KR100925926B1 - 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트 - Google Patents

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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units

Abstract

본 발명은 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트에 관한 것으로, 인터쿨러(30)의 전면에 인터쿨러(30)의 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러(30)쪽으로 유도해주는 상부덕트(100)와 하부덕트(200)가 설치된다.
이를 위해 상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)에는 각각 가이드부(120,220)가 형성된다.
또한, 상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)에는 콘덴서(10)와 인터쿨러(30) 사이의 틈을 차단하여 그 틈으로 통과되는 주행풍을 콘덴서(10)쪽으로 유도해주는 차단플레이트(130,230)가 형성된다.
따라서, 주행풍의 추가 유입으로 인해 인터쿨러(30)의 냉각성능이 향상되어 엔진의 출력 및 연비가 향상되고, 콘덴서(10)의 하부로 주행풍을 집중시킬 수 있게 되어 냉매의 과냉을 통해 콘덴서(10)의 냉각성능을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
엔진룸 공기유입, 주행풍, 콘덴서(라디에이터, 인터쿨러) 냉각

Description

자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트{dual air duct of front end part in a car}
본 발명은 차량 주행시 엔진룸 내부로 유입되는 주행풍의 경로를 안내하여 인터쿨러 및 콘덴서의 냉각성능이 향상될 수 있도록 된 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트에 관한 것이다.
자동차의 프론트엔드부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉방장치를 구성하는 콘덴서(condenser;10)와, 엔진 냉각계를 구성하는 라디에이터(radiator;20)와, 터보차저 엔진에서 과급 에어를 냉각시켜 주기 위한 인터쿨러(intercooler;30)가 설치되어 차량 주행시 엔진룸으로 유입되는 주행풍에 의해 냉각이 이루어지도록 되어 있다.
일반적으로 콘덴서(10)가 가장 앞쪽에 배치되고, 그 뒤에 근접하여 라디에이터(20)가 설치되며, 도시된 사이드바이사이드(side by side) 타입의 차량에서는 인터쿨러(30)가 콘덴서(10) 및 라디에이터(20)의 측부에 나란히 배치된다.
그리고, 상기 라디에이터(20)의 후방에는 공기의 유입과 엔진쪽으로의 송풍을 원활히 하기 위한 냉각팬(40)이 설치된다.
따라서, 주행시 라디에이터그릴과 범퍼커버의 하부에 형성된 개구홀을 통해 유입되는 주행풍이 상기 콘덴서(10)와 라디에이터(20) 및 인터쿨러(30)를 통과하면서 상기 방열기들로부터 열을 흡수하여 냉매, 냉각수, 흡입공기를 냉각하게 된다.
한편, 상기 콘덴서(10)의 냉각성능이 향상되면 차량 실내 냉방성능이 향상되고, 라디에이터(20)의 경우에는 보다 원활하게 엔진의 과열을 방지할 수 있게 되며, 인터쿨러(30)의 경우에는 충진효율의 향상으로 엔진 출력과 연비가 향상된다.
따라서, 상기 방열기들의 냉각성능 향상을 위해서 라디에이터그릴이나 범퍼커버 개구홀의 개구면적을 확대하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 라디에이터그릴 및 범퍼커버는 차량의 전면 외관을 이루는 것으로 차량 외관 디자인에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하는 요소인 바, 개구면적을 크게 확보하는 것은 디자인 자유도를 떨어뜨리는 결과를 초래하며, 더욱이 최근의 디자인 트렌드(trend)는 상기 개구면적을 작게 하는 것이다.
따라서, 라디에이터그릴과 범퍼커버 개구홀의 개구면적을 충분히 확장하는 것이 곤란하므로 상기 방열기들의 냉각성능이 저하되어 엔진출력 및 연비가 저하되고 차량 냉방성능이 떨어지며, 엔진 냉각이 원활히 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량 전면 외관의 디자인 자유도를 저하시키지 않으면서도 콘덴서와 인터쿨러의 냉각성능을 향상시키고 라디에이터의 냉각성능 감소를 최소화하여 차량의 냉방성능과 엔진의 출력 및 연비가 향상되고, 엔진의 원활한 냉각성능을 확보할 수 있도록 된 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
라디에이터그릴을 통해 인터쿨러 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러의 상부로 유도하는 상부덕트와;
범퍼커버의 개구홀을 통해 인터쿨러 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러의 하부로 유도하는 하부덕트;
로 이루어진다.
상기 상부덕트와 하부덕트에는 콘덴서와 인터쿨러 사이의 틈을 차단하는 차단플레이트가 형성된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 콘덴서와 인터쿨러의 냉각성능이 향상되어 차량의 냉방성능과 엔진의 출력 및 연비가 향상되고, 더불어 엔진의 원활한 냉각성능을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 전면 외관 디자인에 거의 영향을 주지 않음으로써 디자인 자유도가 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 에어덕트의 설치 상태 사시도이고, 도 3은 듀얼 에어덕트의 전방 사시도, 도 4는 듀얼 에어덕트의 후방 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 듀얼 에어덕트는 상부덕트(100)와 하부덕트(200)로 이루어진다.
상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)는 인터쿨러(30)의 전방에 배치된다.
상기 상부덕트(100)는 인터쿨러(30)와 같은 폭을 가지는 사각의 후방 개구부(111)가 형성된 메인바디(110)와, 상기 메인바디(110)의 일측면으로부터 콘덴서(10)의 전방을 향해 부드러운 곡면 형상으로 연장 성형되어 라디에이터그릴(50)의 후방에 위치하는 가이드부(120)를 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 가이드부(120)는 후방 개구부(111) 일측부로부터 차체 전방으로 연장되다가 부드러운 곡면형상으로 차체 중심쪽으로 연장되고, 다시 부드러운 곡면형상으로 차체 전방을 향해 연장 형성된 형상을 가진다.
또한, 상기 가이드부(120)는 상부와 하부에 차체 전방을 향해 수평으로 돌출된 플랜지(121,122)가 형성되고, 이들 상부플랜지(121)와 하부플랜지(122)는 가이드부(120)의 차체 중심쪽 단부로부터 메인바디(110)의 반대쪽 상부 모서리를 연결하는 형상으로 형성된다.
이를 위해 상기 상부플랜지(121)는 전체적으로 수평 형상으로 형성되고, 상기 하부플랜지(122)는 가이드부(120) 영역에서는 상부플랜지(121)와 평행하게 형성되다가 메인바디(110) 영역에서는 대각선 상방으로 완만한 곡면으로 경사지게 형성된다.
또한, 상기 메인바디(110)와 가이드부(120)의 연결부 하측에는 사각플레이트 형상으로 차단플레이트(130)가 형성된다.
상기 차단플레이트(130)는 콘덴서(10)와 인터쿨러(30) 사이의 틈을 막아 그 틈으로의 공기 유동을 차단할 수 있는 폭으로 형성된다.
한편, 상기 하부덕트(200)는 인터쿨러(30)와 같은 폭을 가지는 대략 사각의(우측 상부 모서리는 둥글게 형성된다.) 후방 개구부(211)가 형성된 메인바디(210)와, 상기 후방 개구부(211)로부터 차체 전방쪽으로 연장되어 범퍼커버에 형성된 개구홀(60)의 후방에 위치되고 일측단부가 인터쿨러(30)의 외측 부분으로 확장된 확장부(221)가 형성된 가이드부(220)를 포함하여 이루어진다.
상기 확장부(221)의 단부로부터 상기 후방 개구부(211)에 이르는 면은 부드러운 곡면으로 형성된다.
또한, 상기 메인바디(210)의 차체 중심쪽 벽면 상하 전체에 콘덴서(10)와 인터쿨러(30) 사이의 틈을 막아 차단할 수 있는 폭으로 사각의 차단플레이트(230)가 형성된다.
상기 차단플레이트(230)는 메인바디(210)쪽 부분이 차체 전방쪽에 위치하고 그 반대쪽 부분이 차체 후방쪽에 위치하는 경사면으로 형성된다.
한편, 상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)는 차체의 프론트엔드모듈(Front end module;70)이나 프론트엔드모듈(70)의 상부와 하부에 장착된 어퍼커버(upper cover;80) 및 로워스티프너(lower stiffner;90, 범퍼커버 내측에 구비되는 에너지업소버임.)에 볼트, 리벳, 그로멧, 클립 등 적절한 체결수단을 매개로 장착된다.
특히, 상기 하부덕트(200)의 하측면은 로워스티프너(90)가 하니컴 형상(벌집모양구조, 즉, 다양한 형상의 격자상 구조임, 도시생략)으로 이루어진 것을 이용하여 하측면에 돌기를 형성하여 로워스티프너(90)의 홈에 삽입 안착시키는 구조로 장착할 수 있다.
그러나, 상기의 장착구조는 당업자가 필요에 따라 적절히 선택 실시할 수 있는 것으로 어느 한 가지 방식으로 한정되지 않는다.
또한, 상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)는 각각의 메인바디(110,210)와 차단플레이트(130,230)가 상호 연결된 상태의 일체물로 제작될 수 있다.
이제 본 발명의 작용효과를 설명한다.
상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)의 설치상태 정면도가 도 5에 도시되어 있다. 도 6은 상부덕트(100)에 의해 인터쿨러(30) 외측의 주행풍이 인터쿨러(30)로 유도되는 모습을 도시한 것이고, 도 7은 하부덕트(200)에 의해 인터쿨러(30) 외측의 주행풍이 인터쿨러(30)로 유도됨과 더불어 콘덴서(10) 외측의 주행풍이 콘덴서(10)로 유도되는 모습을 도시한 도면이다.
상부덕트(100)와 하부덕트(200)의 후방 개구부(111,211)는 각각 인터쿨러(30)의 전면 상부와 하부에 밀착 설치된다.
상기 상부덕트(100)의 가이드부(120)는 콘덴서(10)의 전방 우측 상부에 위치하여 인터쿨러(30) 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러(30)의 상부쪽으로 유도해준다.
따라서, 인터쿨러(30)는 종래 라디에이터그릴(50)을 통해 자신으로 직접 유입되는 주행풍에 더하여 상기 가이드부(120)에 의해 유도된 주행풍이 추가로 작용하게 되므로 보다 우수한 냉각 성능을 갖게 된다.
특히, 인터쿨러(30)의 상부는 터보차저로부터 압축된 고온의 공기가 유입되는 곳이므로 이 곳에 외기를 집중시킴으로써 보다 효과적인 냉각성능 향상을 도모할 수 있다.
상기 하부덕트(200)의 가이드부(220)는 차체 외측방향으로 확장된 상기 확장부(221)를 갖추고 있어서 역시 인터쿨러(30) 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러(30) 하부 쪽으로 유도할 수 있다.
따라서, 범퍼커버의 개구홀(60)을 통해 인터쿨러(30) 하부로 직접 유입되는 주행풍과 더불어 상기 확장부(221)가 형성된 가이드부(220)에 의해 추가 주행풍이 작용하게 되므로 인터쿨러(30)의 냉각성능이 향상된다.
한편, 상기 하부덕트(200)의 차단플레이트(230)는 콘덴서(10) 외측 영역으로 유입되는 주행풍을 콘덴서(10)쪽으로 유도해주는 작용을 한다.
상기 하부덕트(200)가 콘덴서(10)의 하부 측부에 설치되므로 상기 하부덕트(200)의 차단플레이트(230)에 의해 유도되는 주행풍은 콘덴서(10)의 하부 영역에 작용하게 된다.
콘덴서(10)의 하부 영역은 액화된 냉매가 흐르는 영역으로서 이 부분을 통과하면서 액상 냉매가 과냉(sub cool)된 상태로 팽창밸브로 보내지는 것이 중요하다. 과냉되지 않은 냉매가 팽창밸브로 보내질 경우 배관저항으로 냉매 일부가 증발하여 팽창밸브의 작동을 방해하고 냉방성능을 급감시키기 때문이다.
이러한 사항을 고려할 때 상기와 같이 콘덴서(10)의 하부 영역으로 주행풍이 추가 유도됨으로써 액화 냉매의 과냉이 보다 확실하게 이루어져 냉방성능이 향상된다.
한편, 상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)의 차단플레이트(130,230 ; 상부덕트의 경우에는 가이드부(120)의 내측 부분도 동일한 작용을 한다.)에 의해 콘덴서(10)와 인터쿨러(30) 사이의 틈이 차단됨으로써 종래 그 틈을 통과하던 주행풍이 상기 차단플레이트(130,230)에 의해 콘덴서(10)로 유도된다.
따라서, 콘덴서(10)의 외측 영역으로 통과되던 주행풍이 콘덴서(10)의 전면으로 유입되어 콘덴서(10)를 냉각시키게 되므로 상부덕트(100)의 가이드부(120)에 의한 주행풍 손실이 보상된다.
이는 상기 라디에이터(20)에 있어서도 동일한 바, 상기 상부덕트(100)의 가이드부(120)에 의해 주행풍 유입면적이 감소하므로 냉각성능 저하 요인이 존재하는데, 상기와 같은 차단플레이트(130,230)들에 의한 주행풍 추가 공급으로 냉각성능 저하 요인이 감소되어 냉각성능의 저하를 최소화할 수 있다.
아래 표는 본 발명에 따른 듀얼 에어덕트 장착 전/후의 시험 데이터를 비교한 것이다.
항목 장착전 장착후
인터쿨러 출구온도 72 ℃ 54 ℃
냉각수온도 107.6 ℃ 108 ℃
냉방풍온도 25.4 ℃ 24 ℃
엔진출력 168 PS 173 PS
연비 기준 4.0 % 개선
상기 표를 참조하면, 본 발명 적용시 콘덴서(10)의 냉각성능이 향상되어 차량 실내 냉방성능이 향상되고, 인터쿨러(30)의 냉각성능이 향상되어 엔진 출력 및 연비가 향상되며, 이때 본 발명의 적용에 따른 라디에이터(20)의 냉각성능 감소는 크지 않음을 확인할 수 있다.
도 1은 자동차 프론트엔드부에 설치되는 콘덴서와 라디에이터 및 인터쿨러의 설치 상태 평면도와 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 에어덕트의 설치 상태 사시도,
도 3은 듀얼 에어덕트의 전방 사시도,
도 4는 듀얼 에어덕트의 후방 사시도,
도 5는 듀얼 에어덕트의 설치 상태 정면도,
도 6은 듀얼 에어덕트 중 상부덕트에 의한 주행풍 유도 상태도,
도 7은 듀얼 에어덕트 중 하부덕트에 의한 주행풍 유도 상태도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 콘덴서 20 : 라디에이터
30 : 인터쿨러 40 : 냉각팬
50 : 라디에이터그릴 60 : 범퍼커버 개구홀
70 : 프론트엔드모듈 80 : 어퍼커버
90 : 로워스티프너 100 : 상부덕트
110 : 메인바디 111 : 후방 개구부
120 : 가이드부 121,122 : 플랜지
130 : 차단플레이트 200 : 하부덕트
210 : 메인바디 211 : 후방 개구부
220 : 가이드부 221 : 확장부

Claims (8)

  1. 라디에이터그릴(50)을 통해 인터쿨러(30) 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러(30)의 상부로 유도하는 상부덕트(100)와;
    범퍼커버의 개구홀(60)을 통해 인터쿨러(30) 외측으로 유입되는 주행풍을 인터쿨러(30)의 하부로 유도하는 하부덕트(200);
    로 이루어진 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 상부덕트(100)는 후방 개구부(111)가 형성된 메인바디(110)와, 상기 후방 개구부(111)로부터 콘덴서(10)의 전방을 향해 곡면 형상으로 연장 성형된 가이드부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드부(120)는 상부에 전체적으로 수평의 상부플랜지(121)가 형성되고, 하부에 가이드부(120) 영역에서는 수평으로 형성되다가 메인바디(110) 영역에서는 대각선 상방으로 완만한 곡면으로 경사지게 형성된 하부플랜지(122)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 메인바디(110)와 가이드부(120)의 연결부 하측에 콘덴서(10)와 인터쿨러(30) 사이의 틈을 막아 차단하는 차단플레이트(130)가 형성 된 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 하부덕트(200)는 후방 개구부(211)가 형성된 메인바디(210)와, 상기 후방 개구부(211)로부터 차체 전방의 범퍼커버 개구홀(60)쪽으로 연장 성형되고 일측단부가 인터쿨러(30) 외측 부분으로 곡면으로 연장 성형된 확장부(221)가 형성된 가이드부(220)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 메인바디(210)의 차체 중심쪽 벽면에 콘덴서(10)와 인터쿨러(30) 사이의 틈을 막아 차단하는 차단플레이트(230)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 차단플레이트(230)는 메인바디(210)로부터 콘덴서(10) 방향을 향해 하향 경사진 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 상부덕트(100)와 하부덕트(200)가 일체로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 프론트엔드부의 듀얼 에어덕트.
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