KR100303516B1

KR100303516B1 - 수냉식냉각장치

Info

Publication number: KR100303516B1
Application number: KR1019970082569A
Authority: KR
Inventors: 김정식
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2002-06-26
Also published as: KR19990062258A

Abstract

본 발명은 자동차의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로서, 구성부품을 플라스틱으로 제조하여 경량화 및 콤팩트화시키고, 구성부품을 사출 및 용접에 의해 일체화시킴으로써, 부품수의 절감 및 냉각수 유동저항을 최소화할 수 있도록 하는 한편, 엔진 회로상으로 유입되는 냉각수온격차의 최소화로 균일한 냉각실현을 도모할 수 있도록 한 수냉식 냉각장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

수냉식 냉각장치

본 발명은 자동차의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성부품을 플라스틱으로 제조하여 부품수를 줄이고 유동저항을 최소화하며 냉각수의 누설을 방지하는 한편, 엔진 회로상으로 유입되는 냉각수온격차의 최소화로 균일한 냉각실현을 도모할 수 있도록 한 수냉식 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진을 냉각하는 방식으로는 공기에 의한 냉각방식인 공랭식과 물에 의한 냉각방식인 수냉식이 있다.

여기서, 공랭식 냉각장치는 엔진의 표면에 다수개의 냉각핀을 형성시켜 표면을 극대화시키면서 외기에 노출되게 하고, 냉각핀의 표면에 접촉되는 공기와의 열 교환에 의해 엔진을 냉각시키는 장치이다.

또한, 수냉식 냉각장치는 라디에이터에 의해서 냉각된 물을 엔진의 내부로 공급하여 냉각시키는 장치이다.

상기와 같은 종래 자동차의 수냉식 냉각장치에 사용되는 다수개의 온도조절장치는 하우징과 커버 등이 알루미늄 다이캐스팅으로 제작되고, 유입구 및 유출구도 스틸 재질의 파이프로 제작되며, 각 구성요소의 연결부위는 가스켓을 사용하여 누설을 방지하고 있다.

또한, 온도조절장치의 하우징과 커버는 볼트 체결에 의해 조립되는 구조를 지닌다.

이러한 구성을 지닌 종래의 수냉식 냉각장치에서는 수온조절장치의 하우징 및 커버가 알루미늄으로 제작되어 있고, 유입구 및 유출구가 스틸로 형성되어 있으며, 밀봉수단으로 가스켓을 사용하고 여러 종류의 센서를 부착하기 때문에 중량이 무거워 자동차의 연비에 나쁜 영향을 준다.

또한, 부피가 커서 보조장치계통의 부품에 대한 설계자유도가 저하되며, 냉각수 누설의 위험이 크고, 부품수가 많아 제작단가가 높으며, 조립 생산성이 현저히 저하되는 문제가 있다.

또한, 난기운전 초기에는 서모스탯이 열리게 되면 라디에이터로부터 공급되는 저온의 냉각수와 워터재킷 내의 고온의 냉각수 간에 수온격차가 생기면서 균일한 냉각실현이 어려운 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 구성부품을 플라스틱으로 제조하여 경량화 및 콤팩트화시키고, 구성부품을 사출 및 용접에 의해 일체화시킴으로써, 부품수의 절감 및 냉각수 유동저항을 최소화할 수 있도록 하는 한편, 엔진 회로상으로 유입되는 냉각수온격차의 최소화로 균일한 냉각실현을 도모할 수 있도록 한 수냉식 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 수냉식 냉각장치에서 제1수온조절장치를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명의 수냉식 냉각장치에서 제2수온조절장치를 나타내는 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 제1수온조절장치 2 : 제2수온조절장치

3,18 : 하우징 4,19 : 커버

5 : 서모스탯 6 : 왁스충진부

7 : 메인밸브 8 : 바이패스밸브

9 : 0-링 24 : 듀얼수온센서

25 : 실린더 워터재킷 26 : 연소실 워터재킷

27 : 라디에이터 35 : 히터코어

37 : 워터펌프

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 라디에이터(27), 워터펌프(37), 실린더 워터재킷(25), 연소실 워터재킷(26), 히터코어(35), 수온조절수단을 포함하여 구성되는 수냉식 냉각장치에 있어서, 상기 수온조절수단은 연소실 워터재킷(26)과 라디에이터(27) 사이에 설치되면서 라디에이터(27)측과 히터코어(35)측 및 제1수온조절장치(1)측으로 냉각수를 상시 공급하는 제2수온조절장치(1)와, 라디에이터(27)와 워터펌프(37) 사이에 설치되는 동시에 히터코어(35)와 연결되면서 제2수온조절기(2)측과 히터코어(35)측에서 공급되는 고온의 냉각수와 라디에이터(27)측에서 공급되는 저온의 냉각수를 함께 모아서 워터펌프(37)측으로 보낼 수 있는 제1수온조절장치(1)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제1수온조절장치(1)와 제2수온조절장치(2)를 구성하는 부품들은 플라스틱 사출성형냉각수인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1수온조절장치(1)는 내부에 중공을 갖는 하우징(3)과, 왁스충진부(6)를 갖는 하측의 서모스탯(5) 및 상측의 바이패스밸브(8)로 구성된 메인밸브(7)와, 라디에이터(27)의 유입통로(28)와 연결되는 제2유입구(11)를 가지면서 상기 하우징(3)과 통하도록 그 하부에 결합되는 커버(4)와, 상기 하우징(3)과 통하도록 그 일측면에 형성되고 드로틀바디(36)에서 연장되는 제2귀환통로(34)와 연결되는 제4유입구(14)와, 상기 하우징과 통하도록 그 타측에 길게 형성되고 히터 코어(35)에서 연장되는 제3유입구(13)와 연결되면서 워터펌프(37)측의 유입통로(28)와 연결되는 제1유입구(10)와, 상기 하우징(3)의 상단 측면부에서 그 내부와 통하도록 형성되고 제2수온조절기(2)측에서 연장되는 바이패스통로(30)와 연결되는 제1바이패스구(12)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2수온조절장치(2)는 내부에 중공을 갖는 하우징(18)과, 상기 하우징(18)의 하부에 내부 중공과 연통되게 형성되고 제1수온조절장치(1)와 바이패스통로(30)에 의해 연결되는 바이패스구(22)와, 상기 하우징(18)의 일측면에 내부중공과 연통되게 형성되고 끝단부가 0-링(9)을 개재하면서 연소실 워터재킷(26)과연결되는 제5유입구(20)와, 상기 하우징의 타측면에 내부 중공과 연결되고 제1공급통로(31)에 의해 히터코어(35)와 연결되는 제2유출구(23)와, 상기 하우징(18)의 내부 중공에 내장되고 ECU와 계기판에 전기적으로 연결되어 중공내의 수온을 감지하는 듀얼수온센서(24)와, 유출통로(29)에 의해 라디에이터(27)와 연결되는 제1유출구(21)를 일체로 갖고 상기 하우징(18)의 상면에 내부 중공과 연결되는 커버(19)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 수냉식 냉각장치에서 제1수온조절장치를 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 수냉식 냉각장치에서 제2수온조절장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 수냉식 냉각장치는 라디에이터(27)와, 연소실 워터재킷(26)과, 히터코어(35)와, 제1수온조절장치(1) 및 제2수온조절장치(2)와, 워터펌프(37)와, 실린더 워터재킷(25)으로 구성된다.

제1수온조절장치(1)는 유입통로(28)에 의해 라디에이터(27) 및 워터펌프(37)와 연결되고, 제1귀환통로(32)에 의해 히터코어(35)와 연결되고, 바이패스통로(30)에 의해 제2수온조절장치(2)와 연결되고, 유입통로(28)에 의해 워터펌프(37)와 연결되고, 제2귀환통로(34)에 의해 드로틀바디(36)와 연결된다.

제2수온조절장치(2)는 유출통로(29)에 의해 라디에이터(27) 및 연소실 워터재킷(26)과 연결되어 연소실 워터재킷(26)에서 나오는 냉각수를 배출시키고, 제1공급통로(31)에 의해 히터코어(35)와 연결되고, 바이패스통로(30)에 의해 제1수온조절장치(1)와 연결된다.

상기 제1수온조절장치(1)는 내부에 중공을 갖는 하우징(3)과, 중간부의 왁스 충진부(6)와 그 하측에 배치되는 서모스탯(5) 및 상측에 배치되는 바이패스밸브(8)로 구성된 메인밸브(7)와, 유입통로(28)에 의해 라디에이터(27)와 연결되고 외주면에 스톱퍼(17)가 형성되는 제2유입구(1)를 일체로 갖고 하우징(3)의 하면에 중공과 연통되게 결합되는 커버(4)와, 하우징(3)과 커버(4) 사이에 끼움조립되는 0-링(9)과, 하우징(3)의 일측에 돌출형성되어 내부 중공과 연통되게 일체로 형성되고 드로틀바디(36)와 제2귀환통로(34)에 의해 연결되는 제4유입구(14)와, 하우징(3)의 타측면 소정위치에 돌출형성되어 내부 중공과 연통되게 일체 형성되고 워터펌프(37)와 유입통로(28)에 의해 연결되고 소정위치에 히터코어(35)와 연결되는 제3유입구(13)를 일체 갖는 제1유입구(10)와, 하우징(3)의 상단부 측면부에 내부 중공과 벤트(16)를 통하여 연통되게 형성되고 바이패스통로(30)에 의해 제2수온절기(2)와 연결되는 제1바이패스구(12)로 구성된다.

제1유입구(10)는 중간부에 용접부를 가지며 실린더블록(미도시)과 0-링(9)에의해 밀봉되게 연결되며, 0-링은 러버로 제작된다.

제1수온조절장치(1)의 바이패스밸브(8)와 소정의 간격으로 이격된 하우징(3)의 내측 상면 소정위치에는 제2수온조절장치(2)로부터 바이패스된 냉각수를 안내하기 위한 유동안내벽(15)이 하방으로 돌출형성된다.

제2수온조절장치(2)는 내부에 중공을 갖는 하우징(18)과, 하우징(18)의 하면부에 내부 중공과 연통되게 형성되고 제1수온조절장치(1)와 바이패스통로(30)에 의해 연결되는 제2바이패스구(22)와, 하우징(18)의 일측면에 내부 중공과 연통되게 형성되고 끝단부가 연소실 워터재킷(26)과 0-링(9)에 의해 밀봉되게 연결되는 제5 유입구(20)와, 하우징(18)의 타측면에 내부 중공과 연결되고 제1공급통로(31)에 의해 히터코어(35)와 연결되는 제2유출구(23)와, 하우징(18)의 내부 중공에 내장되고 ECU와 계기판에 전기적으로 연결되어 중공 내의 수온을 감지하는 듀얼수온센서(24)와 유출통로(29)에 의해 라디에이터(27)와 연결되고 외주면 소정위치에 스톱퍼를 갖는 제1유출구(21)를 일체로 갖고 하우징(18)의 상면에 내부 중공과 연결되는 커버(19)로 구성된다.

또한, 제1수온조절장치(1) 및 제2수온조절장치(2)를 구성하는 구성부품은 플라스틱에 의한 사출성형으로 제작된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수냉식 냉각장치는 실린더 워터재킷(25)과 연소실 워터재킷(26)을 통과한 냉각수는 유출통로(29)와 제2공급통로(33)를 통하여 각각 제2수온조절장치(2)와 드로틀바디(36)로 보내진다.

제2수온조절장치(2) 내로 보내진 냉각수는 제2수온조절장치(2)의 내부 중공으로 유입되어 듀얼수온센서(24)에 의해 수온이 감지된 후 제1유출구(21), 바이패스구(22) 및 제2유출구(23)를 통하여 각각 라디에이터(27), 제1수온조절장치(1), 히터코어(35)로 보내지고, 라디에이터(27)로 보내진 냉각수는 라디에이터(27)를 통과한 후 유입통로(28)를 통하여 제1수온조절장치(1)로 보내지고, 제1수온조절장치(1) 내로 보내진 냉각수는 유입통로(28)를 통하여 워터펌프(37)로 보내져 펌프의 펌핑력에 의해 실린더 워터재킷(25) 및 연소실 워터재킷(26)으로 보내진다.

히터코어(35)로 보내진 냉각수는 제1수온조절장치(1) 및 워터펌프(37)를 통하여 실린더 워터재킷(25) 및 연소실 워터재킷(26)으로 보내진다.

연소실 워터재킷(26)으로부터 드로틀바디(36)로 보내진 냉각수는 제1수온조절장치(1)를 통과하여 워터펌프(37)에 의해 실린더 워터재킷(25) 및 연소실 워터재킷(26)으로 보내진다.

따라서, 상기와 같은 냉각장치를 순환하는 냉각수는 난기운전중에 제1수온조절장치 및 제2수온조절장치상의 메인밸브가 냉각수 온도의 상승을 유입통로가 서서히 개방되면, 바이패스통로를 통하여 제2수온조절장치상의 고온의 냉각수와 라디에이터의 하부 탱크상의 저온의 냉각수가 실린더 워터재킷으로 혼입이 행해지게 되므로, 유입되는 냉각수와 실린더 워터재킷상에 잔류하고 있던 고온수와의 수온격차를 줄이면서 균일한 냉각을 가능하게 한다.

즉, 냉각장치의 전체 구성부품을 플라스틱 사출공법에 의한 일체화를 실현하여 냉각성능의 전반적인 향상을 도모할 수 있는 것이다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 부품을 경량화하여 자동차의 연비를 향상시키고, 부피의 콤팩트화로 인하여 보조장치계를 부품들의 설계자유도를 증대시키며, 부품수의 삭감으로 제작단가를 낮추고 조립생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 냉각수의 유동저항 최소화로 인하여 워터펌프의 구동손실을 최소화하므로서, 출력을 향상시키고 균일한 냉각실현으로 오버히트 현상에 의한 실린더벽의 주냉각수균열 및 이상마모를 방지할 수 있는 한편, 피스톤의 소착방지 및 마찰손실의 저감에 따른 연비를 향상시키는 것이 가능하다.

Claims

라디에이터(27), 워터펌프(37), 실린더 워터재킷(25), 연소실 워터재킷(26), 히터코어(35), 수온조절수단을 포함하여 구성되는 수냉식 냉각장치에 있어서,

상기 수온조절수단은 연소실 워터재킷(26)과 라디에이터(27) 사이에 설치되면서 라디에이터(27)측과 히터코어(35)측 및 제1수온조절장치(1)측으로 냉각수를 상기 공급하는 제2수온조절장치(1)와, 라디에이터(27)와 워터펌프(37) 사이에 설치되는 동시에 히터코어(35)와 연결되면서 제2수온조절기(2)측과 히터코어(35)측에서 공급되는 고온의 냉각수와 라디에이터(27)측에서 공급되는 저온의 냉각수를 함께 모아서 워터펌프(37)측으로 보낼 수 있는 제1수온조절장치(1)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1수온조절장치(1)와 제2수온조절장치(2)를 구성하는 부품들은 플라스틱 사출성형냉각수인 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1수온조절장치(1)는 내부에 중공을 갖는 하우징(3)과, 왁스충진부(6)를 갖는 하측의 서모스탯(5) 및 상측의 바이패스밸브(8)로 구성된 메인밸브(7)와, 라디에이터(27)의 유입통로(28)와 연결되는 제2유입구(11)를 가지면서 상기 하우징(3)과 통하도록 그 하부에 결합되는 커버(4)와, 상기 하우징(3)과 통하도록 그 일측면에 형성되고 드로틀바디(36)에서 연장되는 제2귀환통로(34)와 연결되는 제4유입구(14)와, 상기 하우징과 통하도록 그 타측에 길게 형성되고 히터코어(35)에서 연장되는 제3유입구(13)와 연결되면서 워터펌프(37)측의 유입통로(28)와 연결되는 제1유입구(10)와, 상기 하우징(3)의 상단측면부에서 그 내부와 통하도록 형성되고 제2수온조절기(2)측에서 연장되는 바이패스통로(30)와 연결되는 제1바이패스구(12)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2수온조절장치(2)는 내부에 중공을 갖는 하우징(18)과, 상기 하우징(18)의 하부에 내부 중공과 연통되게 형성되고 제1수온조절장치(1)와 바이패스통로(30)에 의해 연결되는 바이패스구(22)와, 상기 하우징(18)의 일측면에 내부 중공과 연통되게 형성되고 끝단부가 0-링(9)을 개재하면서 연소실 워터재킷(26)과 연결되는 제5유입구(20)와, 상기 하우징의 타측면에 내부 중공과 연결되고 제1공급통로(31)에 의해 히터코어(35)와 연결되는 제2유출구(23)와, 상기 하우징(18)의 내부 중공에 내장되고 ECU와 계기판에 전기적으로 연결되어 중공내의 수온을 감지하는 듀얼수온센서(24)와, 유출통로(29)에 의해 라디에이터(27)와 연결되는 제1유출구(21)를 일체로 갖고 상기 하우징(18)의 상면에 내부 중공과 연결되는 커버(19)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 냉각장치.