KR20020004610A - 자동차의 엔진 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진 냉각구조에 관한 것으로, 엔진(1)으로부터 라디에이터(2)로 냉각수가 흘러들어가는 출수관(3)의 중간부분과 이 출수관(3)입구의 측부를 연결하는 보조출수관(7)이 형성되고, 이 보조출수관(7)에 냉각수압에 의해 개폐되는 체크밸브(8)가 설치되는 구조로 이루어져, 상기 출수관(3)의 입구에 설치된 서머스탯(6)이 고장나도 보조출수관(7)을 통하여 냉각수가 라디에이터(2)쪽으로 흐를 수 있게 됨으로써 엔진의 과열을 방지할 수 있게 된다.

Description

자동차의 엔진 냉각구조{a cooling structure of engine for a vehicle}

본 발명은 자동차의 엔진 냉각구조에 관한 것으로, 특히 서모스탯이 고장나도 라디에이터 쪽으로 냉각수를 순환시킬 수 있게 되어 엔진의 과열을 방지할 수 있도록 된 자동차의 엔진 냉각구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 내부에서 연료가 폭발되어 발생하는 힘으로 작동되는 것이므로 항상 고온으로 가열되며, 엔진이 지나치게 가열될 경우에는 연료의 이상점화현상이 일어날 뿐만 아니라, 엔진내부의 섭동부를 윤활하는 오일의 윤활성이 저하되어 엔진작동이 원활히 이루어지지 않게 되고, 심할 경우 구성부품들이 열변형 또는 소착되어 엔진작동이 불가하게 되는 치명적 손상이 발생하게 된다.

따라서, 엔진의 과열을 막기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진(1)에 냉각수로를 형성하고, 이 냉각수로를 출수관(3)과 입수관(4)을 매개로 엔진의 전방에 위치한 라디에이터(2)에 연결하며, 라디에이터(2)의 하부에 연결된 입수관(4)출구에 워터펌프(5)를 설치하고, 엔진(1)에서 냉각수가 빠져나가는 출수관(3)의 입구에는 서머스탯(6)이 설치되며, 라디에이터(2)의 후방에 외기를 보다 잘 빨아들일 수 있도록 팬이 설치된 구조를 적용하였었다.

따라서, 엔진(1)에서 가열된 냉각수의 온도가 약 85℃정도가 되면 서머스탯(6)이 개방되어 냉각수가 라디에이터(2)를 통과하여 외기와 열교환하며 방열한후 다시 엔진(1)으로 돌아가는 순환작용에 의하여 엔진(1)을 계속적으로 냉각할 수 있도록 되어 있으며, 워터펌프(5)는 냉각수를 강제순환시킴으로써 냉각수에 의한 엔진냉각성을 보다 향상시키도록 되어 있고, 팬은 많은 양의 외기가 라디에이터(2)를 지날 수 있게 함으로써 냉각수를 활발히 냉각시켜 역시 엔진냉각성을 향상시키도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 엔진 냉각구조에서는 서모스탯(6)이 고장날 경우 엔진(1)측의 냉각수온이 85℃가 넘어도 관로가 개방되지 않으므로, 냉각수가 엔진(1)내에서만 순환되어 온도가 계속 상승되므로 결국에는 엔진이 과열되어 손상되는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 상기 서모스탯(6)은 고장이 나도 엔진과열현상이 일어난 후에야 알 수 있으므로 이 또한 하나의 문제점이었다.

그리고, 상기 서모스탯은 주로 온도에 의한 열팽창률의 차를 이용한 것이기 때문에 서모스탯이 온도변화에 반응하는 시간이 신속하지 못하여, 급격하게 엔진출력이 증가되어 엔진냉각수의 온도가 급상승하게 될 경우에는 이에 적절히 대응하지 못하여 엔진이 과열될 수 밖에 없는 실정이었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 서모스탯이 고장나도 엔진의 냉각수가 라디에이터쪽으로 흐를 수 있게 되며, 엔진이 과열되기전 서모스탯의 고장유무를 알 수 있게 되고, 엔진출력의 급상승으로 인해 냉각수가 급가열되어도 이에 신속히 대응할 수 있도록 된 자동차의 엔진 냉각구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 자동차 엔진의 개략도,

도 2a는 본 발명의 요부인 체크밸브가 닫혀 있는 상태의 단면도,

도 2b는 도 2a의 체크밸브가 열려 있는 상태의 단면도,

도 3은 도 1의 대응도로서, 종래 기술에 따른 냉각구조가 적용된 자동차 엔진의 개략도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 엔진, 2 : 라디에이터,

3 : 출수관, 4 : 입수관,

5 : 워터펌프, 6 : 서머스탯,

7 : 보호출수관, 8 : 체크밸브,

8a : 지지대, 8b : 스프링,

8c : 밸브판, 9 : 흐름감지센서,

10 : 경고등.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 냉각수로에 출수관과 입수관을 매개로 라디에이터가 연결되고, 입수관의 출구측에 워터펌프가 설치되고,상기 출수관의 입구에 서머스탯이 설치되며, 라디에이터의 후방에 팬이 설치되는 구조로 이루어진 자동차의 엔진 냉각구조에 있어서, 상기 엔진의 상부에 출수관에 연결되는 보조출수관이 형성되고, 이 보조출수관의 입구에 압력에 따라 개폐되는 체크밸브가 설치되는 한편, 보조출수관에는 흐름감지센서가 설치되고, 이 흐름감지센서는 차내에 설치된 경고등에 연결되는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 서모스탯이 고장나서 출수관으로 냉각수가 흐르지 못하게 되어도 보조출수관을 통해 냉각수가 흘러서 라디에이터 쪽으로 흐르게 되므로 엔진의 냉각수순환이 계속적으로 이루어져 엔진과열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 엔진 냉각구조의 개략 구성도로서, 본 발명은 엔진(1)에 냉각수통로가 형성되고, 이 냉각수 통로의 상부에 출수관(3)이 연결되고 하부에는 입수관(4)이 연결되며, 이 출수관(3)과 입수관(4)의 타단은 각각 라디에이터(2)의 상부와 하부에 연결되며, 입수관(4)의 출구측에 냉각수를 강제순환시키는 워터펌프(5)가 설치되고, 상기 출수관(3)의 입구에 냉각수온이 약 85℃를 전후하여 개폐되는 서머스탯(6)이 설치되며, 라디에이터(2)의 후방에 팬이 설치된 자동차의 엔진 냉각구조에 있어서, 상기 출수관(3)의 입구측부와 출수관(3)의 중간부분을 연결하는 보조출수관(7)이 형성되고, 이 보조출수관(7)의 입구에는 체크밸브(8)가 설치된 구조로 이루어져 있다.

또한, 상기 체크밸브(8)는 도 2a에 도시된 바와 같이 보조출수관(7)의 내부에 고정설치된 지지대(8a ; 지지대는 보조출수관의 중앙에 설치되며, 외주의 3∼4개소가 보조출수관의 내벽에 고정된 것으로 이 고정부분의 사이는 빈 공간으로서 냉각수가 흐를 수 있도록 되어 있다.)에 스프링(8b)이 설치되고, 이 스프링(8b)의 단부에 밸브판(8c)이 냉각수흐름방향에 수직상태로 고정되는 구조로 되어 있으며, 상기 지지대(8a)의 외측 보조출수관(7)벽에는 냉각수의 흐름을 감지하는 흐름감지센서(9)가 설치되고, 이 흐름감지센서(9)는 차량의 실내에서 운전자가 바라보기 용이한 위치에 설치된 경고등(10)에 연결된다.

상기 체크밸브(8)의 평소상태는 도 2a에 도시된 바와 같이 스프링(8b)에 의해 밸브판(8c)이 밀려져 냉각수의 통로를 막고 있는 상태이고, 이후 냉각수의 온도가 상승되어 그 압력이 상승되면, 이 압력에 의해 도 2b에 도시된 바와 같이 밸브판(8c)이 밀려져 냉각수통로가 개방되어 냉각수가 보조출수관(7)을 통해 흐르게 된다.

따라서, 엔진(1)이 계속 운전되어 냉각수온이 85℃이상이 되었음에도 불구하고 서머스탯(6)이 고장나서 냉각수가 라디에이터(2)쪽으로 흐르지 못하게 되었을 경우, 냉각수온이 더욱 상승하게 되면 이에 수반하여 냉각수의 압력이 상승하였을 때 이 압력에 의하여 전술한 바와 같이 상기 체크밸브(8)의 밸브판(8c)이 밀려져 보조출수관(7)이 개방되어지므로, 이 보조출수관(7)을 통해 냉각수가 라디에이터(2)쪽으로 흘러 방열할 수 있게 되고, 이후 냉각된 냉각수가 입수관(4)을 통해 엔진(1)으로 돌아와 엔진(1)을 냉각시킬 수 있게 되어 엔진(1)이 계속 가열되어 과열되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 서머스탯(6)이 고장은 나지 않았으나 엔진의 출력이 급상승하여순간적으로 냉각수온이 상승될 경우에는 서머스탯(6)의 특성상 순간적인 온도변화에 민감하게 반응하여 냉각수로를 개방할 수는 없어서 엔진이 과열되게 되는데, 이때도 상기 체크밸브(8)는 온도와 더불어 순간적으로 상승된 냉각수압력에 즉각 반응하여 보조출수관(7)을 개방함으로써 냉각수의 라디에이터 쪽 순환이 가능해져 엔진이 더 이상 급가열 되지 않게 된다.

한편, 상기 보조출수관(7)에 설치된 흐름감지센서(9)는 보조출수관(7)을 통해 냉각수가 흐르면 이를 감지하여 경고등(10)에 신호를 보내고, 감지신호를 받은 경고등(10)은 점멸하도록 되어 있어서, 운전자는 현재 냉각수가 정상적인 출수관(3)이 아닌 보조출수관(7)을 통하여 흐르고 있음을 알 수 있는바, 자신이 운전조작하여 엔진출력을 급상승시킴으로써 냉각수온과 수압이 급상승되어 보조출수관(7)으로 냉각수가 흐르게 된 것이 아니라면 서머스탯(6)이 고장나서 작동하지 않고 있음을 알 수 있으므로 더 이상 보조수단인 체크밸브(8)에 의존하지 않고 즉시 정비소를 찾아가 서머스탯(6)을 교체할 수 있으므로, 엔진손상전에 서머스탯(6)의 고장을 알 수 있고 교체할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 엔진으로부터 라디에이터쪽으로 냉각수가 흐르는 냉각수로에 있어서 서머스탯을 우회하는 보조출수관이 형성되고, 이 보조출수관은 냉각수의 온도가 아닌 온도상승에 따라 증가하는 압력에 의해 개폐작동됨으로써 서머스탯이 고장나거나 또는 냉각수온 급상승시 서머스탯이 미처 작동하기 전에도 냉각수가 라디에이터 쪽으로 흐를 수 있게 됨으로써 냉각수온이계속적으로 상승되지 않게 되어 엔진의 과열을 방지할 수 있고, 또한 보조출수관에 냉각수가 흐르게 되면 센서와 경고등의 작동으로 운전자가 이를 보고 자신의 운전조작과 종합판단하여 엔진의 과열현상이 일어나기 전에 서머스탯의 고장을 미리 알 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 엔진(1)의 냉각수로에 출수관(3)과 입수관(4)을 매개로 라디에이터(2)가 연결되고, 상기 입수관(4)의 출구측에 워터펌프(5)가 설치되며, 상기 출수관(3)의 입구에 서머스탯(6)이 설치되며, 상기 라디에이터의 후방에 팬이 설치되는 구조로 이루어진 자동차의 엔진 냉각구조에 있어서,

   상기 엔진(1)의 상부에 출수관(3)에 연결되는 보조출수관(7)이 형성되고, 이 보조출수관(7)의 입구에 압력에 따라 개폐되는 체크밸브(8)가 설치되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 냉각구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 체크밸브(8)는 외주부의 3∼4개소가 보조출수관(7)의 내벽에 고정되어 냉각수의 흐름이 가능하도록 보조출수관(7)의 중앙에 설치된 지지대(8a)와, 이 지지대(8a)에 일단이 고정된 스프링(8b)과, 이 스프링(8b)의 타단에 고정되어 보조출수관(7)의 냉각수 유입구를 개폐하는 밸브판(8c)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 냉각구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 보조출수관(7)의 내벽에 흐름감지센서(9)가 설치되고, 이 흐름감지센서(9)는 보조출수관(7)으로 냉각수가 흐를 경우 차량의 실내에 설치된 경고등(10)을 점멸시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 엔진 냉각구조.