KR100373279B1 - 자동차의 엔진시동계 예열장치 - Google Patents

자동차의 엔진시동계 예열장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 엔진시동계 예열장치에 관한 것으로, 실내히터라인(4)에 냉각수히터(5)가 설치되고, 엔진(1)의 오일팬에 오일히터(8)가 설치되며, 연료파이프(10)의 분지관(10a)이 상기 실내히터라인(4)에 형성된 열교환부(7)를 관통하고, 배터리(11)에 배터리히터(12)가 설치되며, 상기 냉각수히터(5)와 오일히터(8) 및 배터리히터(12)는 정션박스(13)를 통해 외부전원(14)에 연결되는 구조로 이루어져, -32℃이하의 혹한지에서도 엔진시동계를 충분히 예열할 수 있게 됨으로써 엔진의 냉각시 시동성이 향상되도록 된 것이다.

Description

자동차의 엔진시동계 예열장치{a preheating apparatus of an engine starting system for a car}
본 발명은 자동차의 엔진시동계 예열장치에 관한 것으로, 특히 엔진의 초기시동에 영향을 미치는 구성부분들을 전체적으로 예열함으로써 혹한시의 초기 시동성을 향상시킬 수 있도록 된 자동차의 엔진시동계 예열장치에 관한 것이다.
자동차의 엔진은 정지상태에서 자력으로 기동될 수 없으므로 배터리를 전원으로 하는 기동모터에 의해 기동되고, 이후 실린더내로 흡입된 외기와 연료를 연소시켜 발생된 에너지에 의해 운전이 지속되도록 되어 있으며, 운전이 지속되면서 발생열에 의해 냉각수와 엔진오일은 적정온도까지 가열된다.
한편, 자동차가 -20℃정도의 온도상태에서 시동될때는 점화가 잘 이루어지지 않고, 연소상태도 좋지 못하므로 종래에는 글로플러그(glow plug), 에어히터(air heater), 오토플레임히터(auto flame heater)등을 이용하여 흡입되는 외기를 가열하고, 또한 연료공급라인에 별도의 히터를 설치하여 연료를 가열함으로써 혹한시의 엔진의 시동성을 향상시켰었다.
그러나, -32℃이하의 조건에서는 흡입공기와 연료만을 예열하는 것으로는 시동이 잘 걸리지 않으므로 냉각수 및 엔진오일을 가열하는 히터들을 장착하여야 할 필요가 있으나, 상기 히터들은 모두 차량에 설치된 배터리를 전원으로 이용하고 또한 배터리는 기동모터에도 전력을 공급하여야만 하므로 추가예열기의 적용이 곤란하다는 문제점이 있으며, 더욱이 -29℃이하에서는 배터리의 성능이 50%이하로 떨어지므로 상기와 같이 여러 히터들을 설치하여 엔진시동계의 구성부들을 예열하여 엔진의 혹한시 엔진의 시동성을 향상시키는 것은 매우 난해하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 냉각수와 엔진오일과 연료를 배터리 전력에 상관없이 예열할 수 있음과 더불어 배터리의 혹한시 성능저하현상을 방지함으로써 혹한조건에서의 엔진 냉각시 시동성을 향상시킬 수 있도록 된 자동차의 엔진시동계 예열장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 예열장치가 적용된 자동차의 엔진시동계 개략도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1 : 엔진, 2 : 워터펌프,
3 : 라디에이터, 4 : 실내히터라인,
5 : 냉각수히터, 6 : 순환펌프,
7 : 열교환부, 8 : 오일히터,
9 : 연료탱크, 10,10a,10b : 연료파이프,
11 : 배터리, 12 : 배터리히터,
13 : 정션박스, 14 : 외부전원.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉각수의 실내히터라인에 냉각수히터가 설치되고, 연료파이프가 상기 냉각수라인에 형성된 열교환부를 거친후 엔진쪽으로 이어지며, 엔진오일팬에 오일히터가 설치되고, 배터리에 배터리히터가 장착되며, 이 배터리히터와 상기 냉각수히터 및 오일히터는 정션박스에 연결되고, 이 정션박스는 외부전원에 연결되는 구조로 이루어져 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 예열장치가 적용된 자동차의 엔진시동계 개략도로서, 본 발명은 엔진(1)의 냉각수가 워터펌프(2)에 의해 라디에이터(3) 쪽으로 순환되도록 된 냉각수라인에서 실내난방을 위해 병설된 실내히터라인(4)에 냉각수히터(5)가 설치되고, 이 냉각수히터(5) 설치위치 이전에 순환펌프(6)가 설치되며, 상기 냉각수히터(5)의 이후 위치에 실내히터라인(4)이 확장된 열교환부(7)가 형성되며, 엔진(1)의 하부에 장착된 오일팬의 내부에 오일히터(8)를 설치하고, 연료탱크(9)로부터 엔진(1)으로 연료가 이송되는 연료파이프(10)는 중간부분이 분지되어 2개의 분지관로(10a,10b)가 형성되며, 이 분지관로(10a,10b)중 한 분지관로(10a)는 상기 실내히터라인(4)에 형성된 열교환부(7)를 관통하게 되고, 이후 두 분지관로(10a,10b)는 하나로 합쳐져서 엔진(1)으로 연결되며, 배터리(11)의 하부에는 배터리히터(12)가 설치되는 한편, 이 배터리히터(12)와 상기 냉각수히터(5) 및 순환펌프(6)와 오일히터(8)는 정션박스(13 ; junction box)에 연결되고, 이 정션박스(13)는 가정용 또는 이동식 소형발전기와 같은 외부전원(14 ; 110/220V)에 연결되는 구조로 이루어져 있다.
또한, 상기 냉각수히터(5)와 오일히터(8)와 배터리히터(12)에는 온도조절용의 서머스탯들이 내장되고, 상기 연료파이프(10)의 분지시작점에는 경로전환역할을 하는 서머스탯이 설치된다.
따라서, 운전자가 상기 정션박스(13)를 외부전원(14)에 연결하면 정션박스(13)를 통해 냉각수히터(5)와 오일히터(8) 및 배터리히터(12)에 전력이 공급되어 발열함으로써 각각 냉각수와 엔진오일 및 배터리전해액을 예열하게 되며, 일단 냉각수와 엔진오일 및 배터리전해액의 온도가 27℃에 이를 때까지 가열하고, 이후에는 서머스탯의 작용에 의해 히터들로 전력이 공급 또는 단절되면서 설정온도가 27℃로 유지되도록 되어 있다.
한편, 상기 연료파이프(10)로 이송되는 연료는 예열시작시에는 10a번 분지관로를 통해 흐르면서 실내히터라인(4)의 열교환부(7)를 통과하면서 데워진 냉각수의 열(즉, 연료의 예열은 냉각수가 냉각수히터(5)에 의해 어느정도 예열된 이후에 이루어지는 것으로, 다른 예열부분들과 동시에 예열이 시작되지는 않는다.)에 의해 예열되고, 이후 연료의 온도가 27℃에 이르게 되면 서머스탯의 작용으로 연료는 10b번 분지관로를 통해 엔진(1)쪽으로 공급되며, 이와 같은 방식으로 연료의 흐름방향이 전환되면서 설정온도인 27℃를 유지하도록 되어 있다.
따라서, 혹한지에서도 시동전에 냉각수와 엔진오일과 연료를 충분히 예열해둘 수 있게 됨으로써 엔진의 초기시동이 용이하게 이루어지고 연료의 점화, 연소및 엔진섭동부의 윤활이 원활하게 이루어지며, 배터리의 과냉을 방지할 수 있으므로 배터리의 성능저하현상을 예방할 수 있다.
미설명된 순환펌프(6)는 엔진시동전이기 때문에 순환하지 않고-라디에이터(3)쪽으로의 순환은 냉각수가 82℃이상 가열되어야 라디에이터(3) 입구측에 설치된 서머스탯이 열려져 가능하므로 예열시에 실내히터라인(4)의 냉각수는 순환하지 않는 상태이다.-있는 냉각수를 순환시켜 유동시킴으로써 열전달이 활발히 이루어지도록 하여 보다 신속히 냉각수가 가열되도록 설치한 것이고, 부호 TC는 변속기 오일의 냉각을 위한 순환경로를 표시한 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 엔진의 시동에 영향을 주는 부분들을 외부전원을 사용하여 충분히 예열할 수 있게 됨으로써 혹한지에서의 엔진 냉각시 시동성이 크게 향상되어 일발시동이 가능하며, 엔진 냉시동시 발생되는 내구수명의 저하가 방지되고, 또한 냉시동 초기의 연료분사량 증대현상이 해소되어 환경오염이 줄어들 뿐만 아니라, 배터리의 성능저하현상도 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 냉각수라인의 실내히터라인(4)에 냉각수히터(5)와 순환펌프(6)가 설치되고, 상기 냉각수히터(5)의 앞쪽으로 열교환부(7)가 형성되며, 엔진(1)의 오일팬내부에 오일히터(8)가 설치되고, 연료탱크(9)와 엔진(1)을 연결하는 연료파이프(10)는 중간부분이 분지되어 2개의 분지관로(10a,10b)가 형성되며, 이 분지관로(10a,10b)중 한쪽 분지관로(10a)는 실내히터라인(4)에 형성된 상기 열교환부(7)를 관통하고, 이후 두 분지관로(10a,10b)는 하나로 합쳐지며, 배터리(11)에는 배터리히터(12)가 설치되어 구성되는 자동차의 예열장치에 있어서, 이 배터리히터(12)와 상기 냉각수히터(5)와 순환펌프(6) 및 오일히터(8)는 정션박스(13)에 연결되고, 이 정션박스(13)는 외부전원(14)에 연결되는 한편, 상기 냉각수히터(5)와 오일히터(8)와 배터리히터(12)에는 설정온도에서 히터들을 on/off시키는 서머스탯들이 내장되고, 상기 연료파이프(10)의 분지시작점에는 설정온도에서 연료의 흐름방향을 전환하는 서머스탯이 설치되는 구조로 이루어진 자동차의 엔진시동계 예열장치.
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