KR19980050189A - 연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 연소실의 온도를 근본적으로 낮추기 위한 연료의 차단 제어에 의한 엔진의 과열방지 방법에 관한 것으로서, 종래에는 냉각장치의 능력 및 설계상의 문제나, 냉각수의 부족으로 인해 여름철이나 고속도로 또는 등산로와 같은 등판로등에서 과열로 인해 차량이 정지되어 버리는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 차량의 연소시 발생하는 연소열을 냉각 시키기위한 냉각수단중, 연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법에 있어서, 상기 냉각수의 온도가 과열영역(T_H)에서 일정시간 이상 계속될 때 연료의 주입을 차단하는 단계와, 상기 냉각수의 온도가 과열영역(T_H)이하로 될 때 연료의 주입을 재개하는 단계와, 상기 연료의 차단은 일정 RPM 이하에서는 실행되지 않는 단계와, 상기 연료의 차단 및 주입의 재개는 ECU에 의해 제어되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료차단에 의한 엔진의 과열 방지방법으로서 안정된 효율의 냉각능력을 얻을수 있는 유용한 발명이다.

Description

연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법

일반적으로, 자동차의 엔진의 실린더내에서 연료가 연소될 때의 연소가스온도는 2000℃ 이상에 달하지만, 이열의 상당량이 실린더, 실린더 헤드, 피스톤 등에 흡수되도록 되어 있다.

그러나, 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면, 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되고, 심할때에는 엔진을 손상시키게 된다. 또한, 연소상태도 나빠지는 결과 노킹이나 조기점화(pre ignition)를 일으켜 출력을 급격히 저하시키고 아울러서 질소 산화물(NO_X)의 배출량을 증가시키게 된다.

반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열중에서 냉각으로 상실되는 양이 많아져서 엔진의 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시키고, 실린더중에서 연료의 무화가 불충분한 혼합공기가 공급되기 때문에 연료에 의해 엔진오일을 묽게 만드는 원인이 되어 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 되었다.

따라서, 도 1에 나타내듯이 엔진을 냉각시키기 위해 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 엔진내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식을 이용하였다.

수냉식은 워터펌프에 의해 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드에 워터재킷으로 냉각수를 라디에이터로 끌어들여 방열하며 데워진 물을 또다시 펌프를 이용하여 순환시키고 있다.

또한 워터펌프에는 냉각팬이 설치되어 있어서 강제적으로 라디에이터로 보내 외기를 접촉시켜 방열효과를 좋게 한다. 또한, 워터재킷과 라디에이터 사이에는 서머스테이터가 설치되어 있어서 온도에 따라서 냉각수의 순환 경로를 변환하게 이루어져 있다.

공냉식은 실린더 주변에 쿨링핀을 설치하여 이것에 외기를 접촉시키든가 아니면 팬으로 외기를 강제적으로 보내 엔진의 열을 방출시키는 방식을 채택하고 있으며, 실린더수가 적은 엔진에 주로 사용된다.

그리고 종래에는 냉각방식을 이용함에 있어서도 냉각장치의 능력에 대한 설계의 문제 및 운전자의 올바른 차량정비의 불이행으로 인한 냉각수의 부족으로 인한 흡열매체의 부족으로 냉각팬만으로 상기의 높은 연소열에 따른 과열(over heat) 등에 대응하는 데에는 한계가 있는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각수의 온도가 고온이되어 냉각팬이 고속으로 회전되는 것이 일정시간 지속될때에도 냉각수의 온도가 내려가지 않을때에는 연료의 주입을 일시 차단하여 연소실의 온도를 저하시켜 냉각수의 온도를 낮추는 방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 차량의 연소시 발생하는 연소열을 냉각 시키기위한 냉각수단중 연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법에 있어서, 상기 냉각수의 온도가 과열영역(T_H)에서 일정시간 이상 계속될 때 연료의 주입을 차단하는 단계와, 상기 냉각수의 온도가 과열영역(T_H)이하로 될 때 연료의 주입을 재개하는 단계와,상기 연료의 차단은 일정 RPM 이하에서는 실행되지 않는 단계와,상기 연료의 차단 및 주입의 재개는 ECU에 의해 제어되는 단계로 이루어짐으로서 달성되는 것이다.

이러한, 본 발명은 엔진의 온도가 일반 적정 연소온도보다 높으면 연료를 차단하고, 주입을 재개하여 냉각수의 온도를 제어하므로서 엔진내부의 온도를 낮출수 있게되어 효과적으로 과열을 방지할 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예를 개략적으로 보인 구성도.

도 2는 본 발명의 엔진의 회전수에 따른 연료의 주입 및 차단에 대한 특성을 보인 그래프 특성도.

도 3은 본 발명의 냉각수 온도에 따른 과열 위험영역을 보인 그래프 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 라디에이터 12 : 서머스테이트

14 : 엔진 16 : 워터 순환펌프

18 : 냉각팬 20 : 연료탱크

22 : ECU 24 : 냉각수 순환통로

이하 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예로서 그 기술 구성 및 작용효과를 첨부한 별첨의 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 한 실시예를 개략적으로 보인 구성도 이며, 도 2는 본 발명의 엔진의 회전수에 따른 연료의 주입 및 차단에 대한 특성을 보인 그래프 특성도를 나타내고, 도 3은 본 발명의 냉각수 온도에 따른 과열 위험영역을 보인 그래프 특성도를 나타낸 것으로서 이와같이 형성된 발명은 연료탱크(20)의 연료는 ECU(22)의 신호에 의해 엔진(14)으로 주입되어 연소실(도시생략)에서 연소되어 차량을 주행할 수 있는 주행상태로 행해지며, 상기 엔진(14)은 연소실에서는 연소가스에 의해 고온으로 되어 과열상태로 된다. 상기 과열상태를 냉각시키기위해 본 실시예에서는 냉각수에 의한 예를 열거한다.

즉, 라디에이터(10)내의 냉각수는 워터 순환펌프(16)에 의해 냉각수 순환통로(24)를 거쳐 엔진(14)내부의 워터재킷과 바이패스 호스(도시생략)를 통해 서머스테이트(12)를 거쳐 라디에이터(10)로 순환되도록 구성되어 있다. 또한, 상기 라디에이터(10)로 순환되는 냉각수는 워터 순환펌프(16)와 일부 영역에서 동기되어 회전되는 냉각팬(18)의 회전에 의해 냉각되도록 구성되어 있다.

상기 라디에이터(10)의 냉각수에 의해 냉각되는 엔진(14)에는 한계점이 있다. 즉 과열로 인한 엔진의 손상을 방지하지 위해 본 발명은 도 3에 나타내듯이 냉각수의 온도가 과열 위험영역(T_H)보다 높을때에, 예를들면 5분간 계속될때를 상한으로 설정하여 연료의 주입을 정지한다. 연료의 주입정지로 인해 연소실의 연소열은 하강하며, 아울러서 냉각팬(18)은 높은 회전속도로 엔진으로 부터 순환되어진 냉각수를 냉각시킨다.

참고로, 냉각팬(18)은 저속(적정의 냉각수온도 포함)및 에서 워터 순환펌프(16)와 같은 회전속도로 회전되지만, 고속(과열상태 포함)에서는 고속으로 회전되므로서 순식간에 엔진의 연소열을 냉각시키는 것이 가능하다.

그리고, 상기 방법에 의해 냉각된 냉각수의 온도가 과열위험영역(T_H)보다 아래에 도달하였을때에는 연료주입을 재개한다. 상기 연료주입의 차단과 재개는 엔진(14)의 회전수가 일정 RPM이상일 때 가능하게 설정되도록 한다.

즉, 엔진(14)의 회전수가 100RPM 이하일때에는 연료가 온도에 관계없이 주입되도록 하여 시동이 정지되는 문제를 해결할 수 있도록 하였다.

따라서, 상기 엔진의 회전에 따른 연료의 차단. 주입에 대하여서는 도 2에 나타낸다.

도 2에서 알수 있듯이 연료주입의 가(ON)와 부(OFF)로 구분되는 그래프는 상기한 냉각수의 온도에 따른 그래프를 나타내며, 또한, 시동이 꺼지지 않게 하기위한 수단으로서, RPM의 하한을 고려하여 설정된다.

상기의 주입. 차단의 설정은 물리적인 힘으로 부터 전기적인 에너지로 변화되는 서머스테이트(12)로부터 입력된 일정값을 ECU에서 연산하여 과열의 위험을 사전에 방지할 수 있는 설정값,(상기한 과열 위험영역(T_H)의 시간을 함께 연산함)에 의해 상기 연료의 제어를 할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 엔진의 과열을 방지하는데에 효율적으로 대처하며, 아울러서 냉각되어진 엔진의 원활한 기능의 활용을 도모하여 엔진의 수명 연장 및 성능의 향상을 이룰수 있는 효과를 갖는 것이다.

본 발명은 자동차의 과열방지를 위한 연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 차량의 엔진온도가 과열되지 않고 일반 적정온도로 유지되도록 연료의 주입을 제어하는 연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법을 제공하기 위한 것이다.

Claims (1)

1. 차량의 연소시 발생하는 연소열을 냉각 시키기위한 냉각수단중, 연료차단에 의한 엔진의 과열방지 방법에 있어서, 상기 냉각수의 온도가 과열영역(T_H)에서 일정시간 이상 계속될 때 연료의 주입을 차단하는 단계와,상기 냉각수의 온도가 과열영역(T_H)이하로 될 때 연료의 주입을 재개하는 단계와,상기 연료의 차단은 일정 RPM 이하에서는 실행되지 않는 단계와,상기 연료의 차단 및 주입의 재개는 ECU에 의해 제어되는 단계로 이루어 진 것을 특징으로 하는 연료차단에 의한 엔진의 과열 방지방법.