KR100211360B1 - 수냉용 내연기관의 냉각 시스템 - Google Patents

Abstract

엔진이 정지된 상태에서도 냉가수가 순환하도록 하여 실린더 내의 급격한 온도상승에 따른 문제점을 해소하기 위하여, 냉각수 자켓을 구비한 엔진과, 이냉각수 자켓과 관로 연결되는 라디에이터와, 이들 엔진과 라디에이터를 연통시켜 냉각수를 공급하는 제1,2유입통로와 상기한 제1유입통로에 설치되어 엔진의 구동력으로 펌핑작용을 행하는 원터펌프와, 상기한 제2유입통로에 설치되어 전자제어 유닛에 의해 펌핑작용을 행하는 워터펌프를 포함하여 이루어지며, 상기한 전자제어 유닛은 엔진의 냉각수 통로 출구측에 마련된 수온센서와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수냉용 내연기관의 냉각 시스템.

Description

수냉용 내연기관의 냉각 시스템

제1도는 본 발명에 의한 냉각 시스템을 나타내는 도면.

제2도는 종래의 수냉기관 냉각 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 엔진 4 : 라디에디터

8,18 : 워터펌프 14 : 제1유입통로

16 : 제2유입통로 20 : 전자제어 유닛

24 :유출통로 26 : 바이패스 통로

28 : 수온조절장치 30 : 수온센서

본 발명은 수냉용 내연기관의 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 정지후에도 냉각작용이 이루어지도록 하여 엔진 보기장치의 열적보호와 냉각계통의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 냉각 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 수냉용 내연기관은 실린더 블록에 냉각수 자켓이 형성되어 있으며, 이 자켓은 라디에티어와 연결되어 있으며, 이들 사이에 워터 펌프가 설치되어 냉각수를 강제 순환시키도록 되어 있다.

이러한 냉각장치는 엔진을 냉각시켜 과열을 방지하고 적당한 온도로 엔진을 유지시키기 위하여 제공된다.

실린더 안의 연소가스 온도는 상당히 고온이기 때문에 실린더 헤드, 실린더 블록, 피스톤, 벨브등은 열전달에 의해 고온으로 열변화가 일어난다.

그런데 이러한 부품의 온도가 너무 높으면 부품의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 부품 수명이 단축되며, 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기점화가 발생하여 엔진의 출력을 저하시키게 된다.

따라서 냉각장치는 고온으로 되는 부품을 냉각할 수 있도록 마련된 통로를 따라 순환하게 된다.

제2도는 일반적으로 사용되고 있는 냉각장치를 설명하기 위한 도면으로서, 각 부위에 냉각통로가 형성된 엔진(2)과, 이 엔진과 관로를 통하여 연결되는 라디데이터(4)를 포함하고 있으며, 이 엔진과 라디에티어 사이에는 엔진으로부터 나오는 냉각수의 온도에 따라 수로를 전환시키는 수온 조절기(6)가 설치되며, 또 엔진의 입구측에는 워터펌프(8)가 설치되어 라디에이터로부터 냉각된 냉각수를 엔진측으로 강제 순환시킬 수 있도록 되어 있다.

그리고 라디에이터(6)의 후방에는 외부의 공기를 흡입하여 라디에이터를 통과시킴으로서 냉각효율을 높이기 위한 냉각팬(10)이 팬 모터(12)와 연결되어 있다.

그런데 이러한 구조는 워터 펌프(8)가 엔진의 구동력으로 펌핑작용을 할수 있도록 되어 있기 때문에, 엔진이 작동중에는 냉각수가 순환을 하게 되므로 냉각에 별다른 문제점이 없으나, 엔진이 정지된 상태에서는 냉각수가 순환을 하지 못하게 되므로 냉각에 문제가 있다.

즉 엔진이 정지된 상태에서도 냉각팬(10)은 수온 센서에 의해 일정이상 온도에서 모터(12)에 의해 구동하기 때문에 라디에이터(4)내의 냉각수는 냉각이 이루어지고 있지만, 엔진(2)내의 냉가구는 그 내부가 상당히 고온임에도 불구하고 순환을 하지 못하게 되므로 열적 불안정으로 이루게 된다.

특히 실린더 블록내의 온도는 앤진이 정지된 상태에서 냉각수의 순환이 없는 경우에 급격히 상승하게 되므로 냉각된 부분과 상당한 온도 차이가 나타나게 된다.

따라서 열적 불안정으로 냉각계통 부품의 내구성 저하가 촉진되는 문제점이 있으며, 엔진 보기장치가 열에 의해 그 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 별명된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진이 정지된 상태에서도 냉가수를 순환시켜 냉각 효과를 높이며 열적평형을 이룰 수 있는 수냉용 내연기관의 냉각 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 냉각수 자켓을 구비한 엔진과, 이 냉각수 자켓과 관로 연결되는 라디에이터와, 이들 엔진과 라디에이터를 연통시켜 냉각수를 공급하는 제1,2 유입통로와, 상기한 제1유입통로에 설치되어 엔진의 구동력으로 펌핑작용을 행하는 워터펌프와 상기한 제2유입통로에 설치되어 전자제어 유닛에 의해 펌핑작용을 행하는 워터펌프를 포함하여 이루어지며, 상기한 전자제어 유닛은 엔진의 냉각수 통로 출구측에 마련된 수온센서와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수냉용 내연기관의 냉각 시스템을 제공한다.

상기한 엔진의 출구측 냉각수 통로에는 수온조절장치가 제공되어 냉각수 온도가 일정온도 이하인 경우에는 제1유입통로와 연통하는 바이패스 통로측으로 냉각수 흐름방향을 바꾸어 주는 수내용 내연기관의 냉각 시스템을 제공한다.

상기한 제2유입통로에는 냉각수의 역류를 방지하는 체크밸브가 마련되는 수냉용 내연기관의 냉각 시스템을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 냉각 시스템을 나타내는 도면으로서, 부호(2,4)는 제2도와 동일한 엔진 및 라디에이터이며, 부호(8)도 엔진의 동력으로 펌핑작용을 행하는 워터 펌프이다.

본 발명의 냉각 시스템은 종래의 냉각 구조에 또다른 냉각수단을 부가하는 것이다.

즉 라디에이터(4)와 워터펌프(8)를 연결하는 제1유입통로(14)에서 제2유입통로(16)를 분지시켜 엔진(2) 냉각수 통로(미도시)와 연통시키고 있다.

그리고 상기한 제2유입통로(16)에는 또다른 워터펌프(18)를 설치하고 있으며, 이 워터펌프는 전자제어 유닛(20)에 의해 구동되는 모터(22)와 연결되어 전기적으로 구동될 수 있도록 하고 있다.

상기한 엔진(2)의 냉각수 통로 출구측에는 엔진으로 나오는 냉각수의 온도가 높은 경우 유출통로(24)로 보내고, 일정 온도 이하인 경우에 바이패스통로(26)로 보내는 통상의 수온조절장치(28)가 설치된다.

이 수온조절장치(28)에는 냉각수온도를 감지하는 수온센서가(30)가 설치되어 그 감지신호를 전자제어 유닛(20)로 보낼 수 있도록 전기적 연결을 이루고 있다.

상기한 전자제어 유닛(20)은 팬 모터(12)와 연결되어 냉각팬(10)을 제어할 수 있도록 되어 있다.

도면중 미설명 부호 32는 냉각수가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 냉각 시스템은, 엔진 구동시 이 엔진의 동력으로 작동하는 워터펌프(8)에 의해 라디에이터(4)측의 냉각수가 엔진(2)측으로 유입되고, 엔진내의 냉각수는 유입수압에 의해 수온조절장치(28)측으로 나가게 된다.

이때 수온조절장치(28)에서 냉각수의 온도가 일정 온도 이상이면 유출통로(24)측을 개방하여 냉각수가 라디에이터(4)의 상부로 유입되도록 하고, 일정 온도 이하인 경우에는 바이패스 통로(26)측을 개방하여 다시 엔진(2)내로 유입되도록 한다.

이와 같이 엔진이 구동되는 경우에는 전자제어 유닛(20)에 의해 모터(22)는 구동하지 않게 되므로 제2유입통로(16)측으로는 냉각수가 순환하지 않는다.

이러한 냉각방식은 종래의 냉각방식과 동일한다. 그런데 엔진이 정지되면, 엔진의 동력으로 작동하던 워터펌프(8)의 구동이 중단되므로 제1유입통로(14)로 흐르던 냉각수는 더 이상 흐르지 못하게 된다.

이때 전자제어 유닛은 수온센서(30)로부터 전달되는 신호를 판단하여 엔진으로부터 나가는 냉각수 온도가 일정 온도이상이면 팸 모터(12)를 구동시켜 냉각팬(10)을 회전시켜 라디에이터(4)내의 냉각수 온도를 낮추게 된다.

이와 동시에 전자제어 유닛(20)은 모터(22)를 구동시켜 제2유입통로(16)에 설치된 워터펌프(18)를 작동시키게 되므로 라디에이터(4)에서 냉각된 냉각수가 엔진(2)측으로 보내지게 된다.

이러한 상태에서는 엔진으로부터 나오는 냉각수의 온도가 높기 때문에 유출통로(24)를 라디에이터(4)로 보내져 냉각이 이루어진다.

이러한 작용이 진행중에 수온센서(30)로 전해지는 냉각수의 온도가 일정온도이하인 경우에 전자제 유닛(20)은 모터(22)의 구동을 중단시켜 더 이상 냉각작용이 이루어지지 않도록 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 냉각 시스템은, 엔진이 구동될때에는 엔진의 구동력으로 워터펌프를 구동시켜 냉각을 행하고, 엔진이 정지된 상태에서는 수온센서로부터 전해지는 신호를 판단하여 전자제 유닛이 전기적으로 모터를 구동시켜 냉각작용을 행하도록 하고 있기 때문에, 특히 엔진이 정지된 상태에서 실린더 부근의 과열로 인하여 야기되는 보기장치의 열적약화, 냉각계통의 부품 수명 단축 및 신뢰성 저하등을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 냉각수 자켓을 구비한 엔진(2)과, 상기 엔진(2)의 냉각수 출구측에 설치된 수온조절장치(28)에 유출통로(24)로 연결되는 라디에이터(4)와, 상기 라디에이터(4)와 엔진(2)의 냉각수 입구측을 각각 연결하는 제1,2 유입통로(14,16)와, 상기 제1유입통로(14)에 설치되어 엔진(2)의 구동력으로 펌핑 작용하고 수온 조절장치(28)에 바이패스 통로(26)로 연결되는 워터펌프(8)와, 상기 제2유입통로(16)에 설치되어 전자제어유닛(ECU)에 전기적으로 연결된 모터(22)에 의하여 구동되는 워터펌프(18)를 포함하며, 상기 전자제어유닛(ECU)은 엔진(2)의 냉각수 출구측에 설치된 수온센서(30)의 전기적 신호에 의하여 상기 모터(22)를 제어하도록 연결됨을 특징으로 하는 수냉용 내연기관의 냉각 시스템.