KR100201440B1

KR100201440B1 - 수냉엔진의 냉각장치

Info

Publication number: KR100201440B1
Application number: KR1019960068124A
Authority: KR
Inventors: 김정식
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980049415A

Abstract

본 발명은 엔진시동초기시 냉각수의 난기성능 및 난방성능의 조기확보를 도모하기 위한 수냉엔진의 냉각장치에 관한 것으로, 실린더블럭 및 실린더헤드의 워터재킷으로 냉각수를 펌핑공급하는 워터펌프와, 상기 워터재킷으로 부터 냉각수를 공급받는 수온조절장치 및 냉각수 유동 조절장치와, 상기 수온조절장치는 냉각수온에 따라 워터펌프로 바이패스시키거나 또는 라디에이터로 순환토록 하는 냉각수 순환계통의 구성과, 상기 냉각수 유동 조절장치는 냉각수를 난방장치로 순환시키는 순환계통을 갖도록 구성하여서 된 냉각장치에 있어서, 상기 냉각수 유동 조절장치는 양분된 상태에서 내부통로들이 서로 연통하도록 조립할 수 있는 조립플렌지가 형성된 제1 케이스와 제2 케이스로 분할한 구성과, 상기 제1 케이스에는 워터재킷측 순환라인에 연결되는 제1 유입구와, 난방장치측 순환라인들과 연결되는 제1 유출구 및 제2 유입구를 형성시킨 구성과, 상기 제2 케이스에는 워터펌프측 순환라인에 연결되는 제2 유출구를 형성한 구성 및 상기 제1 케이스의 내부통로에는 제 1 및 제2 유입구에서 유입되는 냉각수를 워터펌프측 및 난방장치측 순환라인으로 유출시킬 수 있도록 하는 절환밸브의 구성으로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

수냉엔진의 냉각장치

본 발명은 엔진시동초기시 냉각수의 난기성능 및 난방성능의 조기확보를 도모하기 위한 수냉엔진의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진에는 냉각수를 이용하여 엔진이 과열되는 것을 방지하면서 열교환작용으로 가열된 냉각수를 이용하여 난방장치(Heater core)를 가열하여 난방성능을 확보할 수 있도록 하고 있다.

그러나 냉각수의 열원에 의존하는 종래 기술의 난방장치에 있어서는 엔진의 시동초기직후 부터 난방성능을 확보할 수 있는 일정온도(80∼85℃)로 냉각수온이 상승할 때 까지는 일정시간을 필요로 하고 있기 때문에 난방장치가 작동되는 시간이 길어지는 문제점이 있었으며, 또한 냉각수온이 일정온도로 상승하는 것과는 관계없이 시동초기직후 부터 냉각수가 난방장치로 순환하도록 할 경우에는 난방장치계통에서의 불필요한 열량손실로 인하여 난기지연 또는 워밍업(Warming up)지연만 초래하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 실린더헤드의 워터재킷(Water Jacket)에 수온조절장치(Thermostat)와 난방장치로 냉각수를 순환시킴에 있어 상기 난방장치로 유출시키기 위한 냉각수 유동 조절장치에 냉각수를 난방장치로 순환시키지 않고 워터펌프로 바이패스(By-pass)시킬 수 있도록 하므로서 시동초기직후에서 부터 냉각수온이 일정온도로 상승할 때까지는 냉각수의 열량손실을 줄여 일정온도의 냉각수온을 조기에 확보할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 실린더블럭 및 실린더헤드의 워터재킷으로 냉각수를 펌핑공급하는 워터펌프와, 상기 워터재킷으로 부터 냉각수를 공급받는 수온조절장치 및 냉각수 유동 조절장치와, 상기 수온조절장치는 냉각수온에 따라 워터펌프로 바이패스시키거나 또는 라디에이터로 순환토록 하는 냉각수 순환계통의 구성과, 상기 냉각수 유동 조절장치는 냉각수를 난방장치로 순환시키는 순환계통을 갖도록 구성하여서 된 냉각장치에 있어서,상기 냉각수 유동 조절장치는 양분된 상태에서 내부통로들이 서로 연통하도록 조립할 수 있는 조립플렌지가 형성된 제1 케이스와 제2 케이스로 분할한 구성과; 상기 제1 케이스에는 워터재킷측 순환라인에 연결되는 제1 유입구와, 난방장치측 순환라인들과 연결되는 제1 유출구 및 제2 유입구를 형성시킨 구성과; 상기 제2 케이스에는 워터펌프측 순환라인에 연결되는 제2 유출구를 형성한 구성과; 및 상기 제1 케이스의 내부통로에는 제 1 및 제2 유입구에서 유입되는 냉각수를 워터펌프측 및 난방장치측 순환라인으로 유출시킬 수 있도록 하는 절환밸브의 구성과;로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉각수 순환계통도.

도 2 도 3은 본 발명의 요부인 냉각수 유동 조절장치의 작동상태 단면도로서

도 2는 엔진시동초기시의 냉각수 유동 조절장치의 작동상태이며,

도 3은 엔진 워밍업 후 냉각수 유동 조절장치의 작동상태이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a : 실린더블럭 1b : 실린더헤드

2 : 워터펌프 3 : 수온조절장치

4 : 냉각수 유동 조절장치 5 : 라디에이터

6 : 난방장치 7 : 절환밸브

8 : ECU 11 : 워터재킷

21 : 유입순환라인 31 : 제1 유출순환통로

32 : 바이패스라인 4a : 제1 케이스

4b : 제2 케이스 41 : 제2 유출순환라인

42,43 : 조립플렌지 44 : 밀봉부재

45 : 제1 유입구 46 : 제2 유입구

47 : 제1 유출구 48 : 제2 유출구

49 : 유동순환라인 51 : 냉각순환라인

52,62 : 회수순환라인 61 : 공급순환라인

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉각수 순환계통도이며, 도 2는 엔진시동초기시의 냉각수 유동 조절장치의 작동상태이며, 도 3은 엔진 워밍업 후 냉각수 유동 조절장치의 작동상태를 도시한 것으로, 도면부호 1a와 1b는 실린더블럭과 실린더헤드를 나타내는 것으로, 상기 실린더블럭(1a)와 실린더헤드(1b)에 형성되는 워터재킷(11)에는 워터펌프(2)와 연결되는 유입순환라인(21)이 연결되고 있으며, 또한 수온조절장치(3)와 냉각수 유동 조절장치(4)에는 제1 및 제2 유출순환라인(31)(41)이 연결되어 있다.

상기 수온조절장치(3)에는 냉각수온이 일정온도(80∼85℃ : 이하 같음) 이하일 때에는 냉각수를 바이패스라인(32)을 통해 워터펌프(2)로 바이패스시키도록 구성되어 있으며, 냉각수온이 일정온도에 이르게 되면 냉각순환라인(51)을 통해 라디에이터(5)로 보내어 냉각시킨 후 회수순환라인(52)을 거쳐 워터펌프(2)로 순환하도록 구성되어 있다.

또한 상기 냉각수 유동 조절장치(4)는 제1 케이스(4a)와 제2 케이스(4b)로 분할 구성되어 조립플렌지(42)(43)에 의하여 조립되므로서 내부통로(a)(b)들이 서로 연통하게 되는데, 상기 조립플렌지 사이에는 밀봉부재(44)가 개재되어 냉각수의 누설을 방지하도록 구성되어 있다.

상기 제1 케이스(4a)에는 워터재킷(11)의 제2 유출순환라인(41)에 연결되는 제1 유입구(45)와, 상기 제1 유입구의 대향측에 제2 유입구(46)가 형성되어 있으며, 또 제2 유입구측에는 제1 유출구(47)가 형성되어 있다.

또한 상기 제2 케이스(4b)에는 제2 유출구(48)가 형성되어 있다.

상기와 같은 냉각수 유동 조절장치(4)의 제1 케이스(4a)에 형성된 제1 유출구(47)와 제2 유입구(46)는 난방장치(6)에 냉각수를 순환시키는 공급순환라인(61)과 회수순환라인(62)이 연결되어 있으며, 또한 제2 케이스(4b)의 제2 유출구(48)에는 워터펌프(2)와 연결되는 유동순환라인(49)이 형성되어 있다.

상기 냉각수 유동 조절장치(4)에는 제1 케이스(4a)의 내부통로(a)에 절환밸브(7)가 장설되는데, 상기 절환밸브(7)는 제1 및 제2 유입구(45)(46)의 중간부에 설치되어 워터재킷(11)으로 부터 유입되는 냉각수를 제2 케이스(4b)의 제2 유출구(48)을 통해 워터펌프(2)로 보내거나 또는 제1 케이스(4a)의 제1 유출구(47)를 통해 난방장치(6)로 보낼 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기한 절환밸브(7)는 ECU(Electronic Control Unit)(8)의 전기적인 신호에 의하여 냉각수온의 온도에 따라 자동적으로 절환작동되도록 구성되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 냉각된 상태에서 시동을 걸게 되면 워터펌프(2)가 작동하여 냉각수를 펌핑하여 순환시키게 되고, 이같이 펌핑순환되는 냉각수는 워터재킷(11)을 거쳐 제1 및 제2 유출순환라인(31)(41)을 통해 수온조절장치(3)와 냉각수 유동 조절장치(4)로 순환하게 되는데, 이때 수온조절장치(3)에서는 통상과 마찬가지로 엔진의 시동초기직후 부터 냉각수가 일정온도로 상승되기 까지는 냉각수가 바이패스라인(32)을 거쳐 워터펌프(2)로 되돌아가게 하므로서 수온조절장치(3)를 순환하는 냉각수가 불필요하게 열량을 손실하게 되는 것을 방지하게 되며, 제2 유출순환라인(41)을 통해 일정온도 이하의 냉각수가 냉각수 유동 조절장치(4)로 유입될 때에는 그때의 냉각수온을 ECU(8)가 감지하여 전기적인 신호로 절환밸브(7)를 작동시키는데, 이떼에는 상기의 절환밸브(7)가 도 2의 도시예와 같이 도면상 반시계방향으로 작동하여 제1 유입구(45)에 대하여 하향으로 절환작동된 상태이므로 냉각수는 제2 케이스(4b)의 내부통로(b)와 제2 유출구(48)을 통해 워터펌프(2)로 되돌아가게 되고, 난방장치(6)로는 흐르지 않게 되는 것이다.

따라서 엔진의 시동초기직후 부터 냉각수가 일정온도로 상승하기까지는 냉각수는 단순히 워터펌프(2)로 순환되면서 워터재킷(11)으로 유입되게 되므로서 시동초기직후 부터 가열되는 열량의 손실을 줄일 수 있게 되어 냉각수가 일정온도로 상승되는 시간을 감축시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 냉각수가 일정온도에 도달하게 되면 ECU(8)가 절환밸브(7)를 도면상 시계방향으로 작동시켜 도 3의 도시예와 같이 제1 유입구(45)로 유입되는 냉각수가 제1 유출구(47)를 통해 난방장치(6)로 순환되게 하며, 상기 난방장치(6)를 순환하여 제2 유입구(46)으로 유입되는 냉각수는 다시 제2 유출구(48)을 거쳐 워터펌프(2)로 순환하게 되므로서 냉각수의 냉각 및 난방순환계통이 원활하게 이루어지는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 냉각수를 난방장치로 순환시키기 위한 냉각수 유동 조절장치에 냉각수가 일정온도 이하일 때에는 냉각수를 워터펌프로 되돌려 보내고, 일정온도에 도달하게 될 떼에는 난방장치로 순환시킬 수 있는 절환밸브를 장설하는 구성으로 냉각수가 조기에 일정온도로 상승토록 하는 효과와 함께 워밍업시간을 단축시키는 효과가 있으며, 또한 냉각수의 빠른 온도상승효과에 의하여 연비를 향상시키고, 나아가 배출가스를 저감시키는 부가적인 효과를 가져다 주는 실용적인 발명이다.

Claims

실린더블럭 및 실린더헤드의 워터재킷으로 냉각수를 펌핑공급하는 워터펌프와, 상기 워터재킷으로 부터 냉각수를 공급받는 수온조절장치 및 냉각수 유동 조절장치와, 상기 수온조절장치는 냉각수온에 따라 워터펌프로 바이패스시키거나 또는 라디에이터로 순환토록 하는 냉각수 순환계통의 구성과, 상기 냉각수 유동 조절장치는 냉각수를 난방장치로 순환시키는 순환계통을 갖도록 구성하여서 된 냉각장치에 있어서,

상기 냉각수 유동 조절장치는 양분된 상태에서 내부통로들이 서로 연통하도록 조립할 수 있는 조립플렌지가 형성된 제1 케이스와 제2 케이스로 분할한 구성과;

상기 제1 케이스에는 워터재킷측 순환라인에 연결되는 제1 유입구와, 난방장치측 순환라인들과 연결되는 제1 유출구 및 제2 유입구를 형성시킨 구성과;

상기 제2 케이스에는 워터펌프측 순환라인에 연결되는 제2 유출구를 형성한 구성과; 및

상기 제1 케이스의 내부통로에는 제 1 및 제2 유입구에서 유입되는 냉각수를 워터펌프측 및 난방장치측 순환라인으로 유출시킬 수 있도록 하는 절환밸브의 구성과;

로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 수냉엔진의 냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기 냉각수 유동 조절장치에 장설되는 절환밸브는 ECU의 전기적 신호에 의하여 절환작동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 수냉엔진의 냉각장치.