KR20040021049A

KR20040021049A - 워터펌프 일체형 리타더 시스템

Info

Publication number: KR20040021049A
Application number: KR1020020052488A
Authority: KR
Inventors: 정종윤
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-10

Abstract

본 발명은 워터펌프 일체형 리타더 시스템에 관한 것으로, 엔진의 냉각수 순환용 워터펌프를 리타더에 내장하면서 토크컨버터의 작동매체로 사용해 리타더를 엔진부위로 장착시켜 불필요한 냉각수 배관라인을 줄임은 물론 리타더에서 열교환기를 제거해 비용을 저감하고 좁은 엔진룸에서의 장착성도 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 리타더(6)가 엔진(1)의 크랭크샤프트(C)에 결합된 토크컨버터(10)와, 이 토크컨버터(10)로 충진되어 회전시 냉각수(W)의 저항을 이용해 크랭크샤프트(C)의 회전력을 감속시키도록 냉각수(W)를 저장하는 리저버(11) 및 이 리저버(11)에 냉각수(W)를 공급해 토크컨버터(10)의 작동시 발생되는 열을 냉각시키면서 라디에이터(3)로 냉각수(W)를 순환시키는 워터펌프(5)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

워터펌프 일체형 리타더 시스템{Water pump combined retarder system}

본 발명은 워터펌프 일체형 리타더 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수 순환용 워터펌프를 내장시킨 워터펌프 일체형 리타더 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 보조 브레이크는 감속 브레이크라고도 하며 자동차가 고속 대형화함에 따라 일반 브레이크만으로는 베이퍼록이나 페이드 현상이 일어나 안전 운전을 하기 곤란하여, 이를 개선하기 위해 개발된 것으로 브레이크 페달을 밟지 않고 차량에 감속작용이 일어나도록 하는 것이다.

이러한 보조 브레이크는 배기가스를 이용한 배기브레이크와 자력을 이용한 리타더(Retarder)를 예로 들 수 있는데, 이중 배기브레이크는 내리막길을 내려가거나 고속 주행시의 감속용으로 이용되도록 배기파이프 도중에 밸브를 설치하고, 이 밸브를 닫어 엔진을 압축기로 사용함으로서 엔진 브레이크의 효과를 증대시키도록 된 것이다.

이와 같은 보조 브레이크중 리타더는 추진축의 중간부위에 설치하는 것이 일반적이었으나 최근에는 변속기 출력단에 일체로 연결된 것도 사용되고 또한 그 작동방식에 있어 전자식과 유체식으로 분류되는데 이중, 유체식 리타더(6)는 도 1에 도시된 바와 같이 변속기(2)에 연결된 출력축(2')에 결합된 토크컨버터(10)와, 이 토크컨버터(10)에 충진되어 작동시 출력축(2')의 회전력을 오일(O)의 저항을 이용해 감속시키도록 오일(O)을 저장하는 리저버(11) 및 상기 토크컨버터(10)의 작동시 발생되는 열을 냉각시키기위한 열교환기(12)로 이루어진다.

이때, 상기 리타더(6)는 고속으로 회전하는 변속기의 회전력을 감속시키기 위해 오일의 저항을 이용하므로 작동시 내부에서 상당한 열이 발생되고 이로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진의 냉각수를 상기 열교환기(12)로 유입해 리타더의 열을 냉각시키게 된다.

즉, 이와 같은 리타더의 냉각시스템은 엔진(1)을 냉각하도록 냉각수가 흐르는 냉각수라인(7)에 연결된 리타더순환라인(7',7")을 리타더(6)가 장착된 변속기(2)부위까지 길게 연장시켜 열교환기(12)로 냉각수를 통과시킨 후, 이어 상기 리타더(6)에서 배출되는 냉각수를 서모스탯(4)을 통해 다시 엔진(1)의 워터펌프(5)로 공급되거나 라디에이터(3)를 통과하면서 냉각되는 경로를 취하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같이 리타더(6)를 냉각하기 위한 냉각수라인(7',7")을 형성하게 되면 현실적으로 엔진룸의 공간이 매우 협소해 워터펌프(5)의 방향이나 배관 등의 구조를 변경하지 않고는 매우 큰 어려움이 있는 한편, 냉각수를 순환하기 위한 각종 부품의 사용으로 인해 중량증가를 가져와 리타더(6)를 포함해 약 120Kg의 중량이 추가됨은 물론 그 장착 비용의 상승으로 인해 전체적인 제조비용의 상승을 가져오는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 엔진의 냉각수 순환용 워터펌프를 리타더에 내장하면서 토크컨버터의 작동매체로 사용해 리타더를 엔진부위로 장착시켜 불필요한 냉각수 배관라인을 줄임은 물론 리타더에서 열교환기를 제거해 비용을 저감하고 좁은 엔진룸에서의 장착성도 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 리타더가 엔진의 크랭크샤프트에 결합된 토크컨버터와, 이 토크컨버터로 충진되어 회전시 냉각수의 저항을 이용해 크랭크샤프트의 회전력을 감속시키도록 냉각수를 저장하는 리저버 및 이 리저버에 냉각수를 공급해 토크컨버터의 작동시 발생되는 열을 냉각시키면서 라디에이터로 냉각수를 순환시키는 워터펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 리타더의 내부 구조도

도 2는 종래에 따른 유체식 리타더의 냉각시스템 구성도

도 3은 본 발명에 따른 워터펌프일체형 리타더의 내부 구조도

도 4는 본 발명에 따른 워터펌프일체형 유체식 리타더의 냉각시스템 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진2 : 변속기

2' : 출력축

3 : 라디에이터4 : 서모스텟

5 : 워터펌프6 : 리타더

7 : 냉각수라인7',7" : 리타더순환라인

7'" : 냉각수연장라인10 : 토크컨버터

11 : 리저버12 : 열교환기

20 ; 냉각수밸브

C : 크랭크샤프트O : 오일

W : 냉각수

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 워터펌프일체형 유체식 리타더의 냉각시스템 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 리타더(6)가 엔진(1)의 크랭크샤프트(C)에 결합된 토크컨버터(10)와, 이 토크컨버터(10)로 충진되어 회전시 냉각수(W)의 저항을 이용해 크랭크샤프트(C)의 회전력을 감속시키도록 냉각수(W)를 저장하는 리저버(11) 및 이 리저버(11)에 냉각수(W)를 공급해 토크컨버터(10)의 작동시 발생되는 열을 냉각시키면서 라디에이터(3)로 냉각수(W)를 순환시키는 워터펌프(5)로 이루어진다.

여기서, 상기 워터펌프(5)와 리저버(11)사이에는 리타더(6)의 조작에 따라함께 조작되어 냉각수(W)를 공급 통로를 개·폐하는 냉각수밸브(20)가 구비되어진다.

또한, 상기 리타더냉각시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 엔진(1)과 라디에이터(3)를 연결하면서 서모스탯(4)을 매개로 냉각수(W)의 순환이 제어되는 냉각수라인(7)과, 엔진(1)의 크랭크샤프트(C)에 결합된 리타더(6)로 이어지면서 상기 냉각수라인(7)에 연결된 냉각수연장라인(7'")으로 이루어지게 된다.

여기서, 상기 냉각수연장라인(7'")은 엔진(1)으로 연결되어 워터펌프(5)와 리타더(6) 및 엔진(1)사이의 냉각수(W)흐름 경로를 형성하거나 또는 엔진(1)과 워터펌프(5)의 흐름경로와 달리 직접 냉각수라인(7)으로 연결시켜 줄 수 있음은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 통상적으로 엔진(1)의 냉각작용을 수행한 냉각수(W)는 그 온도에 따라 서머스텟(4)을 매개로 냉각수라인(7)을 통해 엔진(1)의 워터펌프(5)로 재 순환되거나 또는 라디에이터(3)로 공급되어 엔진(1)과 라디에이터(3)사이를 순환하게 된다.

이때, 상기 워터펌프(5)가 작동되더라도 리타더(6)의 리저버(11)로 냉각수(W)가 공급되지 않는데 이는, 상기 워터펌프(5)가 리타더(6)에 내장되었지만 워터펌프(5)와 냉각수(W)가 유입되는 리저버(11)사이에 구비된 냉각수밸브(20)가 닫혀있고 이에 따라, 상기 워터펌프(5)와 리타더(6)사이에 냉각수 순환 라인이 형성되지 않기 때문이다.

한편, 엔진(1)과 함께 고속으로 회전하는 크랭크샤프트(C)의 회전력을 냉각수(W)의 저항을 이용해 차속을 감속하도록 운전자가 리타더(6)를 작동하게 되면, 상기 워터펌프(5)와 리타더(6)사이에 구비된 냉각수밸브(20)가 열리게 되고, 이에 따라 상기 워터펌프(5)로부터 냉각수(W)가 리저버(11)로 유입되어 토크컨버터(10)에 충진 되어진다.

이어, 상기 토크컨버터(10)에 충진된 냉각수(W)의 저항에 의해 크랭크샤프트(C)의 회전력이 감소되면서 차량의 제동 효과가 발생해 차속을 줄이게 된다.

이때, 상기 냉각수(W)는 워터펌프(5)를 통해 리타더(6)의 리저버(11)와 토크컨버터(10)를 거쳐 엔진(1)으로 유입되면서 토크컨버터(10)를 통해 토크(Torque)를 발생함은 물론 엔진(1)의 냉각수 기능도 함께 하는 한편, 상기 냉각수(W)는 그 온도에 따라 서머스텟(4)을 매개로 냉각수라인(7)을 통해 엔진(1)과 워터펌프(5) 및 리타더(6)로 순환되거나 또는 라디에이터(3)로 공급되어 엔진(1)과 라디에이터(3) 및 워터펌프(5) 및 리타더(6)사이를 순환하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 리타더의 작동매체를 냉각수로 하여 작동시 냉각수를 매개로 토크를 발생시켜 브레이크 기능을 하면서 엔진 냉각기능도 함께 할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 워터펌프를 리타더에 내장시켜 리타더를 엔진쪽으로 장착해 리타더의 냉각을 위한 냉각수라인을 변속기쪽으로 길게 연장하지 않아 엔진룸의 협소한 공간내에서 다른 구성 부품의 장착 공간확보를 위한 설계 변형이 없어 설계의 자유도가 크게 증가되는 효과가 있게 됨은 물론이다.

또한, 본 발명은 불필요한 냉각수 배관라인을 줄여 냉각수를 순환하기 위한 각종 부품을 제거함과 더불어 리타더에서 열교환기도 제거해 중량증가와 비용상승을 가져오지 않는 효과가 있게 됨은 물론이다.

Claims

엔진(1)과 라디에이터(3)를 연결하면서 서모스탯(4)을 매개로 냉각수(W)의 순환이 제어되는 냉각수라인(7)과, 엔진(1)의 크랭크샤프트(C)에 결합된 리타더(6)로 이어지면서 상기 냉각수라인(7)에 연결된 냉각수연장라인(7'")으로 이루어진 워터펌프 일체형 리타더 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 리타더(6)가 엔진(1)의 크랭크샤프트(C)에 결합된 토크컨버터(10)와, 이 토크컨버터(10)로 충진되어 회전시 냉각수(W)의 저항을 이용해 크랭크샤프트(C)의 회전력을 감속시키도록 냉각수(W)를 저장하는 리저버(11) 및 이 리저버(11)에 냉각수(W)를 공급해 토크컨버터(10)의 작동시 발생되는 열을 냉각시키면서 라디에이터(3)로 냉각수(W)를 순환시키는 워터펌프(5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 워터펌프 일체형 리타더 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 워터펌프(5)와 리저버(11)사이에는 리타더(6)의 조작에 따라 함께 조작되어 냉각수(W)를 공급 통로를 개·폐하는 냉각수밸브(20)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 워터펌프 일체형 리타더 시스템.