KR19990059336A - Turbocharger efficiency increasing device - Google Patents

Abstract

본 발명은 터어보차아저에 관한 것으로서, 특히, 배기매니폴드(35)와 터어보차아저(10)의 제2터어빈(18) 사이에 설치된 일정한 공간을 갖는 부연소실(40)과; 상기 부연소실(40)내에 설치되고, 연료펌프(80)에서 부연료공급라인(84)을 통하여 연료를 공급하도록 연결되는 보조인젝터(44)와; 상기 보조인젝터(44)에서 공급 되는 연료와 더불어 배기매니폴드(35)로 배출되는 배기중의 불완전연료를 폭발시키는 부점화플러그(42)와; 상기 부점화플러그(42)의 점화시기 및 점화정도를 조절하도록 제어부(60)의 제어를 받는 점화콘트롤러(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 터어보차아저의 효율증대장치인 바, 불완전연소에 의한 배기가스의 연소를 촉진하며, 터어보차아저의 저속 성능을 향상시켜 엔진의 성능을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.The present invention relates to a turbocharger, and more particularly, a subcombustion chamber (40) having a predetermined space provided between the exhaust manifold (35) and the second turbine (18) of the turbocharger (10); An auxiliary injector 44 installed in the sub combustion chamber 40 and connected to supply fuel through the sub fuel supply line 84 in the fuel pump 80; A sub-ignition plug 42 which explodes incomplete fuel in the exhaust discharged to the exhaust manifold 35 together with the fuel supplied from the auxiliary injector 44; The efficiency increaser of the turbocharger is characterized in that it is composed of an ignition controller 50 controlled by the controller 60 to adjust the ignition timing and the degree of ignition of the sub-ignition plug 42, exhaust by incomplete combustion It is a very useful and effective invention that promotes the combustion of gas and improves the engine performance by improving the turbocharger's low speed performance.

Description

터어보차아저의 효율증대장치Turbocharger efficiency increasing device

본 발명은 자동차엔진의 터어보차아저에 관한 것으로, 특히, 보조연소실에서 유입되어 점화콘트롤러에 의하여 제어받는 부점화플러그로 부터 점화되어 폭발을 촉진하므로 불완전연소에 의한 배기가스의 연소를 촉진하며, 터어보차아저의 저속 성능을 향상시켜 엔진의 성능을 향상시키도록 하는 터어보차아저의 효율증대장치에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger of an automobile engine, and in particular, it promotes the combustion of the exhaust gas due to incomplete combustion since the explosion is caused by the ignition from the sub-ignition plug which is introduced from the auxiliary combustion chamber and controlled by the ignition controller. The present invention relates to a turbocharger's efficiency increasing device for improving the engine's performance by improving the turbocharger's low speed performance.

일반적으로, 터어보차아저는 엔진의 출력 증강과 배기효율을 좋게 하기 위한 과급기를 말하는 것으로서, 최신형의 소형 터어보과급기는 소형화되면서 관성도 적으며 저속 토오크의 증대도 가능하게 되어 자동차용으로 손쉽게 사용하고 있는 실정이고, 이 자동차용 과급기는 기관의 전회전 범위에 걸쳐 배출 압력이 균일하고, 효율이 높고 과급량에 대한 무게가 가벼워야 한다.In general, the turbocharger refers to a supercharger for improving the output of the engine and improving the exhaust efficiency. The latest miniature turbocharger has a small inertia while increasing the low speed torque and is easily used for automobiles. In this situation, the vehicle turbocharger must have a uniform discharge pressure, high efficiency and light weight for the supercharge over the entire rotation range of the engine.

이와 같이 일반적인 터어보차아저의 구성은 유입구에서 유입되는 공기를 터어빈을 사용하여 고압으로 압축하여 흡기매니폴드를 통하여 엔진의 실린더로 공급하여 폭발시키고, 이 폭발되면서 발생된 배기가스는 배기매니폴드를 통하여 터어보차아저의 또 다른 터어빈에 유입되어 터어빈을 돌리게 되므로 터어빈축을 회전시켜 엔진으로 유입되는 공기를 고압으로 압축시켜 재차 공급하는 과정을 반복하게 되는 것이다.Thus, the configuration of a general turbocharger compresses the air flowing from the inlet to a high pressure by using a turbine and supplies it to the cylinder of the engine through the intake manifold to explode. The exhaust gas generated during the explosion is exhausted through the exhaust manifold. Since the turbine is introduced into another turbine of the turbocharger to turn the turbine, the turbine shaft is rotated and the air flowing into the engine is compressed to a high pressure and then supplied again.

즉, 배기가스의 배기압력을 이용하여 터어빈을 돌려 유입되는 공기를 고압으로 실린더에 압축시켜 유입시키므로 엔진의 출력을 증강하도록 하는 엔진의 출력을 증대시키는 보조 장치인 것이다.That is, it is an auxiliary device that increases the output of the engine to increase the output of the engine because the compressed air flows into the cylinder by turning the turbine by using the exhaust pressure of the exhaust gas.

그런데, 상기한 바와 같이, 자동차용 터어보장치 특히, 디젤엔진용 터어보차아저는 엔진이 고속을 작동하는 고속작동구간에서만 실린더에서 폭발된 후에 배출되는 배기가스의 배출력이 크므로 터어보차아저의 역할이 제대로 이루어지지만 엔진이 저속으로 작동하는 저속작동구간에서는 실린더에서 폭발된 후에 배출되는 배기가스의 배출압력이 현저하게 약화되고, 터어빈 축의 마찰력등이 존재하여 터어보차아저가 제대로 역할을 하지 못하게 되어 배기가스의 불완전연소가 이루어질 뿐만아니라 엔진의 출력과 토오크 등이 현저하게 저하되는 등의 문제점이 있었다.However, as described above, the turbocharger for automobiles, particularly the turbocharger for diesel engines, has a large discharge power of the exhaust gas discharged from the cylinder only after the engine is exploded in the high-speed operating section in which the engine operates at high speed. In the low-speed operating section, where the engine works at a low speed, the exhaust pressure of the exhaust gas discharged after exploding from the cylinder is significantly weakened, and the friction force of the turbine shaft is present, which causes the turbocharger not to function properly. In addition to the incomplete combustion of the exhaust gas, there was a problem that the output and torque of the engine, such as significantly reduced.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 연료펌프에서 공급되는 연료를 부연료공급라인을 통하여 보조인젝터를 통하여 보조연소실에 공급하면서 실린더본체에서 폭발된 배기가스가 배기매니폴드를 통하여 보조연소실에서 유입되어 점화콘트롤러에 의하여 제어받는 부점화플러그로 부터 점화되어 폭발을 촉진하므로 불완전연소에 의한 배기가스의 연소를 촉진하며, 터어보차아저의 저속 성능을 향상시켜 엔진의 성능을 향상시키는 것이 목적이다.The present invention has been made in view of this point, the exhaust gas exploded from the cylinder body in the auxiliary combustion chamber through the exhaust manifold while supplying the fuel supplied from the fuel pump to the auxiliary combustion chamber through the auxiliary injector through the secondary fuel supply line The purpose of the present invention is to promote combustion of the exhaust gas by incomplete combustion since it is ignited by the incineration plug which is controlled by the ignition controller and promotes explosion, and improves the performance of the engine by improving the low speed performance of the turbocharger.

도 1은 본 발명에 따른 터어보차아저의 효율증대장치의 구성을 보인 도면. 도 2는 본 발명에 따른 터어보차아저의 효율증대장치의 작동 상태를 보인 도면.1 is a view showing the configuration of the turbocharger efficiency increasing apparatus according to the present invention. Figure 2 is a view showing an operating state of the efficiency increaser of the turbocharger according to the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing

10 : 터어보차아저 12 : 유입구10: turbocharger 12: inlet

14 : 제1터어빈 16 : 터어빈축14: first turbine 16: turbine shaft

18 : 제2터어빈 20 : 흡기매니폴드18: second turbine 20: intake manifold

30 : 실린더본체 35 : 배기매니폴드30 cylinder body 35 exhaust manifold

40 : 부연소실 42 : 부점화플러그40: subcombustion chamber 42: subignition plug

44 : 보조인젝터 50 : 점화콘트롤러44: auxiliary injector 50: ignition controller

60 : 제어부 70 : 조절밸브60: control unit 70: control valve

80 : 연료펌프 82 : 주연료공급라인80: fuel pump 82: main fuel supply line

84 : 부연료공급라인84: secondary fuel supply line

이러한 목적은 제1터어빈으로 공기를 고압으로 압축하여 흡기매니폴드를 통하여 실린더본체내부로 공급하고, 이 실린더본체내부에서 폭발된 배기가스를 배기매니폴드를 통하여 제2터어빈에서 고속회전시키는 터어보차아저에서, 상기 배기매니폴드와 터어보차아저의 제2터어빈 사이에 설치된 일정한 공간을 갖는 부연소실과; 상기 부연소실내에 설치되고, 연료펌프에서 부연료공급라인을 통하여 연료를 공급하도록 연결되는 보조인젝터와; 상기 보조인젝터에서 공급되는 연료와 더불어 배기매니폴드로 배출되는 배기중의 불완전연료를 폭발시키는 부점화플러그와; 상기 부점화플러그의 점화시기 및 점화정도를 조절하도록 제어부의 제어를 받는 점화콘트롤러로 구성된 터어보차아저의 효율증대장치를 제공함으로써 달성된다.The purpose is to pressurize the air to the first turbine at high pressure and supply it to the inside of the cylinder body through the intake manifold, and to rotate the exhaust gas exploded inside the cylinder body through the exhaust manifold at high speed in the second turbine. A subcombustion chamber having a constant space provided between the exhaust manifold and the second turbine of the turbocharger; An auxiliary injector installed in the subcombustion chamber and connected to supply fuel through a subfuel supply line from a fuel pump; A non-ignition plug that explodes incomplete fuel in the exhaust discharged to the exhaust manifold together with the fuel supplied from the auxiliary injector; It is achieved by providing an efficiency increasing device of a turbocharger composed of an ignition controller that is controlled by a control unit to adjust the ignition timing and ignition degree of the sub-ignition plug.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터어보차아저의 효율증대장치의 구성은 제1터어빈(14)으로 공기를 고압으로 압축하여 흡기매니폴드(20)를 통하여 실린더본체(30) 내부로 공급하고, 이 실린더본체(30) 내부에서 폭발된 배기가스를 배기매니폴드(35)를 통하여 제2터어빈(18)에서 고속회전시키는 터어보차아저(10)에서, 상기 배기매니폴드(35)와 터어보차아저(10)의 제2터어빈(18) 사이에 설치된 일정한 공간을 갖는 부연소실(40)과; 상기 부연소실(40)내에 설치되고, 연료펌프(80)에서 부연료공급라인(84)을 통하여 연료를 공급하도록 연결되는 보조인젝터(44)와; 상기 보조인젝터(44)에서 공급 되는 연료와 더불어 배기매니폴드(35)로 배출되는 배기중의 불완전연료를 폭발시키는 부점화플러그(42)와; 상기 부점화플러그(42)의 점화시기 및 점화정도를 조절하도록 제어부(60)의 제어를 받는 점화콘트롤러(50)로 구성된다.As shown in Figure 1 and 2, the configuration of the turbocharger efficiency increasing apparatus according to the present invention by compressing the air at a high pressure to the first turbine 14 through the intake manifold 20 through the cylinder body 30 In the turbocharger 10, which supplies the exhaust gas exploded inside the cylinder body 30 at high speed through the exhaust manifold 35 in the second turbine 18, the exhaust manifold. A sub-combustion chamber 40 having a predetermined space provided between the 35 and the second turbine 18 of the turbocharger 10; An auxiliary injector 44 installed in the sub combustion chamber 40 and connected to supply fuel through the sub fuel supply line 84 in the fuel pump 80; A sub-ignition plug 42 which explodes incomplete fuel in the exhaust discharged to the exhaust manifold 35 together with the fuel supplied from the auxiliary injector 44; The ignition controller 50 is controlled by the control unit 60 to adjust the ignition timing and the degree of ignition of the sub-ignition plug 42.

그리고, 상기 부연료공급라인(84)에는 실린더본체(30)로 연료를 공급하는 주연료공급라인(82)과 서로 교차하는 부분에 연료의 공급을 조절하는 조절밸브(70)가 설치되어 보조인젝터(44)로 분사되는 연료의 량을 조절하도록 한다.In addition, the auxiliary fuel supply line 84 is provided with a control valve 70 for controlling the supply of fuel to the intersection with the main fuel supply line 82 for supplying fuel to the cylinder body 30, the auxiliary injector Adjust the amount of fuel injected into (44).

또한, 상기 조절밸브(70)는 상기 제어부(60)의 제어를 받아서 저속구간에서조절밸브(70)를 개방하여 부연료공급라인(84)을 통하여 연료를 공급하도록 한다.In addition, the control valve 70 opens the control valve 70 in the low speed section under the control of the controller 60 to supply fuel through the sub-fuel supply line 84.

이하, 본 발명의 작용을 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명의 사용 상태를 일실시에 의하여 살펴 보게 되면, 본 발명에 따른 장치를 장착시킨 후에 터어보차아저(10)의 유입구(12)를 통하여 공기가 유입되다가 제1터어빈(14)의 회전력에 의하여 고압으로 압축되어 흡기매니폴드(20)를 통하여 실린더본체(30)의 내부에서 폭발하여 배기매니폴드(35)를 거쳐 부연소실(40)에 유입되어진다.First, when the use state of the present invention is examined by one embodiment, air is introduced through the inlet 12 of the turbocharger 10 after the device according to the present invention is mounted, and then the first turbine 14 is opened. Compressed to a high pressure by the rotational force is exploded in the cylinder body 30 through the intake manifold 20 and flows into the sub-combustion chamber 40 via the exhaust manifold 35.

이때, 고속으로 엔진이 회전하는 고속회전구간에서는 보조인젝터(44)와 부범화플러그(42)가 작동하지 않으므로 배기가스는 제2터어빈(18)을 고속으로 회전시키면서 터어빈축(16)을 통하여 제1터어빈(14)을 강제적으로 회전시키면서 배출구를 통하여 배출 되어진다.At this time, since the auxiliary injector 44 and the sub-plug 42 do not operate in the high speed rotation section in which the engine rotates at high speed, the exhaust gas is formed through the turbine shaft 16 while rotating the second turbine 18 at high speed. 1 Turbine 14 is forcibly rotated and discharged through the outlet.

한편, 엔진의 저속회전구간에서는 엔진의 회전수를 제어부(60)에서 감지하여 조절밸브(70)를 개방하여 부연료공급라인(84)을 통하여 보조인젝터(44)로 연료를 공급하도록 하고, 제어부(60)는 점화콘트롤러(50)를 작동하여 부점화플러그(42)를 작동하여 보조인젝터(44)에서 분사되는 연료와 더불어 배기매니폴드(35)를 통하여 배출되는 배기가스중에 있는 불완전연료를 동시에 폭발시키면서 완전연소화시키고, 배기가스의 폭발력을 증대시키도록 한다.Meanwhile, in the low speed rotation section of the engine, the engine speed is sensed by the controller 60 to open the control valve 70 to supply fuel to the auxiliary injector 44 through the sub fuel supply line 84, and the controller. 60 operates the ignition controller 50 to operate the sub-ignition plug 42 to simultaneously discharge the incomplete fuel in the exhaust gas discharged through the exhaust manifold 35 together with the fuel injected from the auxiliary injector 44. While exploding, it burns completely and increases the explosive power of the exhaust gas.

이와 같이, 저속회전구간임에도 불구하고, 배기가스의 배출압력이 증대하므로 제2터어빈(18)의 회전력을 증대시키고, 터어빈축(16)의 회전력을 향상시켜 제1터어빈(14)의 회전을 촉진하여 흡기를 고속으로 흡기매니폴드(20)로 공급하므로 저속회전구간에서도 엔진의 출력과 토오크를 향상시키도록 한다.As described above, despite the low speed rotation section, the exhaust pressure of the exhaust gas increases, thereby increasing the rotational force of the second turbine 18 and improving the rotational force of the turbine shaft 16 to promote rotation of the first turbine 14. By supplying the intake air to the intake manifold 20 at a high speed to improve the output and torque of the engine even in the low speed rotation section.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 터어보차아저의 효율증대장치를 사용하게 되면, 연료펌프에서 공급되는 연료를 부연료공급라인을 통하여 보조인젝터를 통하여 보조연소실에 공급하면서 실린더본체에서 폭발된 배기가스가 배기매니폴드를 통하여 보조연소실에서 유입되어 점화콘트롤러에 의하여 제어받는 부점화플러그로 부터 점화되어 폭발을 촉진하므로 불완전연소에 의한 배기가스의 연소를 촉진하며, 터어보차아저의 저속 성능을 향상시켜 엔진의 출력과 토오크를 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명인 것이다.Therefore, when using the turbocharger efficiency increasing apparatus according to the present invention as described above, while the fuel supplied from the fuel pump is supplied to the auxiliary combustion chamber through the auxiliary injector through the auxiliary fuel supply line to the exhaust chamber exhausted from the cylinder body The gas flows from the auxiliary combustion chamber through the exhaust manifold and is ignited by the sub-ignition plug controlled by the ignition controller to promote explosion, thereby promoting the combustion of exhaust gas by incomplete combustion and improving the low speed performance of the turbocharger. It is a very useful and effective invention to improve the power and torque of the engine.

Claims (3)

제1터어빈(14)으로 공기를 고압으로 압축하여 흡기매니폴드(20)를 통하여 실린더본체(30)내부로 공급하고, 이 실린더본체(30)내부에서 폭발된 배기가스를 배기매니폴드(35)를 통하여 제2터어빈(18)에서 고속회전시키는 터어보차아저(10)에 있어서,The first turbine 14 compresses the air at high pressure to supply the inside of the cylinder body 30 through the intake manifold 20 and exhaust gas exploded in the cylinder body 30 to the exhaust manifold 35. In the turbocharger 10 to rotate at a high speed in the second turbine (18) through, 상기 배기매니폴드(35)와 터어보차아저(10)의 제2터어빈(18) 사이에 설치된 일정한 공간을 갖는 부연소실(40)과;A subcombustion chamber 40 having a predetermined space provided between the exhaust manifold 35 and the second turbine 18 of the turbocharger 10; 상기 부연소실(40)내에 설치되고, 연료펌프(80)에서 부연료공급라인(84)을 통하여 연료를 공급하도록 연결되는 보조인젝터(44)와;An auxiliary injector 44 installed in the sub combustion chamber 40 and connected to supply fuel through the sub fuel supply line 84 in the fuel pump 80; 상기 보조인젝터(44)에서 공급 되는 연료와 더불어 배기매니폴드(35)로 배출되는 배기중의 불완전연료를 폭발시키는 부점화플러그(42)와;A sub-ignition plug 42 which explodes incomplete fuel in the exhaust discharged to the exhaust manifold 35 together with the fuel supplied from the auxiliary injector 44; 상기 부점화플러그(42)의 점화시기 및 점화정도를 조절하도록 제어부(60)의 제어를 받는 점화콘트롤러(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 터어보차아저의 효율증대장치.The efficiency increaser of the turbocharger, characterized in that consisting of an ignition controller (50) under the control of the control unit 60 to adjust the ignition timing and the degree of ignition of the sub-ignition plug (42). 제 1 항에 있어서, 상기 부연료공급라인(84)에는 실린더본체(30)로 연료를 공급하는 주연연료공급라인(82)과 서로 교차하는 부분에 연료의 공급을 조절하는 조절밸브(70)가 설치되는 것을 특징으로 하는 터어보차아저의 효율증대장치.According to claim 1, wherein the secondary fuel supply line 84 is provided with a control valve 70 for controlling the supply of fuel to the intersection with the main fuel supply line 82 for supplying fuel to the cylinder body 30 Turbocharger efficiency increase device, characterized in that the installation. 제 2 항에 있어서, 상기 조절밸브(70)는 상기 제어부(60)의 제어를 받는 것을 특징으로 하는 터어보차아저의 효율증대장치.The efficiency increasing apparatus of the turbocharger according to claim 2, wherein the control valve (70) is controlled by the control unit (60).