KR20050098491A

KR20050098491A - 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조

Info

Publication number: KR20050098491A
Application number: KR1020040023742A
Authority: KR
Inventors: 채동석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-12
Also published as: KR100622479B1

Abstract

본 발명은 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조에 관한 것으로, 라디에이터(5)의 출구와 엔진(3)의 입구를 연결하는 라인(7)에서 수온조절기(1)를 집적 연결하는 보조바이패스라인(11) 및, 상기 수온조절기(1)와 연동되도록 구비되면서 상기 수온조절기(1)의 밀폐시에는 보조바이패스라인(11)을 밀폐시키고 상기 수온조절기(1)의 개방시에는 보조바이패스라인(11)을 개방시키도록 작동하는 보조밸브(13)를 더 포함하도록 구성되어져, 기존의 장점을 그대로 유지하면서 열적안정성도 대폭 향상됨으로써 냉각효율의 향상에 도움이 될 뿐만 아니라 엔진의 성능향상에도 크게 기여할 수 있도록 된 것이다.

Description

출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조{structure of cooling water circulation system}

본 발명은 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조에 관한 것으로, 특히 열적안정성을 크게 향상시켜 냉각성능의 향상을 도모함과 더불어 오버슈팅(overshooting)현상과 헌팅(hunting)현상을 예방할 수 있도록 하는 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 냉각장치는 엔진을 냉각하여 과열을 방지하고 또한 적당한 온도를 유지하도록 하여 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 하는 장치인 바, 통상 공랭식과 수냉식으로 분류되며, 상기 수냉식은 수온조절기(thermostat)의 장착위치에 따라 입구제어방식과 출구제어방식으로 나뉘어진다.

즉, 상기 입구제어방식에 의한 냉각수 순환시스템은 라디에이터의 출구와 엔진의 입구사이에 수온조절기가 장착된 구조이고, 상기 출구제어방식에 의한 냉각수 순환시스템은 엔진의 출구와 라디에이터의 입구사이에 수온조절기가 장착된 구조이다.

한편, 도 1에는 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템이 도시되어 있는 바, 냉각수의 온도가 통상 80℃ 이하일 경우에는 수온조절기(1)는 밀폐된 상태를 유지하게 되고, 이에 따라 물펌프(2)에서 엔진(3)으로 공급된 냉각수는 실선으로 도시된 바와 같이 바이패스라인(4)을 통해 재차 물펌프(2)로 재유입되는 순환경로를 갖게 된다.

그리고, 엔진(3)의 열에 의해 냉각수의 온도가 80℃∼85℃가 되면 밀폐된 수온조절기(1)는 왁스(wax)의 팽창에 의해 개방상태로 전환되고, 이에 따라 물펌프(2)에서 엔진(3)으로 공급된 냉각수는 점선으로 도시된 바와 같이 바이패스라인(4)을 경유하지 않고 라디에이터(5)로 공급되어 냉각과정을 거친 다음 물펌프(2)로 재유입되는 순환경로를 갖게 된다.

한편, 상기와 같은 출구제어방식의 냉각수 순환시스템은 입구제어방식에 비해 히터유량과 냉각수 충진성 및 물펌프 캐비테이션 방지측면에 있어서는 뛰어난 성능을 가지지만, 열적안정성의 측면에서는 취약한 단점을 갖고 있어, 현재 일부의 자동차 메이커들을 제외하고는 채택하고 있지 않는 실정이다.

여기서, 열적안정성이란 냉각수의 온도가 과열되는 오버슈팅(overshooting)현상이나 이에 따라 떨림현상을 보이는 헌팅(hunting)현상이 최소인 것을 의미하는데, 상기 입구제어방식은 라디에이터에 의해 식혀진 냉각수가 수온조절기의 왁스부를 직접 감응시키는 구조이므로 상기 수온조절기는 냉각수의 온도에 따라 빠른 반응을 갖게 되어 빨리 닫히게 되고, 이에 따라 상기와 같은 오버슈팅(overshooting)현상이나 헌팅(hunting)현상은 발생되지 않게 된다.

그러나, 출구제어방식은 라디에이터에 의해 식혀진 냉각수가 엔진을 통과하는 과정상에서 재차 데워진 후 수온조절기의 왁스부를 감응시키는 구조이므로, 상기 수온조절기는 느린 반응을 갖게 되어 닫히는 시간이 지연되게 되고, 이에 따라 오버슈팅(overshooting)현상이나 헌팅(hunting)현상이 빈번하게 발생되게 되며, 이와 같은 현상은 결국 엔진의 성능에 손상을 주는 문제점으로 작용하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 출구제어방식의 장점은 그대로 유지하면서 단점이었던 열적안정성은 대폭 향상시킬 수 있도록 하여 엔진의 성능향상에 도움을 줄 수 있도록 하는 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각수 순환시스템은, 라디에이터를 통해 차가워진 냉각수의 일부가 엔진을 통과하기 전에 수온조절기로 직접 공급되도록 하여 상기 수온조절기의 감응시간을 단축시키도록 하는 감응시간 단축수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 열적안정성을 향상시킨 출구제어방식의 냉각수 순환시스템을 설명하기 위한 회로도이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템의 작동도로서, 본 발명은 기본적인 출구제어방식의 냉각수 순환시스템의 구조에 차가워진 냉각수를 이용하여 수온조절기의 감응시간을 단축시키는 감응시간 단축수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 출구제어방식의 냉각수 순환시스템은 도시된 바와 같이, 엔진(3)의 출구와 라이에이터(5)의 입구를 연결하는 라인(6)상에 수온조절기(1)가 장착되고, 상기 라이에이터(5)의 출구와 엔진(3)의 입구를 연결하는 라인(7)상에는 물펌프(2)가 장착된 상태에서, 상기 라디에이터(5)를 통해 식혀진 냉각수의 일부가 엔진(3)을 통과하기 전에 수온조절기(1)로 직접 공급되도록 하여 상기 수온조절기(1)의 감응시간을 단축시키도록 하는 감응시간 단축수단을 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 감응시간 단축수단은, 상기 라디에이터(5)의 출구와 엔진(3)의 입구를 연결하는 라인(7)에서 상기 수온조절기(1)를 집적 연결하는 보조바이패스라인(11)과, 상기 수온조절기(1)와 연동되도록 구비되면서 상기 수온조절기(1)의 밀폐시에는 보조바이패스라인(11)을 밀폐시키고 상기 수온조절기(1)의 개방시에는 보조바이패스라인(11)을 개방시키도록 작동하는 보조밸브(13)로 구성된다.

따라서, 냉각수의 온도가 통상 80℃ 이하일 경우 엔진(3)에서 라디에이터(5)로 연결되는 라인(6)은 도 3에 도시된 바와 같이 수온조절기(1)에 의해 밀폐된 상태를 유지하게 되고, 상기 수온조절기(1)와 연동하는 보조밸브(13)는 보조바이패스라인(11)을 밀폐시키게 된다.

이에 따라, 물펌프(2)에서 엔진(3)으로 공급된 냉각수는 도시된 화살표의 흐름과 같이 바이패스라인(4)을 통해 재차 물펌프(2)로 재유입되는 순환경로를 갖게 된다.

그리고, 엔진(3)의 열에 의해 냉각수의 온도가 80℃∼85℃가 되면 밀폐된 수온조절기(1)는 왁스(wax)의 팽창에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 라디에이터(5)로 연결되는 라인(6)을 개방시키도록 작동하게 되며, 이때 보조밸브(13)도 수온조절기(1)에 연동하여 보조바이패스라인(11)을 개방시키게 된다.

이에 따라, 물펌프(2)에서 엔진(3)으로 공급된 냉각수는 도시된 화살표의 흐름과 같이 바이패스라인(4)을 경유하지 않고 라디에이터(5)로 공급되어 냉각과정을 거친 다음 물펌프(2)로 재유입되는 순환경로를 갖음과 동시에, 상기 보조바이패스라인(11)을 통해 수온조절기(1)로 직접 유입되어 냉각수에 의한 수온조절기(1)의 감응시간을 단축시키게 된다.

즉, 종래에는 도 1을 참조로 전술하였던 바와 같이 라디에이터(5)에 의해 식혀진 냉각수가 엔진(3)을 통과하는 과정상에서 재차 데워진 후 수온조절기(1)의 왁스부를 감응시키는 구조여서 상기 수온조절기(1)가 느린 반응을 갖게 되어 닫히는 시간이 지연되게 되고 이에 따라 오버슈팅(overshooting)현상이나 헌팅(hunting)현상이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었지만, 본 발명의 구조는 엔진(3)을 통해 재차 데워진 냉각수와 보조바이패스라인(11)을 통해 수온조절기(1)로 직접 유입된 차가운 냉각수가 수온조절기(1)를 동시에 감응시키게 되므로 상기 수온조절기(1)는 종래보다 한층 더 빠른 반응을 갖게 되어 닫히는 시간을 단축시킬 수 있게 되고 이에 따라 오버슈팅현상이나 헌팅현상의 발생을 예방할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 구조는 기존의 출구제어방식 냉각수 순환시스템이 갖추고 있던 장점(히터유량과 냉각수 충진성 및 물펌프 캐비테이션 방지측면이 우수한 장점)은 그대로 유지하면서, 단점으로 지적되었던 열적안정성을 대폭 향상시킬 수 있게 됨으로써, 입구제어방식의 냉각수 순환시스템보다 냉각효율의 향상을 기대할 수 있게 되고, 이에 따라 엔진의 성능향상에 크게 기여할 수 있는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 출구제어방식의 냉각수 순환시스템은, 기존의 장점을 그대로 유지하면서 열적안정성도 대폭 향상됨으로써 냉각효율의 향상에 도움이 될 뿐만 아니라 엔진의 성능향상에도 크게 기여할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 일반적인 출구제어방식의 냉각수 순환시스템을 설명하기 위한 회로도,

도 2는 본 발명에 따라 열적안정성을 향상시킨 출구제어방식의 냉각수 순환시스템을 설명하기 위한 회로도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 냉각수 순환시스템의 작동도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 수온조절기 2 - 물펌프

3 - 엔진 4 - 바이패스라인

5 - 라디에이터 11 - 보조바이패스라인

13 - 보조밸브

Claims

엔진(3)의 출구와 라디에이터(5)의 입구를 연결하는 라인(6)상에 수온조절기(1)가 장착된 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조에 있어서,

상기 라디에이터(5)를 통해 차가워진 냉각수의 일부가 엔진(3)을 통과하기 전에 수온조절기(1)로 직접 공급되도록 하여 상기 수온조절기(1)의 감응시간을 단축시키도록 하는 감응시간 단축수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조.
제 1항에 있어서, 상기 감응시간 단축수단은,

상기 라디에이터(5)의 출구와 엔진(3)의 입구를 연결하는 라인(7)에서 수온조절기(1)를 집적 연결하는 보조바이패스라인(11)과,

상기 수온조절기(1)와 연동되도록 구비되면서 상기 수온조절기(1)의 밀폐시에는 보조바이패스라인(11)을 밀폐시키고 상기 수온조절기(1)의 개방시에는 보조바이패스라인(11)을 개방시키도록 작동하는 보조밸브(13)로

구성되는 것을 특징으로 하는 출구제어방식을 이용한 냉각수 순환시스템의 구조.