KR100828816B1 - 차량 ｖ형엔진의 냉각수 동일분배구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 V형엔진의 워터펌프에서 펌핑된 냉각수를 우측뱅크와 좌측뱅크로 동일하게 유입시킬 수 있도록 하는 차량 V형엔진의 냉각수 동일분배장치에 관한 것으로,

종래의 원웨이 방식의 냉각수 공급구조에서는 냉각수가 배출되는 위치에 따라 좌측뱅크(30')와 우측뱅크(40') 사이에 냉각편차가 발생하게 되어 냉각성능이 저하되는 문제가 있었던 바,

펌핑된 냉각수가 토출되는 타이밍커버(11)의 토출구(12)를 좌측뱅크공급 토출구(12a)과 우측뱅크공급 토출구(12b)로 분할하고, 그에 접속되는 러너(20)의 연결측을 좌측뱅크공급공간(21)과 우측뱅크공급공간(22)으로 분할한 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 워터펌프(10)로 펌핑된 냉각수를 좌측뱅크(40)와 우측뱅크(30)에 균등 배분하여 공급할 수 있게 되므로 양 뱅크 사이의 냉각편차를 해소할 수 있게 되어 엔진의 냉각성능향상에 크게 기여할 수 있게 된다.

V형엔진, 워터펌프, 타이밍커버, 러너, 뱅크

Description

차량 Ｖ형엔진의 냉각수 동일분배구조{a water pump distributing structure for a V type engine}

도 1은 종래 구조의 요부 사시도

도 2는 동 종래 구조의 적용상태의 사시도

도 3은 동 종래 구조의 뱅크 인테이크부 유속분포도

도 4는 본 발명의 V형엔진의 냉각수 입구부위 초기설계상태의 정면도

도 5는 동 초기설계상태의 평면도

도 6은 동 초기설계상태의 타이밍커버의 내부 사시도

도 7은 동 초기설계상태의 워터펌프의 내부 사시도

도 8은 동 초기설계상태의 워터펌프와 타이밍커버의 조립상태의 사시도

도 9는 동 초기설계상태의 배면도

도 10은 본 발명의 한 실시예의 러너 좌측뱅크 연결부위의 정면도

도 11은 동 실시예의 러너 좌측뱅크 연결부위의 사시도

도 12는 동 실시예의 타이밍커버의 평면도

도 13은 동 실시예의 타이밍커버의 일부 절제 사시도

도 14는 동 실시예의 배면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 워터펌프 11 : 타이밍커버

12 : 토출구 12a : 좌측뱅크공급 토출구

12b : 우측뱅크공급 토출구 13 : 분할리브

20 : 러너 21 : 좌측뱅크공급공간

22 : 우측뱅크공급공간 23a, 23b : 연결부

30 : 우측뱅크 40 : 좌측뱅크

본 발명은 차량 V형엔진의 워터펌프에서 펌핑된 냉각수를 우측뱅크와 좌측뱅크로 동일하게 유입시킬 수 있도록 하는 차량 V형엔진의 냉각수 동일분배장치에 관한 것이다.

일반적으로 실린더가 우측과 좌측에 V형으로 배열된 차량의 V형엔진에는 냉각수 펌핑을 위한 하나의 워터펌프를 구비하며, 이 워터펌프로 펌핑된 냉각수를 우측뱅크(RH Bank)와 좌측뱅크(LH Bank)에 각각 동일하게 공급할 수 있도록 하는 것이 중요하다.

V형엔진에서 우측뱅크와 좌측뱅크의 냉각수량을 동일하게 공급하기 위한 공간설계(Layout)가 허용되는 경우에는 워터펌프의 토출구에서 2개의 공급라인으로 분리하고, 이를 받아주는 실린더블록의 냉각수라인을 좌측뱅그와 우측뱅크로 분리하여 냉각수의 통로를 형성하는 투웨이(Two Way) 방식을 사용하게 되면 양 뱅크에 동일한 양의 냉각수를 공급할 수 있게 되어 양 뱅크가 동일한 냉각성능을 확보할 수 있게 되지만 이는 공간설계가 가능한 경우에만 적용할 수 있다.

상기에서 공간설계상으로 상기 투웨이 방식이 방식이 불가능한 경우 도 1과 같이 냉각수가 한 개의 입구를 통해 실린더 블록의 냉각수 러너(20'; runner)에 공급되고, 이 러너(20')부에서 좌측뱅크(30')와 우측뱅크(40')로 냉각수 분배가 이루어지게 되는 원웨이(One Way) 방식을 사용할 수밖에 없게 된다.

상기 원웨이 방식에 있어서 냉각수는 러너(20')부에서의 냉각수의 관성과 각 뱅크(30')(40')에서의 저항패턴과 관련하여 분배되는데, 워터펌프(10')에서의 유입구 위치, 냉각수 러너(20')에서의 각 뱅크(30')(40')로의 냉각수 유입위치, 형상 등에 의해 분배율이 결정된다.

이처럼 상기 원웨이 방식에서는 여러 가지 요인들로 인해 분배율이 결정되는데, 양 뱅크(30')(40')로 냉각수를 동일하게 분배시키기 어려운 경우에는 각 뱅크(30')(40')에서 배출되는 냉각수량에 차이를 둠으로써 분배율이 상이한 것을 극복하기도 하지만 냉각수가 배출되는 위치에 따라 좌측뱅크(30')와 우측뱅크(40') 사이에 냉각편차가 발생하게 된다.

예를 들어 도 2와 같이 V6형엔진에서 좌측뱅크와 우측뱅크의 분배율이 57%:42%이고, 오일쿨러 유량비/전체유량이 12.8%일 때, 오일쿨러로의 냉각수 배출량을 제외하면 좌측뱅크와 우측뱅크이 분배율을 51.3%:48.7%로 양호한 수준이기는 하지남 좌측뱅크의 오일쿨러로의 유량이 빠져나가기 전의 제2~제4 기통부에 상대적으로 과유량이 흐르기 때문에 기통간 편차 및 이 부분에서의 과냉각을 피하기 힘들게 된다.

그리고 비록 오일쿨러와 같은 라인을 한 뱅크에만 설치하여 유량 차이를 일정부분 극복하더라도 도 3과 같이 좌측뱅크와 우측뱅크 사이의 냉각수 유량이 다를 경우 연소실에 접하고 있는 보아 벽면에서의 유량 차이를 극복할 수 없다.

따라서 엔진 공간설계(Layout)에 의해 투웨이 방식을 적용할 수 없는 경우에는 좌측뱅크와 우측뱅크 사이의 유량 편차 없이 동일 유량 분배가 필요하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 V형엔진의 양 뱅크에 균등하게 냉각수를 공급할 있도록 하는 것에 의해 양 뱅크 사이에 냉각 편차를 해소할 수 있도록 하고 엔진의 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 하는차량 V형엔진의 냉각수 동일분배구조를 제공하는 데에 있는 것이다.

이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에는 본 발명의 V형엔진의 냉각수 입구부위 초기설계상태의 정면도가 도시되어 있고, 도 5에는 동 초기설계상태의 평면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 동 초기설계상태의 타이밍커버의 내부 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 동 초기설계상태의 워터펌프의 내부 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 동 초기설계상태의 워터펌프와 타이밍커버의 조립상태의 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 동 초기설계상태의 배면도가 도시되어 있다.

도 4 내지 도 9까지에 도시된 초기설계상태와 같이 워터펌프(10)로 펌핑되는 냉각수를 타이밍커버(11)의 내부 상부의 토출구(12)를 통해 러너(20)의 내부 일측으로 냉각수 공급하고, 러너(20)에서 좌측뱅크(30)와 우측뱅크(40)로 냉각수를 공급하도록 하는 경우 타이밍커버(11)의 토출구(12)와 근접한 좌측뱅크(30) 쪽으로 냉각수가 현저하게 많이 공급되고 타이밍커버(11)의 토출구(12)와 멀리 떨어져 있는 우측뱅크(40) 쪽으로는 냉각수가 적게 공급된다.

예를 들어 좌측뱅크(30)의 흡기측과 배기측에 133.3 L/MIN 정도와 165.9 L/MIN 정도가 공급된다면 우측뱅크(40)의 흡기측과 배기측에 그보다 훨씬 적은 26.8 L/MIN 정도와 66.4 L/MIN 정도가 공급된다.

이는 워터펌프(10) 및 타이밍커버(11)를 통과한 냉각수의 유출방향이 좌측뱅크(30)의 유입구와 가까워 냉각수가 유동관성 영향으로 좌측뱅크(30)쪽으로 치우쳐 공급되기 때문이다.

상기의 초기설계에서의 각 뱅크(30)(40)의 뱅크분배율 및 흡기/배기 분배율은 다음과 같다.

본 발명에 있어서는 우측뱅크(30) 및 좌측뱅크(40)의 보아부 워터자켓을 각각 제작하고, 두 뱅크(30)(40)를 연결하는 러너(20)를 따로 제작한다.

도 10에는 본 발명의 한 실시예의 러너 좌측뱅크 연결부위의 정면도가 도시되어 있고, 도 11에는 동 실시예의 러너 좌측뱅크 연결부위의 사시도가 도시되어 있으며, 도 12에는 동 실시예의 타이밍커버의 평면도가 도시되어 있고, 도 13에는 동 실시예의 타이밍커버의 일부 절제 사시도가 도시되어 있으며, 도 14에는 동 실시예의 배면도가 도시되어 있다.

본 발명은 상기 초기설계에서 러너(20)의 좌측뱅크 연결측을 상부의 좌측뱅크공급공간(21)과 하부의 우측뱅크공급공간(22)으로 분할하고, 타이밍커버(11)의 토출구(12)를 분할리브(13)를 통해 좌측뱅크공급 토출구(12a)와 우측뱅크공급 토출구(12b)로 분할하여서 되는 것이다.

도시된 실시예는 러너(20)의 좌측뱅크 연결측을 상부의 좌측뱅크공급공간(21)과 하부의 우측뱅크공급공간(22)으로 완전히 분리하지 않고 분할 양측에 연결부(23a)(23b)를 형성하여 만들어 제작성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 지지 강성을 확보할 수 있도록 한 형태를 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 타이밍커버(11)의 토출구(12)의 좌 측뱅크공급 토출구(12a)로 유출되는 냉각수의 전부가 러너(20)의 좌측뱅크공급공간(21)을 통해 좌측뱅크(40)로 공급되고, 타이밍커버(11)의 토출구(12)의 우측뱅크공급 토출구(12b)로 유출되는 냉각수의 대부분이 러너(20)의 우측뱅크공급공간(22)을 통해 우측뱅크(30)로 공급된다.

즉, 러너(20)의 좌측뱅크공급공간(21)으로 유입된 냉각수는 좌측뱅크(40)로만 공급되고, 러너(20)의 우측뱅크공급공간(22)으로 유입된 냉각수는 대부분 우측뱅크(30)로 공급되는 동시에 그 일부가 제작성과 지지강성을 위해 형성된 연결부(23a)(23b)를 통해 좌측뱅크(40)로도 공급된다.

따라서 전체유량을 Q라 할 때에 Q = 좌측뱅크공급공간 공급유량(Q1)+ 우측뱅크공급공간 공급유량(Q2)이 되며, 좌측뱅크(40)와 우측뱅크(30)의 공급유량을 동일하게 하기 위해서는 좌측뱅크공급공간 공급유량(Q1)+연결부 공급유량(q3+q4)이 우측뱅크공급공간 공급유량(Q2)과 같도록 하면 된다.

본 발명에 있어서는 양 뱅크(30)(40)에 공급되는 냉각수 유량을 거의 동일하게 할 수 있게 되는 바, 예를 들어 좌측뱅크(30)의 흡기측과 배기측에 61.8 L/MIN 정도와 134.8 L/MIN 정도가 공급되도록 하고, 우측뱅크(40)의 흡기측과 배기측에 그와 거의 동일한 59.2 L/MIN 정도와 136.6 L/MIN 정도가 공급되도록 할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 각 뱅크(30)(40)의 뱅크분배율 및 흡기/배기 분배율의 예는 다음과 같다.

이처럼 본 발명에 있어서는 좌측뱅크(40)와 우측뱅크(30) 사이의 냉각수 유량 분배를 거의 동일하게 할 수 있게 되고, 각 뱅크의 흡기/배기 측의 유량 분배율 역시 각 뱅크(30)(40)가 동등한 수준이 되도록 할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 펌핑된 냉각수가 토출되는 타이밍커버(11)의 토출구(12)를 좌측뱅크공급 토출구(12a)와 우측뱅크공급 토출구(12b)로 분할하고, 그에 접속되는 러너(20)의 연결측을 좌측뱅크공급공간(21)과 우측뱅크공급공간(22)으로 분할한 것으로, 본 발명에 의하면 워터펌프(10)로 펌핑된 냉각수를 좌측뱅크(40)와 우측뱅크(30)에 균등 배분하여 공급할 수 있게 되므로 양 뱅크 사이의 냉각편차를 해소할 수 있게 되어 엔진의 냉각성능향상에 크게 기여할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 워터펌프(10)로 펌핑되는 냉각수를 타이밍커버(11)의 내부 상부의 토출구(12)를 통해 러너(20)의 내부 일측으로 냉각수 공급하고, 러너(20)에서 좌측뱅크(30)와 우측뱅크(40)로 냉각수를 공급하도록 한 것에 있어서, 워터펌프(10)가 설치되는 러너(20)의 좌측뱅크 연결측을 상부의 좌측뱅크공급공간(21)과 하부의 우측뱅크공급공간(22)으로 분할하고, 타이밍커버(11)의 토출구(12)를 분할리브(13)를 통해 좌측뱅크공급 토출구(12a)와 우측뱅크공급 토출구(12b)로 분할한 것을 특징으로 하는 차량 V형엔진의 냉각수 동일분배구조.
2. 제1항에 있어서, 좌측뱅크공급공간(21)과 하부의 우측뱅크공급공간(22)의 분할 양측에 연결부(23a)(23b)를 형성한 것을 특징으로 하는 차량 V형엔진의 냉각수 동일분배구조.

Images