KR101157609B1 - Diesel vehicles to prevent loss of coolant for the air shield - Google Patents
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Abstract
본 발명은 겨울철 디젤(Diesel)엔진 자동차 라디에이터(Radiator)앞에 찬 공기를 막기 위해 대기온도와 엔진의 냉각수온도에 따라 자동으로 작동하는 차단 막을 설치 함으로써, 라디에이터(Radiator) 내부에서 순환되는 냉각수의 열 손실을 최소화 시키는 특징을 갖는다.In order to prevent cold air in front of a winter diesel engine automotive radiator, a shut-off membrane that is automatically operated according to the atmospheric temperature and the engine coolant temperature is provided to reduce the heat loss of the coolant circulated inside the radiator . ≪ / RTI >
Description
본 발명은 겨울철 디젤 차량 냉각수 온도를 단시간에 상승시키기 위해 대기의 온도가 일정 온도 이하인 상태에서 시동하여 워밍업 중인 차량의 엔진으로 유입되는 찬 공기를 라디에이터 앞에서 외부 온도와 냉각수 온도 센서를 이용하여 자동으로 작동하는 차단 막을 장착하여 찬 공기를 막아주는 보조 장치이다.
In order to raise the temperature of the cooling water of the diesel vehicle in the winter time, the cold air which starts to flow in the engine of the vehicle warmed up is automatically operated in front of the radiator using the external temperature and the cooling water temperature sensor It is an auxiliary device to prevent cold air by installing a barrier membrane.
디젤 엔진의 연료분사 방식은 크게 간접분사방식(Indirect Injection),직접분사방식(Direct Injection),최근에는 커먼레일분사방식(Common Rail Direct Injection)이 적용되고 있다.Fuel injection methods of diesel engines are mainly applied to indirect injection, direct injection and recently, common rail direct injection.
간접분사방식은(IDI) 예 연소실에서 연소가 일어나 높은 압력과 온도로 주연소실로 와류를 일으키며 연소가 진행되며 연소 특성에서 볼 때 착화 지연에서 오는 노킹(Knocking)이나 후기 연소에서 발생되는 파티큘레이트(Particulate)의 발생을 줄일 수 있다. 그러나 예 연소실 식은 연소실의 면적이 다소 크기 때문에 열 손실이 많아 연료 소비 율이 큰 단점이 있다.The indirect injection method (IDI) is combustion in the pre-combustion chamber, causing combustion at the high pressure and temperature, leading to vortex flow at the main combustion chamber. In terms of combustion characteristics, knocking due to ignition delay or partial combustion (Particulate) can be reduced. However, the precombustion chamber has a disadvantage in that the combustion chamber has a large area, which causes a large heat loss and a large fuel consumption rate.
간접분사방식은 여러 장점에도 불구하고 직접분사방식이 사용된 이유는 연료소비 율이 20%정도 우수하기 때문에 선박이나 대형 화물 차량에 많이 사용되고 있으나 매연과 소음 진동이 심하게 발생하는 문제점이 있다.In spite of many advantages, the indirect injection method uses the direct injection method because the fuel consumption rate is about 20%, which is widely used in a ship or a large freight vehicle. However, there is a problem that smoke and noise vibration are seriously generated.
커먼레일분사방식은 연료탱크 내부에 저압의 연료 펌프를 장착하여 고압 연료 펌프까지 이송시키고 고압 연료펌프는 저압의 연료를 가압하여 필요에 따라 최고 1,800bar까지 압력을 높여 커먼레일(Common Rail)에 연료를 저장하고 일정한 압력으로 연소실에 연료를 분사하는 특징을 갖는다.In the common rail injection system, a low-pressure fuel pump is installed in the fuel tank to transfer it to the high-pressure fuel pump. The high-pressure fuel pump pressurizes the low-pressure fuel to raise the pressure to a maximum of 1,800 bar as needed, And the fuel is injected into the combustion chamber at a constant pressure.
간접분사방식 엔진을 제외한 직접분사방식 엔진과 커먼레일 분사방식 엔진은 연소실 특성상 냉각수에 의한 열 손실이 적기 때문에 연료 소비 율과 배기가스 저감에는 우수하지만 겨울의 추운 날씨에는 엔진의 냉각수 온도를 상승시키는 시간이 많이 소요되는 단점이 있어 냉각수를 가열하는 추가 적인 장치가 필요하다.Injection-type engine and common rail injection-type engine, except for indirect injection-type engine, are excellent in fuel consumption rate and exhaust gas reduction due to low heat loss due to cooling water due to characteristics of combustion chamber. However, in cold weather in winter, This requires a lot of additional equipment to heat the cooling water.
과거 디젤엔진 자동차에서는 제어 기술 등의 부족이 문제였지만 최근 디젤차량은 연소실의 구조 때문에 엔진의 냉각수 온도를 높이는데 많은 시간이 걸려 프리히터(Preheater),연소식히터,PTC(Positive Temperature Coefficient)히터를 장착해 그 문제점을 보완해 오고 있으나,프리히터 와 PTC히터는 전열기구로서 차량내의 배터리에 의존하고 있어 전력소비량이 많아지면 차량내의 발전기와 배터리에 부하로 가중되어 공회전시 엔진의 회전수가 상승하는 문제 점이 있다.In past diesel engine cars, the lack of control technology was a problem. However, recently, because of the structure of the combustion chamber, the diesel engine takes much time to increase the engine coolant temperature. Therefore, the preheater, the combustion heater and the PTC (Positive Temperature Coefficient) However, since the preheater and the PTC heater depend on the battery in the vehicle as a heating device, if the power consumption is increased, the number of revolutions of the engine increases when idling There is a dot.
연소 식 히터는 냉각수 라인에 장착되어 연료를 연소시켜 직접 냉각수온도를 가열하기 때문에 연료소모량이 많아 경제적이지 못하며 소음과 매연이 발생하는 단점을 가지고 있다.The combustion type heater is mounted on the cooling water line to directly heat the cooling water temperature by burning the fuel, which causes a large amount of fuel consumption, which is not economical and generates noise and soot.
본 발명은 상기와 같이 냉각수 온도를 높이는데 많은 시간이 걸리는 직접분사방식과 커먼레일분사방식 엔진의 문제점을 개선하기 위하여 고안된 것으로 본 발명의 목적은 겨울철 디젤엔진 차량의 냉각수 온도를 단 시간에 상승 시키기 위한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the cooling water temperature of a winter diesel engine vehicle in a short period of time by solving the problems of the direct injection system and the common rail injection engine, .
본 발명은 차량 전방 라디에이터로 겨울철 찬 공기가 직접적으로 통과되는 것을 막아주는 자동 차단 막을 설치함에 있어 그 구조는 작동 부와 제어 부로 구성된다.In the present invention, an automatic shut-off membrane is provided to prevent cold air in winter from being directly passed through a vehicle front radiator, and its structure is constituted by an operation part and a control part.
작동 부는 라디에이터를 통과하는 찬바람을 막기 위해 라디에이터 앞 차량 앞 범퍼내부 차체 프레임에 볼트로 고정되어 외부 온도센서와 냉각수 온도센서의 신호에 의해 자동으로 작동되는 차단 막을 설치 한다.The operating part is bolted to the body frame inside the front bumper of the vehicle in front of the radiator to prevent the cold wind from passing through the radiator, and a blocking film is installed which is automatically activated by signals from the external temperature sensor and the cooling water temperature sensor.
센서들은 외기온도와 냉각수 온도를 검출하는데, 외기온도는 차량 공조장치의 외기온도센서에 병열로 연결하고 냉각수온도는 엔진 냉각수온 센서에 병렬로 연결하여 차단 막의 작동여부를 연산하여 제어한다.The sensors detect the outside temperature and the cooling water temperature. The outside temperature is connected to the outdoor temperature sensor of the vehicle air conditioner in parallel and the cooling water temperature is connected to the engine cooling water temperature sensor in parallel to calculate the operation of the blocking membrane.
제어 부는 외기온도가 10℃이하 시 공기차단 막 모터를 제어하여 공기의 통과를 차단하여 엔진 냉각수의 과냉을 방지하며 일정시간 차량이 주행 후 엔진의 냉각수온이 80℃ 이상이 되면 모터를 역 방향으로 제어하여 차단 막을 열어 엔진 및 냉각수의 과열을 방지 하는 제어를 한다. 또한, 운행후 주차시점의 외기 온도가 10℃이하일 경우 차단 막의 모터를 닫힘 방향으로 제어하여 제 시동시에 워밍업 시간을 단축하도록 제어하며, 시스템의 고장 발생으로 엔진의 과열 문제가 발생될 수 있으므로 운전자가 수동으로 차단 막을 제어 할 수 있는 컨트롤 스위치를 추가 장착하여 운전자가 직접 차단 막을 작동시킬 수 있도록 고안하였다.When the outside temperature is less than 10 ℃, the control unit controls the air blocking membrane motor to prevent the overheating of the engine cooling water by interrupting the air passage. If the engine coolant temperature is over 80 ℃ after driving for a certain period of time, And controls to open the blocking film to prevent overheating of the engine and the cooling water. In addition, when the outside air temperature at the time of parking after driving is controlled to 10 ° C or lower, the motor of the blocking membrane is controlled in the closing direction so as to shorten the warm-up time at the time of starting the engine. Is equipped with a control switch which can manually control the blocking membrane so that the operator can operate the blocking membrane directly.
겨울철 차량 전방 부분의 라디에이터에 직접적으로 들어오는 찬 공기를 막아주는 차단 막을 설치 함으로써 종전 디젤엔진 차량이 갖고 있는 프리히터, 연소식히터 및 PTC히터 등의 사용을 최소화 시키면서 냉각수의 온도를 빠르게 상승 시키고 냉각수 예열 보조 장치에만 의존하던 차량 실내 난방 효율을 높일 수 있게 된다.It is designed to minimize the use of preheaters, combustion heaters and PTC heaters that are used in diesel engines in the past, by increasing the temperature of the cooling water and by increasing the cooling water preheating It is possible to increase the indoor heating efficiency of the vehicle which relied solely on the auxiliary device.
또한, 엔진의 온도가 빠르게 상승하면 연료 절감 및 엔진의 노킹(Knocking)현상 이나 후기 연소에 의해서 발생될 수 있는 파티큘레이트(Particulate)를 최소화 시킬 수 있게 된다.
In addition, if the temperature of the engine rises rapidly, it is possible to minimize fuel consumption and particulate generated by knocking or late burning of the engine.
도 1은 본 발명 공기 차단막의 정면 구성도.
도 2는 본 발명 공기 차단막의 측면 구성도.
도 3은 본 발명 공기 차단막의 작동상태 정면도.
도 4는 본 발명 공기 차단막의 작동을 제어하는 전자 컨트롤 회로 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Fig. 2 is a side view of the airblock of the present invention. Fig.
3 is a front view of an air conditioner of the present invention.
4 is a block diagram of an electronic control circuit for controlling the operation of the airblock of the present invention.
본 발명은 디젤 차량 전방 라디에이터로 겨울철 찬 공기가 직접적으로 통과되는 것을 막아주는 자동 차단 막을 설치함에 있어 그 구조는 작동 부와 제어 부로 구성된다. 이하 첨부한 도면 1 내지 4를 참조하여 구체적인 내용을 설명한다.In the present invention, an automatic shut-off membrane is installed to prevent cold air in winter from being directly passed through a diesel vehicle front radiator, and its structure is composed of an operation unit and a control unit. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to the accompanying drawings 1 to 4.
본 발명은 차량 라디에이터 전방(미도시)에 공기 차단 막(40)을 설치하는데, 상기 공기 차단 막(40)의 하단 양측면에는 고정 볼트 홀(31)이 형성되어 차량 라디에이터에 볼트로 고정하고, 상기 공기 차단막 몸체(30)의 중앙에는 구동모터(10)와 회로부가 전기적으로 연결되도록 설치되며, 상기 구동모터(10)의 전면에는 피니언 기어(11)가 결합되고, 상기 피니언 기어(11)의 상부와 하부에는 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)가 각각 수평방향으로 설치되어 피니언 기어(11)의 작동에 의해서 서로 반대방향으로 작동하면서 후술할 공기 차단 막(40)을 승강작동 시킨다.In the present invention, an air shielding film (40) is installed in front of a vehicle radiator (40), fixing bolt holes (31) are formed on both sides of the lower end of the air shielding film (40) A
상기 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)는 피니언 기어(11)와 기어식으로 맞물려서 작동되고, 상기 하부 렉크(21)의 우측 단부를 상측으로 절곡시켜 단부에는 후술할 세로 지지대(41)의 일단이 결합되도록 하며, 상기 몸체(30)의 후면 내측에는 차단막(40)이 롤러에 권취되고, 상기 차단막(40)은 구동모터(10)의 작동에 의해서 승강작동할 수 있도록 상부에 가로 지지대(42)가 수평방향으로 연장형성되며, 상기 가로 지지대(42)의 단부에는 두 개의 세로 지지대(41)를 설치하는데, 여기서 상기 세로 지지대(41)의 일단은 가로 지지대(42)에 고정되고, 타단은 상기 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)의 단부에 서로 엇갈리게 결합된 상태에서 구동모터(10)의 피니언 기어(11)가 회전하면 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)가 각각 좌우로 작동하면서 세로 지지대(41)가 펼쳐졌다가 접혀지는 동작에 의해서 공기 차단 막(40)이 승강작동한다.The
한편, 상기 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)는 몸체(30)의 내부에 형성된 슬라이드 홈(미도시)을 따라서 이동한다.Meanwhile, the upper and
본 발명의 공기 차단막(40)은 구동모터(10)의 회로부의 작동에 의해서 제어되는데, 일반적으로 겨울철 차량 시동 후 주행시 외부의 찬 공기에 의해 차량의 웜업 시간이 길어지며 엔진의 과냉 시간이 길어지므로 히터의 난방 작동시간이 지연되어 운전자로 하여금 불쾌감을 느끼게 한다. 이것을 해소하기 위해 엔진의 냉각수온도센서(410)와 공조장치의 외기온도센서(400)의 신호 선에 병렬로 컨트롤 모듈의 신호선을 연결하여 컨트롤 모듈(500) 내부 냉각수온센서 감지 부(310)와 외기온도센서 감지 부(300)로 각 센서의 신호가 전달 되면 공기 차단막(40)을 온도에 따라 개,폐 하게 된다. The
상기 공기 차단막(40)은 구동 모터(10)의 피니언 기어(11)가 시계 반대방향으로으로 회전시 하부 렉크(21)는 우측으로 움직이고 상부 렉크(20)는 좌측으로 이동하여 공기 차단막(40)이 하향 하여 차단 막이 롤에 감겨 지고 라디에이터로 공기가 유입 되는 상태가 되고, 상기 피니언 기어(11)가 시계 방향으로 회전하면 상부 렉크(20)는 우측으로 하부 렉크(21)는 좌측으로 이동하여 공기 차단 막(40)이 롤 에서 풀려서 상승하여 라디에이터로 유입되는 공기를 막아 차단한다. 이때 세로 지지대(41)는 공기 차단 막의 상승 하강을 제어 및 지지하고 유입되는 공기의 압력에 저항하는 강도를 지닌 재질로 구성되며 상부의 가로지지대(42)는 차단 막(40)의 위치를 잡아주며 유입되는 공기의 압력에 휘어 지지 않을 정도의 강성을 가지고 있다.When the
도 4의 회로도에서 구동모터(100)는 커튼의 구동 모터이며 좌측으로 회전하기 위해서는 Close Relay 가 작동해야 하며 이 릴레이가 작동하기 위해서는 컨트롤 모듈 내부의 닫힘 구동TR(200)이 작동하거나 수동스위치(120)의 접점이 좌측으로 이동하여야 한다. 구동모터(100)의 피니언 기어(11)가 시계 방향으로 회전하기 위해서는 Open Relay가 작동해야 하며 릴레이가 작동하기 위해서는 컨틀롤 모듈 내부의 열림 구동(210)TR 이 작동하거나 수동스위치(120)의 접점이 우측으로 이동해야 구동모터가 우측으로 회전 할 수 있다. 수동 스위치(120)를 장착해야 하는 이유는 기온이 저온일 때 주차 후 재 시동 시에도 엔진이 냉각되어 다시 웜 업 해야 할 경우에 운전자가 시동을 끄고 임의로 공기 차단 막(40)을 닫거나 열수 있게 하는 목적과 전자제어측면에서 센서의 고장이나 컨트롤 모듈(50)의 고장으로 인해 차량이 과열 될 수 있으므로 과열 발생시 스위치(120)의 임의 조작으로 차단 막 제어를 할 수 있는 안전 장치가 필요한 것이다. 공기 차단 막의 작동에 필요한 온도의 조건으로는 외기온도10℃ 이하 시에는 차단 막을 닫아 공기 유입을 차단하며 계속 주행 중 엔진의 냉각수온이85℃ 이상 시 차단 막이 하강하여 냉각수온을 적당한 온도를 유지하며 외기온도가 10℃ 이상 시에는 히터의 작동이 필요 없으므로 차단 막이 상승할 이유가 없다.In the circuit diagram of FIG. 4, the
10 : 구동모터 11 : 피니언 기어
20 : 상부 렉크 21 : 하부 렉크
30 : 차단 막 몸체 31 : 고정볼트 홀
40 : 공기 차단 막 41 : 세로 지지대
42 : 가로 지지대 100 : 차단 막 구동모터
110 : 자동차 배터리 120 : 수동조작 스위치
200 : 닫힘 구동 TR 210 : 열림 구동 TR
300 : 외기온도 감지 부 310 : 냉각수온 감지 부
400 : 외기온도 센서 410 : 냉각수온도 센서
500 : 제어 콘트롤 모듈10: drive motor 11: pinion gear
20: upper rack 21: lower rack
30: blocking membrane body 31: fixing bolt hole
40: air barrier film 41: vertical support
42: transverse support 100: blocking membrane drive motor
110: car battery 120: manual operation switch
200: Closed drive TR 210: Open drive TR
300: Ambient temperature sensing unit 310: Coolant temperature sensing unit
400: Outside temperature sensor 410: Cooling water temperature sensor
500: Control control module
Claims (4)
라디에이터 전면 차체에 공기 차단막 몸체(30)가 볼트로 고정되고, 상기 공기 차단막 몸체(30)의 중앙에 피니언 기어(11)를 형성한 구동모터(10)가 설치되며, 상기 피니언 기어(11)의 상부와 하부에 수평방향으로 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)가 각각 설치되어 서로 반대방향으로 작동하고, 상기 몸체(30)의 후면 내측에는 차단막(40)이 롤러에 권취되어 승강작동하며, 상기 차단막(40)의 상부에는 수평방향으로 가로 지지대(42)가 일체로 설치되고, 상기 가로 지지대(42)의 단부에 세로 지지대(41)의 일단이 결합되며, 타단은 상기 상부 렉크(20)와 하부 렉크(21)의 단부에 서로 엇갈리게 결합되어 상기 구동모터(10)의 작동에 의해 차단막(40)이 승강작동하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 차량의 냉각수 열 손실 방지를 위한 공기 차단막.
An airblock provided on a front surface of a radiator of a diesel engine vehicle,
A driving motor 10 having a air shielding body 30 fixed to a front body of a radiator by bolts and a pinion gear 11 formed at the center of the air shielding body 30 is installed, The upper and lower rake 20 and the lower rack 21 are installed horizontally on the upper and lower sides and operate in opposite directions to each other and the shielding film 40 is wound on the roller inside the rear face of the body 30 to move up and down A horizontal support 42 is integrally formed on the upper part of the blocking film 40 in a horizontal direction and one end of the vertical support 41 is coupled to an end of the horizontal support 42 and the other end is connected to the upper And the bottom plate (21) are staggered from each other, so that the barrier (40) is operated to move up and down by the operation of the drive motor (10).
2. The apparatus according to claim 1, wherein the upper rack (20) and the lower rack (21) engage with the pinion gear (11) in a gearwise manner and operate to bend the right end of the lower rack (21) The air shield for preventing the cooling water heat loss of the diesel engine vehicle.
3. The diesel engine as claimed in claim 1 or 2, wherein the upper rack (20) and the lower rack (21) are movable along slide grooves formed in the shielding body (30) Air barrier for loss prevention.
The motor driving circuit according to claim 1, wherein a circuit part for operating the driving motor is formed, wherein the circuit part is provided with a 12V DC bidirectional driving motor (100), two 5-pin relays for controlling the same, A control module 500 for controlling the driving motor 100 according to the temperature is installed in the control module 500. The control module 500 is provided with a relay A cooling water temperature sensor 410 in which wires are connected in parallel using a sensor of an engine and a cooling water temperature sensor 410 connected to one side of the control module 500, A sensor sensor 310 is installed and an outside temperature sensor 400 and an outside air temperature sensor sensor 300 are formed at the lower end of the cooling water temperature sensor 410. Using the outside temperature sensor 400 of the air conditioner, The control module 500, in parallel, And an air shielding film (40) connected to the radiator is opened and closed. The air shield for preventing the cooling water heat loss of a diesel engine vehicle.
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- 2010-04-03 KR KR1020100030662A patent/KR101157609B1/en active IP Right Grant
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