KR20040022856A - Control system for cooling water of radiator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 라디에이터의 냉각수유로 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진이 저부하영역에서 운전 중일 경우에는 냉각을 위한 냉각수로의 길이를 줄이고, 엔진이 고부하영역에서 운전 중일 경우에는 냉각을 위한 냉각수로의 길이를 늘려 운전영역에 따라 냉각수의 냉각성능이 조절되도록 하기 위한 라디에이터의 냉각수유로 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling water flow channel adjusting device of a radiator, and more particularly, to reduce the length of the cooling water passage for cooling when the engine is operating in a low load region, and to cool down the cooling water when the engine is operating in a high load region. The present invention relates to a radiator for adjusting the cooling water flow path of a radiator to increase the length of a furnace so that the cooling performance of the cooling water is adjusted according to an operation region.
일반적으로 엔진은 연료를 연소시켜 동력을 얻는데, 실린더 내에서 연소되는 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하게 되지만, 이 연소열의 전부가 동력으로 전환되는 것은 아니고, 그 중 상당량의 열이 실린더헤드 및 피스톤 등에 흡수되어 연손실을 유발하고 또 이들 부분의 과열을 일으키게 된다.In general, the engine is powered by burning fuel, the temperature of the combustion gas to be burned in the cylinder reaches 2000 ℃ or more, but not all of this heat of combustion is converted to power, of which a considerable amount of heat is the cylinder head and Absorption by pistons, etc., leads to loss of lead and overheating of these parts.
이에 따라 실린더 등의 온도가 과도하게 상승되면 실린더의 변형을 일으키거나 유막을 파괴시켜 윤활불량을 초래하게 되고, 심하면 엔진을 손상시키게 되고 또 연소상태도 나빠지게 되므로서 노킹이나 조기점화를 일으켜 엔진의 출력을 급격히 저감시키게 된다.As a result, excessively high temperatures such as cylinders cause deformation of the cylinders or break up the oil film, resulting in poor lubrication, severe damage to the engines, and poor combustion conditions, resulting in knocking and premature ignition. The output will be drastically reduced.
이에 따라 엔진의 과열을 방지하기 위해서 엔진을 냉각하게 되는데 반대로 엔진이 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴 열이 동력으로 전환되지 못하고 냉각으로 상실되는 양이 많아져 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시키게 되며, 또 연료의 무화가 불충분한 혼합기가 엔진에 공급되어 연료에 의해 엔진오일을 묽게 만들어 실린더의 마모를 촉진하게 된다.Accordingly, the engine is cooled to prevent overheating of the engine. On the contrary, if the engine is cooled too much, heat generated by combustion cannot be converted into power, and the amount of loss due to cooling increases, thereby lowering thermal efficiency and increasing fuel consumption. In addition, a mixture with insufficient atomization of the fuel is supplied to the engine to dilute the engine oil by the fuel to promote abrasion of the cylinder.
이 때문에 엔진을 냉각하여 과열을 방지하되 적온으로 유지되도록 하는 냉각 시스템이 엔진에 사용되고 있는데, 통상 도 4에 도시되는 바와 같이 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷(11)과, 물을 실린더로 순환시키는 워터펌프(10)와, 엔진을냉각하여 온도가 높아진 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터(12)와, 라디에이터(12)의 통풍을 돕는 냉각팬(13)을 포함하는 수냉식 냉각시스템이 주로 사용되고 있다.For this reason, a cooling system that cools the engine to prevent overheating and keeps it at a constant temperature is used in the engine. As shown in FIG. 4, a water jacket 11 surrounding the cylinder and the combustion chamber and water is circulated to the cylinder. Water-cooled cooling system including a water pump (10), a radiator (12) for cooling the engine to transfer heat of the coolant, the temperature of which has risen to the outside air, and a cooling fan (13) to help ventilate the radiator (12). Mainly used.
이 수냉식 냉각시스템에는 서모스탯(15)이라는 냉각수온에 따라 냉각수의 흐름을 변경하는 장치가 마련되어 있어, 엔진의 온도가 낮은 시동초기에는 냉각수가 방열 냉각을 위한 라디에이터(12) 측으로 흐르지 않고 바이패스관로(16)를 통해 다시 엔진을 순환토록 하므로서 엔진이 온도를 신속하게 정상온도로 상승시키게 되며, 엔진이 정상온도에 이르면 엔진의 과열을 방지하기 위하여 냉각수온에 추종하여 서모스탯(15)이 열리게 되므로서 냉각수가 라디에이터(12)로 순환하여 방열 냉각된 후 엔진을 순환하여 적온으로 유지하게 된다.The water-cooled cooling system is provided with a device for changing the flow of cooling water in accordance with the temperature of the cooling water, called the thermostat (15) .In the initial stage of low engine temperature, the cooling water does not flow to the radiator (12) side for radiant cooling at the beginning of the engine. As the engine is circulated again through (16), the engine quickly raises the temperature to the normal temperature, and when the engine reaches the normal temperature, the thermostat 15 is opened by following the cooling water temperature to prevent the engine from overheating. In this case, the coolant is circulated to the radiator 12 to radiate heat and cool, and then the engine is circulated to maintain the cool temperature.
도 5는 상기한 수냉식 냉각시스템에 일반적으로 적용되는 라디에이터(12)의 구성도로서, 상부탱크(12a) 및 하부탱크(12b)의 사이에 다수의 튜브(12c)가 형성되고, 상기 튜브(12c)와 튜브(12c) 사이에는 냉각핀(12d)이 형성된다. 상부탱크(12a)의 일측에는 냉각수 입구(12e)가, 하부탱크의 일측에는 냉각수 출구(12f)가 각각 형성된다.5 is a configuration diagram of a radiator 12 generally applied to the water-cooled cooling system, wherein a plurality of tubes 12c are formed between the upper tank 12a and the lower tank 12b, and the tubes 12c ) And the cooling fin 12d is formed between the tube 12c. Cooling water inlet 12e is formed at one side of the upper tank 12a, and cooling water outlet 12f is formed at one side of the lower tank.
따라서 상기한 상부탱크(12a)의 냉각수 입구(12e)로 유입된 냉각수는 상기 튜브(12c)를 따라 하측으로 이동되면서 대기온에 열을 빼앗기게 되므로서 냉각된 후, 상기 하부탱크(12b)으로 모이게 된다. 이렇게 모인 냉각수는 하부탱크(12b)에서 모이게 되고, 냉각수 출구(12f)를 통해 엔진으로 공급된다.Therefore, the coolant flowing into the coolant inlet 12e of the upper tank 12a moves downward along the tube 12c while being cooled by being deprived of heat at ambient temperature, and then cooled to the lower tank 12b. Are gathered. The coolant thus collected is collected in the lower tank 12b and is supplied to the engine through the coolant outlet 12f.
그러나 상기와 같이 구성되는 냉각시스템에서는 라디에이터의 냉각수의 흐름이 엔진이 고부하영역 혹은 저부하영역인 경우와는 상관없이 일률적으로 흐르게 되므로서 엔진이 고부하영역에서 운전 중일 경우에는 충분한 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.However, in the cooling system configured as described above, the cooling water flow of the radiator flows uniformly regardless of whether the engine is a high load region or a low load region, and thus, sufficient cooling is not performed when the engine is operating in the high load region. There was this.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진이 저부하영역에서 운전 중일 경우에는 냉각을 위한 냉각수로의 길이를 줄이고, 엔진이 고부하영역에서 운전 중일 경우에는 냉각을 위한 냉각수로의 길이를 늘려 냉각성능이 조절되도록 하기 위한 라디에이터의 냉각수유로 조절장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, when the engine is operating in a low load region, the length of the cooling water for cooling is reduced, if the engine is operating in a high load region as the cooling water for cooling An object of the present invention is to provide a control device for cooling water flow of a radiator to increase the length of the radiator so that the cooling performance is controlled.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
상부탱크와 하부탱크 사이에 다수의 튜브가 수직상으로 연결되고, 상기 튜브를 통해 냉각수가 다운 플로우되도록 형성되는 라디에이터에 있어서,In the radiator is formed between the upper tank and the lower tank a plurality of tubes are connected vertically, the cooling water flows down through the tube,
상기한 상부탱크의 전방측 내부 도중 및 하부탱크 후방측 내부 도중에 각각 냉각수의 흐름을 단속하기 위한 제어밸브가 형성되어지되, 냉각수의 온도가 소정 온도이상으로 상승되는 경우, 상기한 제어밸브가 닫히도록 제어하여 냉각수의 흐름이 상부탱크에서 하부탱크로 하향되었다가 하부탱크에서 상부탱크로 상향되고, 다시 상부탱크에서 하부탱크로 흘러 냉각수의 라디에이터 통과 유로가 증가되는 것을 특징으로 한다.A control valve for controlling the flow of the cooling water is formed between the inside of the front side of the upper tank and the inside of the rear side of the lower tank, and the control valve is closed when the temperature of the cooling water rises above a predetermined temperature. By controlling the flow of the cooling water is lowered from the upper tank to the lower tank and then from the lower tank to the upper tank, flows from the upper tank to the lower tank again characterized in that the passage through the radiator of the cooling water is increased.
도 1은 본 발명에 의해 형성되는 냉각시스템의 구성도.1 is a block diagram of a cooling system formed by the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 냉각시스템의 작동상태도.Figure 2 is an operating state of the cooling system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 냉각시스템의 플로우차트.3 is a flowchart of a cooling system according to the present invention.
도 4 내지 도 5는 종래기술을 설명하기 위한 도면.4 to 5 are views for explaining the prior art.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
20 : 라디에이터 21 : 상부탱크20: radiator 21: upper tank
22 : 하부탱크 23 : 튜브22: lower tank 23: tube
25 : 밸브면 27 : 지지대25 valve face 27 support
30 : 제어밸브 31 : 솔레노이드30: control valve 31: solenoid
32 : 스프링 33 : 로드32: spring 33: rod
40 : 전자제어장치40: electronic control device
이하, 본 발명에 의한 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의해 형성되는 냉각시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 의한 냉각시스템의 작동상태도이고, 도 3은 본 발명에 의한 냉각시스템의 플로우차트이다.1 is a configuration diagram of a cooling system formed by the present invention, Figure 2 is an operating state diagram of the cooling system according to the present invention, Figure 3 is a flowchart of the cooling system according to the present invention.
도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 라디에이터를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의한 제어벨브를 지시하는 것이다.Reference numeral 20 displayed in the drawings indicates a radiator formed by the present invention, and reference numeral 30 indicates a control valve according to the present invention.
상기한 라디에이터(20)는 상부탱크(21)와 하부탱크(22)가 각각 상하방향으로 소정의 간격을 두고 형성되고, 상기 상부탱크(21)와 하부탱크(22) 사이에는 다수의 튜브(23)들이 연결되어 상기 상부탱크(21)와 하부탱크(22)의 내부공간이 연통되도록 형성된다.The radiator 20 is formed with an upper tank 21 and a lower tank 22 at predetermined intervals in the vertical direction, respectively, and a plurality of tubes 23 between the upper tank 21 and the lower tank 22. The inner spaces of the upper tank 21 and the lower tank 22 are connected to each other to be connected to each other.
그리고 상기한 상부탱크(21)의 전방측 도중과, 하부탱크(22)의 후방측 도중에는 각각 상부탱크(21) 및 하부탱크(22)를 통과하는 냉각수의 흐름을 단속하기 위한 제어밸브(30)가 형성된다.And the control valve 30 for controlling the flow of the coolant passing through the upper tank 21 and the lower tank 22, respectively, in the middle of the front side of the upper tank 21, and the rear side of the lower tank 22. Is formed.
제어밸브(30)는 솔레노이드(31) 및 스프링(32)에 의해 작동이 제어되고, 상기 상부탱크(21) 및 하부탱크(22)의 내부 도중에는 상기 제어밸브(30)가 밀착되기 위한 밸브면(25)이 돌출된 채로 형성된다. 솔레노이드(31)의 일단은 고정되며, 솔레노이드(31)의 다른 일측으로 돌출된 로드(33)의 끝단에는 상기 제어밸브(30)가 장착된다. 또한, 상기 로드(33)의 외주연에는 탄성을 가진 스프링(32)이 장착되어 엔진 냉각수의 온도가 낮을 경우에는 상기 제어밸브(30)가 닫힌 상태가 유지되도록 구성된다.The control valve 30 is controlled by the solenoid 31 and the spring 32, the valve surface for the control valve 30 is in close contact with the upper tank 21 and the lower tank 22 in the middle ( 25) is formed to protrude. One end of the solenoid 31 is fixed, the control valve 30 is mounted to the end of the rod 33 protruding to the other side of the solenoid 31. In addition, the outer periphery of the rod 33 is equipped with a spring 32 having elasticity is configured to maintain the closed state the control valve 30 when the temperature of the engine coolant is low.
상기한 솔레노이드(31)는 전자제어장치(40)의 제어에 의해 작동되며, 상기 전자제어장치(40)에서는 라디에이터(20)의 냉각수 입구 측에 마련되는 냉각수온센서(27)에서 측정된 냉각수온에 따라 엔진이 고부하영역인지 저부하영역인지를 판단하도록 구성된다.The solenoid 31 is operated by the control of the electronic control device 40, the cooling water temperature measured by the cooling water temperature sensor 27 provided on the cooling water inlet side of the radiator 20 in the electronic control device 40 The engine is configured to determine whether the high load region or the low load region.
특히, 상기한 제어밸브(30)의 형성위치는 냉각수의 흐름방향을 기준으로, 상부탱크(21)의 경우에는 그 1/3정도의 위치에, 하부탱크(32)의 경우에는 2/3정도의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.In particular, the position where the control valve 30 is formed is based on the flow direction of the coolant, about 1/3 of the position of the upper tank 21, and about 2/3 of the lower tank 32. It is preferably formed at the position of.
상기와 같이 구성되는 엔진 냉각시스템의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the engine cooling system configured as described above are as follows.
엔진이 시동되어 저부하영역에서 운전되는 경우에는 상기한 라디에이터(20)는 종래의 일반적인 라디에이터와 같은 환경이 되도록 상기 제어밸브(30)는 개방된 상태가 된다.When the engine is started and operated in the low load region, the control valve 30 is in an open state so that the radiator 20 has an environment similar to that of a conventional general radiator.
따라서 이 경우의 냉각수 흐름은 상부탱크(21)에서 수직상으로 형성된 튜브(23)를 통해 하부탱크(22)로 이동된다. 이와 같이 튜브(23)를 따라 상부탱크(21)에서 하부탱크(22)로 냉각수가 이동되는 과정에서 냉각수는 대기와 열교환된다.Therefore, the coolant flow in this case is moved to the lower tank 22 through the tube 23 formed vertically in the upper tank 21. As such, the coolant is heat-exchanged with the atmosphere in the process of moving the coolant from the upper tank 21 to the lower tank 22 along the tube 23.
한편, 상기한 냉각수온센서(27)에서 측정되는 냉각수의 온도가 기준치 이상으로 측정되면, 상기 전자제어장치(40)에서는 솔레노이드(31)를 작동시키게 된다. 따라서 제어밸브(30)는 닫히게 되어 상부탱크(21) 및 하부탱크(22)의 공간을 각각 양분하게 된다.On the other hand, when the temperature of the cooling water measured by the cooling water temperature sensor 27 is measured above the reference value, the electronic control device 40 operates the solenoid 31. Therefore, the control valve 30 is closed to divide the space of the upper tank 21 and the lower tank 22, respectively.
그런데 상부탱크(21)와 하부탱크(22)에 형성된 제어밸브(30)의 위치는 냉각수의 흐름방향을 기준으로 보면 상부탱크(21) 내의 제어밸브(30)가 앞에 위치되므로서, 냉각수의 흐름은 상부탱크(21)에서 하부탱크(22)로 흘렀다가, 하부탱크(22)에서 상부탱크(21)로 흐르고, 다시 상부탱크(21)에서 하부탱크(22)로 흐르게 된다.However, the position of the control valve 30 formed in the upper tank 21 and the lower tank 22 is located in front of the control valve 30 in the upper tank 21 based on the flow direction of the cooling water, and thus the flow of the cooling water. Flows from the upper tank 21 to the lower tank 22, flows from the lower tank 22 to the upper tank 21, and again flows from the upper tank 21 to the lower tank 22.
따라서 엔진이 고부하영역인 경우에는 라디에이터(20)를 통과하는 냉각수의 유로가 튜브(23)의 길이만큼 연장되는 것이다.Therefore, when the engine is a high load region, the flow path of the coolant passing through the radiator 20 extends by the length of the tube 23.
이상과 같이 구성되는 냉각시스템에서는 엔진이 고부하영역에서 운전되는 경우에 라디에이터를 통과하는 냉각수의 유로가 튜브의 길이만큼 길어지게 되므로서 냉각수의 냉각효율이 상승되고, 엔진이 저부하영역에서 운전되는 경우에는 라디에이터를 통과하는 냉각수의 유로가 정상으로 복귀되므로서 엔진이 과냉되는 현상이 방지되는 커다란 장점이 있는 것이다.In the cooling system configured as described above, when the engine is operated in the high load region, the flow path of the coolant passing through the radiator is increased by the length of the tube, so that the cooling efficiency of the coolant is increased, and the engine is operated in the low load region. There is a great advantage that the flow path of the coolant passing through the radiator is returned to the normal state, thereby preventing the engine from being overcooled.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |