KR950004535B1 - 엔진 냉각 및 윤할 시스템 - Google Patents

엔진 냉각 및 윤할 시스템 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

엔진 냉각 및 윤활 시스템
도면은 본 발명에 따라 구성된 엔진 냉각 및 윤활 시스템의 도식도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 내연기관 12 : 헤드
14 : 블록 16 : 오일 섬프
18 : 오일 펌프 20 : 실린더
22 : 피스톤 24 : 연결로드
26 : 크랭크 샤프트 28 : 입구 포트
30,128 : 밸브 32 : 밸브 시트
34 : 로크암 35 : 오버헤드 캠 샤프트
36,52,60,62,102,106,110 : 갤러리
38,48,50,58,100,108,116, 124, 126, 132, 142,146 : 라인
40 : 여과기 44 : 바이패스 밸브
42,130 : 바이패스 라인 54 : 윤활통로
46 : 압력 조절 밸브 64 : 배출라인
56 : 오일분사기 122 : 운전실 가열기
104 : 냉각제 통로 144 : 충전 공기 냉각기
134 : 열 교환기
본 발명은 내연기관용 복합 냉각 및 윤활 시스템에 관한 것으로, 특히 엔진 오일이 윤활 및 냉각 기능을 수행하는 시스템에 관한 것이다.
제1937년 4월 27일자의 미합중국 특허 제2,078,449호 및 1983년 11월 8일자의 미합중국 특허 제4,413,597호에 기재되어 있는 바와같이 냉각은 물론 윤활용으로 엔진오일을 사용하는 것이 공지되어 있다. 또한, 1984년 5월 22일자로 크루거 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,449,487호에 기재되어 있는 바와같이, 엔진오일을 사용하여 차량 운전실을 난방시키는 것도 공지되어 있다. 그러나, 크루거의 시스템은 두개의 오일 펌프, 즉 하나는 냉각 오일용 펌프이고 다른 하나는 윤활유용 펌프인 두개의 오일 펌프를 요한다. 또한, 1964년 12월 29일자로 월리암 등에게 허여된 미합중국 특허 제3,102,998호에 기재되어 있는 바와같이, 냉각된 윤활유를 사용하여 엔진속으로 도입될 충전공기를 냉각시키는 것이 공지되어 있다. 그러나, 윌리암의 시스템에서는 중간 냉각기를 통해 흐르는 모든 오일이 오일 냉각기를 통해 완전히 흘러야 한다. 이것은 오일 냉각기가 윤활에 요구되는 온도보다 더 낮은 온도일 수 있는 중간 냉각기에 의해 요구되는 온도 이하로 모든 오일을 냉각시키기에 충분한 용량을 가질 것을 요한다. 월리암은 엔진 오일이 엔진 냉각 및 윤활을 겸하여 사용되는 것을 보여주지 못하고 있다. 운전실 난방 및 충전 공기 냉각을 위해 제공되는 완전한 엔진 오일 윤활 및 냉각 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 목적은 엔진 오일이 엔진 냉각 및 엔진 윤활 기능을 수행하는 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 운전실을 난방시키는 것을 포함하는 그러한 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 충전공기 냉각기에 의해 요구되는 온도 이하로 모든 오일을 냉각시킬 필요성 없이 능률적이고 효과적인 충전 공기 냉각을 제공하는 그러한 시스템을 제공하는 것에 있다.
이들 목적 및 다른 목적들은 엔진 오일이 엔진 섬프로부터 각각의 윤활 및 엔진 냉각회로로 펌프되는 본 발명에 의해 성취된다. 윤활회로는 주 베어링, 오버헤드 캠 및 마모에 노출되는 다른 엔진부품들을 윤활시킨다. 냉각회로는 엔진 헤드 및 블록내의 냉각 도관들을 포함한다. 엔진으로부터 나온 고온의 오일은 작동기 제어밸브를 거쳐 운전실 가열기로 흐르고 그 다음 섬프로 되돌아 간다. 또한 엔진으로부터 나온 고온의 오일은 온도 제어 밸브를 거쳐 바이패스 라인을 거쳐 섬프로 또는 열교환기로 흐른다. 온도 제어 밸브는 엔진 블록내의 윤활유 갤러리에서 감지된 윤활유 온도에 반응하여 작동한다. 열교환기는 섬프에 연통된 보다 높은 온도 출구 및 충전공기 냉각기에 연통되고 그 다음 섬프에 연통된 더욱 낮은 온도 출구를 가진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
내연기관(10)은 헤드(12), 블록(14), 오일 섬프(16) 및 오일 펌프(18)를 포함한다. 블록(14)은 복수개의 실린더를 포함하며, 그중 하나가 도면에 도시되어 있다. 피스톤(22)은 실린더(20)내에서 왕복운동한다. 연결로드(24)는 피스톤(22)을 크랭크 샤프트(26)에 연결한다. 헤드(12)는 입구 포트(28), 배출 포트(도시되지 않음), 밸브(30), 밸브 시트(32) 및 오버헤드캠 샤프트(35)에 의해 구동되는 로커암(34)을 포함한다.
펌프(18)은 오일을 섬프(16)로부터 끌어내고, 이것을 주갤러리(36)로 펌프한다. 오일은 주갤러리(36)로부터 서로 평행한 관계로 연결된 각각의 윤활 및 냉각회로를 거쳐 결국 섬프(16)로 다시 흘러 들어간다.
윤활유는 라인(38)을 거쳐 갤러리(36)로부터 여과기(40)로 흐른다. 바이패스 라인(42)은 바이패스 밸브(44)기 여과기(4)의 고장에 반응하여 개방될 때 오일을 여과기(40)의 주의론 향하게 한다. 오일은 여과기(40)로부터 압력 조절 밸브(46) 및 라인(48)을 거쳐 섬프로 흐른다. 오일은 또한 여과기(40)로부터 라인(50)을 거쳐 엔진 블록(14)에 형성된 윤활 갤러리(52)로 흐른다.
윤호라 갤러리(52)는 윤활유를 주베어링 윤활 통로(54) 및 오일 분사기(56)와 같은 그러한 종래의 엔진 윤활 시스템으로 공급한다. 윤활유는 또한 윤활 갤러리(52)로부터 라인(58)을 거쳐 로커암(34) 및 오버헤드캠 샤프트(35)용 베어링 으로 윤활유를 공급하는 헤드 윤활 갤러리(60)로 흐른다. 헤드의 윤활유는 갤러리(62)에 수집되고 그 다음 배출 라인(64)에 의해 섬프(16)로 되돌아간다.
엔진 냉각회로는 오일을 주갤러리(36)로부터 실린더(20)의 상부영역부근의 갤러리(102)로 안내하는 라인(100)을 포함한다. 냉각 오일은 갤러리(102)로부터 실린더(20)의 상부 부분을 냉각하는 환상 냉각제 통로(104)로, 그 다음에 갤러리(106)로 흐른다.
라인(108)은 냉각 오일을 갤러리(102)로부터 헤드(12)의 갤러리(110)로 안내한다. 갤러리(10)로부터 오일은 배출 포트 밸브시트(32) 주위에 형성된 환상 냉각 통로(112)를 통해 흐르고, 그 다음 헤드 갤러리(114)로 흐른다. 오일은 라인(116) 또는 라인(118)을 거쳐 갤러리(114)로부터 흐른다. 라인(116)은 가열된 오일을 엔진(10)으로부터 제어밸브(120)를 거쳐 운전실 가열기(122)로, 그 다음 라인(124)을 거쳐 섬프(160)로 연통한다. 양호하게는, 밸브(120)용 제어(121)는 운전실 가열기와 연통하는 고온의 오일의 량이 차량 운전자에 의해 조정될 수 있도록 차량의 운전실(123)에 위치된다. 라인(118)은 유체를 헤드 갤러리(114)로부터 블록 갤러리(106)로 안내한다. 라인(126)은 오일을 갤러리(106)로부터 온도를 제어하는 온도 조절밸브(128)로 안내한다. 밸브(128)은 양호하게는 갤러리(52)내의 윤활유에 노출되도록 블록(14)내에 위치된 온도 감지기(130)에 의해 감지된 주 윤활 갤러리(52)내의 윤활유 온도에 반응하여 제어된다. 밸브(128)는 고온의 오일을 라인(126)으로부터 바이패스 라인(130)을 거쳐 섬프(16)로 또는 라인(132)을 거쳐 라인에이터 또는 열교환기(134)로 안내한다. 열교환기(134)는 직렬로 연결된 제1 및 제2부분(134a,134b)을 포함한다. 열교환기는 제1출구(136), 제2출구(138) 및 배출구(139)를 가진다. 출구(136)는 제1부분(134a)만 통해 유동한 오일을 배출한다. 출구(138)는 양쪽 부분(134a,134b)을 통해 유동한 오일을 배출한다. 따라서, 출구(136)에서의 오일은 출구(138)에서의 오일보다 더 고온일 것이다. 예를들면, 라인(132)의 오일이 140℃라면, 이때 출구(136)에서의 오일은 110℃이고 출구(138)에서의 오일은 60℃일 것이다. 양호하게는 열교환기(134)는 냉각기 출구(138)에서의 유동체적보다 가열기 출구(136)에서 더 많은 유동체적을 제공하도록 구성된다. 따라서, 오일을 출구(138)에서 더 낮은 온도로 냉각시키는데 요구되는 부가적인 열교환기 용량은 냉각기 출구에서 나온 흐름이 더욱 고온의 출구(136)로부터 나온 흐름의 약 절반만을 필요로 하므로 열교환기(134)를 통해 흐르는 모든 오일을 처리할 필요는 없다. 라인(140)은 냉각된 오일을 열교환기 출구(136)로부터 섬프(16)로 안내한다. 라인(142)은 오일을 출구(138)로부터 충전공기 냉각기(144)로 그 다음에 라인(146)을 거쳐 섬프(16)로 안내한다. 전술한 설명은 중간 냉각 엔진의 경우에 적용한다. 그러나, 충전공기 냉각기를 포함하지 않은 분리형 엔진의 경우에, 제2출구(138) 및 라인(142,146)은 요구되지 않는다.
이 시스템이 터보 충전된 엔진(도시되지 않음)에 사용되는 경우, 이때 부가적인 윤활유 공급라인(도시되지 않음)이 윤활유를 여과기(40)로부터 터보(도시되지 않음)로 그 다음에 섬프(16)로 안내하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 엔진오일 섬프와, 엔진오일 펌프와, 제1출구, 제2출구 및, 펌프의 출구와 연통된 입구를 가지는 흐름분배기와, 엔진의 가열된 부품들을 냉각시키기 위하여 제1출구과 섬프 사이에 연결된 엔진 냉각 회로와, 마모에 노출된 엔진 부품들을 윤활시키기 위하여 제2출구와 섬프사이에 연결되고, 엔진 냉각 회로와 평행하게 연결된 엔진 윤활 회로와, 엔진과 섬프사이의 엔진 냉각 회로에 연결된 유체-공기 열교환기 포함하는 차량 운전실 가열기를 포함하며, 상기 엔진 냉각 회로는, 엔진 오일을 냉각시키고, 엔진으로부터 가열된 오일을 수용하기 위한 입구와, 제1온도의 냉각된 오일을 섬프로 연통시키기 위한 제1출구와, 제1온도보다 낮은 제2온도의 냉각 오일을 열교환기로부터 제거하기 위한 제2출구를 가지는 열교환기와, 엔진유도공기로부터 엔진 오일로 열을 전달하고, 열교환기의 제2출구와 연통하는 오일 입구와, 섬프와 연통하는 오일 출구를 가지는 충전 공기 냉각기를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 및 윤활 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 가열된 냉각 오일을 엔진으로부터 수용하는 입구, 열교환기 입구와 연통하는 제1출구 및 제2출구를 가지는 온도 제어 밸브와, 섬프와 제2제어 밸브 출구를 연통시키는 바이패스라인과, 엔진 윤활유 회로내의 오일의 온도를 감지하기 위한 온도 감지기를 또한 포함하며, 상기 온도 제어 밸브는 온도 감지기에 의해 감지된 온도의 함수로써 바이패스 라인과 열교환기를 통해 흐르는 오일 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 및 윤활 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 온도 감지기는 윤활 회로내의 오일의 온도를 감지하고, 상기 바이패스 라인은 섬프와 연통하며, 상기 밸브는 온도 감지기에 의해 감지된 온도의 함수로써 엔진으로부터 열교환기 및 바이패스 라인으로의 오일 연통을 제어하기 위해 온도 감지기에 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 및 윤활 시스템.
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