KR100246664B1 - 리타더 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 감속장치인 리타더를 구비한 자동차용 냉각장치에 있어서 엔진 냉각수의 고온시 리타더의 작동을 중단하기 위한 리타더 차단장치에 관한 것이다. 본 발명은 종래의 엔진용 냉각장치를 리타더(30)까지 연장하여 리타더(30) 오일의 냉각을 행하는 방식의 냉각장치에 있어서, 서머스탯(12)에 온도센서(40)를 설치하여 냉각수의 온도가 일정치에 도달하면 리타더(30)의 작동을 온/오프하는 해제수단(41)에 신호를 보내어 리타더(30)의 작동을 차단하는 리타더 차단장치를 제공한다.

이에따라, 엔진과 리타더의 냉각을 동일의 냉각장치로 행하는 냉각장치에 있어서, 엔진의 과열을 방지하여 차량의 안전성 및 신뢰성향상에 기여할 수 있게 된다.

Description

리타더 차단장치

본 발명은 리타더를 구비한 자동차의 리타더 차단장치에 관한 것이며, 특히는 엔진과 리타더의 냉각을 단일의 냉각장치로 행하는 자동차에 있어서 엔진의 과열시 리타더의 작동을 차단하는 리타더 차단장치에 관한 것이다.

냉각장치(cooling system)는 엔진을 냉각하여 과열을 방지하며, 또한 적당한 온도를 유지하는 장치이다. 엔진의 냉각방식에는 외부공기로 기관을 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 사용되고 있다.

이중 자동차의 냉각장치로 주로 이용되는 수냉식 냉각장치는 냉각수를 사용하여 엔진을 냉각하는 장치이다. 수냉식은 다시 자연순환식과 강제순환식으로 구분되며, 주로 사용되는 강제순환식은 실린더블록과 실린더헤드에 마련된 물 재킷(water jacket)안에 냉각수를 순환시켜 냉각작용을 하도록 한 것이며, 그 주요부는 라디에이터, 펌프, 냉각팬, 서머스탯(수온조절기) 등으로 구성되어 있다.

그런데, 최근 자동차의 과속과 이로인한 사고들이 사회문제화되면서, 차량의 속도를 구조적으로 제한하는 것이 의무화되어 가고 있다.

또한, 상용차들이 점차 고마력화 및 차량의 고속화에 따른 브레이크의 과중한 부담이 되고 있으므로, 리타더의 적용에 따른 리타더의 냉각이 요구되어, 기존의 엔진의 냉각장치를 활용하여 리타더의 냉각을 행하는 타입의 냉각장치가 개발되고 있다.

그러나, 상술한 엔진과 리타더 동시 냉각방식의 냉각장치에 있어서는 긴 내리막길 등을 주행할 때 리타더가 장시간 지속적으로 사용되면 리타더의 냉각에 의해 냉각수의 온도가 과열되는 현상이 나타난다는 점이 문제로 인식되고 있다.

냉각수의 온도가 100도를 넘어서면 엔진에 대한 냉각효율이 급격히 다운되어 엔진의 회전수를 다운시키게 된다.

한편, 리타더는 통상 추진축의 중간에 설치되며 차량이 주행할 때 추진축과 동일한 속도로 회전한다. 리타더는 스테이터와 로터로 구성된다. 로터는 추진축과 함께 횐전하며 스테이터는 직류전원에 의해 여자되는 전자석을 가지고 있다.

제동력의 조정은 스테이터에 흐르는 전자석의 전류를 변화시켜 이루어지며, 일반적으로 3단 등 다단계조절식으로 사용되고 있다. 리타더의 감속을 제어하기 위해 차량 내부에 통상 핸드콘트롤레버가 설치되어 있다. 스테이터는 샤시프레임에 고정되는 부분으로서 스테이터의 계철과 철심이 조립된 자극편, 베어링박스 등으로 구성된다. 로터는 추진축에 연결되어 상시 회전하는 부분이다.

따라서, 일정한 냉각수 조건 하에서 리타더의 스테이터 코일로 흐르는 전류를 차단하므로써, 리타더의 작동을 차단할 수 있다.

따라서, 본 발명은 냉각수가 일정온도 이상으로 상승하면, 리타더의 작동을 차단하여 냉각수의 온도상승을 방지하기 위한 리타더 차단장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 리타더와 엔진의 냉각을 단일의 냉각장치로 행하는 자동차용 냉각장치의 평면구성도이다.

제2도는 제1도의 측면구성도이다.

제3도는 본 발명에 따른 리타더 차단장치의 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 라디에이터 12 : 서머스탯

13 : 펌프 14 : 엔진

15,16 : 바이패스관 20,21,22,23,24,25,26,27,28,29 : 냉각관

30 : 리타더 31 : 열교환기

40 : 온도센서 41 : 해제수단/릴레이

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 엔진과 리타더를 단일의 냉각장치를 이용하여 냉각하는 자동차에 있어서, 냉각장치의 서머스탯에 설치된 온도센서와 온도센서의 신호에 의해 리타더의 작동을 중지시키는 해제수단으로 구성되는 리타더 차단장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 해제수단으로 리타더의 스테이터 코일로 전류가 공급되는 것을 제어하는 릴레이를 사용하는 리타더 차단장치를 제공한다.

이에따라, 리타더의 장시간 사용으로 인한 냉각수의 온도상승을 방지하여 엔진의 과열을 방지할 수 있게 된다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 리타더를 구비한 차량의 냉각 장치에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 1 및 도 3에 본 발명에 따른 리타더 차단장치의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 엔진냉각장치를 이용한 냉각장치로는 종래의 엔진용 냉각 장치를 리타더(30)까지 연장하여 리타더(30)의 냉각을 행하는 방식이 이용되고 있다.

이러한 일체형의 냉각장치는 엔진(14)으로부터 리타더(30)의 열교환기(31)로 냉각수관(23,24,25,26)을 연결하고 엔진(14)을 통해 리타더(30)를 경유한 냉각수를 서머스탯(12)으로 순환시키도록 회로를 구성하고 있다.

한편, 리타더(30)를 순환한 냉각수는 냉각관(26)을 따라 순환하다가 서머스탯(12)의 좌, 우의 냉각관(27,28)로 분기되어 서모스탯(12)으로 유입되어 냉각수의 온도에 따라 라디에이터(11)로 순환하던가 혹은 서머스탯(12)으로부터 펌프(13)를 거쳐 엔진(14)으로 순환하게 된다.

종래의 서머스탯(12)에는 2가지가 있으며 왁스의 팽창을 이용하는 펠릿(pellet)형과 얇은 황동판을 이용하는 벨로우즈형이 있으나, 수압의 영향을 덜 받기 때문에 온도를 정확히 제어할 수 있는 펠릿형이 주로 사용되고 있다.

서머스탯(12)은 일종의 밸브로서 수온이 어느 온도 이하에서는 밸브가 폐쇄되어 냉각수가 라디에이터(11)로 순환하는 것을 차단하여 냉각수가 서머스탯(12)과 엔진(14) 사이를 순환하도록하여 엔진이 신속히 적당한 온도로 상승하도록 하며, 한편, 냉각수의 온도가 어느 이상으로 상승하면 왁스의 팽창에 따라 밸브가 개방되어 엔진으로부터의 냉각수를 라디에이터(11)로 순환시키게 한다.

이에따라, 엔진 및 리타더 겸용의 냉각장치는 냉각수의 온도에 따라 펌프(13)에 의해 냉각관(29)을 통해 서머스탯(12)에서 냉각수를 흡입하여 냉각관(22)을 거쳐 엔진(14)의 물재킷을 순환시키고 냉각관(23,24)으로 분기되었다가 냉각관(25)을 통해 리타더(30)용의 열교환기(31)에서 리타더(30)를 냉각한 후 냉각관(26)을 통해 순환하다가 냉각관(27,28)에서 분기되어 각기 서머스탯(12)의 양측으로 유입되어 다시금 냉각관(29)을 통해 물펌프(13)로 순환하는 바이패스 순환로를 형성한다.

한편, 냉각수의 온도가 일정온도 이상으로 상승하면, 서머스탯(12)은 서머스탯(12)으로 유입된 냉각수를 펌프(13)로 직접순환하는 대신 냉각관(20)을 통해 라디에이터(11)로 보내어 냉각을 행한 후 냉각관(21)을 통해 펌프(13)로 순환시키는 통상의 냉각순환로를 개방하게 된다.

그러나, 라디에이터(11)를 사용한다해도 리타더(30)가 장시간 지속적으로 사용되는 경우 라디에이터(11)의 냉각능력으로 냉각수의 냉각이 불충분하게 되므로, 냉각수의 온도가 일정온도 이상으로 상승하면 리타더(30)의 작동을 중단하여 엔진(14)을 보호하도록 하는 안전장치가 필요하게 된다.

실험에 따르면, 엔진의 보호를 위해서는 냉각수가 100도~110도에 있을 때 리타더(30)를 해제하는 것이 엔진의 냉각에 가장 바람직하다. 따라서, 리타더 차단 장치는 냉각수의 온도를 감지하여 냉각수의 온도가 100도~110도에 이르면 리타더(30)의 작동을 해제하는 방식으로 리타더 차단장치를 구성하는 것이 바람직하다.

도 3에 본 발명에 따른 리타더 차단장치의 구성이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리타더 차단장치는 서머스탯(12)내에 온도센서(40)를 설치하고, 온도센서(40)에 의해 개폐되는 해제수단(41)을 리타더(30)의 전원공급회로에 설치하여 구성된다.

해제수단(41)으로는 다양한 구성을 취할 수 있을 것이나, 리타더(30)로 공급되는 전원을 제어하여 리타더(30)의 작동을 차단하는 방식을 사용하는 것이 바람직하며, 전원공급제어로는 온도센서(40)의 신호에 의해 온/오프되는 릴레이(41)를 사용할 수 있을 것이다.

예컨데, 도 3에 도시한 바와 같이, 리타더(30)의 로터(34,35)는 변속기 출력축과 종감속장치 사이의 추진축에 설치되며 추진축(32,33)과 같은 속도로 회전하며, 여자코일은 통상 스테이터(36)와 함께 로터(34,35) 사이에 설치되어 차체에 고정되어 있다. 따라서, 스테이터(36)의 코일에 전류가 흐르면 스테이터(36)에 도시한 바와 같이 자장(타원)이 형성되며, 이 자장 속에서 로터(34,35)를 회전시키면 와전류가 발생되어 로터(34,35)에 제동력이 작용하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 리타더 해제수단(41)으로는 추진축(32,33)의 종단에 설치된 로터(34,35) 사이의 스테이터(36)로 공급되는 전원을 연결 혹은 차단하기 위한 릴레이(41)를 설치하여 서머스탯(12) 내의 온도센서(40)의 신호에 따라 릴레이(41)를 개폐하는 방식으로 스테이터(36)의 코일에 공급되는 리타더작동중 스테이터(36)로 공급되는 전류를 단속하여 추진축(32,33)에 연결된 로터(34,35)간의 와전류의 발생을 막아 리타더(30)를 차단하는 방식이 사용될 수 있다.

그러나, 별도의 제어부를 포함하여 온도센서(40)와 릴레이(41) 사이에 설치하므로써, 온도센서(40)의 온도신호에 따라 제어부에서 리타더(30)의 스테이터(36)의 여자코일로 공급되는 전류를 단속하는 방식도 사용할 수 있을 것이다.

온도센서(40)는 서머스탯(12) 내에서 냉각수의 온도를 감지하여 냉각수의 온도가 100도~110도의 중간에 해당하는 105도에서 신호를 리타더(30)를 작동하는 전원공급회로나 제어부로 보내어 해제수단(41)을 온하므로써 리타더(30)의 구동을 차단하도록 구성된다. 이어, 냉각수의 온도가 기준치 이하로 내려가면 신호를 보내어 해제수단(41)을 오프시키므로써 리타더(30)가 작동하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 리타더 차단장치를 사용하므로써, 리타더의 장시간의 사용으로 인하여 냉각장치의 냉각수의 온도가 상승하면 리타더의 작동을 차단하여 리타더로 인한 냉각수의 온도상승을 방지하여 엔진의 과열을 방지할 수 있게 된다.

이상에서, 본 발명의 구체적인 실시예를 통해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 엔진과 리타더를 단일의 냉각장치를 이용하여 냉각하는 자동차에 있어서, 냉각장치의 서머스탯에 설치된 온도센서와 온도센서의 신호에 의해 리타더의 작동을 중지시키는 해제수단으로 구성되는 리타더 차단장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 해제수단이 리타더의 스테이터 코일로 전류가 공급되는 것을 제어하는 릴레이인 것을 특징으로 하는 리타더 차단장치.