KR102463202B1

KR102463202B1 - 냉각수 제어밸브 유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각 시스템

Info

Publication number: KR102463202B1
Application number: KR1020170161360A
Authority: KR
Inventors: 이효조
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2022-11-03
Also published as: US20190160913A1; KR20190062803A; US10549603B2

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛은, 일면에서 타면으로 통로가 설정된 위치에 형성되는 격벽, 상기 통로에 삽입되고, 이동 위치에 따라서 상기 통로를 개폐하도록 배치되는 밸브, 및 상기 밸브와 연결된 스템을 이용하여 상기 밸브를 밀거나 당겨서, 상기 밸브를 통해서 상기 통로를 개폐하는 액추에이터를 포함하고, 상기 밸브가 상기 통로를 따라서 이동하는 과정에서, 상기 밸브에 의해서 상기 통로의 일부는 개방되고, 상기 통로의 나머지는 닫히도록 상기 격벽의 일측과 타측은 상기 밸브의 이동 방향 또는 이동 반대방향으로 높이 차이를 두고 형성될 수 있다.

Description

냉각수 제어밸브 유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각 시스템{COOLANT CONTROL VALVE UNIT, AND COOLING SYSTEM HAVING THIS}

본 발명은 밸브유닛에 대한 것으로, 냉각수의 유량을 보다 정밀하게 제어하여 냉각 대상의 온도를 보다 정확하게 제어할 수 있는 정밀 유량 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각 시스템에 관한 것이다.

엔진은 연료의 연소에 의해서 회전력을 발생시키고, 연소가스는 배기라인을 통해서 외부로 배출된다. 특히, 냉각수는 엔진을 순환하면서 열에너지를 흡수하고, 라디에이터를 통해서 흡수된 열에너지를 외부로 방출한다.

일반적으로, 엔진의 냉각수 온도가 낮으면, 오일의 점성이 높아져서 마찰력이 증가하고, 연료소모가 늘어나며, 배기가스의 품질을 저하시킬 수 있다.

그리고, 엔진의 냉각수 온도가 과도하면, 노킹이 발생하고, 이를 억제하기 위해서 점화시기를 조절하여 엔진의 성능이 저하될 수 있다. 또한, 윤활유가 과열되면 윤활작용이 저하될 수 있다.

따라서, 엔진의 특정부위는 냉각수의 온도를 높게 유지하고, 다른 부위는 낮게 유지하는 등 하나의 밸브유닛을 통해서 여러 개의 냉각요소를 제어하는 냉각수 제어밸브가 적용되고 있다.

한편, 냉각수 제어 밸브유닛이 작동되는 과정에서, 초기 열림 조건에서 냉각수의 유량이 급격하게 증가하면 냉각요소의 온도를 정밀하게 제어하기 힘들다. 이에 따라서, 초기 열림 조건에서 냉각수의 유량을 정밀하게 제어하기 위한 구조에 대한 연구가 진행되고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

대한민국 특허 공개번호: 10-2010-0117909

본 발명의 목적은 냉각수 제어밸브가 작동되는 과정에서, 초기 열림 조건에서 냉각수의 유량을 정밀하게 제어하여, 냉각 대상의 온도를 보다 정확하게 제어할 수 있는 정밀 유량 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각 시스템을 제공하는 것이다.

상기 밸브를 기준으로, 일측에 형성된 상기 격벽의 일면과 타면은 기준라인(BL)으로부터 각각 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)를 갖고, 타측에 형성된 상기 격벽의 일면과 타면은 각각 제3 높이(H3)와 제4 높이(H4)를 가질 수 있다.

상기 제1 높이(H1)보다 상기 제3 높이(H3)가 길고, 상기 제3 높이(H3)보다 제2 높이(H2)가 길고, 제2 높이(H2)보다 제4 높이(H4)가 긴 관계를 가질 수 있다.

제2 높이(H2)에서 제1 높이(H1)를 뺀 제1두께(t1)는 제4 높이(H4)에서 제3 높이(H3)를 뺀 제2두께(t2)와 동일할 수 있다.

상기 제1 높이(H1)보다 상기 제3 높이(H3)가 길고, 상기 제3 높이(H3)보다 제2 높이(H2)가 길고, 제2 높이(H2)는 제4 높이(H4)와 동일한 관계일 수 있다.

제2 높이(H2)에서 제1 높이(H1)를 뺀 제1두께(t1)는 제4 높이(H4)에서 제3 높이(H3)를 뺀 제2두께(t2)보다 두꺼울 수 있다.

상기 밸브에 장착되고, 상기 통로의 내주면과 슬라이딩되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.

상기 실링부재는 상기 밸브의 외주면에 형성된 홈 안에 장착될 수 있다.

상기 통로는 원형으로 형성되고, 상기 밸브도 상기 통로의 내면과 대응하여 원형으로 형성될 수 있다.

상기 통로는 제1 통으로 및 제2 통로를 포함하고, 상기 밸브는 제1밸브 및 제2밸브를 포함하며, 상기 스템은 상기 제1밸브와 상기 제2밸브에 각각 연결되는 제1스템과 제2스템을 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 제1스템 및 상기 제2스템을 밀거나 당기도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 엔진 냉각 시스템은 상술한 냉각수 제어 밸브유닛및 실린더 헤드 위에 배치되는 실린더 블록을 포함할 수 있다. 상기 냉각수 제어 밸브 유닛은, 상기 실린더 헤드 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수를 공급받을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛은, 일측면에서 타측면으로 통로가 설정된 위치에 형성되는 격벽, 상기 통로에 삽입되거나, 인출되어 상기 통로를 개폐하도록 배치되는 밸브, 및 상기 밸브와 연결된 상기 밸브를 밀거나 당겨서, 상기 밸브를 통해서 상기 통로를 개폐하는 액추에이터를 포함하고, 상기 밸브의 외주면 일측에 대응하여 상기 격벽의 일측면에서 상기 통로의 내주면 일측으로 통하는 보조통로가 형성될 수 있다.

상기 통로의 내주면과 마주하는 상기 밸브의 외주면에는 상기 통로의 내면과 슬라이딩되는 실링부재가 장착되고, 상기 밸브의 이동에 의해서, 상기 실링부재는 상기 보조통로의 입구를 기준으로 일측에서 타측으로 슬라이딩되어 이동하도록 배치될 수 있다.

상기 통로는 제1 통으로 및 제2 통로를 포함하고, 상기 밸브는 제1밸브 및 제2밸브를 포함하며, 상기 제1밸브와 상기 제2밸브에 각각 연결되는 제1스템과 제2스템이 구비되고, 상기 액추에이터는 상기 제1스템과 상기 제2스템을 밀거나 당기도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진 냉각 시스템은, 상술한 냉각수 제어밸브유닛과, 실린더 헤드 위에 배치되는 실린더 블록을 포함할 수 있다. 상기 냉각수 제어 밸브유닛은 상기 실린더 헤드 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수를 공급받을 수 있다.

본 발명의 실시예에 의해, 냉각수 제어용 밸브가 열리기 시작하는 초기 상태시, 밸브는 통로의 일부만을 개방시키고, 나아가 순차적으로 개도율을 증가시킨다. 이에 따라, 냉각수의 유량을 급격히 증가시키지 않고, 서서히 증가시켜, 밸브가 열리는 과정에서 냉각수의 유량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 냉각 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛의 일부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 폐쇄한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로의 일부를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 폐쇄한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로의 일부를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 폐쇄한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로의 일부를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 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.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 냉각 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 엔진 냉각 시스템은 실린더 헤드(100), 헤드 가스켓(105), 실린더 블럭(110), 블럭 냉각수온 센서(115), 냉각수 제어 밸브유닛(120), 밸브 냉각수온 센서(130), 안전 밸브(135), 리저버 탱크(170), 저압 이지알 쿨러(125), 히터(140), 라디에이터(145), 이지알 밸브(150), 오일 쿨러(155), 및 냉각수 펌프(160)를 포함한다.

상기 실린더 블럭(110) 위에 상기 실린더 헤드(100)가 배치되고, 이들 사이에는 상기 헤드 가스켓(105)이 개재된다.

상기 냉각수 펌프(160)는 상기 실린더 블럭(110)의 일측에 장착되고, 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 상기 실린더 헤드(100)의 타측에 장착될 수 있다.

상기 냉각수 펌프(160)에서 펌핑된 냉각수는 상기 실린더 블럭(110)의 내부 일측으로 공급되고, 상기 실린더 블럭(110)으로 펌핑된 냉각수의 일부는 상기 헤드 가스켓(105)을 지나서 상기 실린더 헤드(100)의 내부 일측으로 공급되고, 나머지는 상기 실린더 블럭(110)의 내부 타측으로 흐른다.

상기 실린더 블럭(110)의 내부에서 타측으로 흐른 냉각수는 상승하여, 상기 헤드 가스켓(105)을 지나고, 상기 실린더 헤드(100)의 타측에 체결된 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)으로 공급될 수 있다.

상기 실린더 헤드(100)의 내부 일측으로 공급된 냉각수는 상기 실린더 헤드(100)의 내부 타측으로 흐르고, 상기 실린더 헤드(100)의 타측에 장착된 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)으로 공급된다.

상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 상기 실린더 블럭(110)을 지나서 배출되는 냉각수를 제어할 수 있고, 상기 실린더 헤드(100)를 지나서 배출되는 냉각수는 상기 냉각수 펌프(160)의 작동에 따라서 항시 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)으로 순환된다.

상기 실린더 블럭(110) 안에는 이를 지나는 냉각수의 온도를 감지하는 블럭 냉각수온 센서(115)가 구비되고, 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)에는 이를 지나는 냉각수의 온도를 감지하는 밸브 냉각수온 센서(130)가 구비된다.

상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 히터(140)로 분배되는 냉각수를 제어하고, 상기 라디에이터(145)로 분배되는 냉각수를 제어하며, 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 오일 쿨러(155)로는 냉각수를 항시 분배한다.

배기라인에서 터보차저(미도시)의 하류측에서 분기되어 흡기라인으로 합류되는 이지알 라인(미도시)이 형성되고, 상기 저압 이지알 쿨러(125)는 상기 이지알 라인 상에 구비되어, 재순환 배기가스(이지알 가스)를 냉각시키며, 상기 히터(140)는 차량의 실내 공기를 데우도록 구비된다.

상기 라디에이터(145)는 냉각수의 열을 외부로 방출하도록 배치되고, 상기 이지알 밸브(150)는 이지알 라인에 구비되는 이지알 가스의 유량을 제어하며, 상기 오일 쿨러(155)는 엔진을 순환하는 오일을 냉각시키도록 배치된다.

상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)에서 상기 라디에이터(145)로 연결되는 냉각수라인에서 분기되는 별도의 라인 상에 상기 리저버 탱크(170)가 배치되고, 상기 리저버 탱크(170)는 냉각수에 포함된 기포를 포집하거나, 냉각 시스템으로 냉각수를 보충한다.

상기 안전 밸브(135)는 냉각수온에 의해서 작동되는 써모스탯으로써 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)이 고장난 경우에, 냉각수온이 과열되면 상기 라디에이터(145)로 연결된 바이패스통로를 개방한다. 따라서, 상기 안전 밸브(135)가 작동되면, 냉각수가 상기 라디에이터(145)로 순환된다.

본 발명의 실시예에서, 냉각수 부품들은 실질적으로 냉각수가 사용되는 구성요소들로써, 실린더 헤드, 실린더 블록, 오일 쿨러, 이지알 쿨러, 히터, 라디에이터, 변속기 오일 워머, 및 이지알 밸브 등을 포함함 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2, 3 통로가 폐쇄된 상태를 보여주는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 밸브 하우징(230), 제1 통로(220a), 제2 통로(220b), 제3 통로(220c), 밸브(235), 스템(215), 캠(210), 구동 액슬(205), 액추에이터(200), 유입구(250), 제1 출구(251), 제2 출구(252), 제3 출구(253), 및 격벽(232)를 포함한다.

상기 밸브(235)는 제1 밸브(235a), 제2 밸브(235b), 및 제3 밸브(235c)를 포함하고, 상기 스템(215)은 제1 스템(215a), 제2 스템(215b), 및 제3 스템(215c)을 포함할 수 있다.

상기 유입구(250)는 상기 실린더 헤드(100) 또는 상기 실린더 블럭(110)으로부터 각각 냉각수를 공급받고, 공급된 냉각수는 상기 제1 출구(251), 제2 출구(252), 및 제3 출구(253)를 통해서 각 냉각수부품으로 분배될 수 있다.

상기 격벽(232)에는 제1 통로(220a), 제2 통로(220b), 및 제3 통로(220c)가 형성되는데, 상기 제1 밸브(235a)는 상기 제1 통로(220a)를 개폐하여 상기 유입구(250)로 들어온 냉각수를 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 히터(140)로 공급할 수 있다. 여기서, 상기 제1, 2, 3 통로(220a, 220b, 220c)는 통로(220)로 통칭될 수 있다.

또한, 상기 제2 밸브(235b)는 상기 제2 통로(220b)를 개폐하여 상기 유입구(250)로 들어온 냉각수를 상기 이지알 밸브(150)와 오일 쿨러(155)로 공급할 수 있다. 그리고, 상기 제3 밸브(235c)는 상기 제3 통로(220c)를 개폐하여 상기 유입구(250)로 들어온 냉각수를 상기 라디에이터(145)로 공급할 수 있다.

상기 제1 스템(215a)의 하단은 상기 제1 밸브(235a)의 상면 중심에 연결되고, 상기 제2 스템(215b)의 하단은 상기 제2 밸브(235b)의 상면 중심에 연결되며, 상기 제3 스템(215c)의 하단은 상기 제3 밸브(235c)의 상면 중심에 연결된다. 여기서, 상기 제1 스템(215a), 제2 스템(215b), 및 상기 제3 스템(215c)은 나란하게 상부 방향으로 연장된다.

상기 제1 스템(215a), 제2 스템(215b), 및 제3 스템(215c)의 각 상단은 상기 캠(210)의 하면에 연결되고, 상기 캠(210)의 상면 중심부에는 상기 구동 액슬(205)의 하단부가 연결되고, 상기 구동 액슬(205)는 상부방향으로 연장된다.

상기 액추에이터(200)는 상기 캠(210)과 상기 제1, 2, 3 스템(215a, 215b, 215c)을 통해서 상기 제1, 2, 3 밸브(235a, 235b, 235c)를 상하로 움직인다. 따라서, 상기 제1, 2, 3 통로(220a, 220b, 220c)의 개도율이 제어될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛의 일부 사시도이다.

도 3을 참조하면, 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 액추에이터(200), 구동 액슬(205), 캠(210), 누름면(302), 스템(215), 밸브(235), 탄성부재(310), 및 지지유닛(320)을 포함한다.

상기 캠(210)의 상면 중심부에는 상기 구동 액슬(205)이 연결되고, 상기 액추에이터(200)는 상기 구동 액슬(205)을 통해서 상기 캠(210)을 회전시킬 수 있다.

상기 캠(210)의 하면에는 회전중심을 기준으로 상기 누름면(302)이 3열로 형성되고, 각 누름면(302)에 대응하여 스템(215)와 밸브(235)가 구성된다.

상기 스템(215)의 상단은 상기 누름면(302)에 접촉하고, 상기 스템(215)의 일측에는 상기 밸브(235)가 형성되고, 상기 탄성부재(310)는 상기 밸브(235)의 하면을 상부로 탄성 지지하여, 상기 스템(215)이 상기 누름면(302)에 밀착된다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 폐쇄한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 4를 참조하면, 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 격벽(232), 통로(220), 실링부재(330), 밸브(235), 스템(215), 로드(300), 탄성부재(310), 가이드홈(305), 탄성부재홈(315), 지지유닛(320), 및 액추에이터(200)를 포함한다.

상기 격벽(232)의 일측에는 상기 통로(220)가 형성되고, 상기 격벽(232)에는 하면(232a)과 상면(232b)이 각각 형성된다. 도면을 참조하면, 하면(232a)은 일면이고 상면(232b)은 타면으로 이해될 수 있다.

상기 통로(220)의 안쪽으로 상기 밸브(235)가 삽입되고, 상기 통로(220)의 내주면과 마주하는 상기 밸브(235)의 외주면에는 상기 실링부재(330)가 장착되어 실링구조를 구현한다.

상기 격벽(232)의 하부에는 미리 설정된 기준라인(BL: base line)이 형성되고, 상기 기준라인(BL)에서 상기 격벽(232)의 하면(232a)과 상면(232b)의 높이가 형성된다.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기 밸브(235)를 기준으로 일측에 형성된 상기 격벽(232)의 하면(232a)은 제1 높이(H1)를 가지며, 상기 격벽(232)의 상면(232b)은 제2 높이(H2)를 갖는다. 여기서, 상기 격벽(232)의 일측 두께는 t1이다.

그리고, 상기 밸브(235)를 기준으로 타측에 형성된 상기 격벽(232)의 하면(232a)은 제3 높이(H3)를 가지며, 상기 격벽(232)의 상면은 제4 높이(H4)를 갖는다. 여기서, 여기서, 상기 격벽(232)의 타측 두께는 t2이고, 상기 제1 높이(H1)<제3 높이(H3)<제2 높이(H2)<제4 높이(H4)의 관계를 가질 수 있다.

상기 밸브(235)의 하면 중심부에는 상기 로드(300)의 상단이 연결되고, 상기 로드(300)는 하부로 설정거리 연장된다.

상기 지지유닛(320)은 상기 로드(300)의 하단이 삽입되는 가이드홈(305)이 형성되고, 상기 가이드홈(305)의 외측에 상기 탄성부재홈(315)이 형성된다.

상기 탄성부재(310)의 하단은 상기 탄성부재홈(315)으로 삽입되고, 상단은 상기 밸브(235)의 하단을 상부로 탄성지지한다.

도 4를 참조하면, 상기 탄성부재(310)의 탄성력에 의해서 상기 밸브(235)가 미리 설정된 위치에 배치되고, 상기 밸브(235)의 외주면에 형성된 상기 실링부재(330)가 제2 높이(H2)와 제3 높이(H3) 사이에 위치함으로써, 상기 밸브(235)의 실링부재(330)는 상기 통로(220)를 폐쇄한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)가 상기 통로(220)의 내주면과 슬라이딩되는 구조를 가지고 있으나, 상기 밸브(235)에 상기 실링부재(330)가 장착되지 않고, 상기 밸브(235)의 외주면이 상기 통로(220)의 내주면에 직접 슬라이딩되는 구조를 가질 수 있다.

아울러, 상기 실링부재(330)는 상기 밸브(235)의 외주면에 형성된 홈 안에 장착될 수 있으며, 상기 밸브(235)의 외주면과 상기 통로(220)의 외주면은 원형을 따라서 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로의 일부를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 스템(215)을 통해서 상기 밸브(235)를 1차로 하강시킨다.

따라서, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)의 일측은 상기 통로(220)의 내주면에 밀착되고, 상기 실링부재(330)의 타측은 상기 통로(220)의 내주면에서 이탈된다. 즉, 상기 밸브(235)의 둘레에서 상기 통로(220)의 일부만 개방된다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 스템(215)을 통해서 상기 밸브(235)를 2차로 하강시킨다.

따라서, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)의 일측은 상기 통로(220)의 내주면에서 이탈되고, 상기 실링부재(330)의 타측도 상기 통로(220)의 내주면에서 이탈된다. 즉, 상기 밸브(235)의 둘레를 따라서 상기 통로(220)가 개방한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 폐쇄한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 밸브(235)를 기준으로 일측에 형성된 상기 격벽(232)의 하면(232a)은 제1 높이(H1)를 가지며, 상기 격벽(232)의 상면(232b)은 제2 높이(H2)를 갖는다. 여기서, 상기 격벽(232)의 일측 두께는 t1이다.

그리고, 상기 밸브(235)를 기준으로 타측에 형성된 상기 격벽(232)의 하면(232a)은 제3 높이(H3)를 가지며, 상기 격벽(232)의 상면(232b)은 제4 높이를 갖는다. 여기서, 상기 격벽(232)의 타측 두께는 t2이다. 상기 제1 높이(H1)<제3 높이(H3)< 제2 높이(H2)=제4 높이(H4)의 관계를 가질 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 탄성부재(310)의 탄성력에 의해서 상기 밸브(235)가 미리 설정된 상부에 위치하고, 상기 밸브(235)의 외주면에 형성된 상기 실링부재(330)가 제2 높이(H2)와 제3 높이(H3) 사이에 위치함으로써, 상기 밸브(235)는 상기 통로(220)를 폐쇄한다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로의 일부를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 스템(215)을 통해서 상기 밸브(235)를 1차로 하강시킨다.

따라서, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)의 일측은 상기 통로(220)의 내주면에 밀착되고, 상기 실링부재(330)의 타측은 상기 통로(220)의 내주면에서 이탈된다. 즉, 상기 밸브(235)의 둘레 상에서 상기 통로(220)의 일부만 개방된다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 9를 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 스템(215)을 통해서 상기 밸브(235)를 2차로 하강시킨다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 폐쇄한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 10을 참조하면, 상기 격벽(232)의 일측에는 상기 통로(220)가 형성되고, 상기 격벽(232)에는 하면(232a)과 상면(232b)이 각각 형성된다. 여기서, 하면(232a)은 일면이고 상면(232b)은 타면으로 이해될 수 있다.

상기 지지유닛(320)은 상기 로드(300)의 하단이 삽입되는 가이드홈(305)이 형성되고, 상기 가이드홈(305)의 외측에 상기 탄성부재홈(315)이 형성된다. 그리고, 상기 탄성부재(310)의 하단은 상기 탄성부재홈(315)으로 삽입되고, 상단은 상기 밸브(235)의 하단을 상부로 탄성지지한다.

도 10을 참조하면, 상기 밸브(235)를 기준으로 상기 격벽(232)의 타측 하면(232a)에서 상기 통로(220)의 내주면 일측으로 보조통로(900)가 형성된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 탄성부재(310)에 의해서 상기 밸브(235)가 상부로 탄성지지되고, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)는 상기 통로(220)의 내주면에서 상기 보조통로(900)의 입구(902)의 상부측에 슬라이딩 가능하게 밀착된다.

따라서, 상기 밸브(235)와 상기 실링부재(330)는 상기 통로(220) 전체를 폐쇄하여, 상기 보조통로(900)로도 냉각수가 유동할 수 없다.

본 발명의 실시예에서, 상기 보조통로(900)는 상기 격벽(232)의 상면에서 상기 통로(220)의 내주면 일측으로 형성될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로의 일부를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 11을 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 스템(215)을 통해서 상기 밸브(235)를 1차로 하강시키면, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)는 상기 통로(220)의 내주면에 밀착되되, 상기 실링부재(330)의 슬라이딩면이 상기 보조통로(900)의 하부에 위치한다.

따라서, 상기 밸브(235)와 실링부재(330)는 상기 통로(220)를 폐쇄하지만, 상기 보조통로(900)에 의해서 상기 격벽(232)의 하부와 상부가 연결되고, 따라서, 상기 보조통로(900)를 통해서 상기 격벽(232) 하부의 냉각수가 상기 격벽(232) 상부로 천천히 흐를 수 있다.

도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 밸브가 통로를 개방한 상태를 보여주는 단면도이다.

도 12를 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 스템(215)을 통해서 상기 밸브(235)를 2차로 하강시키면, 상기 밸브(235)에 장착된 상기 실링부재(330)는 상기 통로(220)의 내주면에서 이탈된다.

따라서, 상기 밸브(235)와 실링부재(330)는 상기 통로(220)를 개방하고, 상기 보조통로(900)에 의해서 상기 격벽(232)의 하부와 상부가 연결되고, 따라서, 상기 통로(220)와 상기 보조통로(900)를 통해서 상기 격벽(232) 하부의 냉각수가 상기 격벽(232) 상부로 신속하게 흐를 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

200: 액추에이터 205: 구동 액슬
210: 캠 215a: 제1 스템
215b: 제2 스템 215c: 제3 스템
215: 스템 235a: 제1 밸브
235b: 제2 밸브 235c: 제3 밸브
235: 밸브 220a: 제1 통로
220b: 제2 통로 220c: 제3 통로
230: 밸브 하우징 250: 유입구
251: 제1 출구 252: 제2 출구
253: 제3 출구 125: 저압 이지알 쿨러
140: 히터 145: 라디에이터
150: 이지알 밸브 155: 오일 쿨러
120: 냉각수 제어 밸브유닛 300: 로드
302: 누름면 310: 탄성부재
320: 지지유닛 305: 가이드홈
310: 탄성부재 315: 탄성부재홈
220: 통로 232: 격벽
232a: 하면 232b: 상면
330: 실링부재 900: 보조통로
902: 입구 H1: 제1 높이
H2: 제2 높이 H3: 제3 높이
H4: 제4 높이

Claims

일면에서 타면으로 통로가 설정된 위치에 형성되는 격벽;
상기 통로에 삽입되고, 이동 위치에 따라서 상기 통로를 개폐하도록 배치되는 밸브; 및
상기 밸브와 연결된 스템을 이용하여 상기 밸브를 밀거나 당겨서, 상기 밸브를 통해서 상기 통로를 개폐하는 액추에이터
를 포함하고,
상기 밸브가 상기 통로를 따라서 이동하는 과정에서, 상기 밸브에 의해서 상기 통로의 일부는 개방되고, 상기 통로의 나머지는 닫히도록 상기 격벽의 일측과 타측은 상기 밸브의 이동 방향 또는 이동 반대방향으로 높이 차이를 두고 형성되는 냉각수 제어밸브 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밸브를 기준으로,
일측에 형성된 상기 격벽의 일면과 타면은 기준라인(BL)으로부터 각각 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)를 갖고,
타측에 형성된 상기 격벽의 일면과 타면은 각각 제3 높이(H3)와 제4 높이(H4)를 갖는 냉각수 제어밸브 유닛.
제2항에 있어서,
상기 제1 높이(H1)보다 상기 제3 높이(H3)가 길고, 상기 제3 높이(H3)보다 제2 높이(H2)가 길고, 제2 높이(H2)보다 제4 높이(H4)가 긴 관계를 갖는 냉각수 제어밸브 유닛.
제3항에 있어서,
제2 높이(H2)에서 제1 높이(H1)를 뺀 제1두께(t1)는 제4 높이(H4)에서 제3 높이(H3)를 뺀 제2두께(t2)와 동일한 냉각수 제어밸브 유닛.
제2항에 있어서,
상기 제1 높이(H1)보다 상기 제3 높이(H3)가 길고, 상기 제3 높이(H3)보다 제2 높이(H2)가 길고, 제2 높이(H2)는 제4 높이(H4)와 동일한 관계를 갖는 냉각수 제어밸브 유닛.
제5항에 있어서,
제2 높이(H2)에서 제1 높이(H1)를 뺀 제1두께(t1)는 제4 높이(H4)에서 제3 높이(H3)를 뺀 제2두께(t2)보다 두꺼운 냉각수 제어밸브 유닛.
제1항에 있어서,
상기 밸브에 장착되고, 상기 통로의 내주면과 슬라이딩되는 실링부재를 더 포함하는 냉각수 제어밸브 유닛.
제7항에 있어서,
상기 실링부재는 상기 밸브의 외주면에 형성된 홈 안에 장착된 냉각수 제어밸브 유닛.
제1항에 있어서,
상기 통로는 원형으로 형성되고, 상기 밸브도 상기 통로의 내면과 대응하여 원형으로 형성되는 냉각수 제어밸브 유닛.
제1항에 있어서,
상기 통로는 제1 통로 및 제2 통로를 포함하고,
상기 밸브는 제1밸브 및 제2밸브를 포함하며,
상기 스템은 상기 제1밸브와 상기 제2밸브에 각각 연결되는 제1스템과 제2스템을 포함하고,
상기 액추에이터는 상기 제1스템 및 상기 제2스템을 밀거나 당기도록 구성된 냉각수 제어밸브 유닛.
실린더 헤드 위에 배치되는 실린더 블럭; 및
상기 실린더 헤드 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 설정된 냉각부품들로 냉각수를 분배하는 제1항에 따른 냉각수 제어 밸브유닛을 포함하는 엔진 냉각 시스템.
일측면에서 타측면으로 통로가 설정된 위치에 형성되는 격벽;
상기 통로에 삽입되거나, 인출되어 상기 통로를 개폐하도록 배치되는 밸브; 및
상기 밸브와 연결된 상기 밸브를 밀거나 당겨서, 상기 밸브를 통해서 상기 통로를 개폐하는 액추에이터를 포함하고,
상기 밸브의 외주면 일측에 대응하여 상기 격벽의 일측면에서 상기 통로의 내주면 일측으로 통하는 보조통로가 형성된 냉각수 제어밸브 유닛.
제12항에 있어서,
상기 통로의 내주면과 마주하는 상기 밸브의 외주면에는 상기 통로의 내면과 슬라이딩되는 실링부재가 장착되고,
상기 밸브의 이동에 의해서, 상기 실링부재는 상기 보조통로의 입구를 기준으로 일측에서 타측으로 슬라이딩되어 이동하도록 배치된 냉각수 제어밸브 유닛.
제12항에 있어서,
상기 통로는 제1 통로 및 제2 통로를 포함하고,
상기 밸브는 제1밸브 및 제2밸브를 포함하며,
상기 제1밸브와 상기 제2밸브에 각각 연결되는 제1스템과 제2스템이 구비되고,
상기 액추에이터는 상기 제1스템과 상기 제2스템을 밀거나 당기도록 구성된 냉각수 제어밸브 유닛.
실린더 헤드 위에 배치되는 실린더 블럭; 및
상기 실린더 헤드 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 설정된 냉각부품들로 냉각수를 분배하는 제12항에 따른 냉각수 제어 밸브유닛을 포함하는 엔진 냉각 시스템.