KR20050038535A - 엔진의 냉각 시스템 - Google Patents

엔진의 냉각 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진의 냉각 시스템에 관한 것으로, 서모스탯 하우징에서 오일 쿨러에 이르는 냉각수의 유출/입 경로의 변경을 통해, 엔진의 웜업 이전에 오일 쿨러로 공급되는 냉각수를 차단시켜 히터로 더 많은 양의 냉각수를 공급하도록 하여 차량의 난방 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 엔진의 작동에 따라 연동되어 냉각수를 실린더 블럭과 실린더 헤드로 각각 토출하는 워터 펌프와; 엔진의 웜업 상태에 따라 냉각수의 유동 경로를 조절하도록 동작되는 서모스탯 및; 상기 실린더 블럭과 실린더 헤드로부터 유출되는 냉각수를 합류시키는 제1합류 공간과, 상기 제1합류 공간과 연통되는 바이패스 공간, 상기 바이패스 공간과의 교통이 상기 서모스탯에 의해 조절되는 제2합류 공간, 상기 제2합류 공간과의 교통이 상기 서모스탯에 의해 조절되는 제3합류 공간을 각각 내부에 갖춘 서모스탯 하우징을 포함하고; 상기 제1합류 공간에는 히터측 유출통로와 스로틀 바디측 유출통로 및 오일 쿨러측 유출통로가 각각 분지되도록 형성되고; 상기 제2합류 공간에는 상기 히터측 유입통로와 스로틀 바디측 유입통로, 라디에이터측 유출통로 및, 워터 펌프측 유출통로가 각각 분지되도록 형성되며; 상기 제3합류 공간에는 상기 라디에이터측 유입통로가 형성되는 한편; 상기 라디에이터측 유입통로에는 상기 오일 쿨러측 유입통로가 분지되어 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 냉각 시스템{engine cooling system}
본 발명은 엔진의 냉각 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수의 온도에 따라 냉각수의 유동 경로를 조절하여, 엔진의 웜업시 차실내의 난방 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 엔진의 냉각 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 엔진에 있어 냉각 시스템은 모든 주행 조건에 대해, 엔진이 정상적인 작동 온도의 범위내에서 가동될 수 있도록 해 주는 것이다.
이를 위한 냉각 시스템 중에서 수냉식의 경우에는 냉각수의 강제적인 송출을 위한 워터 펌프와, 온도가 상승된 냉각수와의 열교환을 통해 차실내의 난방을 도모하는 히터와 냉각수의 온도를 낮춰 주는 라디에이터 및, 냉각수의 유동 경로를 수온에 따라 조절하는 서모스탯 등을 포함하고 있다.
그런데, 종래 오일 쿨러가 적용된 엔진에 있어 냉각 시스템에서는 엔진의 웜업시 오일 쿨러로 냉각수의 공급이 이루어지기 때문에, 히터로 공급되는 냉각수의 유동량이 부족하게 되고, 이로 인해 차량의 난방 성능이 저하되는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 서모스탯 하우징에서 오일 쿨러에 이르는 냉각수의 유출/입 경로의 변경을 통해, 엔진의 웜업 이전에 오일 쿨러로 공급되는 냉각수를 차단시켜 히터로 더 많은 양의 냉각수를 공급하도록 하여 차량의 난방 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 엔진의 냉각 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
엔진의 작동에 따라 연동되어 냉각수를 실린더 블럭과 실린더 헤드로 각각 토출하는 워터 펌프와;
엔진의 웜업 상태에 따라 냉각수의 유동 경로를 조절하도록 동작되는 서모스탯 및;
상기 실린더 블럭과 실린더 헤드로부터 유출되는 냉각수를 합류시키는 제1합류 공간과, 상기 제1합류 공간과 연통되는 바이패스 공간, 상기 바이패스 공간과의 교통이 상기 서모스탯에 의해 조절되는 제2합류 공간, 상기 제2합류 공간과의 교통이 상기 서모스탯에 의해 조절되는 제3합류 공간을 각각 내부에 갖춘 서모스탯 하우징을 포함하고;
상기 제1합류 공간에는 히터측 유출통로와 스로틀 바디측 유출통로 및 오일 쿨러측 유출통로가 각각 분지되도록 형성되고;
상기 제2합류 공간에는 상기 히터측 유입통로와 스로틀 바디측 유입통로, 라디에이터측 유출통로 및, 워터 펌프측 유출통로가 각각 분지되도록 형성되며;
상기 제3합류 공간에는 상기 라디에이터측 유입통로가 형성되는 한편;
상기 라디에이터측 유입통로에는 상기 오일 쿨러측 유입통로가 분지되어 연결된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진의 크랭크 축과 연동되어 냉각수를 실린더 블럭(10)과 실린더 헤드(12)로 각각 토출하는 워터 펌프(14)와; 엔진의 웜업 상태에 따라 냉각수의 유동 경로를 조절하도록 동작되는 서모스탯(16) 및; 상기 서모스탯(16)의 개폐작용에 따라 상기 실린더 블럭(10)과 실린더 헤드(12)로부터 배출되는 냉각수를 선택적으로 유입받도록 된 히터(18)와 스로틀 바디(20), 오일 쿨러(22) 및, 라디에이터(24)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 서모스탯(16)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 블럭(10)과 실린더 헤드(12)로부터 유출되는 냉각수를 합류시키는 제1합류 공간(16a)과, 상기 제1합류 공간(16a)과 연통되는 바이패스 공간(16b), 상기 바이패스 공간(16b)과의 교통이 상기 서모스탯(16)에 의해 조절되는 제2합류 공간(16c), 상기 제2합류 공간(16c)과의 교통이 상기 서모스탯(16)에 의해 조절되는 제3합류 공간(16d)을 각각 내부에 갖춘 서모스탯 하우징(H)을 갖추고 있다.
그리고, 상기 제1합류 공간(16a)에는 히터(18)측 유출통로(18a)와 스로틀 바디(20)측 유출통로(20a) 및 오일 쿨러(22)측 유출통로(22a)가 각각 분지되도록 형성되어 있다.
또한, 상기 제2합류 공간(16c)에는 상기 히터(18)측 유입통로(18b)와 스로틀 바디(20)측 유입통로(20b), 라디에이터(24)측 유출통로(24a) 및, 워터 펌프(14)측 유출통로(14a)가 각각 분지되도록 형성되어 있다.
한편, 상기 제3합류 공간(16d)에는 상기 라디에이터(24)측 유입통로(24b)가 형성되는 데, 상기 라디에이터(24)측 유입통로(24b)에는 상기 오일 쿨러(22)측 유입통로(22b)가 분지되도록 연결되어 있어, 상기 오일 쿨러(22)측 유입통로(22b)를 통해 유입되는 냉각수는 상기 라디에이터(24)측 유입통로(24b)를 통해 유입되는 냉각수와 혼합되어 상기 제3합류 공간(16d)의 내부로 유입되어진다.
또한, 상기 서모스탯(16)은 상기 바이패스 공간(16b)과 제2합류 공간(16c) 사이를 구획짓는 바이패스 밸브(16a)와, 상기 제2합류 공간(16c)과 제3합류 공간(16d) 사이를 구획짓는 메인 밸브(16b)로 이루지는 데, 상기 바이패스 밸브(16a)와 메인 밸브(16b)는 냉각수의 온도(대략 82℃ 정도임)에 따라 일체로 동작하도록 되어 있다.
그리고, 상기 서모스탯 하우징(H)에는 제1합류 공간(16a)과 바이패스 공간(16b) 사이를 구획짓는 격벽(H-1)이 형성되고, 상기 격벽(H-1)에는 상기 제1합류 공간(16a)과 바이패스 공간(16b) 사이를 연통시키는 바이패스 통로(16c)가 형성되어 있다.
또한, 상기 격벽(H-1)에는 상기 워터 펌프(14)측과 교통되는 연통통로와 상기 라디에이터(24)측과 교통되는 연통통로(이상 도시안됨)가 각각 형성되어 있고, 아울러 상기 격벽(H-1)에는 상기 서모스탯(16)의 바이패스 밸브(16a)가 안착되는 제1안착단부(C1)와, 상기 서모스탯(16)의 메인 밸브(16b)가 안착되는 제2안착단부(C2)가 각각 형성되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 엔진의 냉각 시스템에 대한 작용을 설명한다.
먼저, 냉각수의 온도가 대략 82℃ 이하인 엔진의 웜업 이전에는 상기 서모스탯(16)의 바이패스 밸브(16a)는 개방된 상태임에 반해, 상기 메인 밸브(16b)는 닫힌 상태가 된다.[도 1과 도 2를 각각 참조]
이로 인해, 상기 실린더 블럭(10)과 실린더 헤드(12)로부터 배출되는 냉각수는 상기 서모스탯 하우징(H)내 제1합류 공간(16a)내에서 유입된 다음, 상기 히터(18)와 스로틀 바디(20)를 지나 상기 제2합류 공간(16c)으로 유입되고, 상기 제1합류 공간(16a)내 냉각수 중 일부는 상기 바이패스 통로(16c)를 통해 바이패스 공간(16b)으로 유입되어 상기 제2합류 공간(16c)내 냉각수와 합류하게 된다.
이어, 상기 제2합류 공간(16c)내에서 합류된 냉각수는 유출통로(14a)를 통해 워터 펌프(14)로 공급되어 재순환이 이루어지게 된다.
이 경우, 상기 오일 쿨러(22)와 라디에이터(24)로 냉각수의 순환은 상기 서모스탯(16)의 메인 밸브(16b)가 닫힌 상태임에 따라 이루어지지 않게 되고, 이로 인해 상기 히터(18)로 더 많은 양의 냉각수 공급이 이루어지므로, 엔진의 시동후 초기 차실내의 난방 성능이 향상될 수 있게 된다.
이에 반해, 냉각수의 온도가 대략 82℃ 이상인 엔진의 웜업 상태가 종료되면, 상기 서모스탯(16)의 바이패스 밸브(16a)는 닫히게 되는 반면에, 상기 메인 밸브(16b)는 개방된 상태가 된다.[도 3과 도 4를 각각 참조]
따라서, 상기 실린더 블럭(10)과 실린더 헤드(12)로부터 배출되는 냉각수는 상기 서모스탯 하우징(H)내 제1합류 공간(16a)내에서 유입된 다음, 상기 히터(18)와 스로틀 바디(20), 오일 쿨러(22) 및, 라디에이터(24)로 각각 순환한 다음, 상기 제3합류 공간(16d)으로 유입되고, 상기 제3합류 공간(16d)으로 유입된 냉각수는 상기 워터 펌프(14)로 공급되어 재순환이 이루어지게 된다.
이 경우, 상기 바이패스 공간(16b)과 제2합류 공간(16c) 사이의 냉각수 유동은 상기 바이패스 밸브(16a)가 닫힌 상태이므로 이루어지지 않게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 냉각 시스템에 의하면, 엔진의 웜업 이전에 오일 쿨러로 순환되는 냉각수의 경로를 폐쇄시켜 히터로 공급되는 냉각수의 양을 증대시킴으로써, 시동 초기 차실내의 난방 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 냉각 시스템을 도시한 구성도로서, 엔진의 웜업 이전 상태에서 냉각수의 유동 경로를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 엔진의 냉각 시스템에서 서모스탯을 통한 냉각수의 유동 경로를 보다 상세하게 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 엔진의 냉각 시스템에서 엔진의 웜업 이후 상태에서 냉각수의 유동 경로를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 엔진의 냉각 시스템에서 서모스탯을 통한 냉각수의 유동 경로를 보다 상세하게 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-실린더 블럭 12-실린더 헤드
14-워터 펌프 16-서모스탯
18-히터 20-스로틀 바디
22-오일 쿨러 24-라디에이터

Claims (5)

  1. 엔진의 작동에 따라 연동되어 냉각수를 실린더 블럭과 실린더 헤드로 각각 토출하는 워터 펌프와;
    엔진의 웜업 상태에 따라 냉각수의 유동 경로를 조절하도록 동작되는 서모스탯 및;
    상기 실린더 블럭과 실린더 헤드로부터 유출되는 냉각수를 합류시키는 제1합류 공간과, 상기 제1합류 공간과 연통되는 바이패스 공간, 상기 바이패스 공간과의 교통이 상기 서모스탯에 의해 조절되는 제2합류 공간, 상기 제2합류 공간과의 교통이 상기 서모스탯에 의해 조절되는 제3합류 공간을 각각 내부에 갖춘 서모스탯 하우징을 포함하고;
    상기 제1합류 공간에는 히터측 유출통로와 스로틀 바디측 유출통로 및 오일 쿨러측 유출통로가 각각 분지되도록 형성되고;
    상기 제2합류 공간에는 상기 히터측 유입통로와 스로틀 바디측 유입통로, 라디에이터측 유출통로 및, 워터 펌프측 유출통로가 각각 분지되도록 형성되며;
    상기 제3합류 공간에는 상기 라디에이터측 유입통로가 형성되는 한편;
    상기 라디에이터측 유입통로에는 상기 오일 쿨러측 유입통로가 분지되어 연결된 것을 특징으로 하는 2계통 엔진의 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서모스탯은 상기 바이패스 공간과 제2합류 공간 사이를 구획짓는 바이패스 밸브와, 상기 제2합류 공간과 제3합류 공간 사이를 구획짓는 메인 밸브로 이루어지되;
    상기 바이패스 밸브와 메인 밸브는 냉각수의 온도에 따라 일체로 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서모스탯 하우징에는 제1합류 공간과 바이패스 공간 사이를 구획짓는 격벽이 형성되고, 상기 격벽에는 바이패스 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 격벽에는 상기 서모스탯의 바이패스 밸브가 안착되는 제1안착단부와, 상기 서모스탯의 메인 밸브가 안착되는 제2안착단부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 서모스탯의 메인 밸브와 바이패스 밸브는 엔진의 웜업 이전에는 각각 폐쇄 및 개방된 상태가 되고, 엔진의 웜업 이후에는 각각 개방 및 폐쇄된 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각 시스템.
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