KR19980053976U

KR19980053976U - 엔진의 물펌프 구조

Info

Publication number: KR19980053976U
Application number: KR2019960067167U
Authority: KR
Inventors: 박승일
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1998-10-07

Abstract

본 고안은 엔진의 냉각장치에 관한 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 입구(1)와, 냉각수 출구(2) 사이에 장착된 바이패스 통로(3)와, 상기 바이패스 통로(3)와, 상기 바이패스 통로(3)를 개폐하는 밸브(4)와, 엔진(E) 내부의 온도를 감지하는 수온센서(5)와, 상기 수온센서(5)의 신호에 따라 상기 밸브(4)를 구동시키는 밸브 개폐수단으로 구성된 엔진의 물펌프 구조를 제공함으로써, 엔진의 초기 시동시 물펌프에 의해 압송되는 냉각수의 양이 감소되도록 하여 엔진에 걸리는 부하가 저감되도록 함과 아울러 엔진을 냉각시키는 냉각수의 순환을 억제함으로써, 엔진이 신속하게 정상 운행을 할 수 있게 되고, 자동차의 연비가 향상되게 하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

엔진의 물펌프 구조

본 고안은 엔진의 냉각 장치에 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 회전시킴으로써 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기와 같은 엔진은 연소실에서 연료의 고온 연소로 인하여 엔진이 과열되는 것을 방지하며, 엔진을 항상 적당한 온도로 유지하기 위하여 냉각 장치가 설치되는 바, 상기와 같은 냉각 장치 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 순환 경로를 변경하는 서모스탯(THERMOSTAT)(56)이 설치되어 있다.

또한, 상기 라디에이터(53)는 냉각수의 냉각 효율을 향상시키고 물펌프(55)의 흡입측 압력을 대기압 이상으로 유지하도록 하기 위해 라디에이터 캡 및 리저버 탱크를 두고 있다.

여기서, 상기한 물펌프(55)는 도 2에 도시된 바와 같이 구동풀리(61)가 크랭크샤프트 풀리와 벨트로 연결되는 바, 엔진이 가동되어 크랭크샤프트가 회전하면 상기 구동풀리(61)와 함께 임펠러(62)가 회전하게 되고, 상기 임펠러(62)의 원심력에 의해 냉각수를 순환시키도록 되어 있다.

상기와 같은 냉각 장치는 두 가지 모드로 작동되는 바, 엔진의 기동시에 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 기동 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 엔진의 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.

상기한 냉각수는 외기온에 따라 그 비중이 달라지게 되는 바, 겨울철과 같이 낮은 기온에서는 그 비중이 커지게 되고, 상기와 같은 상태에서 물펌프가 냉각수를 순환시키기 위하여는 많은 동력이 필요하게 된다.

즉, 엔진이 초기 시동되어 엔진의 출력이 약한 상태에서 비중이 높은 대량의 냉각수를 순환시키기 위하여 물펌프를 구동하면 엔진에 과부하가 걸리게 되고, 상기 물펌프에 의해 냉각수가 지속적으로 순환하면 엔진이 정상온도로 신속하게 상승하는데 방해 요인이 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진이 초기 구동되어 정상 온도까지 상승되기 전에는 물펌프에 의해 순환하는 냉각수의 양이 감소되도록 하는 엔진의 물펌프 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 수냉식 엔진의 냉각장치를 도시한 구조도,

도 2는 종래의 엔진의 물펌프 구조를 도시한 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 엔진의 물펌프 구조를 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉각수 입구2 : 냉각수 출구

3 : 바이패스 통로4 : 밸브

5 : 수온센서6 : ECU

7 : 액츄에이터E : 엔진

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 엔진의 물펌프 구조는 크랭크샤프트 풀리의 동력을 전달받아 회전하면서 임펠러의 원심력에 의해 냉각수를 순환시키는 물펌프 구조에 있어서;

냉각수가 유입되는 냉각수 입구와, 냉각수 출구 사이에 장착된 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 개폐하는 밸브와, 엔진 내부의 온도를 감지하는 수온센서와, 상기 수온센서의 신호에 따라 상기 밸브를 구동시키는 밸브 개폐수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 엔진의 물펌프 구조를 도시한 것으로서, 냉각수가 유입되는 냉각수 입구(1)와 냉각수 출구(2) 사이에 장착된 바이패스 통로(3)와, 상기 바이패스 통로(3)를 개폐하는 밸브(4)와, 엔진(E) 내부의 온도를 감지하는 수온센서(5)와, 상기 수온센서(5)의 신호에 따라 상기 밸브(4)를 구동시키는 밸브 개폐수단으로 구성된다.

여기서, 상기 밸브 개폐수단은 상기 수온센서(5)를 통해 엔진(E) 내부의 온도를 감지하는 ECU(6)와, 상기 ECU(6)의 제어신호를 입력받아 상기 밸브(4)를 구동하는 액츄에이터(7)로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

외기온이 낮아 냉각수의 비중이 높은 상태에서 엔진(E)이 구동되면, 크랭크샤프트 풀리와 벨트로 연결된 구동풀리(61)가 회전하고, 상기 구동풀리(61)와 함께 임펠러(62)가 회전하면서 냉각수 입구(1)로 유입된 냉각수가 냉각수 출구(2)로 압송된다.

이때, ECU(6)는 수온센서(5)를 통해 엔진(E)을 순환하고 있는 냉각수의 수온을 감지하는 바, 상기 냉각수의 수온이 일정 온도보다 낮으면 액츄에이터(7)로 제어신호를 출력한다.

상기 액츄에이터(7)는 상기 ECU(6)로부터 제어신호가 입력되는 밸브(4)를 구동하여 바이패스 통로(3)가 개방되도록 한다.

상기와 같이 바이패스 통로(3)가 개방되면 냉각수 출구(2) 쪽의 압력이 냉각수 입구(1)쪽의 압력보다 높기 때문에 냉각수 출구(2) 쪽의 냉각수가 냉각수 입구(1) 쪽으로 다시 유입되는 바, 임펠러(62)에 의해 압송되는 냉각수의 양을 줄일 수 있게 된다.

그러나, 상기 엔진(E)의 온도가 상승하면 ECU(6)는 수온센서(5)로 이를 감지하고, 액츄에이터(7)로 제어신호를 출력하여 상기 액츄에이터(7)가 밸브(4)를 구동하여 바이패스 통로(3)가 닫히도록 한다.

즉, 상기와 같이 바이패스 통로(3)가 닫히면 많은 양의 냉각수가 냉각수 입구(1) 쪽으로 유입된 후 냉각수 출구(2)를 통해 엔진(E)의 물재킷으로 압송되는 바, 상기 엔진(E)의 물재킷을 순환하면서 엔진(E)의 냉각 작용을 하게 된다.

이상과 같이, 본 고안은 엔진의 초기 시동시 물펌프에 의해 압송되는 냉각수의 양이 감소되도록 하여 엔진에 걸리는 부하가 저감되도록 함과 아울러 엔진을 냉각시키는 냉각수의 순환을 억제함으로써, 엔진이 신속하게 정상 운행을 할 수 있게 되고, 자동차의 연비가 향상되게 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

크랭크샤프트 풀리의 동력을 전달받아 회전하면서 임펠러의 원심력에 의해 냉각수를 순환시키는 물펌프 구조에 있어서,

냉각수가 유입되는 냉각수 입구와 냉각수 출구 사이에 장착된 바이패스 통로와, 상기 바이패스 통로를 개폐하는 밸브와, 엔진 내부의 온도를 감지하는 수온센서와, 상기 수온센서의 신호에 따라 상기 밸브를 구동시키는 밸브 개폐수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 물펌프 구조.
제1항에 있어서,

상기 밸브 개폐수단은 상기 수온센서를 통해 엔진 내부의 온도를 감지하는 ECU와, 상기 ECU의 제어신호를 입력받아 상기 밸브를 구동하는 액츄에이터로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 물펌프 구조.