KR20160069448A - 엔진의 온도 제어장치 - Google Patents

엔진의 온도 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160069448A
KR20160069448A KR1020150041567A KR20150041567A KR20160069448A KR 20160069448 A KR20160069448 A KR 20160069448A KR 1020150041567 A KR1020150041567 A KR 1020150041567A KR 20150041567 A KR20150041567 A KR 20150041567A KR 20160069448 A KR20160069448 A KR 20160069448A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
cooling water
air
valve
temperature
Prior art date
Application number
KR1020150041567A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101684079B1 (ko
Inventor
나정현
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to US14/838,967 priority Critical patent/US9995200B2/en
Priority to DE102015114991.5A priority patent/DE102015114991A1/de
Priority to CN201510600665.0A priority patent/CN105673217B/zh
Publication of KR20160069448A publication Critical patent/KR20160069448A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101684079B1 publication Critical patent/KR101684079B1/ko
Priority to US15/978,437 priority patent/US10161294B2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/10Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot liquids, e.g. lubricants or cooling water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/12Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/042Combustion air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/10Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot liquids, e.g. lubricants or cooling water
    • F02M31/102Particular constructional characteristics of the shape of the heat exchange surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/10Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot liquids, e.g. lubricants or cooling water
    • F02M31/107Controlled or manual switching
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16Other apparatus for heating fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 EGR이 적용된 엔진에서 EGR가스와 혼합된 공기가 스로틀밸브를 통과하는 동안 수분 빙결로 인한 밸브플랩의 운동 방해 현상이 발생하지 않도록 하여 엔진의 원활하고 안정된 작동성을 확보하면서도, 스로틀밸브를 통과하는 공기의 지나친 가열을 방지하여 엔진의 충진효율이 불필요하게 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

Description

엔진의 온도 제어장치{TEMPERATURE CONTROL DEVICE FOR ENGINE}
본 발명은 엔진의 온도 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EGR(exhaust-gas recirculation)이 적용되는 엔진의 스로틀바디 온도를 제어하는 기술에 관한 것이다.
엔진의 배기가스를 엔진 흡기계의 스로틀바디 전단으로 재순환시키는 EGR이 적용되는 엔진에서는, 겨울철과 같이 흡기계로 흡입되는 공기의 온도가 영하의 온도인 경우, 엔진 흡기계로 재순환되는 EGR가스에 포함되어 있는 수분이 영하의 공기와 만나 빙결되는 현상이 발생되고, 이 빙결 현상은 스로틀바디에 구성된 스로틀밸브의 밸브플랩이 회동되는 것을 방해하여, 엔진으로 유입되는 혼합기의 원활한 제어가 곤란해지고, 엔진의 출력이 떨어지게 하는 등의 이상 현상이 발생하게 하는 원인이 된다.
한편, 일반적으로 엔진으로 흡입되는 공기 또는 연료가 혼합된 혼합기는 상기와 같은 빙결 현상에 따른 부작용이 일어나지 않는 범위에서는, 가급적 온도가 낮은 상태로 엔진으로 공급되어야 엔진의 충진효율이 향상되어, 보다 높은 엔진 출력을 얻을 수 있다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020120062086 A
본 발명은 EGR이 적용된 엔진에서 EGR가스와 혼합된 공기가 스로틀밸브를 통과하는 동안 수분 빙결로 인한 밸브플랩의 운동 방해 현상이 발생하지 않도록 하여 엔진의 원활하고 안정된 작동성을 확보하면서도, 스로틀밸브를 통과하는 공기의 지나친 가열을 방지하여 엔진의 충진효율이 불필요하게 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 엔진의 온도 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 온도 제어장치는
엔진 냉각수의 유동에 의해 스로틀밸브로 유입되는 공기를 가열할 수 있도록 구비된 공기가열기와;
별도의 제어신호를 제공받지 않으면서도, 소정의 설정온도범위 이상에서는 상기 공기가열기를 통과하는 엔진 냉각수의 흐름을 차단하도록 구비된 밸브수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 엔진의 서모스탯은
소정의 설정온도범위 미만에서는 엔진통로를 통해 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 라디에이터로 공급하기 위한 방열통로를 상기 엔진통로로부터 차단하는 제1밸브와;
상기 제1밸브와 연동되며 소정의 설정온도범위 초과 시에는 상기 엔진통로를 통해 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 워터펌프로 바로 공급하는 바이패스통로를 상기 엔진통로로부터 차단하는 제2밸브와;
상기 엔진으로부터 배출되는 냉각수가 상기 엔진통로와는 별도의 경로를 통해 전달되어 상기 바이패스통로로 유동되도록 하다가, 상기 제2밸브가 상기 바이패스통로를 차단할 때 함께 차단되도록, 상기 제2밸브의 밸브시트 표면에서 단부가 개구된 순환포트를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 EGR이 적용된 엔진에서 EGR가스와 혼합된 공기가 스로틀밸브를 통과하는 동안 수분 빙결로 인한 밸브플랩의 운동 방해 현상이 발생하지 않도록 하여 엔진의 원활하고 안정된 작동성을 확보하면서도, 스로틀밸브를 통과하는 공기의 지나친 가열을 방지하여 엔진의 충진효율이 불필요하게 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용된 CNG 엔진의 일부를 도시한 도면,
도 2는 흡기관과 스로틀바디 및 흡기매니폴드를 도 1의 상측에서 본 도면,
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선 단면과 흡기관으로부터 스로틀바디가 분리된 상태를 함께 도시한 도면,
도 4는 공기가열기의 다른 실시예를 예시한 도면,
도 5는 본 발명이 적용된 CNG 엔진의 냉각수 순환 체계를 도시한 것으로서, 공기가열기가 공기를 가열하는 상태를 도시한 도면,
도 6은 도 5와 비교하여 공기가열기가 공기를 가열하지 못하도록 된 상태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 서모스탯 구조를 예시한 것으로서, 공기가열기가 공기를 가열하는 상황의 서모스탯 상태를 도시한 도면,
도 8은 도 7과 비교하여 도시된 것으로서, 공기가열기가 공기를 가열하지 못하도록 하는 상황의 서모스탯 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명 엔진의 온도 제어장치는, 엔진 냉각수의 유동에 의해 스로틀밸브로 유입되는 공기를 가열할 수 있도록 구비된 공기가열기(1)와; 별도의 제어신호를 제공받지 않으면서도, 소정의 설정온도범위 이상에서는 상기 공기가열기(1)를 통과하는 엔진 냉각수의 흐름을 차단하도록 구비된 밸브수단을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 공기가열기(1)는 EGR가스를 공급하는 EGR통로(3)가 엔진(E)의 흡기관(5)에 연결된 위치와 상기 흡기관(5)에 연결되는 스로틀밸브(7)의 밸브플랩이 설치된 위치 사이에 구비된다.
즉, 흡기관(5)을 통해 영하의 온도를 가진 공기가 유입되는 상황에서 EGR가스가 혼합되어도, 상기 공기가열기(1)가 이 공기를 가열하여 상기 스로틀밸브(7)의 밸브플랩이 빙결되는 것을 방지하도록 함으로써, 밸브플랩의 운동이 저해됨에 의해 발생되는 엔진(E) 출력 저하 등과 같은 각종 부작용을 방지하도록 하면서도, 엔진(E)이 충분히 웜업되어 스로틀밸브(7)의 빙결 염려가 없는 상황에서는 상기 밸브수단이 상기 공기가열기(1)의 냉각수 흐름을 차단하여 엔진(E)으로 유입되는 공기의 불필요한 가열이 방지되도록 함으로써, 흡기의 온도 상승에 따른 엔진(E)의 충진효율 저하를 방지하도록 하는 것이다.
도 2와 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 흡기관(5)의 일단은 상기 스로틀밸브(7)가 내부에 구비된 스로틀바디(9)에 결합되며; 상기 스로틀바디(9)는 엔진(E)의 각 연소실로 흡기를 분배하는 흡기매니폴드(11)에 연결되어 있으며, 상기 공기가열기(1)는 스로틀바디(9)에 결합되는 상기 흡기관(5)의 단부에 일체로 형성된 구성이다.
여기서, 상기 공기가열기(1)는 스로틀바디(9)로 유입되는 공기의 주위를 감싸면서 냉각수가 흐를 수 있도록 상기 흡기관(5)의 단부 내부에 원호형으로 형성된 가열유로(13)와, 상기 가열유로(13)로 냉각수를 공급하기 위해 상기 흡기관(5)의 단부에 구비된 공급포트(15) 및 상기 가열유로(13)를 통과하여 냉각수가 배출되도록 하기 위해 상기 흡기관(5)의 단부에 구비된 배출포트(17)를 포함하여 구성되어 있다.
따라서, 엔진(E) 냉각수가 상기 공급포트(15)를 통해 유입되어 상기 가열유로(13)를 유동하면서 상기 흡기관(5)의 단부를 통과하여 스로틀밸브(7)로 전달되는 공기를 가열하고, 상기 배출포트(17)를 통해 배출되는 것이다.
한편, 상기 공기가열기(1)는 도 4와 같이 별도의 부품으로 구성할 수도 있을 것인 바, 도 4의 공기가열기(1)는 상기 흡기관(5)의 단부와 상기 스로틀바디(9)의 사이에 결합되어, 중앙에는 상기 흡기관(5)으로부터 스로틀바디(9)로 공기를 통과시키기 위한 공기홀(21)이 형성된 가열어댑터(19)로 구성된 실시예이다.
여기서, 상기 가열어댑터(19)에는 상기 공기홀(21) 주위를 감싸면서 냉각수가 유동할 수 있도록 가열유로(13)가 구비되고, 상기 가열유로(13)에 냉각수를 공급하기 위한 공급포트(15) 및 상기 가열유로(13)를 통과하여 냉각수가 배출되도록 하기 위한 배출포트(17)가 구비된다.
또한, 상기 가열어댑터(19)에는 상기 공기홀(21)의 가장자리 부위로부터 상기 스로틀바디(9)의 내부로 삽입되도록 돌출되어, 스로틀밸브(7)에 전도에 의한 열전달을 증가시킴과 아울러 공기홀(21)을 통과하는 공기를 보다 오랜 시간 동안 가열할 수 있도록 하는 연장관(23)이 일체로 구비되도록 구성하여 공기의 가열 효과를 극대화하도록 함은 물론, 스로틀밸브(7) 자체도 가열하도록 할 수 있다.
상기 공기가열기(1)의 또 다른 실시예로, 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 공기가열기(1)는 상기 스로틀바디(9)의 내부에, 상기 스로틀밸브(7) 상류 쪽에 일체로 구비되도록 구성할 수도 있을 것이다.
즉, 스로틀바디(9) 자체에 엔진(E) 냉각수가 유동하면서 스로틀밸브(7)를 통과하는 공기를 미리 가열하도록, 상기와 같은 공급포트와 가열유로 및 배출포트 등을 일체로 구비하도록 구성하는 것이다.
한편, 상기 밸브수단은 상기 설정온도범위 미만 시에는 엔진통로(25)를 통해 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수가 라디에이터(R)를 향하는 방열통로(27)로 유동하는 것을 차단하고, 상기 설정온도범위 초과 시에는 상기 엔진통로(25)로부터의 냉각수가 상기 라디에이터(R)를 바이패스하여 워터펌프(W/P)로 바로 공급하도록 하는 바이패스통로(29)를 통하여 유동하는 것을 차단하는 서모스탯(31)으로 구성된다.
즉, 왁스-팰릿형(WAX PELLET TYPE) 서모스탯(31) 등은 컨트롤러 등과 같은 제어기로부터 별도의 제어신호를 받지 않고도, 자체적으로 내부의 왁스가 냉각수 온도에 의해 팽창 및 수축하면서 냉각수의 흐름을 제어하는데, 본 발명은 이 서모스탯(31)이 상기 공기가열기(1)를 통과하는 냉각수의 흐름을 함께 제어하도록 구성한 것이다.
즉, 일반적으로 서모스탯(31)은 소정의 설정온도범위 미만에서는 엔진통로(25)를 통해 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수를 라디에이터(R)로 공급하기 위한 방열통로(27)를 상기 엔진통로(25)로부터 차단하는 제1밸브(33)와; 상기 제1밸브(33)와 연동되며 소정의 설정온도범위 초과 시에는 상기 엔진통로(25)를 통해 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수를 워터펌프(W/P)로 바로 공급하는 바이패스통로(29)를 상기 엔진통로(25)로부터 차단하는 제2밸브(35)를 포함하여 구성되는데, 본 발명에 사용되는 서모스탯(31)은 여기에 더하여, 상기 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수가 상기 엔진통로(25)와는 별도의 경로를 통해 전달되어 상기 바이패스통로(29)로 유동되도록 하다가, 상기 제2밸브(35)가 상기 바이패스통로(29)를 차단할 때 함께 차단되도록, 상기 제2밸브(35)의 밸브시트 표면에서 단부가 개구된 순환포트(37)를 구비하도록 한 것이다.
따라서, 상기 밸브수단인 서모스탯(31)은, 냉각수 온도가 상기 설정온도범위를 초과하여 상기 워터펌프(W/P)로 직접 냉각수를 공급하던 바이패스통로(29)를 제2밸브(35)가 막으면, 상기 제2밸브(35)가 상기 바이패스통로(29)를 차단할 때 안착되는 밸브시트의 표면으로 순환통로(39)가 연통되도록 형성되어 있으므로, 결과적으로 상기 공기가열기(1)를 통과한 냉각수를 상기 바이패스통로(29)로 연결하는 순환통로(39)를 상기 제2밸브(35)가 함께 차단하게 되도록 구성된 것이다.
여기서, 상기 순환포트(37)는 상기 순환통로(39)의 일부를 이루는 것으로서, 상기 서모스탯(31)에 구현된 순환통로(39) 부분을 칭하는 표현이며, 상기 순환통로(39)는 상기 공기가열기(1)의 배출포트(17)로부터 상기 순환포트(37)에 이르는 냉각수 통로를 말한다.
한편, 상기 서모스탯(31)의 설정온도범위는 예컨대, 82℃ 내지 92℃ 등으로 설정될 수 있을 것이며, 이 경우, 냉각수 온도가 82℃ 미만에서는 상기 제1밸브(33)가 방열통로(27)를 차단하여 엔진(E)으로부터 엔진통로(25)를 통해 배출되는 냉각수가 방열통로(27)로는 공급되지 않고 상기 바이패스통로(29)를 통하여 워터펌프(W/P)로 바로 공급되어 다시 엔진(E)으로 순환되고, 냉각수 온도가 82℃를 넘어가면 제1밸브(33)가 열리기 시작하고 이에 연동되는 제2밸브(35)는 닫히기 시작하며, 92℃에 이르면, 제2밸브(35)가 완전히 닫혀서, 상기 바이패스통로(29)로는 상기 엔진통로(25)로부터 차단되는 것이며, 본 발명에서의 상기 순환통로(39)도 이때 함께 차단되어, 상기 공기가열기(1)의 냉각수 흐름은 멈추게 되는 것이다.
도 1과 도 5 및 도 6에 표현된 본 발명 실시예의 상기 엔진(E)은 CNG(compressed natural gas)를 연료로 사용하는 CNG 엔진이고; 상기 공기가열기(1)는 차량에 사용될 공기를 압축하는 에어컴프레셔(41)를 냉각하도록 통과한 냉각수를 공급받아 상기 스로틀밸브(7)로 공급되는 공기를 가열하도록 설치되고; 상기 공기가열기(1)와 상기 밸브수단인 서모스탯(31)을 통과한 냉각수는 상기 엔진(E)으로 냉각수를 압송하는 워터펌프(W/P)로 바로 공급되도록 설치되며; 상기 에어컴프레셔(41)는 상기 엔진(E)을 통과한 냉각수를 공급받도록 설치된 구성이다.
상기 에어컴프레셔(41)를 통과한 냉각수는 상기 공기가열기(1) 이외에 상기 엔진(E)으로 공급될 CNG를 가열하는 연료가열기(43)로 공급되도록 구성되며; 상기 연료가열기(43)를 통과한 냉각수는 상기 워터펌프(W/P)로 전달되도록 설치된다.
도 5와 도 6을 참고하여, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴본다.
도 5의 상태는 엔진(E)의 웜업이 충분히 이루어지지 않고, 차가운 흡기에 의해 EGR 가스 중의 수분이 빙결될 수 있는 상황이지만, 상기 공기가열기(1)가 스로틀밸브(7)를 향해 공급되는 공기를 가열하여 빙결을 방지하는 상황을 도시한 것으로서, 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수는 바이패스통로(29)를 통하여 워터펌프(W/P)로 공급되는 상태이고, 엔진(E)으로부터 배출되어 상기 에어컴프레셔(41)와 공기가열기(1)를 통과한 냉각수는 상기 순환통로(39)와 바이패스통로(29)를 차례로 통하여 상기 워터펌프(W/P)로 순환되는 상태이다.
이 상태에서는 엔진(E)으로부터 열을 전달받고 배출된 냉각수가 상기 에어컴프레셔(41)를 냉각하면서 추가로 열을 전달받아 가열된 후 상기 공기가열기(1)로 공급됨으로써, 비교적 높은 온도로 스로틀밸브(7)로 제공될 공기를 가열하여 스로틀밸브(7)의 빙결 문제를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6은 엔진(E)이 충분히 웜업이 이루어진 후의 상황으로서, 이 상태에서는 엔진(E)으로부터 이미 충분히 발생되고 있는 열에 의해 엔진(E)룸 내에서 엔진(E)에 인접하게 위치한 스로틀밸브(7)에 빙결이 발생할 염려는 없고, 오히려 상기 공기가열기(1)가 엔진(E)으로 흡입되는 공기를 가열하게 되면, 엔진의 충진효율이 저하되게 되므로, 이를 방지하도록 하는 상황을 도시하고 있다.
즉, 엔진(E)이 충분한 웜업이 이루어져 상기 바이패스통로(29)가 제2밸브(35)에 의해 차단되고, 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수가 전량 방열통로(27)를 통해 라디에이터(R)를 경유한 후에 워터펌프(W/P)로 순환되는 상황에서는, 상기 제2밸브(35)에 의해 상기 순환통로(39)도 차단되어 상기 공기가열기(1)에는 더 이상 열을 운반하는 냉각수의 흐름이 발생하지 못하게 되므로, 스로틀밸브(7)를 통해 연소실로 공급되는 공기를 가열하지 않도록 하는 것이다.
그런데, 이때에도 상기 에어컴프레셔(41)는 계속적으로 냉각수의 흐름이 이루어져서 그 냉각이 이루어져야 하는 바, 이 상황에서는 상기 에어컴프레셔(41)를 통과한 냉각수는 상기 연료가열기(43)를 통해 상기 워터펌프(W/P)로 순환되므로, 에어컴프레셔(41)는 지속적인 냉각작용이 이루어지게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 공기가열기
3; EGR통로
5; 흡기관
7; 스로틀밸브
9; 스로틀바디
11; 흡기매니폴드
13; 가열유로
15; 공급포트
17; 배출포트
19; 가열어댑터
21; 공기홀
23; 연장관
25; 엔진통로
27; 방열통로
29; 바이패스통로
31; 서모스탯
33; 제1밸브
35; 제2밸브
37; 순환포트
39; 순환통로
41; 에어컴프레셔
43; 연료가열기
E; 엔진
R; 라디에이터
W/P; 워터펌프

Claims (13)

  1. 엔진(E) 냉각수의 유동에 의해 스로틀밸브(7)로 유입되는 공기를 가열할 수 있도록 구비된 공기가열기(1)와;
    별도의 제어신호를 제공받지 않으면서도, 소정의 설정온도범위 이상에서는 상기 공기가열기(1)를 통과하는 엔진(E) 냉각수의 흐름을 차단하도록 구비된 밸브수단;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기가열기(1)는 EGR가스를 공급하는 EGR통로(3)가 엔진(E)의 흡기관(5)에 연결된 위치와 상기 흡기관(5)에 연결되는 스로틀밸브(7)의 밸브플랩이 설치된 위치 사이에 구비된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 흡기관(5)의 일단은 상기 스로틀밸브(7)가 내부에 구비된 스로틀바디(9)에 결합되며;
    상기 공기가열기(1)는 스로틀바디(9)에 결합되는 상기 흡기관(5)의 단부에 일체로 형성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 공기가열기(1)는 스로틀바디(9)로 유입되는 공기의 주위를 감싸면서 냉각수가 흐를 수 있도록 상기 흡기관(5)의 단부 내부에 원호형으로 형성된 가열유로(13)와, 상기 가열유로(13)로 냉각수를 공급하기 위해 상기 흡기관(5)의 단부에 구비된 공급포트(15) 및 상기 가열유로(13)를 통과하여 냉각수가 배출되도록 하기 위해 상기 흡기관(5)의 단부에 구비된 배출포트(17)를 포함하여 구성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 공기가열기(1)는 상기 흡기관(5)의 단부와 상기 스로틀바디(9)의 사이에 결합되어, 중앙에는 상기 흡기관(5)으로부터 스로틀바디(9)로 공기를 통과시키기 위한 공기홀(21)이 형성된 가열어댑터(19)로 구성되고;
    상기 가열어댑터(19)에는 상기 공기홀(21) 주위를 감싸면서 냉각수가 유동할 수 있도록 가열유로(13)가 구비되고, 상기 가열유로(13)에 냉각수를 공급하기 위한 공급포트(15) 및 상기 가열유로(13)를 통과하여 냉각수가 배출되도록 하기 위한 배출포트(17)가 구비된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가열어댑터(19)에는 상기 공기홀(21)의 가장자리 부위로부터 상기 스로틀바디(9)의 내부로 삽입되도록 돌출되어, 스로틀밸브(7)에 전도에 의한 열전달을 증가시킴과 아울러 공기홀(21)을 통과하는 공기를 보다 오랜 시간 동안 가열할 수 있도록 하는 연장관(23)이 일체로 구비된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 공기가열기(1)는 상기 스로틀바디(9)의 내부에, 상기 스로틀밸브(7) 상류 쪽에 일체로 구비되는 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브수단은 상기 설정온도범위 미만 시에는 엔진통로(25)를 통해 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수가 라디에이터(R)를 향하는 방열통로(27)로 유동하는 것을 차단하고, 상기 설정온도범위 초과 시에는 상기 엔진통로(25)로부터의 냉각수가 상기 라디에이터(R)를 바이패스하여 워터펌프(W/P)로 바로 공급하도록 하는 바이패스통로(29)를 통하여 유동하는 것을 차단하는 서모스탯(31)으로 구성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 밸브수단인 서모스탯(31)은, 냉각수 온도가 상기 설정온도범위를 초과하여 상기 워터펌프(W/P)로 직접 냉각수를 공급하던 바이패스통로(29)를 제2밸브(35)가 막으면, 상기 공기가열기(1)를 통과한 냉각수를 상기 바이패스통로(29)로 연결하는 순환통로(39)를 함께 차단하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 순환통로(39)는 상기 서모스탯(31)의 제2밸브(35)가 상기 바이패스통로(29)를 차단할 때 안착되는 밸브시트의 표면으로 연통되도록 형성된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진(E)은 CNG를 연료로 사용하는 CNG 엔진(E)이고;
    상기 공기가열기(1)는 차량에 사용될 공기를 압축하는 에어컴프레셔(41)를 냉각하도록 통과한 냉각수를 공급받아 상기 스로틀밸브(7)로 공급되는 공기를 가열하도록 설치되고;
    상기 공기가열기(1)와 상기 밸브수단을 통과한 냉각수는 상기 엔진(E)으로 냉각수를 압송하는 워터펌프(W/P)로 바로 공급되도록 설치되며;
    상기 에어컴프레셔(41)는 상기 엔진(E)을 통과한 냉각수를 공급받도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 에어컴프레셔(41)를 통과한 냉각수는 상기 공기가열기(1) 이외에 상기 엔진(E)으로 공급될 CNG를 가열하는 연료가열기(43)로 공급되도록 구성되며;
    상기 연료가열기(43)를 통과한 냉각수는 상기 워터펌프(W/P)로 전달되도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 엔진의 온도 제어장치.
  13. 소정의 설정온도범위 미만에서는 엔진통로(25)를 통해 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수를 라디에이터(R)로 공급하기 위한 방열통로(27)를 상기 엔진통로(25)로부터 차단하는 제1밸브(33)와;
    상기 제1밸브(33)와 연동되며 소정의 설정온도범위 초과 시에는 상기 엔진통로(25)를 통해 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수를 워터펌프(W/P)로 바로 공급하는 바이패스통로(29)를 상기 엔진통로(25)로부터 차단하는 제2밸브(35)와;
    상기 엔진(E)으로부터 배출되는 냉각수가 상기 엔진통로(25)와는 별도의 경로를 통해 전달되어 상기 바이패스통로(29)로 유동되도록 하다가, 상기 제2밸브(35)가 상기 바이패스통로(29)를 차단할 때 함께 차단되도록, 상기 제2밸브(35)의 밸브시트 표면에서 단부가 개구된 순환포트(37)를 구비한 것
    을 특징으로 하는 엔진의 서모스탯.
KR1020150041567A 2014-12-08 2015-03-25 엔진의 온도 제어장치 KR101684079B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/838,967 US9995200B2 (en) 2014-12-08 2015-08-28 Temperature control device for engine
DE102015114991.5A DE102015114991A1 (de) 2014-12-08 2015-09-07 Temperatursteuerungsvorrichtung für einen Motor
CN201510600665.0A CN105673217B (zh) 2014-12-08 2015-09-18 用于发动机的温度控制装置
US15/978,437 US10161294B2 (en) 2014-12-08 2018-05-14 Temperature control device for engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140175172 2014-12-08
KR20140175172 2014-12-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160069448A true KR20160069448A (ko) 2016-06-16
KR101684079B1 KR101684079B1 (ko) 2016-12-07

Family

ID=56354931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150041567A KR101684079B1 (ko) 2014-12-08 2015-03-25 엔진의 온도 제어장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101684079B1 (ko)
CN (1) CN105673217B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3054860A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Swagelok Company Fluid system components with thermal conditioning passages
CN114458456A (zh) * 2022-01-05 2022-05-10 东风商用车有限公司 一种提升发动机排温的系统及控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10252460A (ja) * 1997-03-14 1998-09-22 Nissan Motor Co Ltd 樹脂製空気量制御装置及びその製造方法
KR20020081627A (ko) * 2001-04-19 2002-10-30 현대자동차주식회사 엔진의 냉각 시스템
JP2007176392A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両
KR20100131810A (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 두산인프라코어 주식회사 압축천연가스 엔진의 냉각장치
KR20120062086A (ko) 2010-12-06 2012-06-14 두산인프라코어 주식회사 엔진의 egr가스와 흡기가스 혼합장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2921437B1 (fr) * 2007-09-25 2009-12-18 Jean Pierre Gobled Dispositif de carburation par depression en remplacement du carburateur
EP2235333A4 (en) * 2007-12-14 2011-10-26 Int Engine Intellectual Prop ENGINE COOLING TEMPERATURE AND EXHAUST GAS REGULATIONS FOR POST-PROCESS DIESEL REGENERATION
US20090183696A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 O'flynn Kevin P Liquid cooling system for internal combustion engine
US8056339B2 (en) * 2010-01-08 2011-11-15 Ford Global Technologies, Llc Warming intake air using EGR cooler in dual-throttle boosted engine system
US9022647B2 (en) * 2012-03-30 2015-05-05 Ford Global Technologies, Llc Engine cooling system control
KR101875621B1 (ko) * 2012-04-09 2018-07-06 현대자동차 주식회사 글로우 플러그 및 이를 포함하는 전자식 써모스탯
SE536475C2 (sv) * 2012-05-04 2013-12-10 Scania Cv Ab Kylsystem och ett motorfordon innefattande ett sådant kylsystem
CN103388540A (zh) * 2012-05-10 2013-11-13 陕西汽车集团有限责任公司 车用压缩燃气加热装置
CN203081618U (zh) * 2013-01-29 2013-07-24 派克汉尼汾过滤系统(上海)有限公司 应用于气体发动机的燃料过滤和温控的多功能装置
US8960166B2 (en) * 2013-06-03 2015-02-24 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for heating a pre-compressor duct to reduce condensate formation
DE102013211700B3 (de) * 2013-06-20 2014-09-25 Ford Global Technologies, Llc Fahrzeugheizsystem sowie Verfahren zum Heizen des Innenraums eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugheizsystem
US9682685B2 (en) * 2013-08-13 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for condensation control
CN103644024B (zh) * 2013-11-28 2016-05-04 长城汽车股份有限公司 一种汽车发动机进气温度调节系统
CN203925723U (zh) * 2013-12-03 2014-11-05 潍柴动力股份有限公司 一种旁通装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10252460A (ja) * 1997-03-14 1998-09-22 Nissan Motor Co Ltd 樹脂製空気量制御装置及びその製造方法
KR20020081627A (ko) * 2001-04-19 2002-10-30 현대자동차주식회사 엔진의 냉각 시스템
JP2007176392A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両
KR20100131810A (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 두산인프라코어 주식회사 압축천연가스 엔진의 냉각장치
KR20120062086A (ko) 2010-12-06 2012-06-14 두산인프라코어 주식회사 엔진의 egr가스와 흡기가스 혼합장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101684079B1 (ko) 2016-12-07
CN105673217A (zh) 2016-06-15
CN105673217B (zh) 2020-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9140176B2 (en) Coolant circuit with head and block coolant jackets connected in series
RU2449136C1 (ru) Устройство для двигателя внутреннего сгорания с наддувом
JP6272094B2 (ja) 内燃機関の冷却装置
RU2628682C2 (ru) Система двигателя для транспортного средства
JP5787994B2 (ja) 冷機運転時および/または暖機運転時の冷却用の冷媒集合管を備えた内燃機関
EP2324221B1 (en) Cooling arrangement for a supercharged combustion engine
KR101558394B1 (ko) 통합 유량 제어밸브를 갖는 엔진시스템
US20140048050A1 (en) Combustion engine and method for operating a combustion engine having a discharge line for condensation water from the induction tract
US20090229649A1 (en) Thermal management for improved engine operation
KR20120078542A (ko) 통합된 펌프, 냉각수 흐름 제어 및 열 교환 장치
KR20110003324A (ko) 과급 내연 기관용 장치
JP4064822B2 (ja) ディーゼル燃料の蒸気放出を低減するためのディーゼル燃料再循環システム及び装置
US20150135690A1 (en) System for recovering energy in an exhaust gas circuit
CN104329156A (zh) 混合动力车用发动机电机一体冷却装置及混合动力车
JP2014114739A (ja) エンジンの冷却装置
KR101588792B1 (ko) 엔진 냉각 시스템
JP2016217249A (ja) 過給エンジンの吸気装置
KR102529910B1 (ko) 배기열 회수 시스템
US10161294B2 (en) Temperature control device for engine
KR101684079B1 (ko) 엔진의 온도 제어장치
KR101610150B1 (ko) 냉각 시스템 및 이를 제어하는 방법
JP6131937B2 (ja) ロータリピストンエンジンの冷却装置
EP3458692A1 (en) A cooling system for a combustion engine and a further object
KR102478089B1 (ko) 차량용 냉각시스템 제어방법
JP2015175296A (ja) エンジン冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191127

Year of fee payment: 4