KR101141712B1 - 작동효율이 개선된 변속기용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 냉각수가 저온(80℃ 이하)일 때에 엔진냉각수를 이용하여 변속기의 오일을 예열시켜 줄 수 있게 함으로써, 변속기오일의 온도향상을 통해 변속기의 구동손실을 줄여 변속기의 작동효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 변속기용 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 작동효율이 개선된 변속기용 열교환기는, 수냉식의 변속기용 열교환기에 있어서, 변속기용 열교환기에는, 엔진으로 냉각수를 공급하는 엔진용 열교환기의 리턴관으로부터 저온의 냉각수를 공급받을 수 있도록 구성된 공급관과, 저온냉각수에 의해 변속기오일을 냉각시킨 다음 다시 리턴관으로 재송출시켜 주는 송출관이 구비된 것을 특징으로 한다.

변속기, 엔진, 냉각수, 작동유, 서모스탯, 열교환

Description

작동효율이 개선된 변속기용 열교환기{Radiator for Transmission having Operational Efficiency}

본 발명은 변속기용 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 냉각수가 저온일 때 이를 변속기용 열교환기에서 오일의 온도를 높이는데 이용함으로써, 변속기용 열교환기의 작동효율을 향상시킬 수 있도록 한 작동효율이 개선된 변속기용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진과 같은 동력전달장치에는 속도에 따라 필요한 회전력으로 가속 및 감속할 수 있도록 변속기가 구비되어 있다. 특히, 수냉식 냉각방식을 채택한 엔진과 변속기에는 작동효율을 향상시키기 위하여 열교환기가 구비되어 있다. 이를 첨부된 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 1에서, 도면부호 "V"는 차량을 나타낸다.

엔진(E)에는 폭발행정에 의해 발생되는 열에 의해 엔진(E)이 가열되는 것을 방지하기 위하여 냉각수가 이용되고 있다. 냉각수는 차량(V)의 앞쪽에 설치되는 엔진용 열교환기(ET)와의 순환을 통하여 냉각된다. 엔진용 열교환기(ET)와 엔진(E) 사이에는 냉각 전후의 냉각수를 순환시키기 위하여 공급관(S)과 리턴관(R)이 구비 되어 있다. 그리고, 공급관(S)에는 일정한 온도 이상이 되지 않으면 냉각수가 엔진용 변속기(ET)로 순환되지 않도록 서모스탯(TM)이 구비되어 바로 바이패스관(B)을 통해 리턴관(R)으로 리턴되도록 구성되어 있다.

변속기(T)는 작동유의 냉각을 위하여 변속기용 열교환기(TR)가 구비되어 있다. 작동유는 변속기(T)의 구동 시간이 길어짐에 따라 온도가 높아져서 제기능을 다하지 못하기 때문에 변속기용 열교환기(TR)를 통해 냉각시켜 사용하고 있다.

하지만, 종래의 변속기용 열교환기는 다음과 같은 여러가지 문제점들이 노출되었다.

1) 통상적으로 변속기용 열교환기는 차량의 앞쪽에 설치되는 엔진용 열교환기와 별도로 설치하기 때문에 좁은 차량의 엔진룸에서의 설치에 따른 공간활용도를 떨어뜨리게 되는 원인이 되었다.

2) 공냉식을 채용한 변속기용 열교환기의 경우, 설치공간이 협소하고 범퍼와 같은 다른 구성요소들이 앞쪽에 설치되기 때문에 충분한 외기를 받아들이지 못하여 냉각효율이 떨어지는 원인이 되었다.

3) 수냉식을 채용한 변속기용 열교환기는 엔진시동과 함께 오일이 순환되기 때문에 오일이 충분한 온도에 도달하지 않은 상태에서 변속기를 순환하기 때문에 변속기의 작동효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같이 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 냉각수가 저온(80℃ 이하)일 때에 엔진냉각수를 이용하여 변속기의 오일을 예열시켜 줄 수 있게 함으로써, 변속기오일의 온도향상을 통해 변속기의 구동손실을 줄여 변속기의 작동효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 변속기용 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 작동효율이 개선된 변속기용 열교환기는, 수냉식의 변속기용 열교환기에 있어서, 변속기용 열교환기에는, 엔진으로 냉각수를 공급하는 엔진용 열교환기의 리턴관으로부터 저온의 냉각수를 공급받을 수 있도록 구성된 공급관과 저온냉각수에 의해 변속기오일을 냉각시킨 다음 다시 리턴관으로 재송출시켜 주는 송출관이 구비되며, 변속기용 열교환기는 엔진용 열교환기의 저부 또는 측부에 설치하는 것을 특징으로 한다.

특히, 공급관에는 서모스탯이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 이러한 서모스탯은 엔진ECU의 제어로 동작하는 전자서모스탯인 것을 특징으로 한다. 또한, 서모스탯은 냉각수의 온도가 80℃ 이하에서 열리고, 냉각수의 온도가 80℃ 이상에서 닫히는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 엔진의 초기 시동시와 같이 저온인 엔진냉각수를 이용하여 변속기의 오일(작동유)을 예열시켜 주기 때문에 변속기가 최적의 작동 상태를 유지할 수 있게 되어 가감속에 따른 구동효율을 향상시킬 수 있다.

2) 통상적으로 엔진냉각수가 저온일 때에 순환되지 않는 냉각수를 이용하여 변속기오일을 예열시키기 때문에 에너지 효율면에서도 유리한 이점이 하다.

3) 변속기의 작동효율이 향상되므로 인해서 엔진으로부터 배기되는 배기가스에 함유되는 유해가스, 예를 들어 일산화탄소라든가 탄화수소의 발생량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 변속기용 열교환기가 장착된 상태를 보여주기 위한 개략도이다. 여기서, 도면 부호 중 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하고 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 변속기용 열교환기(TR)는 수냉식을 채용하되, 특히 엔진(E)의 냉각을 위해 사용되는 냉각수를 이용한다. 이때, 엔진(E)의 냉각수는 저온 상태, 즉 냉각수가 엔진용 열교환기(ER)를 통해 순환되지 않는 상태의 냉각수를 이용한다.

이를 실현하기 위한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 우선 본 발명 의 변속기용 열교환기(TR)에는 엔진으로부터 냉각수를 공급받기 위한 공급관(10)이 구비된다. 특히, 공급관(10)은 엔진용 열교환기(ET)를 통과하지 않은 냉각수를 이용할 수 있도록 설치한다. 이를 위하여, 공급관(10)은, 통상의 서모스탯(TM)으로부터 분기된 바이패스관(B)으로부터 냉각수를 공급받을 수 있도록 설치한다.

그리고, 공급관(10)에는 일정온도 이상이면 냉각수 공급을 차단할 수 있도록 서모스탯(11)을 더 구비한다. 서모스탯(11)은 냉각수의 온도를 검출하기 위한 것으로 기계식 서모스탯을 이용할 수도 있고, 엔진ECU와 같은 컨트롤러의 제어로 동작하는 전기식 서모스탯을 이용할 수도 있다.

본 발명에서, 서모스탯(11)은 전기식 서모스탯을 채용하여 냉각수가 소정의 온도, 바람직하기로는 상술한 서모스탯(TM)의 저온범위 즉 80~90℃ 이하에서 열리고 그 이상이면 닫히도록 하는 것이 바람직하다. 이때 서모스탯(11)의 개폐는 엔진ECU의 제어에 의해 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 변속기용 열교환기(TR)는 공급받은 냉각수를 다시 리턴관(R)으로 송출하기 위한 송출관(20)이 구비된다. 송출관(20)은 공급관(10)을 통해서 변속기용 열교환기(TR)에 공급되어 순환된 냉각수를 리턴관(R)으로 송출시켜 주게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 변속기용 열교환기(TR)는 엔진용 열교환기(ER)의 저 부 또는 측부에 설치한다. 이는 변속기용 열교환기(TR)가 변속기오일이 냉각이 필요한 경우 외기에 의해서 냉각효과를 높일 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 변속기용 열교환기(TR)는 에어콘용 열교환기(미도시됨)와 같이 엔진용 열교환기(ER)의 앞쪽에 설치할 수도 있으나, 앞에 설치하게 되면 이들 에어콘용 열교환기와 변속기용 열교환기(TR)의 열교환 효율을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 변속기용 열교환기(TR)는, 엔진(E)의 초기시동시라든가 엔진(E)의 냉각수가 저온(80℃ 이하)인 경우 냉각수를 공급받게 되고, 저온의 냉각수가 변속기(T)에서 작동유로 이용되는 오일을 예열시켜 준다. 따라서, 엔진시동시 또는 혹한기와 같이 변속기(T) 내에서 오일의 온도가 낮아짐에 따라 발생될 수 있는 구동손실을 줄여 결과적으로 변속기(T)의 작동효율을 향상시켜 줄 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 변속기용 열교환기(TR)는, 엔진의 냉각수 온도가 저온(80℃ 이하)이면 엔진(E)으로부터 냉각수를 공급받아 오일을 예열시켜 주고, 반대로 냉각수 온도가 80℃ 이상이면 냉각수를 차단하여 함으로써 엔진용 열교환기(ER)의 저부 또는 측부에 설치된 변속기용 열교환기(TR)가 대기상에 노출되게 하여 오일이 공냉식과 같은 방식으로 냉각되게 되는 것이다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 종래의 엔진과 변속기의 냉각 사이클을 보여주기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 변속기용 열교환기가 장착된 상태를 보여주기 위한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10 : 공급관

20 : 송출관

11 : 서모스탯

E : 엔진

ET : 엔진용 열교환기

R : 리턴관

TR : 변속기용 열교환기

Claims (5)

1. 수냉식의 변속기용 열교환기(TR)에 있어서,

   상기 변속기용 열교환기(TR)에는, 엔진(E)으로 냉각수를 공급하는 엔진용 열교환기(ET)의 리턴관(R)으로부터 저온의 냉각수를 공급받을 수 있도록 구성된 공급관(10) 및 상기 저온냉각수에 의해 변속기오일을 냉각시킨 다음 다시 상기 리턴관(R)으로 재송출시켜 주는 송출관(20)이 구비되며,

   상기 변속기용 열교환기(TR)는 엔진용 열교환기(ER)의 저부 또는 측부에 설치되며, 공급관(10)에는 서모스탯(11)이 더 구비되고,

   상기 서모스탯(11)은 엔진ECU의 제어로 동작하는 전자서모스탯이며,

   상기 서모스탯(11)은 냉각수의 온도가 80℃ 이하에서 열리고, 냉각수의 온도가 80℃ 이상에서 닫히는 것을 특징으로 하는 작동효율이 개선된 변속기용 열교환기.
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