KR20090064036A

KR20090064036A - 알씨씨형 터보차져

Info

Publication number: KR20090064036A
Application number: KR1020070131593A
Authority: KR
Inventors: 진영수
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-06-18

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예는 중심부에 회전축이 회전 가능하게 지지되는 본체와, 상기 회전축의 일측 단부에 설치되는 블로워와, 상기 회전축의 다른 일측 단부에 설치되는 터어빈과, 공기 흡입부 및 공기 유출부를 가지고 상기 블로워를 감싸면서 상기 본체의 일측 단부에 연결되게 설치되는 블로워 케이스와, 배기가스 유입부 및 배기가스 유출부를 가지고 상기 터어빈을 감싸면서 상기 본체의 다른 일측 단부에 연결되게 설치되는 터어빈 케이스를 포함하며, 상기 공기 흡입부는 서로 일체로 연결된 아웃터 월(outter wall) 및 인너 월(inner wall)로서 이루어지며, 상기 인너 월에는 슬릿이 형성되고, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면이 복수의 리브들을 통해 연결되며, 상기 아웃터 월의 내주면에 소음 저감유닛이 고정되게 설치되는 알씨씨형 터보차져를 제공한다.

RCC, 터보차져, 소음, 저감

Description

알씨씨형 터보차져 {NOISE REDUCTION DEVICE FOR RCC TURBO CHARGER}

본 발명의 예시적인 실시예는 자동차의 터보차져에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알씨씨(Re-Cycling Compressor)형 터보차져(turbo charger)의 소음 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디젤 연료를 사용하는 자동차의 엔진에는 배기가스의 압력을 이용하여 많은 양의 공기가 실린더로 흡입되도록 함으로써 디젤 엔진의 출력을 향상시킬 수 있는 터보차져(turbo chager)가 장착된다.

이러한 터보차져는 도 3 및 도 4를 참조하면, 중심부에 회전축(111)이 회전 가능하게 결합된 본체(110)를 구비한다. 회전축(111)의 양단에는 각각 블로워(120)와 터어빈(130)이 연결되게 설치된다.

상기 블로워(120)와 터어빈(130)은 각각 흡입 공기 및 배기가스가 유입 및 유출되는 통로를 가지면서 블로워 케이스(140)와 터어빈 케이스(160)에 의해 감싸도록 구성된다.

여기서, 블로워 케이스(140)의 일측에는 에어 덕트에서 공급되는 공기가 유입되는 공기 흡입부(141)를 형성하고 있으며, 상측에는 블로워(120)의 회전에 의해 가압된 공기를 흡기 매니폴드 측으로 유도하기 위한 공기 유출부(151)를 형성하고 있다.

또한 블로워(120)는 라지(121: large blade)와 스몰 블레이드(122: small blade)의 이중 블레이드로서 구성된다.

한편, 최근에 제작되고 있는 RCC(Re-Cycling Compressor)형 터보차져에서는 블로워 케이스(140)의 공기 흡입부(141)가 이중으로 형성되는데, 그 공기 흡입부(141)는 서로 일체로 연결된 원형 파이프 타입의 아웃터 월(143: outter wall)과 인너 월(144: inner wall)로서 이루어진다.

이 경우 상기 인너 월(144)에는 흡입 공기의 일부를 블로워(120)의 스몰 블레이드(122)로 유도하여 그 흡입 공기가 더욱 강하게 흡입되도록 하는 링 형태의 슬릿(145)이 형성된다.

그리고 아웃터 월(143)의 내주면과 인너 월(144)의 외주면은 복수의 리브들(146)을 통해 연결된다. 이는 블로워 케이스(140)로 흡입되는 공기가 라지 블로워(121)의 측면으로 공급되도록 하여 블로워(120)의 회전력을 향상시키기 위한 것이다.

또한, 터어빈 케이스(160)의 일측에는 연소실에서 방출되는 배기가스가 그 케이스의 내부로 유입되도록 유도하는 배기가스 유입부(161)가 형성되며, 그 케이스의 상측으로는 터어빈(130)을 회전시킨 배기가스를 배기라인 측으로 유도하기 위한 배기가스 유출부(162)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 터보차져는 연소실의 배기관을 통하여 대기 중으로 버 려지는 배기가스의 압력을 이용하여 터어빈(130)을 회전시키고, 그 터어빈(130)과 동일 축선상에 연결된 블로워(120)가 흡기관을 통하여 유입되는 공기를 과급시켜 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 강제 공급토록 한다.

그런데, 종래 기술에 따른 알씨씨형 터보차져는 공기 흡입부(141)를 통해 블로워(120)로 흡입 공기가 유입되는 과정에서, 그 흡입 공기가 블로워(120)의 블레이드(121, 122)에 부딪히면서 BPF(Blade Passing Frequency) 소음이 발생하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 종래에서는 인너 월(144)의 슬릿(145)을 통하여 재순환된 흡입 공기가 블로워(120)의 라지 블레이드(121) 전면에 부딪히며 발생하는 서지(surge) 소음, 및 흡입 공기의 재순환 없이 슬릿(145)을 통하여 스몰 블레이드(122)에 부딪히며 발생하는 초크(chok) 소음이 발생하게 된다.

이러한 소음은 엔진을 통해 차실내로 전달되면서 운전자의 승차감에 영향을 미치게 되는 요인으로서 작용한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 흡입 공기가 블로워의 블레이드에 부딪히면서 발생되는 BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 저감시킬 수 있도록 하는 알씨씨형 터보차져를 제공한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져는, 중심부에 회전축이 회전 가능하게 지지되는 본체와, 상기 회전축의 일측 단부에 설치되는 블로워와, 상기 회전축의 다른 일측 단부에 설치되는 터어빈과, 공기 흡입부 및 공기 유출부를 가지고 상기 블로워를 감싸면서 상기 본체의 일측 단부에 연결되게 설치되는 블로워 케이스와, 배기가스 유입부 및 배기가스 유출부를 가지고 상기 터어빈을 감싸면서 상기 본체의 다른 일측 단부에 연결되게 설치되는 터어빈 케이스를 포함하며, 상기 공기 흡입부는 서로 일체로 연결된 아웃터 월(outter wall) 및 인너 월(inner wall)로서 이루어지며, 상기 인너 월에는 슬릿이 형성되고, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면이 복수의 리브들을 통해 연결되며, 상기 아웃터 월의 내주면에 소음 저감유닛이 고정되게 설치된다.

상기 알씨씨형 터보차져에 있어서, 상기 소음 저감유닛은 외주면에 장착홈이 형성되는 링 형태의 커버 몸체를 구비하고, 상기 커버 몸체의 내주면에 상기 인너 월을 향하여 내경이 점차 작아지는 라운드 형태의 경사부를 형성할 수 있다.

상기 알씨씨형 터보차져에 있어서, 상기 커버 몸체는 상기 인너 월의 개방 단부와 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 인너 월에 대응하는 개방부가 상기 인너 월의 내경에 상응하는 직경으로서 형성될 수 있다.

상기 알씨씨형 터보차져에 있어서, 상기 커버 몸체는 상기 경사부에 연장되면서 상기 아웃터 월과 인너 월 사이의 공간에 대응하는 상기 개방부의 가장자리면과 라운드 형태로 연결되어 상기 인너 월의 내부를 향하는 연장부를 더욱 형성할 수도 있다.

상기 알씨씨형 터보차져에 있어서, 상기 커버 몸체는 볼트를 통해 상기 아웃터 월에 고정되게 설치될 수 있다.

상기 알씨씨형 터보차져에 있어서, 상기 슬릿은 상기 인너 월에 링 형태로서 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 공기 흡입부의 아웃터 월에 소음 저감유닛을 구성함에 따라, 인너 월의 슬릿을 통하여 재순환된 흡입 공기가 블로워의 라지 블레이드 전면에 부딪히며 발생하는 서지(surge) 소음, 및 흡입 공기의 재순환 없이 슬릿을 통하여 스몰 블레이드에 부딪히며 발생하는 초크(chok) 소음을 저감시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 예시적인 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 예시적인 실시예에 반드시 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져를 도시한 단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 알씨씨형 터보차져(100)는 흡입 공기가 블로워의 블레이드에 부딪히며 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이러한 알씨씨형 터보차져의 소음 저감장치(100)는 기본적으로, 본체(10)와, 블로워(20)와, 터어빈(30)과, 블로워 케이스(40)와, 터어빈 케이스(60)를 포함한다.

상기 본체(10)는 이의 중심부에 회전축(11)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 경우 상기 회전축(11)은 이의 양단부에 결합되는 베어링(13)을 통해 본체(10)에 회전 가능하게 지지된다.

상기 블로워(20)(당 업계에서는 통상적으로 "임펠러(impellar)"라고 한다)는 흡기관을 통하여 유입되는 공기에 의해 회전되며, 그 공기를 과급시켜 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 강제 공급하기 위한 것으로서, 회전축(11)의 일측 단부에 연결되게 설치된다.

이러한 블로워(20)는 라지(21: large blade)와 스몰 블레이드(22: small blade)의 이중 블레이드로서 구성된다.

상기 터어빈(30)은 엔진에서 배출되는 배기 가스의 압력에 의해 회전되는 것 으로서, 회전축(11)의 다른 일측 단부에 연결되게 설치된다.

상기 블로워 케이스(40)는 블로워(20)를 감싸면서 본체(10)의 일측에 연결되게 설치된다.

이러한 블로워 케이스(40)에는 공기가 유입되는 공기 흡입부(41)와, 블로워(20)의 회전에 의해 가압된 공기를 흡기 매니폴드 측으로 유도하기 위한 공기 유출부(51)를 형성하고 있다.

상기 터어빈 케이스(60)는 터어빈(30)을 감싸면서 본체(10)의 다른 일측에 연결되게 설치된다.

이러한 터어빈 케이스(60)에는 엔진에서 배출되는 배기 가스가 유입되는 배기가스 유입부(61)와, 터어빈(30)을 회전시킨 배기가스를 배출시키기 위한 배기가스 유출부(62)를 형성하고 있다.

상기에서, 공기 흡입부(41)는 서로 일체로 연결된 원형 파이프 타입의 아웃터 월(43: outter wall)과 인너 월(44: inner wall)로서 이루어진다.

이 경우 상기 인너 월(44)에는 흡입 공기의 일부를 블로워(20)의 스몰 블레이드(22)로 유도하여 그 흡입 공기가 더욱 강하게 흡입되도록 하는 링 형태의 슬릿(45)이 형성된다.

그리고 상기 아웃터 월(43)의 내주면과 인너 월(44)의 외주면은 복수의 리브들(46)을 통해 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 알씨씨형 터보차져(100)에 있어, 상기 공기 흡입부(41)에는 흡입 공기가 블로워(20)의 블레이드(21, 22)에 부딪히며 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 소음 저감유닛(90)이 제공된다.

본 실시예에서, 상기 소음 저감유닛(90)은 도 1 및 도 2에서와 같이, 아웃터 월(43)의 내주면에 볼트(81)를 통해 고정되게 설치되는 링 형태의 커버 몸체(91)를 포함한다.

상기 커버 몸체(91)의 외주면에는 그 커버 몸체(91)를 아웃터 월(43)의 내주면에 장착하기 위한 장착홈(93)을 형성하고 있다.

그리고 커버 몸체(91)의 내주면에는 인너 월(44)을 향하여 내경이 점차 작아지는 라운드 형태의 경사부(95)를 형성하고 있다.

이러한 커버 몸체(91)는 인너 월(44)의 개방 단부와 일정 간격 이격되게 배치되며, 인너 월(44)에 대응하는 개방부(96)가 그 인너 월(44)의 내경에 상응하는 직경으로서 형성된다.

이에 더하여, 상기 커버 몸체(91)는 경사부(95)에 연장되면서 아웃터 월(43)과 인너 월(44) 사이의 공간에 대응하는 개방부(96)의 가장자리면과 라운드 형태로 연결되어 그 인너 월(44)의 내부를 향하는 연장부(98)를 더욱 형성하고 있다.

이로써, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 알씨씨형 터보차져(100)에 의하면, 흡입 공기부(41)로 흡입되는 흡입 공기는 아웃터 월(43)과 인너 월(44)을 통해 블로워(20)로 유입되고, 그 흡입 공기의 일부는 슬릿(45)을 통해 인너 월(44) 쪽으로 재순환되거나 인너 월(44) 쪽으로의 재순환 없이 블로워(20)로 유입된다.

이 과정에서, 본 실시예서는 공기 흡입부(41)의 아웃터 월(43)에 소음 저감 유닛(90)을 구성함에 따라, 흡입 공기의 유동시 발생되는 BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 저감시킬 수 있게 된다.

즉, 본 실시예에서는 인너 월(44)의 슬릿(45)을 통하여 재순환된 흡입 공기가 블로워(20)의 라지 블레이드(21) 전면에 부딪히며 발생하는 서지(surge) 소음, 및 흡입 공기의 재순환 없이 슬릿(45)을 통하여 스몰 블레이드(22)에 부딪히며 발생하는 초크(chok) 소음을 상기 소음 저감유닛(90)의 커버 몸체(91)를 통해 저감시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 서지 소음는 커버 몸체(91)의 경사부(95)에 의해 그 소음 강도가 저감되며, 상기 초크 소음는 커버 몸체(91)의 연장부(98)에 의해 그 소음 강도가 저감될 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 2는 도 1에 도시된 소음 저감유닛 부위를 나타내 보인 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 알씨씨형 터보차져를 도시한 단면 구성도이다.

도 4는 도 3에 도시된 블로워 케이스 부위를 나타내 보인 부분 절개 사시도이다.

Claims

중심부에 회전축이 회전 가능하게 지지되는 본체;

상기 회전축의 일측 단부에 설치되는 블로워;

상기 회전축의 다른 일측 단부에 설치되는 터어빈;

공기 흡입부 및 공기 유출부를 가지고 상기 블로워를 감싸면서 상기 본체의 일측 단부에 연결되게 설치되는 블로워 케이스; 및

배기가스 유입부 및 배기가스 유출부를 가지고 상기 터어빈을 감싸면서 상기 본체의 다른 일측 단부에 연결되게 설치되는 터어빈 케이스

를 포함하며,

상기 공기 흡입부는,

서로 일체로 연결된 아웃터 월(outter wall) 및 인너 월(inner wall)로서 이루어지며, 상기 인너 월에는 슬릿이 형성되고, 상기 아웃터 월의 내주면과 상기 인너 월의 외주면이 복수의 리브들을 통해 연결되며, 상기 아웃터 월의 내주면에 소음 저감유닛이 고정되게 설치되는 알씨씨형 터보차져.
제1 항에 있어서,

상기 소음 저감유닛은,

외주면에 장착홈이 형성되는 링 형태의 커버 몸체를 구비하고, 상기 커버 몸체의 내주면에 상기 인너 월을 향하여 내경이 점차 작아지는 라운드 형태의 경사부 를 형성하는 알씨씨형 터보차져.
제2 항에 있어서,

상기 커버 몸체는 상기 인너 월의 개방 단부와 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 인너 월에 대응하는 개방부가 상기 인너 월의 내경에 상응하는 직경으로서 형성되는 알씨씨형 터보차져.
제4 항에 있어서,

상기 커버 몸체는 상기 경사부에 연장되면서 상기 아웃터 월과 인너 월 사이의 공간에 대응하는 상기 개방부의 가장자리면과 라운드 형태로 연결되어 상기 인너 월의 내부를 향하는 연장부를 더욱 형성하는 알씨씨형 터보차져.
제1 항에 있어서,

상기 커버 몸체는 볼트를 통해 상기 아웃터 월에 고정되게 설치되는 알씨씨형 터보차져.
제1 항에 있어서,

상기 슬릿은 상기 인너 월에 링 형태로서 형성되는 알씨씨형 터보차져.