특허정보_VGT 분야 특허동향
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특허정보_VGT 분야 특허동향
  • yyjun
  • 승인 2005.11.25 00:00
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특허정보_VGT 분야 특허동향
전 세계적으로 고유가가 지속되면서 유류비에 대한 부담 및 강화된 배기가스 기준에 의한 공해문제가 심각하다.




특허정보



VGT 분야 특허동향



전 세계적으로 고유가가 지속되면서 유류비에 대한 부담 및 강화된
배기가스 기준에 의한 공해문제가 심각하다. 이로 인해 디젤자동차에
대한 관심이 증가하고 최근에는 디젤엔진을 장착한 기아 프라이드 및
쎄라토, 현대 아반떼 XD, 푸조 407HDi 등이 출시되고 있다. 이와 함께
디젤엔진의 출력을 향상시키기 위한 여러가지 새로운 시스템들이 많은
실험과 검증을 통해 개발 출시되고 있다. 이번 보고서는 그중에서 최근
출시된 디젤엔진 차량의 대부분에 적용되는 가변용량 터보차저의 구조
및 작동원리와 특허동향을 알아보고자 한다


조영호 「조사분석 1팀」


■ 개요


세계적으로 유가 상승이 계속되면서 유류비에 대한 부담 및 강화된
배기가스 기준에 의한 공해문제로 인해 디젤자동차의 관심이 커지면서
최근에는 디젤엔진을 장착한 기아 프라이드 및 쎄라토, 현대 아반떼
XD, 푸조 407HDi 등이 출시되고 있다. 이와 함께 디젤엔진의 출력을
향상시키기 위한 여러 가지 새로운 시스템들이 많은 실험과 검증을 통해
개발 출시되고 있다.


이번 보고서는 그중에서 최근 출시되는 디젤엔진 차량의 대부분에
적용되는 가변용량 터보차저의 구조 및 작동원리와 특허동향을 알아보고자
한다.


■ VGT의 정의


1. VGT 효과


VGT시스템의 엔진출력 부분을 보면 일반 터보차저와 비교해 VGT는
최대출력이 약 10% 향상된 것을 알 수 있고 최대토크는 약 14% 향상된
것을 알 수 있다. 연료소비율은 일반 시내주행 구간에서 약 8% 정도
연비향상 효과가 있다. 이외에도 배출가스 저감의 효과도 있다.



2. VGT 구조



VGT는 터빈과 컴프레서가 하나의 축 상에 설치되어 있다. 그리고
터빈 측에는 배출가스의 유속을 변화시키기 위한 가변 터빈 인렛 베인이
11개 설치되어 있다. 그 11개의 베인을 동시에 작동시키기 위해 원형으로
된 유니슨 링이 베인 뒤쪽으로 설치된다. 터빈과 컴프레서를 감싸주는
터빈 하우징과 컴프레서 하우징이 설치가 되고 터빈 하우징 쪽으로는
유니슨 링을 작동하기 위해서 베인 컨트롤 액추에이터가 설치되어 있다.



3. VGT 작동방법


VGT 작동방법을 보면 유니슨 링은 시계방향 및 반 시계방향으로 움직일
수 있도록 되어 있다. 유니슨 링은 베인 컨트롤 액추에이터와 기구적으로
연결되어 있고 액추에이터의 작동에 따라 유니슨 링도 시계방향 또는
반 시계방향으로 작동하게 된다. 가변 터빈 인렛 베인은 유니슨 링과는
베인 암을 통해 연결되어 있다. 즉, 액추에이터가 작동하게 되면 11개의
베인이 움직이게 된다. 11개의 베인은 터빈 입구 배기가스의 통로 역할을
하고 있으므로 이 베인의 움직임에 따라 배기가스의 유로 면적이 변하게
되는 것이다. 저속에서는 <그림 3>과 같이 좁혀서 배기의 속도를
높여 터빈의 전달 에너지를 증대시키고 고속에서는 넓혀 많은 배출가스로
인해 더욱 더 큰 터빈의 전달 에너지를 증대하는 것이다.



베인 컨트롤 액추에이터는 엔진 ECU에 의해 듀티 제어하는 VGT 솔레노이드
밸브와 진공호스로 연결되어 있어 엔진 ECU가 운전조건에 따라 솔레노이드
밸브의 듀티율을<


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