KR20090050345A - 차량 엔진의 냉각회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속 주행시에 냉각수 온도 하강에 의하여 난방성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 개선한 차량 엔진의 냉각회로에 관한 것으로,

종래의 엔진 냉각회로는 써모스탯 밸브 입구차 압력차가 1.4bar 이상인 경우 냉각수온이 저온인 경우에도 써모스탯 밸브가 열려 라디에이터 내부의 차가운 냉각수가 히터로 유입되어 난방성능이 크게 저하되는 문제가 있었던 바,

워터펌프로 펌핑되는 냉각수가 엔진의 각 실린더블록과 라디에이터 사이를 순환되는 동시에 라디에이터 출구측에 써모스탯 밸브가 설치되며, 엔진 실린더블록의 냉각수가 EGR 쿨러를 통해 히터로 순환되는 차량 엔진의 냉각회로를 구성함에 있어서, 상기 라디에이터 입구측과 서모스탯 밸브 출구측 사이에 상시 바이패스 라인을 마련한 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 엔진 회전수가 큰 경우 써모스탯을 지나는 유동을 상시 바이패스 라인으로 일부 유도할 수 있게 되므로 써모스탯 밸브 전후단 차압을 감소시킬 수 있게 되어 차량 고속 주행시 써모스탯 밸브의 개방으로 라디에이터의 차가운 냉각수가 히터로 유입되는 것을 방지할 수 있게 되고, 히터로 차가운 냉각수가 유입되어 난방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

써모스탯 밸브, 라디에이터, 상시 바이패스 라인

Description

차량 엔진의 냉각회로 {a engine cooling circuit for a vehicle}

본 발명은 차량 엔진의 냉각회로에 관한 것으로, 더 자세하게는 고속 주행시에 냉각수 온도 하강에 의하여 난방성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 개선한 것에 관한 것이다.

종래에는 차량의 고속 주행시에 냉각수온 저하로 차량 난방성능이 저하되는 현상이 발생되었다.

예를 들어 가솔린 엔진의 경우 4800~5500 RPM으로 10분간 주행하였을 때에 냉각수의 온도가 89℃에서 57℃로 저하되었고, 실내공기온도가 28℃에서 23℃로 저하되었다.

그리고 승용 디젤 엔진의 경우 3800 RPM 이상 주행시 냉각수 온도가 79℃에서 63℃로 저하되었다.

다음의 표는 본 출원인이 속도별 온도현상을 측정한 결과이다.

차속	엔진회전수(RPM)	변속단수	주행시간(초)	히터입구 냉각수 온도(℃)	실내공기 온도(℃)	유니트게이지의 지점위치
130	~4000	5	60	89	28	1
140	~4200	5	60	89	27
140	~4800	4	60	79	27	2
160	~4800	5	60	76	26
160	~4800	5	180	72	25
170	~5100	5	60	65	24
170	~5100	5	180	61	23	3
180	~5500	5	60	57	23	4
130	~4000	5	60	88	25	1

* 유니트게이지

도 1에는 엔진속도에 따른 온도조절기 압력차 그래프가 도시되어 있다.

도 1과 같이 일반적으로 가솔린 2.4 엔진의 경우 1.44bar(4800rpm)에서 온도조절기(서모스탯) 밸브가 열리게 되고, 디젤 2.5엔진의 경우 1.41bar(3800rpm)에서 온도조절기 밸브가 열리게 된다.

종래의 엔진 냉각회로는 전술한 바와 같이 써모스탯 밸브 입구차 압력차가 1.4bar 이상인 경우 냉각수온이 저온인 경우에도 써모스탯 밸브가 열려 라디에이터 내부의 차가운 냉각수가 히터로 유입되어 난방성능이 크게 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 차량 고속 주행시에 냉각수 온도 하강에 의하여 난방성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차량 엔진의 냉각회로를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 라디에이터 입구에서 써모스탯 밸브 출구로 직접 연결되는 상시 바이패스 라인을 추가하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 차량 엔진의 냉각회로는 워터펌프로 펌핑되는 냉각수가 엔진의 각 실린더블록과 라디에이터 사이를 순환되도록 구성되는 동시에 라디에이터 출구측에 써모스탯 밸브가 설치되고, 엔진 실린더블록의 냉각수가 EGR 쿨러를 통해 히터로 순환되도록 구성되며, 상기 라디에이터 입구측과 서모스탯 밸브 출구측 사이에 상시 바이패스 라인이 마련된다.

본 발명에 있어서는 엔진 회전수가 큰 경우 써모스탯을 지나는 유동을 상시 바이패스 라인으로 일부 유도할 수 있게 되므로 써모스탯 밸브 전후단 차압을 감소시킬 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 의하면 차량 고속 주행시 써모스탯 밸브의 개방으로 라디 에이터의 차가운 냉각수가 히터로 유입되는 것을 방지할 수 있게 되고, 히터로 차가운 냉각수가 유입되어 난방 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 워터펌프의 수두를 개선할 수 있게 되어 저용량 워터펌프를 선정할 수 있게 됨은 물론 엔진 성능 향상에 크게 기여할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에는 본 발명의 한 실시예의 냉각회로도가 도시되어 있고, 도 3에는 동 실시예의 바이패스 라인 설치부위의 사시도가 도시되어 있다.

본 발명의 차량 엔진의 냉각회로는 도 2 및 도 3과 같이 워터펌프(60)로 펌핑되는 냉각수가 엔진의 각 실린더블록(50)과 라디에이터(20) 사이를 순환되도록 구성하는 동시에 라디에이터(20) 출구측에 써모스탯 밸브(10)를 설치하고, 엔진 실린더블록(50)의 냉각수가 EGR 쿨러(70)를 통해 히터(30)(40)로 순환되도록 구성하여서 되는 것이다.

아울러 본 발명은 상기 라디에이터(20) 입구측과 서모스탯 밸브(10) 출구측 사이에 상시 바이패스 라인(80)을 마련하여서 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 엔진 회전수가 큰 경우 써모스탯 밸브(10)를 지나는 유동을 상시 바이패스 라인(80)으로 일부 유도할 수 있게 되므로 써모스탯 밸브(10)의 전후단 차압을 감소시킬 수 있게 된다.

도 4에는 본 발명과 기존 기술의 써모스탯 차압 및 워터펌프 수두 비교그래프가 도시되어 있다.

예를 들어 기존 기술의 써모스탯 밸브 차압이 2.21bar인 경우 0.98bar로 약 1.2bar를 감소시킬 수 있게 되며, 이 때 써모스탯 밸브 차압이 써모스탯 밸브의 개방조건인 1.4bar이하로 감소되므로 써모스탯 밸브(10)가 닫힘상태를 유지하게 되고, 그에 따라 라디에이터(20) 내부의 차가운 냉각수가 히터(30)(40)로 유입되지 않게 되지 않게 되며, 난방 성능도 저하되지 않게 된다.

아울러 본 발명에 있어서는 써모스탯 밸브(10)가 개방되었을 때에도 상시 바이패스 라인(80)을 통해 라디에이터(10)의 냉각수의 일부가 바이패스되므로 워터펌프(60)의 수두를 개선(예를 들면 3.0bar에서 2.09bar로 약 1bar 감소)할 수 있게 되며, 그에 따라 저용량 워터펌프를 선정할 수 있게 되고, 워터펌프(60)의 수두 감소에 따른 엔진 성능 향상을 도모할 수 있게 된다.

도 1은 엔진속도에 따른 온도조절기 압력차 그래프

도 2는 본 발명의 한 실시예의 냉각회로도

도 3은 동 실시예의 바이패스 라인 설치부위의 사시도

도 4는 본 발명과 기존 기술의 써모스탯 차압 및 워터펌프 수두 비교그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 써모스탯 밸브 20 : 라디에이터

30, 40 : 히터 50 : 실린더블록

60 : 워터펌프 70 : EGR 쿨러

80 : 상시 바이패스 라인

Claims (2)

1. 워터펌프(60)로 펌핑되는 냉각수가 엔진의 각 실린더블록(50)과 라디에이터(20) 사이를 순환되도록 하고, 라디에이터(20) 출구측에 써모스탯 밸브(10)를 설치하며, 엔진 실린더블록(50)의 냉각수가 EGR 쿨러(70)를 통해 히터(30)(40)로 순환되도록 한 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉각회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 라디에이터(20) 입구측과 서모스탯 밸브(10) 출구측 사이에 상시 바이패스 라인(80)을 마련한 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 냉각회로.

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