KR20080010526A - 인터쿨러 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터쿨러 냉각구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라디에이터의 하측에 형성된 인터쿨러를 냉각함에 있어서 상기 라디에이터와 인터쿨러의 후면에 형성된 슈라우드에 냉각조절도어를 형성하여 차량이 주행할 때는 주행풍에 의해서 상기 냉각조절도어가 개방되어 주행풍을 이용하여 인터쿨러를 냉각시키고, 주행을 하지 않거나 저속주행 시 상기 냉각조절도어가 폐쇄되어 상기 슈라우드에 구비된 팬에 의해서 인터쿨러가 냉각되도록 하는 인터쿨러 냉각구조에 관한 것이다.

이에 본 발명의 인터쿨러 냉각구조는 차량의 라디에이터 하측에 형성되어 과급기에 의해 온도가 상승된 공기를 냉각시켜주는 인터쿨러 냉각구조에 있어서,

상기 라디에이터와 인터쿨러의 후방에 체결되는 슈라우드에 냉각조절도어가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 차량의 주행에 의해 발생되는 주행풍을 이용하여 인터쿨러를 냉각시킬 수 있으며 또한 차량이 주행하지 않거나 서행할 경우 팬을 이용하여 인터쿨러를 냉각할 수 있도록 하여 외부의 영향에 관계없이 인터쿨러를 효율적으로 냉각시킬 수 있다는 장점이 있다.

과급기, 인터쿨러, 슈라우드, 주행풍, 냉각조절도어

Description

인터쿨러 냉각구조{Intercooler Cooling Structure}

도 1은 일반적인 터보차저엔진의 구성도.

도 2는 종래의 인터쿨러 냉각구조를 나타낸 단면도.

도 3a, 3b는 본 발명의 인터쿨러 냉각구조를 나타낸 단면도.

도 4는 쿨링모듈의 분해사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10: 슈라우드 11: 냉각조절도어

12: 힌지축 13: 탄성스프링

14: 강제폐쇄수단 15: 냉각팬

20: 인터쿨러 21: 오일쿨러

22: 라디에이터 23: 컨덴서

본 발명은 인터쿨러 냉각구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라디에이터의 하측에 형성된 인터쿨러를 냉각함에 있어서 상기 라디에이터와 인터쿨러의 후면에 형성된 슈라우드에 냉각조절도어를 형성하여 차량이 주행할 때는 주행풍에 의해서 상기 냉각조절도어가 개방되어 주행풍을 이용하여 인터쿨러를 냉각시키고, 주행을 하지 않거나 저속주행 시 상기 냉각조절도어가 폐쇄되어 상기 슈라우드에 구비된 팬에 의해서 인터쿨러가 냉각되도록 하는 인터쿨러 냉각구조에 관한 것이다.

대체적으로 디젤 기관을 사용하는 차량에 있어서 엔진의 출력을 향상시키기 위해 엔진의 실린더 내부로 압축공기를 공급하는 과급기를 사용한다. 상기 과급기는 배기가스나 외부공기를 이용하여 터빈을 구동시키고 그로 인해 발생하는 압축공기를 실린더 내부에 공급함으로써 엔진의 출력 증강을 도모한다. 그러나 상기 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 매우 높아져 부피가 팽창하고 산소 밀도가 떨어지게 되어 결과적으로 실린더안의 충전효율을 떨어트려 출력이 향상되기는 고사하고 그와 반대로 출력이 저하되는 현상이 발생된다. 그래서 과급기에 의해서 압축된 고온의 공기를 인터쿨러를 이용하여 냉각시키게 되면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론 이산화탄소 및 매연 등 환경에 유해한 배기가스의 배출도 크게 줄어든다.

이러한 역할을 담당하는 인터쿨러는 냉각방식에 따라 수냉식과 공냉식으로 나눌 수 있다. 수냉식 인터쿨러는 인터쿨러를 냉각시킬 때 차량의 냉각수나 물을 이용하여 인터쿨러를 냉각시키는 방식으로 냉각효율은 우수하나 구조가 복잡하여 설치가 어려울 뿐만 아니라 유지보수가 어렵다는 문제점이 있어 일반적으로 공기를 이용하여 인터쿨러를 냉각시키는 공냉식 인터쿨러를 많이 사용한다. 공냉식 인터쿨러는 상기 인터쿨러의 설치위치에 따라 그 기능이 다르게 나타나는데 인터쿨러를 엔진의 위쪽에 설치하는 경우 배관이 짧아져 응답성이 좋아진다는 장점이 있으나 냉각효율이 저하된다는 문제점이 있다.

따라서 일반적으로 인터쿨러의 설치에 있어서 구조가 간단하여 유지보수가 용이한 공냉식 냉각방식을 주로 채택하며 냉각효율이 우수해서 출력이 향상될 수 있도록 인터쿨러를 엔진의 앞쪽에 설치하는 방식을 주로 사용한다.

이와 같이 엔진의 앞쪽에 설치된 공냉식 인터쿨러의 경우 인터쿨러의 냉각은 차량의 주행중 발생되는 주행풍에 의해 냉각되도록 하는데, 이 경우 차량이 서행하거나 아니면 차량이 정지 하였을 경우 주행풍을 유도 할 수 없게 되어 인터쿨러를 냉각시킬 수 없다는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 라디에이터의 하측에 형성된 인터쿨러를 냉각함에 있어서 상기 라디에이터와 인터쿨러의 후면에 형성된 슈라우드에 냉각조절도어를 형성하여 차량이 주행할 때는 주행풍에 의해서 상기 냉각조절도어가 개방되어 주행풍으로 인터쿨러가 냉각되도록 하고, 주행을 하지 않거나 저속주행 시 상기 냉각조절도어가 폐쇄되어 상기 슈라우드에 구비된 팬에 의해서 인터쿨러가 냉각되도록 하는 인터쿨러 냉각구조를 제공하는 것이다.

또한, 엔진의 온도가 적정온도에 도달하지 못하였을 때는 차량의 주행에의해 발생되는 주행풍에 관계없이 상기 냉각조절도어를 강제로 폐쇄하여 인터쿨러가 과냉각 되지 않도록 하는 인터쿨러 냉각구조를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 인터쿨러 냉각구조는 차량의 라디에이터 하측에 형성되어 과급기에 의해 온도가 상승된 공기를 냉각시켜주는 인터쿨러 냉각구조에 있어서,

상기 라디에이터와 인터쿨러의 후방에 체결되는 슈라우드에 냉각조절도어가 구비되는데 상기 냉각조절도어는 상기 슈라우드의 하측에 형성되어 차량의 주행풍에 의해서 힌지축을 중심으로 후방으로 개방이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 슈라우드는 상기 라디에이터와 인터쿨러의 후면을 감싸는 구조로 형성되어 냉각팬을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 냉각조절도어는 상기 힌지축에 탄성스프링이 형성되며 또 상기 냉각조절도어의 일측에는 강제폐쇄수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인터쿨러 냉각구조를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일반적인 터보차저엔진의 구성도이고, 도 2는 종래의 인터쿨러 냉각구조를 나타낸 단면도이며, 도 3a b는 본 발명의 인터쿨러 냉각구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 쿨링모듈의 분해사시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 터보차저엔진은 과급기에 의해 외부공기를 흡입하여 터빈을 회전시키고 이로 인해 발생된 압축공기를 엔진의 실린더내로 공급함으로써 연소효율을 향상시켜 출력과 연비를 향상시키게 되는데 이때 과급기에 의해 압 축되는 공기는 급속하게 압축되므로 산소밀도가 떨어져 실린더안의 충전효율을 저하시키게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서 과급기와 실린더 사이에 인터쿨러를 설치하여 과급기로부터 실린더로 유입되는 압축 공기를 냉각시키게 된다. 상기 인터쿨러의 냉각방식은 구조가 간단하고 유지보수가 용이한 공냉식 냉각방식을 주로 사용하는데, 일반적으로 공냉식 인터쿨러의 경우 도 2에서 보는 바와 같이 엔진을 냉각시킨 냉각수의 열이 방출되도록 하는 라디에이터(22)의 하측에 형성되어 차량의 주행에 의해 발생되는 주행풍으로 인해 냉각되어지도록 한다. 그런데 이 경우 차량이 서행하거나 정차할 경우 주행풍을 유도할 수 없게 되어 인터쿨러(20)를 효율적으로 냉각시키지 못한다는 문제점이 발생하였다.

따라서 도 3a, 3b에서 보는 바와 같이 라디에이터(22)의 후방에 설치되는 슈라우드(10)는 상기 라디에이터와 함께 인터쿨러(20)를 감싸도록 연장 형성하여 차량이 서행중이거나 정차를 하였을 경우 즉 주행풍을 유도하기 어려울 경우에는 상기 슈라우드(10)에 설치된 냉각팬(15)을 이용하여 인터쿨러(20)를 냉각시킨다. 또한 상기 인터쿨러(20)를 감싸도록 하측이 연장형성된 슈라우드(10)의 하측에 냉각조절도어(11)를 형성하여 주행풍이 없을 경우에는 힌지축(12)을 중심으로 형성된 탄성스프링(13)에 의해 상기 냉각조절도어(11)가 폐쇄되어 위와 같이 상기 슈라우드(11)에 설치된 냉각팬(13)을 이용하여 상기 인터쿨러(20)가 냉각되도록 하며 차량의 주행등으로 인해 주행풍을 유도 할 수 있을 경우에는 상기 주행풍으로 인해 상기 냉각조절도어(11)가 개방되어 주행풍을 이용하여 상기 인터쿨러(20)가 냉각되도록 한다.

여기서 냉각조절도어(11)의 하측에 형성되는 힌지축(12)을 중심으로 탄성스프링(12)을 형성하여 주행풍이 발생하지 않거나 아니면 미약할 경우 상기 냉각조절도어(11)가 상기 탄성스프링(12)에 의해 폐쇄되도록 하여 상기 냉각팬(15)에 의해서 상기 인터쿨러(20)가 냉각 되도록 하고 주행풍이 발생할 경우 주행풍의 영향으로 냉각조절도어(11)가 자동으로 개방되도록 하여 상기 인터쿨러(20)가 주행풍에 의해 냉각되도록 한다.

또한 가솔린 차량의 경우 인젝터를 통해 실린더로 가솔린을 분사시킨후 점화플러그를 통해 불꽃을 발생시켜 상기 가솔린이 점화되도록 하는 불꽃점화방식을 채택하는 반면 디젤차량의 경우 인젝터를 통해 실린더로 디젤을 분사시킨 후 피스톤의 압축을 통해 발생되는 열로써 디젤이 자연 점화되도록 하는 압축착화방식을 채택함에 따라 엔진이 냉각되어 있을 경우, 즉 외기 온도가 현저히 낮을 경우 시동이 잘 걸리지 않거나 시동이 걸려도 엔진부조화 현상이 발생되기 쉽다. 이렇듯 엔진부조화 현상이 발생 되었을 경우 엔진이 적당히 예열되지 아니한 상태에서 인터쿨러(20)가 냉각 되면 엔진부조화 현상이 더욱 심해지게 된다. 이에 따라 도 4에서 보는 바와 같이 상기 냉각조절도어(11)의 일측에 상기 냉각조절도어(11)를 강제로 폐쇄하도록 하는 강제폐쇄수단(14)을 형성하여 엔진온도가 적정온도까지 도달하지 못하였을 경우엔 상기 냉각조절도어(11)를 폐쇄하여 주행풍을 줄여 상기 인터쿨러(20)가 과냉각되지 못하도록 한다. 상기 강제폐쇄수단(14)은 소정의 형상으로 이루어지며 내부에는 상기 냉각조절도어(11)가 개방되지 못하도록 하는 차단바가 내재되어 형성된다. 상기 강제폐쇄수단(14)에 내재된 차단바는 도면에서 보는 바와 같이 엔진이 적정온도에 도달하지 못하였을 경우 상기 강제폐쇄수단(14)으로부터 돌출되어 상기 냉각조절도어(11)가 개방되지 못하도록 한다. 이로 인해 엔진이 적정온도에 도달할 때 까지 상기 냉각조절도어(11)를 강제로 폐쇄시켜 인터쿨러(20)가 과냉되지 않도록 하고 엔진이 적정온도에 도달하게 되면 상기 차단바를 해제시켜 상기 냉각조절도어(11)가 개방되어 주행풍에 의해 인터쿨러(20)가 냉각되도록 하여 엔진이 원활히 구동되도록 한다.

이상에서와 같이 전방에 컨덴서(23)가 위치하고 상기 컨덴서(23)의 후방으로 라디에이터(22)가 위치하며 상기 라디에이터(22)의 하측에 오일쿨러(21)와 인터쿨러(20)가 위치하고 후방으로 상기 라디에이터(22)와 인터쿨러(20)를 감싸도록 슈라우드(10)가 형성된다. 상기 슈라우드(10)의 하측에는 주행풍에 의해 개폐되어지는 냉각조절도어(11)가 형성되어 주행풍의 유무에 따라 개폐되어 인터쿨러(20)가 외부영향에 관계없이 효율적으로 냉각 되도록 한다.

또 냉각조절도어(11)의 일측에 상기 냉각조절도어(11)를 강제로 폐쇄하도록 하는 강제폐쇄수단(14)을 형성하여 엔진온도가 적정온도까지 도달하지 못하였을 경우엔 상기 냉각조절도어(11)를 폐쇄하여 주행풍을 줄여 상기 인터쿨러(20)가 과냉각되지 못하도록 한다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없으며 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 인터쿨러 냉각구조는 라디에이터의 하측에 형성된 인터쿨러를 냉각함에 있어서 상기 라디에이터와 인터쿨러의 후면에 형성된 슈라우드에 냉각조절도어를 형성하여 차량이 주행할 때는 주행풍에 의해서 상기 냉각조절도어가 개방되어 주행풍으로 인터쿨러를 냉각시키고, 주행을 하지 않거나 저속주행 시 상기 냉각조절수단이 폐쇄되어 상기 슈라우드에 구비된 팬에 의해서 인터쿨러가 냉각되도록 하는 장점이 있다.

또한, 엔진이 적정온도에 도달하지 못하였을 경우 주행풍에 관계없이 상기 냉각조절수단을 강제로 폐쇄되도록 하여 인터쿨러가 과냉각 되지 않도록 하는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 차량의 라디에이터(22) 하측에 형성되어 과급기에 의해 온도가 상승된 공기를 냉각시켜주는 인터쿨러 냉각구조에 있어서,

   상기 라디에이터(22)와 인터쿨러(20)의 후방에 체결되는 슈라우드(10)에 냉각조절도어(11)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 냉각구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각조절도어(11)는 상기 슈라우드(10)의 하측에 형성되어 차량의 주행풍에 의해서 힌지축(12)을 중심으로 후방으로 개방이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 냉각구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 슈라우드(10)는 상기 라디에이터(22)와 인터쿨러(20)의 후면을 감싸는 구조로 형성되어 냉각팬(15)을 구비하는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 냉각구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 냉각조절도어(11)는 상기 힌지축(12)에 탄성스프링(13)이 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 냉각구조.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 냉각조절도어(11)의 일측에는 강제폐쇄수단(14)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러 냉각구조.

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