KR101877945B1 - 연소 엔진 냉각용 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소 엔진(1)을 냉각하기 위한 냉각 시스템에 관한 것이다. 냉각 시스템은 파일럿 라인(12) 내의 냉각제의 온도를 모니터링하도록 설치된 검출 요소(6b)와 밸브(6a)를 구비한다. 냉각 시스템은 검출 요소(6b)의 상류 위치에서 파일럿 라인(12) 내의 냉각제와 접촉하고 있는 써멀 장치(13, 26, 31)와, 냉각 시스템 내에서 냉각제의 작동 온도를 적절할 때 변경하도록 온도를 산출하도록 설치된 제어 유닛을 구비하고, 이때, 써멀 장치는 파일럿 라인(12) 내의 냉각제를 가열 또는 냉각하도록 활성화된다.

Description

연소 엔진 냉각용 냉각 시스템{COOLING SYSTEM FOR COOLING OF A COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 연소 엔진 냉각용 냉각 시스템에 관한 것이다.
차량 내의 연소 엔진 냉각용 냉각 시스템은 냉각 시스템 내의 냉각제의 온도를 조정하는 써모스탯을 구비한다. 써모스탯은 검출 요소와 밸브를 구비한다. 검출 요소는 써모스탯 규제 온도에서 상(phase)이 변하는 왁스 물질을 포함한다. 냉각제의 온도가 써모스텟 규제 온도보다 낮을 때, 검출 요소는 냉각제를 냉각하지 않고 밸브가 냉각제를 엔진에 보내도록 한다. 냉각제의 온도가 써모스텟 규제 온도보다 높을 때, 검출 요소는 냉각제를 냉각하기 위해 밸브를 열어 방열기로 향하게 한다. 이러한 써모스탯은 값이 비싸지 않고 신뢰할만하다.
써모스탯은 냉각 시스템 내의 냉각제의 온도를 실제적으로 일정한 작동 온도로 유지하게 한다. 그러나, 항상 냉각 시스템 내의 냉각제의 온도를 일정하게 유지할 필요는 없다. 냉각제의 작동 온도를 변경하는 공지의 방법은 전기 가열 요소를 가진 검출 요소를 제공하는 것이다. 이러한 가열 요소는 냉각제의 온도가 써모스탯 규제 온도보다 낮은 온도일 때, 검출 요소 내의 왁스 물질을 가열하고 상을 변경하게 한다. 냉각 시스템 내의 냉각제 작동 온도는 왁스 물질의 가열 정도를 변경하여 변경할 수 있다.
SE 532 354는 연소 엔진의 냉각을 위한 냉각 시스템 내의 써모스탯을 개시하고 있다. 써모스탯은 엔진으로부터 가열된 냉각제를 받는 라인 내에 위치한 밸브와, 엔진으로 유도되는 냉각제의 온도를 모니터하는 냉각 시스템 내의 파일럿 라인 내에 위치하는 검출 요소를 구비한다. 이러한 경우에, 엔진으로 유도되는 냉각제의 온도는 작동 온도로 작용한다. 많은 경우에 이러한 온도는 엔진으로부터 나오는 가열된 냉각제의 온도에 비해 더욱 적절한 변수이다.
본 발명의 목적은 냉각제의 작동 온도를 단순하고 신뢰할 수 있는 방법으로 연소 엔진 냉각용 냉각제를 순환시키는 냉각 시스템을 제공하는 데 있다.
도입부에 기술된 종류의 냉각 시스템은 청구항 1의 특징부에 기재된 특징에 의해 달성될 수 있다. 파일럿 라인에 의해 실질적으로 냉각 시스템의 모든 영역으로부터 써모스탯 검출 요소로 냉각제가 유도되도록 할 수 있다. 그러므로, 냉각 시스템의 영역 내의 냉각제 냉각 시스템의 작동 온도는 써모스탯의 제어 변수로서 작용한다. 냉각 시스템은 파일럿 라인의 검출 요소의 상류 위치에서 파일럿 라인 내의 냉각제가 가열 또는 냉각되었는지를 판단하는 써멀 장치를 구비한다. 써멀 장치가 활성화되어 있지 않을 때, 검출 요소는 파일럿 라인의 유입구에 인접하여 냉각제의 작동 온도를 모니터한다. 이 경우에 있어서, 써모스탯은 써모스탯 규제 온도에 대응하여 냉각제의 작동 온도를 일정하게 유지한다.
써멀 장치가 활성화되고 파일럿 라인 내의 냉각제가 가열되어 있을 때, 검출 요소에 인접한 냉각제는 냉각제 작동 온도와 써멀 장치가 파일럿 라인 장치 내의 냉각제에 주는 온도 상승분을 더한 것에 대응하는 온도일 것으로 추정한다. 그러므로, 파일럿 라인 내의 검출 요소에 인접한 냉각제는 초기에는 규제 온도보다 높은 온도로 추정된다. 이 때문에, 써모스탯이 개방되어 실제적으로 모든 냉각제를 냉각하기 위해 방열기로 보내게 된다. 이 냉각으로 냉각제의 온도가 떨어지게 된다. 냉각제 작동 온도는 써멀 장치의 온도 상승분과 함께 써모스탯 규제 온도에 대응하는 온도로 추정되는 파일럿 라인 내의 냉각제의 온도의 값으로 하강한다. 그러므로, 이 경우에 있어서, 냉각 시스템 내의 냉각제는 낮은 작동 온도로 추정된다. 써멀 장치가 활성화되고 냉각제를 냉각할 때, 검출 요소에 인접한 냉각제는 써멀 장치가 파일럿 라인 내의 냉각제에 주어지는 낮아진 온도를 차감한 냉각제 작동 온도에 대응하는 온도를 가질 것이다. 이러한 일이 일어날 때, 검출 요소는 파일럿 라인 내의 냉각제는 작동 온도보다 낮은 온도를 검출하게 된다. 그러므로, 써모스탯은 모든 냉각제를 냉각없이 엔진으로 보내게 된다. 냉각제 작동 온도는 써멀 장치의 온도 상승분과 함께 파일럿 라인 내의 냉각제가 써모스탯 작동 온도에 대응하는 온도로 추정되는 온도로 상승한다. 그러므로, 이 경우에 있어서, 냉각 시스템 내의 냉각제는 높은 작동 온도로 추정된다. 파일럿 라인 내의 냉각제를 가열 또는 냉각은 냉각 시스템 내의 냉각제의 온도를 반대 방향으로 작용하는 대응하는 온도 변화를 받도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서, 써멀 장치는 파일럿 라인 유입구보다 높은 온도를 가지도록 파일럿 라인 내의 냉각제를 가열하도록 구성되어 활성 상태에 있는 전기 가열 장치를 구비한다. 전기 가열 장치는 전기 가열 도체 형태의 비교적 단순한 구성일 수 있다. 전기 가열 장치는 파일럿 라인 내의 냉각제의 온도를 용이하게 정확도 양호하게 상승시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 써모스탯은 냉각제의 최대 작동 온도에 대응하는 규제 온도를 가진 것이 사용된다. 전기 가열 장치가 활성화될 때, 파일럿 라인 내의 냉각제는 냉각 시스템 내의 작동 온도가 내려감에 따라 그 정도와 비슷하게 가열된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 써멀 장치는 파일럿 라인 내에 써모스탯 규제 온도보다 높거나 낮은 온도를 가진 매체가 통과하도록 활성화 상태의 열교환기를 구비한다. 써모스탯 규제 온도보다 높거나 낮은 온도를 가진 매체는 배기 가스, 모터 오일, 리타더 오일 또는 차량 내에서 시용하는 다른 가열 매체일 수 있다. 써모스탯 규제 온도보다 낮은 온도를 가진 매체는 둘러싸고 있는 공기의 온도에 대응하는 온도의 공기일 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 써멀 장치는 검출 요소의 상류 위치에서 파일럿 라인에 써모스탯 규제 온도보다 높거나 낮은 온도에 있는 냉각제를 공급하도록 구성된 활성화된 상태에 있는 냉각제 라인을 구비한다. 따뜻한 냉각제는 냉각 시스템의 어떤 영역에서 취해진 것일 수 있고, 여기에서 냉각제는 가장 높은 온도에 있다. 냉각제는 연소 엔진을 냉각하고, 필요하면 추가로 냉각 시스템 내의 몇 개의 구성요소를 냉각한 후 최고 온도로 된다. 차가운 냉각제는 냉각 시스템의 어떤 영역에서 취해진 것이고, 여기에서 냉각제는 가장 낮은 온도에 있다. 냉각제는 방열기에서 냉각된 후, 냉각 시스템 내에서 가장 낮은 온도를 가진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 제어 유닛은 파일럿 라인 내에서 써멀 장치의 하류 위치에서 냉각제의 온도를 모니터하는 온도 센서로부터의 정보에 기초하여 써멀 장치의 활성화를 제어하도록 구성되어 있다. 이러한 센서에 의해, 제어 유닛은 써멀 장치가 파일럿 라인 내의 냉각제를 얼마나 가열하는지 또는 냉각하는지에 관한 정보를 신속하게 수신한다. 이 정보와 써모스탯 규제 온도에 기초하여, 냉각제 작동 온도는 정확도가 양호하게 제어된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 제어 유닛은 엔진의 부하에 관한 정보를 수신하고 엔진 부하의 변화에 따라 변하는 작동 온도가 냉각 시스템 내의 냉각제에 주어진 목적에 따라 써멀 장치를 활성화하도록 구성된다. 엔진의 부하가 낮을 때, 냉각 시스템 내의 냉각제에 높은 작동 온도를 주고 엔진 부하가 높을 때, 낮은 온도를 주도록 하는 데 적절하다. 냉각제 온도의 점진적인 조절 또는 단계적 조절은 엔진 부하에 따라 적용될 수 있다. 냉각 시스템 내의 냉각제는 엔진 이외의 적어도 다른 하나의 구성 요소를 냉각하도록 의도될 수 있으며, 제어 유닛은 상기 구성 요소가 냉각 시스템에 의해 냉각할 필요가 있을 때, 미리 나타나는 정보를 수신하도록 구성될 수 있고, 이러한 경우에 이를 때, 써멀 장치가 상기 구성 요소의 냉각이 개시되기 전에 냉각제 작동 온도가 하강하도록 활성화될 수 있다. 유압 리타더와 같은 어떤 구성 요소가 작동될 때, 큰 냉각 용량이 필요하다. GPS와 같은 위치 표시 장치가 차량의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있고, 이 때문에 차량이 리타더가 활성화될 가능성이 큰 내리막길 주행에 가까워지고 있는 지를 결정하게 된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 파일럿 라인 유입구는 냉각제가 엔진으로 인도되는 라인 내에 위치한다. 이러한 경우에 있어서, 냉각제는 엔진으로 유도되는 냉각제와 같은 온도일 수 있는 파일럿 라인 내로 인도된다. 엔진에 대한 냉각제 유입 온도는 써모스탯에 대한 매우 양호한 제어 변수이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라서, 상기 검출 요소는 상을 변화시키고 이에 따라 써모스탯 규제 온도에서 용적을 변화시키는 물질을 포함하는 케이싱을 구비한다. 이러한 물질은 왁스 물질을 써모스탯 규제 온도에서 고체 상태에서 액체 상태로 변화시키는 데 잇점을 가지고 있다. 써모스탯은 상기 물질의 상이 변할 때, 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하도록 검출 요소로부터 밸브로의 움직임을 전동하도록 설치된 전동 기구를 구비한다. 전동 기구는 로드 등을 구비할 수 있다. 로드는 밸브가 위치해 있는 냉각 시스템 라인으로부터 검출 요소가 위치되는 경우에 파일럿 라인을 분리하는 적어도 하나의 벽을 통하여 연장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 예증적인 방법으로 하기에 기술한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연소 엔진용 냉각 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연소 엔진용 냉각 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연소 엔진용 냉각 시스템을 도시한다.
도 1은 차량을 구동하는 연소 엔진(1)을 냉각하기 위한 냉각 시스템을 도시한다. 냉각제 펌프(2)는 냉각 시스템에서 냉각제를 순환시킨다. 냉각제 펌프(2)는 엔진(1)의 유입구 라인(3) 내에 위치한다. 냉각제가 엔진을 통하여 순환된 후, 냉각제는 유압 리타더 내에서 사용된 오일을 냉각하기 위하여 오일 리타더(4)로 유도된다. 그런 다음에 냉각제는 라인(5)을 거쳐 써모스탯(6)으로 유도된다. 써모스탯 (6)은 라인(5) 내에 있는 냉각제가 써모스탯의 규제 온도보다 낮을 때, 리턴 라인(7)과 유입구 라인(3)을 거쳐 엔진으로 향하게 한다. 냉각제가 써모스탯 규제 온도보다 높을 때, 냉각제의 적어도 일부분은 차량의 전방 부분에 부착되어 있을 수 있는 방열기(9)에 라인(8)을 통하여 인도될 수 있다. 방열기 팬(10)은 방열기(9) 내에서 냉각이 효율적으로 이루어지도록 방열기(9)를 통하여 냉각 공기를 배출한다. 냉각제가 방열기(9) 내에서 냉각된 후, 냉각제는 리턴 라인(11)과 유입구 라인(3)을 거쳐 엔진(1)으로 되돌아 온다.
냉각 시스템은 유입구 라인(3) 내의 냉각제 유동의 일부를 유입구(12a)를 거쳐 수용하는 파일럿 라인(12)을 구비한다. 파일럿 라인(12)은 냉각제가 써모스탯(6)으로 향하게 한다. 파일럿 라인(12) 내의 냉각제는 배출구(12b)를 거쳐 리턴 라인(7)으로 되돌아 오게 한다. 파일럿 라인(12) 내로 인도되는 냉각제는 엔진을 냉각시키는 냉각제와 같은 온도가 될 것이다. 엔진으로 인도되는 냉각제의 온도는 냉각 시스템의 작동 온도라 불리워진다. 이러한 온도는 많은 경우에 있어서 냉각제가 엔진을 냉각하고, 오일 냉각기(4) 내에서 리타더 오일을 냉각시킨 후, 라인(5) 내의 냉각 시스템 내에서 가지는 냉각제의 가장 높은 온도보다 더욱 양호한 제어 변수이다. 파일럿 라인(12)은 냉각제가 써모스탯(6)에 이르기 전에 파일럿 라인 내의 냉각제를 가열 및/또는 냉각할 수 있는 써멀 장치를 구비한다. 도 1의 실시예 내의 써멀 장치는 전기 가열 장치(13)를 개략적으로 도시한다. 센서(14)는 전기 가열 장치(13)의 하류 위치에서의 냉각제의 온도를 모니터한다. 제어 유닛(15)은 센서(14)로부터의 정보, 엔진에 대한 부하에 관련된 정보(16), 차량의 위치를 모니터하는 GPS와 같은 위치 표시 장치(17)로부터의 정보에 기초하여 전기 가열 장치(13)의 활성화를 제어하도록 설치되어 있다.
연소 엔진(1)이 작동되는 동안에, 냉각제 펌프(2)는 냉각 시스템을 통하여 냉각제가 순환하게 한다. 엔진을 최적으로 냉각하기 위하여, 냉각제는 적절한 작동 온도로 유입될 필요가 있다. 유입구 라인(3) 내에서 유동하는 작은 양의 냉각제는 엔진으로 유도되지 않으나 파일럿 라인(12)으로 유도된다. 써모스탯(6)은 전기 가열 장치(13)의 하류의 파일럿 라인(12)의 냉각제의 온도를 모니터한다. 파일럿 라인(12) 내의 냉각제의 온도가 규제 온도보다 낮은 온도라면, 써모스탯은 라인(5) 내의 냉각제가 엔진으로 냉각없이 향하게 한다. 써모스탯(6)은 파일럿 라인 내의 냉각제가 규제 온도보다 높은 온도라는 것을 검출하면, 냉각을 위해 라인(5)으로부터 방열기로 보낸다. 통상적인 써모스탯(6)은 규제 온도에 대응하는 일정한 작동 온도를 주도록 하게 한다. 그러나, 냉각제가 일정한 작동 온도를 유지시키는 것은 모든 작동 상황에서 바람직하지 않다. 예를 들면 엔진이 큰 부하를 받을 때, 엔진이 낮은 부하를 받을 때, 낮은 작동 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 냉각 시스템에 높은 부하가 부가될 때, 어떤 구성 요소가 장착된 차량에 대해서는, 그 구성 요소가 활성화되기 전에 냉각제 작동 온도를 낮추는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 구성 요소는 유압 리타더일 수 있다.
제어 유닛(15)은 엔진에 부과되는 부하에 관한 정보(16)를 실제적으로 계속 수신한다. 또한, 차량의 위치에 대하여 위치 지시 장치(17)로부터의 정보를 실제적으로 계속 받는다. 제어 유닛(15)은 차량의 유압 리타더가 작동될 가능성이 큰 내리막 주행에 가까워지는 지를 예측하기 위하여 차량의 현재 위치와 관련된 지도와 같은 정보를 저장하고 있을 수 있다. 중차량이 미리 결정된 경로를 따라갈 때, 제어 유닛(15)은 별도로 또는 조합하여 유압 리타더가 활성화될 포인트를 예측하는 정보를 저장하고 있을 수 있다.
이 경우에 있어서, 엔진에 적은 부하가 있을 때 및/또는 유압 리타더가 활성화되지 않았을 때, 냉각제의 적절한 작동 온도에 대응하는 규제 온도를 가지는 써모스탯(6)이 사용된다. 엔진이 높은 부하를 받을 때 또는 차량이 내리막길 주행에 가까워지고 있다는 정보를 수신하면, 제어 장치(15)는 파일럿 라인(12) 내의 냉각제를 가열하는 전기 가열 장치(13)를 활성화시킨다. 그러므로, 냉각제는 파일럿 라인 내의 온도가 유입 라인(3) 내의 작동 온도보다 높은 온도를 가진다. 그러므로, 파일럿 라인(12) 내의 가열된 냉각제는 초기에 규제 온도보다 높은 온도를 가지게 된다. 그러므로, 써모스탯(6)은 개방 위치에 놓이게 되고 라인(5) 내의 모든 냉각제는 방열기(9)로 향하게 된다. 그 결과로 냉각제 작동 온도는 낮아지고, 또한 파일럿 라인 유입구(12a)로 인도되는 냉각제의 온도도 낮아진다. 작동 온도가 파일럿 라인(12) 내의 냉각제가 전기 가열 장치(13)에 의해 가열되는 만큼 같은 온도만큼 하강할 때, 파일럿 라인 내의 냉각제는 써모스탯 규제 온도에 대응하는 온도를 다시 가지게 된다. 전기 가열 장치(13)가 활성화되어 있는 한, 냉각제는 규제 온도보다 낮은 작동 온도를 가지게 될 것이다. 전기 가열 장치(13)에 의해 파일럿 라인 내의 냉각제보다 더 가열되면, 작동 온도는 더욱 낮아질 수 있고, 그 결과로 엔진과 오일 쿨러(4) 내의 리타더 오일을 더욱 효율적으로 냉각하게 된다. 제어 유닛(5)은 전기 가열 장치(13)를 비활성화할 때, 파일럿 라인 내의 냉각제가 냉각제 작동 온도에 이르게 된다. 그러므로, 써모스탯(6)은 폐쇄된 위치에 놓이게 되고, 이에 따라 라인(5) 내의 모든 냉각제가 방열기(9)를 냉각하지 않고 라인(7)과 엔진을 향하게 한다. 그 결과로 냉각제의 작동 온도는 써모스탯 규제 온도에 이를 때까지 상승한다.
도 2는 써모스탯(6)이 어떻게 구성되는 지의 상세를 도시한다. 써모스탯(6)은 4개의 라인(5, 7, 8, 12)에 연결부를 가진 케이싱 내에 위치한다. 써모스탯은 검출 요소(6b)에 내에 고정되어 있는 상단부를 가지는 로드(19)에 고정되어 있는 밸브(6a)를 구비한다. 검출 요소는 냉각제가 검출 요소에 잘 접촉되도록 파일럿 라인(12a) 내의 적절한 위치에 위치한다. 검출 요소는 열적으로 양호한 전도 특성을 가진 금속 재질의 잇점을 가지는 박벽 강성 재질로 제조된 케이싱(18)을 가진다. 케이싱은 써모스탯 규제 온도에서 고체 상태로부터 액체 상태로 상이 변경되는 특성을 가진 왁스 물질을 둘러싸고 있는 내부 공간을 가지고 있다. 왁스 물질이 액체 상태일 때, 용적은 고체 상태일 때보다 크다.
케이싱(18)은 하방의 경우를 제외하고 모든 방향에서 왁스 물질을 둘러싸고 있는 강성 벽을 가진다. 그러므로, 왁스 물질이 용융되어 용적이 증가할 때, 케이싱 내에서 하방으로만 팽창된다. 왁스 물질의 용적이 증가될 때, 로드(19)는 하방으로 이동한다. 케이싱(18) 내의 왁스 물질의 용적의 변화가 로드(19)의 직선 운동으로 변환되는 것은 통상적인 종래의 기술이며 다른 여러 가지 방법으로 실시될 수 있다. 밸브(6a)는 로드(19)를 이동시키도록 구성된 리턴 스프링(20)을 구비하고 밸브(6a)는 왁스 물질이 고화될 때 상방으로 이동하고 이에 따라 케이싱(18) 내에서 감소된 용적을 점유하게 된다. 리턴 스프링(20)은 왁스 물질이 케이싱(18) 내에서 용융되고 팽창될 때, 로드(19)와 밸브(6a)의 하방 이동을 방지하기에 충분하지 않은 탄성력이 로드(19)에 작용하게 한다. 밸브(6a)는 밸브(6a)가 도 2에서와 같이 상부 제1 위치 내에 있을 때, 라인(5)과 라인(8) 사이의 개구(22)를 폐쇄하도록 설치된 제1 밸브 디스크(21)를 가진다. 밸브(6a)는 밸브가 하부 제2 위치 내에 있을 때, 라인(5)과 리턴 라인(7) 사이의 개구(24)를 폐쇄하도록 설치된 제2 밸브 디스크(23)를 가진다. 제2 밸브 디스크(23)는 스프링(25)에 의해 로드(19)에 대하여 텐션을 가지게 된다.
이 경우에 있어서, 파일럿 라인(12)은 열교환기(26) 형태의 써멀 장치가 장착되어 있다. 열교환기(26)는 써모스탯 규제 온도보다 낮은 온도의 매체를 가진 제1 중간 매체 소스(27)와 써모스탯 규제 온도보다 높은 온도의 매체를 가진 제2 중간 매체 소스(28)에 연결되어 있는 파이프 루프를 구비한다. 제1 매체는 대기 온도의 공기일 수 있고, 제2 매체는 엔진으로부터의 가열된 배기 가스일 수 있다. 이 경우에 있어서, 제어 유닛(15)은 밸브(29)를 개방하여 제1 매체 소스(27)로부터 열교환기(26)로 공기를 향하게 할 수 있고, 밸브(30)를 개방하여 제2 매체 소스(28)로부터 열교환기(26)로 배출 가스가 향하게 할 수 있다. 제어 유닛(15)은 엔진의 부하에 관련된 정보와 차량의 위치에 관한 위치 표시 장치(17), 즉 GPS로부터의 정보를 또한 수신한다.
엔진이 작동되는 동안에, 냉각제 펌프(2)는 냉각 시스템을 통하여 냉각제를 순환시킨다. 그러므로, 유입구 라인(3) 내를 유동하는 냉각제의 일부는 엔진으로 인도되지 않고 파일럿 라인(12)으로 인도된다. 파일럿 라인으로 인도된 냉각제는 엔진으로 인도된 것과 같은 온도가 될 것이다. 그러므로, 파일럿 라인(12) 내의 냉각제는 써모스탯 검출 요소(6b)와 접촉하면서 유동된다. 이때, 파일럿 라인(12) 내의 냉각제는 써모스탯 규제 온도보다 낮은 온도이고, 케이싱(18) 내의 왁스 물질은 고체 상태이고 이에 의해 케이싱 내의 최소 용적이 점유될 것이다. 그러므로, 리턴 스프링(20)은 로드(19)와 밸브(6a)를 상부 위치에 유지한다. 이러한 상황에서, 제1 밸브 디스크(21)는 제2 밸브 디스크(23)가 개구를 개방하고 있는 동안에 개구(22)를 폐쇄한다. 이 경우에 있어서, 엔진과 라인(5)으로부터의 냉각제는 리턴 라인으로 인도된다. 그런 후에, 유입구 라인(3)과 엔진으로 인도된다. 이 경우에 있어서, 냉각제는 방열기(9)에서 냉각되지 않는다.
냉각제가 방열기(9) 내에서 냉각되지 않고 엔진으로 인도될 때, 냉각 시스템 내의 냉매의 온도가 상승한다. 일단 파일럿 라인(12) 내의 냉각제 온도가 규제 온도 이상으로 상승하면, 왁스 물질이 녹기 시작한다. 왁스 물질이 녹을 때, 그 용적이 증가한다. 왁스 물질이 케이싱(18) 내에서 하방으로 팽창하면 그 결과로 로드(19)와 밸브(6a)가 하방으로 이동한다. 실제적으로 왁스 물질이 전부 녹았을 때, 밸브(6a)는 제2 밸브 디스크(23)가 개구(24)를 폐쇄하는 낮은 위치에 도달하게 된다. 밸브가 이 위치에 도달할 때, 제1 밸브 디스크(21)는 개구(22)를 개방하게 된다. 스프링(25)은 로드(19)가 밸브(6a)에 대하여 하방으로 연속적인 팽창을 허용한다. 이 경우에 있어서, 엔진과 라인(15)으로부터 나오는 냉각제는 방열기(9)에 연결된 라인(8)으로 인도된다. 냉각제는 라인(11)을 거쳐 유입 라인(3)과 엔진(1)으로 인도되기 전에 방열기(9)에서 둘러싸인 공기에 의해 냉각된다.
동작하는 동안에, 제어 유닛(15)은 엔진의 부하에 관한 정보와 차량의 위치에 관한 위치 지시 장치(17)로부터의 정보를 실제적으로 계속하여 수신한다. 이 경우에 있어서, 써모스탯(6)은 엔진의 부하가 정상일 때, 냉각제의 적절한 작동 온도에 대응하는 규제 온도를 가지는 것이 사용된다. 제어 유닛(15)이 엔진의 부하가 정상보다 크거나 내리막길을 운전할 때의 정보를 수신할 때, 제어 유닛은 밸브(30)를 개방하여 배출 가스원(28)으로부터의 가열된 배출 가스가 열교환기(26)를 통하여 유동하게 한다. 열교환기(26) 내의 가열된 배출 가스는 파일럿 라인(12) 내의 냉각제를 가열하여 검출 요소(6b)에 도달할 때, 상승된 온도를 가지게 된다. 왁스 물질이 검출 요소(6b) 내에서 녹기 시작하고 라인(5) 내의 냉각제는 밸브(6a)에 의해 라인(8)으로 향하여 방열기(9)에서 냉각된다. 냉각제 냉각의 증가에 의해 작동 온도가 낮아진다. 제어 유닛(15)은 열교환기(26) 내에서 배출 가스에 의해 가열된 후의 냉각제의 온도에 관한 정보를 센서(14)로부터 수신한다. 제어 유닛(15)은 가열된 배출 가스를 열교환기로의 유동을 조절하기 위하여 밸브(30)가 사용될 수 있고 이 때문에 냉각제 작동 온도는 적절한 값으로 낮아진다. 그러므로, 엔진 내로 인도되는 냉각제는 엔진과 오일 쿨러(4) 내의 리타더 오일을 효율적으로 냉각하게 된다.
차량의 부하가 정상보다 작다는 정보를 수신하였다면, 제어 유닛(15)은 밸브(29)를 개방하고, 이 때문에 공기 소스(27)로부터의 찬공기가 열교환기(26)로 유동한다. 열교환기 내의 찬공기는 파일럿 라인(12) 내의 냉각제를 냉각하고 검출 요소(6b)가 낮은 온도에 도달하면 그 온도를 가지게 된다. 검출 요소 내의 왁스 물질은 고체상으로 변경되고 써모스탯은 라인(5)으로부터 라인(7)으로 냉각제를 향하게 한다. 이는 냉각제가 방열기(9) 내에서 냉각되지 않음을 의미하고 작동 온도가 상승함으로 의미한다. 그러므로, 냉각제는 써모스탯 규제 온도보다 높은 작동 온도를 가진다. 냉각제 작동 온도와 써모스탯 규제 온도 사이의 차는 파일럿 라인(12) 내의 냉각제가 받고 있는 냉각에 대응한다. 그러므로, 냉각제의 높은 작동 온도는 엔진의 부하가 낮을 때, 바람직하다.
도 3은 다른 대체예의 구성을 도시한다. 이 경우에 있어서, 파일럿 라인(12)은 써모스탯 검출 요소(6b)의 상류 위치에서 파일럿 라인에 연결된 냉각제 라인(31)의 형태로 써멀 장치와 함께 구비되어 있다. 라인(31)은 냉각 시스템의 라인(11)으로부터 취해질 수 있는 냉각 냉각제(32)의 형태로 제1 매체 소스에 연결이 가능하고, 냉각 시스템 라인(5)으로부터 취해질 수 있는 가열된 냉각제 형태의 제2 매체 소스(33)에 연결가능하다. 냉각제 라인은 상기 매체 소스(32, 33) 중의 하나로부터 파일럿 라인으로 냉각제를 이송하기 위한 펌프(34)를 구비한다. 펌프(34)는 제어 유닛(15)에 의해 활성화된다. 이때, 냉각된 냉각제가 파일럿 라인 내로 인도될 때, 펌프(34)는 제어 유닛(15)은 제1 매체 소스(32)에 연결된 밸브(35)를 개방하고 있는 동안에 활성화된다. 가열된 냉각제가 파일럿 라인(12)으로 인도될 때, 펌프(34)는 활성화되고 동시에 제어 유닛(15)은 제2 매체 소스(330에 연결된 밸브(36)를 개방한다.
여기서 다시, 제어 유닛(15)은 엔진의 부하에 관한 정보(16)와 위치 표시 장치(17)로부터의 정보를 실제적으로 연속하여 수신한다. 써모스탯(16)은 엔진의 부하가 정상일 때, 냉각제의 적절한 작동 온도에 대응하는 규제 온도를 가진다. 제어 유닛(15)이 차량의 부하가 정상보다 크거나 차량이 내리막길을 운행하는 정보를 수신하였을 때, 제어 유닛은 펌프(34)를 가동하고 동시에 밸브(36)를 개방하고, 매체 소스(33)로부터의 가열된 냉각제를 냉각제 라인(31)과 파일럿 라인(12)을 통하여 인도되게 한다. 가열된 냉각제의 이러한 공급은 냉각제가 파일럿 라인 내의 검출 요소(6b)가 처음부터 상승된 온도에 도달하게 한다. 그러므로, 써모스탯(6)은 실제적으로 라인(5) 내의 모든 냉각제를 방열기(9)로 향하게 한다. 그러므로, 냉각제 작동 온도는 규제 온도 이하로 하강한다. 그러므로, 엔진으로 인도되는 냉각제는 엔진 및/또는 오일 쿨러(4) 내의 오일을 효율적으로 냉각하게 된다. 제어 유닛(15)은 밸브(36)에 의해 파일럿 라인(12) 내로 향하는 가열된 냉각제의 양을 조절하여 규제 온도보다 높은 작동 온도를 얼마나 낮추어야 하는지를 결정한다.
차량의 부하가 정상보다 작다는 정보가 수신되면, 제어 유닛(15)은 펌프(34)를 가동시키고 동시에 밸브(35)를 개방하고 제1 매체 소스(32)로부터 냉각된 냉각제가 파일럿 라인(12) 내로 인도된다. 파일럿 라인 내에 이러한 냉각된 냉각제의 공급은 검출 요소가 규제 온도보다 낮은 온도를 가지도록 한다. 그러므로, 써모스탯(6)은 냉각없이 실제적으로 모든 냉각제를 엔진으로 향하게 하는 위치로 오게 한다. 그러므로, 냉각제의 작동 온도는 파일럿 라인 내의 냉각제의 써멀 장치의 냉각에 대응하여 밸브에 의해 규제 온도를 초과하는 레벨로 상승한다. 그러므로, 냉각제의 상승된 작동 온도는 엔진의 부하가 낮을 때 바람직하다.
본 발명은 도면을 참조한 실시예에 한정되지 않으나 청구범위의 영역 내에서 자유로이 변경이 가능하다. 도 2 및 3의 실시예는 파일럿 라인(12) 내의 냉각제의 온도를 바꾸기 위하여 가열된 매체와 냉각된 매체를 모두 사용할 수 있고 파일럿 라인 내의 이러한 가열 또는 냉각은 규제 온도에 대하여 냉각제의 작동 온도를 조절하기에 충분하다. 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 실제적으로 모든 기상 또는 액상 매체는 파일럿 라인 내의 냉각제를 가열 또는 냉각하는데 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 냉각 시스템 내에서 순환되는 냉각제를 냉각하기 위한 방열기(9)와, 파일럿 라인(12)과, 상기 파일럿 라인(12) 내의 냉각제의 온도를 모니터링하도록 설치된 검출요소(6b)와 검출 요소(6b)가 파일럿 라인(12) 내의 냉각제가 규제 온도보다 낮은 온도인 것을 검출할 때, 상기 방열기(9) 내의 냉각제를 냉각하지 않고 냉각 시스템의 라인(5)으로부터 엔진(1)으로 향하게 하고, 상기 검출 요소(6b)가 파일럿 라인(12) 내의 냉각제가 규제 온도보다 높은 온도인 것을 검출하였을 때, 엔진으로 인도되기 전에 냉각 시스템의 라인(5)으로부터 방열기(9)로 냉각제를 향하게 하도록 설치된 밸브(6a)를 구비한 써모스탯(6)과, 상기 검출 요소(6b)의 상류 위치에서 파일럿 라인(12) 내의 냉각제와 접촉하고 있는 써멀 장치(13, 26, 31)를 구비한 연소 엔진(1)을 냉각하기 위한 냉각 시스템에 있어서,
    상기 냉각 시스템은 상기 냉각 시스템 내의 냉각제 작동 온도를 변경하기에 적절한 때를 산출하도록 설치된 제어 유닛(15)을 구비하고, 산출된 적절한 때, 써멀 장치(13, 26, 31)를 활성화시키고 파일럿 라인 내의 냉각제를 가열 또는 냉각하고 파일럿 라인(12)은 연소 엔진(1)으로 냉각제를 인도하는 유입구 라인(3) 내에서 유동하는 냉각제의 일부분을 유입구(12a)를 통하여 받으며,
    상기 제어 유닛(15)은 상기 파일럿 라인(12) 내의 써멀 장치(13, 26, 31)의 하류 위치에서 냉각제 온도를 모니터하는 온도 센서(14)로부터의 정보에 기초하여 상기 써멀 장치(13, 26, 31)의 활성화를 제어하도록 설치된, 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 써멀 장치는 활성 상태에서 파일럿 라인 유입구(12a)보다 높은 온도로 상기 파일럿 라인(12) 내의 냉각제를 가열하도록 설치되어 있는 전기 가열 장치(13)를 구비한, 냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 써멀 장치는, 상기 파일럿 라인(12) 내에 활성 상태에서 써모스탯의 규제 온도보다 높거나 또는 낮은 온도의 매체 유동을 통과시키도록 구성된 열교환기(26)를 구비한, 냉각 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 써멀 장치는 활성 상태에서 검출 요소(6b)의 상류 위치에서 파일럿 라인(12)에 써모스탯 규제 온도보다 높거나 낮은 냉각제를 공급하도록 설치된 냉각제 라인(31)을 구비한, 냉각 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛(15)은 엔진의 부하에 관한 정보(6)를 수신하고 작동 온도가 엔진의 부하의 변동에 따라 변하는 냉각 시스템 내의 냉각제에 주어진 목적으로 써멀 장치(13, 26, 31)을 활성화시키도록 설치된, 냉각 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 시스템의 냉각제는 엔진(1) 이외의 적어도 다른 하나의 성분(4)을 냉각하고 상기 제어 유닛은 냉각 시스템에 의해 상기 성분(4)의 냉각이 요구될 때, 미리 나타나는 정보를 수신하도록 설치되고, 이러한 경우에 써멀 장치(13, 26, 31)를 활성화시키고 이 때문에 냉각제의 작동 온도는 상기 성분(4)이 냉각 시스템에 의해 냉각되기 전에 하강하는, 냉각 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출 요소(6b)는 써모스탯 규제 온도에서 상을 변화시키고 이어서 용적을 변화시키는 물질(18)을 포함하는 케이싱(18)을 구비한, 냉각 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 써모스탯(6)은 물질의 상이 변화할 때, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동하도록 검출 요소(6b)와 밸브(6a) 사이에서 운동을 전동하도록 설치된 전동 기구(19)를 구비한, 냉각 시스템.
  10. 삭제
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