KR20150017127A - 엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법 - Google Patents

엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법 Download PDF

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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 온도 보존 성능 및 공력 특성의 개선을 동시에 구현할 수 있는 엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치는, 차체의 내측에서 엔진을 차폐시키는 엔진의 인캡슐레이션 장치로서, 라디에이터를 통하여 상기 차체 내측으로 유입된 공기가 배기매니폴드 및 배기통로를 냉각시키면서 유동되도록 형성된 덕트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법은, 상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계; 검출된 상기 엔진의 RPM에 따라 상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태인지 판단하는 단계; 및 냉각 팬이 회전하고 플랩이 덕트를 개방하도록 전원이 인가되는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법{ENCAPSULATION SYSTEM FOR ENGINE AND AIR FLOW CONTROL METHOD THEREBY}
본 발명은 엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 보존 성능 및 공력 특성의 개선과 동시에 엔진의 냉각성능이 향상되는 엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진의 인캡슐레이션 장치는 엔진에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 것을 억제함으로써 엔진의 온도를 보존하고, 초기 시동 시에 연료의 소모를 최소화하도록 하는 엔진의 차폐장치를 말한다.
이러한 엔진의 인캡슐레이션 장치는 엔진의 온도를 보존하기 위해 차폐장치의 내부와 외부를 최대한 격리시키도록 구성될 수 있다.
하지만, 엔진의 인캡슐레이션 장치가 적용되면 필요에 따른 엔진의 냉각이 원활히 수행되지 못하고, 연비가 악화되며, 배기관 주변 부품에 열해가 발생될 수 있다. 또한, 라디에이터 그릴을 통하여 유입된 공기가 엔진의 구동을 보조하는 보조기계류에 의해 간섭을 받게 되면, 엔진의 냉각 성능 저하, 연비의 악화, 및 열해가 더욱 심해질 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 온도 보존 성능 및 공력 특성의 개선을 동시에 구현할 수 있는 엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 필요에 따라 엔진을 원활하게 냉각시킬 수 있는 엔진의 인캡슐레이션 장치 및 그 장치에 의한 공기의 유동 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치는, 차체의 내측에서 엔진을 차폐시키도록 구비되고, 라디에이터를 통하여 상기 차체 내측으로 유입된 공기가 배기매니폴드 및 배기통로를 냉각시키면서 유동되도록 형성된 덕트를 포함할 수 있다.
상기 덕트는 내벽 및 외벽을 포함하며, 상기 내벽을 경계로 상기 엔진이 배치된 공간과 상기 배기매니폴드가 배치된 공간이 구획되고, 상기 외벽은 상기 배기매니폴드를 감싸도록 형성되며, 상기 배기매니폴드가 배치된 상기 내벽과 상기 외벽의 사이에는 공기통로가 형성될 수 있다.
상기 공기통로는 상기 배기통로를 따라 상기 차체의 하면까지 연장될 수 있다.
상기 공기통로는, 공기가 유입되는 유입구; 상기 유입구에 유입된 공기의 유속이 빨라지도록 상기 유입구보다 통로의 단면적이 좁게 형성된 노즐부; 상기 유입구에 유입된 공기가 상기 배기통로를 따라 유동되도록 형성된 연장부; 및 상기 연장부를 통과한 공기가 상기 차체의 하면으로 유출되도록 형성된 유출구; 를 포함할 수 있다.
상기 엔진의 인캡슐레이션 장치는, 상기 덕트와 상기 라디에이터의 사이에서 상기 덕트를 향하여 설정각도 기울어지도록 배치된 냉각 팬; 상기 덕트를 선택적으로 개폐시키는 플랩; 상기 냉각 팬이 배치된 공간으로부터 상기 차체의 하측으로 공기를 유출시키도록 형성되고, 항시 개방되는 바이패스 통로; 및 상기 냉각 팬 및 상기 플랩에 선택적으로 전원이 인가되도록 제어하는 제어기; 를 더 포함할 수 있다.
상기 바이패스 통로는 프런트 휠의 전방에 배치되고, 상기 바이패스 통로는 상기 바이패스 통로를 통하여 유출된 공기가 상기 프런트 휠의 전방에 에어커튼을 생성하도록 형성될 수 있다.
상기 엔진의 인캡슐레이션 장치는, 상기 차체의 하면과 지면 사이에 흐르는 공기에 의해 공력 특성이 저하되는 것이 방지되도록 상기 차체 하면으로부터 돌출되는 에어 댐을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법은, 차체의 내측에서 엔진을 차폐시키고 차량의 상태에 따라 공기에 대한 차량의 공력 특성을 형성하도록 라디에이터를 통과한 공기가 배기매니폴드 및 배기통로를 냉각시키면서 유동되도록 형성된 덕트, 상기 덕트와 상기 라디에이터의 사이에 배치된 냉각 팬, 및 상기 덕트를 선택적으로 개폐시키는 플랩을 포함하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법으로서, 상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계; 검출된 상기 엔진의 RPM에 따라 상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태인지 판단하는 단계; 및 상기 냉각 팬이 회전하고 상기 플랩이 상기 덕트를 개방하도록 전원이 인가되는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태이면, 상기 냉각 팬 및 상기 플랩에 전원이 인가될 수 있다.
상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태가 아니면, 상기 냉각 팬 및 상기 플랩의 작동은 기설정된 로직에 의해 제어될 수 있다.
상기 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법은, 상기 엔진의 작동이 종료되었는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 엔진의 작동이 종료된 것으로 판단되면, 제어가 종료될 수 있다.
상기 엔진의 작동이 종료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계로 리턴될 수 있다.
상기 엔진의 시동과 동시에 상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계부터 제어가 시작될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진의 차폐장치에 의해 엔진의 온도 보존 성능이 유지되면서도, 덕트를 통해 유동하는 공기에 의해 배기매니폴드의 냉각이 원활하게 수행될 수 있다.
또한, 냉각 팬의 배치 및 덕트의 형상에 따라 공력 특성이 개선되고, 공기의 유동이 최적화될 수 있다.
나아가, 엔진의 온도 보존 성능, 엔진의 냉각성능 및 최적화된 공력 특성이 확보됨으로써, 연비가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 덕트 및 엔진의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 덕트 및 엔진의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에서 덕트가 폐쇄된 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에서 덕트가 개방된 상태의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시에에 따른 냉각 팬 및 플랩의 작동을 위한 구성을 보여주는 블록도이다.
도 8본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치의 개략적인 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치(1)는 엔진(2)을 차폐시키도록 구성된다.
상기 인캡슐레이션 장치(1)의 하단은 차체(4)의 하면(5)과 같은 평면 상에 배치되는 면을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 인캡슐레이션 장치(1)의 측면은 상기 차체(4)에 고정된다. 나아가, 상기 인캡슐레이션 장치(1)의 상단과 후드(hood, 3)는 일정거리 이격된다. 여기서, 상기 후드(3)는 엔진룸을 덮도록 형성된 차체(4)의 일부분을 말하며, 보닛(bonnet)이라고도 한다. 이러한 후드(3) 및 차체(4)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 인캡슐레이션 장치(1)는 덕트(10)를 포함한다.
상기 덕트(10)는 상기 차체(4) 내부로 유입된 공기를 유동시키도록 형성된다. 또한, 상기 덕트(10)의 내측에는 배기통로(20)가 배치된다. 상기 배기통로(20)는 상기 엔진(2)에서 발생되는 배기가스를 외부로 배출시키는 통로이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 덕트 및 엔진의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 덕트 및 엔진의 정면도이다. 즉, 도 3에는 차량의 전방에서 바라본 상기 덕트(10) 및 엔진(2)이 도시되었다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 덕트(10)는 상기 엔진(2)을 차폐시키는 인캡슐레이션 장치(1)의 일부분으로서, 내벽(11), 외벽(12), 및 공기통로(13)를 포함한다.
상기 내벽(11)은 상기 엔진(2)과 밀착되어 상기 엔진(2)을 감싸도록 형성된다.
상기 외벽(12)은 상기 내벽(11)의 일부분에 형성된다. 또한, 상기 외벽(12)은 상기 배기통로(20)를 감싸도록 형성된다. 즉, 상기 내벽(11)과 상기 외벽(12)의 사이에는 공간이 형성되며, 상기 내벽(11)과 외벽(12)의 사이에 형성된 공간에 상기 배기통로(20)가 배치된다.
상기 공기통로(13)는 상기 내벽(11)과 외벽(12)의 사이에 형성된 공간을 포함하며, 상기 배기통로(20)를 따라 연장된 공기의 통로이다. 한편, 상기 배기통로(20)는 배기매니폴드(22) 및 배기파이프(24)를 포함한다.
상기 배기매니폴드(22)는 상기 엔진(2)에서 발생되는 배기가스를 전달받도록 상기 엔진(2)과 연결된다. 또한, 상기 배기파이프(24)는 상기 배기매니폴드(22)와 연결되고, 배기가스를 외부로 배출시키도록 연장된다. 이러한 배기매니폴드(22) 및 배기파이프(24)는 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 배기매니폴드(22)는 상기 엔진(2)으로부터 상기 내벽(11)을 관통하도록 돌출된다. 또한, 상기 배기매니폴드(22)는 상기 내벽(11)과 외벽(12)의 사이에 형성된 공간에 배치된다. 즉, 상기 내벽(11)을 경계로 상기 엔진(2)이 배치된 공간과 상기 배기매니폴드(22)가 배치된 공간이 구획된다.
상기 공기통로(13)는 유입구(15), 노즐부(16), 연장부(17), 및 유출구(19)를 포함한다.
상기 유입구(15)는 상기 공기통로(13)에 공기가 유입되도록 개구된 상기 공기통로(13)의 일단이다. 또한, 상기 유입구(15)는 상기 내벽(11)과 외벽(12)의 사이에 형성된 공간과 연통된다.
상기 노즐부(16)는 상기 유입구(15)를 통하여 유입된 공기의 유속이 빨라지도록 형성된다. 또한, 상기 노즐부(16)는 상기 유입구(15)보다 상기 공기통로(13)의 단면적이 좁게 형성된 부분이다. 따라서, 상기 유입구(15)를 통하여 유입된 공기는 상기 노즐부(16)를 지나면서 유속이 빨라진다.
상기 연장부(17)는 상기 내벽(11)과 외벽(12)의 사이에 형성된 공간으로부터 상기 배기파이프(24)를 따라 상기 차체 하면(5)까지 연장된다. 즉, 상기 연장부(17)의 일단은 상기 내벽(11)과 외벽(12)의 사이에 형성된 공간과 연통되고, 타단은 상기 차체 하면(5)까지 연장된다.
상기 유출구(19)는 상기 공기통로(13)로부터 공기가 유출되도록 개구된 상기 공기통로(13)의 타단이다. 또한, 상기 유출구(19)는 상기 차체(4)의 하측으로 공기가 유출되도록 상기 연장부(17)의 타단에 형성된다.
도 1, 도 2, 및 도 3에는 2개의 배기통로(20) 및 2개의 공기통로(13)가 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 턱트(10)는 적어도 하나 이상의 배기통로(20)가 구비된 엔진(2)에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 냉각 팬(30)을 통하여 유입된 냉각 공기는 상기 유입구(15)를 통하여 상기 공기통로(13)로 유입되고, 상기 연장부(17)를 따라 유동하면서 상기 배기통로(20)를 냉각한다. 또한, 상기 노즐부(16)에 의해 공기의 유속이 빨라짐에 따라 상기 배기통로(20)의 냉각효율이 향상된다.
도 4에는 냉각 공기의 흐름이 회살표로 도시되었다.
한편, 고온의 배기가스에 의해 가열된 배기매니폴드(22)가 냉각되지 않으면, 상기 엔진(2)의 효율이 저하되고, 상기 배기매니폴드(22)의 주변 부품에 열해가 발생될 수 있다. 여기서, 상기 냉각 팬(30)은 라디에이터가 냉각수를 식히는 것을 돕기 위해서 차체로 공기를 유입시키는 장치로서, 당업자에게 자명하다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각 팬(30)의 배치에 의해 공력 특성(aerodynamic characteristics)이 개선되도록 한다. 여기서, 공력 특성이란 공기의 유동에 대한 차량의 공력 특성을 의미한다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조로 상기 인캡슐레이션 장치(1)의 작동 및 공력 특성을 자세히 설명한다. 도 5 및 도 6에는 공기의 흐름이 화살표로 도시되었다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에서 덕트가 폐쇄된 상태의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에서 덕트가 개방된 상태의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치(1)는 상기 냉각 팬(30), 플랩(flap, 34), 바이패스 홀(36) 및 에어 댐(air dam, 18)을 더 포함한다.
상기 냉각 팬(30)은 수직선을 기준으로 상기 덕트(10)를 향하여 설정각도(a)만큼 기울어져 배치된다.
상기 플랩(34)은 상기 유입구(15)의 덮개로서, 상기 공기통로(13)의 유입구(15)를 선택적으로 개폐시키도록 구비된다. 도 5 및 도 6에는 상기 플랩(34)이 복수개의 판으로 구성되고, 상기 복수개의 판이 회전됨에 따라 상기 공기통로(13)의 유입구(15)가 선택적으로 개폐되는 것이 도시되었으나, 상기 플랩(34)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 플랩(34)은 슈라우드(shroud, 32)에 형성될 수 있다.
상기 슈라우드(32)는 라디에이터(40)와 냉각 팬(30)을 감싸고 있는 판으로서, 공기의 흐름을 원활하게 하고 냉각 효율을 증대시키도록 기능한다. 이러한 슈라우드(32)는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 바이패스 홀(36)은 상기 슈라우드(32)로 둘러싸인 상기 냉각 팬(30)이 배치된 공간과 연통된다. 또한, 상기 바이패스 홀(36)은 차체 하면(5)에 형성된 홀(hole)이다. 나아가, 상기 바이패스 홀(36)은 상기 차체(4)로 유입된 공기가 상기 덕트(10)를 우회하여 외부로 유출되도록 형성된다. 한편, 상기 냉각 팬(30)이 상기 덕트(10)를 향하여 기울어져 배치됨으로써, 상기 냉각 팬(30)은 상기 바이패스 홀(36)로 공기가 유출되는 것을 활성화시키도록 작동될 수 있다.
상기 에어 댐(18)은 차량의 움직임에 대한 공기 저항이 감소되도록 상기 덕트(10)의 유출구(19) 부근에서 상기 차체 하면(5) 또는 상기 인캡슐레이션 장치(1)의 하단으로부터 하측으로 돌출되어 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 덕트(10)의 유입구(15)가 상기 플랩(34)에 의해 폐쇄되면, 라디에이터 그릴(42), 라디에이터(40)를 경유하여 상기 차체(4) 내측의 상기 슈라우드(32)로 둘러싸인 공간으로 유입된 모든 공기는 상기 냉각 팬(30)을 경유한 후 상기 바이패스 홀(36)을 통하여 상기 차체(4)의 하측으로 유출된다. 또한, 상기 바이패스 홀(36)을 통하여 유출된 공기는 상기 차체(4)의 하측에 흐르는 공기와 함께 상기 에어 댐(18)과 만나면서 상기 배기파이프(24) 등 상기 차체 하면(5) 부분에 배치된 다른 장치들과의 간섭이 방지되도록 더 하측으로 유동된다. 즉, 상기 에어 댐(18)에 의해 차량의 이동에 대한 공기 저항이 감소된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 플랩(34)의 작동에 따라 상기 덕트(10)의 유입구(15)가 개방되면, 라디에이터 그릴(42), 라디에이터(40)를 경유하여 상기 차체(4) 내측의 상기 슈라우드(32)로 둘러싸인 공간으로 유입된 공기 중 일부는 상기 유입구(15)를 통하여 상기 공기통로(13)로 유입된다. 또한, 상기 공기통로(13)로 유입된 공기는 상기 배기통로(20)를 냉각시키고, 상기 덕트(10)의 유출구(19)를 통하여 상기 차체(4)의 하측으로 유출된다. 이 때, 상기 바이패스 홀(36)을 통하여 유출된 공기는 상기 차체(4)의 하측에 흐르는 공기와 함께 상기 에어 댐(18)과 만나면서 상기 유출구(19)를 통해 유출된 공기와의 간섭이 방지되도록 더 하측으로 유동된다. 즉, 상기 에어 댐(18)에 의해 차량의 이동에 대한 공기 저항이 감소된다.
상기 덕트(10)의 유입구(15)가 폐쇄된 경우, 상기 라디에이터(40) 및 상기 냉각 팬(30)이 배치된 공간에 정체되는 공기에 의해 상기 라디에이터 그릴(42)을 통해 상기 차체(4)의 내측으로 유입되는 공기가 줄어든다. 따라서, 차량 전방의 공기가 상기 후드(3)의 상측으로 원활하게 유동되고, 차량의 이동에 대한 공기 저항이 감소된다.
상기 바이패스 홀(36)은 프런트 휠(6)보다 전방에 형성된다. 또한, 상기 차체(4)의 내측으로부터 상기 바이패스 홀(36)을 통해 상기 차체(4)의 하측으로 유출되는 공기가 상기 프런트 휠(6)의 전방에서 상기 차체 하면(5)과 지면(G) 사이에 에어커튼(air curtain)을 생성하면, 차량의 고속 주행 시에 프런트 휠(6)에 부딪히는 공기의 양이 줄어든다. 따라서, 차량의 이동에 대한 공기 저항이 감소된다.
한편, 상기 덕트(10)의 유입구(15)의 수직 폭은 350mm이고, 상기 노즐부(16)의 수직 폭은 140mm이며, 상기 냉각 팬(30)이 기울어진 설정각도(a)는 8도이고, 상기 돌출된 에어 댐(18)의 수직 길이는 30mm가 바람직하다. 이러한 수치들은 실험에 의한 값이며, 당업자의 설계에 따라 엔진(2) 및 배기매니폴드(22)의 냉각성능 및 차량의 공력 특성이 개선되도록 변경될 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시에에 따른 냉각 팬 및 플랩의 작동을 위한 구성을 보여주는 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)은 배터리(8)와 연결되고, 상기 배터리(8)는 제어기(7)와 연결된다. 여기서, 상기 배터리(8)는 차량의 시동을 위한 전원을 공급하고, 차량의 여러 전자기기들의 작동을 위한 전원을 공급하는 통상의 배터리이다. 또한, 상기 제어기(7)는 자동차의 여러 전자기기들의 제어를 총괄하는 통상의 전자제어유닛(ECU: electronic control unit)이다.
한편, 상기 제어기(7)는 차량의 상태를 판단하여, 상기 배터리(8)로부터 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)에 전원이 공급되도록 제어한다. 또한, 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)은 공급받은 전원에 의해 작동된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법의 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법은 상기 엔진(2)의 고부하 상태를 판단하여 공기의 유동을 제어한다.
상기 엔진(2)이 시동되면, 상기 인캡슐레이션 장치(1)에 의한 공기의 유동 제어가 시작된다(S100).
상기 엔진(2)이 시동되면, 상기 제어기(7)는 상기 엔진(2)의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출한다(S110). 또한, 상기 제어기(7)는 상기 엔진(2)의 RPM에 따라 상기 엔진(2)이 아이들(idle) 상태 또는 고부하 상태인지 판단한다(S120).
상기 엔진(2)이 아이들(idle) 상태 또는 고부하 상태이면, 상기 제어기(7)는 상기 배터리(8)로부터 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)에 전원이 인가되도록 제어한다(S130).
상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)에 전원이 인가되면, 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)이 작동된다. 또한, 상기 냉각 팬(30)의 회전에 따라 다량의 공기가 상기 차체(4)의 내측으로 유입된다. 나아가, 상기 플랩(34)이 상기 유입구(15)를 개방하도록 작동됨으로써 상기 배기통로(20)의 냉각이 수행된다. 즉, 상기 공기의 유동 제어방법에 의해 필요에 따라 상기 엔진(2) 및 배기통로(20)가 원활하게 냉각된다.
상기 엔진(2)이 아이들(idle) 상태 또는 고부하 상태가 아니면, 상기 제어기(7)는 기설정된 로직에 따라 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)을 제어한다(S140). 또한, 기설정된 로직에 따라 상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)은 독립적으로 작동되도록 제어될 수 있다. 여기서, 기설정된 로직은 상기 제어기(7)에서 검출된 차량의 상태에 대한 정보에 따라 상기 제어기(7)에 보유된 맵에 의해 수행될 수 있다.
상기 냉각 팬(30) 및 상기 플랩(34)의 제어가 수행되면(S130, S140), 상기 제어기(7)는 상기 엔진(2)의 작동이 종료되었는지 판단한다(S150).
상기 엔진(2)의 작동이 종료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어기(7)가 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계(S110)로 리턴된다.
상기 엔진(2)의 작동이 종료되면, 상기 인캡슐레이션 장치(1)에 의한 공기의 유동 제어가 종료된다(S160).
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진(2)의 차폐장치에 의해 엔진(2)의 온도 보존 성능이 유지되면서도, 덕트(10)를 통해 유동하는 공기에 의해 배기매니폴드(22)의 냉각이 원활하게 수행될 수 있다. 또한, 냉각 팬(30)의 배치 및 덕트(10)의 형상에 따라 공력 특성이 개선되고, 공기의 유동이 최적화될 수 있다. 나아가, 엔진(2)의 온도 보존 성능, 엔진(2)의 냉각성능 및 최적화된 공력 특성이 확보됨으로써, 연비가 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 인캡슐레이션 장치 2: 엔진
3: 후드 4: 차체
5: 차체 하면 6: 프런트 휠
7: 제어기 8: 배터리
10: 덕트 11: 내벽
12: 외벽 13: 공기통로
15: 유입구 16: 노즐부
17: 연장부 19: 유출구
20: 배기통로 22: 배기매니폴드
24: 배기 파이프 30: 냉각 팬
32: 슈라우드 34: 플랩
36: 바이패스 홀 40: 라디에이터
42: 라디에이터 그릴

Claims (13)

  1. 차체의 내측에서 엔진을 차폐시키도록 구비되고,
    라디에이터를 통하여 상기 차체 내측으로 유입된 공기가 배기매니폴드 및 배기통로를 냉각시키면서 유동되도록 형성된 덕트를 포함하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덕트는 내벽 및 외벽을 포함하며,
    상기 내벽을 경계로 상기 엔진이 배치된 공간과 상기 배기매니폴드가 배치된 공간이 구획되고,
    상기 외벽은 상기 배기매니폴드를 감싸도록 형성되며,
    상기 배기매니폴드가 배치된 상기 내벽과 상기 외벽의 사이에는 공기통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공기통로는 상기 배기통로를 따라 상기 차체의 하면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공기통로는,
    공기가 유입되는 유입구;
    상기 유입구에 유입된 공기의 유속이 빨라지도록 상기 유입구보다 통로의 단면적이 좁게 형성된 노즐부;
    상기 유입구에 유입된 공기가 상기 배기통로를 따라 유동되도록 형성된 연장부; 및
    상기 연장부를 통과한 공기가 상기 차체의 하면으로 유출되도록 형성된 유출구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 덕트와 상기 라디에이터의 사이에서 상기 덕트를 향하여 설정각도 기울어지도록 배치된 냉각 팬;
    상기 덕트를 선택적으로 개폐시키는 플랩;
    상기 냉각 팬이 배치된 공간으로부터 상기 차체의 하측으로 공기를 유출시키도록 형성되고, 항시 개방되는 바이패스 통로; 및
    상기 냉각 팬 및 상기 플랩에 선택적으로 전원이 인가되도록 제어하는 제어기;
    를 더 포함하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바이패스 통로는 프런트 휠의 전방에 배치되고,
    상기 바이패스 통로는 상기 바이패스 통로를 통하여 유출된 공기가 상기 프런트 휠의 전방에 에어커튼을 생성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 차체의 하면과 지면 사이에 흐르는 공기에 의해 공력 특성이 저하되는 것이 방지되도록 상기 차체 하면으로부터 돌출되는 에어 댐을 더 포함하는 엔진의 인캡슐레이션 장치.
  8. 차체의 내측에서 엔진을 차폐시키고 차량의 상태에 따라 공기에 대한 차량의 공력 특성을 형성하도록 라디에이터를 통과한 공기가 배기매니폴드 및 배기통로를 냉각시키면서 유동되도록 형성된 덕트, 상기 덕트와 상기 라디에이터의 사이에 배치된 냉각 팬, 및 상기 덕트를 선택적으로 개폐시키는 플랩을 포함하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법에 있어서,
    상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계;
    검출된 상기 엔진의 RPM에 따라 상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태인지 판단하는 단계; 및
    상기 냉각 팬이 회전하고 상기 플랩이 상기 덕트를 개방하도록 전원이 인가되는 단계;
    를 포함하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태이면,
    상기 냉각 팬 및 상기 플랩에 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 엔진이 아이들 상태 또는 고부하 상태가 아니면,
    상기 냉각 팬 및 상기 플랩의 작동은 기설정된 로직에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 엔진의 작동이 종료되었는지 판단하는 단계를 더 포함하며,
    상기 엔진의 작동이 종료된 것으로 판단되면, 제어가 종료되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 엔진의 작동이 종료되지 않은 것으로 판단되면,
    상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 엔진의 시동과 동시에 상기 엔진의 RPM을 포함한 차량의 상태에 대한 정보를 검출하는 단계부터 제어가 시작되는 것을 특징으로 하는 엔진의 인캡슐레이션 장치에 의한 공기의 유동 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108528358A (zh) * 2018-04-08 2018-09-14 北京汽车研究总院有限公司 风能散热的发动机底护板及具有其的车辆
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CN108545034A (zh) * 2018-04-08 2018-09-18 北京汽车研究总院有限公司 一种车辆发动机护板和具有其的车辆
CN108545035A (zh) * 2018-04-08 2018-09-18 北京汽车研究总院有限公司 强散热的车辆发动机底护板及具有其的车辆
US10240510B2 (en) 2016-03-21 2019-03-26 Hyundai Motor Company Structure for cooling exhaust manifold and method for controlling the same

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