KR20190073184A - 냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템 - Google Patents

냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛은, 일측에서 타측으로 냉각수가 흐르는 적어도 제1, 제2 통로가 설정된 위치에 형성되는 밸브 하우징, 상기 제1, 2 통로를 개폐하도록 구성된 제1, 제2 밸브, 상기 제1, 제2 밸브가 각각의 밸브스템을 통하여 연결되는 구동 플레이트, 및 상기 제1, 제2 밸브가 상기 제1, 제2 통로를 순차적으로 개폐하도록 상기 구동 플레이트를 전후진시키도록 상기 밸브 하우징의 일측에 구성되는 액추에이터를 포함하고, 상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 제2 밸브를 전진 구동시, 상기 제1 통로와 제2 통로가 순차적으로 열리도록 상기 제1, 제2 통로가 길이가 서로 다르게 설정된 제1 길이(H1)와 제2 길이(H2)를 가질 수 있다.

Description

냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템{COOLANT CONTROL VALVE UNIT, AND ENGINE COOLING SYSTEM HAVING THIS}
본 발명은 실린더 블럭과 실린더 헤드에서 냉각수를 공급받고, 공급된 냉각수를 냉각부품들로 분배하여 엔진의 워밍업 시간을 단축하고, 연료소모를 줄일 수 있는 냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템에 관한 것이다.
엔진은 연료의 연소에 의해서 회전력을 발생시키고, 나머지는 열에너지로 배출된다. 특히, 냉각수는 엔진을 순환하면서 열에너지를 흡수하고, 라디에이터를 통해서 외부로 흡수된 열을 방출한다.
엔진의 냉각수 온도가 낮으면, 오일의 점성이 높아져서 마찰력이 증가하고, 연료소모가 늘어나는 경향이 있고, 배기가스의 온도가 천천히 상승하여 촉매가 활성화되는 시간이 길어지며, 배기가스의 품질이 저하될 수 있다. 아울러, 히터의 기능이 정상화되는 시간이 길어질 수 있다.
엔진의 냉각수 온도가 과도하면 노킹이 발생하고, 이를 억제하기 위해서 점화시기를 조절하여 엔진 성능이 저하될 수 있다. 또한, 윤활유의 온도가 과도하면 윤활작용이 저하될 수 있다.
따라서, 엔진의 특정부위는 냉각수의 온도를 높게 유지하고, 다른 부위는 낮게 유지하는 등 하나의 밸브를 통해서 여러 개의 냉각요소를 제어하는 하나의 냉각수 제어 밸브유닛이 적용되고 있다.
한편, 하나의 냉각수 제어 밸브유닛을 이용하여 라디에이터, 히터, 오일 쿨러 등으로 분배되는 냉각수를 제어하기 위해서, 여러 개의 밸브들 배치하고, 이러한 밸브들을 각각 리프트시키는 캠이 배치된다.
그런데, 상기 캠과 상기 밸브들 사이에 마찰 마모가 발생하여 상기 캠과 상기 밸브 사이에 갭이 형성되어 제어의 정밀도가 저하되거나, 전체적인 내구성이 저하될 수 있으며, 유지 보수 비용이 증가할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 출원번호 10-2015-0170982
본 발명의 목적은 밸브가 형성된 스템과 캠 사이에 발생하는 마찰 마모를 줄임으로써 내구성을 향상시키고, 제어의 정밀성을 보다 향상시킬 수 있는 냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛은, 일측에서 타측으로 냉각수가 흐르는 적어도 제1, 제2 통로가 설정된 위치에 형성되는 밸브 하우징, 상기 제1, 2 통로를 개폐하도록 구성된 제1, 제2 밸브, 상기 제1, 제2 밸브가 각각의 밸브스템을 통하여 연결되는 구동 플레이트, 및 상기 제1, 제2 밸브가 상기 제1, 제2 통로를 순차적으로 개폐하도록 상기 구동 플레이트를 전후진시키도록 상기 밸브 하우징의 일측에 구성되는 액추에이터를 포함하고, 상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 제2 밸브를 전진 구동시, 상기 제1 통로와 제2 통로가 순차적으로 열리도록 상기 제1, 제2 통로가 길이가 서로 다르게 설정된 제1 길이(H1)와 제2 길이(H2)를 가질 수 있다.
상기 밸브 하우징에 제3 통로가 형성되고, 상기 제3 통로를 개폐하도록 구성되고, 제3 스템을 통해서 상기 구동 플레이트에 연결되는 제3 밸브; 를 더 포함하고, 상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 2, 3 밸브를 전진 구동시, 상기 제1, 제2, 제3 통로가 시간차이를 두고 순차적으로 열리도록, 상기 제3 통로는 미리 설정된 제3 길이(H3)를 가질 수 있다.
상기 제1 길이(H1)보다, 상기 제2 길이(H2)가 더 길고, 상기 제2 길이(H2)보다 상기 제3 길이(H3)가 더 길 수 있다.
상기 액추에이터는 솔레노이드 타입일 수 있다.
상기 액추에이터는, 일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 플런저, 상기 플런저 주변에 감기고, 공급되는 전원에 의해서 상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측으로 밀어내는 힘을 제공하는 코일, 및 상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측에서 당기도록 상기 플런저를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는, 상기 플런저의 타단에 배치되는 전기자, 및 상기 전기자의 위치를 감지하는 위치 감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는 공압 또는 유압으로 작동되는 실린더 타입일 수 있다.
상기 액추에이터는, 일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 로드, 상기 로드의 타단에 구성되고, 하우징의 내주면과 슬라이딩되는 피스톤, 상기 피스톤을 밀도록 상기 하우징의 일측으로 연결되어 공압 또는 유압을 공급하는 라인, 상기 라인 상에 구성되어 상기 하우징으로 공급되는 공압 또는 유압을 제어하고, 상기 하우징에 충진된 공압 또는 유압을 외부로 해소시키는 제어밸브, 및 상기 로드를 당기도록 상기 로드를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템은실린더 블럭 위에 배치되는 실린더 헤드, 및 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 이를 냉각수부품들로 분배하는 냉각수 제어 밸브유닛을 포함하고, 상기 냉각수 제어 밸브유닛은, 일측에서 타측으로 냉각수가 흐르는 적어도 제1, 제2 통로가 설정된 위치에 형성되는 밸브 하우징, 상기 제1, 2 통로를 개폐하도록 구성된 제1, 제2 밸브, 상기 제1, 제2 밸브가 각각의 밸브스템을 통하여 연결되는 구동 플레이트, 및 상기 제1, 제2 밸브가 상기 제1, 제2 통로를 순차적으로 개폐하도록 상기 구동 플레이트를 전후진시키도록 상기 밸브 하우징의 일측에 구성되는 액추에이터를 포함하고, 상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 제2 밸브를 전진 구동시, 상기 제1 통로와 제2 통로가 순차적으로 열리도록 상기 제1, 제2 통로가 길이가 서로 다르게 설정된 제1 길이(H1)와 제2 길이(H2)를 가질 수 있다.
상기 밸브 하우징에 제3 통로가 형성되고, 상기 제3 통로를 개폐하도록 구성되고, 제3스템을 통해서 상기 구동 플레이트에 연결되는 제3 밸브; 를 더 포함하고, 상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 2, 3 밸브를 전진 구동시, 상기 제1, 제2, 제3 통로가 시간차이를 두고 순차적으로 열리도록, 상기 제3 통로는 미리 설정된 제3 길이(H3)를 가질 수 있다.
상기 액추에이터는, 일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 플런저, 상기 플런저 주변에 감기고, 공급되는 전원에 의해서 상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측으로 밀어내는 힘을 제공하는 코일, 및 상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측에서 당기도록 상기 플런저를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는, 상기 플런저의 타단에 배치되는 전기자, 및 상기 전기자의 위치를 감지하는 위치 감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는, 일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 로드, 상기 로드의 타단에 구성되고, 하우징의 내주면과 슬라이딩되는 피스톤, 상기 피스톤을 밀도록 상기 하우징의 일측으로 연결되어 공압 또는 유압을 공급하는 라인, 상기 라인 상에 구성되어 상기 하우징으로 공급되는 공압 또는 유압을 제어하고, 상기 하우징에 충진된 공압 또는 유압을 외부로 해소시키는 제어밸브, 및 상기 로드를 당기도록 상기 로드를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의해서, 여러 개의 밸브를 동시에 리프트 시키는 구조를 갖는 동시에, 캠을 제거함으로써 캠과 스템 사이에 발생하는 마모 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.
또한, 캠과 스템 사이에 발생하는 마모를 제거함으로써 전체적인 냉각수 제어 밸브유닛의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 전체적인 부품의 체결구조를 단순화하여 중량을 줄이고, 원가를 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 냉각시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2, 3 통으로가 폐쇄된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1 통로가 개방된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2 통로가 개방된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2, 3 통으로가 개방된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 냉각시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 엔진 냉각시스템은 실린더 헤드(100), 헤드 가스켓(105), 실린더 블럭(110), 블럭 냉각수온 센서(115), 냉각수 제어 밸브유닛(120), 밸브 냉각수온 센서(130), 안전 밸브(135), 리저버 탱크(170), 저압 이지알 쿨러(125), 히터(140), 라디에이터(145), 이지알 밸브(150), 오일 쿨러(155), 및 냉각수 펌프(160)를 포함한다.
상기 실린더 블럭(110) 위에 상기 실린더 헤드(100)가 배치되고, 이들 사이에는 상기 헤드 가스켓(105)이 개재된다.
상기 냉각수 펌프(160)는 상기 실린더 블럭(110)의 일측에 장착되고, 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 상기 실린더 헤드(100)의 타측에 장착될 수 있다.
상기 냉각수 펌프(160)에서 펌핑된 냉각수는 상기 실린더 블럭(110)의 내부 일측으로 공급되고, 상기 실린더 블럭(110)으로 펌핑된 냉각수의 일부는 상기 헤드 가스켓(105)을 지나서 상기 실린더 헤드(100)의 내부 일측으로 공급되고, 나머지는 상기 실린더 블럭(110)의 내부 타측으로 흐른다.
상기 실린더 블럭(110)의 내부에서 타측으로 흐른 냉각수는 상승하여, 상기 헤드 가스켓(105)을 지나고, 상기 실린더 헤드(100)의 타측에 체결된 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)으로 공급될 수 있다.
상기 실린더 헤드(100)의 내부 일측으로 공급된 냉각수는 상기 실린더 헤드(100)의 내부 타측으로 흐르고, 상기 실린더 헤드(100)의 타측에 장착된 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)으로 공급된다.
상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 상기 실린더 블럭(110)을 지나서 배출되는 냉각수를 제어할 수 있고, 상기 실린더 헤드(100)를 지나서 배출되는 냉각수는 상기 냉각수 펌프(160)의 작동에 따라서 항시 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)으로 순환된다.
상기 실린더 블럭(110) 안에는 이를 지나는 냉각수의 온도를 감지하는 블럭 냉각수온 센서(115)가 구비되고, 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)에는 이를 지나는 냉각수의 온도를 감지하는 밸브 냉각수온 센서(130)가 구비된다.
상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 히터(140)로 분배되는 냉각수를 제어하고, 상기 라디에이터(145)로 분배되는 냉각수를 제어하며, 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 오일 쿨러(155)로는 냉각수를 항시 분배한다.
배기라인에서 터보차저(미도시)의 하류측에서 분기되어 흡기라인으로 합류되는 이지알 라인(미도시)이 형성되고, 상기 저압 이지알 쿨러(125)는 상기 이지알 라인 상에 구비되어, 재순환 배기가스(이지알 가스)를 냉각시키며, 상기 히터(140)는 차량의 실내 공기를 데우도록 구비된다.
상기 라디에이터(145)는 냉각수의 열을 외부로 방출하도록 배치되고, 상기 이지알 밸브(150)는 이지알 라인에 구비되는 이지알 가스의 유량을 제어하며, 상기 오일 쿨러(155)는 엔진을 순환하는 오일을 냉각시키도록 배치된다.
상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)에서 상기 라디에이터(145)로 연결되는 냉각수라인에서 분기되는 별도의 라인 상에 상기 리저버 탱크(170)가 배치되고, 상기 리저버 탱크(170)는 냉각수에 포함된 기포를 포집하거나, 냉각시스템으로 냉각수를 보충한다.
상기 안전 밸브(135)는 냉각수온에 의해서 작동되는 써모스탯으로써 상기 냉각수 제어 밸브유닛(120)이 고장난 경우에, 냉각수온이 과열되면 상기 라디에이터(145)로 연결된 바이패스통로를 개방한다. 따라서, 상기 안전 밸브(135)가 작동되면, 냉각수가 상기 라디에이터(145)로 순환된다.
본 발명의 실시예에서, 냉각수 부품들은 실질적으로 냉각수가 사용되는 구성요소들로써, 실린더 헤드, 실린더 블럭, 오일 쿨러, 이지알 쿨러, 히터, 라디에이터, 변속기 오일 워머, 및 이지알 밸브 등을 포함함 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2, 3 통으로가 폐쇄된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 냉각수 제어 밸브유닛(120)은 밸브 하우징(230), 제1 통로(220a), 제2 통로(220b), 제3 통로(220c), 밸브(235), 스템(215), 구동 플레이트(210), 구동 로드(205), 액추에이터(200), 입구(250), 제1 출구(251), 제2 출구(252), 제3 출구(253)를 포함한다.
상기 밸브(235)는 제1 밸브(235a), 제2 밸브(235b), 및 제3 밸브(235c)를 포함하고, 상기 스템(215)은 제1 스템(215a), 제2 스템(215b), 및 제3 스템(215c)을 포함할 수 있다.
상기 입구(250)는 상기 실린더 헤드(100) 또는 상기 실린더 블럭(110)으로부터 각각 냉각수를 공급받고, 공급된 냉각수는 상기 제1 출구(251), 제2 출구(252), 및 제3 출구(253)를 통해서 각 냉각수부품으로 분배될 수 있다.
상기 제1 밸브(235a)는 상기 제1 통로(220a)를 개폐하여 상기 입구(250)로 들어온 냉각수를 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 히터(140)로 공급할 수 있다. 또한, 상기 제2 밸브(235b)는 상기 제2 통로(220b)를 개폐하여 상기 입구(250)로 들어온 냉각수를 상기 이지알 밸브(150)와 오일 쿨러(155)로 공급할 수 있다. 그리고, 상기 제3 밸브(235c)는 상기 제3 통로(220c)를 개폐하여 상기 입구(250)로 들어온 냉각수를 상기 라디에이터(145)로 공급할 수 있다.
상기 제1 스템(215a)의 하단은 상기 제1 밸브(235a)의 상면 중심에 연결되고, 상기 제2 스템(215b)의 하단은 상기 제2 밸브(235b)의 상면 중심에 연결되며, 상기 제3 스템(215c)의 하단은 상기 제3 밸브(235c)의 상면 중심에 연결된다. 여기서, 상기 제1 스템(215a), 제2 스템(215b), 및 상기 제3 스템(215c)은 나란하게 상부 방향으로 연장된다.
상기 제1 스템(215a), 제2 스템(215b), 및 제3 스템(215c)의 각 상단은 상기 구동 플레이트(210)의 하면에 연결되고, 상기 구동 플레이트(210)의 상면 중심부에는 상기 구동 로드(205)의 하단부가 연결되고, 상기 구동 로드(205)는 상부방향으로 연장된다.
상기 액추에이터(200)는 상기 구동 로드(205)를 상부로 당기거나 하부로 밀어내는 구조를 가지며, 상기 액추에이터(200)는 상기 구동 플레이트(210)와 상기 제1, 2,3스템(215a, 215b, 215c)을 통해서 상기 제1, 2, 3 밸브(235a, 235b, 235c)를 상하로 움직인다. 따라서, 상기 제1, 2, 3 통으로(220a, 220b, 220c)의 개도율이 제어될 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 액추에이터(200)는 솔레노이드 타입으로써 플런저(290), 코일(280), 리턴 탄성부재(282), 전기자(282), 하우징(288), 및 위치 감지센서(286)를 포함한다.
상기 플런저(290)의 하단은 상기 구동 플레이트(210)의 상면 중심부에 연결되고, 상단에는 상기 전기자(282)가 체결되는데, 상기 전기자(282)는 상기 구동 플레이트(210)와 나란하게 수평방향으로 배치된다.
상기 리턴 탄성부재(282)는 상기 전기자(282)의 하면을 상부측으로 탄성 지지하여, 상기 플런저(290)를 상부 방향으로 탄성 지지한다. 따라서, 상기 플런저(290)와 상기 구동 플레이트(210)가 상부방향으로 이동하여 밸브(235)가 냉각수통로(220a, 220b, 220c)를 폐쇄한다.
상기 위치 감지센서(286)는 상기 전기자(282)의 위치를 감지하고, 제어기(290)는 운행정보에 따라서 상기 코일(280)로 인가되는 전원을 제어하여 상기 전기자(282)의 위치를 제어하여, 제1, 2, 3 통로(220a, 220b, 220c)의 개도율을 각각 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 통로(220a)는 제1 길이(H1)를 갖고, 상기 제2 통로(220b)는 제2 길이(H2)를 가지며, 상기 제3 통로(220c)는 제3 길이(H3)를 갖는다. 따라서, 상기 구동 플레이트(210)의 움직임에 따라서 상기 제1 통로(220a)가 먼저 열리고, 그 다음 제2 통로(220b)가 열리며, 마지막으로 제3 통로(220c)가 열린다.
여기서, 상기 제3 길이(H3)는 상기 제2 길이(H2)보다 길고, 상기 제2 길이(H2)는 상기 제1 길이(H1)보다 길다.
도 2를 참조하면, 상기 액추에이터(200)가 상기 구동 플레이트(210)를 상승시킨 상태를 유지하여, 제1, 2, 3 밸브(235a, 235b, 235c)가 상기 제1, 2, 3 통으로(220a, 220b, 220c)를 모두 폐쇄한다. 따라서, 입구를 통해서 공급된 냉각수는 냉각수부품들로 분배되지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1 통로가 개방된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제어기(290)는 상기 코일(280)로 인가되는 전원을 제어하여 상기 구동 플레이트(210)를 1차로 하강시키고, 상기 제1 밸브(235a)가 상기 제1 통로(220a)를 개방한다. 그리고, 상기 제2, 3 밸브(235b, 235c)는 상기 제2, 3 통으로(220b, 220c)를 폐쇄한 상태를 유지한다.
따라서, 입구(250)를 통해서 공급된 냉각수는 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 히터로 공급되고, 상기 이지알 밸브(150)와 상기 오일 쿨러(155)로 냉각수가 분배되지 않으며, 상기 라디에이터(145)로는 냉각수가 분배되지 않는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2 통로가 개방된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제어기(290)는 상기 코일(280)로 인가되는 전원을 제어하여 상기 구동 플레이트(210)를 더 하강시키고, 상기 제1, 2 밸브(235a, 235b)가 상기 제1, 2 통로(220a, 220b)를 각각 개방한다. 그리고, 상기 제3 밸브(235c)는 상기 제3 통로(220c)를 폐쇄한 상태를 유지한다.
따라서, 입구(250)를 통해서 공급된 냉각수는 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 상기 히터로 공급되고, 상기 이지알 밸브(150)와 상기 오일 쿨러(155)로 냉각수가 공급되며, 상기 라디에이터(145)로는 냉각수가 분배되지 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛에서 제1, 2, 3 통으로가 개방된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제어기(290)는 상기 코일(280)로 인가되는 전원을 제어하여 상기 구동 플레이트(210)를 더 하강시키고, 상기 제1, 2, 3 밸브(235a, 235b, 235c)가 상기 제1, 2, 3 통으로(220a, 220b, 220c)를 각각 개방한다.
따라서, 입구(250)를 통해서 공급된 냉각수는 상기 저압 이지알 쿨러(125)와 히터(140)로 공급되고, 상기 이지알 밸브(150)와 오일 쿨러(155)로 냉각수가 공급되며, 상기 라디에이터(145)로도 공급된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수 제어 밸브유닛의 단면도이다.
도 6을 참조하여, 도 2의 구성과 동일/유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 특징적인 차이점에 대해서 설명한다.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 액추에이터(200)는 유압 또는 공압으로 작동되는 것으로써 로드(610), 리턴 탄성부재(282), 피스톤(605), 제어밸브(600), 하우징(288), 및 위치 감지센서(286)를 포함한다.
상기 로드(610)의 하단은 상기 구동 플레이트(210)의 상면 중심부에 연결되고, 상단에는 상기 피스톤(605)이 체결되는데, 상기 피스톤(605)의 외주면은 하우징(288)의 내주면에 슬라이딩되도록 결합된다.
상기 리턴 탄성부재(282)는 상기 피스톤(605)의 하면을 상부측으로 탄성 지지하여, 상기 로드(610)를 상부 방향으로 탄성 지지한다. 따라서, 상기 로드(610)와 상기 구동 플레이트(210)가 상부방향으로 이동하여 밸브(235)가 냉각수통로(220a, 220b, 220c)를 폐쇄한다.
상기 하우징(288)의 상부로 유압 또는 공압 라인(602)이 연결되고, 상기 라인(602) 상에 상기 제어밸브(600)가 배치된다.
상기 위치 감지센서(286)는 상기 피스톤(605)의 위치를 감지하고, 제어기(290)는 운행정보에 따라서 상기 제어밸브(600)를 제어하여 상기 피스톤(605)의 위치를 제어하여, 제1, 2, 3 통로(220a, 220b, 220c)의 개도율을 각각 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제어기(290)가 상기 제어밸브(600)를 개방하면, 유압 또는 공압이 상기 하우징(288)의 상부로 공급되고, 상기 피스톤(605)이 하강하며, 상기 제어밸브(600)가 유압 또는 공압을 외부로 해소시키면, 상기 피스톤(605)에 가해지는 압력이 외부로 해소되어 상기 피스톤(605)이 상기 리턴 탄성부재(282)에 의해서 상부로 이동할 수 있다.
따라서, 상기 밸브(235)의 위치가 가변되어 제1, 2, 3 통로(220a, 220b, 220c)의 개도율이 각각 제어될 수 있으며, 냉각수부품들로 분배되는 냉각수가 각각 제어될 수 있다. 여기서, 냉각수부품들은 저압 이지알 쿨러(125), 히터(140), 이지알 밸브(150), 오일쿨러(155), 및 라디에이터(145)를 포함할 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.
200: 액추에이터 205: 구동 로드
210: 구동 플레이트 215a: 제1 스템
215b: 제2 스템 215c: 제3 스템
215: 스템 235a: 제1 밸브
235b: 제2 밸브 235c: 제3 밸브
235: 밸브 220a: 제1 통로
220b: 제2 통로 220c: 제3 통로
230: 밸브 하우징 250: 입구
251: 제1 출구 252: 제2 출구
253: 제3 출구 125: 저압 이지알 쿨러
140: 히터 145: 라디에이터
150: 이지알 밸브 155: 오일 쿨러
120: 냉각수 제어 밸브유닛 290: 제어기
290: 플런저 280: 코일
282: 전기자 288: 하우징
610: 로드 282: 리턴 탄성부재
605: 피스톤 286: 위치 감지센서
602: 라인 600: 제어밸브
H1: 제1 길이 H2: 제2 길이
H3: 제3 길이

Claims (13)

  1. 일측에서 타측으로 냉각수가 흐르는 적어도 제1, 제2 통로가 설정된 위치에 형성되는 밸브 하우징;
    상기 제1, 2 통로를 개폐하도록 구성된 제1, 제2 밸브;
    상기 제1, 제2 밸브가 각각의 스템을 통하여 연결되는 구동 플레이트; 및
    상기 제1, 제2 밸브가 상기 제1, 제2 통로를 순차적으로 개폐하도록 상기 구동 플레이트를 전후진시키도록 상기 밸브 하우징의 일측에 구성되는 액추에이터; 를 포함하고,
    상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 제2 밸브를 전진 구동시, 상기 제1 통로와 제2 통로가 순차적으로 열리도록 상기 제1, 제2 통로가 길이가 서로 다르게 설정된 제1 길이(H1)와 제2 길이(H2)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 하우징에 제3 통로가 형성되고, 상기 제3 통로를 개폐하도록 구성되고, 스템을 통해서 상기 구동 플레이트에 연결되는 제3 밸브; 를 더 포함하고,
    상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 2, 3 밸브를 전진 구동시, 상기 제1, 제2, 제3 통로가 시간차이를 두고 순차적으로 열리도록, 상기 제3 통로는 미리 설정된 제3 길이(H3)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 길이(H1)보다, 상기 제2 길이(H2)가 더 길고, 상기 제2 길이(H2)보다 상기 제3 길이(H3)가 더 긴 냉각수 제어 밸브유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 솔레노이드 타입인 것을 특징으로 하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 플런저;
    상기 플런저 주변에 감기고, 공급되는 전원에 의해서 상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측으로 밀어내는 힘을 제공하는 코일; 및
    상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측에서 당기도록 상기 플런저를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재; 를 포함하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 플런저의 타단에 배치되는 전기자; 및
    상기 전기자의 위치를 감지하는 위치 감지센서; 를 더 포함하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 공압 또는 유압으로 작동되는 실린더 타입인 것을 특징으로 하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 로드;
    상기 로드의 타단에 구성되고, 하우징의 내주면과 슬라이딩되는 피스톤;
    상기 피스톤을 밀도록 상기 하우징의 일측으로 연결되어 공압 또는 유압을 공급하는 라인;
    상기 라인 상에 구성되어 상기 하우징으로 공급되는 공압 또는 유압을 제어하고, 상기 하우징에 충진된 공압 또는 유압을 외부로 해소시키는 제어밸브; 및
    상기 로드를 당기도록 상기 로드를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재; 를 포함하는 냉각수 제어 밸브유닛.
  9. 실린더 블럭 위에 배치되는 실린더 헤드; 및
    상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 이를 냉각수부품들로 분배하는 냉각수 제어 밸브유닛; 을 포함하고,
    상기 냉각수 제어 밸브유닛은,
    일측에서 타측으로 냉각수가 흐르는 적어도 제1, 제2 통로가 설정된 위치에 형성되는 밸브 하우징;
    상기 제1, 2 통로를 개폐하도록 구성된 제1, 제2 밸브;
    상기 제1, 제2 밸브가 각각의 스템을 통하여 연결되는 구동 플레이트; 및
    상기 제1, 제2 밸브가 상기 제1, 제2 통로를 순차적으로 개폐하도록 상기 구동 플레이트를 전후진시키도록 상기 밸브 하우징의 일측에 구성되는 액추에이터; 를 포함하고,
    상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 제2 밸브를 전진 구동시, 상기 제1 통로와 제2 통로가 순차적으로 열리도록 상기 제1, 제2 통로가 길이가 서로 다르게 설정된 제1 길이(H1)와 제2 길이(H2)를 갖는 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    제9항에 있어서,
    상기 밸브 하우징에 제3 통로가 형성되고, 상기 제3 통로를 개폐하도록 구성되고, 스템을 통해서 상기 구동 플레이트에 연결되는 제3 밸브; 를 더 포함하고,
    상기 액추에이터가 상기 구동 플레이트를 통해서 상기 제1, 2, 3 밸브를 전진 구동시, 상기 제1, 제2, 제3 통로가 시간차이를 두고 순차적으로 열리도록, 상기 제3 통로는 미리 설정된 제3 길이(H3)를 갖는 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 플런저;
    상기 플런저 주변에 감기고, 공급되는 전원에 의해서 상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측으로 밀어내는 힘을 제공하는 코일; 및
    상기 플런저를 상기 제1,2밸브 측에서 당기도록 상기 플런저를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재; 를 포함하는 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 플런저의 타단에 배치되는 전기자; 및
    상기 전기자의 위치를 감지하는 위치 감지센서; 를 더 포함하는 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    일단은 상기 구동 플레이트의 타면 중심부에 연결되고 상기 제1,2스템이 연장된 방향으로 연장되는 로드;
    상기 로드의 타단에 구성되고, 하우징의 내주면과 슬라이딩되는 피스톤;
    상기 피스톤을 밀도록 상기 하우징의 일측으로 연결되어 공압 또는 유압을 공급하는 라인;
    상기 라인 상에 구성되어 상기 하우징으로 공급되는 공압 또는 유압을 제어하고, 상기 하우징에 충진된 공압 또는 유압을 외부로 해소시키는 제어밸브; 및
    상기 로드를 당기도록 상기 로드를 탄성 지지하는 리턴 탄성부재; 를 포함하는 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템.
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