KR20170054356A - Cooling system of engine for vehicle and method thereof - Google Patents

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KR20170054356A
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양일석
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to a cooling system for a vehicle engine, comprising a combustion chamber wherein a piston reciprocates, and a cylinder block forming a skeleton of an engine and having a water jacket through which cooling water flows to cool the combustion chamber. The cylinder block comprises a cylinder block body, and an EGR cooler housing for inserting an EGR cooler outside the cylinder block body. The cylinder block body comprises a supply port for supplying cooling water to the EGR cooler housing, and the EGR cooler housing is provided with a discharge port for discharging cooling water heat-exchanged from the EGR cooler. The cooling water discharged from the discharge port is discharged in a direction perpendicular to a flow direction of the cooling water supplied from the supply port. The present invention intends to reduce vibration of a vehicle or vibration generated in an engine.

Description

차량용 엔진의 냉각시스템 및 방법{Cooling system of engine for vehicle and method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a cooling system for a vehicle engine,

본 발명은 차량용 엔진의 냉각시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진에서 연소되어 배출되는 재순환 배기가스를 냉각시키는 실린더 블록이 구비된 차량용 엔진의 냉각시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system and method for an automotive engine, and more particularly, to a cooling system and a method for a vehicle engine having a cylinder block for cooling a recirculated exhaust gas burned and discharged from the engine.

자동차의 배출가스는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC) 등의 유해물질이 포함된다. 이러한, 연소 과정에서 발생하는 상기 3원소 중 일산화탄소와 탄화수소에 대하여 질소산화물은 항상 반대의 인과관계를 가지고 있다.Emissions of automobiles include harmful substances such as carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx) and hydrocarbons (HC). The nitrogen oxides of carbon monoxide and hydrocarbons among the three elements generated in the combustion process always have an opposite causal relationship.

즉, 실용적인 출력범위에서 일산화탄소와 탄화수소가 가장 감소하는 시점에 질소산화물은 가장 많이 발생한다. 이러한 질소산화물은 연료가 완전 연소할수록 즉, 엔진이 고온일수록 질소산화물의 발생량은 증가하게 된다.That is, nitrogen oxides are most abundant when carbon monoxide and hydrocarbons are most reduced in the practical output range. The higher the temperature of the engine is, the more the amount of nitrogen oxides is generated.

따라서, 상기 질소산화물 등의 배출가스 허용량은 관계 법률로서 규제됨에 따라 배출가스를 줄이는 다양한 기술이 개발되고 있다. 그 중 하나가 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation, 이하 'EGR'이라 함)이다.Accordingly, since the allowable amount of exhaust gas such as nitrogen oxides is regulated as related laws, various technologies for reducing exhaust gas have been developed. One of them is an exhaust gas recirculation (EGR).

상기 EGR은 다른 유해물질의 급증 없이 질소산화물의 발생량을 줄이기 위해서 혼합비를 이론 공연비로 유지하면서 연소실로 흡입되는 혼합기 중에 기연소가스(EGR 가스)의 일부를 공급한다. 이러한 연소가스의 열용량을 증가시켜 화염의 온도를 낮추는 방법으로 사용되는 장치이다.The EGR supplies a part of the combustion gas (EGR gas) to the mixer, which is sucked into the combustion chamber, while maintaining the mixing ratio at the stoichiometric air-fuel ratio so as to reduce the amount of NOx generated without increasing the amount of other harmful substances. It is a device used as a method for lowering the temperature of the flame by increasing the heat capacity of the combustion gas.

보다 상세하게는, 상기 EGR은 상기 배출가스 중 배기가스를 흡기계로 재순환시켜 실린더내의 연소 온도를 낮추어 질소산화물의 발생을 억제하는 장치이다. 이러한, 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 저감하는 수단으로 배기가스의 일부를 흡기계통에 되돌려, 혼합기가 연소할 때 최고 온도를 낮게 하여 질소산화물(NOx)의 생성량을 적게 하는 장치를 말한다. More specifically, the EGR is an apparatus for recirculating the exhaust gas in the exhaust gas to the intake system to reduce the combustion temperature in the cylinder to suppress the generation of nitrogen oxides. As a means for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, a part of the exhaust gas is returned to the intake system, and the maximum temperature is lowered when the mixer is burned, thereby reducing the amount of nitrogen oxides (NOx) produced.

이와 같은, 상기 EGR의 구성 중에서 EGR쿨러는 고온의 배기가스를 엔진의 냉각수를 냉매로 하여 냉각시키는 일종의 열교환기이다. 상기 EGR쿨러를 냉각시키기 위해 실린더 블록의 외부에 상기 EGR쿨러를 장착하거나 엔진의 외부에 장착하여 냉각시켰다.Among the above EGR constructions, the EGR cooler is a kind of heat exchanger that cools the exhaust gas of high temperature by using the cooling water of the engine as the refrigerant. In order to cool the EGR cooler, the EGR cooler was mounted to the outside of the cylinder block, or was installed outside the engine and cooled.

본 발명의 차량용 엔진의 냉각시스템 및 방법에 있어서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.Problems to be solved in the cooling system and method of a vehicle engine of the present invention are as follows.

첫째로, 차량의 진동 또는 엔진에서 발생되는 진동을 줄이는데 있다.First, it is to reduce vehicle vibration or engine vibration.

둘째로, EGR쿨러의 장착을 위한 공간(Layout)을 줄이면서, 구성부품간 접합(Brazing)에 따른 조립공수를 줄이는데 있다.Secondly, there is a need to reduce the number of assemblies due to brazing between components while reducing the layout for mounting the EGR cooler.

셋째로, 실린더 헤드(Cylinder Head)와 EGR쿨러의 냉각효율을 향상시키는데 있다.Third, the cooling efficiency of the cylinder head and the EGR cooler is improved.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 피스톤이 왕복하는 연소실과, 상기 연소실을 냉각시키도록 냉각수가 유동하는 워터재킷이 형성되고, 엔진의 골격을 이루는 실린더 블록을 포함하는 차량용 엔진에 있어서, 상기 실린더 블록은, 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 실린더 블록 본체와, 상기 실린더 블록 본체에 일체로 형성되는 EGR쿨러하우징을 포함하고, 상기 EGR쿨러하우징에는 냉각수를 열교환하는 EGR쿨러가 삽입되며, 상기 실린더 블록 본체는 상기 EGR쿨러하우징에 냉각수를 공급하는 공급구를 구비하며, 상기 EGR쿨러하우징에는 상기 EGR쿨러로부터 열교환된 냉각수를 배출하는 토출구를 구비되게 함으로써 달성된다. In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle engine including a combustion chamber in which a piston reciprocates, and a cylinder block having a water jacket through which cooling water flows to cool the combustion chamber, the cylinder block being a skeleton of an engine, The EGR cooler housing includes an EGR cooler for heat-exchanging cooling water. The EGR cooler housing is integrally formed with the cylinder block body. The EGR cooler housing is inserted into the cylinder block body, Is provided with a supply port for supplying cooling water to the EGR cooler housing, and the EGR cooler housing is provided with a discharge port for discharging the cooling water heat-exchanged from the EGR cooler.

또한, 상기 유입구와 상기 워터재킷이 만나는 지점에서 냉각수가 분기되도록 하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the cooling water is branched at a point where the inlet port and the water jacket meet.

또한, 상기 실린더 블록 본체는 복수의 실린더실을 형성하고, 상기 워터재킷은, 분기된 일부 냉각수가 유입되어 상기 복수의 실린더실 중 어느 하나와만 열교환하고 상기 공급구에 바로 상기 일부 냉각수를 공급하는 직접유로와, 분기된 나머지 냉각수가 유입되어 상기 복수의 실린더실 모두와 열교환하고 상기 직접유로와 연결되는 순환유로를 형성하고, 상기 공급구는, 상기 순환유로와 상기 직접유로가 만나는 지점에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the cylinder block body forms a plurality of cylinder chambers. The water jacket includes a plurality of cylinder chambers, in which a part of the divided cooling water flows in, exchanges heat with only one of the plurality of cylinder chambers, A direct flow path and a remaining branched cooling water flow into the circulation flow path to heat exchange with all of the plurality of cylinder chambers to form a circulation flow path connected to the direct flow path and the supply port is formed at a point where the circulation flow path and the direct flow path meet .

또한, 상기 토출구는, 상기 공급구와 직교하는 방향으로 구비되어, 상기 토출구에서 배출되는 냉각수가 상기 공급구에서 공급되는 냉각수의 유동방향과 직교하는 방향으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the discharge port is provided in a direction orthogonal to the supply port so that the cooling water discharged from the discharge port is discharged in a direction perpendicular to the flow direction of the cooling water supplied from the supply port.

또한, 상기 EGR쿨러는, 상기 EGR쿨러하우징을 덮는 쿨러커버와, 상기 쿨러커버에 냉각수와 열교환되게 설치되는 가스튜브를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the EGR cooler includes a cooler cover that covers the EGR cooler housing, and a gas tube that is installed to heat-exchange the coolant with the coolant cover.

또한, 상기 쿨러커버는, 복수의 관통홀이 형성되어, 배기가스가 유입되는 제 1관통홀과, 제 1관통홀로부터 유입된 가스를 배출하는 제 2관통홀이 형성되고, 상기 제 1관통홀과 상기 제 2관통홀을 상기 가스튜브로 연결하도록 하는 것이 바람직하다.The cooler cover may include a plurality of through holes formed therein, wherein the cooler cover has a first through hole through which exhaust gas flows and a second through hole through which the gas introduced from the first through hole is discharged, And the second through hole are connected to the gas tube.

또한, 본 발명은 라디에이터에서 냉각된 냉각수가 실린더 블록 본체로 유입되는 단계; 상기 실린더 블록 본체로 유입된 냉각수가 상기 실린더 블록 본체에 분기된 워터재킷으로 유입되는 단계; 상기 워터재킷으로 유입되는 냉각수가 상기 실린더 블록 본체에 피스톤이 왕복하는 연소실과 상기 실린더 블록 본체의 외부에 형성된 EGR쿨러하우징으로 공급되는 단계; 및 상기 EGR쿨러하우징으로 냉각수가 공급된 후에 수행하며, 상기 EGR쿨러하우징에 삽입된 EGR쿨러로부터 열교환된 냉각수가 상기 EGR쿨러하우징의 토출구를 통해 배출되는 단계를 포함함으로써 달성된다.Further, the present invention provides a method of manufacturing a cylinder block, comprising the steps of: flowing cooling water cooled in a radiator into a cylinder block body; The cooling water flowing into the cylinder block body flows into a water jacket branched to the cylinder block body; Cooling water flowing into the water jacket is supplied to a combustion chamber in which a piston reciprocates in the cylinder block body and an EGR cooler housing formed outside the cylinder block body; And discharging the cooling water, which is heat-exchanged from the EGR cooler inserted into the EGR cooler housing, through the discharge port of the EGR cooler housing, after cooling water is supplied to the EGR cooler housing.

또한, 상기 EGR쿨러하우징으로 냉각수가 공급되는 단계에서, 상기 워터재킷으로 유입된 냉각수는, 상기 EGR쿨러하우징을 향하는 직접유로와, 상기 실린더 블록 본체에 상, 하 왕복하는 복수의 실린더실을 냉각시키는 순환유로를 향하도록 분기되게 하는 것이 바람직하다.In addition, in the step of supplying the cooling water to the EGR cooler housing, the cooling water introduced into the water jacket is cooled by direct flow toward the EGR cooler housing and a plurality of cylinder chambers reciprocating up and down to the cylinder block body So as to be branched toward the circulating flow passage.

또한, 상기 워터재킷으로 유입된 냉각수는, 상기 순환유로를 통과한 냉각수에 비해 열교환이 적게 이루어진 상기 직접유로를 통과한 냉각수가 공급구로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the cooling water flowing into the water jacket is discharged to the supply port through the direct flow channel, which has less heat exchange than the cooling water that has passed through the circulation channel.

또한, 상기 순환유로를 흐른 냉각수 및 상기 열교환된 냉각수를 라디에이터의 히터코어로 순환시키는 단계를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.The method may further include circulating the cooling water flowing through the circulation channel and the heat-exchanged cooling water to the heater core of the radiator.

또한, 상기 EGR쿨러하우징의 토출구를 통해 냉각수가 배출되는 단계에서, 상기 냉각수는 상기 EGR쿨러하우징에 공급되는 냉각수의 유동방향과 직교하는 방향으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the cooling water is discharged in a direction orthogonal to the flow direction of the cooling water supplied to the EGR cooler housing in the step of discharging the cooling water through the discharge port of the EGR cooler housing.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 차량용 엔진의 냉각시스템 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the cooling system and method of the engine for a vehicle of the present invention, one or more of the following effects can be obtained.

첫째로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진 및 그 냉각시스템에 따르면, 차량의 진동 또는 엔진 등의 주변부품에서 발생되는 진동을 줄일 수 있는 효과가 있다.First, according to the vehicle engine and the cooling system thereof according to the embodiment of the present invention, there is an effect that the vibration of the vehicle or the vibration generated in the peripheral parts such as the engine can be reduced.

둘째로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진 및 그 냉각시스템에 따르면, EGR쿨러의 장착을 위한 공간(Layout)을 줄일 수 있고, 구성부품간 접합(Brazing)에 따른 조립공수가 줄어드는 효과가 있다.Secondly, according to the vehicle engine and the cooling system thereof according to the embodiment of the present invention, the layout for mounting the EGR cooler can be reduced, and the number of assembly operations due to the brazing of the components can be reduced .

셋째로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진 및 그 냉각시스템에 따르면, 실린더 헤드(Cylinder Head)와 EGR쿨러를 각각 냉각시키므로 냉각효율이 향상되는 효과가 있다. Thirdly, according to the vehicle engine and the cooling system thereof according to the embodiment of the present invention, the cooling efficiency is improved by cooling the cylinder head and the EGR cooler.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진의 배기가스 및 냉각수의 순환을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 2의 상측에서 나타내는 투영도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 차량용 엔진 냉각 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram showing the circulation of exhaust gas and cooling water of an engine for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing an engine for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a front view showing Fig. 2. Fig.
4 is a projection view shown on the upper side of Fig.
5 and 6 are flowcharts showing a method for cooling an engine for a vehicle according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 엔진 및 그 냉각시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining a vehicle engine and a cooling system thereof according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진의 배기가스 및 냉각수의 순환을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진을 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2를 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 2의 상측에서 나타내는 투영도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템을 나타내는 순서도이다.2 is a perspective view showing an engine for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the engine of FIG. Fig. 4 is a projection view shown on the upper side of Fig. 2, and Fig. 5 is a flowchart showing a vehicle engine cooling system according to an embodiment of the present invention.

바람직한 차량용 엔진은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 변경될 수 있으며, 본 실시예에서는 차량용 엔진 및 그 냉각시스템인 경우이다.A preferred vehicle engine may be modified by a person having ordinary skill in the art, and in the present embodiment is an automotive engine and its cooling system.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 피스톤이 왕복하는 연소실과, 상기 연소실을 냉각시키도록 냉각수가 유동하는 워터재킷(16a,16b)이 형성되고, 엔진의 골격을 이루는 실린더 블록(1)을 포함한다. 실린더 블록(1)은, 실린더 블록 본체(10)와 실린더 블록 본체(10)의 외부에 EGR쿨러(30)가 삽입되게 EGR쿨러하우징(20)이 형성되어, EGR쿨러하우징(20)으로 냉각수가 공급되어 EGR쿨러(30)와 열교환될 수 있다. 1 to 6, a combustion chamber in which a piston reciprocates and water jackets 16a and 16b through which cooling water flows to cool the combustion chamber are formed , And a cylinder block (1) constituting the skeleton of the engine. The EGR cooler housing 20 is formed in the cylinder block 1 such that the EGR cooler 30 is inserted into the cylinder block body 10 and the cylinder block body 10 and the coolant is supplied to the EGR cooler housing 20. [ And can be heat-exchanged with the EGR cooler 30.

실린더 블록(1)은 피스톤 장착을 위한 복수의 실린더실(18)과, EGR쿨러(30)가 삽입되는 EGR쿨러하우징(20)이 형성된 실린더 블록 본체(10)가 구비된다. The cylinder block 1 is provided with a plurality of cylinder chambers 18 for mounting a piston and a cylinder block body 10 having an EGR cooler housing 20 into which the EGR cooler 30 is inserted.

실린더 블록 본체(10)은 실린더 블록 본체(10) 길이 방향을 따라 직렬로 복수의 실린더실(18)이 형성된다. 실린더 블록(1)에는 차량의 배기가스가 워터재킷(16a,16b)과 열교환되도록 EGR쿨러(30)가 설치된다. EGR쿨러(30)는 EGR쿨러하우징(20)에 삽입된다. EGR쿨러하우징(20)은 실린더 블록 본체(10)의 길이 방향으로 일체로 형성된다.The cylinder block body 10 has a plurality of cylinder chambers 18 formed in series along the longitudinal direction of the cylinder block body 10. The cylinder block 1 is provided with an EGR cooler 30 so that the exhaust gas of the vehicle exchanges heat with the water jackets 16a and 16b. The EGR cooler 30 is inserted into the EGR cooler housing 20. The EGR cooler housing 20 is integrally formed in the longitudinal direction of the cylinder block body 10.

실린더 블록 본체(10)에는 냉각수가 유입되는 유입구(14)가 형성될 수 있다. 실린더 블록 본체(10)는 유입구(14)를 통해 유입된 냉각수를 EGR쿨러하우징(20)으로 공급하는 공급구(12)가 형성될 수 있다. The cylinder block body 10 may be provided with an inlet 14 through which cooling water flows. The cylinder block body 10 may be provided with a supply port 12 for supplying cooling water introduced through the inlet 14 to the EGR cooler housing 20. [

실린더 블록 본체(10)는 복수의 실린더실(18) 내부에서 상, 하로 왕복하는 복수의 실린더에 의해 열이 발생한다. 실린더 블록 본체(10)는 복수의 실린더실(18)을 냉각시키도록 워터재킷(16a,16b)이 형성된다. 워터재킷(16a,16b)은 복수의 실린더실(18) 모두와 열교환하는 순환유로(16b)와 복수의 실린더실(10a) 중 어느 하나와만 열교환하는 직접유로(16a)를 형성한다. The cylinder block body 10 generates heat by a plurality of cylinders reciprocating upward and downward in the plurality of cylinder chambers 18. [ In the cylinder block body 10, water jackets 16a and 16b are formed to cool the plurality of cylinder chambers 18. The water jackets 16a and 16b form a direct flow path 16a for heat exchange with only one of the circulating flow path 16b for heat exchange with all of the plurality of cylinder chambers 18 and the plurality of cylinder chambers 10a.

공급구(12)는 후술할 순환유로(16b)와 직접유로(16a)가 만나는 지점에 형성될 수 있다. 공급구(12)는 EGR쿨러(30)가 삽입되는 방향을 향해 냉각수를 토출하게 관통된다.The supply port 12 may be formed at a point where a circulation flow path 16b, which will be described later, and a direct flow path 16a meet. The supply port 12 is penetrated to discharge the cooling water toward the direction in which the EGR cooler 30 is inserted.

워터재킷(16a,16b)은 유입구(14)를 통해 냉각수가 유입되어 순환된다. 워터재킷(16a,16b)에 유입된 냉각수의 일부는 유급구(14)를 통해 순환유로(16b)로 토출된다. 워터재킷(16a,16b)은 열교환하는 복수의 실린더실(18)의 외주연을 감싸는 호(arc) 형상으로 형성된다. The water jackets 16a and 16b are supplied with cooling water through the inlet 14 and circulated. A part of the cooling water flowing into the water jackets 16a and 16b is discharged to the circulation flow path 16b through the feeding port 14. [ The water jackets 16a and 16b are formed in an arc shape surrounding the outer periphery of the plurality of cylinder chambers 18 to be heat-exchanged.

여기서, 직접유로(16a)의 중심각은 90도 이상 180도 이하로 형성될 수 있다. 순환유로(16b)는 복수의 실린더실(18) 모두와 열교환하도록 복수의 실린더실(18)의 외부에 흐른다. Here, the central angle of the direct flow path 16a may be 90 degrees or more and 180 degrees or less. The circulation flow passage 16b flows outside the plurality of cylinder chambers 18 to heat exchange with all of the plurality of cylinder chambers 18. [

EGR쿨러하우징(20)은 좌우 방향으로 길게 'U' 형상으로 형성될 수 있다. EGR쿨러하우징(20)은 실린더 블록 본체(10)의 길이방향을 따라 좌우 방향로 길게 형성될 수 있다. EGR쿨러하우징(20)은 EGR쿨러(30)의 형상에 따라 형성될 수 있다. The EGR cooler housing 20 may be formed in a long U-shape in the left-right direction. The EGR cooler housing 20 may be formed long in the lateral direction along the longitudinal direction of the cylinder block body 10. The EGR cooler housing 20 may be formed according to the shape of the EGR cooler 30.

EGR쿨러하우징(20)은 실린더 블록 본체(10)에 공급구(12)의 방향을 따라 일체로 연장되어 EGR쿨러하우징본체(22)가 형성된다. 따라서, EGR쿨러하우징본체(22)는 EGR쿨러(30)를 감싸 고정 지지되게 삽입된다.The EGR cooler housing 20 is integrally extended to the cylinder block body 10 along the direction of the supply port 12 to form the EGR cooler housing main body 22. Therefore, the EGR cooler housing main body 22 is inserted into the EGR cooler 30 while holding the EGR cooler 30 in a fixed manner.

EGR쿨러하우징(20)에는 EGR쿨러(30)로부터 열교환된 냉각수가 배출되는 토출구(24)가 구비된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 토출구(24)는 EGR쿨러하우징본체(22)의 측면에 형성되며, 공급구(12)와 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 토출구(24)는 공급구(12)에서 배출된 냉각수의 유동방향과 직교하는 방향으로 배출되게 형성되고, 토출구(24)를 통해 배출되는 냉각수는 후술할 순환유로를 통해 배출된 냉각수와 함께 워터펌프를 통과하여 실린더 블록 본체(10)로 유입되는 것이 용이하게 한다.The EGR cooler housing 20 is provided with a discharge port 24 through which cooling water heat-exchanged from the EGR cooler 30 is discharged. According to an embodiment of the present invention, the discharge port 24 is formed on the side surface of the EGR cooler housing main body 22 and may be formed in a direction perpendicular to the supply port 12. [ Accordingly, the discharge port 24 is formed so as to be discharged in a direction perpendicular to the flow direction of the cooling water discharged from the supply port 12, and the cooling water discharged through the discharge port 24 flows into the cooling water discharged through the circulation flow path And flows into the cylinder block body 10 through the water pump together.

EGR쿨러(30)는 EGR쿨러하우징(20)을 덮는 쿨러커버(30a)와 쿨러커버(30a)에 냉각수와 열교환되게 설치되는 가스튜브를 포함한다.The EGR cooler 30 includes a cooler cover 30a for covering the EGR cooler housing 20 and a gas tube for heat exchange with the coolant in the cooler cover 30a.

쿨러커버(30)는 복수의 관통홀(32,34)이 형성된다. 복수의 관통홀(32,34)은 배기가스가 유입되는 제 1관통홀(32)과 제 1관통홀(32)로부터 유입된 가스를 배출하는 제 2관통홀(34)이 형성된다. 일반적으로 제 1관통홀(32)에는 배기 매니폴드(32a)와 연결되고, 제 2관통홀(34)은 흡기 매니폴드(34a)가 연결된다. 제 1관통홀(32)과 제 2관통홀(34)은 가스튜브가 설치된다. 이러한 가스튜브는 실린더 블록 본체(10)를 향해 설치될 수 있다. 배기 매니폴드(32a)는 촉매장치(50)와 연결되어 촉매장치를 통과한 배기가스가 EGR쿨러(30)로 유입된다. 촉매장치(50)는 차량 엔진에서 발생하는 배기가스 중 인체에 유해한 가스를 무해한 성분으로 변환한다.The cooler cover (30) has a plurality of through holes (32, 34). The plurality of through holes 32 and 34 are formed with a first through hole 32 through which exhaust gas flows and a second through hole 34 through which the gas introduced from the first through hole 32 is discharged. Generally, the first through hole 32 is connected to the exhaust manifold 32a, and the second through hole 34 is connected to the intake manifold 34a. The first through-hole 32 and the second through-hole 34 are provided with gas tubes. These gas tubes can be installed toward the cylinder block body 10. [ The exhaust manifold 32a is connected to the catalytic converter 50, and the exhaust gas having passed through the catalytic converter is introduced into the EGR cooler 30. The catalytic device 50 converts the harmful gas of the exhaust gas generated in the vehicle engine into harmless components.

EGR쿨러(30)는 제 1관통홀(32)에서 유입된 배기가스가 제 2관통홀(34)를 통해 배출되는 순환 과정에서 냉각된다. EGR쿨러(30)는 EGR쿨러하우징(20)에 'U'자형 관으로 삽입되어 일측에는 배기가스가 유입되는 제 1관통홀(32)의 타측에는 냉각수와 열교환된 가스를 배기시키는 제 2관통홀(34)이 배치될 수 있다.The EGR cooler 30 is cooled in a circulation process in which the exhaust gas flowing in the first through hole 32 is discharged through the second through hole 34. The EGR cooler 30 is inserted into a U-shaped pipe in the EGR cooler housing 20, and a second through hole 32 for exhausting heat-exchanged gas with cooling water is provided at the other side of the first through- (34) may be disposed.

EGR밸브(40)는 제 2관통홀(34)에 설치되어 공전 및 워밍업 이외의 회전에서만 EGR밸브(40)의 제어에 의해 배기가스가 유동할 수 있도록 개폐가능하게 배치된다.The EGR valve 40 is disposed in the second through hole 34 so as to be openable and closable so that the exhaust gas can flow under the control of the EGR valve 40 only in revolutions other than the revolutions and the warming up.

EGR쿨러(30)는 EGR쿨러하우징(20)에 삽입되고, 실린더 블록 본체(10)의 외벽과 소정간격 이격되게 배치되어 냉각수가 흐르도록 냉각수유로(20a)가 형성된다. EGR쿨러(30)는 냉각수유로(20a)를 흐르는 냉각수에 의해 배기가스가 냉각된다.The EGR cooler 30 is inserted into the EGR cooler housing 20 and is spaced apart from the outer wall of the cylinder block body 10 by a predetermined distance to form a cooling water flow passage 20a so that cooling water flows. The EGR cooler 30 is cooled by the cooling water flowing through the cooling water flow path 20a.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 엔진 및 그 냉각시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the vehicle engine and the cooling system according to the present invention constructed as above will be described below.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진의 배기가스 및 냉각수의 순환을 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진을 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2의 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진의 실린더 블록을 상측에서 나타내는 투영도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 방법을 나타내는 순서도이다.2 is a perspective view showing an engine for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the engine of FIG. 2, FIG. 5 is a flowchart showing a method for cooling an engine for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart showing a cylinder block of a vehicle engine according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 엔진의 작용에 대하여 도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면 실린더 블록 본체(10)은 엔진 시동 중 고온의 연소가스열을 직접 받게되어 고온이 되므로 열전도율이 높고, 냉각효과가 높은 것을 요구한다. 따라서, 연소열에 의해 소착되는 것을 방지하기 위해 실린더 블록 본체(10)내에서 냉각수를 순환시킨다. 냉각수는 라디에이터의 HTR CORE를 거쳐 냉각된 뒤, 워터펌프로 실린더 블록 본체(10)의 워터재킷(16a,16b)으로 이동시킨다(S10).1 to 3 and 5, the operation of the engine for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. The cylinder block body 10 receives high temperature combustion gas heat directly during engine startup, And a high cooling effect is required. Therefore, the cooling water is circulated in the cylinder block body 10 in order to prevent it from being adhered by the heat of combustion. The cooling water is cooled through the HTR core of the radiator and then moved to the water jackets 16a and 16b of the cylinder block body 10 by the water pump (S10).

이때, 냉각수는 라디에이터와 실린더 블록 본체(10)내의 워터재킷(16a,16b)으로 통하는 유입구(14)를 통해 유입된다. 냉각수는 분기된 워터재킷(16a,16b)의 순환유로(16b)로 흐른다(S20). At this time, the cooling water flows in through the inlet 14 communicating with the radiator and the water jackets 16a and 16b in the cylinder block body 10. The cooling water flows to the circulating flow path 16b of the branched water jackets 16a and 16b (S20).

이에 따라, 냉각수는 실린더헤드(미도시)의 일부와 열교환된 후 공급구(12)로 배출된다. 순환유로(16b)를 통해 실린더 헤드와 열교환된 냉각수는 실린더 블록 본체(10) 외부로 배출되어 라디에이터의 히터코어(HTR Core)로 흐른다(S40). 히터코어에서 배출되는 냉각수는 EGR쿨러(30)와 열교환된 냉각수와 함께 워터펌프에 의해 워터재킷(16a,16b)로 다시 공급되어 순환된다(S50).Accordingly, the cooling water is heat-exchanged with a part of the cylinder head (not shown) and then discharged to the supply port 12. The cooling water that has been heat-exchanged with the cylinder head through the circulating flow path 16b is discharged to the outside of the cylinder block body 10 and flows to the heater core (HTR Core) of the radiator (S40). The cooling water discharged from the heater core is supplied again to the water jackets 16a and 16b by the water pump together with the cooling water heat-exchanged with the EGR cooler 30 and circulated (S50).

여기서, 다른 실시예에 의하면, 히터코어로부터 배출된 냉각수는 HTR 파이프를 통하여 워터펌프로 유입될 수 있다(S45).Here, according to another embodiment, the cooling water discharged from the heater core may flow into the water pump through the HTR pipe (S45).

한편, 워터재킷(16a,16b)로 유입된 냉각수는 직접유로(16a)로 흐르게 된다(S30). 냉각수는 직접유로(16a)를 통해 순환유로(16b)보다 빠르게 공급구(12)로 유입된다. 공급구(12)를 통해 유입된 냉각수는 EGR쿨러(30)와 열교환된다(S33). EGR쿨러(30)와 열교환 된 냉각수는 토출구(22)를 통하여 배출된다(S36). 열교환된 냉각수는 다시 워터펌프(미도시)를 통하여 순환유로(16b)를 통과한 냉각수와 함께 워터재킷(16a,16b)으로 유입된다(S36).On the other hand, the cooling water flowing into the water jackets 16a and 16b flows to the direct oil passage 16a (S30). The cooling water flows into the supply port 12 faster than the circulating flow path 16b through the direct flow path 16a. The cooling water introduced through the supply port 12 is heat-exchanged with the EGR cooler 30 (S33). The cooling water heat-exchanged with the EGR cooler 30 is discharged through the discharge port 22 (S36). The heat-exchanged cooling water is introduced into the water jackets 16a and 16b together with the cooling water that has passed through the circulation flow path 16b through a water pump (not shown) (S36).

여기서, 직접유로(16a)를 통과한 냉각수는 EGR쿨러(30)의 제 1관통홀(32)를 통해서 엔진에서 연소되어 높아진 배기가스를 냉각시킨다. 따라서, 냉각수는 EGR쿨러(30)의 배기가스의 온도를 낮추고, 낮아진 배기가스는 EGR밸브(40)를 통해 다시 제 2관통홀(34)로 보내진다.Here, the cooling water that has passed through the direct flow passage 16a is burnt in the engine through the first through hole 32 of the EGR cooler 30 to cool the exhaust gas that has risen. Therefore, the cooling water lowers the temperature of the exhaust gas of the EGR cooler 30, and the lower exhaust gas is sent back to the second through hole 34 through the EGR valve 40.

상기와 같이 EGR쿨러(30)를 실린더 블록 본체(10)와 일체로 형성되므로 EGR쿨러의 장착을 위한 공간(Layout)을 줄일 수 있다. 또, EGR쿨러하우징(20)에 EGR쿨러(30)가 삽입됨으로 차량의 진동 또는 엔진 등의 주변부품에서 발생되는 진동을 줄이고, 구성부품간 접합(Brazing)에 따른 조립공수가 줄어든다. 또, 실린더 헤드(Cylinder Head)와 EGR쿨러(30)를 각각 냉각시키므로 냉각효율이 향상된다.Since the EGR cooler 30 is integrally formed with the cylinder block body 10 as described above, it is possible to reduce a layout for mounting the EGR cooler. Further, since the EGR cooler 30 is inserted into the EGR cooler housing 20, the vibration of the vehicle or the vibration generated in peripheral parts such as the engine can be reduced, and the number of assembling operations due to the brazing between the components can be reduced. In addition, since the cylinder head and the EGR cooler 30 are respectively cooled, the cooling efficiency is improved.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

1: 실린더 블록 10: 실린더 블록 본체
12: 공급구 14: 유입구
16a,16b: 워터재킷 18: 복수의 실린더실
20: EGR쿨러하우징 22: EGR쿨러하우징본체
24: 토출구 30: EGR쿨러
32: 제 1관통홀 34: 제 2관통홀
32a: 배기 매니폴드 34a: 흡기 매니폴드
40: EGR밸브 50: 촉매장치1: Cylinder block 10: Cylinder block body
12: supply port 14: inlet
16a and 16b: a water jacket 18: a plurality of cylinder chambers
20: EGR cooler housing 22: EGR cooler housing body
24: Discharge port 30: EGR cooler
32: first through hole 34: second through hole
32a: exhaust manifold 34a: intake manifold
40: EGR valve 50: catalytic device

Claims (11)

피스톤이 왕복하는 연소실과, 상기 연소실을 냉각시키도록 냉각수가 유동하는 워터재킷이 형성되고, 엔진의 골격을 이루는 실린더 블록을 포함하는 차량용 엔진에 있어서,
상기 실린더 블록은, 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 실린더 블록 본체와, 상기 실린더 블록 본체에 일체로 형성되는 EGR쿨러하우징을 포함하고,
상기 EGR쿨러하우징에는 냉각수를 열교환하는 EGR쿨러가 삽입되며,
상기 실린더 블록 본체는 상기 EGR쿨러하우징에 냉각수를 공급하는 공급구를 구비하고, 상기 EGR쿨러하우징에는 상기 EGR쿨러로부터 열교환된 냉각수를 배출하는 토출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각 시스템.
A vehicle engine comprising a combustion chamber in which a piston reciprocates and a cylinder block in which a water jacket through which cooling water flows to cool the combustion chamber is formed,
Wherein the cylinder block includes a cylinder block body having an inlet port through which cooling water flows, and an EGR cooler housing integrally formed with the cylinder block body,
An EGR cooler for exchanging heat with cooling water is inserted into the EGR cooler housing,
Wherein the cylinder block main body includes a supply port for supplying cooling water to the EGR cooler housing, and the EGR cooler housing is provided with a discharge port for discharging the cooling water heat-exchanged from the EGR cooler.
청구항 1에 있어서,
상기 유입구와 상기 워터재킷이 만나는 지점에서 냉각수가 분기되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
And cooling water is branched at a point where said inlet and said water jacket meet.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더 블록 본체는 복수의 실린더실을 형성하고,
상기 워터재킷은, 분기된 일부 냉각수가 유입되어 상기 복수의 실린더실 중 어느 하나와만 열교환하고 상기 공급구에 바로 상기 일부 냉각수를 공급하는 직접유로와, 분기된 나머지 냉각수가 유입되어 상기 복수의 실린더실 모두와 열교환하고 상기 직접유로와 연결되는 순환유로를 형성하고,
상기 공급구는, 상기 순환유로와 상기 직접유로가 만나는 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the cylinder block body forms a plurality of cylinder chambers,
Wherein the water jacket includes a direct flow path in which a part of the branched cooling water flows into the cylinder chamber to heat only one of the plurality of cylinder chambers and supply the part of the cooling water directly to the supply port, And a circulation flow path connected to the direct flow path is formed,
Wherein the supply port is formed at a point where the circulation flow path and the direct flow path meet.
청구항 1에 있어서,
상기 토출구는, 상기 공급구와 직교하는 방향으로 구비되어, 상기 토출구에서 배출되는 냉각수가 상기 공급구에서 공급되는 냉각수의 유동방향과 직교하는 방향으로 배출되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the discharge port is provided in a direction orthogonal to the supply port so that the cooling water discharged from the discharge port is discharged in a direction perpendicular to the flow direction of the cooling water supplied from the supply port.
청구항 1에 있어서,
상기 EGR쿨러는,
상기 EGR쿨러하우징을 덮는 쿨러커버와,
상기 쿨러커버에 냉각수와 열교환되게 설치되는 가스튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
The EGR cooler includes:
A cooler cover covering the EGR cooler housing,
And a gas tube installed in the cooler cover for heat exchange with cooling water.
청구항 5에 있어서,
상기 쿨러커버는,
복수의 관통홀이 형성되어,
배기가스가 유입되는 제 1관통홀과
제 1관통홀로부터 유입된 가스를 배출하는 제 2관통홀이 형성되고,
상기 제 1관통홀과 상기 제 2관통홀을 상기 가스튜브로 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각 시스템.
The method of claim 5,
The cooler cover
A plurality of through holes are formed,
A first through hole through which the exhaust gas flows
A second through hole for discharging the gas introduced from the first through hole is formed,
And the first through hole and the second through hole are connected to the gas tube.
라디에이터에서 냉각된 냉각수가 실린더 블록 본체로 유입되는 단계;
상기 실린더 블록 본체로 유입된 냉각수가 상기 실린더 블록 본체에 분기된 워터재킷으로 유입되는 단계;
상기 워터재킷으로 유입되는 냉각수가 상기 실린더 블록 본체에 피스톤이 왕복하는 연소실과 상기 실린더 블록 본체의 외부에 형성된 EGR쿨러하우징으로 공급되는 단계; 및
상기 EGR쿨러하우징으로 냉각수가 공급된 후에 수행하며, 상기 EGR쿨러하우징에 삽입된 EGR쿨러로부터 열교환된 냉각수가 상기 EGR쿨러하우징의 토출구를 통해 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각방법.
The cooling water cooled in the radiator flows into the cylinder block body;
The cooling water flowing into the cylinder block body flows into a water jacket branched to the cylinder block body;
Cooling water flowing into the water jacket is supplied to a combustion chamber in which a piston reciprocates in the cylinder block body and an EGR cooler housing formed outside the cylinder block body; And
Cooling the EGR cooler housing to cool the EGR cooler housing; and cooling the EGR cooler housing to cool the EGR cooler housing to cool the EGR cooler housing. .
청구항 7에 있어서,
상기 EGR쿨러하우징으로 냉각수가 공급되는 단계에서,
상기 워터재킷으로 유입된 냉각수는,
상기 EGR쿨러하우징을 향하는 직접유로와,
상기 실린더 블록 본체에 상, 하 왕복하는 복수의 실린더실을 냉각시키는 순환유로를 향하도록 분기되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각방법.
The method of claim 7,
In the step of supplying the cooling water to the EGR cooler housing,
The cooling water, which has flowed into the water jacket,
A direct flow path toward the EGR cooler housing,
Wherein the plurality of cylinder chambers are branched so as to face a circulating flow path for cooling a plurality of cylinder chambers that reciprocate up and down on the cylinder block body.
청구항 8에 있어서,
상기 워터재킷으로 유입된 냉각수는,
상기 순환유로를 통과한 냉각수에 비해 열교환이 적게 이루어진 상기 직접유로를 통과한 냉각수가 공급구로 배출되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각방법.
The method of claim 8,
The cooling water, which has flowed into the water jacket,
Wherein the cooling water having passed through the direct flow passage having less heat exchange than the cooling water having passed through the circulation flow passage is discharged to the supply port.
청구항 9에 있어서,
상기 순환유로를 흐른 냉각수 및 상기 열교환된 냉각수를 라디에이터의 히터코어로 순환시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각방법.
The method of claim 9,
Circulating the cooling water flowing through the circulation channel and the heat-exchanged cooling water to the heater core of the radiator.
청구항 8에 있어서,
상기 EGR쿨러하우징의 토출구를 통해 냉각수가 배출되는 단계에서, 상기 냉각수는 상기 EGR쿨러하우징에 공급되는 냉각수의 유동방향과 직교하는 방향으로 배출되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 냉각방법.The method of claim 8,
Wherein the cooling water is discharged in a direction perpendicular to the flow direction of the cooling water supplied to the EGR cooler housing in the step of discharging the cooling water through the discharge port of the EGR cooler housing.
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