KR920010620B1

KR920010620B1 - 왁스형 서머스탯의 밸브기구

Info

Publication number: KR920010620B1
Application number: KR1019900001973A
Authority: KR
Inventors: 요시카쯔 쿠제
Original assignee: 요시카쯔 쿠제
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1990-02-15
Publication date: 1992-12-12
Also published as: JPH02217680A; KR900013236A; US5083705A; CA2010049C; DE69014339D1; CA2010049A1; EP0383249B1; AU4931090A; EP0383249A1; JPH0672677B2; DE69014339T2; AU606544B2

Abstract

내용 없음.

Description

왁스형 서머스탯의 밸브기구

제1도는 완전히 개방된 상태의 본 발명에 따른 왁스형 서머스탯의 단면도.

제2도는 폐쇄된 상태의 서머스탯의 단면도.

제3도는 밸브용 시일링 기구의 확대단면도.

제4도는 종래의 엔진 냉각 시스템을 도시하는 설명도.

제5도는 본 발명의 엔진 냉각 시스템을 도시하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 서머스탯 2 : 밸브시이트

3 : 제1프레임 4 : 제2프레임

5 : 주밸브 6 : 서머액츄에이터

7 : 리턴코일스프링 18 : 탄성시일부재

19 : 외단 플랜지부 20 : 환형시일 패킹

21 : 립 22 : 내측벽

본 발명은 자동차의 엔진 냉각 시스템을 위한 왁스형 서머스탯에 관한 것이다.

제4도는 서머스탯(1)을 구비한 종래의 냉각 시스템 방식의 자동차 엔진을 도시한다. 서머스탯(1)은 서머액츄에이터(38), 주밸브(5) 및 보조밸브(17)로 이루어진다. 서머스탯(1)은 워터재킷(24)의 상부 유출구(26)와 라디에이터(30)의 상부 유입구(31) 사이의 냉각액 방출 수로내에 설치된다. 즉, 워터재킷(24)의 상부 유출구(26)은 서머스탯 하우징(27), 캡(28), 수로(29)를 통하여 라디에이터(30)의 상부 유입구(31)에 접속된다. 워터펌프(25)의 유출구는 워터재킷(24)의 하부 유입구에 접속된다. 또 라디에이터(30)은 하부 유출구(32)는 수로(34)를 통하여 워터펌프(25)의 유입구(33)에 접속되고, 수로(34)의 분기점(35)과 보조밸브(17)의 밸브 개구부 사이에 바이패스 수로(36)가 설치된다.

엔진이 시동하는 초기의 난기중, 엔진이 차기 때문에, 서머스탯 하우징(27)내의 서머스탯(1)의 주밸브(5)는 라디에이터(30)를 통해 냉각액의 흐름을 차단하도록 폐쇄된다. 워터펌프(25)로부터 워터재킷(24)에 보내어지는 냉각액은 서머스탯 하우징(27), 바이패스 수로(36)을 거쳐 화살표와 같이 단락 환류함으로 냉각액의 온도상승은 빠르다.

엔진이 그 정상작동 온도에 달하고, 냉각액의 온도가 서머스탯(1)의 소정 밸브 개구온도에 달하는 경우, 서머스탯의 주밸브(5)는 열린다. 그래서, 냉각액의 일부는 서머스탯 하우징(27)에서 수로(29)를 통해 라디에이터(30)의 위에서 아래로 흘러, 도중 바이패스 수로(36)부터 환류액과 합류하여 워터펌프(25)를 거쳐 워터재킷(24)을 향하여 환류한다.

그러나, 실제로 서머스탯(1)의 서머액츄에이터(38)의 열응답 속도는 냉각액의 온도상승 속도보다 상당히 느리기 때문에, 서머스탯(1)의 밸브는 그 규정 개밸브온도를 15℃-25℃를 넘지 않으면 열리지 않는다. 이 온도가 되면 밸브는 급격히 열림으로 라디에이터(30)부터의 대량의 저온 냉각액이 워터펌프(25)를 통하여 직접 워터재킷(24)에 흘러들어감으로, 워터재킷(24) 내의 냉각액의 온도는 라디에이터(30)로부터의 냉각액에 의해 급속하게 낮아져서 서머스탯의 밸브는 다시 닫힌다.

이 초기 개밸브시에 수로에 발생하는 열 오버슈트의 피크와 그에 연속되는 개밸브에 의하여 발생하는 서지압의 피크가 서머스탯의 폐쇄시 겹쳐 되풀이 되면 워터재킷 및 실린더 헤드의 균열, 서머스탯과 라디에이터 등의 파손을 유발하여, 중대한 엔진결함으로 된다.

엔진 난기중의 초기상태가 열 오버슈트 및 서지압을 경감하기 위하여, 제5도에 도시된 기타 엔진 냉각 시스템이 주로 현재의 자동차에 사용된다. 이러한 냉각 시스템에 있어서, 서머스탯(1)은 워터재킷의 유입구측 수로내에 제공된다. 서머스탯(1)의 주밸브(5)가 초기 상태에서 개방되는 경우, 라디에이터(30)의 하부 유출구(32)로부터의 냉각액은 서머스탯 하우징(27)내의 뜨거운 냉각액과 혼합되어 중간온도로 혼합된 냉각액을 발생한다. 혼합 냉각액은 워터펌프(25)의 유입구(33)와 워터재킷(24)의 하부 유입구에 공급된다.

하지만, 서머스탯(1)의 주밸브(5)의 폐쇄상태에 있어서, 라디에이터(30)로부터의 냉각액의 압력은 서머스탯(1)의 주밸브(5)를 개방하도록 인가된다. 종래의 냉각 시스템은 주밸브(5)를 통과하는 0,8kg/㎠의 냉각액의 압력하에서, 분당 약 0.2ℓ냉각액을 누설한다. 따라서, 서머스탯(1)은 저온 냉각액에 의해 냉각되어서, 서머스탯은 소정 온도에서 개방되지 않는다. 그 결과, 엔진은 적절히 폐쇄되지 않아서, 엔진의 열 효율을 감소하고, 열 오버슈트 및 서지압을 발생한다.

본 발명의 목적은 주밸브가 폐쇄상태에서 확실하게 폐쇄되어 냉각액의 누설을 방지하는 왁스형 서머스탯을 제공하는 것이다.

본 발명은, 주수로의 일부를 형성하는 제1수로와 바이패스 수로의 일부를 형성하는 제2수로를 가지는 서머스탯 하우징과 서머스탯 하우징에 고착된 서머스탯 프레임과, 서머스탯 프레임상에 형성된 밸브 시이트와, 프레임에 고착된 피스톤과, 피스톤 둘레에 슬라이드 가능하게 장착된 가이드 부재와, 밸브 시이트로 움직이는 가이드 부재에 고착된 주밸브와, 제1수로를 폐쇄하도록 상기 밸브 시이트에 대해 주밸브를 가압하는 코일 스프링과, 가이드 부재에 고착된 열전도 실린더와, 제2수로를 폐쇄하도록 열전도 실린더에 제공된 제2밸브를 가지는 왁스형 서머스탯을 제공한다.

서머스탯은 주밸브의 외단 주위부에 고착되어, 시일부재의 외단 주위부에서 환형 탄성립을 형성하는 환형홈을 가지는 탄성 환형시일부재로 이루어지고, 탄성립의 외단주위부는 환형홈의 벽에 인가된 제1수로내의 냉각액의 압력에 의해 프레임의 내측벽과 결합하도록 설치된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 플랜지부는 시일부내의 외단 주위부를 형성하고, 주밸브는 서머스탯 하우징내의 냉각액의 압력이 주밸브에 인가되어 밸브 시이트와 결합하도록 설치된다.

이상과 기타 목적 및 본 발명의 특징은 수록한 도면을 참고로 이하의 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이다.

제1도 및 제2도에 있어서, 본 발명의 서머스탯(1)은 제1프레임(3)과 제1프레임(3)에 고착된 제2프레임(4)으로 이루어진 서머스탯 프레임을 구비한다. 제1프레임(3)은 밸브시이트(2)를 가진다. 서머액츄에이터(6)는 상부(13)에서 제1프레임(3)에 고착된 스틸로드(8)와, 로드(8)와 슬라이딩 가능하게 결합된 가이드부재(9)와, 가이드부재(9)에 고착된 주밸브(5)와 열전도 실린더(12)와, 탄성시일 스풀(10) 및 실린더(12)에 제공된 왁스(11)로 이루어진다.

O링(14) 및 시일패킹(15)은 가이드부재(9)에 제공되어 스틸로드와 슬라이딩 가능하게 결합된다. 실린더(12)를 포위하도록 설치된 리턴코일스프링(7)은 주밸브(5)와 제2프레임(4)의 바닥사이에 제공된다. 스냅링(16)은 주밸브(5)를 가이드부재(9)에 고착하기 위해 가이드부재(9)와 결합한다. 보조밸브(17)는 실린더(12)의 바닥에 고착되고, 나선 스프링(40)에 의해 축(39)에 탄성적으로 유지된다. 환형의 탄성시일부재(18)는 주밸브(5)의 외단주위부에 고착된다.

제3도에 있어서, 탄성시일부재(18)는 모울딩에 의해 주밸브(5)의 외단주위부에 고착된다. 시일부재(18)는 주밸브(5)에 대해 주시일링 기구로서 작용하도록 리턴코일스프링(7)에 의해 제1프레임(3)의 밸브시이트(2)와 탄성 결합하는 외단 플랜지부(19)를 구비한다. 환형시일 패킹(20)는 보조 시일링 기구로서 V형 단면을 형성하도록 환형홈(20a)을 구비한다. 환형시일 패킹(20)는 제1프레임(3)의 내측벽(22)에 접하도록 외단 플랜지부(19) 안쪽 부분에서 외단 이동가능 탄성립(21)이 제공된다.

제2도는 폐쇄상태의 밸브를 도시한다. 냉각액의 온도가 서머스탯의 소정값을 초과해서 상승하는 경우, 왁스(11)가 팽창한다. 이것이 스틸로드(8)에 대해 스풀시일(10)을 가한다. 왁스(11)가 스틸로드(8) 주위의 스풀시일(10)을 쥐어짜기 때문에, 왁스(11)는 리턴코일스프링(7)의 힘에 견디고, 서머액츄에이터(6)는 아래로 움직여서, 주밸브(5)를 제1도에 도시된 바와 같이 개방한다.

서머스탯(1)이 찬 경우, 왁스(11)는 수축한다. 그후, 리턴코일스프링(7)은 제2도에 도시된 바와 같이, 폐쇄된 위치로 주밸브(5)를 리턴한다.

서머스탯(1)이 제공된 본 발명의 엔진 냉각 시스템을 도시하는 제5도에는, 워터재킷(24)과 라디에이터(30) 사이의 캡(28)과 수로(34)로 이루어진 유입측 수로에 설치된다. 워터재킷(24)의 상부 유출구(26)는 수로(29)에 의해 라디에이터(30)의 상부 유입구(31)에 접속된다. 라디에이터(30)의 하부 유출구(32)는 수로(34), 캡(28) 및 서머스탯 하우징(27)을 통해 워터펌프(25)의 유입구(33)이 접속된다. 바이패스 수로(36)는 분기점(35)에서 서머스탯 하우징(27)를 수로(29)에 연통하도록 설치된다. 그래서 서머스탯 하우징(27)는 바이패스 수로(36)의 일부를 형성하는 제2수로와 라디에이터(30)의 유출구 사이의 주수로의 일부를 형성하는 제1수로를 구비한다.

작동에 있어서, 엔진 난기중, 서머스탯(1)의 주밸부는 제5도에 도시된 바와 같이 폐쇄되어 있기 때문에, 워터펌프(25)를 통해 워터재킷(24)에서 추출된 냉각액은 바이패스 수로(36)와 서머스탯 하우징(27)을 통해 화살표로 도시하는 바와 같이 순환한다.

서머스탯이 폐쇄된 상태에 있어서, 바이패스 수로(36)와 서머스탯 하우징(27)내에 흐르는 냉각액의 압력은, 탄성시일부재(18)에 대한 스프링의 힘을 증가하도록 리턴코일스프링(7)에 가해져서 주밸브(5)의 밸브시이트(2)에 대한 압력을 증가한다. 한편, 캡(28)내의 냉각액의 압력은 보조시일 기구의 시일 패킹(20)내의 홈(20a)에 가해져서, 시일 패킹(20)의 이동가능 립(21)의 제1프레임(3)의 내측벽(22)에 편향되어서, 내측벽(22)에 편향되어서, 내측벽(22)상의 립 부분의 외단주위부를 꽉 끼게 접한다. 그래서, 캡(28)내의 저온 냉각액이 하우징(27)을 들어가는 것을 방지한다.

이상과 같이, 주시일 기구와 보조시일 기구를 가지는 탄성시일 수단이 양 시일기구의 협력에 따라 주밸브에서의 냉각액의 누설을 완전하게 방지하는 서머스탯을 제공한다. 그래서, 고성능의 서머스탯이 제공된다.

시일부재의 시일 패킹은 V형 횡단면으로 할 수도 있고 시일부재를 U형 단면과 같이 다른 단면으로 할 수도 있다.

본 발명을 바람직한 특정 실시예로서 설명한 반면, 이러한 설명은 예시한 것 뿐이며, 본 발명은 첨부한 청구범위로 정의된 본 발명의 형태로서만 제한되는 것이 아님을 알 수 있을 것이다.

Claims

왁스형 서머스탯의 밸브기구에 있어서, 주수로의 일부를 형성하는 제1수로와 바이패스 수로의 일부를 형성하는 제2수로를 가지는 서머스탯 하우징과, 서머스탯 하우징에 고착된 서머스탯 프레임과, 서머스탯 프레임상에 형성된 밸브 시이트와, 프레임에 고착된 피스톤과, 상기 피스톤 둘레에는 슬라이드 가능하게 장착된 가이드 부재와, 상기 밸브 시이트로 움직이는 가이드 부재에 고착된 주밸브와, 제1수로를 폐쇄하도록 상기 밸브 시이트에 대해 주밸브를 가압하는 코일 스프링과, 가이드 부재에 고착된 열전도 실린더와, 제2수로를 폐쇄하도록 열전도 실린더에 제공된 제2밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 왁스형 서머스탯의 밸브 기구.
제1항에 있어서, 밸브 시이트를 결합하도록 시일부재의 외단주위부에 형성된 플랜지 부분을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 왁스형 서머스탯의 밸브 기구.
제1항에 있어서, 주밸브는, 서머스탯 하우징내의 냉각액의 압력이 주밸브에 인가되어 밸브 시이트와 결합하도록 설치된 것을 특징으로 하는 왁스형 서머스탯의 밸브 기구.