KR19980039085A

KR19980039085A - 내연기관용 냉각장치

Info

Publication number: KR19980039085A
Application number: KR1019960058042A
Authority: KR
Inventors: 신태학
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-08-17

Abstract

본 발명의 목적은 다기통 기관의 각 실린더간 온도 차이의 최소화로 기관을 최적 상태로 유지시켜 연비 및 출력을 향상시키는 내연기관용 냉각장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 내연기관용 냉각장치는 각 실린더측에 형성된 물재킷을 경유하여 고온화된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 이 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 물재킷으로 공급하도록 라디에이터와 물재킷 사이에 설치되는 물펌프, 이 물펌프에서 펌핑되어 각 실린더측 물재킷을 경유하는 냉각수의 온도를 감지하여 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 인가시키도록 각 실린더측 물재킷에 설치되어 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 연결되는 수온 감지수단, 이 수온 감지수단의 감지신호에 따라 작동되어 각 실린더에서 라디에이터로 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관에 설치되어 물펌프에서 각 실린더측 물재킷으로 공급되는 냉각수의 흐름을 전자제어유닛(ECU)의 제어신호로 제어하도록 이의 출력단에 연결되는 밸브수단을 포함한다.

Description

내연기관용 냉각장치

본 발명은 내연기관용 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 실린더간의 온도차를 최소화시켜 기관의 최적 상태 유지로 연비 및 출력 향상을 실현하는 내연기관용 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 기관의 과열을 방지하고 항상 적정한 난기 상태를 유지할 수 있도록 냉각장치를 구비하고 있다.

이 냉각장치는 실런더를 형성하는 실린더 블록과 연소실의 상단을 형성하는 실린더 헤드에 형성된 물재킷, 이 물재킷에 물을 순환시키는 물펌프, 물재킷을 경유하면서 고온화된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터 등을 구비하고 있다.

상기 물재킷은 다기통 기관에서는 각 실린더 간에 상호 연결되어 있다.

따라서 물펌프의 구동으로 기관의 일측 실린더로 공급된 냉각수는 전 실린더에 형성된 물재킷을 경유한 후, 라디에이터로 재유입되어 냉각된 후, 물재킷으로 재공급되는 순환을 반복하면서 기관의 온도를 적정 수준으로 유지시킨다.

그러나 상기와 같은 내연기관용 냉각장치는 일측 실린더를 냉각시키고 고온화된 냉각수가 인접한 다른 실린더를 순차적으로 경유하면서 냉각시키기 때문에 도 3의 그래프 a와 같이, 순차적으로 고온화된 냉각수에 의하여 냉각 효율이 순차적으로 저하되어 각 실린더간 온도 차이를 발생시키므로 기관의 최적 상태 유지가 곤란하여 연비 및 출력을 저하시킬 우려가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 다기통 기관의 각 실린더간 온도 차이의 최소화로 기관을 최적 상태로 유지시켜 연비 및 출력을 향상시키는 내연기관용 냉각장치를 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 내연기관용 냉각장치는 각 실린더측에 형성된 물재킷을 경유하여 고온화된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 이 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 물재킷으로 공급하도록 라디에이터와 물재킷 사이에 설치되는 물펌프, 이 물펌프에서 펌핑되어 각 실린더측 물재킷을 경유하는 냉각수의 온도를 감지하여 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 인가시키도록 각 실린더측 물재킷에 설치되어 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 연결되는 수온 감지수단, 이 수온 감지수단의 감지신호에 따라 작동되어 각 실린더에서 라디에이터로 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관에 설치되어 물펌프에서 각 실린더측 물재킷으로 공급되는 냉각수의 흐름을 전자제어유닛(ECU)의 제어신호로 제어하도록 이의 출력단에 연결되는 밸브수단을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성되는 내연기관용 냉각장치는 전자제어유닛(ECU)이 수온 감지수단의 감지신호로 각 실린더측 냉각수의 수온을 판단하고, 이 판단에 따라 밸브수단을 독립적으로 제어하여 물펌프로부터 공급되는 냉각수를 직접 제어 공급하여 각 실린더간 온도 차이를 최소화시킨다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련하는 내연기관용 냉각장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 관련하는 내연기관용 냉각장치의 제어 구성도.

도 3은 종래 기술과 본 발명을 비교하여 각 실린더간 냉각수 온도 분포를 도시한 그래프이다.

도 1은 본 발명에 관련하는 내연기관용 냉각장치의 구성도로서, 다기통 기관의 각 실린더를 실린더간 온도 차이를 최소화하면서 냉각시킬 수 있도록 구성되며, 본 구성은 단지 4기통 기관을 예시하고 있을 뿐이다.

즉, 제1,2,3,4실린더(1,3,5,7) 주위에 형성된 물재킷(미도시)을 경유한 냉각수가 각 실린더(1,3,5,7)측에 분지 설치된 냉각수관(9)을 경유하여 라디에이터(11)로 공급 냉각되어 물펌프(13)의 펌핑 작용으로 상기 물재킷으로 재공급될 수 있도록 연결되어 있다.

따라서 상기 물재킷을 형성한 기관(15)과 고온화된 냉각수의 온도를 저하시키는 라디에이터(11)의 공급측 사이에 물펌프(13)가 설치되어 있다.

그리고 제1,2,3,4실린더(1,3,5,7) 주위에 형성된 물재킷에는 이들을 경유하는 냉각수의 온도를 감지하는 감지수단으로 복수의 제1,2,3,4수온 센서(17,19,21,23)가 설치되어 있다.

이들 수온 센서(17,19,21,23)는 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가시켜 전자제어유닛(ECU)이 각 실린더(1,3,5,7)측 냉각수의 온도를 판단할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이, 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 각각 연결되어 있다.

즉, 제1수온 센서(17)는 물펌프(13)의 인접측 제1실린더(1) 냉각용 물재킷에 장착되고, 제2수온 센서(19)는 제1실린더(1)의 인접측 제2실린더(3) 냉각용 물재킷에 장착되며, 제3수온 센서(21)는 제2실린더(3)의 인접측 제3실린더(5) 냉각용 물재킷에 장착되고, 제4수온 센서(23)는 제3실린더(5)의 인접측 제4실린더(7) 냉각용 물재킷에 각각 장착되어 있다.

한편 상기와 같은 제1,2,3,4수온 센서(17,19,21,23)의 감지신호를 받는 전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 의하여 제어되는 밸브수단으로 복수의 제1,2,3,4솔레노이드 밸브(25,27,29,31)가 제공되어 있다.

이 제1,2,3,4솔레노이드 밸브(25,27,29,31)는 라디에이터(11)로 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관(9)과 물펌프(11)에서 제1,2,3,4실린더(1,3,5,7)로 각각 독립된 냉각수를 공급하는 다른 냉각수관(33) 사이에 설치되어 냉각수의 흐름 방향 및 그 흐름 양을 제어할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

즉 이 제1,2,3,4솔레노이드 밸브(25,27,29,31)는 통상적으로 사용되는 3방향 솔레노이드 밸브를 사용할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

따라서 상기 제1솔레노이드 밸브(25)는 물펌프(13)의 인접측 제1실린더(1)에서 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관(9)과 물펌프(13)에서 제1실린더(1)측 물재킷으로 냉각수를 공급하는 다른 냉각수관(33) 사이에, 제2솔레노이드 밸브(27)는 제1실린더(1)의 인접측 제2실린더(3)에서 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관(9)과 물펌프(13)에서 제2실린더(2)측 물재킷으로 냉각수를 공급하는 다른 냉각수관(33) 사이에, 제3솔레노이드 밸브(29)는 제2실린더(2)의 인접측 제3실린더(5)에서 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관(9)과 물펌프(13)에서 제3실린더(5)측 물재킷으로 냉각수를 공급하는 다른 냉각수관(33) 사이에, 제4솔레노이드 밸브(31)는 제3실린더(7)의 인접측 제4실린더(7)에서 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관(9)과 물펌프(13)에서 제4실린더(7)측 물재킷으로 냉각수를 공급하는 다른 냉각수관(33) 사이에 각각 장착되어 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 내연기관용 냉각장치를 구비한 기관(15)을 구동시키면, 물펌프(13)가 구동되어 라디에이터(11)에서 냉각된 저온의 냉각수를 제1,2,3,4실린더(1,3,5,7)의 물재킷으로 공급하여 기관(15)의 과열을 방지시킨다.

이때 제1,2,3,4수온 센서(17,19,21,23)는 제1,2,3,4실린더(1,3,5,7) 주위의 물재킷을 순환하는 냉각수의 온도를 각각 감지하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)에 인가시킨다.

상기 감지신호를 받은 전자제어유닛(ECU)은 각각의 온도를 판단하여 온도 차이가 있다고 판단되면, 제1,2,3,4솔레노이드 밸브(25,27,29,31) 중 온도가 높은 실린더측 솔레노이드 밸브를 오프시켜 그 실린더측 물재킷에서 냉각수관(9)으로 배출되는 것을 차단시키고 다른 물펌프(13)와 연결된 냉각수관(33)을 실린더측 물재킷과 연통시켜 물펌프(13)에서 공급되는 저온의 냉각수를 직접 공급하여 고온측 실린더를 더 냉각시킨다.

아울러 전자제어유닛(ECU)은 제1,2,3,4솔레노이드 밸브(25,27,29,31)의 오프량을 다르게 제어하여 미미한 냉각수의 온도 차이도 제거하여 도 3의 직선 b에 도시된 바와 같이, 제1,2,3,4실린더(1,3,5,7)간의 온도 차이를 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 내연기관용 냉각장치는 전자제어유닛(ECU)이 수온 감지수단의 감지신호로 각 실린더측 냉각수의 수온을 판단하고, 이 판단에 따라 밸브수단을 독립적으로 제어하여 물펌프로부터 공급되는 냉각수를 직접 제어 공급하여 각 실린더간 온도 차이를 최소화하므로 기관을 최적 상태로 유지시켜 연비 및 출력을 향상시킬 수 있다.

Claims

각 실린더측에 형성된 물재킷을 경유하여 고온화된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 이 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 물재킷으로 공급하도록 라디에이터와 물재킷 사이에 설치되는 물펌프, 이 물펌프에서 펌핑되어 각 실린더측 물재킷을 경유하는 냉각수의 온도를 감지하여 그 감지신호를 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 인가시키도록 각 실린더측 물재킷에 설치되어 전자제어유닛(ECU)의 입력단에 연결되는 수온 감지수단, 이 수온 감지수단의 감지신호에 따라 작동되어 각 실린더에서 라디에이터로 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관에 설치되어 물펌프에서 각 실린더측 물재킷으로 공급되는 냉각수의 흐름을 전자제어유닛(ECU)의 제어신호로 제어하도록 이의 출력단에 연결되는 밸브수단을 포함하는 내연기관용 냉각장치.
제1항에 있어서, 수온 감지수단은 각 실린더측 물재킷에 각각 설치되는 복수의 수온 센서를 포함하는 내연기관용 냉각장치.
제1항에 있어서, 수온 감지수단은 물펌프 인접측 실린더 냉각용 물재킷에 장착되는 제1수온 센서, 이 제1수온 센서가 감지하는 실린더 인접측 실린더 냉각용 물재킷에 장착되는 제2수온 센서, 이 제2수온 센서가 감지하는 실린더 인접측 실린더 냉각용 물재킷에 장착되는 제3수온 센서, 이 제3수온 센서가 감지하는 실린더 인접측 실린더 냉각용 물재킷에 장착되는 제4수온 센서를 포함하는 내연기관용 냉각장치.
제1항에 있어서, 밸브수단은 각 실린더에서 라디에이터로 냉각수를 배출하는 각 냉각수관과 물펌프로부터 직접 냉각수를 각각 공급받을 수 있도록 물펌프와 연결된 다른 냉각수관 사이에 설치되어 냉각수의 흐름 방향을 제어하는 복수의 솔레노이드 밸브를 포함하는 내연기관용 냉각장치.
제1항에 있어서, 밸브수단은 물펌프 인접측 실린더에서 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수관에 장착되는 제1솔레노이드 밸브, 이 제1솔레노이드 밸브가 제어하는 실린더 인접측 냉각수관에 장착되는 제2솔레노이드 밸브, 이 제2솔레노이드 밸브가 제어하는 실린더 인접측 냉각수관에 장착되는 제3솔레노이드 밸브, 이 제3솔레노이드 밸브가 제어하는 실린더 인접측 냉각수관에 장착되는 제4솔레노이드 밸브를 포함하는 내연기관용 냉각장치.