KR100898663B1 - Water Distribution Plate for engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진에서 실린더 블록내의 각 실린더로 냉각수가 균등하게 공급될 수 있도록 하면서 오일 냉각기로 모든 냉각수가 통과 되도록 할 수 있는 분배 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a distribution plate capable of passing all the coolant through the oil cooler while allowing the coolant to be equally supplied from the engine to each cylinder in the cylinder block.

본 발명은 냉각수 플레이트를 냉각수 플레이트와 분배 플레이트로 분리 형성하여 냉각수 플레이트는 실린더 블록 쪽에 설치하고, 분배 플레이트는 오일 쿨러 쪽에 설치하여 오일 쿨러 쪽에 설치된 분배 플레이트가 냉각수 펌프로부터 토출되는 냉각수를 오일 쿨러 쪽으로 유도하고, 상기 오일 쿨러를 통과한 냉각수는 한 짝으로 된 분배 플레이트 내부의 분배공간으로 유입된 다음, 이 분배공간의 양쪽으로 분배된 후 냉각수 플레이트의 냉각수 출구를 통하여 각각의 실린더로 공급된다.The present invention separates the coolant plate into a coolant plate and a distribution plate so that the coolant plate is installed on the cylinder block side, the distribution plate is installed on the oil cooler side, and the distribution plate installed on the oil cooler side guides the coolant discharged from the coolant pump toward the oil cooler. The coolant passing through the oil cooler flows into the distribution space inside the paired distribution plate, and then is distributed to both sides of the distribution space and then supplied to each cylinder through the cooling water outlet of the cooling water plate.

상기 냉각수 플레이트의 냉각수 출구는 각기 다른 형상 및 면적을 갖게 되어 각각의 실린더로 공급되는 냉각수는 C.F.D 해석을 통해 균등한 유량이 통과되며, 이로써 냉각수가 전량 오일 쿨러를 통과한 후 각각의 실린더에 균등하게 공급되어 오일의 냉각효율이 극대화되고, 각 실린더로 냉각수가 균등하게 공급된다.The coolant outlet of the coolant plate has a different shape and area, so that the coolant supplied to each cylinder has an even flow rate through CFD analysis, so that the coolant passes through the oil cooler evenly in each cylinder. By supplying oil, the cooling efficiency of oil is maximized, and cooling water is equally supplied to each cylinder.

Description

엔진용 냉각수 분배 플레이트{Water Distribution Plate for engine}Water distribution plate for engine

도 1 내지 도 3은 종래의 구성을 나타낸 정면도, 평단면도, 측단면도1 to 3 is a front view, a planar cross-sectional view, a side cross-sectional view showing a conventional configuration

도 4는 종래 각 냉각수 출구에서의 유량을 나타낸 그래프4 is a graph showing a flow rate at each conventional cooling water outlet

도 5 내지 도 7은 본 발명의 구성을 나타낸 정면도, 평단면도, 측단면도5 to 7 is a front view, a planar cross-sectional view, a side cross-sectional view showing a configuration of the present invention

도 8은 본 발명에 따른 냉각수 플레이트의 사시도8 is a perspective view of a coolant plate according to the present invention;

도 9는 본 발명의 냉각수 각 냉각수 출구에서의 유량을 나타낸 그래프
9 is a graph showing the flow rate at each coolant outlet of the coolant of the present invention

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing

10 : 실린더 블록 21∼26 : 실린더   10 cylinder block 21 to 26 cylinder

30 : 냉각수 플레이트 31∼36 : 냉각수 입구   30: cooling water plate 31 to 36: cooling water inlet

40 : 오일 쿨러 50 : 냉각수 펌프   40: oil cooler 50: coolant pump

60 : 오일 쿨러 하우징 70 : 분배 플레이트   60: oil cooler housing 70: distribution plate

71 : 분배공간




71: distribution space




본 발명은 엔진을 식혀주기 위하여 유입된 냉각수를 실린더 쪽으로 안내하는 냉각수 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a coolant plate for guiding the introduced coolant to the cylinder to cool the engine.

더욱 상세하게는, 냉각수 플레이트의 구조를 개선하여 엔진의 각 실린더로 공급되는 냉각수를 균등하게 분배하고, 상기 냉각수를 오일 냉각기(Oil Cooler)로 전량 통과시켜 엔진의 냉각성능이 최대한 향상될 수 있도록 한 엔진용 냉각수 분배 플레이트에 관한 것이다.More specifically, the structure of the coolant plate is improved to evenly distribute the coolant supplied to each cylinder of the engine, and the total amount of the coolant passes through an oil cooler so that the cooling performance of the engine can be improved as much as possible. A cooling water distribution plate for an engine.

종래의 엔진은 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 복수개의 실린더(121∼126)가 구비된 실린더 블록(110)에 동일한 개수의 냉각수 입구(131∼136)가 형성되어 있다.In the conventional engine, as shown in FIGS. 1 to 3, the same number of coolant inlets 131 to 136 are formed in the cylinder block 110 including the plurality of cylinders 121 to 126.

이러한 엔진은 실린더 블록(110)의 냉각수 유입구(111)로부터 유입된 냉각수가 오일 쿨러 하우징(160)으로 유입된 뒤 각각의 냉각수 입구(131∼136)를 통하여 실린더(121∼126)에 공급된다.The engine is supplied to the cylinders 121 to 126 through the respective coolant inlets 131 to 136 after the coolant flowing from the coolant inlet 111 of the cylinder block 110 flows into the oil cooler housing 160.

그런데, 이와 같은 엔진은 전술한 바와 같이 실린더 블록(110)에 형성된 냉각수 입구(131∼136)의 형상 및 면적이 모두 동일한 크기로 형성되어 있기 때문에 냉각수가 각각의 실린더(121∼126)에 균일하게 공급되지 못하는 단점이 있었다.However, in the engine as described above, since the shapes and areas of the cooling water inlets 131 to 136 formed in the cylinder block 110 are all formed in the same size, the cooling water is uniformly applied to the respective cylinders 121 to 126. There was a drawback that could not be supplied.

즉, 도 4의 그래프와 같이 종래의 경우에는 냉각수가 실린더 블록(110)의 측 면을 흐를 때 냉각수 펌프(150)와 가까운 쪽의 실린더에는 더 많은 냉각수가 공급되고, 멀리 위치한 실린더에는 상대적으로 적은 양의 냉각수가 공급되는 문제점이 있었던 것이다.That is, in the conventional case, as shown in the graph of FIG. 4, when the coolant flows through the side of the cylinder block 110, more coolant is supplied to the cylinder near the coolant pump 150, and relatively less to the far-away cylinder. There was a problem that the supply of positive cooling water.

이와 같은 점을 개선하기 위해서는 두 가지의 기술적인 어려움에 부딪히게 되는데, 하나는 각각의 실린더(121∼126)로 들어가는 냉각수 입구(131∼136)의 면적을 각기 다르게 형성하기 어렵다는 것이고, 두 번째는 각각의 실린더로 냉각수가 균일하게 공급되는지를 확인하기 위해서는 통과유량을 정확히 측정해야 하는데 이 측정자체가 어렵다는 것이다.To solve this problem, two technical difficulties are encountered. One is that it is difficult to form different areas of the coolant inlets 131 to 136 into the respective cylinders 121 to 126. To ensure that the coolant is supplied evenly to each cylinder, the flow rate must be accurately measured, which is difficult.

첫 번째 어려움은 각 실린더(121∼126)로 들어가는 냉각수 입구(131∼136)가 주조과정에서 실린더 워터 자켓(Water Jacket)부의 중자(中子, Sand Core)와 주조상자(Core Box)를 연결하는 부분이어서, 이 부분이 얇아지면 주조시 중자가 파손될 우려가 있기 때문이다.The first difficulty is that the coolant inlets 131 to 136, which enter the cylinders 121 to 126, connect the core and the sand box of the cylinder water jacket to the core box during the casting process. This is because if the part is thin, the core may be broken during casting.

두 번째 어려움은 실린더 블록(110) 내부의 일정 위치에서의 냉각수 유량을 측정한다는 것은 거의 불가능하지만, 최근 C.F.D(전산유체공학, Computational Fluid Dynamics) 기술의 발전에 의해 시뮬레이션을 통한 실린더 블록 내부의 유동해석이 가능해졌기 때문에 해결이 되었다고 볼 수 있다.The second difficulty is almost impossible to measure the flow rate of the coolant at a certain position inside the cylinder block 110, but the flow analysis inside the cylinder block through simulation by the recent development of Computational Fluid Dynamics (CFD) technology This is possible because it is possible.

이와 같이 종래의 엔진에서 각 실린더로 냉각수가 불균일하게 공급됨에도 큰 문제없이 사용되었던 이유는, 엔진의 비출력(배기량당 출력)이 낮은 수준이었기 때문이다. The reason why the conventional engine was used without great problem even though the coolant was unevenly supplied to each cylinder was because the specific power (output per exhaust amount) of the engine was low.                         

즉, 비출력이 그리 높지 않기 때문에 냉각수가 적게 공급됨에도 불구하고 실린더에서의 과열현상이 없이 운전되었던 것인데, 최근에는 작은 엔진에서 큰 출력과 높은 연비를 요구하는 경향이기 때문에 적은(또는 종래와 동일한) 냉각수의 유량으로 각 실린더에 최대한 많은 양의 냉각수를 공급해 줘야 한다.In other words, it was operated without overheating in the cylinder even though the coolant was supplied because the specific power was not very high. The coolant flow rate should provide the maximum amount of coolant to each cylinder.

이 것은, 곧 연비개선을 위해서는 되도록 작은 냉각수 펌프를 사용해야 하고, 높아진 출력에 대응하기 위해서는 냉각수가 각각의 실린더에 균등하게 분배되어야 한다는 것을 의미한다.This means that a coolant pump should be used as small as possible to improve fuel efficiency, and that coolant must be equally distributed to each cylinder to cope with the higher power output.

엔진의 비출력이 상승하면서 해결해야 하는 또 한가지 문제는 오일의 과열을 방지하기 위해 오일 쿨러의 용량을 키우거나 성능을 향상시켜야 한다는 것이다.Another problem that must be solved as the engine's specific power rises is to increase the capacity of the oil cooler or improve its performance to prevent the oil from overheating.

전자의 경우는 가격상승을 초래하므로 좋은 방법이라 할 수 없고, 후자의 경우가 더 좋은 방법이라 할 수 있다.In the case of the former, it is not a good method because it leads to a price increase, and the latter is a better method.

또한, 오일 쿨러의 냉각 성능을 향상시키려면, 오일 쿨러의 재질을 열전달 계수가 높은 재질을 사용하거나, 또는 오일 쿨러를 통과하는 냉각수의 유량을 늘려주는 방법이 있다.In addition, to improve the cooling performance of the oil cooler, there is a method of using a material having a high heat transfer coefficient as the material of the oil cooler, or increasing the flow rate of the cooling water passing through the oil cooler.

본 발명의 기술적인 과제는 냉각수 유입구로부터 유입된 냉각수가 각각의 실린더에 균등하게 공급되도록 하는 기능 이외에, 냉각수 펌프로부터 토출되는 냉각수를 전량 오일 쿨러로 유도(Guide)할 수 있는 엔진용 냉각수 분배 플레이트를 제공함에 있다.The technical problem of the present invention is to provide an engine coolant distribution plate capable of guiding all the coolant discharged from the coolant pump to the oil cooler in addition to the function of equally supplying the coolant flowing from the coolant inlet to each cylinder. In providing.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 실린더 블록 쪽에 냉각수 플레이 트를 설치하고, 오일 쿨러 쪽에는 분배 플레이트를 설치하여서 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling water plate on the cylinder block side and a distribution plate on the oil cooler side.

이와 같이 구성된 본 발명은 오일 쿨러 쪽에 설치된 분배 플레이트가 냉각수 펌프로부터 토출되는 냉각수를 오일 쿨러 쪽으로 유도하여 실린더 블록으로 유입되지 않게 하고, 상기 오일 쿨러를 통과한 냉각수는 한 짝으로 된 분배 플레이트 내부의 분배공간으로 유입된 다음, 이 분배공간의 양쪽으로 분배된 후 냉각수 플레이트의 냉각수 출구를 통하여 각각의 실린더로 공급된다.According to the present invention configured as described above, the distribution plate installed on the oil cooler side guides the cooling water discharged from the cooling water pump to the oil cooler so as not to flow into the cylinder block, and the cooling water passing through the oil cooler is distributed inside the paired distribution plate. After entering the space, it is distributed to both sides of the distribution space and fed to each cylinder through the cooling water outlet of the cooling water plate.

상기 냉각수 플레이트의 냉각수 출구는 각기 다른 형상 및 면적을 갖게 되어 각각의 실린더로 공급되는 냉각수는 C.F.D의 해석을 통해 균등한 유량이 통과되며, 이로써 냉각수가 전량 오일 쿨러를 통과한 후 각각의 실린더에 균등하게 공급된다.The coolant outlet of the coolant plate has a different shape and area, so that the coolant supplied to each cylinder has an even flow rate through CFD analysis, so that the coolant passes through the oil cooler equally in each cylinder. Is supplied.

이하에서 본 발명을 첨부된 실시예의 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 조립 정면도와 평단면도 및 측단면도를 나타낸 것이다.5 to 7 show an assembled front view, a plan view and a side cross-sectional view of the present invention.

도시한 바와 같이 본 발명은 복수개의 실린더(21∼26)를 구비하는 실린더 블록(10)과, 그 전면에 오일 쿨러(40) 및 냉각수 펌프(50)가 구비된 오일 쿨러 하우징(60)이 설치되어 실린더 블록(10)의 냉각수 유입구(11)와 연통되는 엔진에 있어서,As shown, the present invention is provided with a cylinder block 10 having a plurality of cylinders 21 to 26, and an oil cooler housing 60 having an oil cooler 40 and a coolant pump 50 on its front surface. Engine in communication with the coolant inlet 11 of the cylinder block 10,

상기 실린더 블록(10)의 전면에 상기 실린더와 동일한 개수의 냉각수 출구(31∼36)를 갖는 냉각수 플레이트(30)를 설치하여 각각의 냉각수 출구와 실린더의 냉각수 입구를 대응하게 위치시키고, 상기 냉각수 플레이트(30)의 전면에는 분배 플레이트(70)를 설치하여서 것이다.Cooling water plates 30 having the same number of cooling water outlets 31 to 36 as the cylinders are provided on the front of the cylinder block 10 so as to correspond to each cooling water outlet and the cooling water inlet of the cylinder correspondingly. The front of the 30 is to install a distribution plate 70.

상기 냉각수 플레이트(30)의 냉각수 출구(31)의 형상은 C.F.D의 해석을 통하여 균등한 유량이 통과될 수 있도록 각기 다른 형상과 면적을 갖는다.The shape of the cooling water outlet 31 of the cooling water plate 30 has different shapes and areas so that an even flow rate can be passed through the analysis of C.F.D.

상기 분배 플레이트(70)는 두 개의 플레이트로 구성되어 있으나, 이는 하나의 플레이트를 양쪽으로 절곡(Bending)하여 형성된 것으로, 그 내부에 분배공간(71)이 형성된다.The distribution plate 70 is composed of two plates, which are formed by bending one plate to both sides, and a distribution space 71 is formed therein.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and operation of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 냉각수 플레이트(30)는 오일 쿨러(40)와 실린더 블록(10) 사이에 조립되며, 분배 플레이트(70)는 오일 쿨러(40) 측에 설치되어 냉각수 펌프(50)로부터 토출된 냉각수가 실린더 블록(10)으로 들어가지 않고 오일 쿨러(40) 쪽으로 흐르도록 하는 역할을 한다.First, the coolant plate 30 is assembled between the oil cooler 40 and the cylinder block 10, the distribution plate 70 is installed on the oil cooler 40 side, the coolant discharged from the coolant pump 50 cylinder It does not enter the block 10 and serves to flow toward the oil cooler 40.

오일 쿨러(40)를 통과한 냉각수는 분배 플레이트(70)의 분배공간(71)으로 유입되고, 유입된 냉각수는 양쪽으로 나뉘어져 흐르면서 실린더 블록(10) 쪽의 냉각수 플레이트(30)를 통해 각각의 실린더(21∼26)로 유입된다.The coolant that has passed through the oil cooler 40 flows into the distribution space 71 of the distribution plate 70, and the introduced coolant flows through the coolant plate 30 on the side of the cylinder block 10 while flowing in two directions. It flows into (21-26).

이때, 상기 냉각수 플레이트(30)의 냉각수 출구(31∼36)는 C.F.D의 해석을 통하여 균등한 유량이 통과되도록 각기 다른 형상 및 면적으로 형성되었기 때문에 냉각수가 전량 오일 쿨러(40)를 통과한 뒤 각각의 실린더(21∼26)에 균등하게 공급된다.At this time, since the coolant outlets 31 to 36 of the coolant plate 30 are formed in different shapes and areas so that an even flow rate passes through the analysis of CFD, the coolant passes through the oil cooler 40 after the total amount of coolant passes. It is supplied evenly to the cylinders 21 to 26 of.

즉, 도 8과 같이 본 발명의 냉각수 플레이트(30)는 각 실린더(21∼26)의 냉 각수 입구와 통하는 냉각수 출구(31∼36)의 면적과 형상이 C.F.D의 해석을 통하여 각각의 실린더에 균일한 양의 유량이 공급될수 있도록 형성되었기 때문에 냉각수가 각각의 실린더(21∼26)에 모두 균일하게 공급되는 것이다.That is, as shown in FIG. 8, in the cooling water plate 30 of the present invention, the area and shape of the cooling water outlets 31 to 36 communicating with the cooling water inlets of the cylinders 21 to 26 are uniform in each cylinder through the CFD analysis. Since a certain amount of flow is formed to be supplied, the cooling water is uniformly supplied to each of the cylinders 21 to 26.

이는 도 9와 같이 냉각수가 실린더 블록(10)의 측면을 흐를 때 냉각수 펌프(50)와의 거리에 관계없이 냉각수가 골고루 공급된다는 것을 의미한다.This means that when the coolant flows through the side of the cylinder block 10 as shown in FIG. 9, the coolant is uniformly supplied regardless of the distance from the coolant pump 50.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 엔진의 냉각수 플레이트를 실린더 블록 쪽에 설치되는 분배 플레이트와 오일 쿨러 쪽에 설치되는 냉각수 플레이트로 분리 형성하여 상기 냉각수 플레이트가 냉각수 펌프로부터 토출되는 냉각수를 오일 쿨러 쪽으로 유도하고, 오일 쿨러를 통과한 냉각수는 한 짝으로 된 분배 플레이트의 분배공간으로 유입된 다음, 이 분배공간의 양쪽으로 분배된 후 분배 플레이트의 냉각수 출구를 통하여 각각의 실린더로 균등하게 공급된다.As described above, the present invention separates and forms a coolant plate of an engine into a distribution plate installed on a cylinder block side and a coolant plate installed on an oil cooler side, thereby inducing the coolant discharged from the coolant pump toward an oil cooler, and oil The coolant passing through the cooler flows into the distribution space of a pair of distribution plates and then is distributed to both sides of the distribution space and then evenly supplied to each cylinder through the cooling water outlet of the distribution plate.

따라서, 본 발명은 종래의 엔진에도 오일 쿨러와 실린더 블록 사이에 조립하여 쉽게 설치할 수 있고, 오일 쿨러의 효율을 증대시키며, 각각의 실린더로 균등한 양의 냉각수를 공급하여 냉각효과가 뛰어난 것이다.




Therefore, the present invention can be easily installed by assembling between the oil cooler and the cylinder block in a conventional engine, increase the efficiency of the oil cooler, and supply an equal amount of cooling water to each cylinder, thereby providing an excellent cooling effect.




Claims (1)

복수개의 실린더(21∼26)를 구비하는 실린더 블록(10)과, 그 전면에 오일 쿨러(40) 및 냉각수 펌프(50)가 구비된 오일 쿨러 하우징(60)이 설치되어 실린더 블록(10)의 냉각수 유입구(11)와 연통되는 엔진에 있어서,A cylinder block 10 having a plurality of cylinders 21 to 26 and an oil cooler housing 60 provided with an oil cooler 40 and a coolant pump 50 in front of the cylinder block 10 are installed. In the engine in communication with the cooling water inlet 11, 상기 실린더 블록(10)의 전면에 상기 실린더와 동일한 개수의 냉각수 출구(31∼36)를 갖으며 각각의 냉각수 출구는 C.F.D의 해석을 통하여 각각의 실린더에 균일한 양의 유량이 공급될수 있도록 각기 다른 형상 및 모양으로 형성된 냉각수 플레이트(30)를 설치하고, 상기 냉각수 플레이트(30)의 전면에는 분배공간(71)을 갖는 분배 플레이트(70)를 설치하여서 됨을 특징으로 하는 엔진용 냉각수 분배 플레이트.It has the same number of coolant outlets 31 to 36 as the cylinder on the front of the cylinder block 10, and each coolant outlet is different so that a uniform amount of flow can be supplied to each cylinder through the CFD analysis. Cooling water distribution plate for the engine, characterized in that by installing a coolant plate (30) formed in a shape and shape, a distribution plate (70) having a distribution space (71) on the front surface of the coolant plate (30).
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