KR200246565Y1 - 차량의수냉식냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실린더와 연소실 주변을 개별적으로 냉각시킴으로서 연비를 향상시키고, 마찰손실의 감소 및 워터펌프에 대한 구동손실의 최소화로 출력성능을 향상시킴은 물론 난방성능 및 냉각효율을 극대화시킬수 있는 차량의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로서, 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 냉각수 유입라인상에 장착되어 냉각수를 펌핑하는 워터펌프와, 연소실을 냉각시키기 위한 연소실 워터재킷을 갖는 실린더 헤드와, 실린더를 냉각시키기 위한 실린더 워터재킷을 갖는 실린더 블럭과, 냉각수 유출라인상에 장착되고 냉각수 바이패스라인에 의해 워터펌프와 연결되어 순환되는 냉각수의 온도를 조절하기 위한 수온조절장치를 구비하는 차량의 수냉식 냉각장치에 있어서, 상기 실린더 워터재킷과 워터펌프를 연결한 제1 유입라인과, 제1 유입라인에 연속하여 라디에이터에 연결된 제1유출라인과, 워터펌프와 연소실 워터재킷에 연결된 제2유입라인과, 상기 제1 유입라인상에 설치되는 수온조절장치와, 수온조절장치와 제1 유출라인을 연결하는 바이패스라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 수냉식 냉각장치를 제공하고자 한것이다.

Description

차량의 수냉식 냉각장치

본 고안은 차량의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실린더와 연소실 주변을 개별적으로 냉각시킴으로서 출력성능 및 연비를 향상시킬 수 있는 차량의 수냉식 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관에서 실린더 내의 연소가스의 온도는 상당히 고온이며, 이 열의 상당량은 실린더나 실린더헤드 및 피스톤 등에 전달된다. 따라서, 엔진의 과열을 방지함과 동시에, 피스톤이나 피스톤 링과 같은 각각의 부품들이 일정온도 이상으로 상승되는 것을 막아 내구성을 증대시키고 그 기능을 최적화하기 위해 냉각장치를 사용한다.

차량에서 사용하는 수랭식 냉각장치의 구성을 개략적으로 살펴보면, 냉각팬의 회전에 따라 유입되는 공기와의 열 교환을 통해 냉각수를 냉각시키는 라디에이터와, 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 실린더 블록 및 실린더 헤드에 연속으로 공급하는 워터 펌프 및 냉각수가 유동하는 워터 호스 등으로 이루어져 있다.

실린더블록은 내부에 실린더 워터재킷을 갖으며, 실린더헤드는 내부에 연소실 워터재킷을 갖는다. 실린더 워터재킷과 연소실 워터재킷의 일단부는 상호 연결되는데 실린더 워터재킷의 타단부는 냉각수 유입라인에 의해 라디에이터의 일단부와 연결되고, 연소실 워터재킷의 타단부는 냉각수 유출라인에 의해 라디에이터의 타단부와 연결된다.

냉각수 유입라인상에는 워터펌프가 장착되고, 냉각수 유출라인상에는 수온조절장치가 장착된다. 워터펌프와 수온조절장치는 냉각수 바이패스 라인에 의해 상호 연결된다.

히터코어는 고온 냉각수의 열량을 이용하여 냉각수를 냉각시키는 동시에 차내로 냉각수의 열을 방열시켜 차내를 난방 시키기 위하여 냉각수 순환사이클의 소정위치에 장착되고, 드로틀 본체는 고온 냉각수에 의해 드로틀 밸브를 통하여 엔진으로 공급되는 흡기를 예열시키기 위하여 냉각수 유동라인이 드로틀 본체의 외측에 권장되는 구조를 갖는다.

이러한 구성을 지닌 종래의 차량의 수냉식 냉각장치는 냉각수가 라디에이터 → 워터펌프 → 실린더 워터재킷 → 연소실 워터재킷 → 수온조절장치 → 라디에이터의 순서로 유동되기 때문에 냉각수 흐름에 있어서의 실린더 주변의 냉각은 연소실 워터재킷상의 냉각수 온도변화에만 의존케 되어짐으로 인하여 연소실 주변의 적극적인 냉각실현에 따른 출력성능은 향상시키지만 다소 고온조건으로 서냉을 요구하는 실린더 주변의 냉각에 있어서는 연소실 주변과 심한 수온격차를 보이면서 과냉을 초래하여 연비성능이 저하시키는 문제점이 있다

이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 고안은 실린더와 연소실 주변을 개별적으로 냉각시킴으로서 연비를 향상시키고, 마찰손실의 감소 및 워터펌프에 대한 구동손실의 최소화로 출력성능을 향상시킴은 물론 난방성능 및 냉각효율을 극대화시킬 수 있는 차량의 수냉식 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 고안의 목적은 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 냉각수 유입라인상에 장착되어 냉각수를 펌핑하는 워터펌프와, 연소실을 냉각시키기 위한 연소실 워터재킷을 갖는 실린더헤드와 실린더를 냉각시키기 위한 실린더 워터재킷을 갖는 실린더블록과, 냉각수 유출라인상에 장착되고 냉각수 바이-패스라인에 의해 워터펌프와 연결되어 순환되는 냉각수의 온도를 조절하기 위한 수온조절장치를 구비하는 차량의 수냉식 냉각장치에 있어서, 상기 워터재킷과 워터펌프를 연결한 제 1 유입라인과, 제 1 유입라인에 연속하여 라디에이터에 연결된 제 1유출라인과, 워터펌프와 연소실 워터재킷에 연결된 제 2유입라인과, 상기 제 1유입라인상에 설치되는 수온조절장치과, 수온조절기와 제 1 유출라인을 연결하는 바이-패스라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 수냉식 냉각장치에 의해 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 차량의 수냉식 냉각장치를 보여주는 개략도.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 수냉식 냉각장치에서 수온조절장치를 보여주는 단면도

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10: 라디에이터 11: 실린더블록

12: 실린더헤드 13: 워터펌프

14: 실린더 워터재킷 15: 연소실 워터재킷

16: 제 1유입라인 17: 제 2유입라인

18: 제 1유출라인 19: 제 2유출라인

20: 바이패스라인 21: 수온조절장치

21a: 케이스 21b: 메인밸브

21c: 온도조절장치 21d: 바이패스밸브

21e: 유입구 21f: 유출구

21g: 바이패스구 22: 3방향 조인트

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 차량의 수냉식 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 차량의 수냉식 냉각장치를 도시하는 계통도이고, 도 2는 도 1의 수온조절장치의 구조를 도시하는 상세단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 차량의 수냉식 냉각장치는 라디에이터(10)와, 실린더블록(11)과, 실린더헤드(12)와, 워터펌프(13)와, 실린더 워터재킷(14)과, 연소실 워터재킷(15)과, 제 1유입라인(16)과, 제 2유입라인(17)과, 제 1유출라인(18)과, 제 2유출라인(19)과 바이-패스라인(20)과, 수온조절장치(21)와, 복수개의 3방향조인트(22)로 구성된다.

라디에이터(10)는 일단부가 제 1유입라인(16)에 의해 실린더 워터재킷(14)의 일단부와 연결되고, 타단부가 제 1유출라인(18)에 의해 실린더 워터재킷(14)의 타단부와 연결된다. 실린더블록(11)은 실린더 워터재킷(14)을 갖고, 실린더헤드(12)는 연소실 워터재킷(15)을 구비한다.

실린더 워터재킷(14)은 실린더블록(11)의 실린더에 다수개의 경로로 권장되어 실린더를 냉각시키고, 연소실 워터재킷(15)은 연소실의 주변에 장착되어 연소실을 냉각시키며, 연소실 워터재킷(15)의 일단부는 제 2유입라인(8)에 의해 워터펌프(13)와 연결되고, 타단부는 제 2유출라인(19)에 의해 제 1유출라인(18)과 연결된다.

제 2유출라인(19)은 3방향 조인트(22)에 의해 제 1유출라인(18)과 연결된다.

워터펌프(13)는 3방향 펌프로서, 라디에이터(10)의 일단부와 실린더 워터재킷(14)의 일단부를 연결하는 제 1유입라인(16)상에 장착되어 저온의 냉각수를 제 1 및 제 2유입라인(16)(17)을 통하여 실린더 워터재킷(14)과 연소실 워터재킷(15)으로 공급한다.

바이-패스라인(20)은 일단부가 3방향 조인트(12)에 의해 제 1유출라인(18)과 연결되고, 타단부가 수온조절장치(21)와 연결되어 제 1유출라인(18)을 통하여 라디에이터(10)로 유동되는 고온의 냉각수 일부를 바이패스시킨다.

수온조절장치(21)는 내부에 중공을 갖는 케이스(21a)와, 케이스(21a)의 내부 중공에 내장되는 메인밸브(21b)와, 메인밸브(21b)의 상측에 각각 설치되는 온도조절장치(21c) 및 바이패스밸브(21d)와, 메인밸브(21b)의 하측에 배치되도록 케이스(21a)의 하부측면에 형성되는 유입구(21e)와, 메인밸브(21b)의 상측에 배치되도록 케이스(21a)의 상부측면에 형성되는 유출구(21f)와, 케이스(21a)의 정부에 형성되는 바이패스구(21g)를 구비하고, 라디에이터(10)와 워터펌프(13) 사이의 제 1유입라인(16)상에 장착된다.

유입구(21e) 및 유출구(21f)는 제 1유입라인(16)과 연결되고, 바이패스구(21g)는 바이-패스라인(20)과 연결된다.

온조조절장치(21c)는 순환되는 냉각수의 온도를 적정온도로 유지시키고, 바이패스밸브(21d)는 바이패스구(21g)를 개폐하여 바이패스되어 케이스(21a)내로 유입되는 고온 냉각수의 양을 제어한다.

메인밸브(21b)는 유입구(21e)를 개폐하여 라디에이터(10)로부터 유출되어 케이스(21a)내로 유입되는 저온 냉각수의 양을 제어한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 차량의 수냉식 냉각장치는 엔진냉각운전시 워터펌프(13)의 토출력에 의하여 바이패스라인(20)을 통하여 실린더 및 연소실 워터재킷(14)(15)으로 유동되는 저온의 냉각수는 수온조절장치(21)의 메인밸브(21b)를 개방시키지 못하여(이때 바이패스밸브(21d)도 가동되지 않음)제 1 및 제 2유입라인(16)(17)을 통하여 각각 실린더 및 연소실 워터재킷(14)(15)으로 개별적인 바이패스만 행해지게 되어 실린더 및 연소실 워터재킷(14)(15)의 균일한 온도상승이 가능하다.

난기완료 이후에는 워터펌프(13)의 토출력에 의하여 바이패스라인(20)을 통하여 실린더 및 연소실 워터재킷(14)(15)으로 유동되는 고온의 냉각수가 수온조절장치(21)의 메인밸브(21b)를 개방시키게 되며(이때 바이패스밸브(21d)의 가동으로 바이패스라인(20)이 차단됨) 제 1 및 제 2유입통로(16)(17)를 통하여 라디에이터(10)로부터 저온의 냉각수가 실린더 및 연소실 워터재킷(14)(15)으로 개별적인 유동을 행함과 동시에(더구나 제 1 및 제 2유입라인(16)(17)을 통해 유동하는 냉각수는 온도조절장치(21c), 메인밸브(21b) 및 바이패스밸브(21d)의 리프트량에 의하여 저온 및 고온 냉각수가 혼입되어 유입측과 유출측의 수온격차가 최소화됨) 제 1 및 제 2유출라인(18)(19)으로 고온 냉각수가 라디에이터(10)로 유동되어 실린더 및 연소실 워터재킷(14)(15)의 수온격차를 최소화함은 물론 실린더 및 연소실 주변에 동일한 냉각조건의 열량 및 유량을 유지시킬 수 있는 것이다.

이상으로 설명한 본 고안에 따른 차량의 수냉식 냉각장치는 실린더와 연소실 주변을 개별적으로 냉각시킴으로서 연비를 향상시키고, 마찰손실의 감소 및 워터펌프에 대한 구동손실의 최소화로 출력성능을 향상시킴은 물론 난방성능 및 냉각효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 냉각수 유입라인상에 장착되어 냉각수를 펌핑하는 워터펌프와, 연소실을 냉각시키기 위한 연소실 워터재킷을 갖는 실린더헤드와 실린더를 냉각시키기 위한 실린더 워터재킷을 갖는 실린더블록과, 냉각수 유출라인상에 장착되고 냉각수 바이-패스라인에 의해 워터펌프와 연결되어 순환되는 냉각수의 온도를 조절하기 위한 수온조절장치를 구비하는 차량의 수냉식 냉각장치에 있어서,

   상기 실린더 워터재킷(14)과 워터펌프(13)를 연결한 제 1 유입라인(16)과,

   제 1 유입라인(16)에 연속하여 라디에이터(10)에 연결된 제 1유출라인(18)과,

   워터펌프(13)와 연소실 워터재킷(15)을 연결된 제 2유입라인(17)과,

   상기 제 1유입라인(16)상에 설치되는 수온조절장치(21)와,

   수온조절장치(21)와 제 1 유출라인(18)을 연결하는 바이-패스라인(20)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 수냉식 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수온조절장치(21)는 내부에 중공을 갖는 케이스(21a)와, 케이스(21a)의 내부 중공에 내장되는 메인밸브(21b)와, 메인밸브(21b)의 상측에 각각 설치되는 온도조절장치(21c) 및 바이패스밸브(21d)와, 메인밸브(21b)의 하측에 배치되도록 케이스(21a)의 하부측면에 형성되는 유입구(21e)와, 메인밸브(21b)의 상측에 배치되도록 케이스(21a)의 상부측면에 형성되는 유출구(21f)와, 케이스(21a)의 정부에 형성되는 바이패스구(21g)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 수냉식 냉각장치.