KR102119382B1

KR102119382B1 - 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR102119382B1
Application number: KR1020140156161A
Authority: KR
Inventors: 문병엽
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2020-06-05
Also published as: KR20160056136A

Abstract

본 발명은 엔진시동 후 브레이크 페달 작동으로 브레이크 제동압이 형성되는 브레이크라인으로 브레이크 페달 작동전 고온공기를 공급하고, 상기 고온공기 공급 후 이어서 상기 브레이크 페달을 작동시켜주는 고온공기공급장치와 상기 브레이크 페달의 작동에 의한 상기 브레이크 제동압의 발생으로 상기 고온공기공급장치의 중단을 알려주는 발차가능표시기와 상기 고온공기공급장치의 작동을 중지시키는 작동스위치가 포함된 것을 특징으로 하는 결로 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템에 관한 발명으로, 차량 주행을 위한 예열시간 단축과 파이프 내에 설정된 공기 압력을 안정적으로 유지하며 차량이 발차 가능한 상태임을 운전자가 손쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템 {Air Brake System Including a Function of Preventing the Condensation and Thawing}

본 발명은 공기 브레이크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 공기를 브레이크라인으로 주입하는 고온공기공급장치와 브레이크 페달의 작동에 의한 브레이크 제동압의 발생으로 고온공기공급장치의 중단을 알려주는 발차가능표시기를 구비한 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템에 관한 것이다.

공기 브레이크 시스템(Air Brake System)은 압축공기의 압력을 이용해서 브레이크 슈(Brake Shoe)를 드럼 라이닝(Drum Lining)에 압착시켜 차량 제동을 하는 장치이며, 브레이크 페달(Brake Pedal)의 조작력이 적어도 되고 큰 제동력을 얻을 수 있기 때문에 일반적으로 버스 혹은 트럭과 같은 대형 차종의 제동장치로 공기 브레이크 시스템의 사용이 보편화되어 있다.

그런데 차량의 제동을 위해 공기 브레이크 시스템에서 사용되는 공기는 겨울철과 같은 저온 환경에 놓여있을 때, 공기 중에 있는 수분과 브레이크라인이 내외부의 온도차이에 의해 결로로 인한 빙결상태가 될 수 있다.

그래서 야간 정차 시 주행을 위해 시동을 걸고 주행을 하기까지 공기 탱크 압력과 동결로 인한 결로를 해결하기 위해 장시간 시동을 걸어두고 브레이크 페달을 밟아 공기를 강제로 순환시킨 후 주행을 하게 된다.

하지만 이러한 방법은 차량을 주행하기 전에 반드시 시동을 건 채로 장시간 예열해야 하며, 운전자가 차량 주행이 가능한 상태인지 손쉽게 확인하기 어려운 문제점이 있다.

한국공개특허 10-2012-0000954 (2012년01월04일)

본 발명은 겨울철과 같은 저온 환경에서 브레이크라인의 결로 발생을 해결하고 운전자가 차량의 발차가능 상태임을 손쉽게 확인할 수 있는 공기 브레이크 시스템에 관한 것으로, 브레이크라인 내에 설정된 공기 압력을 유지하고 공기의 결로로 인한 문제를 해결하기 위해 고온공기공급장치와 운전석 클러스터에 발차가능 표시기를 구비한 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

이러한 본 발명의 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템은 엔진시동 후 브레이크 페달 작동으로 브레이크 제동압이 형성되는 브레이크라인으로 브레이크 페달 작동전 고온공기를 공급하고, 상기 고온공기 공급 후 이어서 상기 브레이크 페달을 작동시켜주는 고온공기공급장치가 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 엔진시동 후 브레이크 페달 작동으로 브레이크 제동압이 형성되는 브레이크라인으로 브레이크 페달 작동전 고온공기를 공급하고, 상기 고온공기 공급 후 이어서 상기 브레이크 페달을 작동시켜주는 고온공기공급장치와 상기 브레이크 페달의 작동에 의한 상기 브레이크 제동압의 발생으로 상기 고온공기공급장치의 중단을 알려주는 발차가능 표시기와 상기 고온공기공급장치의 작동을 중지시키는 작동스위치가 포함된 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명의 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템은 공기의 결로 문제를 해결하기 위해 종래 기술에 고온공기공급장치를 추가적으로 더 구비하여 차량 주행을 위한 예열시간 단축과 파이프 내에 설정된 공기 압력을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공기 브레이크 장치에 구비된 브레이크라인이 결로로 인한 빙결상태에 놓여있어 고온공기공급장치를 통해 브레이크라인을 해동한 후 차량이 발차 가능한 상태일 때, 운전석 클러스터의 발차가능 표시기를 통해 운전자가 현재 차량상태를 손쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공기 브레이크 시스템 구성,
도 2는 본 발명의 공기 브레이크 시스템 구성,
도 3은 본 발명의 공기 브레이크 시스템 구성에 차량의 발차가능 알림기능이 더해진 구성을 보여준다.

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 1은 종래의 공기 브레이크 장치의 구성을 보여준다.

도시된 바와 같이, 종래의 공기 브레이크 장치(1)는 엔진으로부터 고온의 공기를 흡기하여 압축공기를 생성하는 에어컴프레서(2)와 상기 압축공기를 9.8 bar의 압력으로 송출하는 에어펌프유닛(3)과 상기 에어컴프레서(2)에서 압축된 공기를 저장하는 에어탱크(4)와 페달 답력(Pedal Effort)에 따라 릴레이밸브(5)를 공압에 의해 제어하는 브레이크페달(6)과 상기 브레이크페달(5)의 조작에 따라 상기 릴레이밸브(5)에서 보내진 공기의 압력으로 제동력을 발생시키며, 에어부스터 및 드럼라이닝을 포함하는 브레이크챔버(7)로 구성되어 있다.

또한, 상기 에어탱크(4)에서 상기 브레이크페달(6)을 연결하는 브레이크페달 공압라인(8-1), 상기 에어펌프유닛(3)에서 상기 릴레이밸브(5)를 연결하는 제동압 공급라인(8-2), 상기 릴레이밸브(5)에서 상기 브레이크챔버(7)를 연결하는 브레이크부스터 공압라인(8-3)이 압축공기를 전달하기 위해 구비되어 있으며, 이 세 가지의 공압라인을 통칭하여 브레이크라인이라 한다. 이외에 일반적인 공기 브레이크 장치에 포함되는 기타의 구성요소도 종래의 공기 브레이크 장치(1)에 모두 포함된다.

상기와 같은 종래의 공기 브레이크 장치(1)의 작동 원리는 먼저 상기 에어탱크(4)로부터 압축된 공기를 상기 브레이크페달 공압라인(8-1)를 통해 공급받는 상기 브레이크페달(6)을 밟으면, 상기 브레이크페달(6)에서 상기 릴레이밸브(5)로 신호를 전달하여 열리게 한다. 이와 동시에 상기 에어컴프레서(2)에서 공급된 압축공기를 상기 에어펌프유닛(3)에서 상기 릴레이밸브(4)로 상기 제동압 공급라인(8-2)을 통해 압축공기가 입력되며 상기 릴레이밸브(5)에서 상기 브레이크 챔버(6) 방향의 밸브입출구(5-1)가 열리게 된다.

상기 릴레이밸브(5)의 밸브배출구(5-1)가 열리면 상기 에어탱크(4)에 저장된 압축공기가 상기 브레이크부스터 공압라인(8-3)을 통해서 상기 브레이크챔버(7)의 상기 에어부스터로 유입되고, 이에 따라 상기 드럼라이닝이 작동함으로써 차량의 제동력이 발생하게 된다.

반대로, 상기 브레이크페달(6)을 떼어내면 상기 에어부스터에서 공기가 리턴되면서 상기 릴레이밸브(5)의 상기 밸브입출구(5-1)로 다시 유입되고 상기 브레이크부스터 공압라인(8-3)에 잔존하는 공기가 상기 릴레이밸브(5) 하부의 밸브배출구(5-2)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 배출되는 공기는 6~7 bar 정도이며, 과도한 공기 배출 소음을 발생시키기 때문에 출구에 별도의 소음기를 장착하기도 한다.

한편, 압축공기가 상기 에어컴프레서(2)에서 상기 에어펌프유닛(3)으로 전달될 때 140℃ 이상의 고온 상태로 공기가 전달되며, 상기 에어펌프유닛(3)에서 상기 제동압 공급라인(8-2)을 통해 상기 릴레이밸브(5)로 압축공기가 전달될 때에는 55~75℃ 정도로 공기의 온도가 떨어진다.

도 2는 본 발명의 공기 브레이크 시스템을 보여준다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 공기 브레이크 시스템(10)의 구성은 종래의 공기 브레이크 장치(1)와 주요 구성, 작동 원리가 동일하나 본 발명에서는 고온공기공급장치(90)가 더 구성되어 있어 본 발명의 목적을 달성하기 위한 추가적인 작동이 더 수행된다. 이외에 본 명세서와 도 2에 개시되지 않은 일반적인 공기 브레이크 시스템에 포함되는 기타의 구성요소도 본 발명에 모두 포함된다.

상기 공기 브레이크 시스템(10)의 고온공기공급장치(90)는 엔진시동 후 브레이크 페달 작동으로 브레이크 제동압이 형성되는 브레이크라인(80-1,80-2,80-3)으로 브레이크페달(60) 작동전 고온공기를 공급하고, 상기 고온공기 공급 후 이어서 상기 브레이크페달(60)을 작동시켜주는 기능을 한다. 그리고 상기 브레이크페달(60)을 작동하게 되면 상기 브레이크 제동압이 발생하게 되고 이를 인식하여 고온공기의 공급이 중지된다. 여기서, 고온공기란 140℃ 이상의 온도를 의미한다.

상기 고온공기공급장치(90)에는 감압기(92), 마그네틱 밸브(94), 4-Way 밸브(96), 제1,2,3고온공기 공급라인(96-1,96-2,96-3)으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 마그네틱 밸브(94)와 연결된 상기 4-Way 밸브(96)를 포함하여 상기 제1,2,3고온공기 공급라인(96-1,96-2,96-3)을 통칭하여 급속해동라인(96,96-1,96-2,96-3)이라 한다.

상기 감압기(92)는 에어컴프레서(20)에서 직접 공급된 공기를 받아들여 설정된 압력으로 조정하는 기능을 하며, 상기 에어컴프레서(20)에서와 상기 급속해동라인(96,96-1,96-2,96-3)을 연결한다.

또한, 상기 마그네틱 밸브(94)는 상기 에어컴프레서(20)의 압축공기가 상기 감압기(92)를 나와 상기 급속해동라인(96,96-1,96-2,96-3)과 연결된 상기 브레이크라인(80-1,80-2,80-3)으로 공급되도록 상기 급속해동라인(96,96-1,96-2,96-3)을 개폐하는 기능을 한다.

즉, 상기 마그네틱 밸브(94)는 상기 브레이크라인(80-1,80-2,80-3)의 결빙조건 시에 온/오프 스위칭을 수행하여 상기 급속해동라인(96,96-1,96-2,96-3)을 개폐한다.

그리고, 상기 4-Way 밸브(96)는 상기 감압기(92)에서 배출된 공기를 분배하여 상기 브레이크라인(80-1,80-2,80-3)으로 직접 공급하기는 기능을 한다. 여기서, 상기 4-Way 밸브(96)는 상기 브레이크라인(80-1,80-2,80-3)으로 고온의 공기를 분배하여 공급할 수 있도록 상기 급속해동라인(96,96-1,96-2,96-3)과 연결되어 있다.

도 3은 본 발명의 공기 브레이크 시스템 구성에 차량의 발차가능 알림기능이 더해진 구성을 보여준다.

상기 감압기(90)는 차량 발차가 가능한 공기의 압력이 피드백(Feed-back)될 때 상기 에어 컴프레서(20)에서 유입되는 공기를 자동으로 차단하는 기능을 갖고 있어, 공기가 자동 차단되면 상기 감압기(92)에 구비된 센서(92-1)에서 신호를 발생한다.

동시에 차단 신호는 운전석 클러스터에 구비된 발차가능 표시기(98)를 점등시켜 운전자가 현재 본 발명의 공기 브레이크 시스템이 안정화되어 차량의 발차가 가능한 상태임을 손쉽게 확인할 수 있게 된다. 그 후 운전석 내부에 구비된 작동스위치를 운전자가 작동시켜 상기 마그네틱 밸브(94)를 오프시켜 고온공기가 상기 브레이크라인(80-1,80-2,80-3)으로 더 이상 공급되지 않도록 한다.

이상과 같이, 본 발명의 공기 브레이크 시스템(10)은 상기 고온공기공급장치(90)와 상기 발차가능 표시기(98)를 구비함으로써, 차량 주행을 위한 예열시간을 단축하고 파이프 내에 설정된 공기 압력을 안정적으로 유지할 수 있으며, 운전자가 차량이 발차 가능한 상태임을 손쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.

1, 10 : 공기 브레이크 시스템
2, 20 : 에어컴프레서
3, 30 : 에어펌프유닛
4, 40 : 에어탱크
5, 50 : 릴레이밸브
5-1, 50-1 : 밸브입출구
5-2, 50-2 : 밸브배출구
6, 60 : 브레이크페달
7, 70 : 브레이크챔버
8-1, 80-1 : 브레이크페달 공압라인
8-2, 80-2 : 제동압 공압라인
8-3, 80-3 : 브레이크부스터 공압라인
90 : 고온공기공급장치
92 : 감압기
92-1 : 센서
94 : 마그네틱 밸브
94-1 : 작동스위치
96 : 4-Way 밸브
96-1, 96-2, 94-3 : 제1,2,3고온공기 공급라인
98 : 발차가능 표시기

Claims

엔진시동 후 브레이크페달 작동으로 브레이크 제동압이 형성되는 브레이크라인으로 브레이크페달 작동전 고온공기를 공급하고, 상기 고온공기 공급 후 이어서 상기 브레이크페달을 작동시켜주는 고온공기공급장치;
가 포함되고,
상기 고온공기공급장치는 상기 브레이크페달의 작동에 의한 브레이크 제동압의 발생으로 중지되며,
상기 고온공기공급장치는 에어컴프레서의 압축공기를 상기 브레이크라인으로 직접 보내주는 급속해동라인과, 상기 에어컴프레서와 상기 급속해동라인을 연결하면서 상기 에어컴프레서로부터 공급된 공기의 압력을 설정된 압력으로 조정하는 감압기가 더 포함된 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 고온공기는 140℃ 이상의 온도인 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 고온공기공급장치는
상기 에어컴프레서의 압축공기가 상기 감압기를 나와 상기 급속해동라인과 연결된 상기 브레이크라인으로 공급되도록 상기 급속해동라인을 개폐하는 마그네틱 밸브;
상기 마그네틱 밸브를 작동시키는 작동스위치;
가 더 포함된 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 마그네틱 밸브는 상기 브레이크라인의 결로생성 및 빙결 조건 시 온/오프 스위칭되어 상기 급속해동라인을 개폐하는 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 급속해동라인에는 상기 마그네틱 밸브와 연결된 4-Way 밸브가 구비되고, 상기 급속해동라인은 상기 4-Way 밸브에 의해 상기 브레이크라인의 브레이크페달 공압라인으로 이어진 제1고온공기 공급라인, 상기 브레이크라인의 제동압 공급라인으로 이어진 제2고온공기 공급라인, 상기 브레이크라인의 브레이크부스터 공압라인으로 이어진 제3고온공기 공급라인으로 분기되는 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 감압기는 차량 주행이 가능한 공기의 압력이 피드백(Feed-back)될 때, 상기 에어컴프레서에서 유입되는 고온의 공기를 자동으로 차단하는 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
엔진시동 후 브레이크페달 작동으로 브레이크 제동압이 형성되는 브레이크라인으로 브레이크페달 작동전 고온공기를 공급하고, 상기 고온공기 공급 후 이어서 상기 브레이크페달을 작동시켜주는 고온공기공급장치;
상기 브레이크페달의 작동에 의한 상기 브레이크 제동압의 발생으로 상기 고온공기공급장치의 중단을 알려주는 발차가능 표시기;
상기 고온공기공급장치의 작동을 중지시키는 작동스위치;
가 포함되고,
상기 고온공기공급장치는 상기 브레이크페달의 작동에 의한 브레이크 제동압의 발생으로 중지되며,
상기 고온공기공급장치는 에어컴프레서의 압축공기를 상기 브레이크라인으로 직접 보내주는 급속해동라인과, 상기 에어컴프레서와 상기 급속해동라인을 연결하면서 상기 에어컴프레서로부터 공급된 공기의 압력을 설정된 압력으로 조정하는 감압기가 더 포함된 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 발차가능 표시기는 차량이 발차가 가능한 상태일 때 상기 고온공기공급장치 내부에 구비된 센서로부터 신호를 받아 점등하는 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.
청구항 9에 있어서, 상기 작동스위치는 상기 발차가능 표시기에 점등이 들어와 차량이 현재 발차가 가능한 상태일 때 운전자가 작동시킬 수 있도록 운전석 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 결로방지 및 해동기능을 갖춘 공기 브레이크 시스템.