KR100448146B1 - Inter cooler for endurance test - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터보차저 인터쿨러 엔진의 대상 내구시험시 사용되는 인터쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱을 재질로 하여 제조되고 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로를 가지면서 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 된 냉각수 통로를 가지는 다수의 인터쿨러 단품과, 상기 각 인터쿨러 단품의 입구와 출구에 연결 및 분리 가능하도록 구비되어 서로 이웃 배치된 두 인터쿨러 단품의 입구와 출구를 상호 연결하도록 된 플라스틱 재질의 연결파이프가 조립되어 이루어진 내구시험용 인터쿨러에 관한 것이다.The present invention relates to an intercooler used in the endurance test of a turbocharger intercooler engine, and more particularly, to an external coolant having an internal flow path through which an air can flow while being made of a plastic material. A plurality of intercooler units having a coolant passage and a connection pipe made of plastic material which are connected to and separated from the inlet and the outlet of each of the intercooler units and interconnect the inlets and outlets of two intercooler units arranged next to each other are assembled. It relates to an endurance test intercooler made.
본 발명의 내구시험용 인터쿨러에 의하면, 조립되는 인터쿨러 단품과 연결파이프의 갯수를 조절하여 시험시 필요한 다양한 크기로 구성될 수 있고, 플라스틱 소재 사용에 따른 부식 및 그에 따른 문제점들이 해소될 수 있는 효과가 있다.According to the endurance test intercooler of the present invention, by adjusting the number of the intercooler unit and the connection pipe to be assembled can be configured in various sizes required for the test, there is an effect that the corrosion and the problems caused by the use of plastic materials can be solved. .
Description
본 발명은 내구시험용 인터쿨러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱을 재질로 하여 제조되고 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로를 가지면서 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 된 냉각수 통로를 가지는 다수의 인터쿨러 단품과, 상기 각 인터쿨러 단품의 입구와 출구에 연결 및 분리 가능하도록 구비되어 서로 이웃 배치된 두 인터쿨러 단품의 입구와 출구를 상호 연결하도록 된 플라스틱 재질의 연결파이프가 조립되어 이루어진 내구시험용 인터쿨러에 관한 것이다.The present invention relates to an intercooler for endurance test, and more particularly, a plurality of intercooler units having a coolant passage through which an external flow path is made while having an internal flow path made of plastic and allowing air to flow therethrough; The present invention relates to an endurance test intercooler comprising a connecting pipe made of a plastic material which is connected to and separated from each inlet and outlet of each of the intercooler units so as to interconnect the inlets and outlets of two intercooler units adjacent to each other.
일반적으로 엔진의 배기량을 크게 하면 엔진의 출력도 커진다.In general, increasing the engine displacement increases the engine output.
그러나, 배기량이 작은 소형 엔진이나 동일한 배기량의 엔진이라도 출력을 향상시키기 위해서는 되도록 많은 양의 공기가 실린더 내에 흡입되도록 해야 한다.However, even in a small engine with a small displacement or an engine of the same displacement, a large amount of air should be sucked into the cylinder as much as possible to improve output.
이렇게 실린더에 대한 흡입공기량을 늘려 엔진의 출력을 높이는 것을 과급이라고 한다.Increasing the amount of intake air to the cylinder to increase the engine output is called supercharging.
상기와 같은 실린더의 흡입공기량을 늘리는 과급을 행하여 엔진의 출력을 높이는데 사용되는 장치 중 하나가 터보차저(turbo charger)이다.One of the devices used to increase the output of the engine by supercharging the intake air amount of the cylinder as described above is a turbo charger.
첨부한 도 4는 통상적인 터보차저 인터쿨러 시스템의 구성을 보여주고 있다.4 shows a configuration of a conventional turbocharger intercooler system.
상기 터보차저(20)를 이용하여 과급을 행하게 되면 배기량이 같은 엔진에서도 다량의 공기를 실린더(10) 내로 충전할 수 있고, 이때 연료의 분사량을 증가시키면 엔진의 출력이 향상될 수 있다.When the turbocharger 20 is used to charge the engine, the engine 10 can fill a large amount of air into the cylinder 10 even when the engine displacement is the same. In this case, the output of the engine can be improved by increasing the injection amount of the fuel.
즉, 상기 터보차저(20)는 배기가스의 압력을 이용하여 흡입공기량을 늘리는 장치로, 배기관(12)의 배기가스 압력으로 터빈(22)을 돌리고, 이 터빈(22)이 동일 축선상에 있는 컴프레서(24)를 구동시켜 과급을 행하는 바, 과급시 다량의 연료를 연소시키면 엔진의 출력이 향상될 수 있는 것이다.That is, the turbocharger 20 is an apparatus for increasing the amount of intake air by using the pressure of the exhaust gas. The turbocharger 20 rotates the turbine 22 at the exhaust gas pressure of the exhaust pipe 12, and the turbine 22 is on the same axis. The compressor 24 is driven to perform supercharging. If a large amount of fuel is burned during the supercharging, the output of the engine can be improved.
또한, 도시한 바의 터보차저 인터쿨러 엔진에서, 과급된 흡입공기의 냉각을 담당하는 것이 인터쿨러(inter cooler)(30)이며, 이 인터쿨러(30)는 컴프레서(24)의 구동에 의해 흡입, 압축된 공기(약 150℃)를 통과시켜 냉각(인터쿨러 출구온도 약 50℃)시킨 후 스로틀 밸브(40)로 보내게 된다.In addition, in the turbocharger intercooler engine as shown, the intercooler 30 is responsible for cooling the supercharged intake air, and the intercooler 30 is sucked and compressed by driving the compressor 24. After passing through air (about 150 ° C.) to cool down (intercooler outlet temperature about 50 ° C.), the air is sent to the throttle valve 40.
상기와 같은 인터쿨러(30)의 냉각작용은 터보차저(20)를 통과한 공기의 밀도를 높여 공연비를 높이고, 이를 통해 엔진에서의 높은 출력을 얻을 수 있게 한다.The cooling action of the intercooler 30 as described above increases the air-fuel ratio by increasing the density of the air passing through the turbocharger 20, thereby obtaining a high output from the engine.
한편, 상기와 같이 이루어진 터보차저 인터쿨러 엔진의 개발시에는 대상 내구시험을 필수적으로 실시해야 하는 바, 이 대상 내구시험시, 인터쿨러의 경우, 알루미늄 재질의 인터쿨러를 수조에 장착한 후 물을 노즐로 분무시키는 방식으로 인터쿨러 내부의 공기를 시험조건에 맞게 냉각하면서 시험을 진행한다.On the other hand, the development of the turbocharger intercooler engine made as described above must be subjected to the endurance test is essential, in the case of the endurance test, in the case of the intercooler, spraying water with a nozzle after mounting the intercooler made of aluminum in the water tank The test is carried out while cooling the air inside the intercooler according to the test conditions.
이때, 각 엔진의 기종 및 차량의 탑재성에 따라 다양한 크기와 형상을 갖는 여러 종류의 인터쿨러를 사용하며, 시험시 적합한 사양을 선택하여 사용한다.In this case, various kinds of intercoolers having various sizes and shapes are used according to the type of each engine and the vehicle's mountability, and the appropriate specification is selected and used during the test.
그러나, 대상 내구시험을 실시함에 있어서, 실차와는 달리 공기대신 물을 이용하여 인터쿨러를 냉각시키는 과정에서 알루미늄의 부식이 발생하여 인터쿨러의 표면에 홀이 발생하였고, 더욱이 이 홀로 유입된 물이 흡기 매니폴드를 통해 연소실 내부로 들어가 엔진 출력의 저하는 물론 심할 경우 엔진이 파손되는 경우도 발생하였다.However, in conducting the endurance test, unlike the actual vehicle, the corrosion of aluminum occurred in the process of cooling the intercooler using water instead of air, and a hole was generated on the surface of the intercooler. Through the folds, the combustion chamber went into the engine and the engine output was severely damaged.
또한, 상기한 문제를 미연에 방지하기 위하여, 시험시 일정 시간이 지난 인터쿨러를 임의로 교체하기도 하였으나, 이러한 경우 인터쿨러 교체작업에 따른 번거로움과 시험 소요시간이 길어지는 등의 문제점이 있었다.In addition, in order to prevent the above problems in advance, the intercooler after a predetermined time at the time of the test was arbitrarily replaced, but in this case, there was a problem such as the hassle and the time required for testing the intercooler replacement.
또한, 종래의 대상 내구시험용 인터쿨러는 전체가 일체로 된 하나의 부품으로 되어 있었는 바, 시험시 엔진 기종 및 설치면적, 시험시 요구되는 여러 조건들(유속 등)에 맞추어 다양한 크기의 내구시험용 인터쿨러가 구비되어 있어야만 하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional target endurance test intercooler was composed of a single part of the whole, so that the endurance test intercooler of various sizes in accordance with the engine model and installation area, and various conditions (flow rate, etc.) required for the test. There was a problem that must be provided.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 플라스틱을 재질로 하여 제조되고 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로를 가지면서 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 된 냉각수 통로를 가지는 다수의 인터쿨러 단품과, 상기 각 인터쿨러 단품의 입구와 출구에 연결 및 분리 가능하도록 구비되어 서로 이웃 배치된 두 인터쿨러 단품의 입구와 출구를 상호 연결하도록 된 플라스틱 재질의 연결파이프가 서로 조립되어 이루어짐으로써, 상기 인터쿨러 단품과 연결파이프의 갯수를 조절할 경우 시험시 필요한 다양한 크기로 구성될 수 있고, 플라스틱 소재 사용에 따른 부식 및 그에 따른 문제점들이 해소될 수 있는 내구시험용 인터쿨러를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is invented to solve the above problems, a plurality of having a coolant passage that is made of a plastic material and having an internal flow path through which air can flow while allowing the external coolant to pass through The intercooler unit and a connection pipe made of a plastic material, which are provided to be connected to and separated from the inlet and the outlet of each of the intercooler units and interconnect the inlet and the outlet of the two intercooler units arranged adjacent to each other, are assembled to each other. The purpose of the present invention is to provide an endurance test intercooler that can be composed of various sizes required for testing when adjusting the number of parts and connecting pipes, and the corrosion and the problems caused by the use of plastic materials can be solved.
도 1은 본 발명에 따른 내구시험용 인터쿨러를 구성하게 되는 개별 인터쿨러 단품의 측면도이고,1 is a side view of an individual intercooler unit that constitutes an endurance test intercooler according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 내구시험용 인터쿨러의 조립상태를 보인 평면도이며,2 is a plan view showing the assembled state of the durability test intercooler according to the present invention,
도 3은 도 2의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이고,3 is a cross-sectional view taken along the line 'A-A' of FIG.
도 4는 통상적인 터보차저 인터쿨러 시스템의 구성도이다.4 is a block diagram of a conventional turbocharger intercooler system.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
50 : 시험용 인터쿨러 51a, 51b, 51c, 51d : 인터쿨러 단품50: test intercooler 51a, 51b, 51c, 51d: intercooler
52 : 내부 유로 53 : 냉각수 통로52 internal passage 53 coolant passage
54 : 입구 55 : 출구54: entrance 55: exit
57a, 57b, 57c : 연결파이프57a, 57b, 57c: connecting pipe
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 터보차저 인터쿨러 엔진의 대상 내구시험시 사용되는 인터쿨러에 있어서,The present invention is an intercooler used in the endurance test of the turbocharger intercooler engine,
플라스틱을 재질로 하여 제조되고 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로(52)를 가지면서 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 된 냉각수 통로(53)를 가지는 다수의 인터쿨러 단품(51a∼51d)과, 상기 각 인터쿨러 단품(51a∼51d)의 입구(54)와 출구(55)에 연결 및 분리 가능하도록 구비되어 서로 이웃 배치된 두 인터쿨러 단품의 입구와 출구를 상호 연결하도록 된 플라스틱 재질의 연결파이프(57a∼57c)가 조립되어 이루어진 것을 특징으로 한다.A plurality of intercooler units 51a to 51d each made of a plastic material and having an internal flow path 52 through which air can flow, and having a coolant passage 53 through which external coolant can pass; Connection pipes 57a to 57c made of plastic material which are connected to and separated from the inlet 54 and the outlet 55 of the intercooler units 51a to 51d to interconnect the inlets and outlets of two intercooler units that are adjacent to each other. ) Is characterized in that the assembly is made.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 내구시험용 인터쿨러를 구성하게 되는 개별 인터쿨러 단품의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내구시험용 인터쿨러의 조립상태를 보인 평면도이며, 도 3은 도 2의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.1 is a side view of an individual intercooler unit which constitutes an endurance test intercooler according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an assembled state of the endurance test intercooler according to the present invention, and FIG. 3 is a line 'A of FIG. A cross section taken along A '.
도 1에서는 인터쿨러 단품의 형상을 보다 명확히 도시하기 위하여, 결합상태가 아닌, 1개의 인터쿨러 단품만을 도시하였다.In FIG. 1, only one intercooler unit, not a coupled state, is illustrated to more clearly show the shape of the intercooler unit.
본 발명은 플라스틱을 재질로 하여 제조되고 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로(52)를 가지면서 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 된 냉각수 통로(53)를 가지는 다수의 인터쿨러 단품(51a∼51d)과, 상기 각 인터쿨러 단품(51a∼51d) 사이의 상호 연결을 위한 플라스틱 재질의 연결파이프(57a∼57c)로 이루어진 내구시험용 인터쿨러에 관한 것이다.The present invention provides a plurality of intercooler units (51a to 51d) having a coolant passage (53) made of a plastic material and having an internal flow passage (52) through which air can flow, while allowing external coolant to pass therethrough; The present invention relates to an endurance test intercooler made of plastic connecting pipes 57a to 57c for interconnection between the intercooler units 51a to 51d.
상기 각 부품의 구조를 본 발명의 일 실시예를 도시한 각 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면, 먼저 상기 각 인터쿨러 단품(51a∼51d)은 부식 방지를 위하여 플라스틱을 재질로 하여 제조된 것으로서, 각각의 내부에는 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로(52)가 형성되어 있다.Referring to the structure of each component in more detail with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention, first, each of the intercooler single piece (51a to 51d) is made of a plastic material to prevent corrosion, Inside each of them is formed an internal flow path 52 through which air can flow.
또한, 상기 각 인터쿨러 단품(51a∼51d)에는 공기가 유입되어 내부를 통과한 후 외부로 배출될 수 있도록 일측과 타측에 각각 입구(54)와 출구(55)가 구비된다.In addition, each of the intercooler units 51a to 51d is provided with an inlet 54 and an outlet 55 at one side and the other side, respectively, so that air can be introduced therethrough and discharged to the outside.
상기 각 인터쿨러 단품(51a∼51d)에서 공기의 흐름은 도 1의 화살표로 도시하였으며, 맨 앞쪽의 인터쿨러 단품(51a)에서는 상측의 입구(54)를 통해 유입된 공기가 내부를 통과한 후 하측의 출구(55)로 배출되고 있다.In each of the intercooler units 51a to 51d, the flow of air is illustrated by the arrow of FIG. 1. In the front intercooler unit 51a, the air introduced through the upper inlet 54 passes through the inside and then passes to the lower side. It is discharged to the outlet 55.
도 1에서 도면부호 56은 상측의 입구(54)를 통해 인터쿨러 단품(51a)의 내부로 유입된 공기가 일정한 흐름경로를 따라 하측의 출구(55)로 안내되도록 하는 차단벽을 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 56 denotes a barrier wall for allowing air introduced into the intercooler unit 51a through the upper inlet 54 to be guided to the lower outlet 55 along a constant flow path.
또한, 상기 각 인터쿨러 단품(51a∼51d)에는 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 종방향과 횡방향으로 형성된 다수의 냉각수 통로(53)가 형성되어 있다.Further, each of the intercooler units 51a to 51d is provided with a plurality of coolant passages 53 formed in the longitudinal direction and the transverse direction so that external coolant can pass therethrough.
한편, 상기 연결파이프(57a∼57c)는 인터쿨러 단품(51a∼51d)과 마찬가지로 플라스틱을 재질로 하여 'U'자 형상을 가지도록 제조되며, 인터쿨러 단품의 출구와 이웃 배치된 또 다른 인터쿨러 단품의 입구를 상호 연결하기 위한 것이다.Meanwhile, the connecting pipes 57a to 57c are manufactured to have a 'U' shape made of plastic, similar to the intercooler units 51a to 51d, and the inlet of another intercooler unit disposed adjacent to the outlet of the intercooler unit. To interconnect them.
상기 각 연결파이프(57a∼57c)는 각 인터쿨러 단품(51a∼51d)의 입구(54)와 출구(55)에 쉽게 연결 및 분리 가능하도록 되어 있는 바, 결합되는 인터쿨러 단품(51a∼51d)과 연결파이프(57a∼57c)의 총 갯수를 달리하여 구성하면 내구시험용 인터쿨러(50) 전체의 크기를 조절할 수 있게 된다.The connecting pipes 57a to 57c are easily connected to and separated from the inlet 54 and the outlet 55 of each intercooler unit 51a to 51d, and are connected to the intercooler unit 51a to 51d. If the total number of pipes 57a to 57c is configured to be different, the size of the entire endurance test intercooler 50 can be adjusted.
즉, 엔진 기종 및 설치면적 또는 시험시 요구되는 여러 조건들에 따라서 내구시험시 요구되는 인터쿨러(50)의 크기가 달라지는 바, 조립시 시험에 필요한 인터쿨러(50)의 크기에 맞게 개별 인터쿨러 단품(51a∼51d)과 연결파이프(57a∼57c)의 갯수를 조절하여 조립하도록 한 것이다.That is, the size of the intercooler 50 required for the durability test varies according to the engine type and the installation area or various conditions required for the test, and the individual intercooler unit 51a according to the size of the intercooler 50 required for the assembly test. The number of the coupling pipes 57a to 57c and the connection pipes 57a to 57c are adjusted to be assembled.
상기와 같이 개별 인터쿨러 단품(51a∼51d)과 연결파이프(57a∼57c)를 갯수를 달리하여 사용하게 되면 다양한 크기의 인터쿨러(50)를 구성할 수 있게 된다.As described above, when the individual intercooler units 51a to 51d and the connection pipes 57a to 57c are used in different numbers, the intercoolers 50 having various sizes can be configured.
도 1에서는 총 4개의 인터쿨러 단품(51a∼51d)을 3개의 연결파이프(57a∼57c)로 결합하여 구성한 인터쿨러(50)를 보여주고 있다.In FIG. 1, an intercooler 50 constructed by combining four intercooler units 51a to 51d with three connecting pipes 57a to 57c is shown.
위에서 설명한 바와 같이, 여러 개의 인터쿨러 단품(51a∼51d)을 'U'자 형상의 연결파이프(57a∼57c)로 연결하기 위해서는 한 인터쿨러 단품의 하측 출구가 연결파이프에 의해 바로 이웃한 인터쿨러 단품의 동방향 하측 입구와 연결되어야 하고, 이 이웃한 인터쿨러 단품의 반대쪽 상측 출구는 이에 이웃한 또 다른 인터쿨러 단품의 동방향 상측 입구와 연결되어야 한다.As described above, in order to connect the plurality of intercooler units 51a to 51d with the 'U' shaped connecting pipes 57a to 57c, the lower outlet of one intercooler unit is directly connected to the neighboring intercooler unit by the connecting pipe. It must be connected to the direction lower inlet, and the opposite upper outlet of this neighboring intercooler unit must be connected to the same upper upper inlet of another neighboring intercooler unit.
즉, 도면에 예시한 바의 인터쿨러에서, 제일 앞쪽에 위치된 인터쿨러 단품(도 2에서 최하측에 도시된 인터쿨러 단품임)(51a)의 하측 출구가 연결브라켓(57a)에 의해 바로 뒷쪽에 위치된 인터쿨러 단품(도 2에서 밑에서 두번째에 도시된 인터쿨러 단품임)(51b)의 동방향 하측 입구와 연결되고, 이 인터쿨러 단품(51b)의 반대쪽 상측 출구가 또 다른 연결브라켓(57b)에 의해 그 바로 뒷쪽에 위치된 인터쿨러 단품(도 2에서 밑에서 세번째에 도시된 인터쿨러 단품임)(51c)의 동방향 상측 입구와 연결되는 식이다.That is, in the intercooler as illustrated in the drawing, the lower outlet of the intercooler unit (the intercooler unit shown at the lowermost part in FIG. 2) located at the frontmost side is located directly behind by the connecting bracket 57a. It is connected to the cooperative lower inlet of the intercooler component (which is the intercooler component shown second from the bottom in FIG. 2), and the opposite upper outlet of the intercooler component 51b is directly behind it by another connecting bracket 57b. The intercooler single piece (intercooler single piece shown in the third from the bottom in Fig. 2) located in the above is connected to the upper direction inlet in the same direction.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 대상 내구시험용 인터쿨러에서는 인터쿨러단품과 연결파이프의 갯수를 조절하여 조립함으로써, 시험시 필요한 다양한 크기의 인터쿨러를 구성할 수 있게 된다.In this way, in the target endurance test intercooler according to the present invention by adjusting the number of the intercooler unit and the connection pipe, it is possible to configure the intercooler of various sizes required for the test.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 플라스틱을 재질로 하여 제조되고 공기가 흐를 수 있도록 된 내부 유로를 가지면서 외부의 냉각수가 통과할 수 있도록 된 냉각수 통로를 가지는 다수의 인터쿨러 단품과, 상기 각 인터쿨러 단품의 입구와 출구에 연결 및 분리 가능하도록 구비되어 서로 이웃 배치된 두 인터쿨러 단품의 입구와 출구를 상호 연결하도록 된 플라스틱 재질의 연결파이프가 조립되어 이루어진 내구시험용 인터쿨러에 관한 것으로서, 조립되는 인터쿨러 단품과 연결파이프의 갯수를 조절하여 시험시 필요한 다양한 크기로 구성될 수 있고, 플라스틱 소재 사용에 따른 부식 및 그에 따른 문제점들이 해소될 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a plurality of intercooler units and a plurality of intercooler units each having a coolant passage through which an external coolant can pass while having an internal flow path made of plastic and allowing air to flow therethrough. It relates to the endurance test intercooler, which is composed of a connecting pipe made of a plastic material to be connected to the inlet and outlet of the two intercooler units arranged adjacent to each other and to be connected to and separated from the inlet and the outlet of the intercooler unit. By adjusting the number of pipes can be configured in a variety of sizes required for the test, there is an effect that the corrosion and the problems associated with the use of plastic materials can be solved.
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