KR20040054193A - 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치 - Google Patents

이지알 가스와 오일의 쿨링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진 룸의 레이 아웃을 설정하는데 유리하도록 하며, EGR 쿨러 및 오일 쿨러를 개별적으로 설치하는데 따른 부품수 및 비용을 줄이기 위해 EGR 쿨러와 오일 쿨러를 일체로 형성한 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치에 관한 것으로,
내부로 냉각수가 통과되도록 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 형성되는 케이스와;
상기한 케이스의 일측에 부착되는 통형상으로 그 중간부에 마련되는 격판에 의해서 내부공간이 양분되며, 상하 각각의 챔버에는 EGR 가스와 오일이 분리된 채로 외부에서 유입되도록 안내하는 유입구가 형성되는 인렛 탱크와;
상기한 케이스의 다른 일측에 부착되는 통형상으로 그 중간부에 마련되는 격판에 의해서 내부공간이 양분되며, 상하 각각의 챔버에는 EGR 가스와 오일이 외부로 유출되도록 안내하는 유출구가 형성되는 아웃렛 탱크와;
상기한 인렛 탱크 측으로 유입된 EGR 가스가 아웃렛 탱크 측으로 유도되는 과정에서 상기 케이스 내부를 통과하는 냉각수에 의해 방열되도록 상기 케이스를 가로질러 인렛 탱크 및 아웃렛 탱크의 EGR 챔버 간을 연결하는 EGR 튜브와;
상기한 인렛 탱크 측으로 유입된 오일이 아웃렛 탱크 측으로 유도되는 과정에서 상기 케이스 내부를 통과하는 냉각수에 의해 방열되도록 상기 케이스를 가로질러 인렛 탱크와 아웃렛 탱크의 오일 챔버 간을 연결하는 오일 튜브; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이지알 가스와 오일의 쿨링 장치{Cooling apparatus for EGR gas and engine oil}
본 발명은 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 룸의 레이 아웃을 설정하는데 유리하도록 하며, EGR 쿨러 및 오일 쿨러를 개별적으로 설치하는데 따른 부품수 및 비용을 줄이기 위해 EGR 쿨러와 오일 쿨러를 일체로 형성한 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치에 관한 것이다.
자동차의 엔진은 실린더 블럭, 실린더 헤드, 피스톤, 크랭크 축, 커넥팅 로드, 캠 등과 같은 다양한 부품들로 구성된다. 상기한 부품들이 고속으로 작동되는 과정에서 서로 마찰되는 부분에 열이 생기게 되고, 피스톤과 실린더는 연소 가스에 의해 가열되어 고온이 된다. 따라서 엔진의 실린더 및 각 마찰부와 습동부에는 엔진 오일을 순환시켜 냉각 및 윤활되도록 하고 있다.
이와 같이 엔진의 각부를 냉각하는 과정에서 가열된 오일은 일반적인 습식 섬프(Wet sump) 엔진에서는 오일 팬으로 되돌아가고 있는 동안에 방열이 된다. 대부분의 엔진은 이 오일 팬에서의 방열로 엔진 오일의 냉각이 가능하지만, 고회전하에서 사용되는 엔진이나, 더운 지역에서 운행되는 차량이나, 무거운 트레일러 등을 견인하며 운행되는 차량의 경우에는 엔진 오일이 기준온도를 초과하게 되므로서 별도의 오일 쿨러 장치가 필요하게 된다.
도 4는 수냉식 오일 쿨러 장치의 오일과 냉각수의 흐름경로를 도시한 블럭도로서, 엔진(20)을 순환하는 냉각수의 일부가 오일 쿨러(23) 측으로 유도되어 엔진 오일이 냉각될 수 있도록 구성되어 있다. 이를 위해, 엔진(20)의 일측에는 오일 펌프(21)에 의해서 펌핑된 오일을 여과하기 위한 오일 필터(22)가 마련되고, 오일 필터(22)의 상측에 오일 쿨러(23)가 마련된다. 엔진(20)의 하부에 취부된 오일 팬(24)과 오일 펌프(21) 사이와, 상기 오일 펌프(21)와 오일 필터(22) 사이, 상기 오일 필터(23)와 엔진(20)의 실린더 블럭(25) 및 실린더 헤드(26)에 마련되는 오일 갤러리 간에는 오일이 이송되기 위한 오일 라인(27)이 배관된다.
그리고 상기한 엔진(20)을 수냉시키기 위한 수냉 시스템에서 라디에이터(30)에서 방열된 냉각수의 일부가 오일 쿨러(23) 측으로 유도될 수 있도록 하기 위해 냉각수 라인(31)의 도중과 오일 쿨러(23) 간에는 오일 쿨러용 냉각수 유입 라인(32)이 배관된다. 또한, 상기 오일 쿨러(23)를 통과한 냉각수가 다시 원래의 냉각 시스템으로 복귀되도록 하기 위해, 냉각수의 온도에 따라 제어되는 서머스탯(35)의 일측과 상기한 오일 쿨러(23) 간에는 오일 쿨러용 냉각수 유출 라인(33)이 배관된다. 상기 오일 쿨러용 냉각수 유출 라인(33)을 통해 서머스탯(35) 측으로 유도되는 냉각수는 바이패스 라인(34)에서 분지된 후에 히터 코어(36)를 거친 냉각수와 함께 원래의 냉각 시스템에 합류하게 된다. 상기한 냉각수 라인(31)의 도중에는 워터 펌프(37)가 마련된다.
따라서 상기한 수냉식 오일 쿨러 장치에서는 엔진의 냉각 시스템을 따라서 흐르는 냉각수의 일부가 오일 쿨러 측으로 유도되므로서 엔진을 순환하는 과정에서 가열된 오일이 냉각되는 것이다.
한편, 디젤 엔진에는 고출력화 및 배기 가스 저감을 위해서 배기 가스 재순환장치(EGR 장치)가 사용되고 있는데, 최근에는 점차 강화되는 배기 가스 규제에만족시키기 위해서 EGR 가스 온도를 낮추기 위한 EGR 쿨러가 적용되고 있는 차량이 증가하고 있는 추세이다. 상기한 EGR 쿨러는 엔진을 냉각하기 위한 냉각수의 일부를 바이패스시켜 EGR 가스의 온도를 낮추도록 구성된다.
그런데 상술한 바와 같이 엔진 오일을 냉각하기 위한 냉각 시스템과 EGR 가스를 냉각하기 위한 냉각 시스템이 별개로 형성되므로서 각각의 시스템을 엔진 룸에 레이 아웃하는데 공간적인 제약때문에 불리하였을 뿐만 아니라, 각각의 시스템을 설비하는데 부품수 및 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진 룸의 레이 아웃을 설정하는데 유리하도록 하며, EGR 쿨러 및 오일 쿨러를 개별적으로 설치하는데 따른 부품수 및 비용을 줄이기 위해 EGR 쿨러와 오일 쿨러를 일체로 형성한 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
내부로 냉각수가 통과되도록 냉각수 유입구와 냉각수 유출구가 형성되는 케이스와;
상기한 케이스의 일측에 부착되는 통형상으로 그 중간부에 마련되는 격판에 의해서 내부공간이 양분되며, 상하 각각의 챔버에는 EGR 가스와 오일이 분리된 채로 외부에서 유입되도록 안내하는 유입구가 형성되는 인렛 탱크와;
상기한 케이스의 다른 일측에 부착되는 통형상으로 그 중간부에 마련되는 격판에 의해서 내부공간이 양분되며, 상하 각각의 챔버에는 EGR 가스와 오일이 외부로 유출되도록 안내하는 유출구가 형성되는 아웃렛 탱크와;
상기한 인렛 탱크 측으로 유입된 EGR 가스가 아웃렛 탱크 측으로 유도되는 과정에서 상기 케이스 내부를 통과하는 냉각수에 의해 방열되도록 상기 케이스를 가로질러 인렛 탱크 및 아웃렛 탱크의 EGR 챔버 간을 연결하는 EGR 튜브와;
상기한 인렛 탱크 측으로 유입된 오일이 아웃렛 탱크 측으로 유도되는 과정에서 상기 케이스 내부를 통과하는 냉각수에 의해 방열되도록 상기 케이스를 가로질러 인렛 탱크와 아웃렛 탱크의 오일 챔버 간을 연결하는 오일 튜브; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의해 형성되는 쿨링 장치의 사시도.
도 2은 본 발명의 쿨링 장치를 일측에서 바라본 상태의 부분 절개사시도.
도 3은 본 발명의 쿨링 장치를 다른 일측에서 바라본 상태의 부분 절개사시도.
도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 쿨링 장치 41 : 케이스
42 : 냉각수 유입구 43 : 냉각수 유출구
45 : 튜브 클램프 50 : 인렛 탱크
52 : EGR 챔버 53 : 오일 챔버
54 : EGR 유입구 55 : 오일 유입구
60 : 아웃렛 탱크 62 : EGR 챔버
63 : 오일 챔버 64 : EGR 유출구
70 : EGR 튜브 80 : 오일 튜브
이하, 본 발명에 의한 이지알 가스 및 오일 쿨링 장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 형성되는 쿨링 장치의 사시도이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명에 의한 쿨링 장치의 부분 절개 사시도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 40은 본 발명에 의해 형성된 쿨링 장치를 지시하는 것으로, 상기 쿨링 장치(40)는 EGR 가스와 오일을 동시에 냉각할 수 있도록 형성된 것이다.
상기한 쿨링 장치(40)의 케이스(41) 상부에는 라디에이터 측에서 냉각된 냉각수가 공급될 수 있도록 냉각수 유입구(42)가 형성되고, 케이스(41)의 하부에는 상기 케이스(41)를 통과한 냉각수가 다시 라디에이터 측으로 유도될 수 있도록 하기 위한 냉각수 유출구(43)가 형성된다.
그리고 상기한 케이스(41)의 양측면에는 각각 인렛 탱크(50)와 아웃렛 탱크(60)가 위치되는데, 상기 인렛 탱크(50)와 아웃렛 탱크(60)는 각각 그 중간부가 격벽(51,61)에 의해서 상하로 양분된다. 각각 상하로 양분된 챔버 중에 상부의 챔버는 EGR 가스가 통과되는 EGR 챔버(52,62)로, 하부의 챔버는 오일이 통과되는 오일 챔버(53,63)로 설정된다. 참고로 EGR 챔버(52,62)와 오일 챔버(62,63)의 위치는 크게 중요한 것을 아니지만, 비중이 오일보다 가벼운 EGR 가스가 통과되는 챔버가 상측에 위치되는 것이 바람직할 것이다.
상기한 인렛 탱크(50)에 마련되는 EGR 챔버(52)와 오일 챔버(53)에는 각각 EGR 유입구(54)와 오일 유입구(55)가 형성되고, 아웃렛 탱크(60)에 마련되는 EGR 챔버(62)와 오일 챔버(63)에는 각각 EGR 유출구(64)와 오일 유출구(65)가 형성된다.
한편, 상기한 케이스(41)의 내부에는 여러개의 튜브가 가로질러 배열되는데, 이 튜브의 일부는 EGR 가스가 통과되기 위한 EGR 튜브(70)이고, 나머지 일부의 튜브는 엔진 오일이 통과되기 위한 오일 튜브(80)이다. 즉, 상기 한 EGR 튜브(70)는 인렛 탱크(50)와 아웃렛 탱크(60)에 각각 마련되는 양측의 EGR 챔버(52,62) 간을 연결하는 것이고, 오일 튜브(80)는 상기 인렛 탱크(50)와 아웃렛 탱크(60)에 각각 마련되는 양측의 오일 챔버(53,63) 간을 연결하는 것이다.
상기한 EGR 튜브(70)와 오일 튜브(80)가 상하로 소정의 간격이 유지된 채로 배열되도록 하기 위한 튜브 클램프(45)가 상기 케이스(41)의 도중에 형성되는데, 상기 튜브 클램프(45)에 의해서 냉각수의 흐름이 방해되지 않도록 튜브 클램프(45)가 설계되어야 할 것이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 튜브 클램프(45)의 표면에 다수의 관통공(46)을 형성하여 냉각수가 통과되도록 한다.
또한, 상기한 냉각수 유입구(42)는 인렛 탱크(50)가 위치되는 측의 케이스 상측면에, 냉각수 유출구(43)는 아웃렛 탱크(60)가 위치되는 측의 케이스 하측면에 형성되도록 하여 냉각수의 흐름이 상측에서 하측의 방향으로, EGR 가스 및 오일이 입력되는 측에서 출력되는 측으로 흐르도록 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성되는 상기 쿨링 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상기한 쿨링 장치(40)는 라디에이터 측에서 유도되는 냉각수를 냉매로 하여 EGR 가스가 통과되는 EGR 라인과 엔진 오일이 통과되는 오일 라인을 통과하는 EGR 가스 및 오일을 냉각시키게 된다.
즉, 상기한 케이스(41) 내부로 냉각수가 통과되고, 상기 케이스(41) 내부에 배열되는 EGR 튜브(70) 및 오일 튜브(80)를 통과하는 EGR 가스 및 오일의 열이 냉각수에 의해서 방열되므로서 냉각되는 것이다. 따라서 엔진의 냉각을 주목적으로 하는 냉각수의 사용용량이 줄게 되어 엔진의 냉각성능이 향상된다.
한편, 상기와 같이 하나의 케이스(41) 내를 통과하는 냉각수를 이용하여 EGR 가스 및 오일이 동시에 냉각되도록 쿨링 장치(40)가 컴팩트하게 구성되므로서 엔진을 설계하는데 엔진 룸의 레이아웃이 유리하게 된다.
또한, EGR 가스 및 오일을 냉각하기 위한 장치를 하는데 소요되는 부품수 및 조립 공정이 줄게 되므로서 차량을 제작하는데 소요되는 비용이 절감된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 EGR 가스를 냉각시키기 위한 쿨러와 오일을 냉각시키기 위한 쿨러가 일체로 컴팩트하게 형성되므로서 엔진 룸의 레이아웃이 유리해질 뿐만 아니라, EGR 가스 및 오일을 냉각시키기 위한 장치를 장착하는데 소요되는 부품의 수 및 작업공정이 절감되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 내부로 냉각수가 통과되도록 냉각수 유입구(42)와 냉각수 유출구(43)가 형성되는 케이스(41)와;
    상기한 케이스(41)의 일측에 부착되는 통형상으로 그 중간부에 마련되는 격판(51)에 의해서 내부공간이 양분되며, 상하 각각의 챔버(52,53)에는 EGR 가스와 오일이 분리된 채로 외부에서 유입되도록 안내하는 유입구(54,55)가 형성되는 인렛 탱크(50)와;
    상기한 케이스(41)의 다른 일측에 부착되는 통형상으로 그 중간부에 마련되는 격판(61)에 의해서 내부공간이 양분되며, 상하 각각의 챔버(62,63)에는 EGR 가스와 오일이 외부로 유출되도록 안내하는 유출구(64,65)가 형성되는 아웃렛 탱크(60)와;
    상기한 인렛 탱크(50) 측으로 유입된 EGR 가스가 아웃렛 탱크(60) 측으로 유도되는 과정에서 상기 케이스(41) 내부를 통과하는 냉각수에 의해 방열되도록 상기 케이스(41)를 가로질러 인렛 탱크(50) 및 아웃렛 탱크(60)의 EGR 챔버(52,63) 간을 연결하는 EGR 튜브(70)와;
    상기한 인렛 탱크(50) 측으로 유입된 오일이 아웃렛 탱크(60) 측으로 유도되는 과정에서 상기 케이스(41) 내부를 통과하는 냉각수에 의해 방열되도록 상기 케이스(41)를 가로질러 인렛 탱크(50)와 아웃렛 탱크(60)의 오일 챔버(53,63) 간을 연결하는 오일 튜브(80); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이지알 가스와오일의 쿨링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 케이스(41)의 도중에는 다수의 EGR 튜브(70) 및 오일 튜브(80) 간이 소정이 거리가 유지되도록 지지하기 위한 튜브 클램프(45)가 형성되는 것을 특징으로 하는 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기한 냉각수 유입구(42)는 인렛 탱크(50)가 위치되는 측의 케이스 상측면에, 냉각수 유출구(43)는 아웃렛 탱크(60)가 위치되는 측의 케이스 하측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기한 EGR 튜브(70) 및 오일 튜브(80)는 각각 다수로 형성되는 것을 특징으로 하는 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기한 인렛 탱크(50) 및 아웃렛 탱크(60)의 양분되는 챔버 중에서 상측의 챔버는 EGR 챔버(52,63)로, 하측의 챔버는 오일 챔버(53,63)로 설정되는 것을 특징으로 하는 이지알 가스와 오일의 쿨링 장치.
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