KR101013978B1

KR101013978B1 - 차량용 엔진 냉각 시스템

Info

Publication number: KR101013978B1
Application number: KR1020080118144A
Authority: KR
Inventors: 김재훈
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2011-02-14
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: KR20100059390A

Abstract

본 발명은 대형 상용차량에서 냉각수 연결라인의 레이아웃을 간소화함으로써, 원가를 절감하고, 타 부품과의 간섭을 방지하여 연결라인의 파손으로 인한 냉각수의 누유를 방지하도록

엔진을 기준으로 전, 후방에 각각 배치되는 라디에이터 및 리타더와, 엔진의 측방에서 상기 라디에이터 측을 향하여 배치되고, 상기 엔진과 라디에이터에 연결되는 워터펌프와, 엔진의 전방에 장착되어 상기 리타더와 연결되는 제1 서모스탯과, 상기 라디에이터와 워터펌프 사이에서 상기 엔진의 전방에 장착되고, 상기 라디에이터, 리타더, 및 워터펌프와 각각 연결되는 제2 서모스탯을 포함하는 차량용 엔진 냉각 시스템을 제공한다.

엔진, 리타더, 라디에이터, 워터펌프, 서모스탯, 연결라인, 레이아웃

Description

차량용 엔진 냉각 시스템{ENGINE COOLING SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 엔진 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형 상용차량에서 냉각수 연결라인의 레이아웃을 간소화시키도록 하는 차량용 엔진 냉각 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엔진 냉각 시스템은 외부 공기로 엔진을 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 엔진의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.

이 중, 수냉식 냉각 시스템이 적용되는 대형 상용차량은 보조 브레이크 장치인 리타더(Retarder)가 적용되는 바, 엔진과 함께 리타더의 과열 방지를 위해 엔진으로 공급된 냉각수를 리타더로 공급하는 서모스탯과, 상기 리타더에서 배출되는 냉각수를 다시 라디에이터 또는 워터펌프로 공급하기 위한 별도의 서모스탯(Thermostat)이 추가로 구성된다.

상기 서모스텟은 냉각 수온에 따라 자동적으로 작동하는 밸브로서, 냉각수 온도가 낮을 때에는 밸브가 폐쇄되고, 온도가 높을 때에는 밸브가 개방되면서 냉각수를 순환시키

도 4는 종래 기술에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템의 개략 구성도이다.

먼저, 상기한 도 4를 통해 종래 기술에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템이 적용되는 차량은 기본적으로 엔진(10)이 구비되고, 상기 엔진(10)을 기준으로 차량의 전, 후방에는 유입된 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(20)와, 보조 브레이크 장치인 리타더(30)가 각각 배치된다.

상기 엔진(10)의 전방 일측에는 상기 엔진(10)으로 냉각수를 공급하는 워터펌프(40)가 구성되고, 상기 엔진(10)의 전방에는 엔진(10)에서 배출되는 냉각수의 온도에 따라 냉각수를 상기 리타더(50)로 공급하는 제1 서모스탯(50)이 장착된다.

그리고 상기 엔진(10)의 타측에는 차체 프레임(70)을 통해 제2 서모스탯(60)이 장착되며, 상기 제2 서모스탯(60)은 상기 리타더(30)에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 냉각수의 온도에 따라 라디에이터(61)로 공급하거나, 바이패스(By-Pass)시켜 상기 워터펌프(40)에 바로 공급하게 된다.

이러한 구성을 갖는 차량에서, 상기 라디에이터(20)는 제1 연결라인(21)을 통해 상기 워터펌프(40)와 연결되고, 상기 워터펌프(40)는 제2 연결라인(41)을 통해 상기 엔진(10)과 연결된다.

상기 제1 서모스탯(50)은 상기 엔진(10)으로부터 배출되는 냉각수를 상기 리타더(30)로 공급하도록 제3 연결라인(51)을 통해 상기 리타더(30)와 연결되고, 상기 제2 서모스탯(60)은 상기 리타더(30)와 제4 연결라인(31)을 통해 연결되며, 상기 라디에이터(10)와 워터펌프(40)에 각각 제5 연결라인(61)과 제6 연결라인(63)을 통해 연결된다.

즉, 종래 기술에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템은, 상기 라디에이터(20)에서 제1 연결라인(21)을 통해 워터펌프(40)로 냉각수가 이동되고, 상기 워터펌프(40)는 제2 연결라인(41)을 통해 엔진(10)에 냉각수를 공급한다.

그런 후, 엔진(10) 냉각 후에 배출되는 냉각수는 상기 제1 서모스탯(50)을 통해 상기 제3 연결라인(51)을 따라 상기 리타더(30)로 공급되고, 상기 리타더(30)에서 배출되는 냉각수는 상기 제4 연결라인(31)을 통해 제2 서모스탯(60)으로 이동된다.

상기 제2 서모스탯(60)은 이동된 냉각수의 온도가 높으면, 냉각수를 상기 제5 연결라인(61)을 통해 상기 라디에이터(20)로 냉각수를 공급하고, 냉각수의 온도가 낮으면, 냉각수를 상기 제6 연결라인(63)을 통해 상기 워터펌프(40)로 바이패스 시키게 된다.

즉, 상기 엔진(10)과 리타더(30)는 라디에이터(20)로부터 방열 냉각되어 공급되는 냉각수를 상기 워터펌프(40), 제1 서모스탯(50), 및 제2 서모스탯(60)을 통해 각 연결라인을 따라 순환시킴으로써, 냉각되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 차량용 엔진 냉각 시스템은 상기 제2 서모스탯(60)이 상기 워터펌프(40)의 반대측에서 차체 프레임(70)에 별도로 장착됨에 따라, 작업공수가 증가되고, 상기 제2 서모스탯(60)이 라디에이터(20) 및 워터펌프(40)와 연결되는 제5, 제6 연결라인(61)(63)의 레이아웃이 복잡해지고, 그 길이가 길어져 원가가 상승되는 문제점이 있다.

또한, 상기 제5, 제6 연결라인(61)(63)의 길이가 길어짐에 따라 차량의 진동이나 외부로부터 발생되는 충격력에 의해 타 부품간의 간섭이 발생되고, 이로 인 해, 해당 연결라인이 파손되어 냉각수가 누유되는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명 목적은 대형 상용차량에서 냉각수 연결라인의 레이아웃을 간소화함으로써, 원가를 절감하고, 타 부품과의 간섭을 방지하여 연결라인의 파손으로 인한 냉각수의 누유를 방지하도록 하는 차량용 엔진 냉각 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템은 엔진을 기준으로 전, 후방에 각각 배치되는 라디에이터 및 리타더와, 엔진의 측방에서 상기 라디에이터 측을 향하여 배치되고, 상기 엔진과 라디에이터에 연결되는 워터펌프와, 엔진의 전방에 장착되어 상기 리타더와 연결되는 제1 서모스탯과, 상기 라디에이터와 워터펌프 사이에서 상기 엔진의 전방에 장착되고, 상기 라디에이터, 리타더, 및 워터펌프와 각각 연결되는 제2 서모스탯을 포함한다.

상기 제1 서모스텟과 제2 서모스텟은 개별적으로 제작되어 상호 결합된 상태로 상기 엔진에 장착될 수 있다.

상기 제1 서모스탯은 제1 몸체를 구비하고, 상기 제2 서모스탯은 제2 몸체를 구비하며, 상기 제1 몸체와 제2 몸체는 결합 플레이트를 통해 일체로 결합될 수 있다.

상기 제1 몸체와 제2 몸체는 상기 결합 플레이트를 사이에 두고 상호 대응하 는 위치에 각각 다수개의 제1, 제2 볼트홀이 형성되고, 상기 각 볼트홀에 결합되는 체결볼트와, 그 체결볼트에 결합되는 너트를 통해 체결될 수 있다.

상기 제 2몸체는 일측에 상기 리타더와 연결되는 공급포트와, 상기 워터펌프와 연결되는 바이패스 포트가 각각 형성되고, 타측에는 상기 라디에이터와 연결되는 배출포트가 상기 제2 몸체와의 장착면을 기준으로 경사지게 결합되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템에 의하면, 개별적으로 제작되는 제1 서모스탯과 제2 서모스탯을 결합 플레이트를 통해 일체로 결합한 상태로 엔진의 전방에 장착함에 따라 냉각수 연결라인의 레이아웃을 간소화시킴으로써, 원가를 절감하고, 타 부품과의 간섭을 방지하여 연결라인의 파손으로 인한 냉각수의 누유를 방지시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템은 상기 제1, 제2 서모스탯을 결합한 상태로 한번의 장착공정을 통해 장착할 수 있어, 종래에 비해 작업공수를 줄여 작업시간을 단축시키는 효과도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템에 적용되는 결합된 제1, 제2 서모스탯을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템은 대형 상용차량에서 서모스탯의 장착위치를 변경하여 냉각수 연결라인의 레이아웃을 간소화함으로써, 원가 절감 및 장착공정을 축소하고, 연결라인이 타 부품과의 간섭되는 것을 방지하여 파손으로 인한 냉각수의 누유를 방지하도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 엔진(110), 라디에이터(120), 리타더(130), 워터펌프(140), 제1 서모스탯(150), 및 제2 서모스탯(160)을 포함하여 구성되는 대형 상용차량에 적용된다.

먼저, 상기 엔진(110)을 기준으로 전, 후방에는 유입된 냉각수가 내부에서 순환하면서 방열 냉각시키는 라디에이터(120)와, 대형 상용차량에 사용되는 보조 브레이크 장치인 리타더(130)가 각각 배치된다.

상기 워터펌프(140)는 상기 엔진으로 냉각수를 공급하는 바, 상기 엔진(110)의 측방에서 상기 라디에이터(120) 측을 향하여 배치되고, 상기 엔진(110)과 라디에이터(120)에 연결된다.

그리고 상기 엔진(110)의 전방에는 상기 리타더(130)와 연결되며, 엔진(110)으로부터 배출되는 냉각수를 상기 리타더(130)로 공급하는 제1 서모스텟(150)이 장착된다.

본 실시예에서, 상기 제2 서모스텟(160)은 상기 라디에이터(120)와 워터펌프(140) 사이에서 상기 엔진(110)의 전방에 장착된다.

이러한 제2 서모스텟(160)은 상기 라디에이터(120), 리타더(130), 및 워터펌프(140)와 각각 연결된다.

이와 같이 구성되는 차량에서 상기 라디에이터(120)는 제1 연결라인(121)을 통해 상기 워터펌프(140)와 연결되고, 상기 워터펌프(140)는 제2 연결라인(141)을 통해 상기 엔진(110)과 연결된다.

상기 제1 서모스탯(150)은 상기 엔진(110)으로부터 배출되는 냉각수를 상기 리타더(130)로 공급하도록 제3 연결라인(151)을 통해 상기 리타더(130)와 연결된다.

그리고 상기 제2 서모스탯(160)은 상기 리타더(130)와 제4 연결라인(131)을 통해 연결되며, 상기 라디에이터(110)와 워터펌프(140)에 각각 제5 연결라인(161)과 제6 연결라인(163)을 통해 연결된다.

이러한 제1, 제2 서모스탯(150)(160)은 온도에 따라 자동적으로 작동하는 밸브로서, 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 밸브로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템에서는, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 제1 서모스텟(150)과 제2 서모스텟(160)이 개별적으로 제작되어 상호 결합된 상태로 상기 엔진(110)에 장착된다.

이러한 제1 서모스텟(150)은 제1 몸체(153)가 구비되며, 이 제1 몸체(153)는 일측에 상기 엔진(110)으로부터 배출되는 냉각수의 온도에 따라 상기 리타더(130)와 연결되는 제5 연결라인(151)을 통해 냉각수를 선택적으로 배출하는 배출포트(155)가 형성된다.

그리고 상기 제2 서모스탯(160)은 제2 몸체(164)가 구비되며, 이 제2 몸체(164)는 일측에 상기 리타더(130)로부터 배출되는 냉각수를 상기 제4 연결라인(131)을 통해 공급받는 공급포트(165)와, 상기 워터펌프(140)에 제6 연결라인(163)을 통해 연결되는 바이패스 포트(167)가 각각 형성된다.

이러한 제2 몸체(164)의 타측에는 상기 라디에이터(120)와 제5 연결라인(161)을 통해 연결되는 배출포트(169)가 상기 제2 몸체(164)와의 장착면을 기준으로 경사지게 결합된다.

즉, 상기 제2 서모스탯(160)은 상기 리타더(130)로부터 공급받은 냉각수의 온도가 높을 경우, 상기 배출포트(169)를 개방하여 상기 제5 연결라인(161)을 통해 라디에이터(120)로 냉각수를 공급하게 된다.

반면에, 상기 리타더(130)로부터 공급받은 냉각수의 온도가 낮을 경우, 상기 제2 서모스탯(160)은 상기 바이패스 포트(167)를 개방하여 상기 제6 연결라인(163)을 통해 워터펌프(140)로 냉각수를 공급하게 된다.

여기서, 상기 제1 서모스탯(150)의 제1 몸체(153)와 상기 제2 서모스탯(160) 의 제2 몸체(164)는 결합 플레이트(170)를 통해 일체로 결합된다.

이를 위해, 본 실시예에서, 상기 제1 몸체(153)와 제2 몸체(164)는 상기 결합 플레이트(170)를 사이에 두고 그 둘레를 따라 상호 대응하는 위치에 각각 다수개의 제1, 제2 볼트홀(171)(173)이 각각 형성된다.

이러한 제1, 제2 볼트홀(171)(173)에는 체결볼트(175)가 결합되고, 상기 체결볼트(175)는 너트(177)를 통하여 체결됨으로써, 상기 제1 서모스탯(150)과 제2 서모스탯(160)을 상기 결합 플레이트(170)에 결합하게 된다.

즉, 상기 제1 서모스탯(150)과 제2 서모스탯(160)은 상기 결합 플레이트(170)에 체결볼트(175)와 너트(177)를 통해 결합된 상태로, 상기 엔진(110)의 전방 일측에 장착되는 것이다.

이에 따라, 상기 제2 서모스탯(160)은 상기 라디에이터(120) 및 워터펌프(140)와 가깝게 위치됨으로써, 상기 제5, 제6 연결라인(161)(163)의 길이가 종래 기술에 비해 짧아지게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 상기 라디에이터(120)에서 방열 냉각된 냉각수는 상기 라디에이터(120)로부터 제1 연결라인(121)을 통해 워터펌프(140)로 이동되고, 상기 워터펌프(140)는 제2 연결라인(141)을 통해 냉각수를 엔진(110)에 공급한다.

공급된 냉각수는 상기 엔진(110)을 냉각시킨 후 배출되는데, 이 배출된 냉각수는 그 온도에 따라 상기 제1 서모스탯(150)을 통해 선택적으로 배출된다.

즉, 상기 엔진(110)으로부터 배출되는 냉각수의 온도가 낮으면, 상기 제1 서모스탯(150)은 상기 리타더(130)로 냉각수를 배출하지 않고, 반대로, 냉각수의 온도가 높으면, 상기 리타더(130)로 상기 제3 연결라인(151)을 통해 공급하게 된다.

상기 리타더(130)로 공급된 냉각수는 상기 리타더(130)를 냉각시킨 후에 배출되며, 상기 제4 연결라인(131)을 통해 상기 제2 서모스탯(160)으로 이동된다.

본 실시예에서, 상기 제2 서모스탯(160)은 상기 리타더(130)로부터 배출된 냉각수의 온도가 높으면, 냉각수를 상기 제5 연결라인(161)을 통해 상기 라디에이터(120)로 공급한다.

반면에, 상기 제2 서모스탯(160)은 냉각수의 온도가 낮으면, 냉각수를 상기 제6 연결라인(63)을 통해 상기 워터펌프(40)로 바이패스(By-Pass)시키게 된다.

여기서, 상기 제2 서모스탯(160)은 상기 라디에이터(120)와 워터펌프(140) 사이에서 상기 제1 서모스탯(150)과 결합 플레이트(170)를 통해 일체로 결합된 상태로 엔진(110)의 전방 일측에 장착됨에 따라, 상기 제5, 제6 연결라인(161)(163)의 길이가 종래 기술에 비해 확연히 짧아지게 된다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제2 서모스탯(160)과 리타더(130)를 연결하는 제4 연결라인(131)은 엔진(110)의 길이방향을 따라 배치됨으로써, 상기 제4 연결라인(131)이 타 부품과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템에서 상기 엔진(110)과 리타더(130)는 상기 라디에이터(120)로부터 공급되는 냉각수를 워터펌프(140), 제1 서모스탯(150), 및 제2 서모스탯(160)을 상호 연결하는 각 연 결라인(121, 31, 41, 51, 61, 63)을 통해 순환시킴에 따라 냉각된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템을 적용하면, 개별적으로 제작되는 제1 서모스탯(150)과 제2 서모스탯(160)을 결합 플레이트(170)를 통해 일체로 결합하여 엔진(110)에 장착함으로써, 종래에 비해 상기 제5, 제6 연결라인(161)(163)의 레이아웃을 축소시키고, 원가를 절감할 수 있다.

그리고 길이가 축소된 상기 제5, 제6 연결라인(161)(163)은 차량의 진동이나 외부로부터의 충격력이 발생하더라도 타 부품과의 간섭을 방지할 수 있어 파손에 의한 냉각수의 누유를 방지시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템은 상기 제1, 제2 서모스탯(150)(160)을 결합한 상태로 한번의 장착공정을 통해 엔진(110)에 장착함으로써, 종래 기술에 비해 작업공수을 줄일 수 있어 전체 작업시간을 단축시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템에 적용되는 결합된 제1, 제2 서모스탯을 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 차량용 엔진 냉각 시스템의 개략적인 구성도이다.

Claims

엔진을 기준으로 전, 후방에 각각 배치되는 라디에이터 및 리타더와,

엔진의 측방에서 상기 라디에이터 측을 향하여 배치되고, 상기 엔진과 라디에이터에 연결되는 워터펌프와,

엔진의 전방에 장착되어 상기 리타더와 연결되는 제1 서모스탯과,

상기 라디에이터와 워터펌프 사이에서 상기 엔진의 전방에 장착되고, 상기 라디에이터, 리타더, 및 워터펌프와 각각 연결되는 제2 서모스탯을 포함하는 차량용 엔진 냉각 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 서모스텟과 제2 서모스텟은 개별적으로 제작되어 상호 결합된 상태로 상기 엔진에 장착되는 차량용 엔진 냉각 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 서모스탯은 제1 몸체를 구비하고, 상기 제2 서모스탯은 제2 몸체를 구비하며, 상기 제1 몸체와 제2 몸체는 결합 플레이트를 통해 일체로 결합되는 차량용 엔진 냉각 시스템.
제3항에 있어서,

상기 제1 몸체와 제2 몸체는 상기 결합 플레이트를 사이에 두고 상호 대응하는 위치에 각각 다수개의 제1, 제2 볼트홀이 형성되고, 상기 각 볼트홀에 결합되는 체결볼트와, 그 체결볼트에 결합되는 너트를 통해 체결되는 차량용 엔진 냉각 시스템.
제3항에 있어서,

상기 제 2몸체는 일측에 상기 리타더와 연결되는 공급포트와, 상기 워터펌프와 연결되는 바이패스 포트가 각각 형성되고, 타측에는 상기 라디에이터와 연결되는 배출포트가 상기 제2 몸체와의 장착면을 기준으로 경사지게 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 냉각 시스템.