KR20050061626A - 엔진의 냉각수 분배장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워터 펌프에서 펌핑되어 엔진의 냉각냉치 및 차량의 난방장치 등으로 공급되는 냉각수량이 엔진 및 차량의 조건에 따라서 자동으로 조절되도록 하기 위한 엔진의 냉각수 분배장치에 관한 것으로,
엔진의 일측으로 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 마련된 워터 재킷으로 냉각수가 공급되도록 하기 위한 워터 펌프 및 라디에이터가 형성되고, 상기한 엔진과 워터 펌프 및 라디에이터 간에 냉각수 공급유로가 마련되며, 상기한 엔진의 일측으로 상기한 냉각수 공급유로를 통해 냉각수를 공급받는 오일 쿨러 및 히터가 장착되는 구조에 있어서, 상기한 냉각수로의 도중에 라디에이터 냉각수 라인, 오일 쿨러 냉각수 라인, 히터 코어 냉각수 라인, 바이패스 냉각수 라인과 연결되는 별도의 냉각수 분배장치가 형성되어지되, 상기한 냉각수 분배장치는 고정상태의 외부원통의 내부에 소정의 각도 범위 내에서 내부원통이 회동가능하도록 수용되며, 상기한 외부원통 및 내부원통의 일측에는 냉각수의 유입을 위한 냉각수 유입공이 형성되고, 다른 일측에는 연결되는 냉각수 라인에 따라서 유출되는 냉각수량이 다르도록 크기가 서로 다른 냉각수 유출공이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 냉각수 분배장치{Cooling water distributor}
본 발명은 엔진의 냉각수 분배장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 워터 펌프에서 펌핑되어 엔진의 냉각냉치 및 차량의 난방장치 등으로 공급되는 냉각수량이 엔진 및 차량의 조건에 따라서 자동으로 조절되도록 하기 위한 엔진의 냉각수 분배장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 탑재되는 엔진에는 수냉식 냉각장치가 적용되어 워터 펌프에서 핌핑된 냉각수가 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 마련된 워터 재킷을 순환하도록 하여 엔진의 과열이 방지되도록 하고 있다. 워터 펌프에서 펌핑된 냉각수는 엔진이 운전됨에 따라서 온도가 상승되고, 엔진 내의 냉각수 온도가 설정온도 이상이 되면 서머스탯 밸브가 개방되고 냉각수는 라디에이터측으로 흐르게 된다. 그리고 워터 펌프에서 펌핑되었으나 실린더 블럭 및 실린데 헤드의 워터 재킷에서 소화되지 못하는 냉각수는 바이패스 라인을 통해서 라디에디터측으로 순환하게 된다.
한편, 실린더 블럭의 하부측에는 엔진의 작동부 및 마찰부를 윤활하거나 냉각시키기 위한 오일이 저장되는 오일 팬이 취부되고, 오일 팬 내의 오일을 펌핑하여 엔진의 각 작동부 및 마찰부로 공급되도록 하기 위한 오일 펌프가 장착된다. 그리고 엔진을 순환하며 가열된 오일의 온도를 낮추기 위한 오일 쿨러가 형성되는데, 상기 오일 쿨러는 수냉식으로 상기한 라디에이터에서 방열된 냉각수를 통과시켜 오일과 열교환되도록 구성되는 것이 일반적이다.
또한, 차량 실내의 난방을 위해서 엔진 룸의 일측에는 히터가 장착된다. 상기한 히터는 다수의 물통로로 엔진을 순환하며 가열된 냉각수를 통과시키고, 이 물통로를 통과하며 방열되는 열을 블로워를 이용하여 차량 실내로 불어넣어 차량 실내의 공기가 따뜻해질 수 있도록 구성된다.
도 7은 상술한 바와 같이 엔진 및 차량에 공급되는 냉각수의 순환도를 간략하게 도시한 것으로서, 엔진(10)의 실린더 블럭 및 실린더 헤드에는 냉각수가 통과되기 위한 통로인 워터 재킷이 형성되고, 상기 워터 재킷을 향해 냉각수를 펌핑하기 위한 워터 펌프(11)가 실린더 블럭의 일측에 장착된다. 또한, 실린더 블럭의 일측에는 오일 쿨러(12)가 장착되고, 상기한 오일 쿨러(12)가 냉각수가 공급되도록 구성된다. 한편, 상기한 라디에이터(13)를 통과한 냉각수의 일부가 히터(14) 측으로 제공될 수 있도록 냉각수 라인(15)이 배관된다.
이상과 같이 종래의 엔진 및 차량에 적용되는 냉각 및 난방시스템은 냉각수의 온도상태에 따라서 서머스탯이 개폐가 조절되고, 그에 따라서 각각의 냉각 및 난방장치에 냉각수가 분배되어진다.
그런데 최근의 엔진 및 차량에 적용되는 냉각 및 난방장치에서는 엔진의 성능향상에 따른 오일 온도의 상승을 막기 위해서 오일 쿨러를 향하는 냉각수량을 증대시키고, 차량의 난방성능향상을 위한 히터측으로의 냉각수량이 증대되도록 하고 있는 반면에, 바이패스 통로를 통해서 바이패스되는 냉각수량은 줄이도록 설계되고 있는 추세이다.
하지만 상기와 같은 추세에 맞추어 보다 정확한 냉각수의 분배가 이루어지도록 하기 위한 별도의 장치가 없었던 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 워터 펌프에서 펌핑되어 엔진의 냉각냉치 및 차량의 난방장치 등으로 공급되는 냉각수량이 엔진 및 차량의 조건에 따라서 자동으로 조절되도록 하기 위한 엔진의 냉각수 분배장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
엔진의 일측으로 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 마련된 워터 재킷으로 냉각수가 공급되도록 하기 위한 워터 펌프 및 라디에이터가 형성되고, 상기한 엔진과 워터 펌프 및 라디에이터 간에 냉각수 공급유로가 마련되며, 상기한 엔진의 일측으로 상기한 냉각수 공급유로를 통해 냉각수를 공급받는 오일 쿨러 및 히터가 장착되는 구조에 있어서,
상기한 냉각수로의 도중에 라디에이터 냉각수 라인, 오일 쿨러 냉각수 라인, 히터 코어 냉각수 라인, 바이패스 냉각수 라인과 연결되는 별도의 냉각수 분배장치가 형성되어지되,
상기한 냉각수 분배장치는 고정상태의 외부원통의 내부에 소정의 각도 범위 내에서 내부원통이 회동가능하도록 수용되며, 상기한 외부원통 및 내부원통의 일측에는 냉각수의 유입을 위한 냉각수 유입공이 형성되고, 다른 일측에는 연결되는 냉각수 라인에 따라서 유출되는 냉각수량이 다르도록 크기가 서로 다른 냉각수 유출공이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 냉각수 분배장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 냉각수 분배장치의 구성도이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명에 의한 외부원통과 내부원통을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 5는 도 1의 B-B선 단면도이며, 도 6은 본 발명에 의한 내부원통을 원주방향으로 전개한 상태도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 냉각수 분배장치를 지시하는 것으로, 상기 냉각수 분배장치(20)는 크게 외부원통(30)과 내부원통(40)으로 구성된다.
상기한 외부원통(30)은 냉각수로(22)의 도중에 고정장착되는 것으로, 상기 내부원통(40)은 상기 외부원통(30)의 내부에 회전축(41)을 중심으로 회동될 수 있도록 수용된다.
그리고 상기한 외부원통(30) 및 내부원통(40)의 일측에는 상기한 냉각수로(22)에서 냉각수가 유입되도록 하기 위한 냉각수 유입공(32,42)이 형성되고, 다른 일측에는 상기 냉각수 유입공(32)(42)에서 입력된 냉각수가 배출되도록 하기 위한 냉각수 유출공(33,34,35,36)(43,44,45,46)이 형성된다.
특히, 상기한 내부원통(40)에 형성되는 냉각수 유입공(42)은 외부원통(30)에 형성된 냉각수 유입공(42)과 비교할 때 그 폭은 동일하지만 원주방향으로 길게 형성되어, 상기한 내부원통(40)이 회동되더라도 상기 외부원통(30) 및 내부원통(40)에 형성된 냉각수 유입공(32)(42)의 연통면적에는 변함이 없도록 형성된다.
반면에, 상기한 내부원통(40)에 형성되는 냉각수 유출공(43,44,45,46)은 외부원통(30)에 형성된 냉각수 유출공(33,34,35,36)과 연통되는 면적이 상기 내부원통(40)의 회동위치에 따라 달라질 수 있도록 그 폭이 원주방향이 진행될수록 작아지거나 커지게 형성된다.
특히, 상기한 냉각수 분배장치(20)에는 라디에이터 냉각수 라인(23), 오일 쿨러 냉각수 라인(24), 히터 코어 냉각수 라인(25), 바이패스 냉각수 라인(26)이 연결되므로, 상기한 각각의 냉각수 라인에서 소모되는 냉각수량을 고려하여 그 크기가 결정된다.
즉, 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 도시된 도면에서와 같이, 상기한 냉각수 유출공(43,44,45,46)은 그에 연결될 냉각수 라인(23,24,25,26)에 따라서 그 크기가 다르게 형성될 뿐만 아니라, 상기 내부원통(40)의 회전각도에 따라서 외부원통(30)의 냉각수 유출공(33,34,35,36)과 접하게 되는 면적이 달라지도록 형성되는 것이다.
상기와 같이 냉각수 유출공(43,44,45,46)이 형성된 내부원통(40)은 그 회전축(41)을 중심으로 소정의 각도범위 내에서 회동되어지되, 상기 내부원통(40)은 제어부(50)의 제어에 의해 구동될 수 있도록 상기 회전축(41)의 일측에 구동수단(52)이 형성된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 냉각수 분배장치의 작동상태를 설명한다.
상기와 같이 구성된 냉각수 분배장치(20)는 엔진 및 차량의 운전상태를 제어부(50)로 입력받아 엔진 및 차량의 운전상태를 파악하여 해당 운전상태에 알맞는 냉각수 공급 모드가 결정된다.
예를 들어, 엔진의 시동초기시에는 도 6의 전개도에 도시된 바와 같이 내부원통(40)의 냉각수 유출공(43,44,45,46)의 a위치가 상기 외부원통(30)의 냉각수 유출공(33,34,35,36)과 연통된다. 따라서 엔진의 시동초기시에는 라디에이터 냉각수 라인(23) 및 오일 쿨러 냉각수 라인(24) 측으로는 냉각수가 통과되지 않거나 아주 적은 양의 냉각수가 유입되어지고, 히터 코어 냉각수 라인(25)과 바이패스 냉각수 라인(26)으로는 상대적으로 많은 냉각수가 유입되어진다.
엔진의 운전영역이 저속/저부하 영역에서 고속/고부하 영역으로 변경될수록 상기한 라디에이터 냉각수 라인(23)과 오일 쿨러 냉각수 라인(24)으로 입력되는 냉각수량은 점차 증대된다. 반면에, 히터 코어 냉각수 라인(25)으로 입력되는 냉각수량은 변화가 없고, 바이패스 냉각수 라인(26)으로 입력되는 냉각수량은 상대적으로 감소하게 된다. 즉, 도면에서와 같이, 엔진이 운전영역이 저속/저부하 영역에서 고속/고부하 영역으로 변경될 경우에, 상기한 외부원통(30)의 냉각수 유출공(33,34,35,36)과 연통되는 상기 내부원통(40)의 냉각수 유출공(43,44,45,46)의 위치는 a에서 b, b에서 c, c에서 d의 위치로 이동되어지는 것이다.
이상과 같이 엔진 및 차량의 운전상태에 따라서 라디에이터 냉각수 라인(23), 오일 쿨러 냉각수 라인(24), 히터 코어 냉각수 라인(25), 바이패스 냉각수 라인(26)으로 공급되는 냉각수량이 자동으로 조절되어진다.
이와 같이, 냉각수를 필요로 하는 장치에 적절한 양의 냉각수량이 공급되므로서 보다 효과적인 엔진 및 차량의 냉각 및 난방이 이루어지게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 엔진 및 차량의 운전상태에 따라서 엔진 및 차량의 냉각장치 및 난방장치로 유입되는 냉각수량이 자동적으로 변경되므로서 엔진 및 차량의 냉각 및 난방성능이 최적화될 수 있으며, 엔진의 냉각성능의 향상에 따라서 차량의 연비가 향상될 뿐만 아니라, 엔진 및 차량의 냉각수 유량 및 온도 분포가 균일하여 시스템의 안정화 및 내구력에 도움이 도움이 되는 커다란 장점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 냉각수 분배장치의 구성도.
도 2 내지 도 3은 본 발명에 의한 외부원통과 내부원통을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1의 A-A선 단면도.
도 5는 도 1의 B-B선 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 내부원통을 원주방향으로 전개한 상태도.
도 7은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 냉각수 분배장치 22 : 냉각수로
23 : 라디에이터 냉각수 라인 24 : 오일 쿨러 냉각수 라인
25 : 히터 코어 냉각수 라인 26 : 바이패스 냉각수 라인
30 : 외부원통 32 : 냉각수 유입공
33,34,35,36 : 냉각수 유출공 40 : 내부원통
42 : 냉각수 유입공 43,44,45,46 : 냉각수 유출공
50 : 제어부 52 : 구동수단

Claims (4)

  1. 엔진의 일측으로 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 마련된 워터 재킷으로 냉각수가 공급되도록 하기 위한 워터 펌프 및 라디에이터가 형성되고, 상기한 엔진과 워터 펌프 및 라디에이터 간에 냉각수 공급유로가 마련되며, 상기한 엔진의 일측으로 상기한 냉각수 공급유로를 통해 냉각수를 공급받는 오일 쿨러 및 히터가 장착되는 구조에 있어서,
    상기한 냉각수로(22)의 도중에 라디에이터 냉각수 라인(23), 오일 쿨러 냉각수 라인(24), 히터 코어 냉각수 라인(25), 바이패스 냉각수 라인(26)과 연결되는 별도의 냉각수 분배장치(20)가 형성되어지되,
    상기한 냉각수 분배장치(20)는 고정상태의 외부원통(30)의 내부에 소정의 각도 범위 내에서 내부원통(40)이 회동가능하도록 수용되며, 상기한 외부원통(30) 및 내부원통(40)의 일측에는 냉각수의 유입을 위한 냉각수 유입공(32)(42)이 형성되고, 다른 일측에는 연결되는 냉각수 라인(23,24,25,26)에 따라서 유출되는 냉각수량이 다르도록 크기가 서로 다른 냉각수 유출공(33,34,35,36)(43,44,45,46)이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각수 분배장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 내부원통(40)이 정해진 회전각도 범위내에서 회전되더라도 상기 외부원통(30)의 냉각수 유입공(32)과 연통되는 면적에는 변함이 없도록, 상기한 내부원통(40)의 냉각수 유입공(42)은 동일한 폭으로 원주방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 엔진의 냉각수 분배장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기한 내부원통(40)의 냉각수 유출공(43,44,45,46)은 상기 내부원통(40)의 회전각도에 따라서 상기 외부원통(30)에 형성된 냉각수 유출공(33,34,35,36)과 연통되는 면적이 가변되도록 그 폭이 원주방향이 진행될수록 커지거나 작아지는 형태로 원주방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각수 분배장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기한 내부원통(40)은 엔진 및 차량의 운전상태에 따라 제어부(50)의 제어에 의해서 구동될 수 있도록, 상기 내부원통(40)의 회전축(41) 일단에는 구동수단(52)이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각수 분배장치.
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