KR19980035220A - 터보 랙 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보 차저(Turbo Charger)에서의 터보 랙(Turbo Rag) 방지장치에 대한 것이다. 즉 본 발명은 컴프레서를 우회하여 흡기관과 공급관을 직접 연결되도록 한 바이패스관과, 흡입부압에 의해 내부의 다이아프램을 작동시켜 상기 바이패스관을 개폐시키도록 하는 진공 밸브와, 상기 진공 밸브로 공급되는 흡입부압을 전자적으로 단속시키도록 하는 솔레노이드 밸브 및, 상기 솔레노이드 밸브를 차속과 엔진 회전수에 따라 작동이 제어될 수 있도록 하는 전자 제어 장치로 이루어지도록 하므로서 엔진 회전수와 차속에 따라 전자적인 제어에 의해서 아이들시 바이패스관(10)을 개방시켜 다량의 흡입공기가 컴프레서를 거치지 않고 바로 실린더로 공급되면서 발진시의 터보 랙 발생을 방지시키는 동시에 가속 응답성을 향상시키고, 배기가스 배출량을 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 하는 구조이다

Description

터보 랙 방지장치

본 발명은 터보 차저(Turbo Charger)에서의 터보 랙(Turbo Rag) 방지장치에 대한 것이다.

잘 알려진 바와같이 터보 차저는 일종의 송풍장치로서 배기가스의 유동 에너지를 이용하여 터빈을 회전시키게 되면 이것과 동시에 회전하게 되는 컴프레서에 의해 외부로부터 공기를 강제 흡입시킨 후 가압하여 실린더에 공급되도록 하는 것이다. 즉 도 3 에서 보는바와 같이 터빈(1)과 컴프레서(2)가 회전체로서 1개의 회전축(3) 양단에 장착되어 배기가스의 유동 에너지에 의해 터빈(1)을 회전시키게 되면 컴프레서(2)가 동시에 회전하면서 흡기관(4)을 통해 흡입되는 공기를 가압하여 스로틀 바디, 서지탱크, 흡기 매니폴드를 통해 실린더내로 공급될 수 있도록 하는 것이다.

하지만 상기와 같은 과급구조는 아이들상태에서 발진을 하게 되면 엔진 회전수만 상승되면서 일단 가속 반응이 늦게 일어나는 터보 랙 현상을 유발한다. 즉 아이들시의 낮은 과급압에 의해 터빈(1) 회전력이 낮게 형성되면서 컴프레서(2) 구동력이 적어져 적정한 공기 압축력이 형성되지 못하게 되므로 이때 가속 페달을 밟아 발진을 하게 되면 스로틀 밸브(10)가 열려지면서 바로 가속응답이 이루어지지 못하고 일단 스로틀 밸브(10)가 열려지면서 공급되는 공기에 의해 연소실에서 연소된 배출가스가 터빈(1)을 회전시켜 컴프레서(2)에 의해 충분한 압력의 흡기를 형성시키기까지는 얼마간의 지연 시간이 필요로 된다.

따라서 운전자가 가속 페달을 밟아 발진을 시도하더라도 차량은 머뭇거리면서 스텀블(Stumble)을 발생시키게 되며, 이러한 엔진 부조이후 일정 시간이 지난뒤에야 출발을 할 수가 있게 되므로 발진 응답성이 좋지 못할 뿐만 아니라 연료의 소비가 많게 되는 문제점이 있게 된다.

이에 상기한 문제점을 시정 보완시키기 위해 본 발명은 흡기계통에 컴프레서를 우회하는 바이패스관을 형성하고, 상기 바이패스관은 전자적인 제어에 의해서 아이들 상태에서 발진시 열려지면서 컴프레서를 통하지 않고 바로 엔진으로 흡입공기가 공급되면서 가속 응답성이 향상되도록 하여 엔진 출력을 증강시키는 동시에 연료 소비를 저감하고, 배기가스의 생성이 대폭 감소될 수 있도록 하는 터보 랙 방지장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은

컴프레서를 우회하여 흡기관과 공급관을 직접 연결되도록 하는 바이패스관과,

흡입부압에 의해 내부의 다이아프램을 작동시켜 상기 바이패스관을 개폐시키도록 하는 진공 밸브와,

상기 진공 밸브로 공급되는 흡입부압을 전자적으로 단속시키도록 하는 솔레노이드 밸브 및,

상기 솔레노이드 밸브를 차속과 엔진 회전수에 따라 작동이 제어될 수 있도록 하는 전자 제어 장치로서 이루어지도록 하는 구성이 특징이다.

도 1 은 본 발명에 따른 일실시예 구조도

도 2 는 본 발명에 따른 제어선도

도 3 은 종래의 터보 차저의 구조도

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 터빈 2 : 컴프레서

4 : 흡기관 5 : 공급관

6 : 배기관 11 : 바이패스관

12 : 진공 밸브 13 : 솔레노이드 밸브

14 : 전자 제어 장치(Electronic Control Unit)

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 일실시예 구조를 도시한 것으로서, 본 발명은 일정 차속과 엔진 회전수에서 솔레노이드 밸브(13)를 작동시켜 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압이 제어되도록 하므로서 바이패스관(11)을 통해 흡입 공기의 공급이 단속되도록 하는 구조이다.

상기의 바이패스관(11)은 흡기계통의 흡기관(4)과 공급관(5)을 컴프레서(2)를 거치지 않고 우회하여 흡입 공기가 바로 실린더로 공급될 수 있도록 하는 흡기통로이다.

그리고 상기 진공 밸브(12)는 피스톤(12A)과 스프링(12B)과 다이아프램(12C)으로 구성되어 스프링(12B)측으로는 스로틀 밸브(10) 직후방으로부터 흡입부압이 유도되도록 하며, 상기의 흡입부압에 의해 다이아프램(12C)이 작동하면서 피스톤(12A)을 연동시켜 상기 바이패스관(11)을 개폐시키도록 하는 흡기 제어 밸브이다.

또한 상기 솔레노이드 밸브(13)는 상기 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압을 항상 차속과 엔진 회전수를 체크하는 전자 제어 장치(14, Electronic Control Unit, 이하 ECU로 약칭함)에 의해서 단속되도록 하는 흡입부압 단속수단이다.

한편 상기의 솔레노이드 밸브(13)는 ECU(14)에 의해서 단순한 온/오프작용으로 흡입부압 통로를 단속하는 구성으로도 할 수가 있고, 이를 보다 정밀하게 제어되도록 하기 위해서 도 2 에서와 같이 엔진 회전수와 차속에 따른 듀티 제어(Duty Control)도 가능하다.

도면 중 미설명부호 7은 배출관이고, 8은 웨이스트관(Waste Pipe)이며, 9는 배기관(6)에 과도한 배기압 형성시 배기압의 일부를 흡입 부압에 따라 상기 웨이스트관(8)을 통해 배출관(7)으로 바로 배출시켜 지나친 과급압 형성이 방지될 수 있도록 하는 웨이스트 게이트 밸브(Waste Gate Valve)이다.

상기한 구조에 따라 흡입부압이 낮게 형성되는 아이들시에는 ECU(14)에 의해서 솔레노이드 밸브(13)가 진공 밸브(12)로 유도되는 흡입부압 통로를 개방시키게 되므로 상기 진공 밸브(12)로는 흡입부압이 공급되면서 진공 밸브(12)의 피스톤(12A)을 작동시켜 바이패스관(11)을 개방시키게 되므로 흡기관(4)을 통해 유도되는 흡입 공기는 컴프레서(2)를 거치지 않고 바로 공급관(5)을 통해 스로틀 밸브(10)측으로 공급이 되므로서 발진시 스로틀 밸브(10)의 열림량에 따라 다량의 흡입공기가 실린더로 유입되면서 충분한 연소력을 발휘할 수가 있게 된다.

이렇게 연소력이 향상되면 바로 발진이 이루어지면서 터보 랙 발생을 방지시킬 수가 있게 된다.

한편 상기와 같은 연소력 향상으로 차속과 엔진 회전수가 ECU(14)에 설정된 값보다 커지게 되면 상기 ECU(14)에서는 그 즉시 솔레노이드 밸브(13)를 작동시켜 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압이 차단되도록 하므로서 상기 진공 밸브(12)에서는 스프링(12B)의 탄력으로 피스톤(12A)을 밀어내 바이패스관(11)을 폐쇄시키게 되므로 더 이상 바이패스관(11)을 통한 흡기는 중지시키게 된다.

이와같은 작용에 의해 흡기관(4)을 통해 유도되는 흡입공기가 바이패스되지 않고 전적으로 이전에 공급된 흡입공기에 의해 증강된 배기력으로 터빈(1)을 회전시켜 컴프레서(2)에 의해 충분한 압축 공기를 생성시키므로서 정상적인 과급작용을 수행시키게 된다.

그러므로 이상과 같은 본 발명에 의해 배기가스의 유동 에너지가 지나치게 적게 형성되는 아이들 상태에서의 발진시 전자적인 제어에 의해서 흡기관(4)으로 유도되는 흡입 공기를 바이패스관(10)을 통해 컴프레서(2)를 거치지 않고 바로 공급관(5)으로 공급이 될 수 있도록 하므로서 공기 부족에 따른 엔진 부조와 같은 터보 랙을 방지시킬 수 있도록 하며, 특히 적절한 흡기에 따른 발진시의 응답성을 향상시키면서 조기 과급 효율을 꾀할 수가 있게 되어 엔진 출력을 대폭적으로 향상시키게 되는 동시에 배기가스의 배출량을 저감시킬 수가 있도록 하는 효과가 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 컴프레서(2)를 우회하여 흡기관(4)과 공급관(5)을 직접 연결되도록 하는 바이패스관(11)과;

   흡입부압에 의해 내부의 다이아프램(12C)을 작동시켜 상기 바이패스관(11)을 개폐시키도록 하는 진공 밸브(12)와;

   상기 진공 밸브(12)로 공급되는 흡입부압을 전자적으로 단속시키도록 하는 솔레노이드 밸브(13) 및;

   상기 솔레노이드 밸브(13)를 차속과 엔진 회전수에 따라 작동이 제어될 수 있도록 하는 전자 제어 장치(14)와;

   로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 터보 랙 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 진공 밸브(12)는 피스톤(12A)과 스프링(12B)과 다이아프램(12C)으로 구성되어 스프링(11B)측으로는 스로틀 밸브(10) 직후방으로부터 흡입부압이 유도되도록 하며, 상기의 흡입부압에 의한 다이아프램(12C)의 작동에 의해 피스톤(12A)을 연동시켜 상기 바이패스관(11)이 개폐되도록 하는 구성임을 특징으로 하는 터보 랙 방지장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브(13)는 차속과 엔진 회전수에 따른 전자 제어 장치(14)의 온/오프작용에 의해 상기 진공 밸브(12)로의 흡입부압 공급이 단속되도록 하는 구성임을 특징으로 하는 터보 랙 방지장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브(13)는 차속과 엔진 회전수에 따라 전자 제어 장치(14)에 의해 듀티 제어되도록 하는 구성임을 특징으로 하는 터보 랙 방지장치.