KR101231539B1 - 주행풍유도덕트 및 이를 적용한 엔진룸구조 - Google Patents

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KR101231539B1
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Abstract

본 발명은 쿨링모듈(6)로 가는 주행풍 흐름과 함께 주행풍유도덕트(20)를 통해 인터쿨러(4)로 집중되는 주행풍 흐름과 에어 인테이크(2)로 직접 보내지는 주행풍을 이용한 외기유입흐름이 동시에 형성됨으로써, 쿨링모듈(6)의 냉각효율상승과 더불어 주행풍유도덕트(20)를 이용한 인터쿨러(4)의 냉각효율상승으로 인터쿨러(4)의 사양 업그레이드(Upgrade)없이도 고성능 및 고출력 엔진에 적합하게 맞춰줄 수 있으면서도 에어인테이크(2)의 직접적인 주행풍도입으로 인테이크시스템(1)의 엔진룸 레이아웃도 최적화할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

주행풍유도덕트 및 이를 적용한 엔진룸구조{Wind Flux Concentration Guiding Device and Engine Room Layout Thereof}
본 발명은 주행풍유도덕트에 관한 것으로, 특히 주행풍의 유입량을 증대해 인터쿨러에 대한 냉각성능을 크게 높일 수 있는 주행풍유도덕트 및 이를 적용해 레이아웃을 최적화한 엔진룸구조에 관한 것이다.
일반적으로 엔진룸에 설치된 엔진주위로는 에어필터를 거친 외기를 흡입하는 에어 인테이크와 연소실로 이어진 흡기 매니폴드로 구성된 인테이크 시스템(Intake System)과 냉방장치를 구성하는 콘덴서(Condenser) 및 엔진 냉각계를 구성하는 라디에이터(Radiator)가 설치되어진다.
가솔린 차량과 달리 디젤 및 가솔린 터보 엔진의 인테이크 시스템에는 터보차저(Turbo Charger)가 함께 구성되어 엔진 출력을 높이도록 외기를 압축하고, 상기 터보차저로 인해 인터쿨러(Inter Cooler)도 함께 설치되어 터보차저를 빠져 나온 과급 에어를 냉각하게 된다.
통상, 상기 터보차저는 터빈(Turbine)쪽으로 배기가스순환장치를 연결하고 압축기(Compressor)쪽으로 에어 인테이크를 연결하며, 상기 인터쿨러는 주행풍에 의한 냉각성능을 높이도록 주행풍을 잘 받을 수 있는 장소로 위치되어진다.
디젤 및 가솔린 터보 엔진 차량에서는 콘덴서 및 라디에이터와 함께 인터쿨러가 엔진룸의 앞쪽 전면부를 이루는 프론트엔드부에 근접되어 설치됨으로써, 주행시 엔진룸으로 유입되는 주행풍에 의한 냉각효율을 높일 수 있게 된다.
주행풍을 통한 냉각효율이 상승되면, 콘덴서는 차량 실내 냉방성능을 향상할 수 있고, 라디에이터는 보다 원활하게 엔진의 과열을 방지할 수 있으며, 인터쿨러는 고효율로 엔진의 출력과 연비를 향상시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 주행풍의 효과적인 유입은 콘덴서와 라디에이터의 냉각성능을 높이고 특히 엔진 출력과 연비 향상을 위해 매우 중요한 인터쿨러의 냉각성능을 높일 수 있게 된다.
그러므로 콘덴서와 라디에이터 및 인터쿨러로 가는 주행풍을 보다 많이 유입하기 위해선 프론트엔드부에 보다 큰 개구면적이 형성될 수밖에 없다.
하지만, 프론트엔드부위는 그 전면으로 라디에이터그릴과 범퍼가 설치됨으로써 차량 외관 디자인에 매우 중요한 부위를 차지하게 된다.
이로 인해 주행풍 유입량을 증대하기 위한 프론트엔드부위의 개구 면적 확장은 외관 디자인 자유도로 인한 제약조건이 있을 수밖에 없고, 이러한 제약조건은 특히 인터쿨러의 냉각성능 향상을 주행풍 만으로 올리기엔 한계를 가져올 수밖에 없게 된다.
하지만, 성능이 강화된 고성능 엔진에서는 그에 맞는 고효율 인터쿨러가 반드시 필요하고, 사양의 업그레이드(Upgrade)없이 인터쿨러의 효율을 높이기 위해선 주행풍을 이용한 인터쿨러의 냉각성능 향상이 요구될 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 차량 전면부 외관 디자인 자유도 저하 없이 주행풍 유입량을 크게 증대함과 더불어 주행풍 흐름을 콘덴서와 라디에이터 및 인터쿨러로 집중해줌으로써, 콘덴서와 라디에이터에 대한 냉각성능을 보다 높이고 특히 인터쿨러 사양의 업그레이드(Upgrade)없이 고성능 엔진에 적합하게 주행풍만으로 인터쿨러 성능을 고효율로 높일 수 있는 주행풍유도덕트를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 주행풍을 통한 엔진룸의 냉각성능 향상과 더불어 엔진룸으로 보내지는 주행풍중 일부를 에어 인테이크로 직접 보내 흡기성능도 크게 높여줌으로써, 콘덴서와 라디에이터 및 인테이크 시스템의 설치를 위한 엔진룸 레이아웃도 최적화할 수 있는 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸구조를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주행풍유도덕트는 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부의 상단부위에 설치된 라디에이터그릴을 통과한 주행풍을 도입해 상기 엔진룸에 설치된 인테이크시스템의 서로 다른 두 부위로 각각 배출하고,
상기 프론트엔드부의 하단부위에 설치된 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입해 상기 서로 다른 두 부위중 한 부위로 배출하는 것을 특징으로 한다.
상기 인테이크시스템의 서로 다른 두 부위중 한 부위는 터보차저의 과급에어를 냉각하는 인터쿨러이고, 나머지 한 부위는 외기를 도입하는 에어 인테이크로 구성되어진다.
상기 주행풍유도덕트는 라디에이터그릴을 통과한 주행풍을 도입하도록 입구를 상기 라디에이터그릴에 근접시키고 출구를 상기 인터쿨러의 상단부위로 위치시킨 메인덕트와, 상기 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입하도록 적어도 1개 이상의 위치에서 주행풍을 통과시키는 서브덕트와, 상기 메인덕트로 도입된 주행풍이 상기 메인덕트를 빠져나가기 전 일부를 분기시켜 상기 에어 인테이크로 보내도록 상기 메인덕트의 주행풍 통로에 연결되어진 분기덕트로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 메인덕트는 개구된 통로구조 이면서 경사각을 줘 입구를 출구에 비해 더 높여준 구조로 이루어지고, 상기 서브덕트는 개구된 통로구조이면서 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입하는 한쌍의 하단유입덕트와 상단유입덕트를 한쪽면에서 서로 간격을 두고 돌출시킨 구조로 이루어지며, 상기 분기덕트는 개구된 통로구조이면서 상기 메인덕트의 주행풍 통로에 연통되어 연장되어진 구조로 이루어진다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진룸구조는 외기를 도입하는 에어 인테이크와 배기가스순환장치에 연결된 터보차저와 과급 에어를 냉각해 흡기 매니폴드로 보내주는 인터쿨러로 이루어져 엔진룸에 설치된 인테이크시스템과;
냉방장치를 구성하는 콘덴서와 엔진 냉각계를 구성하는 라디에이터로 이루어져 상기 인테이크시스템의 측면으로 설치된 쿨링모듈과;
상기 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부를 통과한 주행풍을 도입해 상기 에어 인테이크와 상기 인터쿨러로 각각 배출하는 메인덕트와, 상기 프론트엔드부를 통과한 주행풍을 다른 위치로부터 도입해 상기 인터쿨러로 배출하는 서브덕트와, 상기 메인덕트로 도입된 주행풍이 상기 메인덕트를 빠져나가기 전 일부를 분기시켜 상기 에어 인테이크로 보내도록 상기 메인덕트의 주행풍 통로에 연결되어진 분기덕트로 이루어진 주행풍유도덕트;
를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 쿨링모듈은 상기 프론트엔드부에 설치된 라디에이터그릴을 통과한 주행풍을 직접 받아 냉각되고, 상기 주행풍유도덕트는 상기 쿨링모듈로 직접 가는 주행풍 흐름을 간섭하지 않도록 상기 라디에이터그릴의 측면부위로 설치되어진다.
상기 주행풍유도덕트는 상기 프론트엔드부에 설치된 덕트프레임을 이용해 결합되어진다.
상기 주행풍유도덕트는 메인덕트가 상기 라디에이터그릴의 측면쪽으로 위치되고, 상기 메인덕트에서 분기된 상기 분기덕트가 상기 에어인테이크에 직접 연결되며, 상기 서브덕트의 하단유입덕트는 범퍼부위에서 범퍼를 설치하는 범퍼브래킷부위로 위치되는 반면 상기 상단유입덕트는 상기 범퍼브래킷에 간격을 두고 설치된 인터브래킷부위로 위치되어진다.
상기 범퍼브래킷에는 상기 하단유입덕트를 감싸고 주행풍을 통과시키는 개구공간인 에어유입구가 형성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 콘덴서와 라디에이터 및 인터쿨러쪽으로 흘러가는 주행풍 유입량의 증대로 냉각성능을 크게 향상하고, 특히 고성능 엔진에서 요구되는 고효율 인터쿨러 작동을 주행풍의 냉각작용만으로 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 인터쿨러의 사양 업그레이드(Upgrade)없이 주행풍을 통해 인터쿨러의 효율을 증대함은 물론 동일 조건에서 인터쿨러의 출구온도를 더욱 낮워 줄 수 있는 효과도 있게 된다.
또한, 본 발명은 엔진으로 유입되는 주행풍중 일부 주행풍을 에어 인테이크로 직접 보내 흡기성능을 크게 높여줄 수 있고, 주행풍유도덕트의 주행풍 흐름을 이용해 콘덴서와 라디에이터 및 인테이크시스템을 하나의 해석시스템으로 묶어 최적 설계하므로 엔진룸 레이아웃도 최적화할 수 있는 효과도 있게 된다.
도 1(가),(나)는 본 발명에 따른 주행풍유도덕트의 구성도이고, 도 2(가),(나)는 본 발명에 따른 주행풍유도덕트를 적용한 콘덴서와 라디에이터 및 인테이크시스템의 엔진룸 레이아웃이며, 도 3은 본 발명에 따른 주행풍유도덕트와 라디에이터그릴을 통과한 주행풍이 만들어내는 엔진룸 내부의 주행풍 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1(가)는 본 실시예에 따른 주행풍유도덕트의 구성도를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 주행풍유도덕트(20)는 적어도 3곳의 각각 다른 위치에서 유입된 주행풍을 적어도 3곳의 각각 다른 위치를 통해 엔진룸에 설치된 인테이크시스템쪽으로 배출해 줄 수 있게 된다.
이를 위해, 상기 주행풍유도덕트(20)는 주행풍을 통과시키는 메인덕트(30)와, 상기 메인덕트(30)의 아래쪽에서 적어도 1개 이상의 위치에서 유입된 주행풍을 통과시키는 서브덕트(40)와, 상기 메인덕트(30)를 통과하는 주행풍의 일부를 분기시켜 메인덕트(30)를 빠져나가는 주행풍 흐름과 다른 주행풍 흐름을 형성하도록 메인덕트(30)의 위쪽에 연결되어진 분기덕트(50)로 구성된다.
상기 메인덕트(30)는 프론트엔드부의 상단부위에 설치된 라디에이터그릴을 통과한 주행풍의 일부를 빨아들여 엔진룸에 설치된 인테이크시스템쪽으로 배출하는 개구된 통로구조로 이루어지며, 주행풍을 유입하는 입구가 주행풍을 배출하는 출구에 비해 더 높은 위치를 이루도록 소정의 경사각(K)을 줘 전체적으로 경사된 구조로 형성시켜 준다.
상기 메인덕트(30)는 전 길이에 대해 동일한 직사각형상 단면 크기로 형성하되, 주행풍을 유입하는 입구 단면은 수직한 1변과 수평한 1변에 각각 경사를 줘 찌그러진 직사각형상으로 만들어 줌으로써 라디에이터그릴의 측부쪽 형상과 일치시켜준다.
본 실시예에서 상기 메인덕트(30)에서 배출된 주행풍은 인테이크시스템을 구성하는 인터쿨러의 위쪽부위로 흘러가는 흐름경로로 형성되어진다.
그리고, 상기 서브덕트(40)는 라디에이터그릴의 아래쪽에 위치된 범퍼부위로 유입된 주행풍을 서로 다른 2곳의 위치에서 빨아들여 엔진룸에 설치된 인테이크시스템쪽으로 배출하도록 개구된 통로구조로 이루어지며, 이를 위해 상기 서브덕트(40)에는 하단유입덕트(41)에 대해 이격된 상단유입덕트(42)가 한쌍으로 구성되어진다.
상기 하단유입덕트(41)와 상기 상단유입덕트(42)는 서로 간격을 두고 개구된 통로구조를 이루도록 서브덕트(40)의 한쪽면으로부터 돌출시켜 형성하되, 상기 하단유입덕트(41)는 서브덕트(40)의 아래쪽에서 상기 상단유입덕트(42)는 서브덕트(40)의 위쪽으로 형성시켜 준다.
상기 하단유입덕트(41)와 상기 상단유입덕트(42)로 유입된 주행풍은 하단유입덕트(41)와 상단유입덕트(42)를 형성하지 않은 서브덕트(40)의 반대쪽 개구부로 배출되어 엔진룸에 설치된 인테이크시스템쪽으로 보내지게 된다.
상기 하단유입덕트(41)와 상기 상단유입덕트(42)의 입구부위는 사다리꼴 단면 형상으로 이루어지되, 상기 하단유입덕트(41)는 서브덕트(40)의 폭크기와 같은 균일한 단면구조인 반면, 상기 상단유입덕트(42)는 입구부위에서 서브덕트(40)의 폭크기에 맞게 점진적으로 넓어지는 단면구조로 형성되어진다.
즉, 상기 하단유입덕트(41)는 입구와 출구가 균일한 단면 크기인데 반해, 상기 상단유입덕트(42)는 출구단면에 비해 입구 단면을 좁게 형성하여 전체적으로 깔대기 단면 형상을 이루게 된다.
본 실시예에서 상기 서브덕트(40)에서 배출된 주행풍은 인테이크시스템을 구성하는 인터쿨러의 아래쪽부위로 흘러가는 흐름경로로 형성되어진다.
또한, 상기 분기덕트(50)는 메인덕트(30)의 주행풍 경로에 연통된 입구로부터 연장되어 개구된 통로구조로 이루어짐으로써 메인덕트(30)를 통과하는 주행풍의 일부를 빼내어 다른 곳으로 분기시켜 주게 된다.
상기 분기덕트(50)는 메인덕트(30)의 주행풍 경로에 연통된 입구는 수평한 1변을 기울여 찌그러진 직사각 단면형상으로 형성되고, 상기 분기덕트(50)는 메인덕트(30)의 주행풍 경로에 연통된 입구로부터 출구쪽으로 넓어지는 단면구조로 형성됨으로써 전체적으로 깔대기 단면 형상으로 이루어진다.
상기 분기덕트(50)로부터 배출된 주행풍은 분기덕트(50)를 통해 연결된 에어인테이크(2)로 직접 보내짐으로써 에어인테이크(2)의 흡기성능을 크게 높여줄 수 있게 된다.
도 1(나)는 본 실시예에 따른 주행풍유도덕트에서 구현되는 주행풍 흐름을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 주행풍유도덕트(20)는 동시에 보다 많은 주행풍을 유입하고 보다 많은 주행풍을 배출해줌으로써 인테이크시스템의 냉각효율을 높이고, 특히 인터쿨러에 대한 냉각효율을 크게 높여줌으로써 인터쿨러의 사양 업그레이드(Upgrade)없이도 고성능 엔진에서 요구되는 성능을 만족시켜줄 수 있게 된다.
이를 위해, 상기 주행풍유도덕트(20)는 메인덕트(30)를 통한 1개의 주행풍 유입흐름(C)과 서브덕트(40)를 통한 2개의 주행풍 유입흐름(A,B)을 함께 형성해줌으로써 적어도 3곳의 각각 다른 위치로부터 주행풍을 동시에 빨아들일 수 있게 된다.
상기 메인덕트(30)의 주행풍 유입흐름(C)은 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부의 상단부위에 설치된 라디에이터그릴의 측면부위를 통과한 주행풍을 빨아들여 형성되어진다.
상기 서브덕트(40)에서는 하단유입덕트(41)에서 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부의 하단부위에 설치된 범퍼부위를 통과한 주행풍을 빨아들이는 주행풍 유입흐름(A)과, 상기 하단유입덕트(41)에 간격을 둔 상단유입덕트(42)에서 상기 범퍼부위를 통과한 주행풍을 빨아들이는 주행풍 유입흐름(B)이 형성되어진다.
한편, 상기 주행풍유도덕트(20)에서 구현되는 주행풍 배출은 메인덕트(30)를 통한 1개의 주행풍 배출흐름(Ca)과 서브덕트(40)를 통한 1개의 다른 주행풍 배출흐름(ab)과 함께 분기덕트(50)를 통한 1개의 또 다른 주행풍 배출흐름(Cb)을 형성함으로써, 상기 주행풍유도덕트(20)는 적어도 3곳의 각각 다른 위치를 통해 주행풍을 동시에 배출할 수 있게 된다.
상기 메인덕트(30)의 주행풍 배출흐름(Ca)은 메인덕트(30)의 입구로 들어온 주행풍 유입흐름(C)이 출구로 바로 빠져나가는 흐름이며, 이러한 주행풍 배출흐름(Ca)은 인테이크시스템을 구성하는 인터쿨러의 위쪽부위로 집중되는 흐름 경로를 형성하게 된다.
이때, 상기 메인덕트(30)는 입구보다 출구가 더 낮도록 경사각(K)으로 기울어짐으로써 상기 주행풍 배출흐름(Ca)이 주행풍 유입흐름(C)에 비해 더 낮은 위치를 형성한다.
또한, 상기 서브덕트(40)의 주행풍 배출흐름(ab)은 하단유입덕트(41)의 입구로 들어온 주행풍 유입흐름(A)과 상단유입덕트(42)의 입구로 들어온 주행풍 유입흐름(B)이 각각의 출구로 바로 빠져나가 하나로 합쳐지는 흐름이며, 이러한 주행풍 배출흐름(ab)은 인테이크시스템을 구성하는 인터쿨러의 아래쪽부위로 집중되는 흐름 경로를 형성하게 된다.
한편, 상기 분기덕트(50)의 주행풍 배출흐름(Cb)은 메인덕트(30)의 주행풍 유입흐름(C)이 메인덕트(30)를 빠져나가기 전 주행풍 유입흐름(C)중 일부가 분기되어 다른 쪽으로 빠져나가는 흐름이며, 이러한 주행풍 배출흐름(Cb)은 분기덕트(50)를 통해 연결된 에어인테이크(2)로 직접 보내지게 된다.
상기와 같이 주행풍 배출흐름(Cb)이 에어인테이크(2)로 직접 보내짐으로써 에어인테이크(2)의 흡기성능을 크게 높여줄 수 있게 된다.
도 2(가)는 본 실시예에 따른 주행풍유도덕트를 적용한 콘덴서와 라디에이터 및 인테이크시스템의 엔진룸 레이아웃을 나타낸다.
도시된 바와 같이 엔진룸에는 인테이크시스템(1)과 함께 쿨링모듈(6)이 설치되고, 인테이크시스템(1)을 구성하는 인터쿨러(4)는 상기 쿨링모듈(6)의 측면에서 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부위로 근접되도록 위치되며, 상기 인터쿨러(4)의 앞쪽에는 프론트엔드부를 통과한 주행풍을 끌어들여 인테이크시스템(1)으로 배출하는 주행풍유도덕트(20)가 설치되어진다.
이로 인해, 프론트엔드부위를 통과하는 주행풍은 쿨링모듈(6)로 직접 흘러가는 흐름과 더불어 주행풍유도덕트(20)로 빨려 들어가 인터쿨러(4)와 인테이크시스템(1)으로 흘러가는 흐름을 동시에 형성해줌으로써, 주행풍을 이용한 엔진룸의 냉각효율이 크게 높아질 수 있게 된다.
상기 인테이크시스템(1)은 에어필터를 거쳐 외기를 유입하는 에어인테이크(2)와, 배기가스순환장치를 통해 에어인테이크(2)에서 유입된 외기를 압축하는 터보차저(3)와, 상기 터보차저(3)를 빠져 나온 과급 에어를 냉각하는 인터쿨러(4)와, 상기 인터쿨러(4)를 지난 압축에어를 엔진으로 공급하는 흡기 매니폴드(5)와 같이 일반적인 구성요소로 이루어진다.
하지만, 본 실시예에서는 에어인테이크(2)가 주행풍유도덕트(20)의 일부부위를 구성하는 분기덕트(50)와 직접 연결됨으로써 주행풍유도덕트(20)로부터 외기를 직접 도입할 수 있게 된다.
상기 터보차저(3)는 터빈(Turbine)쪽으로 배기가스순환장치를 연결하고 압축기(Compressor)쪽으로 에어인테이크(2)를 연결하는 일반적인 구조이며, 상기 인터쿨러(4)는 터보차저(3)에서 흡기 매니폴드(5)로 흘러가는 경로에 설치되어 터보차저(3)에서 과급된 압축공기를 냉각하게 된다.
한편, 상기 쿨링모듈(6)은 냉방장치를 구성하는 콘덴서(6a)와 엔진 냉각계를 구성하고 쿨링팬(6c)을 갖춘 라디에이터(6b)와 같이 일반적인 구성요소로 이루어지며, 엔진룸의 전면부로 설치된 프론트엔드부에 대해 콘덴서(6a)와 라디에이터(6b) 및 쿨링팬(6c)의 순으로 배열되어진다.
도 2(나)는 본 실시예에 따른 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸의 프론트엔드부 레이아웃을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 프론트엔드부는 하단부위로 범퍼브래킷(11)과 함께 인터브래킷(12)을 설치해 범퍼를 결합하게 되고, 그 상단부위로 라디에이터그릴(13)을 설치해 엔진룸쪽으로 주행풍을 유입하게 되며, 그 측면부위로 덕트프레임(10)과 함께 주행풍유도덕트(20)가 설치되어 범퍼부위와 라디에이터그릴(13)을 통과한 주행풍을 끌어들여 유입하게 된다.
본 실시예에서 상기 덕트프레임(10)은 프론트엔드부의 높이와 거의 같은 높이를 갖고 주행풍유도덕트(20)를 끼워서 조립할 수 있는 폭 크기를 갖도록 형성된다.
상기와 같이 프론트엔드부에 주행풍유도덕트(20)가 설치되면, 주행풍유도덕트(20)의 메인덕트(30)는 라디에이터그릴(13)의 측면쪽으로 위치되고, 상기 메인덕트(30)에서 분기된 분기덕트(50)는 에어인테이크(2)에 직접 연결되어 진다.
이를 위해 상기 라디에이터그릴(13)은 주행풍을 통과시킬 수 있도록 그릴구조로 형성되고, 상기 분기덕트(50)나 또는 상기 에어인테이크(2)는 어느 한쪽을 이용해 서로 연결될 수 있는 연결구조를 갖도록 형성되어진다.
한편, 상기 주행풍유도덕트(20)의 서브덕트(40)는 하단유입덕트(41)를 범퍼브래킷(11)쪽으로 위치시키고 상단유입덕트(42)를 인터브래킷(12)쪽으로 위치시켜준다.
이를 위해 상기 범퍼브래킷(11)은 상기 하단유입덕트(41)를 감싸고 주행풍을 통과시키는 개구공간인 에어유입구(11a)를 더 형성시켜준 반면, 상기 인터브래킷(12)은 주행풍을 통과시킬 수 있는 단순한 격자구조로 형성되어진다.
도 3은 본 실시예에 따른 주행풍유도덕트와 라디에이터그릴을 통과한 주행풍이 만들어내는 엔진룸 내부의 주행풍 흐름도를 나타낸다.
도시된 바와 같이 프론트엔드부를 통과한 주행풍은 라디에이터그릴(13)이 직접 통과시켜 쿨링모듈(6)로 흘러가는 경로를 갖는 주행풍 배출흐름(d)과, 주행풍유도덕트(20)가 라디에이터그릴(13)의 측면과 범퍼로부터 끌어들여 인테이크시스템(1)의 인터쿨러(4)쪽으로 흘러가는 경로를 갖는 다른 주행풍 배출흐름(ab,Ca)과, 주행풍유도덕트(20)에서 분기되어 에어인테이크(2)쪽으로 바로 흘러가는 경로를 갖는 또 다른 주행풍 배출흐름(Cb)으로 나뉘어져 엔진룸으로 유입되어진다.
본 실시예에서 상기 주행풍 배출흐름(d)은 라디에이터그릴(13)을 통과한 주행풍이 주행풍유도덕트(20)로 끌려 들어가는 간섭현상 없이 쿨링모듈(6)로 직접 들어감으로써, 쿨링모듈(6)을 구성하는 콘덴서(6a)와 라디에이터(6b)가 주행풍 배출흐름(d)을 통해 보다 집중적으로 냉각될 수 있어 냉각효율을 크게 높일 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서 상기 주행풍유도덕트(20)를 빠져나오는 주행풍 배출흐름(ab)은 범퍼브래킷(11)의 에어유입구(11a)를 통해 서브덕트(40)의 하단유입덕트(41)로 빨려 들어온 주행풍 유입흐름(A)과 인터브래킷(12)을 통해 서브덕트(40)의 상단유입덕트(42)로 빨려 들어온 주행풍 유입흐름(B)이 서브덕트(40)를 빠져나가 합쳐지면서 형성된다.
상기 주행풍 배출흐름(ab)은 인터쿨러(4)의 중간아래쪽 부위를 지나면서 인터쿨러(4)를 집중냉각한 후 인테이크시스템(1)쪽으로 흘러가게 된다.
그리고, 상기 주행풍유도덕트(20)를 빠져나오는 다른 주행풍 배출흐름(Ca)은 라디에이터그릴(13)의 측면부위를 통과해 메인덕트(30)로 빨려 들어온 주행풍 유입흐름(C)이 메인덕트(30)를 바로 빠져나가면서 형성되어진다.
상기 주행풍 배출흐름(Ca)은 인터쿨러(4)의 중간위쪽 부위를 지나면서 인터쿨러(4)를 집중냉각한 후 인테이크시스템(1)쪽으로 흘러가게 된다.
상기와 같이 주행풍유도덕트(20)를 적용함으로써, 서브덕트(40)를 빠져나온 주행풍 배출흐름(ab)이 인터쿨러(4)의 아래쪽부위를 집중냉각하고 동시에 메인덕트(30)를 빠져나온 주행풍 배출흐름(Ca)이 인터쿨러(4)의 위쪽부위를 집중냉각할 수 있게 된다.
이에 따라, 보다 많은 주행풍을 집중적으로 받는 인터쿨러(4)는 고성능 및 고출력 엔진에서 요구되는 고효율로 운용될 수 있고, 이러한 인터쿨러(4)의 고효율구현은 보다 많은 주행풍을 유입하기 위해 어쩔 수 없이 요구되었던 차량 외관 디자인 설계 자유도를 저하시키지 않게 된다.
한편, 본 실시예에서 상기 주행풍유도덕트(20)를 빠져나오는 또 다른 주행풍 배출흐름(Cb)은 메인덕트(30)로 빨려 들어온 주행풍 유입흐름(C)이 빠져나가기 전 분기덕트(50)쪽으로 유입되어 분기덕트(50)를 빠져나가면서 형성되어진다.
상기 주행풍 배출흐름(Cb)은 에어인테이크(2)로 직접 보내짐으로써 에어인테이크(2)의 흡기성능을 크게 높여줄 수 있게 된다.
상기와 같이 본 실시예서는 쿨링모듈(6)로 집중되는 주행풍 흐름을 이용해 쿨링모듈(6)의 냉각성능을 크게 향상할 수 있고, 동시에 주행풍유도덕트(20)가 인터쿨러(4)의 상부부위와 하부부위로 집중되는 주행풍 흐름을 형성해 인터쿨러(4)를 통과하는 공기 유동의 불균일을 개선하고 냉각성능도 크게 향상함으로써, 프론트엔드부의 주행풍 유동효율이 개선됨과 더불어 엔진룸내 열유동도 최적화될 수 있게 된다.
이로 인해 엔진성능 강화시 인터쿨러(4)의 성능개선과 함께 요구되는 냉난방성능 및 흡기성능의 개선 측면에도 유리하게 작용하게 된다.
일례로, 엔진성능강화에 따른 냉난방성능 및 흡기성능의 개선시 종래에는 인터쿨러(4)와 쿨링모듈(6) 및 인테이크시스템(1)을 각각 독립적으로 취급해 개별적인 성능만을 개선하는 단편적인 대응방식인데 반해, 본 발명에서는 쿨링모듈(6) 및 인터쿨러(4)를 갖춘 인테이크시스템(1)을 하나의 해석시스템으로 묶어 상호작용과 기여도로 전체 성능을 개선하는 종합적인 대응방식이 적용될 수 있다.
상기와 같은 종합적인 대응방식은 해석에 필요한 출력요소를 공기량과 차압 및 흡압과 흡기온등으로 다양화할 수 있어 실험결과의 정확도를 크게 높여줄 수 있게 된다.
실험적으로 인터쿨러(4)의 출구온도 성능 측면에서 엔진종류별로 다양하지만 약 10% ~ 20%정도 향상됨이 확인되고, 또한 인터쿨러(4)의 용량 측면에서도 엔진종류별로 다양하지만 동일 사양 인터쿨러 대비 약 35% ~ 55%정도 용량증대를 가져옴을 확인할 수 있다.
또한, 본 실시예서는 주행풍유도덕트(20)가 빨아들인 주행풍을 에어 인테이크(2)로 직접 보내 외기도입흐름을 형성해줌으로써, 주행시 흡압을 저감하여 흡기유량이 증대될 수 있고 아이들(IDLE)시 흡기 역류를 방지하여 흡기온도가 개선될 수 있게 된다.
설명된 바와 같이 본 실시예에서는 주행풍유도덕트(20)에서 보다 많은 주행풍 유량을 유입하면서도 프론트엔드부의 개구 면적 최적화로 차량 외관 디자인 설계 자유도를 저하시키지 않고, 또한 상기 주행풍유도덕트(20)를 적용함으로써 쿨링모듈(6)과 인테이크시스템(1)을 하나의 해석시스템으로 묶어 최적 설계하므로 엔진룸 레이아웃도 최적화할 수 있게 된다.
1 : 인테이크시스템 2 : 에어인테이크
3 : 터보차저 4 : 인터쿨러
5 : 흡기 매니폴드 6 : 쿨링모듈
6a : 콘덴서 6b : 라디에이터
6c : 쿨링팬 10 : 덕트프레임
11 : 범퍼브래킷 11a : 에어유입구
12 : 인터브래킷 13 : 라디에이터그릴
20 : 주행풍유도덕트 30 : 메인덕트
40 : 서브덕트 41 : 하단유입덕트
42 : 상단유입덕트 50 : 분기덕트

Claims (11)

  1. 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부의 상단부위에 설치된 라디에이터그릴을 통과한 주행풍을 도입해 상기 엔진룸에 설치된 인테이크시스템의 서로 다른 두 부위로 각각 배출하고,
    상기 프론트엔드부의 하단부위에 설치된 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입해 상기 서로 다른 두 부위중 한 부위로 배출하는 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 인테이크시스템의 서로 다른 두 부위중 한 부위는 터보차저의 과급에어를 냉각하는 인터쿨러이고, 나머지 한 부위는 외기를 도입하는 에어 인테이크인 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 라디에이터그릴을 통과한 주행풍을 도입하도록 입구를 상기 라디에이터그릴에 근접시키고 출구를 상기 인터쿨러의 상단부위로 위치시킨 메인덕트와,
    상기 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입하도록 적어도 1개 이상의 위치에서 주행풍을 통과시키는 서브덕트와,
    상기 메인덕트로 도입된 주행풍이 상기 메인덕트를 빠져나가기 전 일부를 분기시켜 상기 에어 인테이크로 보내도록 상기 메인덕트의 주행풍 통로에 연결되어진 분기덕트로 구성된 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 메인덕트는 개구된 통로구조 이면서 경사각을 줘 입구를 출구에 비해 더 높여준 구조로 이루어지고,
    상기 서브덕트는 개구된 통로구조이면서 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입하는 한쌍의 하단유입덕트와 상단유입덕트를 한쪽면에서 서로 간격을 두고 돌출시킨 구조로 이루어지며,
    상기 분기덕트는 개구된 통로구조이면서 상기 메인덕트의 주행풍 통로에 연통되어 연장되어진 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 서브덕트의 상단유입덕트와 상기 분기덕트는 입구단면과 와 출구단면을 서로 달리해 전체적으로 깔대기 단면 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 서브덕트의 하단유입덕트와 상단유입덕트로 각각 도입된 주행풍은 서로 합쳐져 배출되는 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트.
  7. 외기를 도입하는 에어 인테이크와 배기가스순환장치에 연결된 터보차저와 과급 에어를 냉각해 흡기 매니폴드로 보내주는 인터쿨러로 이루어져 엔진룸에 설치된 인테이크시스템과;
    냉방장치를 구성하는 콘덴서와 엔진 냉각계를 구성하는 라디에이터로 이루어져 상기 인테이크시스템의 측면으로 설치된 쿨링모듈과;
    상기 엔진룸의 앞쪽을 이루는 프론트엔드부를 통과한 주행풍을 도입해 상기 에어 인테이크와 상기 인터쿨러로 각각 배출하는 메인덕트와, 상기 프론트엔드부를 통과한 주행풍을 다른 위치로부터 도입해 상기 인터쿨러로 배출하는 서브덕트와, 상기 메인덕트로 도입된 주행풍이 상기 메인덕트를 빠져나가기 전 일부를 분기시켜 상기 에어 인테이크로 보내도록 상기 메인덕트의 주행풍 통로에 연결되어진 분기덕트로 이루어진 주행풍유도덕트;
    를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸구조.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 쿨링모듈은 상기 프론트엔드부에 설치된 라디에이터그릴을 통과한 주행풍을 직접 받아 냉각되고, 상기 주행풍유도덕트는 상기 쿨링모듈로 직접 가는 주행풍 흐름을 간섭하지 않도록 상기 라디에이터그릴의 측면부위로 설치된 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸구조.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 주행풍유도덕트는 상기 프론트엔드부에 설치된 덕트프레임을 이용해 결합되는 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸구조.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 주행풍유도덕트는 메인덕트가 상기 라디에이터그릴의 측면쪽으로 위치되고, 상기 메인덕트에서 분기된 상기 분기덕트가 상기 에어인테이크에 직접 연결되며, 상기 서브덕트는 개구된 통로구조이면서 범퍼부위로 유입된 주행풍을 도입하는 한쌍의 하단유입덕트와 상단유입덕트를 한쪽면에서 서로 간격을 두고 돌출시킨 구조로 이루어지며, 상기 하단유입덕트는 범퍼부위에서 범퍼를 설치하는 범퍼브래킷부위로 위치되는 반면 상기 상단유입덕트는 상기 범퍼브래킷에 간격을 두고 설치된 인터브래킷부위로 위치되는 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸구조.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 범퍼브래킷에는 상기 하단유입덕트를 감싸고 주행풍을 통과시키는 개구공간인 에어유입구가 형성된 것을 특징으로 하는 주행풍유도덕트를 적용한 엔진룸구조.
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