KR200175768Y1 - 엔진의 냉각수 유로 전환장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엔진의 냉각장치에 관한 것으로서, 엔진의 물재킷(1)으로 부터 배출되는 냉각수가 라디에이터(2)로 흐르도록 하는 라디에이터 관로(3)를 개폐하는 밸브수단과, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(4)와, 상기 수온센서(4)의 신호에 따라 상기 밸브수단을 조작하는 제어수단으로 구성된 엔진의 냉각수 유로 전환장치를 제공함으로써, 수온센서(4)에 의해 전해지는 정보에 따라 ECU(7)가 전기적 작동신호를 스텝 모터(6)에 전달함으로써, 냉각수의 유로 전환이 순간적으로 이루어질 수 있으므로 온도 변화에 따른 냉각수 유로 전환의 응답성이 크게 향상되어 엔진의 워밍업 시간이 단축됨과 아울러 상기 엔진의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

엔진의 냉각수 유로 전환장치

본 고안은 자동차 엔진의 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 열을 흡수한 냉각수가 라디에이터를 경유하여 냉각된 후 다시 엔진으로 유입되도록 할 것인지 라디에이터를 경유하지 않고 계속적으로 엔진의 냉각에 사용할 것인지를 냉각수 온도에 따라 구별하여 유로를 형성하는 엔진 냉각수 유로 전환장치에 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 회전시킴으로서 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 제1도에 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.

상기한 바와 같은 엔진의 냉각 장치는 실린더 블록(50)과 실린더 헤드(51)로부터 냉각수를 통해 열을 흡수하고, 상기 열을 흡수한 냉각수를 라디에이터(53)로 순환시켜 강제적으로 냉각시킨 후 다시 실린더 블록(50)과 실린더 헤드(51)의 물재킷(52)으로 공급하여 계속적인 냉각 작용이 일어나도록 하는 것이다.

이때, 상기 서모스탯(56)은 엔진이 차가운 상태에서 시동되었을 때 엔진이 적정한 온도에 이를 때까지는 냉각수를 라디에이터(53)로 보내지 않고 그대로 계속적으로 엔진 내부의 물재킷(52)을 순환하도록 하여 신속히 엔진이 적정 온도 수준으로 되도록 하기 위해 사용된다.

상기한 서모스탯(56)은 왁스 팰릿형과 벨로우즈형의 2종류가 흔히 사용되며, 상기 왁스 팰릿형은 제2도에 도시된 바와 같이 팰릿(60)내에 온도에 따라 팽창하는 왁스(61)에 의해 움직이는 스핀들(62)이 스프링(63)의 힘을 이기고 원형 밸브(64)를 개폐하도록 함으로써 수온에 따른 냉각수의 흐름을 제어하도록 하고 있다.

그런데, 상기와 같은 서모스탯(56)은 구성되는 부품수가 많고 냉각수의 온도 변화에 따른 유로의 전환이 왁스(61)의 팽창에 의존하므로 그 응답 속도가 빠르지 못하다는 문제점이 있다.

즉, 엔진의 초기 시동시에는, 엔진이 완전히 적정 온도로 상승되기 전에 오픈되어 물재킷을 순환한 냉각수가 라디에이터로 유입되도록 하여 엔진의 워밍업 시간이 상승하게 되고, 엔진의 정상 가동시에는, 엔진이 과열 온도까지 상승되어야 오픈되기 때문에 상기 엔진의 과열로 인하여 각종 엔진 부품들이 쉽게 마모되어 엔진의 내구성이 약화되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구성으로 유로의 전환이 가능하도록 하며 아울러 냉각수의 온도 변환에 즉각적으로 대응할 수 있는 응답성을 갖춘 엔진의 냉각수 유로 전환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 수냉식 엔진 냉각장치를 도시한 구성도.

제2도는 종래의 왁스 팰릿형 서모스탯을 도시한 구조도.

제3도는 본 고안에 따른 엔진의 냉각수 유로 전환장치를 도시한 구성도로서,

제3a도는 전체적인 구성도.

제3b도는 밸브수단의 상세한 정면도.

제3c도는 제2b도에 도시된 밸브수단의 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 물재킷 2 : 라디에이터

3 : 라디에이터 관로 4 : 수온센서

5 : 밸브판 6 : 스텝 모터

7 : ECU

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 엔진의 냉각수 유로 전환장치는 엔진의 물재킷으로부터 배출되는 냉각수가 라디에이터로 흐르도록 하는 라디에이터 관로를 개폐하는 밸브수단과, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서와, 상기 수온센서의 신호에 따라 상기 밸브수단을 조작하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

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

제3도는 본 고안에 따른 엔진의 냉각수 유로 전환장치를 도시한 것으로서, 엔진의 물재킷(1)으로부터 배출되는 냉각수가 라디에이터(2)로 흐르도록 하는 라디에이터 관로(3)를 개폐하는 밸브수단과, 엔진을 순환하는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(4)와, 상기 수온센서(4)의 신호에 따라 상기 밸브수단을 조작하는 제어수단으로 구성된다.

여기서, 상기 밸브수단은 제3b도와 제3c도에 도시된 바와 같이 라디에이터 관로(3)의 내부에 회전 가능하게 설치된 밸브판(5)과, 상기 제어수단의 제어신호를 입력받아 상기 밸브판(5)을 일정 각도씩 회전시키는 스텝 모터(6)로 구성된다.

또한, 상기 제어수단은 수온센서(4)의 출력을 입력받아 상기 밸브수단의 스텝 모터(6)에 전기적 작동신호를 제공하는 ECU(7)로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진(1)의 물재킷을 통과하면서 엔진(1)에서 발생된 열을 흡수한 상태로 냉각수가 배출되면, 수온센서(4)는 냉각수의 온도에 대한 신호를 ECU(7)에 전달하고, 상기 ECU(7)는 상기와 같이 전달된 신호에 따라 냉각수가 라디에이터(2)를 경유하면서 냉각되어야할 지와 다시 엔진으로 재순환되면서 엔진의 온도가 정상 상태가 될 때까지 열의 방출을 막아야할 지를 결정한다.

상기와 같은 ECU(7)의 판단에 따라 라디에이터(2)를 경유하는 냉각수의 냉각작용이 요구되면, 상기 ECU(7)는 스텝 모터(6)로 전기적 작동신호를 출력하여 상기 스텝 모터(6)가 구동하도록 하는 바, 상기 스텝 모터(6)가 밸브판(5)을 일정 각도 회전시켜 라디에이터 관로(3)가 개방되도록 한다.

상기와 같이 라디에이터 관로(3)가 개방되면 물재킷(1)을 순환하면서 가열된 냉각수는 라디에이터 관로(3)를 통해 라디에이터(2)로 유입되어 냉각된 후 물펌프에 의해 물재킷(1)으로 압송되는 바 엔진을 순환하면서 냉각시키게 된다.

한편, 상기와 같이 냉각수가 라디에이터(2)를 통과하여 냉각된 후 엔진으로 공급되어 상기 엔진을 순환하는 냉각수의 수온이 하강하면 ECU(7)는 수온센서(4)를 통해 이를 감지하고, 냉각수의 냉각이 정지하여야 함을 판단한다.

즉, 상기 ECU(7)는 스텝 모터(6)로 전기적 작동신호를 출력하는 바, 상기 스텝 모터(6)가 밸브판(5)을 일정 각도 회전시켜 라디에이터 관로(3)가 폐쇄되도록 한다.

상기와 같이 라디에이터 관로(3)가 폐쇄되면 물재킷(1)을 순환한 냉각수는 물펌프에 의해 압송되어 다시 물재킷(1)으로 공급되고, 상기 물재킷(1)을 순환하면서 엔진에 의해 가열된다.

이상과 같이, 본 고안은 수온센서(4)에 의해 전해지는 정보에 따라 ECU(7)가 전기적 작동신호를 스텝 모터(6)에 전달함으로써, 냉각수의 유로 전환이 순간적으로 이루어질 수 있으므로 온도 변화에 따른 냉각수 유로 전환의 응답성이 크게 향상되어 엔진의 워밍업 시간이 단축됨과 아울러 상기 엔진의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 엔진의 냉각상태를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단에 의해 감지된 바에 따라 엔진의 냉각능력을 조절하는 냉각능력조절수단을 포함하는 엔진의 냉각수 유로 전환장치에 있어서, 상기 감지수단은 엔진을 순환하는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서이고, 상기 냉각능력조절수단은 라디에이터 관로의 내부에 회전 가능하게 설치된 밸브판과, 상기 밸브판을 일정 각도씩 회전시키는 스텝모터와, 상기 수온센서의 신호에 따라 상기 밸브판이 회전되도록 상기 스텝모터를 조작하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각수 유로 전환장치.