KR100513452B1 - 인터쿨러 냉각핀의 배열 각도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 운전영역에 따라서 냉각핀의 배열각도가 조절되도록 하므로서 엔진운전영역에 따라서 흡입공기의 냉각성능이 변화되도록 하는 인터쿨러 냉각핀의 배열각도 조절장치에 관한 것으로서,

엔진룸의 일측에 터보차저에서 고온고압으로 가압된 흡입공기가 통과되는 다수의 튜브가 형성되고, 상기 튜브들 사이로 다수의 냉각핀이 배열되어 흡입공기가 대기와 열교환되도록 구성되는 인터쿨러에 있어서,

상기한 냉각핀이 엔진의 시동초기시에는 그 배열각도가 소정각도 회전되어 냉각효율이 저감되도록 하기 위해, 상기 냉각핀의 중간은 힌지에 의해 결합되고, 상기 냉각핀의 일측은 케이블로써 링크되며, 상기 케이블은 엔진의 운전영역을 판단하는 전자제어장치의 제어에 의해 작동되는 다이어프램에 연결되며, 상기 케이블에 상기 다이어프램의 작동방향과 반대방향의 힘을 전하는 스프링이 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

인터쿨러 냉각핀의 배열각도 조절장치{Angle control apparatus for cooling pin of inter-cooler}

본 발명은 인터쿨러 냉각핀의 배열각도 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 운전영역에 따라서 냉각핀의 배열각도가 조절되도록 하므로서 엔진운전영역에 따라서 흡입공기의 냉각성능이 변화되도록 하는 인터쿨러 냉각핀의 배열각도 조절장치에 관한 것이다.

일반적인 디젤엔진에는 배기가스의 배출압력을 이용하여 흡입공기를 가압한 후, 가압된 흡입공기가 연소실로 공급되도록 하는 터보차저가 장착된다.

도 4는 일반적인 디젤엔진의 흡입공기 공급시스템을 간략하게 도시한 도면으로서, 엔진(10)으로 공급되는 흡입공기는 에어덕트로 유입되어 에어클리너에서 정화된 후, 배기가스의 배출압력으로 회전되는 터보차저(11)에 의해 가압된다. 그런데 상기한 터보차저(11)에서 가압되는 흡입공기의 온도조절은 인위적으로 불가능하므로서, 흡입공기의 온도는 필요이상으로 과다하게 상승된다. 따라서 과다하게 공기의 온도가 상승된 상태로는 흡입공기의 밀도가 낮아져 엔진의 출력을 향상시키지 못하게 된다. 그래서 이를 개선하기 위해서 상기한 터보차저(11)에서 가압된 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러(15)가 상기 터보차저(11)와 흡기 매니폴드(12)를 잇는 흡기라인(13)의 도중에 형성된다.

그리고 상기한 인터쿨러(15)에서 냉각된 흡입공기는 운전자의 엑셀페달 조작량에 의한 스로틀밸브의 개도량에 따라서 서지탱크에서 스월을 일으키며 연소실로 유입된다. 한편, 엔진(10)의 전방에는 워터재킷을 순환하며 가열된 냉각수를 식히기 위한 라디에이터(14)가 형성된다.

도 5는 상기한 인터쿨러(15)의 일부분을 발췌하여 도시한 도면으로서, 인터쿨러(15)에는 흡입공기가 통과하기 위한 다수의 튜브(16)가 형성되고, 상기 튜브(16)와 튜브(16) 사이에는 외부공기와의 열교환을 위한 다수의 냉각핀(17)이 형성된다. 따라서 터보차저의 콤푸레서를 통과하면서 고온고압으로 가압된 흡입공기는 상기한 냉각핀(17)을 매개로 외부공기와 열교환되어 온도가 낮아지면서 밀도가 높아지므로서 더 많은 공기가 엔진의 연소실로 유입되는 것이다.

그러나 상기와 같은 인터쿨러의 구성에서는 엔진이 웜업되기 전에도 흡입공기를 냉각시키게 되므로서 엔진의 웜업시간이 길어지게 되며, 오랜 시간의 냉시동에 의한 결과로 배기가스 배출문제가 불량하게 되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 엔진 냉각수와 열교환으로 작동하는 차량 실내의 히터 성능이 나빠져 차량의 난방성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 운전영역에 따라서 냉각핀의 배열각도가 조절되도록 하므로서 엔진운전영역에 따라서 흡입공기의 냉각성능이 변화되도록 하는 인터쿨러 냉각핀의 배열각도 조절장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

엔진룸의 일측에 터보차저에서 고온고압으로 가압된 흡입공기가 통과되는 다수의 튜브가 형성되고, 상기 튜브들 사이로 다수의 냉각핀이 배열되어 흡입공기가 대기와 열교환되도록 구성되는 인터쿨러에 있어서,

상기한 냉각핀이 엔진의 시동초기시에는 그 배열각도가 소정각도 회전되어 냉각효율이 저감되도록 하기 위해, 상기 냉각핀의 중간은 힌지에 의해 결합되고, 상기 냉각핀의 일측은 케이블로써 링크되며, 상기 케이블은 엔진의 운전영역을 판단하는 전자제어장치의 제어에 의해 작동되는 다이어프램에 연결되며, 상기 케이블에 상기 다이어프램의 작동방향과 반대방향의 힘을 전하는 스프링이 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 인터쿨러의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 인터쿨러의 측면도이고, 도 3은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 인터쿨러를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의한 냉각핀을 지시하는 것이다.

상기한 인터쿨러(20)의 몸체 도중에는 터보차저에서 가압된 공기가 통과되기 위한 다수의 튜브(21)가 형성되고, 상기한 튜브(21)와 튜브(21) 사이에는 다수의 냉각핀(30)이 배열된다.

그런데 상기한 냉각핀(30)은 종래기술에 의한 인터쿨러와는 달리, 시동초기시와 같이 엔진의 냉시동 운전영역시의 경우에 인터쿨러의 냉각효율이 저감되도록 냉각핀(30)이 힌지(31)에 의해서 결합된다. 힌지(31)에 의해 그 중심이 결합된 냉각핀(30)의 일측은 케이블(32)로써 링크되는데, 이는 운전영역에 따라서 튜브(21)들 사이에 마련되는 상기 냉각핀(30)의 배열각도가 조절될 수 있도록 하기 위한 것이다.

따라서 상기한 케이블(32)이 일측으로 당겨지게 될 경우에 상기한 냉각핀(30)은 일률적으로 회전되어 대기중의 공기가 인터쿨러(20)를 통과하는 것을 방해하며, 상기 냉각핀(30)과 튜브(21)의 연결이 단절되면서 원할한 열교환이 이루어지지 않도록 하기 위한 것이다.

엔진의 운전영역에 따라서 상기한 케이블(32)이 일방향으로 당겨지도록 하기 위한 수단으로서는, 엔진의 운전영역을 판단하기 위한 전자제어장치(40)와, 상기 전자제어장치(40)의 제어에 따라 작동되는 3웨이 밸브(41)와, 상기 3웨이 밸브(41)의 동작여부에 따라서 상기 케이블(32)에 힘을 가하기 위한 다이어프램(33) 등의 구성요소가 필요하다. 다이어프램(33)은 진공펌프(42)의 진공압이 전달되는 여부에 따라서 작동되도록 형성되는 것으로서, 상기 진공펌프(42)의 진공압이 다이어프램(33)까지 연결되도록 하는 진공라인(43)의 도중에는 일측이 대기에 노출되는 3웨이 밸브(41)가 마련되고, 상기 3웨이 밸브(41)는 전자제어장치(40)의 제어에 따라 작동될 수 있도록 설정된다.

그리고 상기한 다이어프램(33)의 작동방향과 반대방향의 힘이 케이블(32)에 가해지도록 하기 위한 스프링(34)이 상기한 케이블(32)의 도중에 장착되는데, 이는 엔진의 운전영역이 정상상태로 되었을 경우에 상기 냉각핀(30)의 배열각도가 정상의 상태로 복귀될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

인터쿨러는 엔진의 시동과 함께 터보차저에서 가압된 흡입공기가 유도되어 대기와 열교환시킨 후, 엔진의 연소실 측으로 보내게 된다.

그런데 엔진의 운전 시동초기시에는 엔진의 온도가 충분하게 뜨거워진 상태가 아니므로, 터보차저에서 가압된 흡입공기를 냉각하지 않아도 된다. 그런데도 불구하고 종래의 일반적인 인터쿨러에서는 흡입공기를 냉각하게 되는 것이다.

그러나 본 발명에 의해 형성되는 인터쿨러(20)는 전자제어장치(40)에서 파악되는 운전상태가 시동초기시인 경우에는, 상기 인터쿨러(20)에 배열되는 냉각핀(30)의 배열각도를 변경시켜 인터쿨러(20)의 냉각효율이 떨어지도록 하게 된다.

즉, 전자제어장치(40)에서 엔진이 냉시동시인 것으로 판단되면, 상기 3웨이 밸브(41)를 개방시켜 진공펌프(42)의 진공압이 다이어프램(33)으로 전달되도록 하고, 상기 진공펌프(42)의 진공압력에 의해 다이어프램(33)의 중심위치가 압력이 전달되는 방향으로 이동된다. 다이어프램(33)의 중심위치가 이동되면, 그와 연계된 케이블(32)이 일측으로 당겨지게 되고, 상기 케이블(32)에 의해 링크된 냉각핀(30)이 힌지(31)를 중심으로 소정 각도만큼씩 회동하게 된다.

따라서 인터쿨러(20)에 형성되는 냉각핀(30)의 배열각도가 경사지게 되므로서, 상기 냉각핀(30)들의 사이로 통과되는 공기량이 감소되어 튜브(21)들을 통과하는 흡입공기의 냉각효율이 떨어지게 된다. 즉, 터보차저에서 가압된 흡입공기는 커다란 온도의 변화없이 엔진의 연소실로 공급되어져 엔진의 웜업 시간을 단축하게 된다.

한편, 엔진의 웜업이 이루어진 후에 엔진의 온도가 상승하게 되면, 상기한 전자제어장치(40)에서는 이를 인지하고 3웨이밸브(41)가 닫히도록 제어하여 다이어프램(33)에 가해졌던 진공압이 제거되도록 한다. 그러면, 케이블(32)은 상기한 스프링(34)의 탄성에 의해서 원래의 상태로 복귀되고, 그에 따라 냉각핀(30)의 배열각도도 원래의 상태로 되돌아간다. 따라서 상기한 인터쿨러(20)는 흡입공기를 냉각하는 그 원래의 역할을 하게 되는 것이다. 또한, 엔진의 온도상승이 빨리 이루어지고 히터의 방열량이 증대되므로서 차량의 난방성능이 향상된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 엔진시동 초기의 냉시동시에 인터쿨러의 냉각이 제대로 이루어지지 않게 하고, 터보차저에서 가압된 흡입공기가 열손실없이 엔진의 연소실로 유입되도록 하므로서, 엔진의 시동초기시에 웜업시간이 단축될 뿐만 아니라 냉각수의 온도상승이 빨라지게 되어 히터의 방열량이 증대되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 인터쿨러의 측면도.

도 3은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 작동상태도.

도 4 내지 도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 인터쿨러 21 : 튜브

30 : 냉각핀 31 : 힌지

32 : 케이블 33 : 다이어프램

34 : 스프링 40 : 전자제어장치

41 : 3웨이 밸브 42 : 진공펌프

43 : 진공라인

Claims (2)

1. 엔진룸의 일측에 터보차저에서 고온고압으로 가압된 흡입공기가 통과되는 다수의 튜브가 형성되고, 상기 튜브들 사이의 냉각핀이 상하방향으로 배열되어 흡입공기가 대기와 열교환되도록 구성되는 인터쿨러에 있어서,

   상기한 냉각핀(30)은 튜브(21)와 튜브(21) 사이에 위치되는 판형상으로 형성되어 그 양측단이 상기 튜브(21)들 사이에 힌지(31)로써 회동가능하도록 결합되어지되,

   상기한 각각의 냉각핀(30)들은 일률적인 개폐동작이 가능하도록 그 전방 끝단이 하나의 케이블(32)로써 연결되며,

   상기 케이블(32)의 상측 끝단은 엔진의 운전영역에 따른 전자제어장치(40)의 제어에 의해서 진공펌프(42)의 진공압을 받아 동작되는 다이어프램(33)에 연결되고,

   상기 케이블(32)의 도중에는 상기 다이어프램(33)의 작동방향과 반대방향의 힘을 상기 케이블(32)에 제공하는 스프링(34)이 장착된 것을 특징으로 하는 인터쿨러 냉각핀의 배열각도 조절장치.
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