KR20020049063A - 크랭크저널 마모 방지장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤차량의 초기시동시에 크랭크저널의 마모를 방지하며, 시동성을 향상시킬 수가 있으며, 또한 주행시의 엔진 과열을 방지할 수 있는 크랭크저널 마모 방지장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 오일펌프(10)와, 오일필터(20)로 구성되어 엔진블록(30)의 메인오일 갤러리(31)에 윤활유를 공급하여 순환시키는 윤활장치에 있어서, 상기 오일필터(20)와 메인오일 갤러리(31) 사이에서 분기되는 제1오일관로(110) 및 제2오일관로(120)에 의해 연결되며, 탄성체(130)에 의해 탄성적으로 유지되는 피스톤(140)이 구비된 오일탱크(100)와; 제1체크밸브(210)가 구비되어 상기 오일탱크(100)에 연결되는 공기탱크(200)와; 상기 제1오일관로(110)에 구비되는 제2체크밸브(150)와; 상기 제2체크밸브(150)와, 상기 오일탱크(100)의 관로 사이에 구비되어 관로를 가열하기 위한 예열수단(160)과; 상기 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 제어하기 위한 제어유니트(300)로 구성되어, 시동초기에 오일 점도를 작게 하여 마모현상을 방지할 수가 있으며, 또한 엔진의 난기가 신속히 이루어지도록 함에 따라 차량의 초기 시동성을 향상시킬 수가 있으며, 주행시에는 엔진이 과열되는 것을 방지할 수가 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Description

크랭크저널 마모 방지장치 및 그 제어방법{Apparatus for preventing abrasion of crankshaft journal and method for controlling thereof}

본 발명은 크랭크저널 마모 방지장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 디젤차량의 초기시동시에 크랭크저널의 마모를 방지하며, 시동성을 향상시킬 수가 있으며, 또한 주행시의 엔진 과열을 방지할 수 있는 크랭크저널 마모 방지장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

차량의 엔진은 엔진 내부의 마찰저항을 저감함과 동시에 엔진 내부의 냉각을 위하여 엔진 오일이 주입되어 있다. 엔진의 윤활방식에는 오일펌프에 의한 압송과 주요운동부분의 비산에 의한 것이 있으며, 일반적으로는 엔진 오일을 엔진 하부의 오일팬에 모아 이것을 오일펌프를 이용하여 크랭크 저널 및 메인베어링에 오일 관로가 형성되어 운전자가 시동을 걸게 되면 오일펌프가 회전하여 주요부분에 오일을 보내게 된다.

엔진의 성능향상을 위하여 초기에 오일이 신속히 예열되어 각 주요부분에 공급되는 것이 바람직하다. 특히, 동계시에는 오일의 점도가 크게 되므로 원활한 윤활이 이루어지지 못하게 된다. 즉, 시동전에는 크랭크 저널과 베어링 사이의 오일이 오일팬으로 흘러내린 상태이므로 오일 격막이 없게 되며, 따라서 시동시 시동이 원활히 이루어지지 못하게 되며, 크랭크 저널과 메인 베어링의 마모가 발생하게 된다. 이와 같은 시동초기의 오일격막의 부족이 크랭크 저널 마모의 중요 원인이 되게 된다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 첫 번째 목적은, 특히 동계시와 같이 오일의 점도가 큰 시동초기 상태의 오일의 점도를 낮게 하여신속히 윤활이 이루어질 수 있도록 시동초기에 엔진오일을 예열할 수 있는 수단을 제공하여 초기시동시에 발생하는 마모현상을 저감시키고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 장치를 이용하여 시동초기에 엔진이 신속히 적정 온도에서 동작할 수 있도록 시동초기에 엔진을 난기하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명의 장치를 이용하여 주행시에 엔진이 과열되는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 크랭크저널 마모 방지장치의 구성을 보여주는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법의

실시예를 보여주는 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법의 다른

실시예를 보여주는 흐름도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 오일펌프20 : 오일필터

30 : 엔진블록100 : 오일탱크

101 : 냉각핀110 : 제1오일관로

120 : 제2오일관로130 : 탄성체

140 : 피스톤150 : 제2체크밸브

200 : 공기탱크210 : 제1체크밸브

본 발명은 오일펌프와, 오일필터로 구성되어 엔진블록의 메인오일 갤러리에 윤활유를 공급하여 순환시키는 공지의 윤활장치에 있어서, 오일필터와 메인오일 갤러리 사이에서 분기되어 구비되는 오일공급수단으로 구성된다. 상기 오일공급수단의 출력단에 해당하는 오일관로에는 시동전에 오일관로를 예열할 수 있는 예열수단을 구비하여, 차량이 크랭킹되기 전에 제어부에 의해 오일공급수단이 예열된 상태의 오일을 엔진의 주요부분에 공급하도록 구성된다. 상기 오일공급수단에는 주행시에 오일을 냉각할 수 있는 냉각수단을 추가로 구비함에 따라 엔진이 과열되는 경우에는 제어부의 제어에 의해 냉각된 오일을 엔진의 주요부분에 공급하도록 한다.

1은 본 발명의 크랭크저널 마모 방지장치의 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 크랭크저널 마모 방지장치는, 오일펌프(10)와, 오일필터(20)로 구성되어 엔진블록(30)의 메인오일 갤러리(31)에윤활유를 공급하여 순환시키는 윤활장치에 있어서, 상기 오일필터(20)와 메인오일 갤러리(31) 사이에서 분기되는 제1오일관로(110) 및 제2오일관로(120)에 의해 연결되며, 탄성체(130)에 의해 탄성적으로 유지되는 피스톤(140)이 구비된 오일탱크(100)와; 제1체크밸브(210)가 구비되어 상기 오일탱크(100)에 연결되는 공기탱크(200)와; 상기 제1오일관로(110)에 구비되는 제2체크밸브(150)와; 상기 제2체크밸브(150)와, 상기 오일탱크(100)의 관로 사이에 구비되어 관로를 가열하기 위한 예열수단(160)과; 상기 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 제어하기 위한 제어유니트(300)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 오일탱크(100)는 피스톤(140)이 구비되며, 이 피스톤(140)은 오일탱크(100) 내에서 코일스프링과 같은 탄성체(130)에 의해 탄성적으로 유지된 상태에 있게 된다.

상기 공기탱크(200)는 압축된 공기를 저장하게 되며, 제1체크밸브(210)가 구비되어 상기 오일탱크(100)와 연결되게 된다. 제1체크밸브(210)를 개방하게 되면, 압축공기가 오일탱크(100) 내로 전달되게 되며, 탄성체(130)에 반력이 작용하도록 피스톤(140)을 가압하게 된다. 오일탱크(100)의 출력측 오일관로에는 제2체크밸브(150)가 구비되게 되며, 상기 제1체크밸브(150)가 개방된 상태에서 제2체크밸브(150)를 개방하게 되면, 공기탱크(200)의 압축공기에 의해 가압된 피스톤(140)의 작용에 의해 일정한 압력을 가지고 오일탱크(100)로부터 오일이 송출되게 된다.

상기 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)는 제어부(300)와 연결되어 제어부(300)의 제어에 의해 '개방' 또는 '폐쇄'되게 된다.

상기 예열수단(160)은 상기 제2체크밸브(150) 전 단계인 오일탱크(100)의 출력측 오일관에 구비되게 되며, 오일관로의 외측을 감싸도록 구비되는 열선과, 이 열선이 적열될 수 있도록 배선된 전류원으로 구성될 수가 있다. 예열수단(160)은 제어부(300)에 의해 '온/오프'되게 된다.

상기 오일탱크(100)의 외측에는 냉각핀(101)이 추가로 구성되어, 주행시에 오일탱크(100)에는 냉각된 오일이 저장되게 된다.

도면의 미설명 부호 30은 엔진블록이며, 31은 메인오일 갤러리이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 크랭크저널 마모 방지장치를 이용한 제어방법을 보여주는 도면으로, 도 2는 본 발명에 따른 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법의 한 가지 실시예를 보여주는 흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법의 실시예를 보여주는 흐름도이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법은 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어방법의 제1실시예는 다음과 같다.

제1단계(S10)는 이그니션 스위치가 '온' 상태가 되면(S11), 제어유니트(300)에 의해 예열수단(160)을 '온' 상태로 하는 단계(S12)와, 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 개방하는 단계(S13)로 구성된다.

제2단계(S20)는 제어유니트(300)에 의해 상기 예열수단(160)을 '오프'하며,상기 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 폐쇄하는 제2단계(S20)로 구성된다.

이와 같이 구성된 제어방법의 제1실시예는, 이그니션 스위치가 '온'상태가 되면, 제어유니트(300)에 의해 예열수단이 '온' 상태가 되므로, 오일탱크(100)의 출력관로에 있는 오일을 예열하게 되며, 다음으로 제1체크밸브(210)와 제2체크밸브(150)가 개방됨에 따라 예열된 상태의 오일이 메인오일 갤러리를 통하여 엔진의 각 주요부분으로 공급되게 된다. 다음으로 예열수단(160)을 '오프'하게되며, 제1체크밸브(210)와 제2체크밸브(150)를 폐쇄하게 된다. 다음으로, 제1체크밸브(210)와 제2체크밸브(150)가 폐쇄됨에 따라 오일탱크(100) 내의 피스톤(140)은 탄성체(130)의 복원력에 의해 다시 원위치로 복귀되며, 이그니션 스위치가 '스타트'됨에 따라 오일탱크(100)에는 오일펌프(10)에서 송출되는 오일에 의해 충만되게 된다.

이와 같이 구성됨에 따라 시동초기에 엔진의 주요부분에 공급되는 오일을 예열함으로써 오일의 점도를 작게 하여 크랭크저널과 베어링 등의 마모현상을 방지할 수가 있게 된다.

본 발명의 제어방법의 제2실시예는 다음과 같다.

본 발명의 제어방법의 제2실시예는 상술한 제1실시예의 과정 이후로 이루어지게 된다.

제3단계(S30)는 차량의 냉각수에 구비된 수온센서부에 의해 수온을 측정하는 단계이다.

제4단계(S40)는 수온센서부에 의해 측정된 수온을 기설정된 기준온도과 비교하는 단계이다.

제5단계(S50)는 제4단계(S40)에서 측정된 수온이 기준온도보다 낮으면, 제어유니트(300)에 의해 제2체크밸브(150)를 개방하는 단계(S51)와, 엔진 예열플러그로의 전원을 차단하는 단계(S52)와, 예열수단을 '온' 상태로 하는 단계(S53)로 이루어지게 된다.

제6단계(S60)는 수온센서부에 의해 측정된 수온을 기준온도의 비교하는 단계(S61)와, 측정된 온도가 기준온도보다 낮으면 상기 제5단계(S50)를 반복하며, 기준온도보다 높으면 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 폐쇄하는 단계(S62)와, 엔진예열플러그의 전원을 공급하는 단계(S63)와, 예열수단을 '오프'하는 단계(S64)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 제2실시예의 제어방법은 수온센서부에 의해 수온을 측정하게 되며, 측정된 수온이 기준온도보다 낮게 되면, 엔진의 난기성능을 향상하기 위하여 제어부(300)에 의해 제1체크밸브(210)와 제2체크밸브(150)가 개방되어, 제1실시예에서 상술한 바와 같이 오일탱크(100)의 예열된 오일이 송출되어 엔진을 난기하게 되며, 제어부(300)에 의해 엔진 예열플러그에 전원을 단속하는 스위칭을 조작하여 전원을 차단하게 된다. 이 과정은 수온의 온도가 기설정된 온도이상이 될때까지 지속되어 기준온도 이상이 되면, 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 폐쇄하게 되며, 엔진 예열플러그의 전원공급을 수행하게 되며, 예열수단을 '오프'하게 된다.

이와 같이 구성됨에 따라 시동초기에 엔진의 난기성을 확보할 수가 있게 되어, 적정 온도 이상에서 엔진이 동작하게 되므로 차량성능을 향상시킬 수가 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어방법의 제3실시예는 다음과 같다.

본 발명의 제어방법의 제3실시예는 주행시의 엔진과열을 방지하기 위한 것으로, 제1-1단계(R10)는 차량 주행상태에서 수온센서부에 의해 수온을 측정하는 단계이다.

제2-1단계(R20)는 수온센서부에 의해 측정된 수온을 기설정된 기준온도과 비교하여 기준온도보다 낮으면, 상기 제1-1단계(R10)를 반복하는 단계(R21)와, 측정된 수온이 기준온도보다 높으면, 제어유니트(300)에 의해 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 개방하는 제2-1단계(R22)로 이루어진다.

제3-1단계(R30)는 측정된 수온이 설정된 기준온도보다 낮은 가를 판단하는 단계(R31)와, 상기 제1체크밸브(210) 및 제2체크밸브(150)를 폐쇄하는 단계(R32)로 구성된다.

이와 같이 구성된 제3실시예의 제어방법은 주행 중에 수온센서부에 의해 냉각수의 수온을 측정하게 되며, 기설정된 온도 이상이 되면 오일탱크(100)의 냉각된 상태의 오일을 송출하여 엔진을 냉각하도록 하는 것이다. 주행상태에서는 오일탱크(100)의 외측에 다 수의 냉각핀(101)이 구비됨에 따라 오일이 냉각 상태로 유지되게 된다. 이와 같은 과정은 수온이 기설정된 온도 이하가 될때까지 수행된다. 제3실시예에서는 예열수단은 동작하지 않게 된다.

이와 같이 구성됨에 따라 주행시에 엔진의 과열을 방지할 수가 있게 된다.

이상과 같은 본 발명은 시동초기에 오일 점도를 작게 하여 크랭크저널 및 베어링 등의 마모현상을 방지할 수가 있으며, 또한 엔진의 난기가 신속히 이루어지도록 함에 따라 차량의 초기 시동성을 향상시킬 수가 있으며, 주행시에는 엔진이 과열되는 것을 방지할 수가 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 오일펌프와, 오일필터로 구성되어 엔진블록의 메인오일 갤러리에 윤활유를 공급하여 순환시키는 윤활장치에 있어서,

   상기 오일필터와 메인오일 갤러리 사이에서 분기되는 제1오일관로 및 제2오일관로에 의해 연결되며, 탄성체에 의해 탄성적으로 유지되는 피스톤이 구비된 오일탱크와;

   제1체크밸브가 구비되어 상기 오일탱크에 연결되는 공기탱크와;

   상기 제1오일관로에 구비되는 제2체크밸브와;

   상기 제2체크밸브와, 상기 오일탱크의 관로 사이에 구비되어 관로를 가열하기 위한 예열수단과;

   상기 제1체크밸브 및 제2체크밸브를 제어하기 위한 제어유니트로 구성되는 것을 특징으로 하는 크랭크저널 마모 방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오일탱크의 외측에는 냉각핀이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 크랭크저널 마모 방지장치.
3. 제 1항의 크랭크저널 마모 방지장치를 제어하는 방법에 있어서,

   이그니션 스위치가 '온' 상태가 되면 제어유니트에 의해 예열수단을 '온' 상태로 하며, 제1체크밸브 및 제2체크밸브를 개방하는 제1단계와;

   제어유니트에 의해 상기 예열수단을 '오프'하며, 상기 제1체크밸브 및 제2체크밸브를 폐쇄하는 제2단계로 구성되어 크랭킹이 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2단계 다음으로 수온센서부에 의해 수온을 측정하는 제3단계와;

   수온센서부에 의해 측정된 수온을 기설정된 기준온도과 비교하는 제4단계와;

   제4단계에서 측정된 수온이 기준온도보다 낮으면, 제어유니트에 의해 제2체크밸브를 개방하며, 엔진예열플러그로의 전원을 차단하며, 예열수단을 '온' 상태로 하는 제5단계와;

   수온센서부에 의해 측정된 수온을 기준온도의 비교하여 기준온도보다 낮으면 상기 제5단계를 반복하며, 기준온도보다 높으면 상기 제1체크밸브 및 제2체크밸브를 폐쇄하며, 엔진예열플러그의 전원을 공급하며, 예열수단을 '오프'하는 제6단계로 구성되어, 엔진의 난기성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법.
5. 제 2항의 크랭크저널 마모 방지장치를 제어하는 방법에 있어서,

   차량의 주행상태에서 수온센서부에 의해 수온을 측정하는 제1-1단계와;

   수온센서부에 의해 측정된 수온을 기설정된 기준온도과 비교하여, 기준온도보다 낮으면, 상기 제1-1단계를 반복하며, 기준온도보다 높으면, 제어유니트에 의해 제1체크밸브 및 제2체크밸브를 개방하는 제2-1단계와;

   측정된 수온이 설정된 기준온도보다 낮게 되면, 상기 제1체크밸브 및 제2체크밸브를 폐쇄하는 제3-1단계로 구성되어,

   주행 시에 엔진의 과열을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 크랭크저널 마모 방지장치의 제어방법.