KR0134769Y1 - 자동차 냉각수 순환장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속하는 기술분야

본 고안은 자동차 냉각수 순환장치에 간한 것임.

2. 고안이 해결하고자 하는 기술적인 과제

엔진가열 초기 냉각수에 의해 열손실을 극소화시켜 외부로 배기되는 불완전 연소가스를 증가시키는 문제점.

3. 고안의 해결방법의 요지

라디에이터(1)를 통하여 배출되는 냉각수를 일시 저장가능하도록 라디에이터(1)와 엔진실린더(2) 사이에 설치되는 리저버 탱크(10)와, 상기 리저버 탱크(10)에 저장되는 냉각수를 엔진실린더(2)의 냉각 자켓(40)으로 공급하거나 차단하기 위한 개·폐밸브(20)와 상기 개·폐밸브(20)의 구동을 제어하기 위한 스위칭수단(30)으로 이루어진 것임.

4. 고안의 중요한 용도

자동차 시동 초기의 불연소 상태를개선하게 됨.

Description

자동차 냉각수 순환장치

본 고안은 자동차 냉각수 순환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 시동 초기에 배출되는 유해가스를 감소시키고, 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷으로 순환되는 냉각수에 의해 엔진 가열 초기 열손실을 극소화하기 위한 자동차 냉각수 순환장치에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 차량에 설치되는 리저버 탱크(Reservoir Tank)는 액체를 공급하는 계통에서 온도의 변화 혹은 액체의 체적이 변할 경우에 이를 보충하거나 완충하기 위하여 설치된다.

이와같은 리저버 탱크가 이용되는 장치는 라디에이터에 의하여 냉각되는 냉각수 장치, 클러치 윤활유 장치, 브레이크 윤활유 공급 구조, 파워 스티어링 오일의 윤활 장치 등에 많이 응용되고 있다.

일반적으로 엔진에는 엔진본체와 엔진부속장치로 크게 구별되며, 이 엔진본체는 동력을 발생하는 부분으로 엔진 실린더, 크랭크 케이스, 피스톤, 피스톤 링 등으로 구성되어 있다. 이중 엔진 실린더는 피스톤 행정(Psiton Stroke)의 약 2배와 원통형으로 만들어져 있다. 그 속에서 피스톤이 기밀을 유지하면서 왕복운동을 하며 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 필요한 동력을 발생하고 있다.

특히, 실린더는 작동중 2000℃ 이상의 고온인 연소가스에 노출되어 있으므로 기능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 실린더 온도가 일정온도 이상으로 높아지지 않도록 할 필요가 있다. 따라서 엔진실린더에는 워터재킷(Water Jacket:냉각수 통로)을 설치하여 엔진의 고열을 냉각시키게 되는 것이다.

이와 같이 차량에는 엔진 구동시 연소가스에 의해 엔진의 과열을 방지하도록 엔진 실린더에 설치된 워터 재킷이 실린더 벽, 밸브시트, 밸브 가이드, 연소실 등에 접촉하면서 발생되는 고열을 흡수하여 엔진의 과열을 방지하게 된다.

즉, 라디에이터에서 냉각된 냉각수가 워터 펌프에 의하여 빨려들어가 워터 재킷을 따라 순환되면서 고열이 발생되는 상기 열겨된 각 부분들을 냉각한 뒤 뜨거워진 상태로 다시 라디에이터로 순환된다.

제1도에 도시된 바와 같이 워터 재킷(100)의 냉각수는 엔진의 과열을 방지하도록 설치되는 것으로 운전자가 차량의 시동을 걸면, 차량의 전원공급수단에 의해 스타터 모터를 구동시켜, 엔진을 구동하게 되나, 상기와 같은 엔진의 초기 구동과정에서는 연소실의 온도가 낮아 공기와 연료의 혼합이 원할하게 이루어지지 않으므로 연소실에서 연소된 가스는 불완전연소되어 배기 매니폴드를 통하여 외부로 배기된다.

반면에 연소실의 온도가 서서히 상승하게 되면, 연소실에서 공기와 연료의 혼합이 원할하게 이루어져 연소실에서 연소된 가스는 완전연소하게 된다.

이와 같이 대부분의 차량의 경우 구동 초기에 워터펌프(100)를 강제 구동시킬 경우 냉각수의 온도가 저온상태를 유지한 상태에서 엔진실린더 등은 더욱 냉각되므로 일정온도로 가열이 이루어져야 되는 연료의 경우 연소상태가 불량해질 수 밖에 없는 것이다.

즉, 엔진 연소실의 온도 저하로 인하여 배기되는 가스는 불완전 연소되고, 또한, 순환되는 냉각수로 인해 엔진 연소실의 온도상승을 저하시켜 연료 소모량을 증가시키는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 고안은 상기와같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 그 목적은 차량의 시동 초기에 발생되는 배출 유해가스를 감소시키고자 하는 데에 있으며 궁극적으로는 워터재킷으로 순환되는 냉각수를 엔진 시동 초기에 순환을 억제시켜 엔진의 연소초기에 발생되는 엔진 실린더의 지나친 저온화 현상을 개선하고 동시에 불완전 연소를 줄이기 위한 자동차 냉각수 순환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한, 본 고안의 목적은 차량의 시동을 건상태에서 워터 재킷의 냉각수를 순환하도록 한 냉각수 순환장치에 있어서, 라디에이터를 통하여 배출되는 냉각수를 저장가능하도록 라디에이터 배출 후단에 유입구와 배출구가 설치된 리저버 탱크와, 상기 리저버 탱크에 저장되는 냉각수의 순환가능하도록 폐쇄되며, 개방위치와 폐쇄위치사이로 구동시키는 개·폐밸브와, 상기 개·폐밸브를 구동을 제어하도록 된 스위칭수단을 포함하여 구성함으로서 달성될 수 있다.

제1도는 종래 냉각수가 순환되는 과정을 나타내는 라디에이터와 엔진실린더의 개략도.

제2도는 본 고안이 실시된 엔진실린더의 냉각수 순환장치를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 라디에이터 2 : 엔진실린더

10 : 리저버 탱크 20 : 개·폐밸브

30 : 스위칭수단 31 : 온도센서

32 : 전자제어모듈 40 : 냉각자켓

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안에 다른 워터재킷의 냉각수 순환장치의 구성을 도시한 블록도로서, 이에 따른 본 고안은 라디에이터(1)를 통하여 배출되는 냉각수를 일시 저장가능하도록 라디에이터(1)와 엔진실린더(2) 사이에 설치되는 리저버 탱크(10)와, 상기 리저버 탱크(10)에 저장되는 냉각수를 엔진실린더(2)의 냉각자켓(40)으로 공급하거나 차단하기 위한 개·폐밸브(20)와, 상기 개·폐밸브(20)의 구동을 제어하기 위한 스위칭수단(30)으로 이루어진다.

즉, 리저버 탱크(10)를 라디에이터(1)의 배출 후단에 설치하고, 이 리저버 탱크(10)는 냉각수가 순환가능하도록 유입구와 배출구를 설치되며, 배출구에는 개·폐밸브(20)가 설치되고, 이 개·폐밸브(20)를 구동시키는 스위칭수단(30)을 포함하여 구성된다.

상기 개·폐밸브(20)의 스위칭수단(30)은 연소가스로 인하여 엔진이 가열되며, 이 가열된 엔진의 온도를 감지하도록 설치된 온도센서(31); 이 온도센서(31)는 엔진의 온도를 감지하여 전자제어모듈(32)에 입력된다. 상기 전자제어모듈(32)에는 소정의 온도값을 기억수단(미도시됨)에 의해 기억되며, 입력된 온도값은 기억수단에 기억된 온도값 이상되면, 개방신호를 출력하게 되고, 이 전자제어모듈(32)은 기억수단을 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안의 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 차량에 승차한 후에 시동키이를 키이홀더에 삽입하여 차량의 시동을 걸게 되면, 차량의 전원공급수단에 의해 스타트 모터를 구동시키게 되며 크랭프 샤프트에 의해 공기와 연료를 혼합하여 점화플러그로 엔진을 구동시키게 된다.

상기 엔진가열 초기 워터 펌프에 의해 워터 재킷(100)내의 냉각수가 순환될 때 냉각수에 의해 엔진의 연손실을 극소화하기 위해, 상기 냉각수를 저장하도록 라디에이터(1) 배출 후단에 설치된 리저버 탱크(10)로 냉각수를 유입하며, 순환을 차단한 상태이다. 상기 냉각수를 탱크(10)내에 저장된다.

이 저장된 냉각수는 엔진온도를 감지하는 온도센서(31)에서 엔진온도를 감지하여 전자제어모듈(32)에 입력된다. 상기 전자제어모듈(32)은 소정의 온도값이 세팅된 기억수단과 온도센서(31)에서 입력된 온도값을 비교판단하며, 온도센서(31)에서 입력된 값이 기억수단에 세팅된 값보다 크면 개·폐밸브(20)의 개방신호가 출력된다.

상기 리저버 탱크(10)의 배출구에 설치된 개·폐밸브(20)가 개방되면 탱크(10)내에 저장된 냉각수는 자동 순환되어 엔진과열을 방지하게 된다.

상기 엔진과열 초기 열손실을 극소화시켜 외부로 배기되는 불완전연소를 감소시키게 된다.

상기 개·폐밸브(20)는 운전자가 시동키이를 키이홀더에 삽입하여 시동을 걸면, 개·폐밸브(20)는 전자제어모듈(32)에서 폐쇄신호를 출력하여 폐쇄한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 차량용 냉각수 순환장치로서, 차량의 시동이 초기상태에 4행정으로 인하여 배기 매니폴더로 배출되는 유해가스를 단축하며, 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷으로 순환되는 냉각수에 의해 엔진가열 초기 열손실을 극소화하기 위해 리저버 탱크를 설치하여 엔진과열 초기 열손실을 극소화시켜 외부로 배기되는 불완전연소를 감소시키는 장점을 갖게 된다.

Claims (3)

1. 엔진의 온도에 따라 라디에이터를 통과하여 냉각 자켓으로 공급되는 냉각수량을 자동으로 제어하는 냉각수 순환장치에 있어서, 상기 라디에이터(1)를 통가한 냉각수가 저장될 수 있도록 라디에이터(1)와 냉각 자켓(40) 사이에 리저버 탱크(10)를 설치하고, 상기 리저버 탱크(10)와 냉각 자켓(40) 사이에는 개·폐밸브(20)를 설치하되, 상기 개·폐밸브(20)는 스위칭 수단(30)의 신호에 따라 엔진가열 초기에는 차단되고, 엔진이 소정 온도로 상승되면 오픈되어 리저버 탱크(10)에 저장된 냉각수가 냉각 자켓(40)에 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 냉각수 순환장치.
2. 제1항에 있어서, 스위칭수단(30)은 엔진의 온도를 감지하도록 설치된 온도센서(31)와, 상기 온도센서(31)에서 출력된 신호에 의해 개·폐밸브(20)의 구동을 제한하도록 개·폐신호를 출력하는 전자제어모듈(32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 냉각수 순환장치.
3. 제2항에 있어서, 전자제어모듈(32)은 기억수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 순환장치.