KR100428219B1 - 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 라디에이터와 인터쿨러의 방열냉각성을 좋게 하므로써 엔진의 고출력화를 달성할 수 있는 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조를 제공하는데 있다.

이를위해 본 발명은 엔진중의 전방에 설치되는 라디에이터와,

상기 라디에이터의 전방으로 라디에이터 표면적의 절반정도를 가리도록 나란하게 설치되며, 출구관로를 통하여 드로틀바디측에 접속되는 전방 인터클러와;

전방이 노출되어 있는 상기 라디에이터의 뒷면 후방 위치에 상기 라디에이터 표면적의 절반정도에 해당하며, 또, 상기 전방 인터쿨러와 대칭되는 구조로 설치되고 입구관로를 통해 터보차저측에 접속하는 후방 인터쿨러와;

상기 전후방 인터쿨러를 연통되게 접속하는 연결관로; 를 포함하여 구성되어 있다.

Description

라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조{Cooling structure of radiator and intercooler}

본 발명은 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조 개선에 관한 것이다.

엔진은 고온에서 작동되므로 과열되는 것을 피하기 위해 냉각수를 순환시켜 엔진을 적온으로 유지시키게 되는데, 엔진을 순환하면서 가열된 냉각수는 엔진중 전방에 설치되어 차량주행풍에 의해 방열 냉각하는 라디에이터를 통과토록 하므로써 엔진의 냉각을 위해 반복사용된다.

이 때문에 라디에이터의 방열 냉각성이 저하되면 엔진이 과열되어 베어링부나 실린더등의 고속운동부위가 소착을 일으키게 되거나 또는 열화를 입어 내구성을 현저하게 저하시키게 되므로 라디에이터의 방열 냉각 효율은 엔진의 성능유지에 매우 중요하다.

한편, 최근 엔진의 고출력, 고성능화가 요구되면서 터보차저를 장착한 엔진이 많이 사용되고 있다.

터보차저는 엔진으로부터 배기되는 배기가스의 유동에너지에 의해 회전하는 터빈을 구비하고 있으며, 이 터빈과 회전축으로 연결되어 함께 회전하므로써 외부로부터 공기를 흡입하고 가압하여 실린더에 높은 압력의 과급공기를 공급하는 장치로서, 동일한 용적의 실린더라 하더라도 다량이 공기를 충전하게되면 이에따라 연료량을 증가시켜 높은 출력을 얻게 되는 것이다.

그런데 터보차저에 의해 흡기를 고압으로 압축하여 급송하면 과급공기의 온도가 상승하게 되고, 공기의 온도상승은 밀도저하를 가져와 체적효율이 저하되어지게 된다.

이 때문에 터보차저 엔진은 통상 과급공기를 냉각하여 밀도저하를 방지하게 되는 인터쿨러를 장착하고 있다.

인터쿨러(11)는 도 3에 도시하는 것과같이 라디에이터(12)와 함게 엔진룸의 전방에 나란히 설치하여 차량의 주행풍을 이용하여 방열 냉각되는데, 차량의 고출력화와 더불어 요구되는 방열량 증대를 위해서는 종래의 경우 인터쿨러(11)와 라디에이터(12)의 크기를 증대시켜 해결하고 있어 엔진품이 레이아웃을 제한하고 차량의 구조변경을 심화시키게 되므로써 비용상승의 원인 되고 있다.

또 과급공기가 냉각수보다 상대적으로 높은온도를 가지고 있어, 인터쿨러의 효과적 냉각을 위해 라디에이터 전방에 인터쿨러를 설치하는 경우 라디에이터의 냉각성이 상대적으로 제한되는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은

라디에이터와 인터쿨러의 방열냉각성을 좋게 하므로써 엔진의 고출력화를 달성할 수 있는 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

엔진중의 전방에 설치되는 라디에이터와,

상기 라디에이터의 전방으로 라디에이터 표면적의 절반정도를 가리도록 나란하게 설치되며, 출구관로를 통하여 드로틀바디측에 접속되는 전방 인터클러와;

전방이 노출되어 있는 상기 라디에이터의 뒷면 후방 위치에 상기 라디에이터 표면적의 절반정도에 해당하며, 또, 상기 전방 인터쿨러와 대칭되는 구조로 설치되고 입구관로를 통해 터보차저측에 접속하는 후방 인터쿨러와;

상기 전후방 인터쿨러를 연통되게 접속하는 연결관로; 를 포함하여 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 의한 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 A-A를 단면하여 나타낸 개략도

도 3은 종래기술

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 라디에이터 2 : 라디에이터 입구수로

3 : 라디에이터 출구수로 4 : 전방인터쿨러

5 : 후방 인터쿨러 6 : 연결관로

7 : 출구관로 8 : 입구관로

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 라디에이터와 인터쿨어의 냉각구조를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A를 단면한 개략도이다.

라디에이터(1)는 엔진룸의 전방으로서 주행풍이 유입되는 라디에이터 그릴 뒤에 설치되어지며, 실린더헤드의 워터재킷에 접속되는 라디에이터 입구수로(2)를 통해 라디에이터(1)내로 유입된 냉각수는 라디에이터 출구수로(3)를 통해 워터펌프로 순환하기전 라디에이터(1) 몸체내를 순환하면서 방열 냉각된다.

상기 라디에이터(1)의 전면과 후면에는 단일의 인터쿨러 몸체를 반으로 분할하여 형성한 전방 인터쿨러(4)와 후방 인터쿨러(5)가 라디에이터(1)와 나란하게 설치되며, 전방 인터쿨러(4)와 후방 인터쿨러(5)는 각기 라디에이터 표면적의 절반 정도의 표면적을 가지고 있어, 라디에이터(1)의 전후방에 대칭되는 형상으로 설치되어질 때 라디에이터(1) 표면적의 절반정도가 각각 전방 및 후방을 향해 노출되어 있는 형상으로 되어 있으며, 나머지 반은 전방 및 후방 인터쿨러(4)(5)에 의해 가려지고 있다.

전방 인터쿨러(4)와 후방 인터쿨러(5)는 본래 단일 몸체인 것을 반으로 분리시켜 각각 라디에이터(1) 전후에 설치하므로써, 이들을 연통되게 연결하기 위해 연결관로(6)가 사용되고 있으며, 이 연결관로(6)는 라디에이터(1)의 하단을 통과하여 배설된다.

그리고 전방 인터쿨러(4)는 출구관로(7)를 통해 드로틀바디쪽에 접속되고, 후방 인터쿨러(5)는 입구관로(8)를 통해 터보차저측에 접속된다.

이하에 본 발명 장치의 작용에 대하여 설명한다.

엔진이 구동하면 터보차저가 작동하여 압축공기가 입구관로(8)를 통해 후방 인터쿨러(5)로 들어간다. 터보차저로부터 후방 인터쿨러(5)로 들어온 공기는 라디에이터(1)에 비해 상대적으로 고온이어서 전방이 노출되어 있는 라디에이터(1)를 통과한 주행풍이 후방 인터쿨러(5)를 충분히 냉각할 수는 없지만 어느정도 냉각 효과를 주게 되므로써 압축공기를 1차 냉각하게 된다.

이때 라디에이터(1)는 전방이 비어있는 부분을 통해 신선한 공기가 바로 유입되므로 충분한 냉각효과를 기대할 수 있다.

한편, 전방 인터쿨러(4)를 통과하여 라디에이터(1)를 지나는 주행풍의 경우, 신선한 공기가 먼저 전방 인터쿨러(4)를 냉각시키게 되는데, 연결관로(6)를 통해 전방 인터쿨러(4)로 유입된 압축공기는 앞서 후방 인터쿨러(5)를 통해 어느정도 냉각된 상태이기 때문에 전방 인터쿨러(4)에서 신선한 공기를 만나 충분한 나스락 효과를 가지게 되며, 이때 전방 인터쿨러(4)를 냉각시킨 주행풍의 온도가 크게 상승되지는 않게 되므로 다시 그 후방의 라디에이터(1)를 냉각하는데 크게 지장을 주지는 않는다.

이와같이 인터쿨러를 반분하여 라디에이터의 전후방에 배치하는 이유는 라디에이터에 비해 상대적으로 높은 온도를 가지는 과급공기를 라디에이터 후방에 설치한 후방 인터쿨러를 통해 1차 냉각되도록 하므로써 라디에이터의 냉각성을 저해하지 않기 위함이며, 어느정도 냉각된 과급공기는 다시 라디에이터 전방에 설치된 전방 인터쿨러를 통해 충분한 냉각효과를 얻게되며, 전방 인터쿨러를 통과한 주행풍이 온도가 그다지 상승하지 않기 때문에 다시 라디에이터를 통과하면서 냉각하는데 큰 지장을 초래하지 않기 때문이다.

이상과 같은 본 발명은 인터쿨러를 반분하여 라디에이터의 전후방에 각각 대칭되는 구조로 배치하되, 후방인터쿨러는 터보차저측에 접속하고 전방 인터쿨러는 드로틀바디측에 접속하므로써, 라디에이터보다 상대적으로 고온상태인 터보차저에서 나온 과급공기는 후방 인터쿨러로 들어가 라디에이터를 먼저 냉각시킨 주행풍에 의해 1차 냉각토록 하고, 어느정도 냉각된 과급공기는 전방 인터쿨러로 유입되어 신선한 공기에 의해 충분한 냉각 효과를 얻게 되며, 이때 전방 인터쿨러를 통과한 주행풍의 온도상승이 크지 아니하므로 2차로 라디에이터를 냉각하는데 큰 지장을 주지 않게되며, 이와같은 구조에 의해 라디에이터와 인터쿨러의 온도범위에 띠른 효과적인 냉각배치로 냉각성능 향상을 극대화 할 수 있다.

Claims (2)

1. 엔진중의 전방에 설치되는 라디에이터와,

   상기 라디에이터의 전방으로 라디에이터 표면적의 절반정도를 가리도록 나란하게 설치되며, 출구관로를 통하여 드로틀바디측에 접속되는 전방 인터클러와;

   전방이 노출되어 있는 상기 라디에이터의 뒷면 후방 위치에 상기 라디에이터 표면적의 절반정도에 해당하며, 또, 상기 전방 인터쿨러와 대칭되는 구조로 설치되고 입구관로를 통해 터보차저측에 접속하는 후방 인터쿨러와;

   상기 전후방 인터쿨러를 연통되게 접속하는 연결관로; 를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결관로는 라디에이터의 하단을 통해 전·후방 인터쿨러를 접속하는 것을 특징으로 하는 라디에이터와 인터쿨러의 냉각구조.