KR20030023009A

KR20030023009A - 엔진의 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20030023009A
Application number: KR1020010055877A
Authority: KR
Inventors: 이봉상
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-19
Also published as: US20030047150A1; JP2003120296A; DE10240169B4; DE10240169A1; US6883470B2; JP3692426B2; KR100482542B1

Abstract

목적 : 본 발명은 입구제어방식의 정밀한 제어와 출구제어방식의 간단한 구조를 동시에 실현하는 엔진의 냉각 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

구성 : 이 엔진의 냉각 시스템은 엔진의 입구에 설치되는 워터 펌프, 엔진의 출구에 설치되는 라디에이터, 하나의 밸브로 구성되어 이 라디에이터와 워터 펌프 사이에 설치되는 서모스탯, 엔진의 출구와 워터 펌프 사이에 설치되는 히터, 엔진 출구와 서모스탯 사이에 설치되는 스로틀 바디로 구성되어 있다.

효과 : 이 엔진의 냉각 시스템은 서모스탯의 바이패스 밸브와 이 바이패스 밸브를 엔진에 연결하는 바이패스 라인을 제거하고, 히터를 엔진 출구와 워터 펌프 사이에 설치함으로서, 입구제어방식을 그대로 고수하고 있어, 냉각수의 정밀한 제어가 가능하고, 구조를 간단하게 하여 출구제어방식의 장점을 향유할 수 있으며, 히터나 스로틀 바디의 유량 손실 및 히터의 성능 저하를 방지할 수 있다.

Description

엔진의 냉각 시스템 {cooling system of engine}

본 발명은 엔진의 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기가스 규제의 강화와 내구성 향상을 목적으로 보다 정밀 제어가 가능한 입구제어방식을 적용하는 엔진의 냉각장치에 관한 것이다.

수냉식 엔진에는 엔진의 열부하를 해소하는 방법과 동시에 엔진의 마찰 및 배기가스 등을 줄이는 방법으로 냉각수 온도를 제어하는 냉각 시스템이 적용되고 있다.

이 엔진의 냉각 시스템은 입구제어방식과 출구제어방식이 있다. 과거에는 구조가 간단한 출구제어방식이 통상적으로 사용되었으나, 현재는 상기한 바와 같이 배기가스의 규제가 강화되고 내구성 향상을 위하여 보다 정밀한 제어가 가능한 입구제어방식이 주로 채택되고 있다.

이 입구제어방식의 냉각 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 밸브(1)와 바이패스 밸브(3)를 가지는 서모스탯(5)과 엔진(7)의 입구에 구비되는 워터 펌프(9)를 적용하여, 메인 밸브(1)를 열거나 닫아서 라디에이터(11)와 엔진(7) 사이에 냉각수를 순환 및 차단시키고, 이와는 별도로 히터(13)와 스로틀 바디(15)에 냉각수를 순환시킨 후 서모스탯(5)을 통하여 워터 펌프(9)로 순환하도록 구성되어 있다.

그러나, 이 냉각 시스템은 서모스탯(5)에 바이패스 밸브(3)를 구비하고, 이 바디패스 밸브(3)를 바이패스 라인(17)으로 엔진(7)에 연결하여 엔진의 온도를 감지하도록 구성됨에 따라, 시스템 전체의 구조를 복잡하게 하고, 히터와 스로틀 바디 측의 유량 손실을 초래하며, 히터의 성능을 저하시킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 감안한 것으로서, 입구제어방식의 정밀한 제어와 출구제어방식의 간단한 구조를 동시에 실현할 수 있는 엔진의 냉각 시스템을제공하는 데 그 목적이 있다.

이 엔진의 냉각 시스템은 엔진의 입구에 설치되는 워터 펌프, 엔진의 출구에 설치되는 라디에이터, 이 라디에이터와 워터 펌프 사이의 냉각수 순환을 단속하도록 하나의 밸브로 구성되어 라디에이터와 워터 펌프 사이에 설치되는 서모스탯, 이 서머스탯의 작동에 무관하게 엔진 출구의 냉각수가 순환하도록 엔진의 출구와 워터 펌프 사이에 설치되는 히터, 그리고 이 히터가 연결되는 엔진의 출구에서 서모스탯을 통하여 워터 펌프로 냉각수가 순환하도록 엔진 출구와 서모스탯 사이에 설치되는 스로틀 바디를 포함하고 있다.

이와 같이 본 발명은 서모스탯의 바이패스 밸브와 이 바이패스 밸브를 엔진에 연결하는 바이패스 라인을 제거하고, 히터를 엔진 출구와 워터 펌프 사이에 설치함으로서, 입구제어방식을 그대로 고수하고 있어 냉각수의 정밀한 제어를 그대로 유지하면서도, 구조를 간단하게 하여 출구제어방식의 장점을 향유할 수 있으며, 히터나 스로틀 바디의 유량 손실 및 히터의 성능 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 엔진의 냉각 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 냉각 시스템의 구성도.

도 3은 도 2의 서모스탯이 열린 상태의 단면도.

도 4는 도 2의 서모스탯이 닫힌 상태의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21 : 엔진 23 : 워터 펌프

25 : 라디에이터 27 : 서모스탯

29 : 밸브 31 : 펠릿

33 : 탄성부재 35 : 히터

37 : 스로틀 바디

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 냉각 시스템의 구성도로서, 엔진(21)의 입구에 설치되는 워터 펌프(23)와 엔진(21)의 출구에 연결 설치되는 라디에이터(25)를 구비하고 있다.

워터 펌프(23)는 엔진(21)의 기동과 동시에 구동되어 엔진(21)에 작동하는동안 냉각수를 엔진(21)의 입구로 펌핑 공급하고, 라디에이터(25)는 고온의 냉각수를 저온의 냉각수로 식혀 준다. 이 워터 펌프(23)와 라디에이터(25)는 종래기술에서와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 워터 펌프(23)가 구동될 때, 냉각수 경로를 선택하는 서모스탯(27)은 라디에이터(25)와 워터 펌프(23) 사이에 설치되어 있다. 즉, 이 서모스탯(27)은 라디에이터(25)와 워터 펌프(23) 사이의 냉각수 순환을 단속하도록 하나의 밸브(29)로 구성되어 있다.

이 밸브(29)는 도 3에 도시된 바와 같이 저온의 냉각수에 의하여 펠릿(31)이 탄성부재(33)의 탄성력을 극복하지 못하여 닫히는 경우에는 라디에이터(25)와 엔진(21) 사이를 차단시키는 냉각수 라인을 형성하고, 도 4에 도시된 바와 같이 고온의 냉각수에 의하여 펠릿(31)이 탄성부재(33)의 탄성력을 극복하면서 열리는 경우에는 라디에이터(25)와 엔진(21) 사이의 냉각수 라인을 연결하도록 구성되어 있다.

이와 같이 엔진(21), 이 출구에 연결되는 라디에이터(25), 엔진(21)의 입구에 설치되는 워터 펌프(23), 그리고 라디에이터(25)와 워터 펌프(23) 사이에 설치되는 서모스탯(27)에 의하여, 엔진(21)과 라디에이터(25)를 순환하는 주 냉각 라인과는 별도로 히터(35)와 스로틀 바디(37)가 엔진(21)의 출구에 연결되어 있다.

히터(35)는 상기 서모스탯(27)의 작동과 무관하게 워터 펌프(23)가 구동하는 동안 냉각수가 순환하도록 엔진(21)의 출구와 워터 펌프(35) 사이에 설치되어 있다. 따라서 히터(35)를 순환하는 냉각수는 서모스탯(27)의 온도에 의한 작동에 전혀 영향을 미치지 않게 된다.

그리고, 스로틀 바디(37)는 상기 히터(35)와 병렬로 제공되며, 엔진(21)의 출구와 서모스탯(27) 사이에 설치되어 있다. 따라서 스로틀 바디(37)를 순환하는 냉각수는 서모스탯(27)를 경유하여 워터 펌프(23)로 순환하게 된다.

이와 같이 구성되는 엔진의 냉각 시스템은 다음과 같이 작동된다.

엔진(21) 웜업 시에는 서모스탯(27)에 작용하는 냉각수가 저온이므로 도 3에 도시된 바와 같이, 펠릿(31)이 탄성부재(33)의 탄성력을 극복하지 못하여, 밸브(29)는 닫힌 상태를 유지하게 된다.

따라서, 라디에이터(25)와 엔진(21)은 차단되고, 워터 펌프(23)에 의하여 펌핑되는 냉각수는 엔진(21)과 히터(35), 그리고 스로틀 바디(37)만을 순환하게 된다.

이 상태에서 엔진(21)이 계속 구동되어, 서모스탯(27)에 작용하는 냉각수가 고온으로 되면 도 4에 도시된 바와 같이, 펠릿(31)이 탄성부재(33)의 탄성력을 극복하여, 밸브(29)는 열리고, 냉각수의 온도다 떨어지니 않는 한, 열린 상태를 계속 유지하게 된다.

따라서, 라디에이터(25)와 엔진(21)은 서로 연결되어, 워터 펌프(23)에 의하여 펌핑되는 냉각수는 엔진(21)과 히터(35), 그리고 스로틀 바디(37) 사이는 물론이고, 라디에이터(25)와 엔진(21) 사이도 순환하게 된다.

이와 같이 본 발명은 서모스탯의 바이패스 밸브와 이 바이패스 밸브를 엔진에 연결하는 바이패스 라인을 제거하고, 히터를 엔진 출구와 워터 펌프 사이에 설치함으로서, 바이패스 밸브와 바이패스 라인을 구비하고 있으며 히터를 서모스탯에 연결하는 종래기술과 비교할 때, 입구제어방식을 그대로 고수하고 있어 냉각수의 정밀한 제어를 그대로 유지하면서도, 구조를 간단하게 하여 출구제어방식의 장점을 향유할 수 있으며, 히터나 스로틀 바디의 유량 손실 및 히터의 성능 저하를 방지할 수 있다.

Claims

엔진의 입구에 설치되는 워터 펌프,

상기 엔진의 출구에 설치되는 라디에이터,

상기 라디에이터와 상기 워터 펌프 사이의 냉각수 순환을 단속하도록 하나의 밸브로 구성되어 상기 라디에이터와 상기 워터 펌프 사이에 설치되는 서모스탯,

상기 서모스탯의 작동에 무관하게 상기 엔진 출구의 냉각수가 순환하도록 상기 엔진의 출구와 상기 워터 펌프 사이에 설치되는 히터,

상기 히터가 연결되는 상기 엔진의 출구에서 상기 서모스탯을 통하여 상기 워터 펌프로 냉각수가 순환하도록 상기 엔진 출구와 상기 서모스탯 사이에 설치되는 스로틀 바디를 포함하는 엔진의 냉각 시스템.