KR20040033579A - thermostat for engines adapted spilt cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 서머 스탯에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진에 있어 실린더 헤드측 워터 자켓에 대한 냉각수의 유동 경로를 조절하는 메인 서머 스탯과 실린더 블럭측 워터 자켓에 대한 냉각수의 유동 경로를 조절하는 서브 서머 스탯을 각각 단일의 하우징내에 수용한 상태에서 엔진의 실린더 헤드의 측부에 설치함으로써, 부품의 원가를 줄임과 더불어 조립 공정을 단순화시킬 수 있도록 하는 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 서머 스탯에 관한 것이다.The present invention relates to a thermostat of an engine to which a separate cooling system is applied, and more particularly, to a main thermostat and a cylinder block for adjusting a flow path of cooling water to a cylinder head side water jacket in an engine to which a separate cooling system is applied. By installing sub-thermostats that regulate the flow path of the coolant to the side water jackets in the housing of the cylinder heads, each of which is housed in a single housing, it is possible to reduce the cost of parts and simplify the assembly process. A thermostat of an engine to which a separate cooling system is applied.
일반적으로 자동차 엔진에 구비된 냉각 시스템은 엔진의 전 가동 영역에 걸쳐 정상적인 기관의 작동 온도를 유지시킬 수 있도록 해 주는 것으로, 이는 연소실내에서 혼합기의 연소 과정에서 발생하는 최대 온도(대략 2500℃)의 열로부터 실린더 블럭과 실린더 헤드 및 피스톤 등의 주요 부품에 대한 열해를 방지하기 위함인 것이다.In general, the cooling system provided in an automotive engine allows the engine to maintain the normal operating temperature of the engine over the entire operating area, which is the maximum temperature (approximately 2500 ° C) that occurs during the combustion of the mixer in the combustion chamber. This is to prevent thermal damage to the cylinder block and major parts such as the cylinder head and the piston from the heat.
한편, 엔진의 냉각 시스템에 있어, 실린더 헤드와 실린더 블럭에 개별적인 냉각수의 유동을 도모하여 냉각 효율을 증진시키고자 하는 분리 냉각 시스템이 제안되었는 바, 종래 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 워터 자켓은 실린더 헤드측 워터 자켓과 실린더 블럭측 워터 자켓으로 각각 분리되도록 형성되고, 상기 실린더 블럭측 워터 자켓의 냉각수 입구부에 메인 서머 스탯이 설치되며, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓의 냉각수 출구부에 서브 서머 스탯이 각각 설치되어 있는 구조로 되어 있다.On the other hand, in the engine cooling system, a separate cooling system for improving the cooling efficiency by promoting the flow of individual cooling water to the cylinder head and the cylinder block has been proposed, the conventional water jacket of the engine to which the separate cooling system is applied It is formed to be separated into the head-side water jacket and the cylinder block-side water jacket, respectively, the main thermostat is installed in the cooling water inlet portion of the cylinder block-side water jacket, the sub-thermostat in the cooling water outlet of the cylinder head-side water jacket Each structure is installed.
따라서, 종래 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진에 있어 서머 스탯은 실린더 헤드측에 서브 서머 스탯이 설치되고, 실린더 블럭측에 메인 서머 스탯이 각각 개별적으로 설치되어야 하므로, 엔진에 서머 스탯의 조립시 두 종류의 서머 스탯을 각각 다른 위치에 별도로 구분해서 작업해야 하는 번거러움이 있다. 또한 부품의 관리적인 측면에서도 2개의 부품을 분리하여 관리할 수 밖에 없는 단점이 있다.Therefore, in the engine to which the conventional separate cooling system is applied, the thermostat has to be installed on the cylinder head side and the sub thermostat is installed on the cylinder block side. There is a hassle to separate the summer stats in different locations. In addition, there are disadvantages that the two parts can be separated and managed in terms of management of parts.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 실린더 헤드의 냉각과 실린더 블럭의 냉각을 각각 분리하여 실시함에 있어 실린더 블럭측 워터 자켓의 냉각수 유동 경로를 조절하는 서머 스탯과 실린더 헤드측 워터 자켓의 냉각수 유동 경로를 조절하는 서머 스탯을 각각 단일의 하우징내에 구비함과 더불어 엔진의 특정 부위에 단일의 개체로서 조립될 수 있도록 함으로써, 부품의 조립 공정을 단축시키면서 관리 대상의 부품 수량을 줄일 수 있도록 하는 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 서머 스탯을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and in the case of separately performing the cooling of the cylinder head and the cooling of the cylinder block, the thermostat and the cylinder head side water for adjusting the cooling water flow path of the water jacket of the cylinder block side Each thermostat that regulates the coolant flow path of the jacket is housed in a single housing and can be assembled as a single entity in specific parts of the engine, reducing the number of parts to be managed while shortening the assembly process. The purpose is to provide a thermostat for the engine to which the separate cooling system is applied.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 헤드측 워터 자켓과, 실린더 블럭측 워터 자켓의 냉각수 출구부 및, 워터 펌프의 냉각수 입구부와 각각교통되는 입구들을 구비하고; 라디에이터와, 오일 쿨러, 스로틀 바디 및, 히터측과 냉각수의 유동을 도모하는 다수의 관로를 구비하며; 냉각수의 수온에 따라 실린더 블럭측 워터 자켓에 대한 냉각수 유동 경로와, 라디에이터에 대한 냉각수 유동 경로를 각각 조절하는 서브 서머 스탯과 메인 서머 스탯을 단일의 하우징내에 구비한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is provided with a cylinder head side water jacket, a coolant outlet portion of the cylinder block side water jacket, and inlets communicated respectively with the coolant inlet portion of the water pump; A radiator, an oil cooler, a throttle body, and a plurality of conduits for facilitating flow of the coolant and the heater side; According to the water temperature of the coolant, the coolant flow path for the cylinder block side water jacket and the sub-thermstat and the main thermostat for adjusting the coolant flow path for the radiator are characterized in that they are provided in a single housing.
도 1은 본 발명에 따른 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 서머 스탯이 실린더 헤드와 실린더 블럭측 워터 자켓에 대응하여 설치된 상태를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a state in which a thermostat of an engine to which a separate cooling system according to the present invention is applied is installed corresponding to a cylinder head and a cylinder block side water jacket.
도 2는 본 발명에 따라 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진에 적용되는 서머 스탯의 외형을 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the external appearance of the thermostat applied to the engine to which the separate cooling system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 서머 스탯을 통해 엔진의 냉간 시동시 냉각수의 유동 경로를 도시한 도면.3 is a view showing the flow path of the coolant during the cold start of the engine through the thermostat according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 서머 스탯을 통해 엔진의 냉간 시동중 수온 상승시 냉각수의 유동 경로를 도시한 도면.4 is a view showing the flow path of the coolant when the water temperature rises during cold start of the engine through the thermostat according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 서머 스탯을 통해 엔진의 웜업후 냉각수의 유동 경로를 도시한 도면.5 is a view showing the flow path of the coolant after the warm-up of the engine through the thermostat according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10-실린더 헤드측 워터 자켓12-실린더 블럭측 워터 자켓10-cylinder head side water jacket 12-cylinder block side water jacket
14-하우징16-입구14-housing 16-entrance
18a,18b-제1유출/입 관로20a,20b-제2유출/입 관로18a, 18b-first outflow / entry pipeline 20a, 20b-second outflow / entry pipeline
22a,22b-제3유출/입 관로24a,24b-제4유출/입 관로22a, 22b-3rd outflow / entry line 24a, 24b-4th outflow / entry line
26-서브 서머 스탯28-메인 서머 스탯26-Sub Thermostat 28-Main Thermostat
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진은 실린더 헤드측 워터 자켓(10)과, 실린더 블럭측 워터 자켓(12)이 각각 독립적인 냉각수의 유동 경로를 갖도록 형성된다.As shown in the figure, the engine to which the separate cooling system is applied is formed such that the cylinder head side water jacket 10 and the cylinder block side water jacket 12 each have independent flow paths of cooling water.
그리고, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)의 냉각수 입구부와 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)의 냉각수 입구부는 각각 워터 펌프(도시안됨)의 냉각수 출구부와 상호 공유하도록 설정된다.The cooling water inlet of the cylinder head side water jacket 10 and the cooling water inlet of the cylinder block side water jacket 12 are set to share with each other the cooling water outlet of the water pump (not shown).
또한, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)의 냉각수 출구부와 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)의 냉각수 출구부는 엔진의 후미에서 단일의 개체로 형성되어 조립되는 서머 스탯 하우징(14)의 해당 입구(16;도 2에 상세히 도시됨)들과 매칭되도록 설정되어 있다.In addition, the cooling water outlet portion of the cylinder head side water jacket 10 and the cooling water outlet portion of the cylinder block side water jacket 12 are formed at the rear of the engine as a single entity, and the corresponding inlet of the thermostat housing 14 is assembled. (16; shown in detail in FIG. 2).
그리고, 상기 서머 스탯 하우징(14)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)의 냉각수 출구부와 교통되는 제1입구(16a)와, 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)의 냉각수 출구부와 교통되는 제2입구(16b) 및, 상기 워터 펌프의 냉각수 입구부와 교통되는 제3입구(16c)를 각각 갖추고 있다.As shown in FIG. 2, the thermostat housing 14 may include a first inlet 16a communicating with a cooling water outlet of the cylinder head side water jacket 10, and the cylinder block side water jacket 12. And a second inlet 16b communicating with the cooling water outlet of () and a third inlet 16c communicating with the cooling water inlet of the water pump.
또한, 상기 서머 스탯 하우징(14)은 라디에이터(도시안됨)측과 냉각수의 유동을 도모하는 제1유출/입 관로(18a,18b)와, 오일 쿨러(C)측과 냉각수의 유동을 도모하는 제2유출/입 관로(20a,20b), 스로틀 바디(도시안됨)측과 냉각수의 유동을 도모하는 제3유출/입 관로(22a,22b) 및, 히터(도시안됨)측과 냉각수의 유동을 도모하는 제4유출/입 관로(24a,24b)를 각각 구비하고 있다.In addition, the thermostat housing 14 has a first outflow / inlet pipe 18a, 18b for the flow of the radiator (not shown) and the coolant, and an agent for the flow of the oil cooler C and the coolant. 2 Outflow / intake conduits 20a and 20b, throttle body (not shown) and the third outflow / intake conduits 22a and 22b to facilitate the flow of cooling water, and the heater (not shown) and cooling water flow. Fourth outflow / intake pipes 24a and 24b are provided, respectively.
한편, 상기 서머 스탯 하우징(14)의 제2입구(16b)에는 실린더 블럭측 워터 자켓(12)을 통해 배출되는 냉각수의 유동 경로 개폐를 조절하도록 된 서브 서머 스탯(26)이 설치되고, 상기 서머 스탯 하우징(14)의 제1유입 관로(18b)내에는 상기 라디에이터측으로부터 공급되는 냉각수의 유동 경로 개폐를 조절하도록 된 메인 서머 스탯(28)이 각각 설치된다.On the other hand, the second inlet 16b of the thermostat housing 14 is provided with a sub-thermostat 26 for controlling the opening and closing of the flow path of the coolant discharged through the cylinder block side water jacket 12, and the summer In the first inlet pipe 18b of the stat housing 14, main thermostats 28 are provided to control opening and closing of the flow path of the cooling water supplied from the radiator side.
이하, 본 발명에 따른 서머 스탯의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the thermostat according to the present invention.
먼저, 냉간 시동시 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 서브 서머 스탯(26)과 메인 서머 스탯(28)은 냉각수의 수온에 따라 동시에 닫힌 상태가 된다.First, as shown in FIG. 3 during cold start, the sub thermostat 26 and the main thermostat 28 are simultaneously closed according to the temperature of the coolant.
이 경우, 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)을 통한 냉각수의 유동은 상기 하우징(14)의 제2입구(16b)에 설치되어 폐쇄된 서브 서머 스탯(26)에 의해 이루어지지 않게 된다.In this case, the flow of the coolant through the cylinder block side water jacket 12 is prevented by the closed sub-thermostat 26 installed at the second inlet 16b of the housing 14.
이에 반해, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)을 통한 냉각수의 유동은 상기하우징(14)의 제1입구(16a)를 통해 내부로 유입된 다음, 상기 제2유출/입 관로(20a,20b)를 통해 오일 쿨러(C)측으로 유동되고, 상기 제3유출/입 관로(22a,22b)를 통해 스로틀 바디측으로 유동되며, 상기 제4유출/입 관로(24a,24b)를 통해 히터측과 유동된다.On the contrary, the flow of the cooling water through the cylinder head side water jacket 10 flows in through the first inlet 16a of the housing 14 and then the second outflow / inlet pipes 20a and 20b. Through the oil cooler (C) side, through the third outflow / inlet (22a, 22b) to the throttle body side, and flows with the heater side through the fourth outflow / inlet (24a, 24b) .
이때, 상기 제1유출/입 관로(18a,18b)를 통한 라디에이터측으로 냉각수의 유동은 상기 제1유입 관로(18b)내에 구비된 메인 서머 스탯(28)이 폐쇄되어 있기 때문에 이루어지지 않게 된다.At this time, the flow of the cooling water to the radiator side through the first outflow / inlet (18a, 18b) is not made because the main thermostat 28 provided in the first inlet (18b) is closed.
그리고, 냉간 시동중 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)내 냉각수의 수온이 설정치(대략 82℃) 이상으로 상승하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 서브 서머 스탯(26)의 개방이 이루어지게 된다.When the water temperature of the coolant in the cylinder block side water jacket 12 rises above the set value (about 82 ° C) during cold start, as shown in FIG. 4, the sub-thermostat 26 is opened. You lose.
이 경우, 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)을 통한 냉각수의 유동은 상기 하우징(14)의 제2입구(16b)에 설치되어 개방 상태로 전환되는 서브 서머 스탯(26)에 의해 이루어지게 된다.In this case, the flow of the coolant through the cylinder block side water jacket 12 is made by the sub-thermostat 26 installed at the second inlet 16b of the housing 14 and switched to the open state.
이때, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)과 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)을 통한 냉각수의 유동은 상기 제2유출/입 관로(20a,20b)와, 제3유출/입 관로(22a,22b) 및, 제4유출/입 관로(24a,24b)를 매개로 하여 오일 쿨러(C)와, 스로틀 바디 및, 히터측으로도 이루어지게 된다.At this time, the flow of the cooling water through the cylinder head side water jacket 10 and the cylinder block side water jacket 12 is the second outflow / inlet pipe (20a, 20b), and the third outflow / inlet pipe (22a, 22b) and the oil cooler C, the throttle body, and the heater side via the fourth outflow / intake pipes 24a and 24b.
이에 반해, 상기 제1유출/입 관로(18a,18b)를 통한 라디에이터측으로 냉각수의 유동은 상기 제1유입 관로(18b)내에 구비된 메인 서머 스탯(28)이 폐쇄되어 있기 때문에 이루어지지 않게 된다.On the contrary, the flow of the cooling water to the radiator side through the first outflow / inflow paths 18a and 18b is not made because the main thermostat 28 provided in the first inflow path 18b is closed.
또한, 엔진이 웜업 상태가 되어 냉각수의 수온이 설정치(대략 95℃) 이상으로 상승하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 메인 서머 스탯(28)의 개방이 이루어지게 된다.In addition, when the engine is warmed up and the water temperature of the coolant rises above the set value (approximately 95 ° C.), as shown in FIG. 5, the main thermostat 28 is opened.
이 경우, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)과 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)을 통한 냉각수의 유동은 개방된 서브 서머 스탯(26)과 메인 서머 스탯(28)을 통해 상기 하우징(14)내로 유입된 다음, 상기 제1유출/입 관로(18a,18b)와 제2유출/입 관로(20a,20b), 제3유출/입 관로(22a,22b) 및, 제4유출/입 관로(24a,24b)를 통해 각각 라디에이터와 오일 쿨러(C), 스로틀 바디 및, 히터측으로 이루어지게 된다.In this case, the flow of the coolant through the cylinder head side water jacket 10 and the cylinder block side water jacket 12 is transferred to the housing 14 through the open sub-thermostat 26 and the main thermostat 28. The first outflow / inflow duct 18a, 18b and the second outflow / inflow duct 20a, 20b, the third outflow / inflow duct 22a, 22b, and the fourth outflow / inflow duct 24a, 24b) to the radiator, the oil cooler (C), the throttle body and the heater side, respectively.
한편, 상기의 경우에 있어, 라디에이터와 오일 쿨러(C), 스로틀 바디 및 히터측으로 유동되어 다시 상기 하우징(14)내로 유입된 냉각수는 상기 제3입구(16c)를 통해 워터 펌프측으로 리턴된다.On the other hand, in the above case, the coolant flowing to the radiator and the oil cooler (C), the throttle body and the heater side and flowed back into the housing 14 is returned to the water pump side through the third inlet 16c.
이상에서와 같이, 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진에 있어, 상기 실린더 헤드측 워터 자켓(10)의 냉각수 유동 경로와 상기 실린더 블럭측 워터 자켓(12)의 냉각수 유동 경로를 각각 조절하는 메인 서머 스탯(28)과 서브 서머 스탯(26)이 각각 단일의 하우징(14)내에 구비됨에 따라, 엔진에 서머 스탯의 조립시 단일의 하우징(14)에 대한 조립 작업을 실시하면 되므로, 종래에 비해 조립 공정이 단축된다.As described above, in the engine to which the separate cooling system is applied, the main thermostat for respectively controlling the cooling water flow path of the cylinder head side water jacket 10 and the cooling water flow path of the cylinder block side water jacket 12 ( As the 28 and the sub-thermostat 26 are provided in the single housing 14, the assembly process for the single housing 14 may be performed when the thermostat is assembled in the engine. It is shortened.
또한, 종래에 비해 관리 대상이 되는 부품의 수량이 절반으로 축소됨에 따라 관리의 편리함이 있게 된다.In addition, as compared to the prior art, the number of parts to be managed is reduced to half, thereby providing convenience of management.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 분리 냉각 시스템이 적용되는 엔진의 서머 스탯에 의하면, 실린더 헤드의 냉각과 실린더 블럭의 냉각을 각각 분리시켜 시행하기 위해 실린더 블럭측 워터 자켓의 냉각수 유동 경로와 실린더 헤드측 워터 자켓의 냉각수 유동 경로를 각각 조절하는 두 종류의 서머 스탯이 각각 단일의 하우징내에 구비되면서 엔진의 특정 부위에 단일의 개체로서 조립될 수 있으므로, 서머 스탯의 조립 공정을 단축시킬 수 있음과 더불어 관리 대상의 부품 수량을 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the thermostat of the engine to which the separate cooling system according to the present invention is applied, the coolant flow path and the cylinder head side of the water jacket of the cylinder block side in order to separately perform the cooling of the cylinder head and the cooling of the cylinder block, respectively. Two types of thermostats, each of which regulates the coolant flow path of the water jacket, are provided in a single housing and can be assembled as a single entity in a specific part of the engine, thereby shortening the process of assembling the thermostat. There is an effect that can reduce the number of parts of the target.
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