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KR20080090320A - 병렬 터보차저 시스템 - Google Patents

병렬 터보차저 시스템 Download PDF

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KR20080090320A
KR20080090320A KR1020080030763A KR20080030763A KR20080090320A KR 20080090320 A KR20080090320 A KR 20080090320A KR 1020080030763 A KR1020080030763 A KR 1020080030763A KR 20080030763 A KR20080030763 A KR 20080030763A KR 20080090320 A KR20080090320 A KR 20080090320A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbocharger
sub
main
engine
exhaust manifold
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020080030763A
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English (en)
Inventor
윤성일
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Publication of KR20080090320A publication Critical patent/KR20080090320A/ko
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    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
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Abstract

본 발명은 병렬 터보차저 시스템에 관한 것으로, 전자식 액추에이터가 구비된 대용량의 용량 가변형 터보차저(Variable Geometric Turbo-charger, VGT)로서, 에어 클리너(10)와 엔진(20)의 일측 배기 매니폴드(30)에 연통되도록 상기 엔진(20)의 일측에 설치되는 메인 터보차저(50); 상기 메인 터보차저(60)보다 소용량의 풀 플로팅(Full floating) 터보차저로서, 상기 에어 클리너(10)와 엔진(20)의 타측 배기 매니폴드(40)에 연통되도록 상기 엔진(20)의 타측에 설치되는 서브 터보차저(60); 상기 메인 터보차저(50)에 배기 가스를 보내는 메인측 배기 매니폴드(30); 상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내는 서브측 배기 매니폴드(40); 및 일단이 상기 메인측 배기 매니폴드(30)에 연결되고 타단이 상기 서브측 배기 매니폴드(40)에 연결 설치되며, 상기 피스톤 밸브(42)가 상기 서브측 배기 매니폴드(40)를 폐쇄한 상태에서 배기 가스가 상기 메인 터보차저(50)로 공급되도록 하는 바이패스 배관(70)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
병렬 터보차저, 바이패스 배관, 피스톤 밸브, 메인 터보차저, VGT, 서브 터보차저, 풀 플로팅

Description

병렬 터보차저 시스템{System for parallel turbo-charger}
본 발명은 병렬 터보차저 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중저속 및 고속 운전 영역에서 각각 다르게 작동되어 작동 효율이 향상된 V8 디젤 엔진의 병렬 터보차저 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 V8 디젤 엔진의 경우 좌우에 각각 두 개의 터보차저를 장착하고, 독립적으로 배기가스를 이용하여 흡입 공기를 압축함으로써 엔진 성능을 향상시키도록 하고 있다.
그러나 이러한 종래의 트윈 터보차저 시스템은 비출력/비토크의 한계에 의한 엔진 성능의 제한 및 배출가스 저감을 위해 필요한 높은 에너지율의 제한 등과 같은 한계가 있고, 독립적인 흡배기 시스템으로 인해 엔진 제어 부품의 개수가 좌우 각각 두 개씩 필요해 비용이 상승하는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 두 개의 터보차저를 직렬로 연결함으로써 배기가스가 각각의 터보차저에 순차적으로 유입되는 방식을 사용하고 있다.
그러나 이러한 종래의 직렬 터보차저 시스템은 비출력/비토크가 증대하여 엔진 성능은 향상되나 직렬로 연결되어 있으므로 IN-LINE 디젤 엔진의 경우 문제가 없으나 V형 엔진에서는 장착이 어렵다.
또한, 예컨대 V형 엔진의 2-Stage 직렬 터보차저 엔진은 터보차저가 좌우 중간의 뱅크(bank) 내에 장착되므로 타 부품과의 간섭으로 장착 공간이 협소하고 터보차저에 열해 문제가 발생할 가능성이 있으며 시스템이 복잡해지고 부품의 집중으로 중량이 증가되는 문제가 있다.
한편, 일본실용공개 평5-078934호에는 2개의 터보 차저를 순차적으로 작동하도록 구성하여, 싱글 터보 모드에서는 1차 터보차저만 작동되도록 하고, 트윈 터보 모드에서는 배기 제어 밸브를 개도하여 2차 터보차저까지 작동하도록 하는 과급기 부착 엔진의 배기 제어 장치가 개시되어 있다.
그러나 일본실용공개 평5-078934호에 기재된 터보차저는 각각 유사한 크기의 WGT(Waste Gate Turbo-charger)를 사용하므로 천이 모드에 해당하는 운행 구간이 엔진의 상시 작동 영역에 있어 내구성 저하의 원인이 된다.
즉, 싱글 터보 모드로 운행하는 구간은 일반적으로 차량의 풀 로드(full load) 시에 1500~2000RPM 정도이고 이 구간은 대략 시속 100km 정도의 구간이며, 그 이상의 주행 속도로 운행될 때 트윈 터보 모드로 운행되기 때문에, 고속 주행시 반복적인 싱글 및 트윈 터보 모드간의 전환이 발생하게 되고, 이는 터보차저의 내구성 저하 원인이 된다. 이는 유사한 크기의 WGT를 사용하기 때문에 발생하는 문제로, 싱글 터보 모드일 때 상기한 차량의 풀 로드 구간에서 터보차저의 용량이 부족하게 되어 트윈 터보 모드로의 전환이 불가피하기 때문이다.
또한, 저속에서는 WGT로 공급되는 배기가스의 양이 줄어들기 때문에 회전 관 성력 문제로 인한 저속 발진감 악화가 불가피하지만, WGT에서는 이를 보상할 수 있는 방법이 마땅치 않다. 따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 터보차저 시스템의 필요성이 커지고 있다.
본 발명의 목적은 비출력/비토크 증가에 의한 엔진의 성능 및 에너지율을 향상시키고, 원가 절감 및 장착성이 유리한 2-Stage 병렬 터보차저 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 터보차저의 내구성 및 저속 발진감을 향상시킨 병렬 터보차저 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전자식 액추에이터가 구비된 대용량의 용량 가변형 터보차저(Variable Geometric Turbo-charger, VGT)로서, 에어 클리너(10)와 엔진(20)의 일측 배기 매니폴드(30)에 연통되도록 상기 엔진(20)의 일측에 설치되는 메인 터보차저(50); 상기 메인 터보차저(60)보다 소용량의 풀 플로팅(Full floating) 터보차저로서, 상기 에어 클리너(10)와 엔진(20)의 타측 배기 매니폴드(40)에 연통되도록 상기 엔진(20)의 타측에 설치되는 서브 터보차저(60); 상기 메인 터보차저(50)에 배기 가스를 보내는 메인측 배기 매니폴드(30); 상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내는 서브측 배기 매니폴드(40); 및 일단이 상기 메인측 배기 매니폴드(30)에 연결되고 타단이 상기 서브측 배기 매니폴드(40)에 연결 설치되며, 상기 피스톤 밸브(42)가 상기 서브측 배기 매니폴드(40)를 폐쇄한 상태에서 배기 가스가 상기 메인 터보차저(50)로 공급되도록 하는 바이패스 배관(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템을 제공한다.
상기 서브측 배기 매니폴드(40)상에는 상기 서브측 배기 매니폴드(40)를 개폐하여 배기 가스를 차단 또는 공급함으로써 상기 서브 터보차저(60)의 액추에이터를 대신하는 피스톤 밸브(42)가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)는 흡입 공기의 공급을 위한 흡기 라인(80)에 의해 상기 에어 클리너(10)와 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 흡기 라인(80)은 상기 서브 터보차저(60)와 연결되는 단부에 흡입 공기의 유입을 차단할 수 있는 흡기제어밸브(V)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤 밸브(42)는 상기 엔진(20)이 2500RPM 미만의 중저속 운전 상태에서 상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내는 배기 매니폴드(40)를 차단하도록 제어되어 상기 메인 터보차저(50)만 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤 밸브(42)는 상기 엔진(20)이 2500RPM 이상의 고속 운전 상태에서 상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내는 배기 매니폴드(40)를 개방하도록 제어되어 상기 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)가 함께 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤 밸브(42)는 상기 엔진(20)이 2500RPM 이상의 고속 운전 상태에서 상기 서브 터보차저(60)를 통과한 배기 가스가 배기 파이프를 통해 촉매변환기(100) 전단에서 메인 터보차저(50)를 통과한 배기 가스와 합쳐져 상기 촉매변환기(100)로 보내져 배출 가스량을 저감하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬 터보차저 시스템 은 비출력/비토크 증가에 의한 엔진의 성능 및 에너지율이 향상되고, 원가 절감 및 장착성이 유리한 장점이 있다.
또한, 메인 터보차저로 대용량의 VGT를 사용함으로써 일반적인 차량 주행 구간에서 메인 터보차저만 사용되도록 하여 반복적인 터보 모드 전환에 따른 내구성 악화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 저속에서 통과되는 배기 가스의 속도를 증가시킬 수 있어 저속 발진감을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 V8 디젤 엔진용 병렬 터보차저 시스템을 본 발명의 일 실시 예로 하고 본 발명의 일 실시 예에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 병렬 터보차저 시스템을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엔진의 저속/저부하 영역에서 병렬 터보차저 시스템을 도시한 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 엔진의 고속 영역에서 병렬 터보차저 시스템을 도시한 개략도이다. 도 4는 본 발명의 병렬 터보차저 시스템에 따른 메인 터보차저를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 병렬 터보차저 시스템에 따른 서브 터보차저를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 병렬 터보차저 시스템에 따른 터보 차저의 장착 상태를 도시한 사시도이다. 도 7은 도 6에 따른 A 부분의 확대 사시도이고, 도 8은 도 6에 따른 B 부분의 확대 사시도이다. 도 9a는 본 발명의 메인 터보차저에 따른 고속 고부하 상태의 공기 흐름을 도시한 모식도이고, 도 9b는 본 발명의 메인 터보차저에 따른 저속 저부하 상태의 공기 흐름을 도시한 모식도이며, 도 10은 본 발명의 메인 터보차저의 일 실시 예에 따른 작동 곡선을 도시한 그래프 이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬 터보차저 시스템(S)은 V8 디젤 엔진(20)에 적용된 것으로, 4기통씩 좌우 분리되어 있는 엔진(20)의 좌측 및 우측에 구비된 메인측 배기 매니폴드(30) 및 서브측 배기 매니폴드(40)에 각각 메인 터보차저(50)와 서브 터보차저(60)가 연결 설치된다.
메인 터보차저(50)와 서브 터보차저(60)는 흡기 라인(80)에 의해 에어 클리너(10) 및 인터쿨러(90)에 연결되고, 메인 터보차저(50)는 촉매 변환기(100) 바로 연결되고, 서브 터보차저(60)는 배기관(62)에 의해 촉매 변환기(100)에 연결된다. 또한, 메인측 배기 매니폴드(30) 및 서브측 배기 매니폴드(40)는 바이패스 배관(70)으로 서로 연결된다.
서브 터보차저(60)에 배기가스를 공급하는 서브측 배기 매니폴드(40)에는 피스톤 밸브(42) 및 바이패스 배관(70)이 설치된다.
피스톤 밸브(42)는 서브측 배기 매니폴드(40)와의 연결부를 개폐할 수 있도록 설치되어 서브 터보차저(60)로 공급되는 배기가스의 유입을 차단할 수 있으며, 피스톤 밸브(42)가 닫힌 상태에서 배기가스는 바이패스 배관(70)을 통해 제1 매니폴드()와 메인 터보차저(50)의 연결부쪽으로 우회 공급된다. 이를 위해 바이패스 배관(70)의 일단은 메인측 배기 매니폴드(30)에 연결되고, 타단은 서브측 배기 매니폴드(40)에 연결 설치된다.
도 4와 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 메인 터보차저(50)는 전자식 액추에이터(52)가 구비된 대용량의 용량 가변형 터보차저(Variable Geometric Turbo- charger, VGT)로서, EM(Emission Mode; 배출가스 규제 기준 이하로 배기 가스를 배출하도록 하는 모드)나, 중저속 또는 고속 저부하 영역 등과 같은 대부분의 운전영역에서 메인 터보차저(50)만 작동하게 된다.
도 10을 참조하여 좀더 상세하게 살펴보면, 도 10에 도시된 본 발명의 일 실시 에에 따른 터보차저의 작동 곡선에서는 메인 터보차저(50)의 용량이 크기 때문에 약 2500RPM 이상에서 서브 터보차저(60)의 가동이 필요한 천이 구간이 발생하며, 2500RPM은 엔진 부하에서 풀 로드(Full load)점이므로 실제 차량의 주행에서는 거의 메인 터보차저(50)만 사용하게 된다.
즉, 실차에서 고속도로를 시속 약 150km 이상 달릴 경우 정도에서 서브 터보차저(60)의 구동이 필요하게 되는데, 이는 메인 터보차저(50)에 대용량의 VGT를 적용했기 때문에 가능한 것이다.
유사한 크기의 WGT(Waste Gate Turbo-charger)를 사용하는 경우, 일반적인 WGT의 용량으로 볼 때 하나의 WGT만 운행하는 구간의 풀 로드 구간이 1500~2000RPM 정도로 예상되며, 이 구간은 차량의 주행 속도가 시속 약 100km 정도의 구간으로 실차에서 자주 운행되는 속도 구간이 된다. 따라서 시속 100km 이상의 속도가 자주 반복되는 경우, WGT의 용량 부족에 따라 제1 터보차저만 사용하는 모드에서 제2 터보차저까지 사용하는 모드로의 잦은 전환으로 터보차저의 내구성이 저하되는 문제가 있었다.
그러나 본 발명에서는 일반적인 WGT의 용량보다 대용량의 VGT를 적용함으로써 실차의 일반적인 고속(100km 내외) 주행시에는 터보차저의 용량 부족으로 인한 모드 전환이 이루어지지 않으므로 터보차저의 내구성 저하를 방지할 수 있다.
한편, 고부하 영역에서는 도 9a에 도시된 바와 같이 메인 터보차저(50)로 유입되는 배기가스의 양이 충분하지만, 도 9b에 도시된 바와 같이 저부하 영역에서는 메인 터보차저(50)로 유입되는 배기가스의 양이 부족하게 된다.
이에 따라 대용량의 메인 터보차저(50)를 사용하면 회전 관성력 때문에 저속 저부하시 발진감 저하가 필수적이나, 메인 터보차저(50)에 VGT를 적용함으로써 회전 관성력에 의한 저속 발진감 악화를 보상하기 위해 저속시에는 배인(vane, 52)을 닫아 통과되는 배기 가스의 속도를 증가시켜 메인 터보차저(50)로 전달되는 에너지를 극대화시킬 수 있다(도 9b 참조). 따라서 대용량의 메인 터보차저(50)를 사용하더라도 저속 발진감 악화를 방지할 수 있다.
또한, WGT 대비 VGT는 엔진 출력과 차량 가속 성능 및 차량 연비 향상, 빠른 웜-업(warm-up)에 따른 높은 시동 온도 및 압력과 높은 배압(exhaust back prssure) 등의 장점과 적은 매연량, 용이한 공기량 조절 등의 장점이 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 터보차저(50)는 메인측 배기 매니폴드(30)에 연결된 터빈이 배기가스의 압력으로 회전하면 다른 쪽 컴프레셔(compressor)가 함께 회전하면서 에어 클리너(10)와 연결된 흡기관(82)을 통해 공기를 빨아들인다. 이렇게 유입된 공기는 가속되어 디퓨저로 유입되고, 고온의 압축 공기는 인터쿨러(90)를 통과해 방열 냉각된 후 밀도가 높아진 상태로 엔진(20)에 공급된다. 엔진(20)의 폭발행정에서 사용된 배기가스는 메인측 배기 매니폴드(30)를 통해 배출되고, 촉매 변환기(100)를 거쳐 배기된다.
도 5와 도 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 서브 터보차저(60)는 메인 터보차저(60)보다 소용량의 풀 플로팅(Full floating) 터보차저로서, 배기 액추에이터를 삭제하고, 풀 로드시에만 메인 터보차저(50)를 보조하여 사용되도록 피스톤 밸브(42)에 직결된다. 이로써 구조를 단순화시키고 중량을 저감시킴과 동시에 원가를 절감하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 서브 터보차저(60)는 서브측 배기 매니폴드(40)에 연결된 터빈이 배기가스의 압력으로 회전하면 다른 쪽 컴프레셔가 함께 회전하면서 에어 클리너(10)와 연결된 흡기관(82)을 통해 공기를 빨아들인다. 이렇게 유입된 공기는 가속되어 디퓨저로 유입되고, 고온의 압축 공기는 인터쿨러(90)를 통과해 방열 냉각된 후 밀도가 높아진 상태로 엔진(20)에 공급된다. 엔진(20)의 폭발행정에서 사용된 배기가스는 서브측 배기 매니폴드(40)를 통해 배출되고, 배기관(62)을 통해 촉매 변환기(100)로 보내져 배기된다.
한편, 메인 터보차저(50)와 서브 터보차저(60)의 흡기 및 엔진(20)으로의 흡입 공기 공급을 위해 흡기 라인(80)이 형성된다.
흡기 라인(80)은 에어 클리너(10)를 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)에 각각 연결시키며, 메인 터보차저(50)와 서브 터보차저(60)를 상호 연결하는 흡기관(82)과, 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)를 각각 인터쿨러(90)에 연결시키는 인터쿨러 연결관(84)으로 구성된다.
인터쿨러 연결관(84)과 서브 터보차저(60)의 연결부에는 흡기제어밸브(V)가 설치되어 서브 터보차저(60)가 사용되지 않을 때 서브 터보차저(60)로 흡입 공기가 유입되는 것을 방지한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬 터보차저 시스템에 있어서, 엔진의 중저속/저부하 영역 및 고속 영역에서의 기체 흐름에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
연료가스가 엔진(20)의 연소실 내로 공급되면 이를 연소하기 위해 메인 터보차저(50)에 의해 흡입 공기가 연소실 내로 압축 공급된다.
그런데 2500RPM 미만의 중저속 영역에서는 엔진(20)에서 연소되는 연료가스의 양이 적기 때문에 메인측 배기 매니폴드(30)로부터 배출되는 배기가스의 양 만으로는 엔진(20)의 효율을 향상시키기 위한 메인 터보차저(50)의 작동에 필요한 배기가스 양을 확보하기가 어렵다.
이를 해결하기 위해 중저속 영역에서는 서브 터보차저(60)를 작동하지 않으며, 피스톤 밸브(42)가 닫히도록 제어되어 서브측 배기 매니폴드(40)로부터 배출되는 배기가스가 메인 터보차저(50)로 공급되도록 한다. 이에 따라 메인 터보차저(50)의 작동에 필요한 충분한 배기가스량을 확보할 수 있다.
2500RPM 이상의 고속 영역에서는 엔진(20)에서 연소되는 연료가스의 양이 메인 터보차저(50)의 용량 이상이므로(도 10 참조), 메인 터보차저(50)를 보조하기 위해 서브 터보차저(60)의 작동이 필요하게 된다.
메인측 배기 매니폴드(30)로부터 배출되는 배기가스는 메인 터보차저(50)로 유입되어 터빈을 돌리며, 터빈의 회전에 따라 흡입 공기가 유입되고, 고온의 압축된 공기는 인터쿨러(90)를 거쳐 냉각되어 밀도가 높아진 상태로 연료가스와 함께 엔진(20)에 공급된다. 그 후 메인 터보차저(50)의 구동에 사용된 배기가스는 촉매 변환기(100)를 거쳐 배기된다.
서브측 배기 매니폴드(40)로부터 배출되는 배기가스는 피스톤 밸브(42)가 개방되어 서브 터보차저(60)로 공급됨으로써 서브 터보차저(60)를 작동시키고, 메인 터보차저(50)와 동일한 원리로 흡입 공기가 연료가스와 함께 엔진(20)에 공급되도록 한다. 그 후 서브 터보차저(60)의 구동에 사용된 배기가스는 촉매 변환기(100)를 거쳐 배기 된다. 즉, 서브 터보차저(60)를 통과한 배기 가스는 배기 파이프를 통해 촉매 변환기(100) 전단에서 메인 터보차저(50)를 통과한 배기가스와 합쳐지고, 이렇게 합쳐진 배기가스는 촉매변환기(100)를 거쳐 배기 된다.
이와 같이 엔진(20)의 고속 운전 영역에서는 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)를 모두 작동함으로써 엔진(20)의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발생되는 배기가스 전부가 배기되지 않고 다시 사용되므로 배출 가스량을 저감하는 효과가 있다.
한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 병렬 터보차저 시스템을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 저속/저부하 영역에서 병렬 터보차저 시스템을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 엔진의 고속 영역에서 병렬 터보차저 시스템을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 병렬 터보차저 시스템에 따른 메인 터보차저를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 병렬 터보차저 시스템에 따른 서브 터보차저를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 병렬 터보차저 시스템에 따른 터보 차저의 장착 상태를 도시한 사시도.
도 7은 도 6에 따른 A 부분의 확대 사시도.
도 8은 도 6에 따른 B 부분의 확대 사시도.
도 9a는 본 발명의 메인 터보차저에 따른 고속 고부하 상태의 공기 흐름을 도시한 모식도.
도 9b는 본 발명의 메인 터보차저에 따른 저속 저부하 상태의 공기 흐름을 도시한 모식도.
도 10은 본 발명의 메인 터보차저의 일 실시 예에 따른 작동 곡선을 도시한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 에어 클리너 20 : 엔진
30 : 메인측 배기 매니폴드 40 : 서브측 배기 매닐폴드
42 : 피스톤 밸브 50 : 메인 터보차저
60 : 서브 터보차저 70 : 바이패스 배관
80 : 흡기 라인 90 : 인터쿨러
100 : 촉매변환기

Claims (7)

  1. 전자식 액추에이터가 구비된 대용량의 용량 가변형 터보차저(Variable Geometric Turbo-charger, VGT)로서, 에어 클리너(10)와 엔진(20)의 일측 배기 매니폴드(30)에 연통되도록 상기 엔진(20)의 일측에 설치되는 메인 터보차저(50);
    상기 메인 터보차저(60)보다 소용량의 풀 플로팅(Full floating) 터보차저로서, 상기 에어 클리너(10)와 엔진(20)의 타측 배기 매니폴드(40)에 연통되도록 상기 엔진(20)의 타측에 설치되는 서브 터보차저(60);
    상기 메인 터보차저(50)에 배기 가스를 보내는 메인측 배기 매니폴드(30);
    상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내며, 개폐 가능한 서브측 배기 매니폴드(40); 및
    일단이 상기 메인측 배기 매니폴드(30)에 연결되고 타단이 상기 서브측 배기 매니폴드(40)에 연결 설치되며, 상기 서브측 배기 매니폴드(40)가 폐쇄된 때에 배기 가스가 상기 메인 터보차저(50)로 공급되도록 하는 바이패스 배관(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브측 배기 매니폴드(40)상에는 상기 서브측 배기 매니폴드(40)를 개폐하여 배기 가스를 차단 또는 공급하는 피스톤 밸브(42)가 설치된 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)는 흡입 공기의 공급을 위한 흡기 라인(80)에 의해 상기 에어 클리너(10)와 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 흡기 라인(80)은 상기 서브 터보차저(60)와 연결되는 단부에 흡입 공기의 유입을 차단할 수 있는 흡기제어밸브(V)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 피스톤 밸브(42)는 상기 엔진(20)이 소정 RPM 미만에서 상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내는 배기 매니폴드(40)를 차단하도록 제어되어 상기 메인 터보차저(50)만 작동되도록 하고, 상기 엔진(20)이 상기 소정 RPM 이상에서 상기 서브 터보차저(60)에 배기 가스를 보내는 배기 매니폴드(40)를 개방하도록 제어되어 상기 메인 터보차저(50) 및 서브 터보차저(60)가 함께 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 피스톤 밸브(42)는 상기 엔진(20)이 상기 소정 RPM 이상에서 상기 서브 터보차저(60)를 통과한 배기 가스가 배기 파이프를 통해 촉매변환기(100) 전단에서 메인 터보차저(50)를 통과한 배기 가스와 합쳐져 배기되는 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 엔진은 V8 디젤 엔진이고, 상기 소정 RPM은 2500RPM인 것을 특징으로 하는 병렬 터보차저 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200492243Y1 (ko) 2019-05-24 2020-09-04 주식회사 화승알앤에이 터보차저-인터쿨러 연결 파이프
CN118640092A (zh) * 2024-06-24 2024-09-13 河南柴油机重工有限责任公司 一种相继增压排气系统

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