KR20020031642A - 엔진 웜업 장치 - Google Patents

Abstract

엔진 웜업(engine worm-up) 장치가 개시된다. 개시된 엔진 웜업 장치는, 일측에 냉각수가 지날 수 있도록 워터 재킷을 형성한 실린더 블록 및 실린더 헤드가 구비되는 엔진과; 상기 워터 재킷에 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액이 밀봉되어 설치된 재킷과; 상기 워터 재킷에 설치되어 전류를 공급받는 전자석과; 상기 실린더 헤드의 냉각수 통로 출구 일측에 설치되어 냉각수 온도를 검출하고 상기 전자석의 작동 여부를 판단토록 하는 냉각수온센서와; 상기 전자석에 의해 충격이 가해지도록 상기 재킷 내에 설치되어 상기 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액이 결정화되도록 하는 금속편과; 상기 엔진이 장착되는 차량에 설치되어 상기 전자석에 공급되는 전류를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 외기 온도가 낮을 때에 차량의 시동성을 향상시켜 주는 이점이 있다.

Description

엔진 웜업 장치{WORM-UP APPARATUS OF ENGINE}

본 발명은 엔진 웜업(engine worm-up) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아세트산 3수화물 과포화 용액을 이용하여 외기 온도가 낮을 경우 차량의 시동성을 향상시키기 위해 그 구조가 개선된 엔진 웜업 장치에 관한 것이다.

차량은 엔진이 어느 정도 회전하여 웜업이 이루어져야 비로소 원활한 운전이가능하다.

이와 같이 엔진의 웜업이 이루어지기 위한 엔진 웜업 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10)과, 상기 엔진(10)의 전방 일측에 설치되어 엔진(10)의 실린더 블록과 실린더 헤드의 냉각수 통로에서 열을 흡수한 냉각수를 냉각시키게 하는 라디에이터(21)와, 상기 엔진(10) 시동 후 가능한 한 신속하게 수온을 올리기 위한 써모스탯(미도시)과, 상기한 냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프(11)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 엔진 웜업 장치는, 엔진(10) 시동시 써모스탯이 닫혀있고, 엔진(10)의 연소열에 의해 냉각수가 소정 온도로 상승될 때까지 냉각수의 순환을 억제한다. 그리고 엔진(10) 웜업시 써모스탯이 닫혀 엔진(10)의 발생열에 의해 냉각수가 일정 온도까지 데워진다.

그런데 이와 같이 작동되는 종래의 엔진 웜업 장치는, 겨울철이나 극한지 등과 같이 외기 온도가 낮을 경우, 차량 초기 시동시 엔진(10)의 발열이 없어 엔진(10) 내부의 윤활장치 등의 작동 오일의 응고로 엔진(10) 내부의 기계적 마찰 손실과, 엔진(10)시동 및 각 작동부의 윤활이 원활하지 못하여 시동이 지연되거나, 잘 걸리지 않게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 겨울철 등의 외기 온도가 낮을 경우에도 엔진 시동 성능 및 윤활 성능이 향상되도록 한 엔진 웜업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 엔진 웜업 장치의 구성을 나타낸 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 엔진 웜업 장치의 구성을 나타낸 도면.

도 3은 도 2의 작동 상태를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 4는 아세트산 나트륨 3수화물의 화학반응 공정을 나타내 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30. 엔진31. 워터 재킷

35. 냉각수온센서

41. 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액

42. 재킷43. 전자석44. 금속편

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 웜업 장치는, 일측에 냉각수가 지날 수 있도록 워터 재킷을 형성한 실린더 블록 및 실린더 헤드가 구비되는 엔진과; 상기 워터 재킷에 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액이 밀봉되어 설치된 재킷과; 상기 워터 재킷에 설치되어 전류를 공급받는 전자석과; 상기 실린더 헤드의 냉각수 통로 출구 일측에 설치되어 냉각수 온도를 검출하고 상기 전자석의 작동 여부를 판단토록 하는 냉각수온센서와; 상기 전자석에 의해 충격이 가해지도록 상기 재킷 내에 설치되어 상기 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액이 결정화되도록 하는 금속편과; 상기 엔진이 장착되는 차량에 설치되어 상기 전자석에 공급되는 전류를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 엔진 웜업 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 엔진 웜업 장치의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 웜업 장치는, 일측에 냉각수가 지날 수 있도록 워터 재킷(31)을 형성한 실린더 블록(32) 및 실린더 헤드(33)가 구비되는 엔진(30)과, 상기 워터 재킷(31)에 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액(41)이 밀봉되어 설치된 재킷(42)과, 상기 워터 재킷(31)에 설치되어 전류가 공급되는 전자석(43)과, 상기 냉각수 통로(34) 출구 일측에 설치되어 냉각수 온도를 검출하고상기 전자석(43)의 작동 여부를 판단토록 하는 냉각수온센서(35)와, 상기 전자석(43)에 의해 충격이 가해지도록 재킷(42) 내에 설치되어 상기 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액(41)이 결정화되도록 하는 금속편(44)과, 엔진(30)이 장착되는 차량에 설치되어 상기 전자석에 공급되는 전류를 제어하는 ECU(미도시)를 포함하여 구성된다.

그리고 도 에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(30)의 전방 일측에 설치되어 워터 재킷(31)에서 열을 흡수한 냉각수를 순환시켜 냉각되게 하는 라디에이터(51)와, 엔진(30)의 일측에 설치되어 냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프(미도시)와, 상기 실린더 헤드(33)의 냉각수 통로(34) 출구에 설치되어 엔진(30) 부의 냉각수 온도 변화에 따라 자동적으로 냉각수 통로(34)를 개폐하는 써모스탯(미도시)이 구비된다.

또한, 상기 전자석(43)은 워터 재킷(31) 내부에 설치되고, 상기 금속편(44)은 전자석(43) 양측으로 워터 재킷(31)의 외부에 설치된다.

한편 도 2에서 설명되지 않은 참조부호 36은 실린더를 나타낸 것이다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엔진 웜업 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 엔진 웜업 장치의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.

도면을 다시 참조하면, 차량의 시동 스위치가 온(on)되면 상기 냉각수온센서(35)가 냉각수의 온도를 측정하게 된다. 만일 측정된 냉각수 온도가 유효엔진 작동 온도보다 낮을 경우에는 상기 금속편(44)의 충격을 주기 위한 전자석(43)이 작동하게 된다.

그리고 상기 ECU에 의해 제어되는 전자석(43)의 공급 전류의 제어에 의해 전자석(43)에 의한 전자력이 작용 및 미작용을 반복하게 된다. 즉, 전자석(43)이 온(on) 및 오프(off)를 반복하게 된다. 이때 상기 전자석(43)에 전자력이 작용시에는 상기 금속편(44)이 도 3에 도시된 바와 같이, 꺾였다가 전자력이 없어지면 다시 금속편(44)의 탄성력에 의해 원래의 형상으로 돌아가게 된다. 즉, 전자력에 의한 충격이 발생되는 것이다.

또한 상기 전자석(43)에 의한 금속편(44)에 충격이 가해지면 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액(41)이 결정화되기 시작한다. 즉, 발열을 시작하게 된다. 이와 같이 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액(41)의 결정화에 따라 엔진(30) 주위의 온도가 상승하게 된다.

이에 따라 엔진(30) 내부의 윤활 계통이 원활하게 작용하게 된다. 그리고 엔진(30)이 정상적으로 작동하기 시작하면 결정으로 변했던 아세트산 나트륨 3수화물은 엔진(30)에서의 발열 열량을 받아 다시 과포화 상태로 변하게 된다.

상기한 바와 같은 아세트산 나트륨 3수화물의 화학반응 공정이 상세하게 도 4에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 아세트산 나트륨과 물을 혼합하여 58℃ 이상으로 가열하면 아세트산 나트륨(61)이 물(62)에 녹아 아세트산 나트륨 3수화물(41)이 형성되며, 완전히 전부 녹게 되는 온도는 79℃ 정도로 포화 상태를 이룬다. 아세트산 나트륨(61)의 용해는 흡열 과정으로 가열해야만 녹는다.

그리고 그 반대과정인 결정화는 발열반응이다. 즉, 녹는데 흡수되었던 열이 결정화되면서 방출되는 것이다. 예컨대 80g의 아세트산 나트륨 3수화물(41)을 사용했을 때 발생하는 열량은 약 11.6kJ이다. 즉, 물 1L를 약 2.8℃ 올리는데 필요한 열량이다.

또한 아세트산 나트륨 3수화물 용액(41)은 포화상태 이상으로 용질을 녹이고 있는 과포화 용액이다. 과포화 용액은 매우 불안정하기 때문에 약간의 자극을 주면 갑자기 응고되기 시작한다. 이런 자극을 주기 위해 필요한 것이 충격 발생용 금속편(44)이다. 이 금속편(44)을 꺾거나 하는 등의 충격으로 인해 과포화 용액 내에 아세트산 나트륨(61) 결정이 생기면서 저장하고 있던 열이 한꺼번에 방출되기 시작한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 웜업 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

겨울철 등 외기 온도가 낮을 때에 엔진 시동 성능을 향상시키고, 엔진의 윤활 성능 향상으로 엔진의 마멸을 감소시킨다. 그리고 엔진이 웜업될 때까지 시간이 짧아진다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 일측에 냉각수가 지날 수 있도록 워터 재킷을 형성한 실린더 블록 및 실린더 헤드가 구비되는 엔진과;

   상기 워터 재킷에 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액이 밀봉되어 설치된 재킷과;

   상기 워터 재킷에 설치되어 전류를 공급받는 전자석과;

   상기 실린더 헤드의 냉각수 통로 출구 일측에 설치되어 냉각수 온도를 검출하고 상기 전자석의 작동 여부를 판단토록 하는 냉각수온센서와;

   상기 전자석에 의해 충격이 가해지도록 상기 재킷 내에 설치되어 상기 아세트산 나트륨 3수화물 과포화 용액이 결정화되도록 하는 금속편과;

   상기 엔진이 장착되는 차량에 설치되어 상기 전자석에 공급되는 전류를 제어하는 ECU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 웜업 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전자석은 워터 재킷 내부에 설치되고, 상기 금속편은 상기 전자석 양측으로 상기 워터 재킷의 외부에 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 웜업 장치.