KR200160306Y1 - Variable quantity unit of pump - Google Patents
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Abstract
본 고안은 엔진 냉각장치의 물 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수의 온도에 따라 물 펌프의 임펠러를 이동되게 하여 냉각수의 토출량을 조절되게 함으로써, 보다 효율적으로 냉각작용이 이루어 지도록 한 물 펌프 용량 가변장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water pump of the engine cooling apparatus, and more particularly, to move the impeller of the water pump in accordance with the temperature of the cooling water to adjust the discharge amount of the cooling water, the water pump capacity to achieve a more efficient cooling action It relates to a variable device.
본 고안의 물 펌프 용량 가변장치는, 임펠러(20)와 연결되어 케이싱(3)외부로 설치되는 레버(10), 레버(10)와 힌지 연결되어 그 레버(10)를 전후 방향으로 작동시키는 솔레노이드(11), 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(12) 및 상기 수온센서(12)의 데이터로 솔레노이드(11)를 작동시키는 ECU(13)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The water pump variable capacity device of the present invention is connected to the impeller 20, the lever 10 which is installed outside the casing (3), the solenoid connected to the lever 10 to operate the lever 10 in the front and rear direction (11), the water temperature sensor 12 for detecting the temperature of the coolant and the ECU 13 for operating the solenoid 11 with the data of the water temperature sensor 12, characterized in that made.
이에 따라 수온이 낮다고 판단되면 임펠러와 실린더 블록의 간극을 크게 하여 토출량을 적게 하며, 수온이 높다고 판단되면 임펠러와 실린더 블록의 간극을 크게 하여 토출량을 많게 함으로써, 보다 효율적인 물 펌프작동이 이루어지게 되는 효과를 발휘한다.Accordingly, when it is determined that the water temperature is low, the discharge amount is decreased by increasing the gap between the impeller and the cylinder block, and when the water temperature is judged to be high, the discharge amount is increased by increasing the gap between the impeller and the cylinder block, thereby making the water pump operation more efficient. Exert.
Description
본 고안은 엔진 냉각장치의 물 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수의 온도에 따라 물 펌프의 임펠러를 이동되게 하여 냉각수의 토출량을 조절되게 함으로써, 보다 효율적으로 냉각작용이 이루어 지도록 한 물 펌프 용량 가변장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water pump of the engine cooling apparatus, and more particularly, to move the impeller of the water pump in accordance with the temperature of the cooling water to adjust the discharge amount of the cooling water, the water pump capacity to achieve a more efficient cooling action It relates to a variable device.
냉각장치는 기관을 냉각하여 과열을 방지하고 또 적당한 온도로 유지하는 장치이다.The chiller is a device that cools the engine to prevent overheating and maintains it at an appropriate temperature.
실린더안의 연소가스의 온도는 2000℃이상에 이르며, 이 열의 상당한 양이 실린더, 실린더 헤드, 피스턴, 밸브 등에 전도된다.The temperature of the combustion gas in the cylinder reaches 2000 ° C. or more, and a significant amount of this heat is conducted to the cylinder, cylinder head, piston, valve, and the like.
이러한 부분의 온도가 과도하게 높아지면 부품,재료의 강도가 저하되어 고장이 생기거나 수명이 단축되고, 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기 점화가 발생하며 그 결과 기관의 출력이 저하된다.If the temperature of these parts is excessively high, the strength of the parts and materials may be reduced, resulting in failure or shortening of the life, and the combustion state is worsened, leading to knocking or premature ignition, resulting in lower engine output.
또 냉각이 불완전한 상태에서는 실린더 벽의 유막이 끊기는 등의 윤활기능의 저하와 오일의 변질 등으로 이상마모, 늘러 붙는 등 고장의 원인이 된다.In addition, when the cooling is incomplete, it may cause failure such as abnormal lubrication or sticking due to deterioration of lubrication function such as breaking of the oil film on the cylinder wall and deterioration of oil.
반대로 지나치게 냉각되면 연소에서 발생한 열량 가운데 냉각으로 손실되는 열량이 크기 때문에, 기관의 열효율이 낮아지고 연료소비량이 증가하는 등의 문제가 생기므로, 기관의 온도를 알맞게 유지하는 것이 냉각장치의 기능이다.On the contrary, if excessively cooled, the amount of heat lost by cooling is large among the heat generated from combustion, and thus, the thermal efficiency of the engine is lowered and the fuel consumption is increased. Therefore, it is a function of the cooling apparatus to maintain the engine temperature properly.
기관의 냉각방식에는 외부 공기로 기관을 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 기관의 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.The engine cooling system includes an air-cooling type for directly cooling the engine with external air, and a water cooling type for cooling the cooling water by circulating the engine.
수냉식은 물의 순환방식에 따라 자연 순환식과 강제 순환식이 있으나, 자연순환식은 냉각에 신뢰성이 없으므로 전혀 사용하지 않고 수냉식 기관의 거의가 강제 순환식을 쓰고 있다.There are natural and forced circulation according to the water circulation method, but the natural circulation is not used at all because it is not reliable for cooling, and almost all of the water-cooled engines use forced circulation.
강제 순환식은 실린더 블록과 실린더 헤드에 마련된 물 재킷 안에 냉각수를 순환시켜 냉각 작용을 하도록 한 것이며, 그 주요부는 라디에이터, 물펌프, 냉각팬, 수온조절기 등으로 구성되어 있다.Forced circulation type is to circulate the cooling water in the water jacket provided in the cylinder block and the cylinder head to the cooling action, the main part is composed of a radiator, water pump, cooling fan, water temperature regulator and the like.
라디에이터는 큰 방열면적을 갖고 다량의 물을 담을 수 있는 일종의 물탱크이다.A radiator is a kind of water tank that has a large heat dissipation area and can hold a large amount of water.
냉각팬은 라디에이터뒤에 설치되어 강제통풍을 시켜, 정차시와 저속주행시에도 충분한 냉각효과를 거두도록 하고 있다.The cooling fan is installed behind the radiator to allow forced ventilation to achieve a sufficient cooling effect even when the vehicle is stopped and at low speeds.
수온조절기는 수온에 따라 자동적으로 작동하는 밸브로서 실린더 헤드의 냉각수 출구에 설치된다.The thermostat is a valve that operates automatically according to the water temperature and is installed at the coolant outlet of the cylinder head.
본 고안이 다루고자 하는 상기 물펌프 원심펌프로서 이 펌프는 중앙의 임펠러의 회전에 따라 물을 원심력으로 밖으로 내보내는 펌프작용을 한다.As the water pump centrifugal pump to be dealt with by the present invention, the pump acts as a pump for discharging water out by centrifugal force according to the rotation of the central impeller.
회전은 크랭크 축 풀리에 의해 V벨트로 전달되며 회전속도는 크랭크 축의 1.2~1.6배 정도이다.Rotation is transmitted to the V belt by the crankshaft pulley and the rotation speed is about 1.2 to 1.6 times the crankshaft.
도 1은 종래의 물 펌프 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional water pump configuration.
도시된 바와 같이 임펠러(1)는 6개 정도의 날개를 가지고 있으며 로터 축(2)에 압입되어 케이싱(3)내에서 회전한다.As shown, the impeller 1 has about six wings and is pressed into the rotor shaft 2 to rotate in the casing 3.
케이싱(3)과 로터 축(2) 사이에는 시일고무, 스러스트 판, 스프링 등으로 구성되는 시일기구(4) 및 베어링(5)이 설치되어 있다.Between the casing 3 and the rotor shaft 2, a seal mechanism 4 and a bearing 5 made of a seal rubber, a thrust plate, a spring, and the like are provided.
이와 같은 구성의 물 펌프는 임펠러(1)가 실린더 블록(6) 방향으로 오게 하여 상기 실린더 블록(6)에 고정 설치된다.The water pump having such a configuration is fixed to the cylinder block 6 with the impeller 1 in the direction of the cylinder block 6.
상기 물 펌프는 소형으로 송수량이 많고, 출구를 막아도 압력이 올라가지 않으므로 온도 조절이 용이하게 된다.The water pump is compact and has a large amount of water, and the pressure is not increased even when the outlet is blocked, thereby facilitating temperature control.
이러한 구성으로 냉각수의 순환회로는 물펌프를 돌려서 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 물 재킷으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 라디에이터로 보내서 방열하여 다시 물 펌프로 순환시킨다.In this configuration, the circulation circuit of the coolant rotates the water pump to send the coolant to the water jacket of the cylinder block and the cylinder head, and then sends the heated coolant to the radiator to radiate heat and circulates the water pump again.
물펌프의 뒤에 설치된 냉각팬은 외부 공기를 라디에이터를 통해 강제적으로 흡입하여 방열효과를 좋게 한다.The cooling fan installed behind the water pump forcibly sucks outside air through the radiator to improve heat dissipation.
그리고 물 재킷과 라디에이터사이에 설치된 수온조절기가 온도에 따라 냉각수의 순환경로를 바꾸어 온도를 조절한다.And the water temperature controller installed between the water jacket and the radiator controls the temperature by changing the cooling water circulation path according to the temperature.
수온조절기(THERMOSTAT)는 수온에 따라 자동적으로 작동하는 밸브이다.THERMOSTAT is a valve that operates automatically according to the water temperature.
엔지시동 후에는 신속하게 냉각수를 적정온도까지 올리고 장시간 내리막길 등에서는 과냉을 방지할 필요가 있다.After the engine starts, it is necessary to quickly raise the cooling water to an appropriate temperature and to prevent overcooling on a long downhill.
따라서 냉각수가 낮을 때는 밸브가 닫혀 냉각수가 라디에이터로 들어가지 않도록 하여 물 통로내의 수온을 상승시킨다.Therefore, when the coolant is low, the valve closes to prevent the coolant from entering the radiator, thereby raising the water temperature in the water passage.
일정온도 이상으로 상승하면 밸브는 서서히 열어 냉각수를 라디에이터를 통해 냉각시키게 된다.When the temperature rises above a certain temperature, the valve slowly opens to cool the cooling water through the radiator.
그러나 물 펌프는 상시 일정하게 작동되어 일정한 량의 냉각수를 기관내에 들여 보내게 되는 까닭에 상기 물 펌프에 의해서 냉각수의 수온을 조절하는 것은 불가능하게 되는 문제점을 안게 된다.However, since the water pump is constantly operated to introduce a certain amount of cooling water into the engine, it is difficult to control the temperature of the cooling water by the water pump.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 냉각수의 온도에 따라 물 펌프의 임펠러를 이동되게 하여 냉각수의 토출량을 조절되게 함으로써, 보다 효율적으로 냉각작용이 이루어 지도록 한 물 펌프 용량 가변장치를 제공하는데 있다.The present invention is devised to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to move the impeller of the water pump according to the temperature of the cooling water to adjust the discharge amount of the cooling water, thereby making the cooling effect more efficiently To provide a water pump capacity variable device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 물 펌프 용량 가변장치는, 수온센서에서 온도가 낮다고 판단되면 ECU에서 데이터를 보내고 그 데이터는 솔레노이드를 작동시켜 레바를 작용시키면 상기 레바에 의해 임펠러가 실린더 블록으로부터 이동되어 실린더 블록과의 간극이 커지게 됨에 따라 물 펌프의 성능이 다운되어 토출량 역시 적어지게 되고, 그 반대의 경우 간극이 좁혀져 물 펌프의 성능이 커져 토출량 역시 많게 되어지도록 하므로서, 보다 효율적인 물 펌프작동이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.The water pump variable capacity device of the present invention for achieving the above object, when the water temperature sensor determines that the temperature is low, the ECU sends data and the data is operated by the solenoid to actuate the lever to move the impeller from the cylinder block by the lever As the gap with the cylinder block increases, the performance of the water pump decreases and the discharge amount decreases. On the contrary, the gap is narrowed, so that the performance of the water pump increases, so that the discharge amount also increases. Characterized in that it is made.
도 1은 종래의 물 펌프 구성을 개략적으로 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional water pump configuration,
도 2는 본 고안에 따른 물 펌프 용량 가변장치의 구성도,2 is a block diagram of a water pump variable capacity device according to the present invention,
도 3은 본 고안에 따른 물 펌프 용량 가변장치의 작동 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the operation of the variable pump water capacity according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
1,20: 임펠러2: 로터 축1,20: impeller 2: rotor shaft
3: 케이싱4: 시일 기구3: casing 4: seal mechanism
5: 베어링6: 실린더 블록5: bearing 6: cylinder block
10: 레버11: 솔레노이드10: lever 11: solenoid
12: 수온센서13: ECU12: water temperature sensor 13: ECU
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 실시예를 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 고안에 따른 물 펌프 용량 가변장치의 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따른 물 펌프 용량 가변장치의 작동 단면도이다.2 is a configuration diagram of a water pump capacity variable apparatus according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the operation of the water pump capacity variable apparatus according to the present invention.
도시된 바와 같이 본 고안의 물 펌프 용량 가변장치는, 물 펌프의 임펠러(20)와 연결되어 케이싱(3)외부로 설치되는 레버(10), 레버(10)와 힌지 연결되어 그 레버(10)를 전후 방향으로 작동시키는 솔레노이드(11), 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(12) 및 상기 수온센서(12)의 데이터로 솔레노이드(11)를 작동시키는 ECU(13)를 포함한다.As shown, the variable water pump capacity of the present invention is connected to the impeller 20 of the water pump, the lever 10, which is installed outside the casing (3), the hinge is connected to the lever 10 and the lever 10 It includes a solenoid 11 to operate in the front and rear direction, a water temperature sensor 12 for sensing the temperature of the coolant and the ECU 13 for operating the solenoid 11 with the data of the water temperature sensor 12.
이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 물 펌프 용량 가변장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the water pump variable capacity device of the present invention made of such a configuration as follows.
물 펌프를 돌려서 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 물 재킷으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 라디에이터로 보내서 방열하여 다시 물 펌프로 순환시킨다.The water pump is turned to direct the coolant to the water jacket on the cylinder block and the cylinder head, then the heated coolant is sent to the radiator to dissipate and circulate back to the water pump.
순환되는 냉각수의 온도가 낮을 경우에는, 수온센서(12)가 이를 감지하여 물 재킷과 라디에이터 사이에 설치된 수온조절기를 작동시키게 되고, 상기 수온조절기는 냉각수의 순환경로를 바꾸어 온도를 조절하게 된다.When the temperature of the circulating cooling water is low, the water temperature sensor 12 detects this to operate the water temperature controller installed between the water jacket and the radiator, and the water temperature controller controls the temperature by changing the circulation path of the cooling water.
이때 수온센서(12)는 수온조절기를 작동시킴과 동시에 ECU(13)를 통해 본 고안에 따른 솔레노이드(11)를 작동시키게 된다.At this time, the water temperature sensor 12 operates the solenoid 11 according to the present invention through the ECU 13 while operating the water temperature regulator.
솔레노이드(11)는 레버(10)를 좌측으로 밀게 되고, 상기 레버(10)는 힌지축을 중심으로 회동하여 임펠러(20)를 우측으로 밀게 된다.The solenoid 11 pushes the lever 10 to the left, and the lever 10 rotates about the hinge axis to push the impeller 20 to the right.
이에 따라 임펠러(20)는 실린더 블록(6)으로부터 멀어지게 된다.As a result, the impeller 20 moves away from the cylinder block 6.
즉 실린더 블록(6)과의 간극이 커지게 되어 임펠러(20)의 성능은 저하되고, 이에 따라 냉각수의 토출량 또한 적게 된다.That is, the clearance with the cylinder block 6 becomes large, and the performance of the impeller 20 falls, and the discharge amount of cooling water also becomes small by this.
임펠러(20)로부터 토출량이 적게 되면 결국 냉각수의 온도는 서서히 올라가게 된다.When the discharge amount from the impeller 20 decreases, the temperature of the cooling water gradually rises.
한편 그 반대의 경우, 즉 냉각수의 온도가 높을 경우에는, 수온센서(12)가 이를 감지하여 물 재킷과 라디에이터 사이에 설치된 수온조절기를 작동시키게 되고, 상기 수온조절기는 냉각수의 순환경로를 바꾸어 온도를 조절하게 된다.On the other hand, in the opposite case, that is, when the temperature of the cooling water is high, the water temperature sensor 12 detects this to operate the water temperature controller installed between the water jacket and the radiator, and the water temperature controller changes the temperature by changing the circulation path of the cooling water. Will be adjusted.
이때 수온센서(12)는 수온조절기를 작동시킴과 동시에 ECU(13)를 통해 본 고안에 따른 솔레노이드(11)를 작동시키게 된다.At this time, the water temperature sensor 12 operates the solenoid 11 according to the present invention through the ECU 13 while operating the water temperature regulator.
솔레노이드(11)는 레버(10)를 우측으로 밀게 되고, 상기 레버(10)는 힌지축을 중심으로 회동하여 임펠러(20)를 좌측으로 밀게 된다.The solenoid 11 pushes the lever 10 to the right, and the lever 10 rotates about the hinge axis to push the impeller 20 to the left.
이에 따라 임펠러(20)는 실린더 블록(6)에 가까워 진다.As a result, the impeller 20 approaches the cylinder block 6.
즉 실린더 블록(6)과의 간극이 작게 되어 임펠러(20)의 성능은 향상되고, 이에 따라 냉각수의 토출량 또한 많게 된다.That is, the gap with the cylinder block 6 becomes small, and the performance of the impeller 20 improves, and accordingly, the discharge amount of cooling water also becomes large.
임펠러(20)로부터 토출량이 많게 되면 결국 냉각수의 온도는 서서히 낮아지게 된다.When the discharge amount from the impeller 20 increases, the temperature of the cooling water gradually lowers.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 물 펌프 용량 가변장치는, 수온센서에서 온도가 낮다고 판단되면 ECU에서 데이터를 보내고 그 데이터는 솔레노이드를 작동시켜 레바를 작용시키면 상기 레바에 의해 임펠러가 실린더 블록으로부터 이동되어 실린더 블록과의 간극이 커지게 됨에 따라 물 펌프의 성능이 다운되어 토출량 역시 적어지게 되고, 그 반대의 경우 간극이 좁혀져 물 펌프의 성능이 커져 토출량 역시 많게 되어지도록 하므로서, 보다 효율적인 물 펌프작동이 이루어지게 되는 효과를 발휘한다.As described above, when the water pump capacity variable device of the present invention determines that the temperature is low in the water temperature sensor, the ECU sends data and the data is operated by the solenoid to actuate the lever to move the impeller from the cylinder block by the lever. As the gap with the cylinder block increases, the performance of the water pump decreases and the discharge amount decreases, and conversely, the gap decreases, so that the performance of the water pump increases and the discharge amount also increases, resulting in more efficient water pump operation. The effect is to lose.
본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 실용신안등록청구범위에 속한다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified or changed within the spirit and scope of the present invention. something to do.
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