KR20060103304A - 엔진의 오일 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

엔진의 오일 냉각 장치에 있어서, 오일 쿨러(7)를 오일팬(1)의 저면(1d)으로부터 사이를 떼어서 배치하고, 오일 쿨러(7)의 하방에 오일 쿨러(7)와 대향시켜서 오일 흡입구(2a)를 배치하였다. 이로써, 오일팬 내의 오일의 순환 효율을 높이고 오일의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.
오일 냉각 장치, 엔진

Description

엔진의 오일 냉각 장치{OIL COOLING APPARATUS FOR ENGINE}
도 1은 본 발명에 관한 엔진의 오일 냉각 장치의 제 1 실시예를 도시한 오일팬의 평면도.
도 2는 도 1에 도시한 오일팬의 화살선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 오일팬의 화살선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도.
도 4는 본 발명에 관한 엔진의 오일 냉각 장치의 제 2 실시예를 도시한 오일팬의 단면도.
본 발명은 엔진의 오일 냉각 장치에 관한 것이다.
종래의 기술
엔진의 오일팬(oil pan)에 고여 있는 오일은 엔진의 회전에 의해 오일 스트레이너(oil strainer)를 통과하여 오일 펌프로 퍼올려지고, 오일 필터로 여과된 후 주(主)유로로 인도되고, 해당 주 유로로부터 엔진 각 부분으로 분배되어 윤활 및 냉각을 행한다. 오일은 고온으로 되면 그 윤활 능력과 냉각 능력을 잃어버리기 때문에 고온으로 된 오일을 냉각하여 본래의 성능을 발휘시키도록 오일 쿨러가 부착되어 있다. 엔진 오일의 냉각 장치로서, 오일 쿨러를 오일팬의 저면에 근접하여 위치시키고, 오일 순환용의 오일 펌프에 연통된 스트레이너를 상기 오일 쿨러의 상방에 대항시켜서 배치한 구성의 오일 냉각 장치가 있다(예를 들면,실개소 64-61563호 공보).
그러나, 상기 구조의 오일 냉각 장치는 오일팬의 저면 부근에 오일 쿨러가 배치되고, 이 오일 쿨러의 상방에 오일 스트레이너가 배치되어 있다. 이 때문에, 오일팬 내에 고여 있는 오일의 순환 효율이 나쁘고, 이에 수반하여 냉각 효율이 낮다. 즉, 오일팬 내의 오일은 온도가 높은 오일이 상방에, 온도가 낮은 오일이 하방에 고이기 쉽고, 오일의 대류에 의한 순환이 일어나기 어렵다. 따라서, 저면 부근에 배치된 오일 쿨러에 의해 냉각된 오일은 오일팬의 하부에 체류하여 더욱 냉각되는 한편, 엔진 각 부분을 윤활 및 냉각한 후 오일팬에 유입된 고온의 오일은 냉각된 오일의 상부에 위치하게 되어, 오일의 냉각 효율이 나쁘다는 문제가 있다.
본 발명은 내부에 냉각수가 순환하는 오일 쿨러를 오일팬에 내장하여 엔진 오일을 냉각하는 엔진의 오일 냉각 장치에 있어서, 상기 오일 쿨러를 상기 오일팬의 저면으로부터 사이를 두고 배치하고, 상기 오일 쿨러의 하방에 상기 오일 쿨러와 대향시켜서 오일 흡입구를 배치한 구성으로 하고 있다.
엔진 각 부분을 윤활한 후 오일팬에 유입된 고온의 오일은 오일 쿨러에 의해 냉각되고, 이 냉각된 오일은 하방으로 이동하여 오일 흡입구로부터 흡입되어 재차 엔진 각 부로 분배되어 윤활 및 냉각한다. 냉각된 오일의 하방으로의 이동에 수반하여 대류가 발생하고, 오일팬 내의 오일의 순환 효율이 향상하고, 오일팬에 고여 있는 오일의 냉각 효율이 향상한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 알맞는 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 오일팬(1)은 엔진의 크랭크케이스(crankcase)(도시 생략)의 하단에 부착되어 엔진 오일(이하 「오일」이라고 한다)을 저류하는 것으로서, 예를 들면, 알루미늄 합금 등의 금속 부재에 의해 일체로 형성되어 있다. 오일팬(1)은 길이 방향의 일측 개략 2/3 정도의 부분이 심저부(深底部)(1a)로 되고, 잔부가 천저부(淺底部)(1b)로 되어 있다. 심저부(1a)의 저벽(1c)에는 저면(1d)측(안쪽)으로 돌출하여 거의 중앙에서 일측의 측벽(1e)까지 볼록한 줄(1f)이 마련되어 있고, 내부에 제 1 오일통로(2)가 형성되어 있다. 제 1 오일통로(2)는 일단이 볼록한 줄(1f)의 단면(端面)(1g)에 저면(1d)에 대해 비스듬히 상방, 또는 곧바로 위를 향하여 개구되어 오일 흡입구(2a)가 형성됨과 함께 오일 흡입구(2a)에는 오일 스트레이너(4)가 장착되어 있다. 제 1 오일통로(2)의 타단은 측벽(1e)의 외면 하단에 개구하고 해당 개구에는 드레인 플러그(5)가 장착되어 있 다. 측벽(1e) 내에는 하단이 오일통로(2)의 타단에 연통하고, 상단이 해당 측벽(1e)의 상단에 개구하는 제 2 오일통로(3)가 마련되어 있다. 그리고, 제 1 오일통로(2)와 제 2 오일통로(3)에 의해 주(主) 오일통로가 형성되어 있다. 제 2 오일통로(3)의 상단은 도시하지 않은 오일 펌프에 접속된다.
오일 쿨러(7)는 심저부(1a) 내에 오일 흡입구(2a)의 상방에 배치되어 있고, 또한 해당 심저부(1a)에 저류되는 오일의 액면(S)보다도 하방에 위치하고 수평으로 배치되어 있다. 오일 쿨러(7)는 오일 쿨러 본체(8)의 내부를 냉각수가 순환하고, 외면이 다수의 핀을 통하여 오일에 접촉하여 열교환을 행하는 라디에이터 타입의 쿨러로서, 오일 쿨러 본체(8), 냉각수 도입 파이프(9), 냉각수 도출 파이프(10) 및 지지 브래킷(11)으로 이루어지고 유닛화되어 있다. 냉각수 도입 파이프(9) 및 냉각수 도출 파이프(10)는 금속 파이프로 이루어지고, 오일 쿨러 본체(8)의 윗면(8a)으로부터 상방으로 연장되고, 또한 측방으로 연장된 후 해당 오일 쿨러 본체(8)의 개략 하면(8b) 부근까지 하방으로 연장되고, 측방으로 비스듬히 하방으로 연장되어 지지 브래킷(11)을 관통하며 또한 액이 새지 않도록 고정되어 있다.
오일 쿨러(7)는, 냉각수 도입 파이프(9), 냉각수 도출 파이프(10)가 오일팬(1)의 측벽(1h) 하부에 마련된 파이프 삽통 구멍을 관통하고, 지지 브래킷(11)이 전둘레에 걸쳐서 측벽(1h)의 내면에 액이 새지 않도록 용착되고 오일팬(1)의 심저부(1a) 내에 수납되어 상술한 바와 같이 지지되어 있다. 그리고, 오일 흡입구(2a)가 오일 쿨러 본체(8)의 하면(8b)의 개략 중앙과 대향하고 있다. 또한, 오일 쿨러(7)를 유닛화함으로써 오일팬(1)에의 부착 작업의 효율이 향상한다.
오일 쿨러 본체(8)는 경량이고, 냉각수 도입 파이프(9), 냉각수 도출 파이프(10)는 금속 파이프로 되어 있고, 또한 오일 쿨러 본체(8)가 오일의 부력을 받는 등에 의해, 상술한 바와 같이 지지 브래킷(11)에 의해 오일팬(1)의 측벽(1h)에 편측 지지로 지지할 수 있다. 이로써, 오일 쿨러 본체(8)와 오일팬(1)의 저면(1d)과의 사이에 오일의 흐름을 저해하는 부재가 없어지고, 오일팬(1) 내의 오일의 흐름이 원활하게 된다. 냉각수 도입 파이프(9) 및 냉각수 도출 파이프(10)는 냉각수 통로(도시 생략)에 접속되고 냉각수가 순환된다.
이하에 작용을 설명한다.
엔진 각 부분을 윤활 및 냉각하여 고온으로 된 오일은 도 1의 오일팬(1)의 심저부(1a)에 적하하고, 또는 천저부(1b)에 적하하여 심저부(1a)에 고여 있는 오일의 상부로 흘러 들어간다. 이로써, 심저부(1a) 내의 오일의 상부 온도가 높아진다. 심저부(1a) 상부의 고온의 오일은 오일 쿨러 본체(8)에 의해 냉각된다. 냉각된 오일은 무겁게 되어 하방으로 이동하고, 오일 쿨러 본체(8)의 하방에 배치되어 있는 오일 스트레이너(4) 즉, 오일 흡입구(2a)로부터 흡입되어 제 1 및 제 2 오일통로(2, 3)를 경유하여 재차 엔진 각 부분으로 분배된다. 오일은 오일 쿨러에 의해 양호하게 냉각됨으로써 본래의 성능 즉, 윤활 능력 및 냉각 능력을 발휘할 수 있고, 엔진 각 부분을 양호하게 윤활 및 냉각할 수 있다.
오일 쿨러 본체(8)에 의해 냉각된 오일이 하방으로 이동함에 수반하여 오일팬(1)의 저면(1d) 부근의 오일이 상방으로 이동한다. 즉, 심저부(1a) 내의 오일이 대류에 의해 순환한다. 그리고, 오일 쿨러 본체(8)와 저면(1d)과의 사이에 오일의 흐름을 저해하는 부재가 존재하지 않는 것과, 엔진 본체로부터 오일팬(1)에 적하한 오일에 대해 오일 쿨러 본체(8), 냉각수 도입 파이프(9) 및 냉각수 도출 파이프(10) 등이 배플 플레이트(baffle plate)의 역할을 담당함으로써 오일의 물결침이 방지되어, 심저부(1a) 내의 오일의 순환 효율이 향상하고, 오일팬(1) 내에 고여 있는 오일의 냉각 효율이 향상한다.
또한, 오일 쿨러 본체(8)는 오일의 액면(S)보다도 하방에 위치하고 있음으로써 액면(S)이 물결침을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 오일 흡입구(2a)의 상방에 위치하고 있음으로써 냉각된 오일이 곧바로 오일 흡입구(2a)로부터 흡입되기 때문에 오일에 포함되는 공기량이 적어진다. 즉, 오일의 공기 혼입(aeration)을 저감할 수 있고, 윤활 능력 및 냉각 능력의 저하가 억제된다.
도 4에 도시한 제 2의 실시예에 있어서, 오일팬(15)에는 심저부(15a)의 상부 위치에 저면(15d)으로부터 사이를 두고서 오일 쿨러(7)가 배치되어 있다. 그리고, 오일 쿨러 본체(8)는 거의 수평으로 배치되고, 윗면(8a)으로부터 냉각수 도입 파이프(9) 및 냉각수 도출 파이프(10)가 상방으로 연장하고, 또한 측방으로 연장한 후 비스듬히 하방으로 연장하여 천저부(15b)의 저면의 구멍을 관통하여 배치되고, 또한 지지 브래킷(11)에 의해 해당 저면에 액이 새지 않도록 고정되어 있다. 이 경우도 오일 쿨러 본체(8)는 심저부(15a) 내의 오일의 액면(S)보다도 하방에 위치하고 있다.
오일통로(16)는 오일팬(15)과 별체로 이루어지고, 예를 들면, 금속 파이프이다. 이 오일통로(16)는 오일팬(15)의 심저부(15a)에 상방으로부터 삽입되고 저 면(15d) 부근에서 개략 L형으로 절곡된다. 개구단의 오일 흡입구(16a)에는 오일 스트레이너(17)가 장착되고, 해당 오일 스트레이너(17)가 오일 쿨러 본체(8)의 하방에 해당 오일 쿨러 본체(8)의 하면(8b)의 거의 중앙과 대향하여 배치되어 있다. 이 경우, 오일 스트레이너(17)를 도시한 바와 같이 비스듬히 상방을 향하여 오일 쿨러 본체(8)와 대향시켜도 좋고, 또는 곧바로 위를 향하여 대향시켜도 좋다. 오일통로(16)는 오일 펌프에 접속되고, 냉각수 도입 파이프(9), 냉각수 도출 파이프(10)는 냉각수 통로에 접속되고 냉각수가 순환된다. 작용 효과에 관하여 실시예 1과 같아서, 설명을 생략한다.
또한, 상기 각 실시예에 있어서, 오일 스트레이너가 오일 흡입구에 마련되는 예를 나타냈지만, 오일 스트레이너는 오일통로의 도중에 배치하도록 하여도 좋다. 또한, 오일 쿨러(7)는 냉각수 도입 파이프(9), 냉각수 도출 파이프(10)에 의해 오일 쿨러 본체(8) 내에 냉각수를 순환시켜서 오일팬 내의 오일을 냉각하는 경우에 관해 설명하였지만, 온수를 순환시켜서 오일을 따뜻하게 하도록 하여도 좋다. 즉, 한랭지 등에 있어서 엔진 오일이 저온인 경우에는 점성이 높고 윤활 능력이 저하될 우려가 있다. 이와 같은 경우에는 냉각수 도입 파이프(9), 냉각수 도출 파이프(10)에 온수, 예를 들면, 엔진 냉각수의 일부를 순환시켜서 오일 히터로 하여 오일팬 내의 오일을 따뜻하게 하도록 하여도 좋다. 또한, 이 경우 오일 쿨러(7)에 공급하는 냉각수와 온수를 전환하는 구성으로 하는 것은 물론이다.
본 발명에 의하면, 엔진 각 부분을 윤활한 후 오일팬에 유입된 고온의 오일은 오일 쿨러에 의해 냉각되고, 이 냉각된 오일은 하방으로 이동하여 오일 흡입구로부터 흡입되어 재차 엔진 각 부로 분배되어 윤활 및 냉각되므로, 냉각된 오일의 하방으로의 이동에 수반하여 대류가 발생하고, 오일팬 내의 오일의 순환 효율이 향상하여, 오일팬에 고여 있는 오일의 냉각 효율이 향상한다.

Claims (2)

  1. 내부에 냉각수가 순환하는 오일 쿨러(7)를 오일팬(1)에 내장하여 엔진 오일을 냉각하는 엔진의 오일 냉각 장치에 있어서,
    상기 오일 쿨러(7)는 냉각수 도입 파이프(9) 및 냉각수 도출 파이프(10)가 접속된 오일 쿨러 본체(8)로 이루어지고,
    상기 오일 쿨러 본체(8)는 상기 오일팬(1)의 저면으로부터 간격을 두고서 배치함과 함께 엔진 오일 액면에 따르도록 마련되고,
    상기 오일 쿨러 본체(8)의 하방에 상기 오일 쿨러 본체(8)와 대향시켜서 오일 흡입구(2a, 16a)를 배치하며,
    상기 오일팬(1)은 그 오일팬의 저면으로부터 돌출하여 일체적으로 형성된 제 1 오일통로(2)를 가지며, 상기 오일 흡입구(2a)는 그 제 1 오일통로(2)의 일단에 마련되는 것을 특징으로 하는 엔진의 오일 냉각 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오일팬(1)은 상기 오일팬의 측벽으로부터 돌출하고 상기 제 1 오일통로(2)의 타단에 접속된 제 2 오일통로(3)를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 오일 냉각 장치.
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