KR19990018561U - 엔진의 냉각수 유량 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 엔진의 시동 초기 엔진을 순환하는 냉각수량을 크게 줄여 냉각수온을 급속히 상승시키므로써 웜업시간 단축에 다른 시동초기의 배기가스 발생량을 대폭 저감할 수 있는 엔진의 냉각수 유량 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은

냉각수를 순환시키는 워터펌프(3)와, 엔진을 순환하고 나온 냉각수를 방열 냉각하는 라디에이터(4)와, 냉각수온이 낮을 때에는 라디에이터측을 차단하고 냉각수를 워터펌프(3)측으로 곧바로 순환시키도록 냉각수로(6)의 도중에 설치되는 서머스탯(5)을 포함하는 엔진 냉각 시스템에 있어서,

상기 서모스탯(5)과 라디에이터(4)를 통과한 냉각수를 상기 워터펌프(3)로 이송하는 냉각수로(6)의 도중에 냉각수온이 정상 보다 낮을 때에는 냉각수량의 통과량을 제한하도록 조르고 냉각수온이 정상일 때는 완전 개방 작동되는 유량조절기가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 냉각수 유량 제어장치

본 고안은 엔진의 냉각수 유량 제어 장치에 관한 것이다.

엔진은 연료를 연소시켜 동력을 얻게 되므로 연료의 연소시 발생되는 고온에 노출되어 과열에 의한 손상을 방지하기 위하여 적절한 온도를 유지하도록 냉각시키게 된다.

이를 위해 도 3에 도시하는 것과 같이 실린더 블록(실린더 헤드 포함. 1)에 워터재킷(2)을 형성하고 워터펌프(3)를 가동하여 냉각수를 순환시키므로써 냉각수와의 열교환에 의하여 실린더블록(1)을 냉각시키게 되며 뜨거워진 물은 라디에이터(4)를 통하여 방열 냉각한 후 다시 순환시키게 된다.

그러나 엔진의 온도가 낮은 경우에는 배기가스를 정화하는 촉매가 활성화되지 아니하므로 엔진의 시동 초기 THC의 배출이 급증하여 대기 오염의 원인이 되고 있다.

이에따라 종래 냉각수통로(6)의 도중에 일종의 밸브인 서머스탯(5)을 설치하여 냉각수의 온도가 낮은 경우에는 냉각수가 라디에이터(4)로 유입되는 것을 차단하고 곧바로 워터펌프(3)를 통해 엔진을 순환하도록 하여 신속히 냉각수의 온도를 일정온도(통상 70∼80℃)로 상승시키게되며, 냉각수온이 정상 온도에 도달하면 엔진이 과열되는 것을 방지하기 위하여 서모스탯(5)의 밸브가 서서히 열려 냉각수가 라디에이터(4)를 경유하여 순환하도록 냉각수의 흐름 경로를 변경한다.

그러나 상기와 같은 종래 방식은 서모스탯(5)이 엔진의 시동초기 단순히 라디에이터(4)측을 차단하고 냉각수가 엔진을 순환하도록 하는 것이어서 라디에이터(4)경유에 따른 냉각 손실은 피할 수 있는 반면 순환하는 냉각수의 유량 자체는 큰 변동이 없으므로 냉각수의 온도가 정상화되기 까지의 엔진의 웜업 구동 시간이 불필요하게 길어져 시동초기 다량의 THC 배기가스 발생을 피할 수 없다는 문제점은 그대로 남아 있다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 것은

엔진의 시동 초기 엔진을 순환하는 냉각수량을 크게 줄여 냉각수온을 급속히 상승시키므로써 웜업시간 단축에 다른 시동초기의 배기가스 발생량을 대폭 저감할 수 있는 엔진의 냉각수 유량 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은

냉각수를 순환시키는 워터펌프와, 엔진을 순환하고 나온 냉각수를 방열 냉각하는 라디에이터와, 냉각수온이 낮을 때에는 라디에이터측을 차단하고 냉각수를 워터펌프측으로 곧바로 순환시키도록 냉각수로의 도중에 설치되는 서머스탯을 포함하는 엔진 냉각 시스템에 있어서,

상기 서모스탯과 라디에이터를 통과한 냉각수를 상기 워터펌프로 이송하는 냉각수로의 도중에 냉각수온이 정상 보다 낮을 때에는 냉각수량의 통과량을 제한하도록 조르고 냉각수온이 정상일 때는 완전 개방 작동되는 유량조절기가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 엔진의 냉각수 유량 제어장치를 나타내는 도면

도 2는 본 고안의 유량조절기의 상세도

도 3은 종래 엔진 냉각 시스템

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더블록

2 : 워터재킷

3 : 워터펌프

4 : 라디에이터

5 : 서모스탯

6 : 냉각수로

7 : 유량조절기

8 : 왁스

9 : 밸브

10 : 팰릿

이하 본 고안의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도면에 있어서 종래예와 동일한 구성 부분은 동일 부호를 사용하였으며 그에 대한 중복된 설명은 생략하였다.

도면중 부호 1은 실린더블록, 부호 2는 워터재킷, 부호 3은 워터펌프, 부호 4는 라디에이터, 부호 5는 서모스탯, 그리고 부호 6는 냉각수로이다.

서머스탯(5) 및 라디에이터(4)를 통과한 냉각수가 워터펌프(3)측으로 흐르는 냉각수로(6)의 도중에는 유량조절기(7)가 설치되어 있다.

상기 유량조절기(7)는 도 2에 상세히 도시하는 것과 같이 그의 구조는 종래의 서머스탯(5)의 구조와 대동소이하며, 왁스 팰릿형이나 베로즈형등 유량을 조절할 수 있는 밸브 구조 형태라면 어느것이나 무방하며 도시한 실시예는 왁스 팰릿형이다.

유량조절기(7)에 밀봉된 왁스(8)는 냉각수온이 정상이하, 예를 들면 80℃에 미달한 상태일 때는 수축된 상태를 유지하며 밸브(9)가 전체 유량의 5∼20％만 흐르도록 하는 열팽창 성질을 갖는 것으로 하며, 80℃이상에서는 밸브(9)가 전개되도록 팽창한다.

따라서 엔진의 시동 초기 서머스탯(5)이 라디에이터(4)측을 차단하게 되면, 실린더블록(1)을 순환하고 나온 냉각수는 라디에이터(4)를 경유치 아니하고 냉각수로(6)를 통해 직접 워터펌프(3)로 순환하게 되는데, 도중에 유량조절기(7)를 거치게 된다.

냉각수온이 정상이하인 상태에서는 팰릿(10) 속의 왁스(8)가 약간의 팽창 상태를 유지하며, 이에따라 스핀들(11)과의 반발력으로 밸브(9)가 스프링(12)을 압축하므로써 밸브시이트(13)로부터 약간 이격상태를 유지케되는데 초기 조건의 경우 밸브(9)는 냉각수로(6)를 흐르는 전체 유량의 5∼20％정도만이 통과하도록 개방 상태를 유지한다.

이에따라 실린더블록(1)을 순환하는 냉각수의 유량이 적어져 워터재킷(2)내의 냉각수는 거의 정체 상태를 유지하면서 약간씩만 순환되므로 엔진열에 의해 신속히 온도가 상승되어지게 된다.

냉각수온이 정상에 도달하면 펠릿(10) 속의 왁수(8)는 급팽창을 일으켜 스핀들(11)에 대한 반발력으로 펠릿(10)이 스프링(12)을 압축하면서 크게 후퇴하여 밸브(9)를 전개시키게 된다.

이에따라 정상적 유량이 순환하게 되며, 엔진이 과열되지 않도록 서머스탯(5)은 라디에이터(4)측을 개방하므로써 냉각수는 라디에이터(4)를 통해 방열 냉각된 후 냉각수로(6)의 전개된 유량조절기(7)를 아무런 저항 없이 통과하게 된다.

이상과 같은 본 고안에 의하면 종래 냉각수의 수로를 변경하기 위한 서모스탯외에 워터펌프의 입구부인 냉각수로의 도중에 냉각수온이 낮을 때에는 냉각수로를 차단 상태에 가깝게 약간만 개방하고 냉각수온이 정상이 되면 냉각수로의 유동 단면적을 전개하도록 작동되는 유량조절기를 마련하는 것에 의해서 엔진의 시동초기 순환하는 냉각수량을 최소화하여 냉각수온의 상승에 필요한 시간을 단축하므로써 장시간의 공회전에 따른 연료 소모를 줄이고, 특히 THC의 배출량을 크게 줄이게 되어 환경 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉각수를 순환시키는 워터펌프(3)와, 엔진을 순환하고 나온 냉각수를 방열 냉각하는 라디에이터(4)와, 냉각수온이 낮을 때에는 라디에이터(4)측을 차단하고 냉각수를 워터펌프(3)측으로 곧바로 순환시키도록 냉각수로(6)의 도중에 설치되는 서머스탯(5)을 포함하는 엔진 냉각 시스템에 있어서,

   상기 서모스탯(5)과 라디에이터(4)를 통과한 냉각수를 상기 워터펌프(3)로 이송하는 냉각수로(6)의 도중에 냉각수온이 정상 보다 낮을 때에는 냉각수량의 통과량을 제한하도록 조르고 냉각수온이 정상일 때는 완전 개방 작동되는 유량조절기(7)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각수 유량 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유량조절기(7)는 왁스(8)의 열팽창을 이용한 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각수 유량 제어 장치.