KR200245547Y1

KR200245547Y1 - Water Pump Drive System

Info

Publication number: KR200245547Y1
Application number: KR2019970044972U
Authority: KR
Inventors: 박신열
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2001-12-17
Also published as: KR19990032218U

Abstract

본 고안의 목적은 배기가스의 유동에너지를 이용하여 워터펌프를 구동하므로써 엔진출력의 손실저감에 의한 엔진출력증대를 도모한 워터펌프 구동장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a water pump driving apparatus for increasing the engine output by reducing the loss of the engine output by driving the water pump using the flow energy of the exhaust gas.

본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위하여The present invention to achieve the above object

배기가스 배출관로(9)의 도중에 마련되는 로터하우징(10)과;A rotor housing 10 provided in the middle of the exhaust gas discharge line 9;

상기 로터하우징(10)내에 회전가능하게 수용되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 로터(8)와;A rotor (8) rotatably received in the rotor housing (10) to rotate by flow energy from which exhaust gas is discharged;

상기 로터(8)와 회전축(7)으로 연결되어 임펠러 하우징(4)내에서 회전하므로써 냉각수를 엔진 내부로 압송하는 임펠러(3)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises an impeller (3) connected to the rotor (8) and the rotary shaft (7) to rotate the coolant into the engine by rotating in the impeller housing (4).

Description

Water Pump Drive

본 고안은 크랭크 축의 구동력 손실저감을 위한 워터펌프 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water pump drive device for reducing the drive force loss of the crankshaft.

실린더내의 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하지만 이 열의 상당량이 실린더, 실린더헤드, 피스톤 등에 흡수되므로 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며, 심할때는 엔진을 손상시키고 연소상태도 나빠지게 되어 노킹이나 조기 점화를 일으켜 출력을 급격히 저하시키게 된다.The temperature of the combustion gas in the cylinder reaches 2000 ℃ or more, but since much of this heat is absorbed by the cylinder, cylinder head, piston, etc., if the temperature of these parts rises excessively, the cylinder will be deformed or the oil film on the cylinder wall will be destroyed and lubricated It can be bad, and in severe cases, the engine will be damaged and the combustion will worsen, leading to knocking or premature ignition, which will drastically reduce power.

이 때문에 실린더블록과 실린더 사이 및 실린더헤드에 워터재킷을 형성하고 워터펌프를 가동시켜 워터재킷내의 물을 순환시키므로써 과열을 방지하고 적정온도로 엔진을 냉각시키고 있다.For this reason, a water jacket is formed between the cylinder block and the cylinder and the cylinder head, and the water pump is operated to circulate the water in the water jacket to prevent overheating and to cool the engine to an appropriate temperature.

워터재킷내의 냉각수를 라디에이터를 경유해서 계속하여 순환시키기 위한 워터펌프로는 통상 원심펌프가 많이 사용되며, 이 원심펌프는 중앙의 임펠러의 회전에 의해 얻어지는 원심력에 의해 물을 강제 급송하는 작용을 하는 장치로서 도 3에 도시하는 것과같이 워터펌프(임펠러)(20)의 구동은 크랭크 축 댐퍼풀리(21)에 의해 V벨트(22)로 전달받아 구동되므로써 엔진 구동력의 일부를 사용하게 된다.As a water pump for continuously circulating the cooling water in the water jacket via the radiator, a centrifugal pump is generally used. The centrifugal pump is a device that forces water by the centrifugal force obtained by the rotation of the central impeller. As shown in FIG. 3, the water pump (impeller) 20 is driven by the crankshaft damper pulley 21 and driven by the V-belt 22 to use a part of the engine driving force.

그러나 상기와 같이 크랭크 축(23)에 연결된 댐퍼풀리(21) 구동력에 의해 펌프풀리(24)가 회전되어 동일축(25)에 연결된 임펠러(20)를 회전시켜 냉각수를 순환시키게 되므로써 크랭크 축의 회전력이 차량을 움직이는 구동력으로만 사용되지 못하고 그의 일부가 워터펌프(20) 구동에 사용되므로 엔진출력 향상의 저해 요인이 되고 있다.However, as the pump pulley 24 is rotated by the damper pulley 21 driving force connected to the crank shaft 23 as described above, the impeller 20 connected to the same shaft 25 rotates to circulate the coolant, thereby the rotational force of the crank shaft is increased. Since it is not used only as a driving force for moving the vehicle, but a part thereof is used to drive the water pump 20, it becomes a detrimental factor for improving the engine output.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 배기가스의 유동에너지를 이용하여 워터펌프를 구동하므로써 엔진출력의 손실저감에 의한 엔진출력증대를 도모한 워터펌프 구동장치를 제공하는데 있다.The present invention has been proposed in view of the above problems, and its object is to provide a water pump driving apparatus which increases the engine output by reducing the loss of engine output by driving the water pump using the flow energy of exhaust gas. It is.

배기가스 배출관로의 도중에 마련되는 로터하우징과;A rotor housing provided in the middle of the exhaust gas discharge pipe;

상기 로터하우징내에 회전가능하게 수용되어 배기가스가 배출되는 유동에너지에 의해 회전하는 로터와;A rotor rotatably received in the rotor housing and rotating by flow energy from which exhaust gas is discharged;

상기 로터와 회전축으로 연결되어 임펠러 하우징내에서 회전하므로써 냉각수를 엔진 내부로 압송하는 임펠러를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises an impeller connected to the rotor and the rotating shaft to rotate the coolant in the engine by rotating in the impeller housing.

도 1은 본 고안에 의한 워터펌프 구동장치를 나타내는 도면1 is a view showing a water pump driving apparatus according to the present invention

도 2는 본 고안의 배기가스 바이패스 제어블록도를 나타내는 도면2 is a view showing an exhaust gas bypass control block diagram of the present invention;

도 3은 종래기술3 is a prior art

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

3 : 임펠러 4 : 임펠러 하우징3: impeller 4: impeller housing

5 : 라디에이터 7 : 회전축5: radiator 7: axis of rotation

8 : 로터 9 : 배기가스 배출관로8: rotor 9: exhaust gas discharge line

10 : 로터하우징 11 : 배기매니폴드10: rotor housing 11: exhaust manifold

12 : 바이패스밸브 13 : 바이패스관로12: bypass valve 13: bypass pipe

15 : 임펠러 속도검출센서 16 : 냉각수온센서15 impeller speed detection sensor 16 coolant temperature sensor

17 : 전자제어장치17: electronic control device

이하 본 고안의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the configuration and operation of the present invention.

도 1은 본 고안에 의한 워터펌프 구동장치의 일실시예를 나타내는 도면으로 도면중 부호 1은 실린더이며 부호 2는 워터재킷이다.1 is a view showing an embodiment of a water pump driving apparatus according to the present invention, wherein 1 is a cylinder and 2 is a water jacket.

상기 워터재킷(2)의 냉각수 유입구에는 워터펌프장치를 형성하는 임펠러(3)가 임펠러 하우징(4)내에 설치되며, 라디에이터(5)측, 또는 서머스탯(6)으로부터 바이패스되는 냉각수를 워터재킷(2)내로 강제 압송시켜 순환하도록 회전하게 된다.At the cooling water inlet of the water jacket 2, an impeller 3 forming a water pump device is installed in the impeller housing 4, and the cooling water bypassed from the radiator 5 side or the thermostat 6 is water jacketed. (2) it is forcibly forced to rotate and rotates.

상기 임펠러(3)는 회전축(7)에 의해 로터(8)와 연결되며, 상기 로터(8)는 배기가스 배출관로(9)의 도중에 마련된 로터하우징(10)내에 회전가능하게 장착되어 있다.The impeller 3 is connected to the rotor 8 by the rotation shaft 7, and the rotor 8 is rotatably mounted in the rotor housing 10 provided in the middle of the exhaust gas discharge line 9.

그리고 상기 로터하우징(10)으로부터 엔진측, 즉 배기매니폴드(11)측에는 바이패스밸브(12)가 마련되고, 바이패스밸브(12)의 개방시 바이패스관로(13)를 통해 로터(8)측을 경유하지 아니하고 배기가스의 일부가 배출되어지게 된다.The bypass valve 12 is provided from the rotor housing 10 to the engine side, that is, the exhaust manifold 11 side, and the rotor 8 is opened through the bypass pipe line 13 when the bypass valve 12 is opened. Part of the exhaust gas will be discharged without passing through the side.

여기서 미설명 부호 14는 회전축(7)을 지지하는 베어링이다.Reference numeral 14 is a bearing for supporting the rotation shaft (7).

이상과 같은 본 고안은 배기매니폴드(11)와 배기가스 배출관로(9)를 통해 배출되는 배기가스의 유동에너지를 이용하여 로터(8)를 회전시키게 되며, 그 로터(8)와 회전축으로 연결된 임펠러(3)가 함께 회전하여 냉각수를 펌핑하게 되므로 종래와 달리 워터펌프가동에 크랭크 축 구동력을 이용치 아니하고 배기가스의 폐열 에너지를 이용하므로 열손실을 줄일 수 있게 되는 것이다.The present invention as described above is to rotate the rotor 8 by using the flow energy of the exhaust gas discharged through the exhaust manifold 11 and the exhaust gas discharge pipe (9), connected to the rotor 8 and the rotating shaft Since the impeller (3) is rotated together to pump the coolant, it is possible to reduce the heat loss because it uses the waste heat energy of the exhaust gas without using the crankshaft driving force in the water pump operation unlike the conventional.

한편 엔진이 고속으로 구동되어 배기가스 배출력 증대에 따라 임펠러(3)의 회전속도가 기준치 이상 크게 증대될 때 임펠러 속도검출센서(15) 또는 냉각수온센서(16)로부터 검출된 냉각수온이 과냉으로 검출될 때 전자제어장치(17)는 솔레노이드 밸브인 바이패스밸브(12)를 작동시켜 바이패스관로(13)를 개방하게 된다.On the other hand, when the engine is driven at a high speed and the rotational speed of the impeller 3 is greatly increased by more than the reference value as the exhaust gas discharge force is increased, the cooling water temperature detected by the impeller speed detection sensor 15 or the cooling water temperature sensor 16 is subcooled. When detected, the electronic controller 17 operates the bypass valve 12 which is a solenoid valve to open the bypass pipe 13.

이에따라 배기가스의 일부가 바이패스관로(13)를 통해 배출되므로 로터(8)의 회전수가 감소되어 임펠러(3)의 과회전이 방지되는 것이다.Accordingly, since part of the exhaust gas is discharged through the bypass pipe 13, the rotation speed of the rotor 8 is reduced to prevent overrotation of the impeller 3.

이상과 같은 본 고안에 의하면 배기가스가 배출되는 관로의 도중에 로터하우징을 만들고 로터를 회전가능하게 수용한 후 회전축으로 임펠러와 연결하는 것에 의해서 배기가스의 유동에너지를 이용하여 워터펌프의 임펠러를 구동하므로써 크랭크 축의 구동손실을 저감하여 엔진출력 증대를 도모하며, 임펠러의 과회전으로 엔진과냉이 우려될 때에는 바이패스라인을 개방시켜 배기가스의 일부를 로터를 경유하지 아니하고 배기키시게 되므로써 워터펌프 장치의 손상 및 엔진과냉을 방지하게 되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by driving the impeller of the water pump by using the flow energy of the exhaust gas by making the rotor housing in the middle of the pipeline where the exhaust gas is discharged, receiving the rotor rotatably and connecting the impeller with the rotating shaft The engine power is increased by reducing the driving loss of the crankshaft. When the engine is overcooled due to the over-rotation of the impeller, the bypass line is opened and some of the exhaust gas is exhausted without passing through the rotor. And there is an effect to prevent the engine supercooling.

Claims

A rotor housing 10 provided in the middle of the exhaust gas discharge line 9;

A rotor (8) rotatably received in the rotor housing (10) to rotate by flow energy from which exhaust gas is discharged;

A bypass pipe line 13 for discharging part of the exhaust gas discharged from the engine by bypassing the rotor 8;

A bypass valve 12 which is a solenoid valve for opening and closing the bypass pipe 13;

Electronic control device for opening and closing the bypass valve 12 to open the bypass pipe 13 when it is determined that the engine is overheated or overcooled by a signal from the impeller speed detection sensor 15 or the coolant temperature sensor 16. (17);

An impeller (3) connected to the rotor (8) and the rotating shaft (7) to rotate the coolant into the engine by rotating in the impeller housing (4);

Water pump driving apparatus characterized in that it comprises a.