KR0171357B1 - 자동차의 워터펌프 구동 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 워터 펌프 구동 제어장치에 관한 것으로, 종래에는 엔진 시동시에 크랭크 샤프트에서 타이밍 벨트로 결합되어 임펠러가 작동하여 엔진측으로 냉각수를 가압하게 되는데, 이는 엔진 시동직후 실린더 블럭의 주변 냉각수 온도가 90도에 이르기까지 걸리는 웜업 시간이 길어지게 되므로 결국 이 웜업시간에 이르기까지 초기 배기가스가 다량으로 배출되고 엔진의 내구성 또는 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 크랭트 샤프트의 풀리에 타이밍 벨트로 연결되어 회전하면서 일측에 스플라인축(201)이 돌출된 타이밍풀리(200)와; 워터펌프 케이스(203)에 장착되고 내면에는 스플라인 기어(202a)가 형성되어 상기 스플라인축(201)에 착탈가능케 연결되는 워터펌프(202)와; 상기 일단부가 실린더(205)에 축착되고 중심부가 힌지 결합되어 상기 실린더(205)의 직선 왕복운동에 의해 회동하여 워터펌프(202)의 스플라인 기어(202a)를 상기 스플라인축(201)으로 부터 분리 또는 결합하는 소정각을 갖는 링크(206)와; 상기 워터펌프 케이스(203)와 워터펌프(202)사이에 위치하여 워터펌프(202)를 타이밍풀리(200)쪽으로 밀어주는 탄성수단으로 구성한 것으로서 이러한 본 발명은 엔진의 냉각수 온도가 빠른 시간내에 적정온도에 도달하도록 웜업시간을 단축시켜 엔진의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

자동차의 워터 펌프 구동 제어장치

일반적으로, 워터 펌프(Water Pump)는 크랭크 샤프트의 풀리에 결합된 타이밍 벨트에 의해 구동하여 냉각수를 강제적으로 순환시켜 엔진을 냉각시키는 펌프로서, 엔진 회전수의 1.2 내지 1.6배로 회전하며 효율은 냉각수 온도에 반비례하고 압력에는 비례한다.

이와 같은 워터 펌프는 타이밍 벨트에 의해 크랭크 샤프트의 풀리에 결합되어 크랭트 샤프트로부터의 타이밍 벨트를 통해 회전 동력이 전달되면 워터 펌프의 타이밍 풀리 및 이에 결합되는 풀리 샤프트가 볼베어링을 중심으로 회전을 하게 되고 상기 풀리 샤프트가 회전을 하게 되면 이에 고정된 임펠러가 회전을 하여 라디에이터부터 유입된 냉각수를 엔진쪽으로 가압 순환시켜 엔진을 냉각시키게 된다.

그리고, 상기 엔진을 경유하여 열교환된 온수는 다시 라디에이터를 통해 워터펌프로 유입되는 순환과정을 엔진 시동시에 주기적이 반복적인 싸이클을 수행하게 되어 있다.

그러나, 이와 같은 워터 펌프는 크랭크 샤프트에서 타이밍 벨트로 결합되어 작동되고 엔진 시동시에는 항시 작동하게 되는데, 엔진 시동직후 엔진 실린더 블럭 주변의 냉각수 온도가 적정온도(90도 정도)에 웜업 시간이 길어 결국 이 웜업시간에 이르기까지 배기가스가 다량으로 배출되고 엔진의 내구성이 저하되는 단점이 있었다.

제1도에서 도시한 바와같이 실린더 블럭에 장착된 크랭크 샤프트의 풀리에 타이밍 벨트로 연결되어 그 크랭크 샤프트 회전시 자체의 볼베어링(101)을 중심으로 회전하는 타이밍 풀리(100)와; 상기 타이밍 풀리(100)의 샤프트(102)에 결합되고 워터펌프 케이스(103)내에 위치하여 라디에이터로부터 순환되어 유입되는 냉각수를 엔진으로 가압하는 임펠러(104)와; 상기 임펠러(104)에서 가압되어 엔진으로 공급되는 냉각수의 공급량을 조절하는 메커니컬실(105)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 자동차의 워터 펌프는, 먼저 엔진이 시동되면 크랭크 샤프트가 피스톤의 직선 왕복운동에 의해 회전운동으로 변환하여 크랭크 풀리 및 타이밍 벨트를 통해 워터 펌프의 타이밍 풀리(100)에 전달하게 된다. 상기 타이밍 풀리(100)는 상기 타이밍 벨트를 통해 전달된 동력에 의해 워터펌프 케이스(103)내의 볼베어링(101)을 중심으로 회전을 하게 된다.

상기 타이밍 풀리(100)가 회전하게 되면 그의 샤프트(102)에 결합된 임펠러(104)가 회전하여 라디에이터로부터 유입되는 냉각수를 가압하고 그 가압된 냉각수는 엔진을 거쳐 열교환이 이루어지고 그 열교환에 의해 엔진이 냉각된다. 그리고 상기 엔진을 경유하여 열교환된 온수는 다시 라디에이터를 통해 워터펌프로 유입되는 순환과정을 엔진 시동시에 항상 주기적이 반복적인 싸이클을 수행하면서 엔진을 냉각시키게 된다.

그러나, 종래 자동차의 워터 펌프는 전술한 바와 같이, 엔진 시동시에 크랭크 샤프트에서 타이밍 벨트로 결합되어 임펠러가 작동하여 엔진측으로 냉각수를 가압하게 되는데, 이는 엔진 시동직후 실린더 블럭의 주변 냉각수 온도가 90도에 이르기까지 걸리는 웜업 시간이 길어지게 되므로 결국 이 웜업시간에 이르기까지 초기 배기가스가 다량으로 배출되고 엔진의 내구성 또한 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 엔진의 시동직후 워터펌프로 전달되는 동력을 차단하여 엔진의 냉각수 온도가 빠른 시간내에 적정온도에 도달하도록 웜업시간을 단축시켜 시동직후에 가장 많이 배출되는 초기 배기가스를 저감하고 엔진의 내구성을 향상하도록 하는 자동차의 워터 펌프 구동 제어장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 실린더 블럭내의 피스톤에 의해 회전운동하는 크랭크 샤프트의 풀리에 타이밍 벨트로 연결되어 회전하면서 스플라인축이 돌설된 타이밍 풀리와; 워터펌프 케이스에 장착되고 내면에는 스플린 기어가 형성되어 상기 스플라인축에 착탈 가능케 연결되는 워터펌프와; 상기 일단부가 실린더에 축착되고 중심부가 힌지 결합되어 상기 실린더의 직선 왕복운동에 힌지를 중심으로 회동하여 워터펌프의 스플라인 기어를 상기 스플라인 축으로 부터 분리 또는 결합하는 소정각을 갖는 링크와; 상기 워터펌프 케이스와 워터펌프사이에 위치하여 워터펌프를 타이밍풀리의 스플라인 축으로 밀어주는 탄성수단으로 이루어지므로서 달성될수 있는 것이다.

이러한 본 발명은 엔진의 시동 직후에 타이밍 기어의 스플라인 축과 스플라인 기어의 맞물림에 의해 워터펌프로 전달되는 동력을 실린더와 링크를 통해 차단하여 엔진의 냉각수 온도가 빠른 시간내에 적정온도에 도달, 즉 빠른 웜업을 실현하여 실린더 블럭의 오일 온도를 빨리 상승시켜 줌으로써, 시동직후 가장 많이 배출되는 초기 배기가스가 저감되고 엔진의 내구성이 향상되므로서 상기의 목적을 효과적으로 달성할 수가 있다.

제1도는 종래 냉각장치에서 워터 펌프를 일부 절개하여 보인 사시도.

제2도는 본 발명 자동차의 냉각장치에서 워터 펌프 구동 제어장치의 실시예 구성도로서 (a)는 실린더에 의해 스플라인 기어와 타이밍 기어가 결합되어 워터 펌프가 작동된 상태를 보인 단면도이고, (b)는 실린더에 의해 스플라인 기어가 타이밍 기어로부터 분리되어 워터 펌프의 동작이 정지된 상태를 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 타이밍 풀리 201 : 스플라인 축

202 : 워터 펌프 202a : 스플라인 기어

203 : 워터 펌프케이스 204 : 코일 스프링

205 : 실린더 206 : 링크

이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명 자동차의 냉각장치에서 워터 펌프 구동 제어장치의 실시예 구성도로서 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 크랭크 샤프트의 풀리에 타이밍 벨트로 연결되어 회전하는 타이밍풀리(200)에 돌출 성형된 스플라인축(201)과; 워터펌프 케이스(203)내에 장착되고 중앙 내면에는 스플라인 기어(202a)가 형성되어 상기 타이밍기어(201)에 삽입 및 분리되는 워터펌프(202)와; 일단부에 장공(206a)이 형성되어 실린더(205)에 축핀(207)으로 축착되고 중심부는 힌지핀(208)에 의해 본체에 힌지결합되어 상기 실린더의 직선 왕복운동에 힌지핀(208)을 중심으로 회동하여 워터펌프(202)의 스플라인 기어(202a)를 상기 스플라인축(201)으로 부터 분리 또는 결합하는 소정각을 갖는 링크(206)와; 상기 워터펌프 케이스(203)와 워터펌프(202) 사이에 위치하여 워터펌프(202)를 스플라인축(201)쪽으로 밀어주는 코일 스프링(204)으로 구성한다.

이와 같이, 구성된 본 발명은 초기에 엔진이 시동되면 실린더(205)가 직선운동을 하여 이에 장공(206a)을 통해 축핀(207)으로 결합된 링크(206)가 힌지핀(208)을 중심으로 반시계방향으로 회전을 하여 워터펌프(202)를 좌측으로 밀어주어 주게 된다.

이에 따라 초기에 코일 스프링(204)에 의해 타이밍풀리(200)의 스플라인축(201)과 결합된 워터펌프(202)의 스플라인 기어(202a)가 링크(206)의 회동에 의해 좌측으로 이동하여 코일 스프링(204)을 압축하면서 제2도의 (b)와 같이, 분리된다.

따라서, 크랭크 샤프트 및 타이밍 벨트를 통해 타이밍풀리(200)의 스플라인축(201)에까지 전달된 회전 동력이 워터펌프(202)로 전달되지 못하게 되어 그 워터펌프(202)는 회전을 않게 되어 결국, 라디에이터로부터 공급된 냉각수가 엔진으로 순환되지 못해 엔진의 주변 온도 및 실린더 블럭의 오일온도 및 잔류된 냉각수 온도가 빠른시간내에 상승하게 된다.

이후, 냉각수가 일정온도에 이르면 즉, 실린더 벽면에 부착된 온도센서로부터 검출한 냉각수 온도가 일정온도에 도달하면 실린더(205)가 후진운동을 하여 전술한 역순으로 링크(206)를 잡아당겨 주게 된다. 상기 링크(206)는 실린더(205)의 후진운동에 의해 힌지핀(208)을 중심으로 시계방향으로 회전하여 초기위치로 복귀하게 되고, 이로인하여 워터펌프(202)는 코일 스프링(204)의 장력에 의해 우측으로 이동하면서 제2도의 (a)와 같이, 스플라인 기어(202a)가 타이밍풀리(200)의 스플라인축(201)으로 삽입되어 결합된다.

상기와 같이, 워터펌프(202)의 스플라인 기어(202a)와 타이밍풀리(200)의스플라인축(201)이 결합되면 이때부터 크랭크 샤프트 및 타이밍 벨트를 통해 전달된 동력이 풀리(200), 스플라인축(201)을 통해 스플라인 기어(202a)로 전달됨으로써 워터펌프(202)가 회전운동을 하여 라디에이터에서 공급되는 냉각수를 가압하여 엔진을 냉각시키게 된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 엔진의 시동 직후에 스플라인축(201)과 스플라인 기어(202a)의 맞물림에 의해 워터펌프(202)로 전달되는 동력을 실린더(205)와 링크(206)를 통해 차단하여 실린더 블럭의 오일 온도를 빨리 상승시켜 줌으로써, 시동직후 가장 많이 배출되는 초기 배기가스가 저감되고 엔진의 내구성이 향상되는 매우 유용한 발명이다.

이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 엔진의 시동직후에 워터펌프로 전달되는 동력을 실린더와 링크를 통해 차단하여 엔진의 냉각수 온도가 빠른 시간내에 적정온도에 도달하도록 웜업시간을 단축시켜 줌으로써 시동직후에 엔진의 냉각수온도가 상승되어 결국, 엔진의 내구성이 향상되고 또한 초기 배기가스가 현저히 감소하게 감소하게 되는 효과가 있다.

본 발명은 자동차의 엔진이 고속 웜업을 실현하여 배기가스오염을 줄이도록 하는 워터펌프 구동 제어에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 엔진의 시동직후 워터펌로 전달되는 동력을 차단하여 엔진의 냉각수 온도가 빠른 시간내에 적정온도에 도달하도록 고속 웜업을 실현하여 시동직후에 가장 많이 배출되는 초기 배기가스를 저감하고 엔진의 내구성을 향상하도록 하는 자동차의 워터 펌프 구동 제어장치에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 크랭크 샤프트의 풀리에 타이밍 벨트로 연결되어 회전하면서 일측에 스플라인축(201)이 돌설된 타이밍 풀리(200)와; 워터펌프 케이스(203)에 장착되고 내면에는 스플라인 기어(202a)가 형성되어 상기 스플라인축(201)에 착탈 가능케 연결되는 워터펌프(202)와; 상기 일단부가 실린더(205)에 축착되고 중심부가 힌지 결합되어 상기 실린더(205)의 직선 왕복운동에 의해 회동하여 워터펌프(202)의 스플라인 기어(202a)를 상기 스플라인 축(201)으로 부터 분리 또는 결합하는 소정각을 깆는 링크(206)과; 상기 워터펌프 케이스(203)와 워터펌프(202)사이에 위치하여 워터펌프(202)를 스플라인축(201)쪽으로 밀어주는 탄성수단으로 구성함을 특징으로 한 자동차의 워터펌프 구동 제어장치.