터보차저를 위한 밸브 제어 document_id A220623022971

2단 터보차저들은 공지되어 있고, 각종 엔진에 사용된다. 2단 터보차저들은 고압 터빈 및 저압 터빈을 포함하고, 각각의 터빈은 그 자체의 압축기를 가진다. 정상적인 작동 조건중에, 엔진이 저속으로 구동될 때에 일반적으로 사용되는 유일한 터빈은 고압 터빈이다. 엔진이 저속으로 구동될 때, 엔진은 적은 배기가스 에너지를 생성한다. 이러한 적은 양의 배기가스 에너지는 대체로 저압 터빈을 작동하기에는 충분하지 않으나, 고압 터빈을 작동하기에는 충분한 에너지를 제공한다. 작동중에 엔진의 속도가 증가하기 시작함에 따라, 고압 터빈은 낮은 에너지의 배기가스에 의해 대체로 작동되나, 엔진이 특정 속도 및 부하에 도달한 후, 고압 터빈이 엔진 성능에 어떠한 영향을 미치기에 충분한 유동 용량(flow capacity)을 제공할 때까지, 상기 고압 터빈은 저압 터빈과 직렬로 작동하기 시작한다. 이렇게 될 때, 상기 저압 터빈이 작동하기 시작하여, 상기 저압 터빈과 직렬로 부스트 압력을 생성할 수 없는 상기 고압 터빈의 압력보다 더 높은 레벨의 부스트 압력(boost pressure)을 생성한다. 엔진 속도를 증가시키는 것은 또한 상기 저압 터빈을 작동하는데 필요한 배기가스 에너지를 증가시키는 것이다. 2단 터보차저가 갖는 또 다른 일반적인 문제는 상기 고압 터빈이 배기가스의 공기 유동으로부터 차단되지 않을 때 고속 엔진 속도에서 발생한다. 이 조건 동안에는, "과속"의 가능성이 있는데, 즉 증가된 배기가스 에너지가 손상을 야기할 수 있는 속도로 고압 터빈을 회전시킬 수가 있다. 2단 직렬 터보차저 시스템들의 제어 밸브들은 상기 저압 터빈내로 유동하는 배기가스 압력의 양을 조절하기 위해서 사용되었다. 이들 밸브들은 대체로 상기 저압 터빈으로 배기가스가 유동하는 것을 차단하기 위하여 사용되어 왔으며, 이에 의해 상기 고압 터빈이 더 이상 유용하지 않게 될 때까지 배기가스가 상기 고압 터빈으로만 흐르게 하며, 이 때가 되면 배기가스가 상기 저압 터빈으로 유동하는 것을 허용하도록 상기 밸브가 통로를 연다. 이는 낮은 엔진 속도에서 부스트 압력을 제공하는데 유익하지만, 상기 고압 터빈의 과속을 방지하는 데에는 도움이 되지 않는다. 따라서 상기 고압 터빈에서 과속을 방지하는데 있어서의 개선 뿐만 아니라 ,2단 터보차저 시스템에서 상기 고압 터빈으로부터 상기 저압 터빈으로 전이(transition)시키는 장치를 개발하는 것이 바람직하다.