KR101846868B1 - Pneumatic booster device of turbo-charger engine system - Google Patents

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KR101846868B1
KR101846868B1 KR1020120121840A KR20120121840A KR101846868B1 KR 101846868 B1 KR101846868 B1 KR 101846868B1 KR 1020120121840 A KR1020120121840 A KR 1020120121840A KR 20120121840 A KR20120121840 A KR 20120121840A KR 101846868 B1 KR101846868 B1 KR 101846868B1
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Abstract

터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치가 개시된다. 개시된 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치는, 배기 가스의 압력으로 흡기를 압축하여 흡기 라인을 통해 엔진으로 과급하는 터보 차져와, 흡기 라인에 설치되어 그 흡기 라인의 개도를 조절하는 스로틀 바디를 포함하는 터보 차져 엔진 시스템에 구성되는 것으로서, ⅰ)흡기 라인의 스트림 경로와 연결되는 흡기 통과홀을 지니며 흡기 라인에 설치되고, 흡기 통과홀의 주위에 압축 공기의 흐름을 가능케 하는 공기 유로가 구획된 마운트 바디와, ⅱ)마운트 바디에 구비되며, 압축 공기를 공기 유로로 주입하는 공기 주입부재와, ⅲ)마운트 바디에 장착되고 공기 유로와 연결되며, 그 공기 유로로 주입된 압축 공기를 흡기 통과홀로 분사하는 적어도 하나의 에어 인젝터를 포함할 수 있다.An accumulator booster device for a turbocharged engine system is disclosed. An accumulator booster device of a turbocharged engine system includes a turbo charger that compresses an intake air with the pressure of an exhaust gas and supercharges the intake air to an engine through an intake line and a throttle body installed in the intake line and regulating the opening of the intake line The turbocharger engine system comprising: i) a mount body having an intake passage hole connected to a stream path of an intake line, an air passage provided in the intake line, the air passage allowing the flow of compressed air around the intake passage hole, An air injection member provided in the mount body for injecting the compressed air into the air flow passage, and iii) a piston connected to the air flow passage mounted on the mount body and injecting the compressed air injected into the air passage into the air intake passage hole And may include at least one air injector.

Description

터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치 {PNEUMATIC BOOSTER DEVICE OF TURBO-CHARGER ENGINE SYSTEM}{PNEUMATIC BOOSTER DEVICE OF TURBO-CHARGER ENGINE SYSTEM}

본 발명의 실시예는 터보 차져 엔진 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축 천연 가스를 주연료로 사용하며 터보 차져를 통해 흡입 공기를 과급하는 터보 차져 엔진 시스템에서 터보랙을 방지하기 위한 축압 부스터 장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a turbocharger engine system, and more particularly, to a turbocharger engine system that uses compressed natural gas as a main fuel and supercharges intake air through a turbocharger, .

일반적으로, 압축 천연 가스(Compressed Natural Gas; 이하 "CNG" 라고 한다)를 주원료로 사용하는 차량의 엔진 시스템은 가솔린이나 경유에 비해 연소 효율이 높고, 오염원의 배출이 적다는 장점을 가지고 있다.Generally, an engine system of a vehicle using compressed natural gas (hereinafter referred to as "CNG") as a main material has an advantage that combustion efficiency is higher than that of gasoline or light oil, and emission of pollutant is less.

그리고, 이러한 CNG 엔진 시스템에는 대기압 보다 높은 압력으로 엔진에 흡입 공기를 과급하여 엔진의 출력을 향상시키는 터보 차져를 구비하고 있다.The CNG engine system includes a turbo charger that boosts the output of the engine by supercharging the intake air to the engine at a pressure higher than atmospheric pressure.

터보 차져는 엔진으로 공급되는 흡기 라인에 콤프레서와 인터쿨러를 순차적으로 구성하는 바, 콤프레서는 엔진의 배기 라인에 장착된 터빈과 연결되어 이 터빈의 회전축과 동시에 회전하게 된다.The turbocharger sequentially composes the compressor and the intercooler in the intake line supplied to the engine, and the compressor is connected to the turbine mounted on the exhaust line of the engine and rotated simultaneously with the rotation axis of the turbine.

즉, 배기 라인에서 배출되는 배기가스가 터빈을 회전시키며 이 터빈의 회전으로 콤프레서를 회전시켜 흡입 공기를 압축시킴으로써 흡입 공기의 밀도를 높인 상태로 인터쿨러를 통과시켜 엔진의 내부로 과급하게 되는 것이다.That is, the exhaust gas discharged from the exhaust line rotates the turbine, and the turbine rotates the compressor to compress the intake air, thereby increasing the density of the intake air, passing through the intercooler and supercharging the interior of the engine.

한편, CNG 엔진 시스템의 연료 공급 방식으로는 압축된 천연 가스를 믹서를 통해 흡기 라인에 공급하여 터보 차져에 의해서 과급되는 신기와 혼합한 혼합기를 엔진의 실린더로 공급한다.On the other hand, as the fuel supply method of the CNG engine system, compressed natural gas is supplied to an intake line through a mixer, and a mixer mixed with a supercharged turbocharger is supplied to an engine cylinder.

여기서, CNG 엔진 시스템의 흡기 라인에는 차속에 따라 엔진으로 공급되는 혼합기를 조절하기 위한 스로틀 밸브가 구비되어 있다.Here, the intake line of the CNG engine system is provided with a throttle valve for adjusting a mixture supplied to the engine according to the vehicle speed.

그러나, 이와 같은 CNG 엔진 시스템에서는 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, 배기가스의 양이 많지 않을 뿐만 아니라 배기압이 낮아 터빈이 고속으로 회전하지 못하므로, 엔진으로 공기가 충분하게 공급되지 못함에 따라 엔진의 출력이 급격히 감소하게 되는 터보랙 현상이 발생하게 된다.However, in such a CNG engine system, when the engine starts at an initial startup or in a low-speed operation region, the amount of exhaust gas is not large and the exhaust pressure is low and the turbine does not rotate at high speed. A turbo rack phenomenon occurs in which the output of the engine is rapidly reduced.

이를 개선하기 위해 종래 기술에서는 일례로, 압축 공기를 저장하고 있는 축압 용기로부터 압축 공기를 흡기 라인으로 순간적으로 분사하여 CNG 엔진 시스템의 터보랙 구간을 최소화하는 축압 부스터 장치(Pneumatic Booster System: PBS)를 채용하고 있다.In order to solve this problem, in the prior art, for example, a pneumatic booster system (PBS) for minimizing a turbo rack section of a CNG engine system by instantaneously injecting compressed air from an accumulator container storing compressed air to an intake line .

이러한 축압 부스터 장치는 스로틀 바디의 후방에 구성되는 바, 축압 용기에서 제공되는 압축 공기를 분사하는 노즐부재와, 흡기 라인을 선택적으로 개폐하는 축압 밸브와, 그 축압 밸브의 작동을 제어하는 컨트롤러를 구비한다.Such an accumulator booster device is constituted at the rear of the throttle body and includes a nozzle member for injecting compressed air provided in the accumulator, an accumulator valve for selectively opening and closing the intake line, and a controller for controlling the operation of the accumulator valve do.

따라서, 종래 기술에서는 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, ECU를 통해 스로틀 밸브를 개방하고, 그 ECU에서 인가되는 제어 신호에 기인하여 컨트롤러를 통해 축압 밸브를 폐쇄한 상태에서, 축압 용기로부터 제공되는 압축 공기를 노즐부재를 통해 순간적으로 흡기 라인에 분사한다.Therefore, in the prior art, when the engine starts at the initial startup or in the low-speed operation region, the throttle valve is opened through the ECU and the accumulator valve is closed through the controller due to the control signal applied from the ECU. The provided compressed air is instantaneously injected into the intake line through the nozzle member.

그러면, 압축 공기가 축압 밸브에 의해 역류되지 않고, 흡기 라인을 통해 엔진으로 공급됨으로 위에서 언급한 바 있는 터보랙 구간을 최소화함으로써 초기 가속 성능 및 출발성을 향상시킬 수 있게 된다.Then, the compressed air is not backwashed by the accumulator valve but is supplied to the engine through the intake line, thereby minimizing the above-mentioned turbo rack section, thereby improving initial acceleration performance and start-up performance.

그런데, 종래 기술에서는 스로틀 밸브와 축압 밸브를 ECU를 통해 이중으로 제어함에 따라 ECU 제어 로직의 신규 개발이 필수적이며, 이들 밸브의 오버랩 현상에 따른 서지 발생으로 손상을 유발할 수 있고, 일시적인 린/리치 영역이 발생하게 되어 출력 변동을 야기시킬 수 있으며, 엔진별 레이아웃의 차이로 인해 동일 설정으로 범용화가 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.However, in the related art, it is necessary to newly develop the ECU control logic by double-controlling the throttle valve and the accumulator valve through the ECU, and it is possible to cause damage due to the occurrence of surge due to the overlap phenomenon of these valves, Which may cause output fluctuation, and it is difficult to generalize to the same setting due to the difference in the layout of each engine.

본 발명의 실시예들은 축압 밸브와 컨트롤러를 삭제하여 ECU를 통한 이중의 밸브를 제어할 필요가 없고, 밸브의 오버랩 현상에 의한 각종 문제들을 해결할 수 있으며, 엔진별 레이아웃의 영향이 적어 범용적인 사용이 가능하고, 엔진의 저부하 및 고부하 영역에 따라 압축 공기량의 조절이 용이한 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention eliminate the need to control the double valve through the ECU by eliminating the accumulator valve and the controller and solve various problems caused by the overlapping of the valves, And to provide an accumulator booster device of a turbocharged engine system that can easily control the amount of compressed air according to a low load and a high load region of the engine.

또한, 본 발명의 실시예들은 엔진별 특성에 맞는 적정 공기량의 분사가 가능하고, 구조의 단순화로 CNG 엔진 시스템 뿐만 아니라 다른 엔진 시스템에도 적용 가능한 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 제공한다.Further, embodiments of the present invention provide an accumulation booster device of a turbocharged engine system capable of injecting an appropriate amount of air suited to the characteristics of each engine, and also applicable to other engine systems as well as a CNG engine system by simplifying the structure.

본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치는, 배기 가스의 압력으로 흡기를 압축하여 흡기 라인을 통해 엔진으로 과급하는 터보 차져와, 상기 흡기 라인에 설치되어 그 흡기 라인의 개도를 조절하는 스로틀 바디를 포함하는 터보 차져 엔진 시스템에 구성되는 것으로서, ⅰ)상기 흡기 라인의 스트림 경로와 연결되는 흡기 통과홀을 지니며 상기 흡기 라인에 설치되고, 상기 흡기 통과홀의 주위에 압축 공기의 흐름을 가능케 하는 공기 유로가 구획된 마운트 바디와, ⅱ)상기 마운트 바디에 구비되며, 압축 공기를 상기 공기 유로로 주입하는 공기 주입부재와, ⅲ)상기 마운트 바디에 장착되고 상기 공기 유로와 연결되며, 그 공기 유로로 주입된 압축 공기를 상기 흡기 통과홀로 분사하는 적어도 하나의 에어 인젝터를 포함할 수 있다.The present invention provides an accumulator booster device for a turbocharged engine system comprising a turbocharger for compressing an intake air with the pressure of an exhaust gas and supercharging the intake air to an engine through an intake line, The throttle body having a throttle body for regulating the flow of the compressed air, the throttle body comprising: i) an intake air passage connected to a stream path of the intake air line and installed in the intake air line, An air injecting member provided on the mount body and injecting compressed air into the air flow passage; and iii) an air injection member mounted on the mount body and connected to the air flow passage, And at least one air injector for injecting compressed air injected into the air passage into the intake passage hole All.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 마운트 바디는 사각 형상으로 이루어지며, 한 쪽 외곽 면에 상기 공기 주입부재가 구비되고, 적어도 하나의 다른 외곽 면에 상기 에어 인젝터가 장착될 수 있다.Further, in the axial pressure booster device of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention, the mount body is formed in a rectangular shape, and the air injection member is provided on one outer surface, and at least one other outer surface And the air injector can be mounted on the air inlet side.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 에어 인젝터는 상기 공기 유로와 연결되는 공기 유입부와, 상기 흡기 통과홀과 연결되며 압축 공기를 분사하는 공기 분사부를 포함할 수 있다.In addition, in the axial pressure boosting apparatus of the turbocharged engine system according to the embodiment of the present invention, the air injector may include an air inlet connected to the air passage, an air injection unit connected to the air intake hole, Section.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 공기 분사부는 상기 흡기 통과홀의 내주면에 구비된 연결홀과 연결될 수 있다.In addition, in the axial compression booster apparatus of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention, the air injection unit may be connected to a connection hole provided on an inner circumferential surface of the air intake hole.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 에어 인젝터는 상기 마운트 바디에 흡기의 흐름 방향으로 기울어지게 장착될 수 있다.In addition, in the axial pressure boosting device of the turbocharged engine system according to the embodiment of the present invention, the air injector may be mounted to the mount body at an angle to the intake air flow direction.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 연결홀은 상기 에어 인젝터에 대응하여 흡기의 흐름 방향으로 기울어지게 형성될 수 있다.In addition, in the axial pressure boosting device of the turbocharged engine system according to the embodiment of the present invention, the connection hole may be formed to be inclined in the direction of the intake air corresponding to the air injector.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 에어 인젝터는 상기 마운트 바디에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.In addition, in the axial pressure boosting device of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention, the air injector may be detachably mounted on the mount body.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 마운트 바디는 상기 스로틀 바디의 후단에서 엔진에 근접하게 설치될 수 있다.In addition, in the axial pressure boosting apparatus of the turbocharged engine system according to the embodiment of the present invention, the mount body may be installed close to the engine at a rear end of the throttle body.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치에 있어서, 상기 마운트 바디는 상기 외곽 면을 형성하는 제1 부분과, 상기 제1 부분과의 사이에 상기 공기 유로를 형성하며 중앙에 상기 흡기 통과홀을 형성하는 제2 부분과, 상기 공기 유로를 밀폐하는 양측 커버를 포함할 수 있다.Further, in the axial compression booster apparatus of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention, the mount body forms the air flow path between the first portion forming the outer surface and the first portion, A second portion that forms the air intake hole at the center, and both side covers that seal the air passage.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치는, 상기 터보 차져에 의해 과급되는 흡기와 압축 천연 가스를 혼합한 혼합기를 엔진으로 공급하는 CNG 엔진 시스템에 구성될 수 있다.In addition, the accumulator booster device of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention may be configured as a CNG engine system that supplies a mixer, which mixes intake air and compressed natural gas, which are supercharged by the turbocharger, to an engine.

본 발명의 실시예들은 종래 기술에서와 같은 축압 밸브와 컨트롤러를 삭제하고 마운트 바디에 구성된 에어 인젝터를 통해 흡기 라인으로 압축 공기를 순간적으로 분사하여 터보랙 구간을 최소화 할 수 있으므로, 종래 기술과 달리 ECU를 통한 이중의 밸브를 제어할 필요가 없고, 밸브의 오버랩 현상에 의한 각종 문제들을 해결할 수 있다.The embodiments of the present invention can minimize the turbo rack section by instantaneously injecting the compressed air to the intake line through the air injector configured in the mount body by eliminating the accumulator valve and the controller as in the prior art, It is possible to solve various problems due to the overlap phenomenon of the valve.

또한, 본 발명의 실시예에서는 엔진별 레이아웃의 영향이 적어 범용적인 사용이 가능하고, 에어 인젝터의 개수를 변경할 수 있기 때문에 엔진의 저부하 및 고부하 영역에 따라 압축 공기량의 조절이 용이하다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the effect of the engine-specific layout is small, general use is possible, and the number of air injectors can be changed, so that it is easy to adjust the amount of compressed air according to the low load and high load region of the engine.

또한, 본 발명의 실시예에서는 엔진의 환경 및 특성에 따라 에어 인젝터의 듀티(duty) 비를 조절하여 각 엔진의 환경 및 특성에 맞는 적정 에어량의 분사가 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention, the duty ratio of the air injector is adjusted according to the environment and characteristics of the engine, so that an appropriate amount of air can be injected according to the environment and characteristics of each engine.

또한, 본 발명의 실시예에서는 터보 차져 엔진 시스템에 있어 스로틀 바디의 후단에서 엔진에 근접하는 흡기 라인에 축압 부스터 장치를 구성하므로, 장착의 제한이 없어 엔진 실린더와 혼합기 형성 구간을 축소시킬 수 있으며, 실시간 반응 속도가 빠르고 연비 향상의 효과를 기대할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the axial pressure booster device is formed on the intake line close to the engine at the rear end of the throttle body in the turbocharger engine system, there is no limitation in mounting, The real-time reaction rate is fast and the fuel efficiency can be expected to be improved.

또한, 본 발명의 실시예에서는 구조의 단순화로 CNG 엔진 시스템 뿐만 아니라 다른 엔진 시스템에도 적용 가능한 잇점이 있다.Further, in the embodiment of the present invention, there is an advantage that the structure can be applied not only to the CNG engine system but also to other engine systems.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축압 부스터 장치가 적용되는 CNG 터보 차져 엔진 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 도시한 부분 정면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a schematic view of a CNG turbocharger engine system to which an axial pressure boosting device according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a partially exploded perspective view illustrating an axial compression booster apparatus of a turbocharged engine system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial frontal view of the accumulator booster device of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing an axial pressure boosting device of a turbocharged engine system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.It should be noted that terms such as " ... unit ", "unit of means "," part of item ", "absence of member ", and the like denote a unit of a comprehensive constitution having at least one function or operation it means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축압 부스터 장치가 적용되는 CNG 터보 차져 엔진 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view of a CNG turbocharger engine system to which an axial pressure boosting device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 축압 부스터 장치(100)(당 업계에서는 통상적으로 "PBS(Pneumatic Booster System)" 이라고도 한다)는 압축 천연 가스(Compressed Natural Gas; 이하 "CNG" 라고 한다)를 주원료로 사용하며, 터보 차져를 포함하는 CNG 차량의 터보 차져 엔진 시스템(200)에 구성될 수 있다.1, an axial pressure boosting device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention (also commonly referred to as a " PBS (Pneumatic Booster System) " in the related art) includes Compressed Natural Gas Quot;) as the main raw material, and may be configured in the turbocharger engine system 200 of the CNG vehicle including the turbocharger.

예를 들면, 상기 터보 차져 엔진 시스템(200)은 배기 가스의 압력으로 흡기를 압축하여 흡기 라인(2)을 통해 엔진(1)으로 과급하는 터보 차져(3)를 포함하고 있다.For example, the turbocharger engine system 200 includes a turbocharger 3 that compresses the intake air to the pressure of the exhaust gas and supercharges the intake air to the engine 1 through the intake line 2.

여기서, 상기 터보 차져(3)는 엔진(1)의 흡기 라인(2)에 콤프레서(4)와 인터쿨러(5)를 순차적으로 장착하고, 엔진(1)의 배기 라인(6)에 터빈(7)을 장착하여 배기 라인(6)에서 배출되는 배기가스가 터빈(7)을 회전시키며 이 터빈(7)의 회전축으로 콤프레서(4)를 회전시켜 흡입 공기를 압축함으로써 흡입 공기의 밀도를 높인 상태로 인터쿨러(5)를 통과시켜 엔진(1)의 내부로 과급하게 된다.The turbocharger 3 sequentially mounts the compressor 4 and the intercooler 5 on the intake line 2 of the engine 1 and sequentially supplies the turbine 7 to the exhaust line 6 of the engine 1. [ The exhaust gas discharged from the exhaust line 6 rotates the turbine 7 and the compressor 4 is rotated by the rotation shaft of the turbine 7 to compress the intake air to increase the density of the intake air, (5) and is supercharged to the inside of the engine (1).

이러한 터보 차져(3)의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 터보 차져로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The configuration of such a turbocharger 3 is made of a turbocharger of a well-known technology well known in the art, and therefore, a detailed description of its configuration will be omitted herein.

그리고, 상기 터보 차져 엔진 시스템(200)에는 CNG와 흡기를 혼합하는 믹서(8)가 흡기 라인(2)의 인터쿨러(5) 후단 측에 설치되어 있으며, 흡기 라인(2)의 개도를 조절하기 위한 스로틀 바디(9)가 믹서(8)의 후단 측에 장착되어 있다.In the turbocharger engine system 200, a mixer 8 for mixing CNG and intake air is provided on the rear end side of the intercooler 5 of the intake line 2, and a mixer 8 for controlling the opening of the intake line 2 And the throttle body 9 is mounted on the rear end side of the mixer 8. [

따라서, 상기 터보 차져 엔진 시스템(200)에서는 차속에 따라 스로틀 바디(9)를 통해 흡기 라인(2)의 개도를 조절하고, CNG를 믹서(8)를 통해 흡기 라인(2)에 공급하여 터보 차져(3)에 의해서 과급되는 신기와 혼합한 혼합기를 엔진(1)의 실린더로 공급한다.Accordingly, in the turbocharger engine system 200, the opening degree of the intake line 2 is adjusted through the throttle body 9 according to the vehicle speed, the CNG is supplied to the intake line 2 through the mixer 8, (1) to the cylinder (1) of the engine (1).

상기와 같은 터보 차져 엔진 시스템(200)에 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 축압 부스터 장치(100)는 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, 압축 공기를 흡기 라인(2)으로 순간적으로 분사하여 CNG 엔진 시스템(200)의 터보랙 구간을 최소화하기 위한 것이다.The booster compressor 100 according to the embodiment of the present invention, which is configured in the turbocharger engine system 200 as described above, instantaneously transfers compressed air to the intake line 2 at the time of initial startup or oscillation in a low- So as to minimize the turbo rack section of the CNG engine system 200.

본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치(100)는 종래 기술에서와 같은 축압 밸브와 컨트롤러를 삭제하여 ECU를 통한 이중의 밸브를 제어할 필요가 없고, 밸브의 오버랩 현상에 의한 각종 문제들을 해결할 수 있으며, 엔진별 레이아웃의 영향이 적어 범용적인 사용이 가능하고, 엔진의 저부하 및 고부하 영역에 따라 압축 공기량의 조절이 용이한 구조로 이루어진다.The accumulator booster device 100 of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention eliminates the accumulator valve and the controller as in the prior art and does not need to control the double valve through the ECU, It is possible to use general purpose because of less influence of engine layout and to make it easy to control the amount of compressed air according to the low load and high load region of the engine.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치(100)는 엔진별 특성에 맞는 적정 공기량의 분사가 가능하고, 구조의 단순화로 CNG 엔진 시스템 뿐만 아니라 다른 엔진 시스템에도 적용 가능한 구성으로 이루어진다.In addition, the axial pressure boosting device 100 of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention is capable of injecting an appropriate amount of air suited to the characteristics of each engine and is applicable not only to the CNG engine system but also to other engine systems .

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 축압 부스터 장치(100)는 터보 차져 엔진 시스템(200)에 있어 스로틀 바디(9)의 후단에서 엔진(1)에 근접하는 흡기 라인(2)에 구성될 수 있다.The accumulator booster device 100 according to the embodiment of the present invention may be configured in the intake line 2 close to the engine 1 at the rear end of the throttle body 9 in the turbocharger engine system 200 have.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 도시한 부분 정면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치를 도시한 단면 구성도이다.FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing an axial compression booster apparatus of a turbocharged engine system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial front view showing the axial compression booster apparatus of the turbocharged engine system according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an axial pressure boosting device of a turbocharged engine system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치(100)는 기본적으로 마운트 바디(10), 공기 주입부재(50), 및 에어 인젝터(70)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.1 to 4, the axial compression booster apparatus 100 of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention basically includes a mount body 10, an air injection member 50, and an air injector 70, And will be described below by structure.

본 발명의 실시예에서, 상기 마운트 바디(10)는 엔진 시스템(200)에 있어 스로틀 바디(9)의 후단에서 엔진(1)에 근접하는 흡기 라인(2)에 설치되며, 흡기 라인(2)의 스트림 경로와 연결되는 흡기 통과홀(11)을 지니고 있다.In the embodiment of the present invention, the mount body 10 is installed in the intake line 2 close to the engine 1 at the rear end of the throttle body 9 in the engine system 200, And an intake passage hole (11) connected to a stream path of the intake passage (11).

그리고, 상기 마운트 바디(10)에는 흡기 통과홀(11)의 주위에 압축 공기의 흐름을 가능케 하는 공기 유로(13)가 구획 형성되어 있다.The mount body 10 is formed with an air flow passage 13 for partitioning the air passage 13 to allow the flow of compressed air around the air intake hole 11. [

이러한 마운트 바디(10)는 전체적인 형상이 사각형으로 이루어지는 바, 한 쪽 외곽 면에는 뒤에서 더욱 설명될 공기 주입부재(50)가 구비되고, 적어도 하나의 다른 외곽 면에는 뒤에서 더욱 설명될 에어 인젝터(70)가 장착될 수 있다.The mount body 10 is generally rectangular in shape. The outer surface of the mount body 10 is provided with an air injecting member 50 to be described later. At least one other outer surface of the mount body 10 is provided with an air injector 70, Can be mounted.

구체적으로, 상기 마운트 바디(10)는 외곽 면을 형성하는 제1 부분(21)과, 제1 부분(21)과의 사이에 공기 유로(13)를 형성하며 중앙에 흡기 통과홀(11)을 형성하는 제2 부분(22)과, 양측에서 공기 유로(13)를 밀폐하는 커버(23)를 포함하고 있다.Specifically, the mount body 10 has an air passage 13 formed between a first portion 21 forming an outer surface and the first portion 21, and an intake passage hole 11 formed at the center thereof And a cover 23 for sealing the air flow path 13 on both sides.

본 발명의 실시예에서, 상기 공기 주입부재(50)는 뒤에서 더욱 설명될 에어 인젝터(70)에 압축 공기를 공급하기 위해 그 압축 공기를 마운트 바디(10)의 공기 유로(13)로 주입하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the air injecting member 50 is used to inject compressed air into the air passage 13 of the mount body 10 to supply compressed air to the air injector 70, will be.

상기 공기 주입부재(50)는 마운트 바디(10)에 있어 제1 부분(21)의 한 쪽 외곽 면에 설치되며, 공기 유로(13)와 상호 연결되는 바, 에어 탱크(도면에 도시되지 않음)로부터 제공되는 압축 공기를 마운트 바디(10)의 공기 유로(13)로 주입하는 기능을 하게 된다.The air injecting member 50 is installed on one outer surface of the first portion 21 of the mount body 10 and interconnected with the air flow passage 13. The air injecting member 50 is connected to an air tank To the air passage 13 of the mount body 10. As shown in Fig.

본 발명의 실시예에서, 상기 에어 인젝터(70)는 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, 압축 공기를 흡기 라인(2)으로 순간적으로 분사하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the air injector 70 is for instantly injecting compressed air into the intake line 2 at the time of initial startup or in a low-speed operation region.

상기 에어 인젝터(70)는 마운트 바디(10)에 장착되며 그 마운트 바디(10)의 공기 유로(13)와 연결되게 구성되는 바, 본 발명의 실시예에서는 마운트 바디(10)에 있어 제1 부분(21)의 한 쪽 외곽 면을 제외한 나머지 외곽 면에 각각 착탈 가능하게 장착될 수 있다.The air injector 70 is mounted on the mount body 10 and connected to the air flow path 13 of the mount body 10. In the embodiment of the present invention, Can be detachably mounted on the remaining outer surfaces except one of the outer surfaces of the outer case 21.

대안으로서, 본 발명의 실시예에서는 에어 인젝터(70)가 제1 부분(21)의 한 쪽 외곽 면을 제외한 나머지 외곽 면에 각각 장착되는 것으로 설명되었으나, 반드시 이에 한정되지 않고 한 쪽 외곽 면을 제외한 나머지 외곽 면 중 어느 하나 또는 두 개의 외곽 면에 각각 장착될 수도 있다.Alternatively, in the embodiment of the present invention, the air injector 70 is mounted on the outer surface except for one outer surface of the first portion 21, but the present invention is not limited thereto. And may be mounted on any one or two outer surfaces of the remaining outer surfaces.

상기 에어 인젝터(70)는 마운트 바디(10)에 대해 흡기의 흐름 방향에 수직이 아닌 그 흐름 방향으로 기울어지게 장착될 수 있다. 이는 에어 인젝터(70)로부터 분사되는 압축 공기가 흡기의 흐름 반대 방향으로 역류되는 것을 방지하기 위함이다.The air injector 70 can be mounted inclinedly with respect to the mount body 10 in the flow direction thereof not perpendicular to the flow direction of the intake air. This is to prevent the compressed air injected from the air injector 70 from flowing backward in the direction opposite to the flow of the intake air.

상기와 같은 에어 인젝터(70)는 공기 유로(13)와 연결되는 공기 유입부(71)와, 마운트 바디(10)의 흡기 통과홀(11)과 연결되며 압축 공기를 분사하는 공기 분사부(72)를 포함하고 있다.The air injector 70 includes an air inlet 71 connected to the air passage 13 and an air injector 72 connected to the air intake hole 11 of the mount body 10 and injecting compressed air ).

여기서, 상기 공기 분사부(72)는 흡기 통과홀(11)의 내주면에 구비된 연결홀(19)과 연결될 수 있다. 이 때 상기 연결홀(19)은 에어 인젝터(70)와 마찬가지로 흡기의 흐름 방향에 수직이 아닌 그 흐름 방향으로 기울어지게 형성될 수 있다.Here, the air injecting part 72 may be connected to the connection hole 19 provided on the inner circumferential surface of the air intake hole 11. At this time, the connection hole 19 may be formed to be inclined in the flow direction, not perpendicular to the flow direction of the intake air, like the air injector 70.

이러한 에어 인젝터(70)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 에어 인젝터로서 구성되므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the air injector 70 is configured as a known air injector well known in the art, a detailed description of the configuration thereof will be omitted herein.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치(100)에 의하면, 우선 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, 에어 탱크(도면에 도시되지 않음)로부터 제공되는 압축 공기를 마운트 바디(10)의 공기 유로(13)로 주입한다.Therefore, according to the axial pressure boosting apparatus 100 of the turbocharger engine system configured as described above, when an air tank (not shown in the drawing) is opened at the time of initial startup or oscillation in the low- To the air passage (13) of the mount body (10).

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 에어 인젝터(70)를 통해 공기 유로(13)의 압축 공기를 마운트 바디(10)의 흡기 통과홀(11)로 분사한다.Then, in the embodiment of the present invention, compressed air in the air passage 13 is injected into the intake passage hole 11 of the mount body 10 through the air injector 70.

이 경우, 상기 공기 유로(13)의 압축 공기는 에어 인젝터(70)이 공기 유입부(71)로 유입되며, 공기 분사부(72)를 통해 마운트 바디(10)의 흡기 통과홀(11)로 분사되는 바, 흡기 통과홀(11) 내주면의 연결홀(19)을 통해 분사될 수 있다.In this case, the compressed air in the air passage 13 flows into the air inlet 71 of the air injector 70 and flows into the air inlet hole 11 of the mount body 10 through the air injector 72 The injected gas can be injected through the connecting hole 19 in the inner circumferential surface of the intake through hole 11.

여기서, 상기 에어 인젝터(70)를 통해 분사되는 압축 공기는 흡기 라인(2)의 흡기 흐름 방향으로 경사지게 분사되는데, 이는 에어 인젝터(70)가 마운트 바디(10)에 대해 흡기의 흐름 방향에 수직이 아닌 그 흐름 방향으로 기울어지게 장착되어 있으며, 연결홀(19) 또한 흡기의 흐름 방향으로 기울어지게 형성되어 있기 때문에 가능하다.The compressed air injected through the air injector 70 is injected obliquely in the intake flow direction of the intake line 2 because the air injector 70 is perpendicular to the flow direction of the intake air with respect to the mount body 10 And the connecting hole 19 is also inclined in the direction of the intake air flow.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 에어 인젝터(70)로부터 분사되는 압축 공기가 흡기 흐름 방향으로 경사지게 분사되므로, 그 압축 공기가 흡기의 흐름 반대 방향으로 역류되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the compressed air injected from the air injector 70 is injected obliquely in the intake flow direction, it is possible to prevent the compressed air from flowing backward in the direction opposite to the flow of the intake air.

이로써, 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치(100)에 의하면, 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, 에어 인젝터(70)를 통해 압축 공기를 흡기 라인(2)으로 순간적으로 분사하여 엔진 시스템(200)의 터보랙 구간을 최소화 할 수 있으므로, 초기 가속 성능 및 출발성을 향상시킬 수 있게 된다.Thus, according to the axial pressure boosting apparatus 100 of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention, compressed air can be supplied to the intake line 2 through the air injector 70 at the time of initial startup or in a low- The turbo rack section of the engine system 200 can be minimized, so that the initial acceleration performance and the start-up performance can be improved.

한편, 상기에서와 같은 CNG 차량의 터보 차져 엔진 시스템(200)에서는 차속에 따라 스로틀 바디(9)를 통해 흡기 라인(2)의 개도를 조절하고, CNG를 믹서(8)를 통해 흡기 라인(2)에 공급하여 터보 차져(3)에 의해서 과급되는 신기와 혼합한 혼합기를 엔진(1)의 실린더로 공급할 수 있다.In the turbocharger engine system 200 of the CNG vehicle as described above, the opening degree of the intake line 2 is controlled through the throttle body 9 according to the vehicle speed, and the CNG is supplied to the intake line 2 To supply the mixture to the cylinder of the engine 1 mixed with the fresh air heated by the turbocharger 3.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치(100)에 따르면, 종래 기술에서와 같은 축압 밸브와 컨트롤러를 삭제하고 마운트 바디(10) 구성된 에어 인젝터(70)를 통해 흡기 라인(2)으로 압축 공기를 순간적으로 분사하여 터보랙 구간을 최소화 할 수 있으므로, 종래 기술과 달리 ECU를 통한 이중의 밸브를 제어할 필요가 없고, 밸브의 오버랩 현상에 의한 각종 문제들을 해결할 수 있다.According to the axial pressure boosting apparatus 100 of the turbocharger engine system according to the embodiment of the present invention as described above, the air injector 70 composed of the mount body 10 is removed, The turbo rack section can be minimized by injecting the compressed air instantaneously through the intake line 2, unlike the prior art, there is no need to control the double valve through the ECU, and various problems caused by the valve overlap phenomenon can be solved .

또한, 본 발명의 실시예에서는 엔진별 레이아웃의 영향이 적어 범용적인 사용이 가능하고, 에어 인젝터(70)의 개수를 변경할 수 있기 때문에 엔진의 저부하 및 고부하 영역에 따라 압축 공기량의 조절이 용이하다.Further, in the embodiment of the present invention, since the influence of layout by engine is small, general use is possible, and the number of air injectors 70 can be changed, so that the amount of compressed air can be easily controlled according to the low load and high load region of the engine .

그리고, 본 발명의 실시예에서는 엔진의 환경 및 특성에 따라 에어 인젝터의 듀티(duty) 비를 조절하여 각 엔진의 환경 및 특성에 맞는 적정 에어량의 분사가 가능하다.In the embodiment of the present invention, the duty ratio of the air injector is adjusted according to the environment and the characteristics of the engine, so that an appropriate amount of air can be injected in accordance with the environment and characteristics of each engine.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 터보 차져 엔진 시스템(200)에 있어 스로틀 바디(9)의 후단에서 엔진(1)에 근접하는 흡기 라인(2)에 축압 부스터 장치(100)를 구성하므로, 장착의 제한이 없어 엔진 실린더와 혼합기 형성 구간을 축소시킬 수 있으며, 실시간 반응 속도가 빠르고 연비 향상의 효과를 기대할 수 있다.Furthermore, in the turbocharger engine system 200 according to the embodiment of the present invention, since the axial pressure booster 100 is configured on the intake line 2 close to the engine 1 at the rear end of the throttle body 9, It is possible to reduce the interval between the engine cylinder and the mixer, and the real-time reaction speed is fast and the fuel efficiency can be expected to be improved.

아울러, 본 발명의 실시예에서는 구조의 단순화로 CNG 엔진 시스템 뿐만 아니라 다른 엔진 시스템에도 적용 가능한 잇점이 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, there is an advantage that the structure can be applied not only to the CNG engine system but also to other engine systems.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Other embodiments may easily be suggested by adding, changing, deleting, adding, or the like of elements, but this also falls within the scope of the present invention.

1... 엔진 2... 흡기 라인
3... 터보 차져 4... 콤프레서
5... 인터쿨러 6... 배기 라인
7... 터빈 8... 믹서
9... 스로틀 바디 10... 마운트 바디
11... 흡기 통과홀 13... 공기 유로
19... 연결홀 21... 제1 부분
22... 제2 부분 50... 공기 주입부재
70... 에어 인젝터 71... 공기 유입부
72... 공기 분사부 100... 축압 부스터 장치(PBS)
200... 엔진 시스템1 ... engine 2 ... intake line
3 ... Turbocharger 4 ... Compressor
5 ... intercooler 6 ... exhaust line
7 ... Turbine 8 ... Mixer
9 ... throttle body 10 ... mount body
11 ... intake passage hole 13 ... air passage
19 ... connection hole 21 ... first part
22 ... second portion 50 ... air injection member
70 ... air injector 71 ... air inlet
72 ... air jetting part 100 ... pressure accumulating booster device (PBS)
200 ... engine system

Claims (9)

배기 가스의 압력으로 흡기를 압축하여 흡기 라인을 통해 엔진으로 과급하는 터보 차져와, 상기 흡기 라인에 설치되어 그 흡기 라인의 개도를 조절하는 스로틀 바디를 포함하는 터보 차져 엔진 시스템에 구성되는 것으로서,
외곽 면을 형성하는 제1 부분;
상기 제1 부분과의 사이에 공기 유로를 형성하며 중앙에 흡기 통과홀을 형성하는 제2 부분;
상기 제1 부분의 한쪽 외곽 면에 설치되고, 상기 공기 유로와 상호 연결되며, 압축 공기를 상기 공기 유로로 주입하는 공기 주입부재; 및
상기 제1 부분의 한쪽 외곽 면을 제외한 나머지 외곽 면에 각각 착탈 가능하게 장착되며, 초기 시동 시 또는 저속 운전 영역에서의 발진 시, 압축 공기를 상기 흡기 라인으로 분사하는 에어 인젝터;
를 포함하는 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치.A turbocharger for compressing the intake air with the pressure of the exhaust gas and supercharging the intake air to the engine through the intake line; and a throttle body installed in the intake line and adjusting the opening of the intake line,
A first portion forming an outer surface;
A second portion forming an air passage between itself and the first portion and forming an air passage hole at a center thereof;
An air injection member installed at an outer surface of one side of the first portion, interconnected with the air passage, for injecting compressed air into the air passage; And
An air injector detachably mounted on the outer surface except for one outer surface of the first portion and injecting compressed air to the intake line at the time of an initial startup or an oscillation in a low speed operation region;
And an accumulator pressure booster device of the turbocharged engine system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 에어 인젝터는 흡기의 흐름 방향으로 기울어지게 장착되는 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치.The method according to claim 1,
Wherein the air injector is mounted obliquely in the flow direction of the intake air. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 부분은 상기 스로틀 바디의 후단에서 엔진에 근접하게 설치되는 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first and second portions are installed close to the engine at the rear end of the throttle body. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 터보 차져에 의해 과급되고, 상기 흡기 라인을 통해서 공급되는 흡기에 압축 천연 가스가 혼합되는 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치.The method according to claim 1,
Wherein the compressed natural gas is supercharged by the turbocharger and the intake air supplied through the intake line is mixed with compressed natural gas.
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