KR100513453B1 - 축냉식 흡기온도 조절장치 - Google Patents
축냉식 흡기온도 조절장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 축냉식 흡기온도 조절장치에 관한 것으로서,
그러나, 종래에는 인터쿨러에서 엔진으로 공급되는 흡기의 온도를 조절해주는 장치가 제공되지 않았기 때문에 터보차저에서 배출된 흡기의 온도가 과도하게 높을 경우에는 인터쿨러의 냉각성능 한계를 넘어서게되면서 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 대기온도보다 높아지게되며, 흡기의 온도가 상승할 경우 엔진의 이상연소동작에 의해 엔진효율이 저하됨은 물론 연비의 손실로 이어져 배기가스 중의 Nox, PM 및 매연이 증가하여 환경오염을 유발하게되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인터쿨러와 흡기순환라인에 의해 연결되는 리저버탱크를 형성하고, 이 리저버탱크 내부에 흡기온도를 냉각시켜주는 축냉식 냉각수단을 설치하며, 터보차저를 통과하는 흡기온도에 따라 인터쿨러의 흡기가 축냉식 냉각수단에 선택적으로 공급되도록 하는 제어수단을 구성하므로서, 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하여 엔진의 출력효율 증대 및 내구력이 향상되고, 연소력 향상에 의해 배기가스의 배출량이 감소되도록 한 축냉식 흡기온도 조절장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 축냉식 흡기온도 조절장치에 관한 것으로서, 특히 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하여 엔진의 출력효율 증대 및 내구력이 향상되고, 연소력 향상에 의해 배기가스의 배출량이 감소되도록 한 축냉식 흡기온도 조절장치에 관한 것이다.
터보차저가 설치되어 있는 디젤엔진에 있어서, 흡기덕트를 통과한 흡기는 터보차저에 의해 고온 고압으로 과급되면서 그 온도가 약 100℃ 이상으로 상승하게되며, 터보차저를 통과한 고온의 흡기는 고성능의 인터쿨러를 통하여 대기온도로 냉각된 후 엔진으로 공급된다.
상기와 같이 터보차저의 후단에 인터쿨러를 설치하는 이유는 엔진으로 고온의 흡기가 공급될 경우 이상연소에 의해 엔진출력이 급격이 저하되기 때문이다.
그러나, 종래에는 인터쿨러에서 엔진으로 공급되는 흡기의 온도를 조절해주는 장치가 제공되지 않았기 때문에 터보차저에서 배출된 흡기의 온도가 과도하게 높을 경우에는 인터쿨러의 냉각성능 한계를 넘어서게되면서 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 대기온도보다 높아지게되며, 흡기의 온도가 상승할 경우 엔진의 이상연소동작에 의해 엔진효율이 저하됨은 물론 연비의 손실로 이어져 배기가스 중의 Nox, PM 및 매연이 증가하여 환경오염을 유발하게되는 문제점이 발생하고 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인터쿨러와 흡기순환라인에 의해 연결되는 리저버탱크를 형성하고, 이 리저버탱크 내부에 흡기온도를 냉각시켜주는 축냉식 냉각수단을 설치하며, 터보차저를 통과하는 흡기온도에 따라 인터쿨러의 흡기가 축냉식 냉각수단에 선택적으로 공급되도록 하는 제어수단을 구성하므로서, 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하여 엔진의 출력효율 증대 및 내구력이 향상되고, 연소력 향상에 의해 배기가스의 배출량이 감소되도록 한 축냉식 흡기온도 조절장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,
흡기를 과급하는 터보차저와, 터보차저에서 과급된 고온 고압의 흡기온도를 냉각시켜 엔진에 공급하는 인터쿨러를 포함하는 것에 있어서,
별도의 흡기순환라인에 의해 인터쿨러와 연통되는 리저버탱크와;
상기 리저버탱크 내부에 장착되며, 제어부의 제어에 따라 구동하여 축냉하였다가 그 냉기를 이용하여 인터쿨러로부터 순환되는 흡기를 냉각시켜 인터쿨러로 공급하는 축냉식 냉각수단과;
상기 흡기순환라인의 도중에 설치되고 개폐되어 축냉식 냉각수단으로의 흡기 공급을 단속하는 흡기냉각밸브와;
터보차저를 통과하는 흡기의 온도를 감지하는 흡기온도센서와;
상기 흡기온도센서에서 감지되는 흡기온도에 따라 흡기냉각밸브를 선택적으로 개폐시켜 엔진으로 공급되는 흡기온도가 일정하게 유지되도록 하는 제어부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 축냉식 냉각수단은,
입력전원에 의해 흡열동작하여 그 내부에 충진된 냉매를 얼려 축냉하는 다수의 축냉매용기를 케이스 내부에 설치하고, 케이스의 상하측에 축냉매용기로 전원을 공급하기 위한 플러스 전극과 마이너스전극을 형성하되,
상기 전극으로 밧데리 또는 알터네이터에서 생성된 잉여전압이 공급되도록 하여 리저버탱크로 유입된 흡기가 축냉매용기를 통과하면서 냉각되어 인터쿨러로 순환되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 전극으로의 전원 입력단에 릴레이 스위치를 형성하고, 케이스 내부 온도를 감지하는 냉매온도센서를 설치하며, 제어부는 상기 냉매온도센서에서 감지되는 냉매온도에 따라 릴레이스위치를 단속하여 축냉매용기 내의 냉매가 얼어있는 상태로 존재하도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도면부호 1 은 흡기를 고온, 고압의 상태로 과급하는 터보차저를 나타내며, 이 터보차저(1)의 후단에는 흡기의 온도를 대기온도로 냉각시켜 엔진(3)으로 공급하는 인터쿨러(2)가 설치된다.
도면부호 4 는 상기 인터쿨러(2)와 별도의 흡기순환라인(11)에 의해 연결되는 리저버탱크(4)를 나타내며, 이 리저버탱크(4)의 내부에는 인터쿨러(2)로부터 공급되는 흡기온도를 냉각시켜 다시 인터쿨러(2)로 재순환시키는 축냉식 냉각수단(5)이 설치된다.
상기 축냉식 냉각수단(5)은 도 2 에 도시된 바와같이 내부에 냉매(54)가 충진되어 있으면서 입력되는 전원에 의해 흡열동작하여 상기 냉매(54)를 얼려서 냉기를 축적하는 다수의 축냉매용기(53)를 케이스(51) 내부에 설치하고, 상기 케이스(51)의 상하측에 상기 축냉매용기(53)로 전원을 공급하기 위한 전극(52), 즉, 마이너스전극(52a)과 플러스전극(52b)을 서로 대향되게 설치한다.
상기 전극(52)은 밧데리(6) 또는 알터네이터(7)에서 생성되는 전원이 공급되도록 연결하고, 전극(52)의 입력단에 온/오프용 릴레이 스위치(58)를 설치하여 이 릴레이스위치(58)의 온/오프 동작에 의해 전극(52)으로 공급되는 전원이 단속되도록 하였다.
한편, 상기 터보차저(1)에 흡기온도센서(10)를 설치하여 터보차저(1)를 통과하는 흡기의 온도를 감지하도록 하고, 또 케이스(51)의 일단에 냉매온도센서(57)를 설치하여 축냉매용기(53)의 온도를 감지하도록 하며, 상기 흡기순환라인(11)에는 인터쿨러(2)에서 축냉식 냉각수단(5)으로의 흡기 순환을 단속하기 위한 흡기냉각밸브(9)를 형성하였다.
도면부호 8 은 상기 센서(10,57)에서 감지되는 흡기온도 및 냉매온도에 따라 흡기냉각밸브(9)와 릴레이스위치(58)를 구동시키는 제어부를 나타내는데,
이 제어부(8)는 냉매온도센서(57)에서 감지되는 냉매 온도가 기준값 이하일때 릴레이스위치(58)를 온상태로 전환시켜 밧데리(6) 또는 알터네이터(7)의 잉여전원이 축냉식 냉각수단(5)의 전극(52)으로 공급되도록 하여 축냉매용기(53) 내에 충진되어 있는 냉매(54)가 항시 얼어있는 상태로 존재하도록 하며,
또 흡기온도센서(10)에서 감지되는 터보차저(1)에서 출력되는 흡기의 온도가 설정값 이상일때 상기 흡기냉각밸브(9)를 구동시켜 인터쿨러(2)를 통과한 흡기가 리저버탱크(4) 내의 축냉매용기(53)들 사이로 통과하도록 하여 흡기가 축냉매용기(53)를 통과하면서 냉각된 후 다시 인터쿨러(2)로 공급되도록 하므로서, 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 항상 일정한 상태를 유지하도록 한다.
상기 설정값은 터보차저(1)에서 배출된 흡기를 인터쿨러(2)가 충분히(대기온도수준)냉각시키지 못하는 온도이다.
한편, 상기 케이스(51)의 외부에는 냉기의 유출을 방지하기 위하여 일정두께의 단열재(55)를 형성하였으며, 단열재(55)의 양측에는 흡기의 순환을 위한 다수의 통공(56)을 형성하였다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
엔진이 구동하는 동안 제어부(8)는 냉매온도센서(57)에서 감지되는 온도로서 축냉식 냉각수단(5)의 축냉매 용기(53) 온도를 판단하고, 이 온도가 기준치 이하일때 릴레이스위치(58)를 온상태로 전환시켜 밧데리(6) 또는 알터네이터(7)에서 생성되는 잉여전압이 축냉식 냉각수단(5)의 전극(52)으로 공급되도록 하여 축냉매용기(53)의 흡열동작에 의해 냉매(54)가 항상 얼어있는 상태로 존재하도록 하므로서, 충냉식 냉각수단(5)이 냉열을 축적한 상태로 존재하도록 한다.
그리고, 엔진 구동중에 흡기온도센서(10)에서 감지되는 터보차저(1)를 통과하는 흡기의 온도가 설정값 이상이면 터보차저(1)에서 배출되는 흡기의 온도가 인터쿨러(2)가 충분히 냉각시킬 수 있는 온도보다 월등히 높은 상태이므로 흡기의 추가 냉각을 위해 흡기냉각밸브(9)를 개방시킨다.
상기 흡기냉각밸브(9)가 개방되면, 터보차저(1)에서 배출되어 인터쿨러(2)를 통과하는 흡기가 흡기순환라인(11)을 통해 리저버탱크(4) 내부로 순환하게되고, 리저버탱크(4)로 유입된 흡기는 축냉식 냉각수단(5)의 축냉매용기(53) 사이를 통과하면서 대기온도 수준으로 추가 냉각된 후 다시 흡기순환라인(11)을 통해 다시 인터쿨러(2)로 공급되어 엔진(3)으로 공급되게된다.
상기 설명과같은 일련의 동작에 의해 엔진으로는 항상 일정한 온도의 흡기가 공급되면서 엔진의 효율이 향상됨은 물론 배기가스의 배출량이 감소하게되는 효과를 기대할 수 있게된다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 인터쿨러와 흡기순환라인에 의해 연결되는 리저버탱크를 형성하고, 이 리저버탱크 내부에 흡기온도를 냉각시켜주는 축냉식 냉각수단을 설치하며, 터보차저를 통과하는 흡기온도에 따라 인터쿨러의 흡기가 축냉식 냉각수단에 선택적으로 공급되도록 하는 제어수단을 구성하므로서, 엔진으로 공급되는 흡기의 온도가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하여 엔진의 출력효율 증대 및 내구력이 향상되고, 연소력 향상에 의해 배기가스의 배출량이 감소되도록 한 축냉식 흡기온도 조절장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 축냉식 흡기온도 조절장치를 보인 블럭도.
도 2 는 본 발명에 적용된 축냉식 냉각수단을 보인 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 터보차저 2 : 인터쿨러
3 : 엔진 4 : 리저버탱크
5 : 축냉식 냉각수단 6 : 밧데리
7 : 알터네이터 8 : 제어부
9 : 흡기냉각밸브 10 : 흡기온도센서
11 : 흡기순환라인 51 : 케이스
52 : 전극 53 : 축냉매용기
54 : 냉매 55 : 단열재
56 : 통공 57 : 냉매온도센서
58 : 릴레이스위치
Claims (3)
- 흡기를 과급하는 터보차저와, 터보차저에서 과급된 고온 고압의 흡기온도를 냉각시키는 인터쿨러를 포함한 엔진에서 흡기의 온도를 일정하게 유지시켜주기 위한 흡기온도 조절장치에 있어서,별도의 흡기순환라인(11)에 의해 인터쿨러(2)와 연통되는 리저버탱크(4)와;상기 리저버탱크(4) 내부에 장착되며, 제어부(8)의 제어에 따라 구동하여 축냉하였다가 그 냉기를 이용하여 인터쿨러(2)로부터 순환되는 흡기를 냉각시켜 인터쿨러(2)로 공급하는 축냉식 냉각수단(5)과;상기 흡기순환라인(11)의 도중에 설치되고 개폐되어 축냉식 냉각수단(5)으로의 흡기 공급을 단속하는 흡기냉각밸브(9)와;터보차저(1)를 통과하는 흡기의 온도를 감지하는 흡기온도센서(10)와;상기 흡기온도센서(10)에서 감지되는 흡기온도에 따라 흡기냉각밸브(9)를 선택적으로 개폐시켜 엔진(3)으로 공급되는 흡기온도가 일정하게 유지되도록 하는 제어부(8); 로 구성된 것을 특징으로 하는 축냉식 흡기온도 조절장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 축냉식 냉각수단은,입력전원에 의해 흡열동작하여 그 내부에 충진된 냉매를 얼려 축냉하는 다수의 축냉매용기를 케이스 내부에 설치하고, 케이스의 상하측에 축냉매용기로 전원을 공급하기 위한 플러스 전극과 마이너스전극을 형성하되,상기 전극으로 밧데리 또는 알터네이터에서 생성된 잉여전압이 공급되도록 하여 리저버탱크로 유입된 흡기가 축냉매용기를 통과하면서 냉각되어 인터쿨러로 순환되도록 구성한 것을 특징으로 하는 축냉식 흡기온도 조절장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전극으로의 전원 입력단에 릴레이 스위치를 형성하고, 케이스 내부 온도를 감지하는 냉매온도센서를 설치하며, 제어부는 상기 냉매온도센서에서 감지되는 냉매온도에 따라 릴레이스위치를 단속하여 축냉매용기 내의 냉매가 얼어있는 상태로 존재하도록 한 것을 특징으로 하는 축냉식 흡기온도 조절장치.
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