만, 그러한 호스 및 마운팅브래킷 연결구조는 상기 부스트 압력센서(3)가 반드시 흡기 매니폴드(6)로부터 윗방향의 고정지점에 장착되어야 하고, 상기 호스(8) 또한 상기 부스트 압력센서(3)를 따라 상기 흡기 매니폴드(6)로부터 윗방향으로 배선경로가 형성되어야 하는 레이아웃 상의 제약이 있었다.

이러한 호스 배선경로를 형성하는 과정에서 상기 호스(8)의 일부분에 굽어지는 부분(또는 벤딩부분)이 발생되는 경우, 그 굽어진 부분에 응축수가 고여 저온 조건에서 호스(8)가 동파되면서 그로부터 흡기가 누출될 우려가 매우 높다.

또한 위와 같은 호스 및 마운팅브래킷 연결구조는 브래킷, 호스, 클램프, 볼트 등과 같은 부품들을 모두 필요로 하고 조립공정이 복잡한 데다, 호스 배선경로가 길어 원가가 증대되고 내구성이 떨어지는 문제가 있다.

또한 위와 같은 호스 및 마운팅브래킷 연결구조는 필연적으로 굽어지는 부분이 발생되기 때문에 이러한 굽어진 부분이 흡기압력 신호의 정밀도를 떨어뜨린다. 이를 최소화하기 위해, 상기 호스 및 마운팅브래킷 연결구조는 굽어진 부분의 개소를 최소화하고 샤프 엘보우(sharp elbow)를 피해야 하나 레이아웃의 구성상 불가피한 문제가 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 레이아웃 상의 제약 없이 부스트 압력센서를 편리하게 장착할 수 있게 하고 상기 부스트 압력센서에 열해를 끼치지 않게 하는 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 부스트 압력센서에 열해를 끼치지 않으면서 구조적으로 간단하고 내구성이 우수하며, 흡기압력 신호의 정밀도를 높이는 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 흡기 매니폴드에 제공되며, 일측부에 상기 흡기 매니폴드의 내부와 연통하는 관통공이 형성된 흡기 매니폴드 장착부;

하부부분이 상기 흡기 매니폴드 장착부에 분리 가능하게 결합되고 내열성 또는 단열성 재료로 이루어지며, 일측부에 상기 흡기 매니폴드 장착부의 관통공으로부터 외부로 흡기압력을 전달하고 상기 흡기 매니폴드 장착부의 관통공에서 먼 부분이 가까운 부분보다 내부공간이 큰 채널이 형성된 압력센서 어댑터;

압력감지 부분이 상기 압력센서 어댑터의 채널의 상단부와 긴밀하게 결합되도록 상기 압력센서 어댑터의 상부에 장착되고 상기 압력센서 어댑터의 채널을 통해 흡기압력을 감지하여 발생되는 흡기압력 신호를 엔진의 전자제어장치(ECU)로 송출하는 부스트 압력센서; 및

상기 압력센서 어댑터를 매개로 하여 상기 부스트 압력센서를 상기 흡기 매니폴드 장착부에 분리 가능하게 고정하는 고정유닛;을 포함하는 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 압력센서 어댑터의 채널의 하부는 상기 압력센서 어댑터 또는 상기 흡기 매니폴드 장착부에 제공되는 돌출부를 더 포함하며, 상기 돌출부는 상기 채널의 하방 외측으로 뻗고 길이를 따라 내부에 상기 흡기 매니폴드의 내부 및 상기 채널과 연통하는 안내공이 형성되며, 상기 압력센서 어댑터와 상기 흡기 매니폴드 장착부의 연결부분은 기밀이 유지되도록 밀봉링이 제공된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 압력센서 어댑터의 하단에서 상기 압력센서 어댑터의 상단에 이르는 상기 압력센서 어댑터의 전체높이(h)는 상기 돌출부의 안내공의 내경(w)이 커질 수록 비례적으로 증대되어 제공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 h/w는 2~5인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 압력센서 어댑터의 외측면에는 상기 흡기 매니폴드로부터 상기 압력센서 어댑터로 전달되는 열을 외부로 원활히 방출시킬 수 있도록 방열부가 제공된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 방열부는 상기 압력센서 어댑터의 외측면의 둘레를 따라 격자 패턴을 형성하는 복수의 방열핀(radiation fin)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 압력센서 어댑터의 채널은 하단부가 상기 흡기 매니폴드 장착부의 관통공과 마주하는 오리피스 채널과, 하단부가 상기 오리피스 채널과 마주하고 상단부가 상기 부스트 압력센서의 압력감지 부분과 마주하며, 상기 오리피스 채널 보다 용적 또는 내경이 큰 메인채널로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 고정유닛은 상기 부스트 압력센서에 제공되는 관통공과, 상기 부스트 압력센서의 관통공과 정렬되도록 상기 압력센서 어댑터에 제공되는 관통공과, 상기 압력센서 어댑터와 정렬되도록 상기 흡기 매니폴드 장착부에 제공되는 나사공과, 상기 부스트 압력센서의 관통공 및 상기 압력센서 어댑터의 관통공을 지나 상기 흡기 매니폴드 장착부의 나사공과 나사결합되는 나사선이 형성된 축부 및 상기 축부의 일단부에 일체로 형성된 헤드부를 갖는 볼트부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 압력센서 어댑터는 폴리우레탄 수지, 규소 수지, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 수지 중의 어느 하나의 내열성(또는 단열성) 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 내열성(또는 단열성) 재료로 이루어지고 채널을 갖는 압력센서 어댑터와, 상기 압력센서 어댑터를 분리 가능하게 고정하는 고정유닛을 포함하여, 레이아웃 상의 제약 없이 상기 압력센서 어댑터를 매개로 하여 부스트 압력센서를 흡기 매니폴드 장착부에 편리하게 장착할 수 있게 하고, 상기 부스트 압력센서에 열해를 끼치지 않게 한다.

또한 본 발명은 상기 고정유닛을 이용하여 상기 압력센서 어댑터를 흡기 매니폴드 장착부에 고정할 수 있어 구적으로 간단하고 조립이 편리하며, 내구성이 우수하다.

또한 본 발명은 종래 기술에서와는 달리 벤딩부위가 전혀 없기 때문에 구조적으로 매우 간단하고 기존에 벤딩부위에서 발생되었던 흡기 압력의 왜곡을 겪지 않아 흡기압력 신호의 정밀도를 높일 수 있게 한다.

도 1은 터보차저와 부스트 압력센서를 포함하는 일반적인 전자식 터보차저 엔진을 보여주는 개략 사시도.
도 2는 부스트 압력센서를 흡기 매니폴드와 상기 흡기 매니폴드 내의 고온의 공기의 열로부터 보호하기 위한 부스트 압력센서 장착구조를 보여주는 개략 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조가 적용된 엔진을 보여주는 개략 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조를 보여주는 개략 확대 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조에 적용되는 압력센서 어댑터의 개략 사시도.

이하, 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조의 실시예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조는 흡기 매니폴드 장착부(10), 압력센서 어댑터(20), 부스트 압력센서(30) 및 고정유닛(40)을 포함한다.

여기서, 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)는 흡기 매니폴드(6)에 제공되며, 일측부에 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부와 연통하는 관통공(10a)이 제공된다.

상기 압력센서 어댑터(20)는 하부부분이 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 결합되고 내열성(또는 단열성) 재료로 이루어진다.

또한 상기 압력센서 어댑터(20)는 일측부에 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)으로부터 외부로 흡기압력을 전달하고 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)에서 먼 부분이 가까운 부분보다 내부공간이 큰 채널(21)이 제공된다.

상기 부스트 압력센서(30)는 압력감지 부분이 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)의 상단부와 긴밀하게 결합되도록 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부에 장착된다. 또한 상기 부스트 압력센서(30)는 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)을 통해 흡기압력을 감지하여 발생되는 흡기압력 신호를 엔진의 전자제어장치(ECU)(미도시)로 송출한다.

상기 고정유닛(40)은 상기 압력센서 어댑터(20)를 매개로 하여 상기 부스트 압력센서(30)를 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 고정한다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조는 압력센서 어댑터(20)가 내열성(또는 단열성) 재료로 이루어져 있어 흡기 매니폴드(6)로부터 발생되는 고온의 흡기에 의한 열이 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부에 장착된 부스트 압력센서(30)로 전달되는 것을 차단시킬 수 있게 한다.

또한 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조는 상기 압력센서 어댑터(20)에 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)과 상기 부스트 압력센서(30)의 압력감지 부분을 연통시키는 채널(21)이 제공되어 있어 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부로부터 상기 부스트 압력센서(30)로 전달되는 흡기압력 신호의 정밀도를 높일 수 있게 한다. 즉, 상기 채널(21)은 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)에서 먼 부분이 가까운 부분보다 내부공간이 크게 되어 있어 상기 부스트 압력센서(30)가 상기 채널(21)을 통해 안정된 흡기압력 신호를 얻을 수 있게 한다.

또한 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조는 레이아웃 상의 제약 없이 흡기 매니폴드 장착부(10)에 압력센서 어댑터(20)를 매개로 하여 부스트 압력센서(30)를 장착한 상태에서, 이들을 고정유닛(40)을 이용하여 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 편리하게 장착할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조는 전술한 바와 같은 기본구성에 다음의 구체적인 실시예들로 더 한정되는 형태로 이루어질 수 있다.

일실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)의 하부는 상기 압력센서 어댑터(20) 또는 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 제공되는 돌출부(22)를 더 포함하는 형태로 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 돌출부(22)는 상기 채널(21)의 하방 외측으로 뻗고 길이를 따라 내부에 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부 및 상기 채널(21)과 연통하는 안내공(22a)이 형성된다. 또한 상기 압력센서 어댑터(20)와 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 연결부분은 기밀이 유지되도록 밀봉링(50)이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 압력센서 어댑터(20)의 돌출부-밀봉링 구조는 상기 돌출부(22)가 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a) 안에 일정깊이로 끼워져 상기 압력센서 어댑터(20)와 상기 흡기 매니폴드 장착부(10) 간의 결합을 안정되게 하고, 상기 밀봉링(50)이 상기 돌출부(22)의 외주부에 끼워져 상기 압력센서 어댑터(20)와 상기 흡기 매니폴드 장착부(10) 간의 밀봉기능을 강화시킬 수 있게 한다.

일실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 압력센서 어댑터(20)의 하단에서 상기 압력센서 어댑터(20)의 상단에 이르는 상기 압력센서 어댑터(20)의 전체높이(h)는 상기 돌출부(22)의 안내공(22a)의 내경(w)이 커질 수록 비례적으로 증대되어 제공된다. 여기서, 상기 h/w는 2~5인 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 h/w가 2 미만인 경우 상기 압력센서 어댑터(20)의 열해 차단기능이 매우 낮고, 상기 h/w가 5를 초과하는 경우 상기 압력센서 어댑터(20)가 흡기 압력의 왜곡을 발생시키기 때문이다.

상기 압력센서 어댑터(20)의 전체 높이(h) 대 상기 돌출부(22)의 안내공(22a)의 내경(w)의 비(ratio)는 상기 압력센서 어댑터(20)에 가해지는 열부하(heat load)를 줄일 수 있도록 위와 같은 범위 내에서 상기 돌출부(22)의 안내공(22a)의 내경(w)에 대해 상기 압력센서 어댑터(20)의 전체 높이(h)를 적절히 증대시키는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 돌출부(22)의 안내공(22a)의 내경(w)이 커지는 만큼 고온의 흡기량이 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21) 내로 유입되어 상기 압력센서 어댑터(20)에 열부하를 주기 때문이다.

상기 압력센서 어댑터(20)의 열전달량과 상기 h/w의 유효범위를 고려할 때, 상기 부스트 압력센서(30)의 내열성(또는 단열성)을 확보하기 위해 흡기 온도 별 최소한으로 요구되는 상기 압력센서 어댑터(20)의 높이(h)는 아래의 표 1과 같이 정해질 수 있다.

흡기 온도(℃)	압력센서 어댑터의 높이(mm)
~160	20~80
160~180	40~100
180~200	60~120
200~220	80~140

일실시예로, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압력센서 어댑터(20)의 외측면에는 상기 흡기 매니폴드(6)로부터 상기 압력센서 어댑터(20)로 전달되는 열을 외부로 원활히 방출시킬 수 있도록 방열부(23)가 제공될 수 있다. 여기서, 상기 방열부(23)는 상기 압력센서 어댑터(20)의 외측면의 둘레를 따라 격자 패턴을 형성하는 복수의 방열핀(23a)을 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.

일실시예로, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)은 하단부가 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)과 마주하는 오리피스 채널(21a)과, 하단부가 상기 오리피스 채널(21a)과 마주하고 상단부가 상기 부스트 압력센서(30)의 압력감지 부분과 마주하며, 상기 오리피스 채널(21a) 보다 용적 또는 내경이 큰 메인채널(21b)로 구성된다.

이러한 채널 구조는 상기 오리피스 채널(21a)과 상기 메인채널(21b)을 통해 흡기 압력을 체크할 수 있게 하면서 와류에 의한 대류 현상을 최소화하여, 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)로부터 상기 부스트 압력센서(30)로 전달되는 흡기온도를 낮출 수 있게 한다, 이는 결과적으로 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부로부터 상기 부스트 압력센서(30)로 전달되는 흡기압력 신호의 정밀도를 높일 수 있게 하고, 아울러 열해로부터 상기 부스트 압력센서(30)를 보호할 수 있게 한다.

일실시예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정유닛(40)은 상기 부스트 압력센서(30)에 제공되는 관통공(30a)과, 상기 부스트 압력센서(30)의 관통공(30a)과 정렬되도록 상기 압력센서 어댑터(20)에 제공되는 관통공(20a)과, 상기 압력센서 어댑터(20)와 정렬되도록 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 제공되는 나사공(10b)과, 상기 부스트 압력센서(30)의 관통공(30a) 및 상기 압력센서 어댑터(20)의 관통공(20a)을 지나 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 나사공(10b)과 나사결합되는 나사선이 형성된 축부 및 상기 축부의 일단부에 일체로 형성된 헤드부를 갖는 볼트부재(41)로 구성된다. 한편, 상기 볼트부재(41)의 헤드부와 상기 부스트 압력센서(30)의 관통공(30a) 사이의 상기 볼트부재(41)의 축부에는 엔진의 진동 또는 떨림 등에 의해 상기 볼트부재(41)의 체결력이 약해지는 것을 방지할 수 있도록 와셔(미도시)가 끼워지는 것이 바람직하다.

일실시예로, 상기 압력센서 어댑터(20)는 폴리우레탄 수지, 규소 수지, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 수지 등 중의 어느 하나의 내열성(또는 단열성) 수지로 이루어진다. 한편, 상기 압력센서 어댑터(20)는 위와 같은 내열성(또는 단열성) 수지 정도 이상의 내열(또는 단열) 기능을 발휘할 수 있는 것이라면 수지 이외의 다른 재료로 이루어지는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조의 실시예의 바람직한 조립 및 그 작동을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 압력센서 어댑터(20)의 돌출부(22)의 외주부에 밀봉링(50)을 끼운 상태에서, 상기 압력센서 어댑터(20)의 돌출부(22)의 안내공(22a)과 관통공(20a)이 각각 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a) 및 나사공(10b)과 정렬되도록 상기 압력센서 어댑터(20)를 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 위치시킨다.

그런 다음, 상기 압력센서 어댑터(20)의 돌출부(22)를 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a) 안으로 밀어 넣은 상태에서, 부스트 압력센서(30)의 압력감지 부분이 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)의 메인채널(21b)에 긴밀하게 결합되도록 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부부분에 부스트 압력센서(30)를 위치시킨다.

그런 다음, 볼트부재(41)의 축부를 상기 부스트 압력센서(30)의 관통공(30a)과 상기 압력센서 어댑터(20)의 관통공(20a)을 통해 차례로 끼워, 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 나사공(10b)에 나사체결하면 된다.

위와 같이 조립완료된 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조의 작동을 설명하면 다음과 같다.

엔진을 작동시키면, 배기가스의 배출압력에 의해 구동되는 터보차저(2)의 터빈(미도시)에 의해 컴프레서(2a)가 회전되어, 외기가 상기 컴프레서(2a)에 의해 흡입되어 흡기 매니폴드(6)를 통해 연소실로 유입된다.

이때, 상기 흡기 매니폴드(6)로부터 연소실로 유입되기 직전의 흡기 중의 일부는 상기 흡기 매니폴드(6)의 흡기 매니폴드 장착부(10)에 장착된 압력센서 어댑터(20)의 돌출부(22)의 안내공(22a)을 통해 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)로 유입된다.

이와 같이, 상기 채널(21)의 오리피스 채널(21a)과 메인채널(21b)을 통해 흡기가 유입되면, 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부부분에 장착된 부스트 압력센서(30)가 상기 압력센서 어댑터(20)의 메인채널(21b) 내의 흡기 압력을 감지하고 이러한 감지를 통해 발생된 흡기 압력신호가 엔진의 전자제어장치(ECU)로 송출되며, 따라서 상기 전자제어장치는 기 설정된 제어동작을 수행하게 된다.

이때, 상기 압력센서 어댑터(20)는 열전달의 3가지 방법, 즉 전도(conduction), 복사(radiation) 및 대류(convection)에 의한 열전달을 모두 차단시킬 수 있기 때문에, 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부부분에 장착된 부스트 압력센서(30)는 고온으로 가열되지 않아 열해로부터 안전하게 보호될 수 있게 된다.

여기서, 상기 전도에 의한 열전달은 상기 압력센서 어댑터(20)가 내열성(또는 단열성) 재료로 이루어져 있어 일어나지 않으며, 상기 복사에 의한 열전달은 상기 압력센서 어댑터(20)의 온도가 낮아 상기 부스트 압력센서(30)까지 거의 도달하지 않으며, 상기 대류에 의한 열전달은 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21) 내에서 흡기의 흐름이 발생되지 않으므로 와류 등에 의한 소량의 대류 열전달을 제외하고는 대부분 차단된다.

위와 같이 작동되는 본 발명에 따른 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조를 적용하기 전과 적용한 후의 상기 부스트 압력센서(30)의 온도를 동일한 조건으로 하여 각각 측정해본 결과, 상기 부스트 압력센서(30)는 상기 어댑터 구조의 적용전 144.4℃에서 적용후 76.5℃로 낮아져 67.9℃의 온도저감 효과를 나타내었다. 이러한 수치는 열대성 기후에 해당하는 대기온도 50℃를 고려해도 흡기 온도가 101.5℃ 수준이므로, 상기 온도는 상기 부스트 압력센서(30)의 내열성 온도 125℃ 이하이기 때문에 전혀 열해문제를 발생시키지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

6: 흡기 매니폴드 10: 흡기 매니폴드 장착부
10a,20a,30a: 관통공 10b: 나사공
20: 압력센서 어댑터 21: 채널
21a: 오리피스 채널 21b: 메인채널
22: 돌출부 22a: 안내공
23: 방열부 23a: 방열핀
30: 부스트 압력센서 40: 고정유닛
41: 볼트부재 50: 밀봉링
h: 압력센서 어댑터의 전체높이 w: 돌출부의 안내공의 내경

Claims

흡기 매니폴드(6)에 제공되며, 일측부에 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부와 연통하는 관통공(10a)이 형성된 흡기 매니폴드 장착부(10);
하부부분이 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 결합되고 내열성 또는 단열성 재료로 이루어지며, 일측부가 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)으로부터 외부로 흡기압력을 전달받고 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)에서 먼 부분이 가까운 부분보다 내부공간이 큰 채널(21)이 형성된 압력센서 어댑터(20);
압력감지 부분이 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)의 상단부와 결합되도록 상기 압력센서 어댑터(20)의 상부에 장착되고, 상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21) 내부의 흡기압력을 감지하여 발생되는 흡기압력 신호를 엔진의 전자제어장치(ECU)로 송출하는 부스트 압력센서(30); 및
상기 압력센서 어댑터(20)를 매개로 하여 상기 부스트 압력센서(30)를 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 분리 가능하게 고정하는 고정유닛(40);
을 포함하고,
상기 압력센서 어댑터(20)의 외측면에는 상기 흡기 매니폴드(6)로부터 상기 압력센서 어댑터(20)로 전달되는 열을 외부로 원활히 방출시킬 수 있도록 방열부(23)가 제공된 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)의 하부에는 돌출부(22)가 형성되어 있고, 상기 돌출부(22)는 상기 채널(21)의 하방 외측으로 뻗고 길이를 따라 내부에 상기 흡기 매니폴드(6)의 내부 및 상기 채널(21)과 연통하는 안내공(22a)이 형성되며, 상기 압력센서 어댑터(20)와 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 연결부분은 기밀이 유지되도록 밀봉링(50)이 제공된 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 압력센서 어댑터(20)의 하단에서 상기 압력센서 어댑터(20)의 상단에 이르는 상기 압력센서 어댑터(20)의 전체높이(h)는 상기 돌출부(22)의 안내공(22a)의 내경(w)이 커질 수록 비례적으로 증대되어 제공되는 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
제 3 항에 있어서,
상기 안내공(22a)의 내경(w)에 대한 상기 압력센서 어댑터(20)의 전체높이(h)의 비(h/w)는 2~5인 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 방열부(23)는 상기 압력센서 어댑터(20)의 외측면의 둘레를 따라 격자 패턴을 형성하는 복수의 방열핀(23a)을 포함하는 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 압력센서 어댑터(20)의 채널(21)은 하단부가 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 관통공(10a)과 마주하는 오리피스 채널(21a)과, 하단부가 상기 오리피스 채널(21a)과 마주하고 상단부가 상기 부스트 압력센서(30)의 압력감지 부분과 마주하며, 상기 오리피스 채널(21a) 보다 용적 또는 내경이 큰 메인채널(21b)로 구성된 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 고정유닛(40)은 상기 부스트 압력센서(30)에 제공되는 관통공(30a)과, 상기 부스트 압력센서(30)의 관통공(30a)과 정렬되도록 상기 압력센서 어댑터(20)에 제공되는 관통공(20a)과, 상기 압력센서 어댑터(20)와 정렬되도록 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)에 제공되는 나사공(10b)과, 상기 부스트 압력센서(30)의 관통공(30a) 및 상기 압력센서 어댑터(20)의 관통공(20a)을 지나 상기 흡기 매니폴드 장착부(10)의 나사공(10b)과 나사결합되는 나사선이 형성된 축부 및 상기 축부의 일단부에 일체로 형성된 헤드부를 갖는 볼트부재(41)로 구성된 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 압력센서 어댑터(20)는 폴리우레탄 수지, 규소 수지, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 수지 중의 어느 하나의 수지로 이루어진 것인 전자식 터보차저 엔진의 부스트 압력센서 장착용 어댑터 구조.