KR101846868B1 - 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치 - Google Patents

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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.

Description

터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치 {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.
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.
그리고, 이러한 CNG 엔진 시스템에는 대기압 보다 높은 압력으로 엔진에 흡입 공기를 과급하여 엔진의 출력을 향상시키는 터보 차져를 구비하고 있다.
터보 차져는 엔진으로 공급되는 흡기 라인에 콤프레서와 인터쿨러를 순차적으로 구성하는 바, 콤프레서는 엔진의 배기 라인에 장착된 터빈과 연결되어 이 터빈의 회전축과 동시에 회전하게 된다.
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.
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.
여기서, CNG 엔진 시스템의 흡기 라인에는 차속에 따라 엔진으로 공급되는 혼합기를 조절하기 위한 스로틀 밸브가 구비되어 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 본 발명의 실시예에서는 구조의 단순화로 CNG 엔진 시스템 뿐만 아니라 다른 엔진 시스템에도 적용 가능한 잇점이 있다.
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.
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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
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.
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.
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.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축압 부스터 장치가 적용되는 CNG 터보 차져 엔진 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
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.
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.
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.
이러한 터보 차져(3)의 구성은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 터보 차져로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
그리고, 상기 마운트 바디(10)에는 흡기 통과홀(11)의 주위에 압축 공기의 흐름을 가능케 하는 공기 유로(13)가 구획 형성되어 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이러한 에어 인젝터(70)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 에어 인젝터로서 구성되므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
아울러, 본 발명의 실시예에서는 구조의 단순화로 CNG 엔진 시스템 뿐만 아니라 다른 엔진 시스템에도 적용 가능한 잇점이 있다.
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.
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 시스템

Claims (9)

  1. 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.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 에어 인젝터는 흡기의 흐름 방향으로 기울어지게 장착되는 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 부분은 상기 스로틀 바디의 후단에서 엔진에 근접하게 설치되는 터보 차져 엔진 시스템의 축압 부스터 장치.
  8. 삭제
  9. 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.
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