KR100306608B1

KR100306608B1 - 자동차용냉각수순환장치

Info

Publication number: KR100306608B1
Application number: KR1019970082568A
Authority: KR
Inventors: 김규완
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2002-03-08
Also published as: KR19990062257A

Abstract

본 발명은 자동차용 냉각수 순환장치에 관한 것으로서, 라디에이터(12)로부터 냉각수가 유입되는 유입구(32a) 및 유입된 냉각수가 배출되는 배출구(32b)를 지니며, 실린더 블록(2)에 형성된 유입라인(52)을 통해 유입된 고온의 냉각수가 유입되는 유입통로(32c) 및 유입된 고온의 냉각수가 실린더 블록(2)에 형성된 배출라인(54)으로 배출되는 배출통로 (32d)를 갖는 케이스(32)와, 상기 케이스(32)를 관통하여 설치되며, 일단에는 볼트(38)에 의해 폴리(34)가 고정되고 타단은 베어링(62)에 의해 실린더 블록(2)에 회전 가능하게 장착되는 펌프 구동축(36)과, 상기 펌프 구동축(36)에 일체로 고정되어 있으며, 내부에는 냉각수 통로(50c),(50d)가 형성되어 있는 임펠러(50)와, 상기 유입통로(32c)를 통해 유입된 고온의 냉각수중에 일부를 상기 임펠러(50)에 형성된 냉각수 통로(50C),(50d)로 보내는 한편, 나머지 냉각수는 배출통로(32d)를 통해 실린더 블록(2)의 배출라인(54)으로 배출시키는 슬립링(40)으로 구성되어 있는 워터펌프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 냉각수 순환장치

본 발명은 자동차용 냉각수 순환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연소실을 냉각시킨 고온의 냉각수를 워터펌프 내부로 유입되는 차가운 냉각수와 혼합시켜 온도를 상승시킴으로써, 실린더 라이너의 온도를 높여 유해가스의 배출을 억제할 수 있는 자동차용 냉각수 순환장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 엔진에서 혼합기의 연소시에 발생되는 연소열은 상당히 고온이며, 이 열의 상당량은 실린더 블록이나 실린더 헤드 및 피스톤 등에 전달된다.

따라서, 차량에서는 엔진의 과열을 방지함과 동시에, 피스톤이나 피스톤링과 같은 각각의 부품들이 일정온도 이상으로 상승되는 것을 막아 내구성을 증대시키고 그 기능을 최적화하기 위해 냉각장치를 사용한다.

차량에서는 통상, 도 1에 도시한 바와 같은 수냉식 냉각장치를 사용하고 있다.

엔진을 구성하는 실린더 블록(2)의 내부에는 피스톤이 상하로 왕복이동하는 다수의 실린더 라이너(2a)가 형성되어 있으며, 실린더 블록(2)의 상부에는 실린더 헤드(4)가 조립되어 있다.

실린더 블록(2)의 하부에는 엔진 오일이 내장되어 있는 오일팬(6)이 부착되어 있다.

수냉식 냉각장치의 전체적인 구성을 보면, 엔진에서 배출되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(12)와, 냉각수의 온도에 따라 개폐되어 냉각수를 라디에이터(12)로 보내거나 다시 엔진 내부로 순환시키는 써머스탯(18)과, 냉각수를 압송하여 엔진의 실린더 블록(2)에 형성된 워터재킷(8)과 실린더 헤드(4)에 형성된 워터재킷(10)으로 공급하는 워터펌프(30)로 이루어져 있다.

실린더 헤드(4)에서 배출되는 냉각수는 상부호스(14)를 통해 라디에이터(12)로 보내지며, 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수는 하부호스(16)를 통해 실린더 블록(2)으로 공급된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 자동차용 냉각장치에서는 냉각수의 온도가 70∼80℃정도일 때에 실린더 블록(2) 내의 실린더 라이너(2a), 즉 피스톤과 마찰접촉하는 부분의 마멸이 최저가 되나, 이보다 낮은 경우에는 연소실 벽면의 온도가 낮아져 연소시 연소가스의 농도가 옅어지게 됨으로써, HC, CO, NOx와 같은 유해물질의 배출이 증대된다.

또한, 연료 속의 황분과 수증기 등에 의해 실린더 벽면이나 피스톤링이 부식되고, 금속 간의 직접적인 접촉에 의해 소음이 발생되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 연소실을 냉각시킨 고온의 냉각수를 워터펌프 내부로 유입되는 차가운 냉각수와 혼합시켜 온도를 상승시킴으로써, 실린더 라이너의 온도를 높여 유해가스의 배출을 억제할 수 있는 내부의 구성부품을 보호하고 유해가스의 배출을 최대한 억제할 수 있는 자동차용 냉각수 순환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적은 엔진에서 배출되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(12)와, 냉각수의 온도에 따라 개폐되어 냉각수를 라디에이터(12)로 보내거나 다시 엔진 내부로 순환시키는 써머스탯(18)을 포함하는 자동차용 냉각장치에 있어서, 라디에이터(12)로부터 냉각수가 유입되는 유입구(32a) 및 유입된 냉각수가 배출되는 배출구(32b)를 가지며, 실린더 블록(2)에 형성된 유입라인(52)을 통해 유입된 고온의 냉각수가 유입되는 유입통로(32c) 및 유입된 고온의 냉각수가 실린더 블록(2)에 형성된 배출라인(54)으로 배출되는 배출통로(32d)를 갖는 케이스(32)와, 상기 케이스(32)를 관통하여 설치되며, 일단에는 볼트(38)에 의해 폴리(34)가 고정되고 타단은 베어링(62)에 의해 실린더 블록(2)에 회전 가능하게 장착되는 펌프 구동축(36)과, 상기 펌프 구동축(36)에 일체로 고정되어 있으며, 내부에는 냉각수 통로(50c),(50d)가 형성되어 있는 임펠러(50)와, 상기 유입통로(32c)를 통해 유입된 고온의 냉각수 중에 일부를 상기 임펠러(50)에 형성된 냉각수 통로(50c),(50d)로 보내는 한편, 나머지 냉각수는 배출통로(32d)를 통해 실린더 블록(2)의 배출라인(54)으로 배출시키는 슬립링(40)으로 구성되어 있는 워터펌프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환장치에 의해 달성된다.

도 1은 일반적인 자동차용 냉각장치를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 냉각수 순환장치를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 냉각수 순환장치에서 임펠러를 나타내는 정면도

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 냉각수 순환장치에서 임펠러를 나타내는 단면도

도 5는 본 발명에 따른 자동차용 냉각수 순환장치에서 임펠러를 나타내는 측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2:실린더 블록 4:실린더 헤드

6:오일팬 8,10:워터재킷

12:라디에이터 10:상부호스

16:하부호스 18:써머스탯(18)

30:워터펌프 32a:유입구

32b:배출구 32c:유입통로

32d:배출통로 34:폴리

36:펌프 구동축 38:볼트

40:슬립링 42:챔버

50:임펠러 50c,50d:냉각수 통로

52:유입라인 54:배출라인

60:시일 62:베어링

이하, 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉각수 순환장치에 대하여 상세히 설명한다.

종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.

도 1에서 설명한 바와 같이, 자동차용 수냉식 냉각장치의 전체적인 구성을 보면, 엔진에서 배출되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(12)와, 냉각수의 온도에 따라 개폐되어 냉각수를 라디에이터(12)로 보내거나 다시 엔진 내부로 순환시키는 써머스탯(18)과, 냉각수를 압송하여 엔진의 실린더 블록(2)에 형성된 워터재킷(8)과 실린더 헤드(4)에 형성된 워터재킷(10)으로 공급되는 워터펌프(30)로 이루어져 있다.

이러한 구성을 지닌 수냉식 냉각장치에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 냉각수의 온도에 따라 워터펌프(30)의 작동을 일시적으로 중단시켜 실린더 라이너의 온도를 상승시키기 위한 방안으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 워터펌프(30)내에 회전 가능하게 장착되어 있는 펌프 구동축(36)에는 다수의 냉각수 통로(50c),(50d)가 형성되어 있는 임펠러(50)를 설치하였다.

본 발명에서 채용한 워터펌프(30)의 개략적인 구성을 보면, 라디에이터(12)로부터 차가운 냉각수가 유입되는 유입구(32a) 및 유입된 냉각수가 배출되는 배출구(32b)를 지닌 케이스(32)와, 케이스(32)내에 회전 가능하게 장착되는 펌프 구동축(36) 및 펌프 구동축(36)에 고정되어 있는 임펠러(50)로 이루어져 있다.

여기서, 케이스(32)에는 실린더 블록(2)에 형성된 유입라인(52)을 통해 유입된 고온의 냉각수가 유입되는 유입통로(32c) 및 유입된 고온의 냉각수가 실린더 블록(2)에 형성된 배출라인(54)으로 배출되는 배출통로(32d)가 형성되어 있다.

또한, 케이스(32)를 관통하여 설치되는 펌프 구동축(36)의 일단에는 볼트(38)에 의해 풀리(34)가 고정되어 있으며, 타단은 베어링(62)에 의해 실린더 블록(2)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

이 펌프 구동축(36)에 일체로 고정되어 있는 임펠러(50)의 내부에는 냉각수 통로(50c),(50d)가 형성되어 있으며, 냉각수 통로(50c),(50d)를 통해 배출된 냉각수는 유입구(32a)를 통해 유입된 차가운 냉각수와 혼합된다.

케이스(32)에는 냉각수의 유출을 막기 위한 시일(60)이 끼워져 있다.

또한, 케이스(32)와 펌프 구동축(36)사이에는 케이스(32)에 형성된 유입통로(32c)를 통해 유입된 고온의 냉각수 중에 일부를 임펠러(50)에 형성된 냉각수 통로(50c),(50d)로 보내는 한편, 나머지 냉각수는 배출통로(32d)를 통해 실린더 블록(2)의 배출라인(54)으로 배출시키는 슬립링(40)이 끼워져 있다.

이 슬립링(40)의 내부에는 냉각수 챔버(42)가 형성되어 있다.

첨부한 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 냉각수 순환장치에서 임펠러를 나타내는 정면도, 단면도, 측면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 임펠러(50)의 내부에는 펌프 구동축(36)이 삽입되어 있는 중심으로부터 방사상 외측으로 연장되는 다수의 냉각수 통로(50c),(50d)가 형성되어 있다.

이때의 냉각수 통로(50c),(50d)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 임펠러(50)의 중심으로부터 원주방향으로 연장 형성되어 있기 때문에 펌프 구동축(36)에 의해 임펠러(50)가 회전하게 되면, 이때 작용하는 원심력에 의해서 유입라인(52)과 유입통로(32c)를 통해 유입된 고온의 냉각수는 유입구(32a)를 통해 유입된 차가운 냉각수와 혼합된 다음, 배출구(32b)를 통해 실린더 블록(2)으로 보내짐으로써, 시동 초기에 실린더 라이너의 온도를 상승시킨다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 초기의 냉시동시에는 실린더 라이너에 의해 가열된 고온의 냉각수를 워터펌프로 공급하여 냉각수 온도를 상승시킴으로써, 실린더 라이너의 온도를 상승시켜 유해가스의 배출을 최대한 억제할 수 있으며, 피스톤 링과 같은 구성부품의 부식을 막아 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

엔진에서 배출되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(12)와, 냉각수의 온도에 따라 개폐되어 냉각수를 라디에이터(12)로 보내거나 다시 엔진 내부로 순환시키는 써머스탯(18)을 포함하는 자동차용 냉각장치에 있어서,

라디에이터(12)로부터 냉각수가 유입되는 유입구(32a) 및 유입된 냉각수가 배출되는 배출구(32b)를 지니며, 실린더 블록(2)에 형성된 유입라인(52)을 통해 유입된 고온의 냉각수가 유입되는 유입통로(32c) 및 유입된 고온의 냉각수가 실린더 블록(2)에 형성된 배출라인(54)으로 배출되는 배출통로(32d)를 갖는 케이스(32)와,

상기 케이스(32)를 관통하여 설치되며, 일단에는 볼트(38)에 의해 풀리(34)가 고정되고 타단은 베어링(62)에 의해 실린더 블록(2)에 회전 가능하게 장착되는 펌프 구동축(36)과,

상기 펌프 구동축(36)에 일체로 고정되어 있으며, 내부에는 냉각수 통로(50c),(50d)가 형성되어 있는 임펠러(50)와,

상기 유입통로(32c)를 통해 유입된 고온의 냉각수 중에 일부를 상기 임펠러(50)에 형성된 냉각수 통로(50c),(50d)로 보내는 한편, 나머지 냉각수는 배출통로(32d)를 통해 실린더 블록(2)의 배출라인(54)으로 배출시키는 슬립링(40)으로 구성되어 있는 워터펌프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환장치.