KR950005729Y1

KR950005729Y1 - 자동차용 냉각수 순환 제어장치

Info

Publication number: KR950005729Y1
Application number: KR2019910012374U
Authority: KR
Inventors: 유승범
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 전성원
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1995-07-20
Also published as: KR930005030U

Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 냉각수 순환 제어장치

제 1 도는 본 고안의 자동차용 냉각수 순환제어장치의 구성을 나타내는 측단면도.

제 2 도는 본 고안의 전기회로도.

제 3 도는 종래기술의 냉각수 순환제어장치의 구성을 나타내는 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 풀리 11 : 전자클러치

12 : 온도 감지센서 13 : 임펠라

14 : 풀리 16 : 샤프트

17 : 지지판 18 : ECU

19 : 계자코일 20 : 판스프링

21 : 디스크 B⁺: 밧데리

본 고안은 자동차용 냉각수 순환제어장치에 관한것으로서, 보다 상세하게는 냉각상태에서 엔진의 작동시 냉각수의 순환을 방지하여 조기 워엄업이 가능하도록 한 자동차용 순환제어장치에 관한것이다.

냉각장치는 기관을 냉각하여 과열을 방지하고 또 적당한 온도를 유지시키기 위한 장치이다.

실린더안의 연소가스 온도는 2,000℃이상에 이르며, 이 열의 상당한 양이 실린더, 실린더헤드, 피스톤, 밸브등에 전도되어 이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지면 부품재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되고, 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생한 결과로 기관의 출력이 저하되게 된다.

또, 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더벽의 유막이 끓기는 등의 윤활기능의 저하와 오일의 변질등으로 이상 마모, 눌어붙는 등 고장의 원인이 된다.

반대로 냉각이 지나치면 연소에서 발생한 열량가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에 기관의 열효율이 낮아지고 연료소비량이 증가하는 등의 문제가 생기므로 기관의 온도를 알맞게 유지하는 냉각장치가 필요하다.

이러한 기관의 냉각방식은 외부공기로 직접 냉각시키는 공냉식과, 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있으며, 상기한 수냉식은 물의 순환방법에 따라 자연순환식과 강제순환식이 있지만, 자연순환식은 냉각의 신뢰성이 없으므로 거의 사용하지 않고 수냉식기관에서 주로 강제순환식이 사용되고 있다.

상기한 강제순환식은 실린더 블럭과 실린더 헤드에 마련된 물재킷안으로 물펌프에 의해 냉각수를 순환시켜 냉각작용을 하도록 하는 것으로 엔진의 자동과 동시에 물펌프가 작동되어 엔진부의 냉각수가 순환됨에 따라 워엄업이 늦어져 배출가스가 다량배출되므로 이에따른 많은 연구가 행하여지고 있다.

제 3 도는 종래기술의 냉각수 순환제어장치의 구성을 나타내는 도면으로서, 부호(1)은 라디에이터를 나타내고 있다.

상기한 라디에이터(1)의 출구는 기관(2)에 형성된 물자켓(도시생략)의 입구측과 물펌프(3)를 개재하여 제1튜브(4)로 연통설치되어 있다.

상기한 물펌프(3)는 도시되지 않은 크랭크 샤프트풀리와 벨트 연결되어 기관작동과 동시에 작동되도록 되어 있다.

상기한 기관(2)에 형성된 물자켓의 출구측은 라디에이터(1)의 입구와 수온조절기(5)를 개재하여 제2튜브(6)로 연통설치되어 기관(2)을 냉각시킨 냉각수가 라디에이터(1)로 순환되도록 되어있다.

상기한 수온조절기(5)는 특성에 따라 다르지만 냉각수의 온도가 88℃를 기준으로하여 그 이상이면 수온조절기(5)가 개방되어 라디에이터(1)입구와 연통되게하여 냉각수의 온도가 적정수준이 되도록 되어있으며, 그 이하이면, 수온조절기(5)가 차단되어 물펌프(3)와 연통되게 구성되어 냉간상태의 기관(2)작동시 조기워엄업이 가능하도록 되어있다.

이와 같이 구성되는 종래기술의 냉각수 순환제어장치는 냉간상태시 기관(2)을 작동시키면 크랭크 샤프트풀리와 벨트 연결된 물펌프(3)가 동시에 작동되게 된다.

상기한 물펌프(3)가 작동되면 기관(2)내의 냉각수 온도가 88℃이하이므로 수온조절기(5)가 차단되어 냉각수는 기관(2)을 중심으로 수온조절기(5), 제3튜브(7)를 경유하여 물펌프(3)에 의해 다시 기관(2)으로 순환되게 된다.

따라서 기관(2)에서 가온되는 냉각수가 물펌프(3)에 의해 순환되기 때문에 가온되지 않은 냉각수에 의해 기관(2)에서 열손실이 발생되게 된다.

따라서 냉간상태시 기관(2)을 작동시키면 열손실에 따른 시간만큼 조기워엄업이 늦어지기 때문에 혼합기의 웰웨팅(Wall Wetting)현상이 발생되어 배출되는 배기가스의 HC량이 증가되는 문제점이 내재되어 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 냉간상태에서 엔진작동시 냉각수의 순환을 방지하여 조기워엄업티 가능하도록 함으로써 혼합기의 웰웨팅현상을 방지하여 HC의 배출량을 줄임은 물론 삼원촉매를 활성화시켜 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있는 자동차용 냉각수 순환제어장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 본 고안은, 크랭크 샤프트풀리에 벨트로 연결되어 샤프트의 일측에 공회전 가능하게 고정설치된 풀리와, 상기한 풀리에 선택적으로 탈착가능한 전자클러치와, 상기한 전자클러치를 제어하도록 실린더블럭에 형성된 물자켓내의 냉각수 온도를 감지함은 물론 ECU와 전기적으로 연결된 온도 감지센서와, 상기한 전자클러치의 작동에 의해 선택적으로 구동가능함은 물론 샤프트의 끝단에 고정설치된 임펠라와로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환제어장치를 제공한다.

상기한 전자클러치는 샤프트에 고정된 지지판에 ECU와 전기적으로 연결되어 선택적으로 자화되는 계자코일이 내장됨과 아울러 지지판과 수개의 판스프링으로 탄발지지된 디스크로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 고안의 자동차용 냉각수 순환제어장치의 구성을 나타내는 측단면도이고, 제 2 도는 전기회로도로서, 풀리(10), 전자클러치(11), 온도감지센서(12), 임펠라(13)로 구성되어 있다.

상기한 풀치(10)는 도시되지 않은 크랭크 샤프트풀리 벨트(14)로 연결되어 공회전가능하도록 베어링(15)를 개재하여 샤프트(16)의 일측에 고정설치되어 있다.

상기한 전자클러치(11)는 샤프트(16)에 고정된 지지판(17)에 ECU(18)와 전기적으로 연결되어 선택적으로 자화되는 계자코일(19)이 내장됨과 아울러 수개의 판스프링(20)으로 탄발지지된 디스크(21)로 이루어져 계자코일(19)의 자화력에 의해 디스크(21)가 풀리(10)로부터 탈착가능토록 되어있다.

상기한 ECU(18)는 계자코일(19)과 밧데리(B⁺) 전원을 온(ON), 오프(OFF)시키는 파워릴레이(22)를 개재함이 바람직하다.

상기한 온도감지센서(12)는 실린더블럭(23)에 형성된 물자켓(24)내의 냉각수온도를 감지함을 물론 ECU(18)와 전기적으로 연결되어 온도감지신호를 ECU(18)에 출력하도록 되어 있다.

상기한 실린더 블럭(23)은 샤프트(16)와 긴밀을 유지하도록 베어링(25)이 개재됨이 바람직하다.

상기한 임펠라(13)는 전자클러치(11)의 디스크(21)작동에 의해 선택적으로 구동가능하도록 샤프트(16)의 끝단에 고정설치되어 냉각수 순환을 시킬 수 있도록 되어있다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 냉각수 순환제어장치는 냉각상태시(50℃이하)이그니션 스위치(S)를 온(ON)시켜 기관을 작동시키면 크랭크 샤프트풀리와 벨트(14) 연결된 풀리(10)가 회전하게 된다.

상기한 풀리(10)가 회전함과 동시에 온도감지센서(12)는 실린더 블럭(23)에 형성된 물자켓(24)내의 냉각수 온도를 감지하여 그 출력신호를 ECU(18)에 출력하고, 상기한 ECU(18)는 메모리된 설치 온도값(80℃ ; 실험데이터로 산출)과 비교하여 설정치 온도값보다 낮을 경우 파워릴레이(22)에 전기적인 출력신호를 보낸다.

상기한 파워릴레이(22)에 전기적 출력신호가 입력되면 파워릴레이(22)가 온(ON)되어 밧데리(B⁺)전원이 전자클러치(11)이 계자코일(19)에 인가되어 자화됨으로서 그 자화력에 의해 디스크(21)를 흡인하게 된다.

따라서 상기한 디스크(21)는 제 1 도의 일점쇄선으로 도시한 바와같이 풀리(10)로부터 이탈되어 풀리(10)만 공회전되고 임펠라(13)는 구동되지 않게 된다.

상기한 임펠라(13)가 구동되지 않음으로써 기관의 냉각수는 순환되지 않고 가온되게됨에 따라 조기 워엄업을 실현할 수 있게된다.

이러한 상태에서 냉각수의 온도가 ECU(18)에 메모리된 설정치값보다 높아지게 되면 온도감지센서(12)가 이를 감지하여 ECU(18)에 그 신호를 출력함에 따라 ECU(18)는 파워릴레이(22)에 인가된 전기적인 신호를 오프(OFF)시킨다.

따라서 전자클러치(11)의 계자코일은 자화력이 상실되기 때문에 디스크(21)는 판스프링(20)의 탄성력에 의해 풀리(10)에 밀착접촉되어 임펠라(13)가 구동되게 된다.

상기한 임펠라(13)가 구동됨으로써 순환되지않은 냉각수가 라디에이터(도시생략)로 순환되어 적정온도를 유지하게 된다.

이상 설명한 바와같이 본 고안은 냉간상태시 기관을 작동시키면 풀리만 공회전하고 임펠라가 구동되지 않도록 되어 있기때문에 냉각수의 순환이 되지 않아 냉각수가 조기에 가온되어 기관의 조기워엄업을 실현할 수 있으므로 혼합기의 웰웨팅을 방지함으로써 HC의 배출량을 감소시킴은 물론 삼원촉매의 활성화로 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있다.

또한 종래의 수온조절기가 필요없게 되므로 원가를 절감할 수 있는 이점도 있다.

Claims

자동차용 냉각수 순환제어장치에 있어서, 크랭크 샤프트풀리에 벨트(14)로 연결되어 샤프트(16)의 일측에 공회전 가능하게 고정설치된 풀리(10)와, 상기한 풀리(10)에 선택적으로 착탈가능한 전자클러치(11)와, 상기한 전자클러치(11)를 제어하도록 실린더 블럭(23)에 형성된 물자켓(24)내의 냉각수 온도를 감지함은 물론 ECU(18)와 전기적으로 연결된 온도감지센서(12)와, 상기한 전자클러치(11)의 작동에 의해 선택적으로 구동가능함은 물론 샤프트(16)의 끝단에 고정설치된 임펠라(13)와로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환제어장치.
제 1 항에 있어서, 전자클러치(11)는 샤프트(16)에 고정된 지지판(17)에 ECU(18)와 전기적으로 연결되어 선택적으로 자화되는 계자코일(19)이 내장됨과 아울러 지지판(17)과 수개의 판스프링(20)으로 탄발지지된 디스크(21)로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환제어장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, ECU(18)는 계자코일(19)과 밧데리(B⁺)전원을 온(ON), 오프(OFF)시키는 파워릴레이(22)가 개재됨을 특징으로 하는 자동차용 냉각수 순환제어장치.