KR19990032802U - 냉열 충격시험이 가능한 오일 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 오일온도 제어와 열충격 시험을 동시에 수행할 수 있는 오일냉각장치을 구성하여, 한냉지역에서의 급시동 및 운전시 오일온도와 압력의 변화에 따른 엔진의 성능이나 내구성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치에 관한 것으로, 이 오일냉각장치는 유입라인(14)을 통해 엔진(12)에서 유입된 오일을 냉각 및 가열한 다음, 유출라인(16)을 통해 엔진(12)으로 리턴시키는 열교환기(20)와, 열교환기(20)내부를 순환하면서 오일과의 열교환을 통해 이를 가열한 다음, 제 1라인(25)을 통해 배출된 냉매를 가열하기 위한 히터(32)와, 열교환기(20)내부를 순환하면서 오일과의 열교환을 통해 이를 냉각한 다음, 제 2라인(26)을 통해 배출된 냉매를 냉각하기 위한 냉각기(30)와, 마그네틱(44)의 제어에 의해 히터(32)와 냉각기(30)중 어느 하나로부터 유입된 냉매를 열교환기(20)로 선택적으로 공급하는 쓰리웨이 밸브(34)와, 제 1솔레노이드(40)의 제어에 따라 제 1라인(25)의 유로를 개폐하는 제 1개폐밸브(28) 및 제 2솔레노이드(42)의 제어에 따라 제 2라인(26)의 유로를 개폐하는 제 2개폐밸브(36)와, 마그네틱(44)과, 제 1 및 제 2솔레노이드(40, 42)에 제어신호를 보내 유로를 가변시키는 전자제어유닛(50)으로 구성된다.

Description

냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치
본 고안은 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 오일온도 제어와 열충격 시험을 동시에 수행할 수 있는 오일냉각장치를 구성하여, 한냉지역에서의 급시동 및 운전시 오일온도와 압력의 변화에 따른 엔진의 성능이나 내구성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치에 관한 것이다.
자동차용 엔진의 구성요소를 대별하여 보면, 엔진의 본체를 구성하는 부분으로 다수의 실린더가 일체로 제작되며, 각 실린더 사이에는 냉각수가 유동하는 워터 재킷과 냉각수 통로가 형성되어 있는 실린더 블록과, 이 실린더 블록의 상부에 배치되어 피스톤과 함께 연소실을 형성하는 부분으로, 각종 밸브 기구 및 스파크 플러그나 분사밸브 등이 설치되는 실린더헤드와, 크랭크축이 설치되는 크랭크 케이스로 이루어져 있다.
이러한 구성을 지닌 엔진의 대상시험, 예를 들어, 엔진의 성능이나 내구성 및 기타 목적의 제시험에는 엔진오일을 냉각하기 위한 오일쿨러가 필요하며 도 1에 도시된 바와 같은 오일냉각장치를 사용하고 있다.
도 1은 종래의 오일냉각장치의 구성을 보인 회로도이다. 도시된 바와 같이, 시험용 엔진(2)의 내부를 냉각하는 오일은 유입라인(4)을 통해서 오일 제어기(10)로 유입된 다음, 유출라인(6)을 통해 엔진으로 다시 공급되는 구성을 지니고 있다.
이러한 구성을 지닌 종래의 오일냉각장치에서는 한가지 사양의 오일쿨러를 이용하여 일반적인 성능시험을 수행할 수는 있으나, 열충격시험과 같은 특수목적 시험을 병행하는 것은 불가능하다. 왜냐하면, 열충격시험을 위해서는 별도의 냉동기와 히터가 필요하며, 이를 종래의 냉각장치에 적용하게 되면, 컨트롤계 내의 순환라인이 길어지게 됨으로써, 오일의 레벨을 일정하게 유지하여야 하는 엔진의 성능시험에는 부적합하다.
이는 오일 제어기와 엔진 오일을 저장하고 있는 오일팬을 통해서 약, 40∼50ℓ의 오일이 순환되므로, 온도차(ΔT)가 대략, 100℃의 이상인 경우에는 체적변화가 오일팬의 오일용량(4ℓ)을 넘는 4∼5ℓ수준이 되기 때문이다. 그러므로, 온도차(ΔT)가 큰 오이를 직접 순환시킬 경우에, 오일 제어기에서 과도한 애어레이션(aeration)현상이 발생되는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 고안은 냉각 및 가열시에 점도 변화등 물리적인 성상 변화측면에서 유리한 글리콜(glycol)라인을 별도로 구성하여 온도를 소정의 값으로 제어하여 한냉지역에서의 급시동 및 운전시에 오일온도와 압력의 변화에 따른 엔진의 성능시험을 수행할 수 있는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 오일냉각장치의 구성을 보인 회로도,
도 2는 본 고안에 따른 오일냉각장치의 구성을 보인 회로도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
12:엔진 14, 16:유입, 유출라인
18, 24:체크밸브 20:열교환기
28, 36:개폐밸브 30:오일 냉각기
34:쓰리웨이 밸브 40:히터
44:모터
상술한 본 고안의 목적은 유입라인을 통해 엔진에서 유입된 오일을 냉각 및 가열한 다음, 유출라인을 통해 엔진으로 리턴시키는 열교환기와, 열교환기내부를 순환하면서 오일과의 열교환을 통해 이를 가열한 다음, 제 1라인을 통해 배출된 냉매를 가열하기 위한 히터와, 열교환기내부를 순환하면서 오일과의 열교환을 통해 이를 냉각한 다음, 제 2라인을 통해 배출된 냉매를 냉각하기 위한 냉각기와, 마그네틱의 제어에 의해 히터와 냉각기중 어느 하나로부터 유입된 냉매를 열교환기로 선택적으로 공급하는 쓰리웨이 밸브와, 제 1솔레노이드의 제어에 따라 제 1라인의 유로를 개폐하는 제 1개폐밸브 및 제 2솔레노이드의 제어에 따라 제 2라인의 유로를 개폐하는 제 2개폐밸브와, 오일온도센서에서 전달되는 입력신호를 바탕으로 마그네틱과, 제 1 및 제 2솔레노이드에 제어신호를 보내 유로를 가변시키는 전자제어유닛으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치에 의해 달성된다.
이하, 첨부한 도 2를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치에 대하여 상세히 설명한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.)
도 2는 본 고안에 따른 오일냉각장치의 구성을 보인 회로도이다.
도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 시험용 엔진을 냉각하는 엔진오일의 온도를 일정하게 유지하기 위한 열교환기(20)를 회로상에 구성하였으며, 이 열교환기(20)를 지나는 오일을 가열 및 냉각하기 위한 냉, 난방 사이클을 추가로 구성하였다. 냉, 난방을 위한 수단으로는 히터(32) 및 냉각기(30)를 채용하였으며, 이들 냉방 및 난방 사이클을 순환하는 냉매로는 글리콜(glycol)을 이용하였다.
열교환기(20)에는 엔진(12)을 냉각시킨 오일이 유입라인(14)을 통해 유입되면, 이를 냉매에 의해서 가열 냉각 및 가열한다. 열교환기(20)를 지나면서 가열 및 냉각된 오일은 유출라인(16)을 통해 엔진(12)으로 리턴된다.
또한, 열교환기(20)의 내부를 지나면서 오일과의 열교환을 통해 이를 가열하기 위한 수단으로 히터(32)를 설치하였다. 히터(32)는 공통라인(22) 및 제 1라인(25)을 통해 열교환기(20)로부터 배출된 냉매를 가열한다.
히터(32)와는 별도로, 엔진오일의 과열시에, 이를 냉각하기 위한 수단으로 냉각기(30)를 추가로 설치하였다. 냉각기(30)는 공통라인(22) 및 제 2라인(26)을 통해 열교환기(20)로부터 배출된 냉매를 냉각한다.
이들 제 1라인(25) 및 제 2라인(26)상에는 각각, 제 1솔레노이드(40)와 제 2솔레노이드(42)의 제어에 따라 냉매의 흐름을 단속하기 위한 개폐밸브(28, 30)가 설치되어 있다. 제 1솔레노이드(40)와 제 2솔레노이드(42)는 전자제어유닛(ECU)(50)에 의해서 비례제어되면서 제 1개폐밸브(28)와 제 2개폐밸브(36)를 작동시키게 되다.
열교환기(20)에서 배출된 오일을 엔진으로 보내는 유출라인(16)상에는 오일이 열교환기(20)쪽으로 역류되지 않도록 하는 제 1체크밸브(18)가 설치되어 있으며, 열교환기(20)에서 배출된 냉매를 제 1라인(25) 및 제 2라인(26)으로 보내는 공통라인(22)상에는 냉매가 열교환기(20)쪽으로 역류되지 않도록 하는 제 2체크밸브(24)가 설치되어 있다.
히터(32)나 냉각기(30)를 통해 냉각된 냉매는 쓰리웨이 밸브(34)의 작동에 따라서 열교환기(20)로 선택적으로 공급된다. 이 쓰리웨이 밸브(34)는 마그네틱(44)의 제어에 의해 히터(32)와 냉각기(30)중 어느 하나로부터 유입된 냉매를 열교환기(20)로 선택적으로 공급하게 된다.
전자제어유닛(50)은 오일온도센서(52)에서 전달되는 입력신호를 바탕으로 마그네틱(44)을 비롯하여 제 1 및 제 2솔레노이드(40, 42)에 제어신호를 보낸다.
즉, 오일온도센서(52)에서 전달되는 입력신호를 기준으로 오일의 온도가 설정값보다 낮은 경우에, 전자제어유닛(50)은 제 1솔레노이드(40) 및 마그네틱(44)에 제어신호를 보낸다. 그에 따라, 밧데리(54)로부터 인가된 전기에 의해 제 1개폐밸브(28)가 개방되면서 공통라인(22)을 통해 열교환기(20)로부터 배출되는 냉매가 히터(32)로 유입되어 가열된 다음, 쓰리웨이 밸브(34)를 통해서 열교환기(20)로 공급되어 오일을 가열한다.
오일온도센서(52)에서 전달되는 입력신호를 기준으로 오일의 온도가 설정값보다 높은 경우에, 전자제어유닛(50)은 제 1솔레노이드(40)로 출력되던 제어신호를 차단함과 동시에, 제 2솔레노이드(42) 및 마그네틱(44)에 제어신호를 보낸다. 그에 따라, 밧데리(54)로부터 인가된 전기에 의해 제 2개폐밸브(36)가 개방되면서 공통라인(22)을 통해 열교환기(20)로부터 배출되는 냉매가 냉각기(30)로 유입되어 냉각된 다음, 쓰리웨이 밸브(34)를 통해서 열교환기(20)로 공급되어 오일을 냉각한다. 따라서, 오일의 압력을 설정값으로 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 냉각 및 가열시에 점도 변화등 물리적인 성상 변화측면에서 유리한 글리콜(glycol)라인을 별도로 구성하여 온도를 소정의 값으로 제어하여 한냉지역에서의 급시동 및 운전시에 오일온도와 압력의 변화에 따른 엔진의 성능시험을 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 유입라인(14)을 통해 엔진(12)에서 유입된 오일을 냉각 및 가열한 다음, 유출라인(16)을 통해 엔진(12)으로 리턴시키는 열교환기(20)와,
    상기 열교환기(20)내부를 순환하면서 오일과의 열교환을 통해 이를 가열한 다음, 제 1라인(25)을 통해 배출된 냉매를 가열하기 위한 히터(32)와,
    상기 열교환기(20)내부를 순환하면서 오일과의 열교환을 통해 이를 냉각한 다음, 제 2라인(26)을 통해 배출된 냉매를 냉각하기 위한 냉각기(30)와,
    마그네틱(44)의 제어에 의해 상기 히터(32)와 냉각기(30)중 어느 하나로부터 유입된 냉매를 상기 열교환기(20)로 선택적으로 공급하는 쓰리웨이 밸브(34)와,
    제 1솔레노이드(40)의 제어에 따라 상기 제 1라인(25)의 유로를 개폐하는 제 1개폐밸브(28) 및 제 2솔레노이드(42)의 제어에 따라 상기 제 2라인(26)의 유로를 개폐하는 제 2개폐밸브(36)와,
    오일온도센서(52)에서 전달되는 입력신호를 바탕으로 상기 마그네틱(44)과, 상기 제 1 및 제 2솔레노이드(40, 42)에 제어신호를 보내 유로를 가변시키는 전자제어유닛(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상기 냉매는 글리콜(glycol)인 것을 특징으로 하는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    열교환기(20)에서 배출된 오일을 엔진으로 보내는 유출라인(16)상에는 오일이 열교환기(20)쪽으로 역류되지 않도록 하는 제 1체크밸브(18)가 설치된 것을 특징으로 하는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    열교환기(20)에서 배출된 냉매를 상기 제 1라인(25) 및 제 2라인(26)으로 보내는 공통라인(22)상에는 냉매가 열교환기(20)쪽으로 역류되지 않도록 하는 제 2체크밸브(24)가 설치된 것을 특징으로 하는 냉열 충격시험이 가능한 오일냉각장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100893407B1 (ko) * 2007-05-17 2009-04-17 한국기계연구원 공작기계 오일쿨러 성능 평가 시험장치
CN109826687A (zh) * 2019-04-08 2019-05-31 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 一种用于发动机台架试验的润滑油温度控制系统和方法

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