KR19980031611A - 엔진 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 냉각장치에 관한 것으로서, 실린더 헤드에 형성된 헤드 물재킷과, 상기 헤드 물재킷과는 별도로 실린더 블록에 형성된 블록 물재킷과, 상기 헤드 물재킷과 블록 물재킷에서 배출되는 냉각수 유로를 각각의 냉각수온에 따라 절환되어 라디에이터와 물펌프로의 냉각수 통로를 각각 형성하는 온도밸브수단으로 구성된 엔진 냉각장치를 제공함으로써, 실린더 헤드와 실린더 블록의 냉각 온도를 서로 다르게 유지 관리할 수 있도록 하여 실린더 블록에서는 종래보다 높은 냉각 온도관리로 오일의 점도 저하에 따른 마찰 손실의 저감효과를 얻을 수 있고, 실린더 헤드에서는 종래보다 낮은 상태로 온도가 관리되어 고온에 의한 노크 발생율을 저하시킬 수 있으며, 흡기의 열팽창율을 저하시켜 높은 흡입효율을 얻을 수 있어 엔진의 연비성능 및 출력성능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

엔진 냉각장치

본 발명은 엔진의 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수냉식 엔진 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을 상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크샤프트를 회전시킴으로서 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기와 같은 엔진은 연소실에서 연료의 고온 연소로 인하여 엔진이 과열되는 것을 방지하며, 엔진을 항상 적당한 온도로 유지하기 위하여 냉각장치가 설치되는 바, 상기와 같은 냉각장치 중 수냉식의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 블록(50)과 실린더 헤드(51)에 마련된 물재킷(52)과, 물재킷(52)에서 더워진 물을 냉각하는 라디에이터(53) 및 팬(54)과, 라디에이터(53)에서 냉각된 물을 다시 실린더 블록(50) 및 실린더 헤드(51)에 공급하는 물펌프(55)와, 상기 물재킷(52)과 라디에이터(53) 사이에는 수온에 따라 냉각수의 순환경로를 변경하는 서모스탯(THERMOSTAT)(56)이 설치되어 있다,

상기와 같은 냉각장치는 두 가지 모드로 작동되는 바, 엔진의 가동 시에 냉각수가 일정한 온도에 이르기까지는 라디에이터(53)를 통과하지 않고 엔진의 물재킷(52) 내에서만 순환되도록 하는 모드와, 엔진의 정상 운전시 라디에이터(53)를 통과시켜 냉각수를 효율적으로 냉각시켜서 사용하는 모드가 있으며, 그 모드의 선택은 상기 서모스탯(56)에 의해 자동적으로 이루어진다.

즉, 엔진의 가동 시에는 엔진 자체의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 하여 연료의 효율적인 연소를 돕고, 엔진의 각 부위가 정상적으로 작동할 수 있도록 하기 위해 냉각수가 라디에이터(53)를 통과하지 않도록 하여 기관의 열을 그대로 냉각수에 저장하여 엔진의 온도를 빨리 상승시키도록 하고, 엔진의 정상 운전시에는 엔진에서 발생되는 고온의 열을 효과적으로 냉각시키기 위하여 냉각수를 라디에이터(53)에 통과시켜 급속 냉각하여 엔진에 공급하는 방식을 취하는 것이다.

그러나, 상기와 같이 엔진의 실린더 블록(50)과 실린더 헤드(51)의 물재킷(52)을 공용으로 사용하여 엔진의 전체 온도를 하나의 온도로 관리하게 됨은 에너지의 관리 및 엔진의 성능 확보의 측면에 있어서 유리하지 못하다.

즉, 실린더 블록(50)에서는 다소 높은 냉각수온으로 오일의 점도를 낮추어 마찰 손실을 줄여야하며, 실린더 헤드(51)에서는 다소 낮은 냉각수온으로 노크특성을 개선하고 흡기의 열팽창을 줄여 흡기 효율을 높여야하는 바, 두 가지의 서로 다른 요구조건을 절충하여 적정온도를 선정 유지하도록 하는 현재의 냉각수온 관리는 엔진의 성능저하를 일으키는 요인으로 작용되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실린더 블록과 실린더 헤드측을 순환하는 냉각수의 수온을 별도로 관리할 수 있도록 하여 실린더 블록에서의 불필요한 마찰을 감소시키고 흡입되는 공기의 열팽창 억제로 흡기효율을 향상시킴과 아울러 노크 특성을 개선함으로써, 엔진의 연비성능과 출력성능의 향상을 가져올 수 있는 엔진 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 수냉식 엔진의 냉각장치를 도시한 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 엔진 냉각장치를 도시한 구조도,

도 3은 도 2의 온도조절수단의 실시 예를 도시한 구조도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 실린더 헤드 2: 헤드 물재킷

3: 실린더 블록4: 블록 물재킷

5: 라디에이터6: 물펌프

7,8: 서모스탯9: 케이스

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진 냉각장치는 실린더 헤드에 형성된 헤드 물재킷과, 상기 헤드 물재킷과는 별도로 실린더 블록에 형성된 블록 물재킷과, 상기 헤드 물재킷과 블록 물재킷에서 배출되는 냉각수 유로를 각각의 냉각수온에 따라 절환되어 라디에이터와 물펌프로의 냉각수 통로를 각각 형성하는 온도밸브수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진 냉각장치를 도시한 것으로서, 실린더 헤드(1)에 형성된 헤드 물재킷(2)과, 상기 헤드 물재킷(2)과는 별도로 실린더 블록(3)에 형성된 블록 물재킷(4)과, 상기 헤드 물재킷(2)과 블록 물재킷(4)에서 배출되는 냉각수의 유로를 각각의 냉각수온에 따라 절환되어 라디에이터(5)와 물펌프(6)로의 냉각수 통로를 각각 형성하는 온도밸브수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 물펌프(6)는 상기 온도밸브수단으로부터의 냉각수와 라디에이터로부터(5)의 냉각수를 흡입하여 헤드 물재킷(2)과 블록 물재킷(4)에 동시에 냉각수를 공급하도록 되어 있다.

또한, 상기 온도밸브수단은 도 3에 도시된 바와 같이 각각 헤드 물재킷(2)과 블록 물재킷(4)의 냉각수 온도에 따라 동작되는 두 개의 왁스 펠릿형 서모스탯(7,8)이 동일한 케이스(9)에 장착된 구조로 한 바, 헤드 물재킷(2)과 블록 물재킷(4)에서 냉각수가 공급되는 냉각수 입구(10,11)를 각각 설치하였으며, 라디에이터(5)로 냉각수를 보내기 위한 통로(12)는 공통으로 사용하고, 물펌프(6)로 냉각수를 보내는 통로(13,14)를 각각 형성하였다.

물론, 상기 두 왁스 펠릿형 서모스탯(7,8)은 각각 실린더 헤드측의 냉각수온을 조절하기 위한 것과 실린더 블록측의 냉각수온을 조절하기 위한 것의 작동온도를 다르게 하는바, 실린더 헤드측의 냉각수온을 조절하는 서모스탯(7)의 온도가 실린더 블록측의 냉각수온을 조절하기 위한 서모스탯(8)보다 더욱 낮은 온도에서 작동되도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

물펌프(6)에서 제공되는 냉각수는 블록 물재킷(4)과 헤드 물재킷(2)으로 각각 공급되는 바, 블록 물재킷(4)으로 공급된 냉각수는 블록 물재킷(4)을 통과하면서 실린더 블록을 냉각시키고 상기 서모스탯(8)으로 유입되며, 상기와 같이 유입된 블록 물재킷(4)으로부터의 냉각수는 그 온도에 따라 서모스탯(8)의 왁스가 팽창하는 온도에 이르면 공지의 왁스 펠릿형 서모스탯이 작동하는 것과 동일하게 원형 밸브를 열어 냉각수가 라디에이터(5)로 공급되도록 하며, 왁스가 팽창할 온도에 이르지 못하면 물펌프(6)로 공급되어 재순환된다.

또한, 상기 물펌프(6)에서 헤드 물재킷(2)으로 공급되는 냉각수는 실린더 헤드(1)로부터의 열을 흡수하여 헤드 물재킷(2)의 유로를 결정하도록 설치된 서모스탯(7)을 경유하는바, 왁스의 팽창온도에 이르는 경우에는 상기와 같이 라디에이터(5)로 유로를 형성하고 그렇지 못한 경우에는 다시 물펌프(6)로 재순환되는 유로를 형성시킨다.

물론, 상기한 바와 같은 냉각수의 순환과정에서 실린더 헤드측의 서모스탯(7)의 작동온도는 실린더 블록측의 서모스탯(8)과는 별도로 보다 낮은 온도에서 작동되도록 하였으므로 실린더 헤드(1)의 냉각수 온도는 실린더 블록(3)의 냉각수 온도보다 낮은 온도에서 유지되도록 한다.

따라서, 상기한 바와 같이 엔진 냉각장치는 실린더 헤드(1)와 실린더 블록(3)의 냉각 온도를 서로 다르게 유지 관리할 수 있도록 하여 실린더 블록(3)에서는 종래보다 높은 냉각 온도관리로 오일의 점도 저하에 따른 마찰 손실의 저감효과를 얻을 수 있고, 실린더 헤드(1)에서는 종래보다 낮은 상태로 온도가 관리되어 고온에 의한 노크 발생율을 저하시킬 수 있으며, 흡기의 열팽창율을 저하시켜 높은 흡입효율을 얻을 수 있어 엔진의 연비성능 및 출력성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 실린더 헤드에 형성된 헤드 물재킷과, 상기 헤드 물재킷과는 별도로 실린더 블록에 형성된 블록 물재킷과, 상기 헤드 물재킷과 블록 물재킷에서 배출되는 냉각수 유로를 각각의 냉각수온에 따라 절환되어 라디에이터와 물펌프로의 냉각수 통로를 각각 형성하는 온도밸브수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 온도밸브수단은 각각 헤드 물재킷과 블록 물재킷의 냉각수 온도에 따라 동작되는 두 개의 서모스탯이 동일한 케이스에 장착된 것을 특징으로 하는 엔진 냉각장치.