KR101394044B1 - 차량용 워터 리타더 - Google Patents

Abstract

차량용 워터 리타더가 개시된다. 개시된 차량용 워터 리타더는 엔진의 냉각 계통과 연결되며, 엔진 냉각수의 저항으로 제동력을 발생시키는 것으로서, ⅰ)소정의 내부 공간을 지니며 엔진 냉각수의 유출입이 가능한 냉각수 챔버와, ⅱ)냉각수 챔버의 내부 공간에 서로 마주하며 반대 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제1 및 제2 로터와, ⅲ)변속기에 연결된 프로펠러 샤프트의 회전력으로 구동하며 엔진 냉각수를 냉각수 챔버로 공급하는 워터 펌프와, ⅳ)프로펠러 샤프트와 제1 및 제2 로터를 기어 연결하고, 제1 및 제2 로터 중 어느 하나와 워터 펌프를 기어 연결하는 기어 어셈블리를 포함할 수 있다.

Description

차량용 워터 리타더 {WATER RETARDER FOR VEHICLE}

본 발명의 실시예는 차량용 보조 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형 상용 차량에 채용되는 보조 브레이크로서의 워터 리타더에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 총 중량이 40톤에 육박하는 대형 상용차의 운전자는 차량 감속을 위한 브레이크 수단으로서 주 브레이크보다는 보조 브레이크를 주로 사용한다.

보조 브레이크는 제3 브레이크라 불리우는 엔진 브레이크나 배기 브레이크 또는 리타더(Retarder)와 같은 감속 브레이크를 예로 들 수 있다.

이와 같은 보조 브레이크 중 리타더는 변속기의 출력단에 일체로 연결된 것이 사용되고 있으며, 그 작동방식에 있어 자계 내에서 운동하는 도전체로부터 발생되는 와전류를 이용해 감속하는 전자식 리타더와, 차량의 운동 에너지를 변속기 내부 오일의 열 에너지로 변환시켜 감속하는 오일 유체식 리타더로 분류될 수 있다.

여기서, 상기 오일 유체식 리타더는 변속기 출력축의 회전력을 오일의 저항을 이용해 감속시켜 줌에 따라 작동 시에는 변속기 내부의 오일 온도가 상승하게 되므로, 변속기 외장형으로 오일 쿨러와 같은 별도의 열 교환기를 장착하여 오일의 온도 상승을 저하시키고 있다.

그런데, 종래 기술에 따른 오일 유체식 리타더는 워터 펌프에 의해 공급되는 냉각수로서 오일의 온도를 냉각시키기 위한 별도의 열 교환기를 구비하므로, 차량의 총 중량이 증가하게 되고, 변속기 일체형으로 구성됨에 따라 다 차종의 상용 차량에 적용하기가 쉽지 않은 실정이다.

본 발명의 실시예들은 변속기로부터 분리될 수 있고, 열 교환기를 삭제할 수 있도록 엔진 냉각 계통에서의 엔진 냉각수를 이용하여 제동력을 발생시킬 수 있는 차량용 워터 리타더를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더는, 엔진의 냉각 계통과 연결되며, 엔진 냉각수의 저항으로 제동력을 발생시키는 것으로서, ⅰ)소정의 내부 공간을 지니며 엔진 냉각수의 유출입이 가능한 냉각수 챔버와, ⅱ)상기 냉각수 챔버의 내부 공간에 서로 마주하며 반대 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제1 및 제2 로터와, ⅲ)변속기에 연결된 프로펠러 샤프트의 회전력으로 구동하며 엔진 냉각수를 상기 냉각수 챔버로 공급하는 워터 펌프와, ⅳ)상기 프로펠러 샤프트와 제1 및 제2 로터를 기어 연결하고, 상기 제1 및 제2 로터 중 어느 하나와 상기 워터 펌프를 기어 연결하는 기어 어셈블리를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 기어 어셈블리는 상기 프로펠러 샤프트에 설치되며 상기 제1 로터의 제1 회전축과 치합되는 제1 기어와, 상기 제1 회전축과 워터 펌프를 기어 연결하는 제2 기어와, 상기 프로펠러 샤프트에 설치되는 제3 기어와, 상기 제2 로터의 제2 회전축과 상기 제3 기어를 기어 연결하는 제4 기어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더는, 엔진 냉각수를 엔진과 라디에이터로 순환시키는 냉각 라인과 상기 냉각수 챔버의 냉각수 유입구를 연결하는 제1 연결라인과, 상기 냉각 라인과 상기 냉각수 챔버의 냉각수 유출구를 연결하는 제2 연결라인을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 제1 연결라인에는 상기 워터 펌프와 제1 솔레노이드 밸브가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 제2 연결라인에는 제2 솔레노이드 밸브와 수온 센서가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 냉각 라인에는 제3 솔레노이드 밸브가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더는, 상기 수온 센서로부터 감지 신호를 제공받고, 상기 솔레노이드 밸브들의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 제어기는 리타더 스위치의 오프(OFF) 작동 시, 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 솔레노이드 밸브를 개방할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 제어기는 리타더 스위치의 온(ON) 작동 시, 상기 수온센서를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 미만인 것으로 판단되면, 상기 제1 솔레노이드 밸브를 개방하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방 또는 폐쇄하며, 상기 제3 솔레노이드 밸브를 폐쇄할 수 있다.

이 경우에 상기 제1 및 제2 로터는 기어 어셈블리에 의해 서로 반대 방향으로 회전되며, 상기 냉각수 챔버에는 상기 기어 어셈블리에 의한 워터 펌프의 구동으로서 상기 제1 및 제2 연결라인을 통해 엔진 냉각수가 유출입될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더에 있어서, 상기 제어기는 상기 수온센서를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 이상인 것으로 판단되면, 상기 제1 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방 또는 폐쇄하며, 상기 제3 솔레노이드 밸브를 개방할 수 있다.

본 발명의 실시예는 리타더가 변속기 일체형으로 구성되는 종래 기술과 달리 변속기로부터 분리되고 엔진 냉각 계통과 프로펠러 샤프트에 연결되며 엔진 냉각수의 저항으로서 프로펠러 샤프트의 구동력을 저감시킬 수 있으므로, 리타더를 다 차종의 상용 차량에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 엔진 냉각 계통에서의 엔진 냉각수를 이용하여 프로펠러 샤프트에 대한 제동력을 발생시킬 수 있으므로, 종래 기술에서와 같은 별도의 열 교환기를 삭제할 수 있기 때문에 차량의 총 중량을 줄일 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더의 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더(100)는 메인 브레이크와 보조 브레이크를 채용한 대형 상용 차량에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 대형 상용 차량에는 엔진(1)과 변속기(3)가 직결되어 있고, 그 변속기(3)의 구동력을 종감속 기어장치로 전달하는 프로펠러 샤프트(5)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 대형 상용 차량에는 엔진(1)을 엔진 냉각수로서 냉각시키기 위한 엔진 냉각 계통(4)이 구비되는데, 이러한 엔진 냉각 계통(4)은 엔진 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(6)와, 냉각 수온에 따라 작동하는 써모스탯(7)을 포함하고 있다.

여기서, 상기 엔진 냉각 계통(4)에는 엔진 냉각수를 엔진(1)과 라디에이터(6)로 순환시키는 냉각 라인(8)이 구비되며, 그 냉각 라인(8)에는 엔진 냉각수를 엔진(1)과 라디에이터(6)로 순환시키기 위한 냉각수 펌프(9)가 설치된다.

이러한 엔진 냉각 계통(4)은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 엔진 냉각 시스템으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더(100)는 유체의 저항을 이용하여 프로펠러 샤프트(5)의 구동력을 저감시킬 수 있는 유체식 리타더로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 워터 리타더(100)는 엔진 냉각 계통(4)에서의 엔진 냉각수를 이용하여 프로펠러 샤프트(5)에 대한 제동력을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예는 변속기(3)로부터 분리되고, 엔진 냉각 계통(4)과 프로펠러 샤프트(5)에 연결되며 엔진 냉각수의 저항으로서 프로펠러 샤프트(5)의 구동력을 저감시킬 수 있고, 종래 기술과 같은 별도의 열 교환기를 삭제할 수 있는 차량용 워터 리타더(100)를 제공한다.

이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 워터 리타더(100)는 기본적으로, 냉각수 챔버(10)와, 제1 및 제2 로터(20, 30)와, 워터 펌프(40)와, 기어 어셈블리(50)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 냉각수 챔버(10)는 소정의 내부 공간을 지니며 엔진 냉각 계통(4)에서 공급되는 엔진 냉각수의 유출입이 가능한 구조로 이루어진다.

상기 냉각수 챔버(10)에는 뒤에서 더욱 설명될 제1 및 제2 로터(20, 30)가 설치되며, 엔진 냉각수가 내부 공간으로 유입될 수 있는 냉각수 유입구(11)와, 엔진 냉각수가 내부 공간으로부터 외부로 배출될 수 있는 냉각수 유출구(12)가 형성되어 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 및 제2 로터(20, 30)는 프로펠러 샤프트(5)와 연결되어 상시 회전하며, 그 프로펠러 샤프트(5)로 엔진 냉각수의 저항에 의한 제동력을 전달하기 위한 것이다.

상기 제1 및 제2 로터(20, 30)는 냉각수 챔버(10)의 내부 공간에 서로 마주하며 뒤에서 더욱 설명될 기어 어셈블리(50)를 통해 프로펠러 샤프트(5)의 회전력으로서 반대 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 로터(20)는 제1 회전축(21)을 통해 냉각수 챔버(10)에 회전 가능하게 설치되며, 냉각수 챔버(10)의 내부 공간에 배치된다.

그리고, 상기 제2 로터(30)는 제2 회전축(31)을 통해 냉각수 챔버(10)에 회전 가능하게 설치되고, 냉각수 챔버(10)의 내부 공간에서 제1 로터(20)와 서로 마주하며 배치된다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 로터(20, 30)의 제1 및 제2 회전축(21, 31)은 스플라인 형태의 평 기어열이 형성되어 있으며, 냉각수 챔버(10)의 외측으로 각각 돌출되게 설치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 워터 펌프(40)는 엔진 냉각 계통(4)에서의 엔진 냉각수를 냉각수 챔버(10)로 공급(압송)하기 위한 것으로서, 프로펠러 샤프트(5)와 실질적으로 연결되게 설치된다.

상기 워터 펌프(40)는 프로펠러 샤프트(5)의 회전력으로서 구동하며 엔진 냉각수를 냉각수 챔버(10)로 공급하는 바, 뒤에서 더욱 설명될 기어 어셈블리(50)를 통해 제1 로터(20)의 회전력을 제공받아 구동하게 된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 기어 어셈블리(50)는 프로펠러 샤프트(5)의 회전력을 제1 및 제2 로터(20, 30)로 전달하고, 제1 로터(20)의 회전력을 워터 펌프(40)로 전달하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 기어 어셈블리(50)는 프로펠러 샤프트(5)와 제1 및 제2 로터(20, 30)를 기어 연결하고, 제1 로터(20)와 워터 펌프(40)를 기어 연결할 수 있다.

이러한 기어 어셈블리(50)는 프로펠러 샤프트(5)와 제1 로터(20)의 제1 회전축(21)을 기어 연결하는 제1 기어(51)와, 제1 회전축(21)과 워터 펌프(40)를 기어 연결하는 제2 기어(52)와, 프로펠러 샤프트(5)에 설치되는 제3 기어(53)와, 제2 로터(30)의 제2 회전축(31)과 제3 기어(53)를 기어 연결하는 제4 기어(54)를 포함한다.

상기 제1 기어(51)는 프로펠러 샤프트(5)에 설치되며 제1 로터(20)의 제1 회전축(21)과 치합되는 구동 기어로서, 프로펠러 샤프트(5)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다. 이 때, 제1 로터(20)의 제1 회전축(21)은 제1 기어(51) 및 프로펠러 샤프트(5)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전한다.

상기 제2 기어(52)는 제1 기어(51)를 통해 프로펠러 샤프트(5)로부터 제1 로터(20)의 제1 회전축(21)으로 전달된 회전력을 워터 펌프(40)로 전달하기 위한 피동 기어로서, 제1 회전축(21)과 치합되며 공지 기술의 동력전달수단 예컨대, 풀리, 체인, 벨트 등을 통해 워터 펌프(40)와 연결될 수 있다. 이 때, 상기 제2 기어(52)는 제1 회전축(21)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전한다.

상기 제3 기어(53)는 제1 기어(51)와 별개로 프로펠러 샤프트(5)에 설치되는 구동 기어로서 그 프로펠러 샤프트(5)와 동일한 방향으로 회전한다.

그리고, 상기 제4 기어(54)는 제2 로터(30)의 제2 회전축(31)과 제3 기어(53)에 치합되는 피동 기어로서, 제3 기어(53)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전한다. 이 때, 제2 로터(30)의 제2 회전축(31)은 제4 기어(54)의 회전 방향에 반대되는 방향 즉, 프로펠러 샤프트(5)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다.

따라서, 상기에서와 같은 제1 및 제2 로터(20, 30)는 제1 기어(51), 제3 및 제4 기어(53, 54)에 의해 서로 반대되는 방향으로 회전하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 상기 차량용 워터 리타더(100)는 엔진 냉각 계통(4)의 냉각 라인(8)과 냉각수 챔버(10)의 냉각수 유입구(11)를 연결하는 제1 연결라인(61), 및 그 냉각 라인(8)과 냉각수 챔버(10)의 냉각수 유출구(12)를 연결하는 제2 연결라인(62)을 더 포함하고 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 연결라인(61)에는 워터 펌프(40)와 제1 솔레노이드 밸브(SV1)가 설치되고, 제2 연결라인(62)에는 제2 솔레노이드 밸브(SV2)와 수온 센서(TS)가 설치되며, 냉각 라인(8)에는 제3 솔레노이드 밸브(SV3)가 설치된다.

여기서, 상기 제1 솔레노이드 밸브(SV1)는 제1 연결라인(61)에서 워터 펌프(40)의 흡입단 측에 설치되며, 제2 솔레노이드 밸브(SV2)는 제2 연결라인(62)에서 냉각수 챔버(10)의 냉각수 유출구(12) 측에 설치되고, 제3 솔레노이드 밸브(SV3)는 냉각 라인(8)에서 제1 솔레노이드 밸브(SV1)의 유입단 측에 설치된다.

그리고, 상기 수온 센서(TS)는 엔진 냉각수의 온도를 감지하고, 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다. 이러한 제어기(90)는 수온 센서(TS)로부터 감지 신호를 제공받고 상기에서와 같은 솔레노이드 밸브들(SV1, SV2, SV3)의 온-오프(개폐) 작동을 제어한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더(100)의 작동을 하기의 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 의한 차량용 워터 리타더(100)의 작동을 설명하기에 앞서 상기 워터 리타더(100)는 리타더 스위치(SW)에 의해 보조 브레이크의 작용을 하게 되는데, 리타더 스위치(SW)의 온-오프 작동에 따라 제어기(90)를 통해 솔레노이드 밸브들(SV1, SV2, SV3)을 제어함으로써 프로펠러 샤프트(5)의 구동력을 선택적으로 저감시키는 제동 효과를 발휘할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더의 작동 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 우선 엔진(1)에서 발생된 회전력이 변속기(3)로 전달되면 그 변속기(3)의 구동력은 프로펠러 샤프트(5)를 통하여 종감속 기어장치(도면에 도시되지 않음)로 전달되고 그 종감속 기어장치가 회전되면 차륜이 회전되면서 차량이 주행하게 된다.

이와 같이 상기 프로펠러 샤프트(5)가 회전함에 따라 기어 어셈블리(50)의 제1 및 제3 기어(51, 53)는 그 프로펠러 샤프트(5)와 동일한 방향으로 회전하게 된다.

여기서, 제1 로터(20)는 제1 회전축(21)이 제1 기어(51)와 치합됨에 따라, 제1 기어(51) 및 프로펠러 샤프트(5)의 회전 방향에 반대되는 방향으로 회전한다. 그리고 제2 로터(30)는 제4 기어(54)를 통해 제3 기어(53)와 연결되어 있기 때문에, 제4 기어(54)의 회전 방향에 반대되는 방향 즉, 프로펠러 샤프트(5)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다.

즉, 상기 제1 및 제2 로터(20, 30)는 제1 기어(51), 제3 및 제4 기어(53, 54)에 의해 서로 반대되는 방향으로 회전하게 된다.

이 경우, 워터 펌프(40)는 제2 기어(52)를 통해 제1 로터(20)의 제1 회전축(21)과 기어 연결되어 있기 때문에, 제1 회전축(21)의 회전력으로서 구동을 하게 된다.

이와 같은 상태에서, 차량의 주행에 따른 리타더 스위치(SW)의 오프(OFF) 작동 시, 제어기(90)는 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(SV1, SV2)를 폐쇄하고, 제3 솔레노이드 밸브(SV3)를 개방한다.

그러면, 이 경우에는 엔진 냉각수가 워터 펌프(40)로 유입되지 않고, 냉각수 펌프(9)의 펌핑 압력에 의해 엔진 냉각 계통(4)의 냉각 라인(8)을 따라 엔진(1)과 라디에이터(6)을 순환하면서 엔진(1)을 냉각시키게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 리타더 스위치(SW)의 온(ON) 작동 시, 제어기(90)는 도 3에서와 같이 수온센서(TS)를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 미만인 것으로 판단되면, 제1 솔레노이드 밸브(SV1)를 개방하고, 제2 솔레노이드 밸브(SV2)를 개방 또는 폐쇄하며, 제3 솔레노이드 밸브(SV3)를 폐쇄한다.

그러면, 상술한 바 있듯이 제1 및 제2 로터(20, 30)가 서로 반대되는 방향으로 회전하고, 워터 펌프(40)가 제1 회전축(21)의 회전력으로서 구동하는 과정에, 제1 솔레노이드 밸브(SV1)가 개방됨에 따라, 엔진 냉각수는 제1 연결라인(61)을 통해 워터 펌프(40)로 유입되고, 그 워터 펌프(40)에 의해 압송되며 냉각수 유입구(11)를 통해 냉각수 챔버(10)의 내부 공간으로 공급된다.

이 때, 상기 워터 펌프(40)는 제1 로터(20)의 회전력으로서 구동함에 따라, 엔진 냉각수를 냉각수 챔버(10)로 공급하고, 작동 시 발생되는 구동력 손실을 통해 제동 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 엔진 냉각수가 제1 연결라인(61)을 통해 냉각수 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되고, 제1 및 제2 로터(20, 30)가 냉각수 챔버(10)의 내부에서 서로 반대 방향으로 회전함에 따라 엔진 냉각수의 저항으로 제1 및 제2 로터(20, 30)가 서로의 회전을 방해한다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 엔진 냉각수의 저항으로 제1 및 제2 로터(20, 30)가 서로의 회전을 방해하는 선풍기 효과로 인해 이들 로터(20, 30)에 저항하는 힘을 프로펠러 샤프트(5)에 전달함으로써 프로펠러 샤프트(5)의 구동력을 저하시키는 제동력이 발생하게 된다.

여기서, 상기 냉각수 챔버(10)의 내부 공간으로 유입된 엔진 냉각수는 냉각수 유출구(12))를 통해 배출되는데, 제2 솔레노이드 밸브(SV2)를 개방 또는 폐쇄함으로써 제2 연결라인(62)을 통해 냉각 라인(8)으로 유입될 수 있고, 냉각수 챔버(10)의 내부 공간에 갇혀 있을 수도 있다.

이렇게 상기 제2 솔레노이드 밸브(SV2)를 개방 또는 폐쇄하는 이유는 냉각수 챔버(10)로 공급된 엔진 냉각수의 압력 제어를 통해 제동력을 제어하기 위함이다.

상기한 바와 같은 과정에서, 엔진 냉각수는 냉각수 펌프(9)의 펌핑 압력에 의해 엔진 냉각 계통(4)의 냉각 라인(8)을 따라 엔진(1)과 라디에이터(6)을 순환하면서 엔진(1)을 냉각시킨다.

다른 한편으로, 본 발명의 실시예에서 제어기(90)는 도 4에서와 같이 리타더 스위치(SW)의 온(ON) 상태에서, 수온센서(TS)를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 이상인 것으로 판단되면, 엔진 냉각수 온도의 과다 상승에 따른 엔진(1)의 오버-히팅(over-heating)을 방지하기 위해, 제1 솔레노이드 밸브(SV1)를 폐쇄하고, 제2 솔레노이드 밸브(SV2)를 개방 또는 폐쇄하며, 제3 솔레노이드 밸브(SV3)를 개방한다.

그러면, 상기 제1 및 제2 로터(20, 30)가 서로 반대되는 방향으로 상시 회전하는 과정에, 엔진 냉각수는제1 연결라인(61)을 통해 워터 펌프(40)로 공급되지 않고 냉각 라인(8)을 따라 엔진(1)과 라디에이터(6)를 순환하게 되고, 이로 인해 프로펠러 샤프트(5)의 제동력은 감소하게 된다.

또한, 상기 냉각수 챔버(10) 내부의 엔진 냉각수는 제2 솔레노이드 밸브(SV2)가 개방 또는 폐쇄됨에 따라 제2 연결라인(62)을 통해 냉각 라인(8)으로 유입될 수 있고, 냉각수 챔버(10)의 내부 공간에 갇혀 있게 되는 바, 본 발명의 실시예에서는 제2 솔레노이드 밸브(SV2)를 개방 또는 폐쇄함으로 냉각수 챔버(10)로 공급된 엔진 냉각수의 압력 제어를 통해 제동력을 제어할 수 있게 된다.

여기서도 엔진 냉각수는 냉각수 펌프(9)의 펌핑 압력에 의해 엔진 냉각 계통(4)의 냉각 라인(8)을 따라 엔진(1)과 라디에이터(6)을 순환하면서 엔진(1)을 냉각시킨다.

또 다른 한편으로, 상기와 같은 과정을 거치는 동안 제어기(90)는 수온센서(TS)를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 미만인 것으로 판단되면, 도 3에서와 같이 제1 내지 제3 솔레노이드 밸브(SV1, SV2, SV3)를 제어할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터 리타더(100)에 의하면, 엔진 냉각 계통(4)에서의 엔진 냉각수를 이용하여 프로펠러 샤프트(5)에 대한 제동력을 발생시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 리타더가 변속기 일체형으로 구성되는 종래 기술과 달리 변속기(3)로부터 분리되고 엔진 냉각 계통(4)과 프로펠러 샤프트(5)에 연결되며 엔진 냉각수의 저항으로서 프로펠러 샤프트(5)의 구동력을 저감시킬 수 있으므로, 리타더(100)를 다 차종의 상용 차량에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 엔진 냉각 계통(4)에서의 엔진 냉각수를 이용하여 프로펠러 샤프트(5)에 대한 제동력을 발생시킬 수 있으므로, 종래 기술에서와 같은 별도의 열 교환기를 삭제할 수 있기 때문에 차량의 총 중량을 줄일 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 엔진 3... 변속기
4... 엔진 냉각 계통 5... 프로펠러 샤프트
6... 라디에이터 7... 써모스탯
8... 냉각 라인 9... 냉각수 펌프
10... 냉각수 챔버 11... 냉각수 유입구
12... 냉각수 유출구 21... 제1 회전축
20, 30... 제1,2 로터 31... 제2 회전축
40... 워터 펌프 50... 기어 어셈블리
51~54... 제1 내지 제4 기어 61... 제1 연결라인
62... 제2 연결라인 90... 제어기
SV1, SV2, SV3... 솔레노이드 밸브 SW... 리타더 스위치
TS... 수온 센서

Claims (9)

1. 엔진의 냉각 계통과 연결되며, 엔진 냉각수의 저항으로 제동력을 발생시키는 차량용 워터 리타더로서,
   소정의 내부 공간을 지니며 엔진 냉각수의 유출입이 가능한 냉각수 챔버;
   상기 냉각수 챔버의 내부 공간에 서로 마주하며 반대 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제1 및 제2 로터;
   변속기에 연결된 프로펠러 샤프트의 회전력으로 구동하며 엔진 냉각수를 상기 냉각수 챔버로 공급하는 워터 펌프; 및
   상기 프로펠러 샤프트와 제1 및 제2 로터를 기어 연결하고, 상기 제1 및 제2 로터 중 어느 하나와 상기 워터 펌프를 기어 연결하는 기어 어셈블리
   를 포함하며,
   상기 기어 어셈블리는, 상기 프로펠러 샤프트에 설치되며 상기 제1 로터의 제1 회전축과 치합되는 제1 기어와, 상기 제1 회전축과 워터 펌프를 기어 연결하는 제2 기어와, 상기 프로펠러 샤프트에 설치되는 제3 기어와, 상기 제2 로터의 제2 회전축과 상기 제3 기어를 기어 연결하는 제4 기어를 포함하는 차량용 워터 리타더.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   엔진 냉각수를 엔진과 라디에이터로 순환시키는 냉각 라인과 상기 냉각수 챔버의 냉각수 유입구를 연결하는 제1 연결라인과,
   상기 냉각 라인과 상기 냉각수 챔버의 냉각수 유출구를 연결하는 제2 연결라인을 포함하는 차량용 워터 리타더.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 연결라인에는 상기 워터 펌프와 제1 솔레노이드 밸브가 설치되고, 상기 제2 연결라인에는 제2 솔레노이드 밸브와 수온 센서가 설치되며, 상기 냉각 라인에는 제3 솔레노이드 밸브가 설치되는 차량용 워터 리타더.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 수온 센서로부터 감지 신호를 제공받고, 상기 솔레노이드 밸브들의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 차량용 워터 리타더.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제어기는 리타더 스위치의 오프(OFF) 작동 시,
   상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 솔레노이드 밸브를 개방하는 차량용 워터 리타더.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 제어기는 리타더 스위치의 온(ON) 작동 시,
   상기 수온센서를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 미만인 것으로 판단되면,
   상기 제1 솔레노이드 밸브를 개방하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방 또는 폐쇄하며, 상기 제3 솔레노이드 밸브를 폐쇄하는 차량용 워터 리타더.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 로터는 기어 어셈블리에 의해 서로 반대 방향으로 회전되고,
   상기 냉각수 챔버에는 상기 기어 어셈블리에 의한 워터 펌프의 구동으로서 상기 제1 및 제2 연결라인을 통해 엔진 냉각수가 유출입되는 차량용 워터 리타더.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 수온센서를 통해 엔진 냉각수의 온도가 기설정된 온도 이상인 것으로 판단되면,
   상기 제1 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방 또는 폐쇄하며, 상기 제3 솔레노이드 밸브를 개방하는 차량용 워터 리타더.

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