KR20040021935A - 인터쿨러의 냉각성능 향상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인터쿨러가 적용되는 엔진에서 에어콘 시스템의 응축기에서 냉각된 냉매 중의 일부량을 인터쿨러 측으로 유도시켜 인터쿨러를 통과하는 흡입공기의 냉각효율이 향상되도록 하는 인터쿨러의 냉각성능 향상장치에 관한 것으로,

차실내를 냉방하기 위한 에어콘 시스템이 마련되는 엔진룸의 일측에 흡입공기의 온도를 낮추기 위한 인터쿨러가 흡기라인의 도중에 장착되는 구조에 있어서,

상기한 인터쿨러의 흡입공기라인의 측면으로 에어콘 시스템의 콘덴서를 통과한 고압의 냉매 중의 일부를 유도하여 인터쿨러를 통과하는 흡입공기가 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

인터쿨러의 냉각성능 향상장치{Cooling for inter-cooler}

본 발명은 인터쿨러의 냉각성능 향상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는인터쿨러가 적용되는 엔진에서 에어콘 시스템의 응축기에서 냉각된 냉매 중의 일부량을 인터쿨러 측으로 유도시켜 인터쿨러를 통과하는 흡입공기의 냉각효율이 향상되도록 하는 인터쿨러의 냉각성능 향상장치를 제공하는 데 목적이 있다.

일반적인 디젤엔진에는 배기가스의 배출압력을 이용하여 흡입공기를 가압한 후, 가압된 흡입공기가 연소실로 공급되도록 하는 터보차저가 장착된다.

도 4는 일반적인 디젤엔진의 흡입공기 공급시스템을 간략하게 도시한 도면으로서, 엔진(10)으로 공급되는 흡입공기는 에어덕트로 유입되어 에어클리너에서 정화된 후, 배기가스의 배출압력으로 회전되는 터보차저(11)에 의해 가압된다. 그런데 상기한 터보차저(11)에서 가압되는 흡입공기의 온도조절은 인위적으로 불가능하므로서, 흡입공기의 온도는 필요이상으로 과다하게 상승된다. 따라서 과다하게 공기의 온도가 상승된 상태로는 흡입공기의 밀도가 낮아져 엔진의 출력을 향상시키지 못하게 된다. 그래서 이를 개선하기 위해서 상기한 터보차저(11)에서 가압된 공기를 냉각하기 위한 인터쿨러(14)가 상기한 터보차저(11)와 흡기 매니폴드(12)를 잇는 흡기라인(13)의 도중에 형성된다.

그리고 상기한 인터쿨러(14)에서 냉각된 흡입공기는 운전자의 엑셀페달 조작량에 의한 스로틀밸브의 개도량에 따라서 서지탱크에서 스월을 일으키며 연소실로 유입된다.

한편, 엔진(10)의 전방에는 워터재켓을 순환하며 가열된 냉각수를 식히기 위한 라디에이터(15)가 형성된다.

또한, 엔진룸 내에는 차실내의 냉방을 위한 에어콘 시스템이 마련되는데, 냉매를 압축하기 위한 콤푸레서(16)가 엔진룸의 일측에 마련되고, 상기 콤푸레서(16)에서 고압으로 압축된 냉매를 액화시키기 위한 콘덴서(17)가 상기 라디에이터(15)의 일측에 형성되며, 액체상태의 냉매가 증발하면서 통과하는 많은 튜브와 열을 흡수하는 핀으로 구성된 증발기(18)가 마련된다.

그런데 종래의 엔진에 적용되는 인터쿨러 시스템의 경우에는 차량 전방에서 입력되는 주행풍에 의해서만 흡입공기의 냉각이 이루어지는 방식으로서, 차량이 주변 기온이 높은 여름철이나 열대지방에서 운행되는 경우에 인터쿨러 전방측의 공기가 높기 때문에 흡입공기의 냉각효율이 떨어지게 되어 엔진의 출력이 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 인터쿨러가 적용되는 엔진에서 에어콘 시스템의 응축기에서 냉각된 냉매 중의 일부량을 인터쿨러 측으로 유도시켜 인터쿨러를 통과하는 흡입공기의 냉각효율이 향상되도록 하는 인터쿨러의 냉각성능 향상장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

차실내를 냉방하기 위한 에어콘 시스템이 마련되는 엔진룸의 일측에 흡입공기의 온도를 낮추기 위한 인터쿨러가 흡기라인의 도중에 장착되는 구조에 있어서,

상기한 인터쿨러의 흡입공기라인의 측면으로 에어콘 시스템의 콘덴서를 통과한 고압의 냉매 중의 일부를 유도하여 인터쿨러를 통과하는 흡입공기가 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 냉각시스템을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 인터쿨러의 유로를 설명하기 위한 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 장치의 플로우차트.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부부에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 12 : 흡기 매니폴드

13 : 흡기라인 16 : 콤푸레서

17 : 콘덴서 20 : 인터쿨러

21 : 흡입공기통로 22 : 냉매통로

23 : 냉매라인 25 : 오리피스

26 : 체크밸브 30 : 전자제어장치

31 : 온도센서 32 : 차속센서

이하, 본 발명에 의한 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 인터쿨러의 냉각시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 인터쿨러의 유로를 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 장치의 플로우차트이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 인터쿨러를 시지하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.

상기한 인터쿨러(20)는 종래의 인터쿨러와는 달리 흡입공기가 통과되는 흡입공기라인(21)이 양측으로 형성되고, 양측의 흡입공기통로(21)의 중앙측으로 냉매가 흐르는 냉매통로(22)가 형성된다.

상기 냉매통로(22)는 에어콘 시스템 중에서 콤푸레서(16)와 콘덴서(17)를 통과하면서 고압의 액상으로 변한 냉매 중의 일부량이 상기 인터쿨러(20) 측으로 유도될 수 있도록 원래의 냉매순환라인(19)로부터 'T'자 형상으로 분기되는 것이다.

그리고 콘덴서(17)를 통과한 냉매가 인터쿨러(20) 측으로 유도되도록 안내하는 냉매라인(23)의 도중에는 고압 상태의 액상 냉매가 저압의 상태로 변하도록 하는 오리피스(25)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 오리피스(25)의 전방측에는 전자제어장치(30)의 제어에 의해 작동되는 체크밸브(26)가 형성되는 것이 바람직하다.

차량 정지시의 경우에는 엔진(10)이 저부하영역에서 운전되므로서 인터쿨러(20)의 냉각성능은 크게 중요하지 않으며, 외기온이 높을 경우에는 차실내의 충분한 냉방을 위해서 에어콘 시스템의 성능이 중요하므로서, 상기한 체크밸브(26)를 냉매라인(23)의 도중에 형성하여 냉매의 흐름이 제어되도록 하는 것이다.

따라서 엔진의 외부온도를 측정하는 온도센서(31)와 엔진이 회전수를 측정하는 차속센서(32)에서 전달되는 측정값을 전자제어장치(30)에서 판단하여 상기 체크밸브(26)의 작동이 제어되는 것이다.

도 3은 상기한 인터쿨러 냉각시스템의 한 실시예를 도시한 플로우차트로서, 온도센서(31)에서 측정된 외부공기의 온도가 25℃이상이고, 상기한 차속센서(35)에서 측정된 차량의 운행속도가 20km/h 이상일 경우에 상기한 체크밸브(26)가 개방되어 원래의 냉매순환라인(19)을 통과하는 냉매의 일부량이 상기 인터쿨러(20) 측으로 유도되도록 설정된 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동은 다음과 같다.

엔진이 시동되면 전자제어장치(30)에서는 온도센서(31) 및 차속센서(32) 등에 의해서 전반적인 엔진(10)의 운전상황을 체크하게 된다. 이렇게 측정된 차량의 운행조건에서 외부기온이 설정치(실시예의 경우 25℃) 이상으로 판단되고, 차량의 속도가 설정치(실시예의 경우 시속20km/h) 이상으로 판단되면 상기한 체크밸브(26)를 개방하게 된다.

따라서 상기한 원래의 냉매순환라인(19)를 통과하는 고압의 냉매 중의 일부량이 상기한 냉매라인(23)을 통과하게 되므로서, 인터쿨러(20)의 흡입공기통로(22)를 통과하는 흡입공기가 냉매통로(22)를 통과하는 냉매와 열교환되어 냉각되어지는 것이다.

이렇게 냉각된 흡입공기는 흡기매니폴드(12)를 통해 연소실로 유입되고, 상기 흡입공기와 열교환된 에어콘 시스템의 냉매는 콤푸레서(16)의 전방측으로 유도되어 고온고압으로 압축되어진다.

상기와 같이 에어콘 시스템을 순환하는 냉매를 이용하여 인터쿨러을 통과하는 흡입공기의 냉각이 이루어지므로서 인터쿨러의 방열량을 높이기 위해 인터쿨러의 크기를 크게 한다거나, 차량 전면부에서 인터쿨러 측으로 유입되는 공기의 양이 증대되도록 하기 위해 냉각홀을 크게 한다거나, 쿨링 팬을 추가로 형성하지 않아도 되는 장점이 있게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 에어콘 시스템에서 냉각된 냉매 주의 일부를 인터쿨러 측으로 유도하여 인터쿨러를 통과하는 흡입공기와 열교환되어 인터쿨러의 냉각효율이 향상되고, 엔진 정지시와 같이 저부하영역에서 엔진이 운전 중일 경우에는 대기의 공기에 의해서만 흡입공기가 냉각되어 엔진의 운전조건에 맞도록 흡입공기가 냉각되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 차실내를 냉방하기 위한 에어콘 시스템이 마련되는 엔진룸의 일측에 흡입공기의 온도를 낮추기 위한 인터쿨러가 흡기라인의 도중에 장착되는 구조에 있어서,

   상기한 인터쿨러(20)의 흡입공기라인(21)의 측면으로 에어콘 시스템의 콘덴서(17)를 통과한 고압의 냉매 중의 일부를 유도하여 인터쿨러(20)를 통과하는 흡입공기가 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러의 냉각성능 향상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 콘덴서(17)를 통과한 냉매가 인터쿨러(20) 측으로 유도되도록 안내하는 냉매라인(23)의 도중에는 오리피스(25)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러의 냉각성능 향상장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 오리피스(25)의 전방측에는 전자제어장치(30)의 제어에 의해 작동되는 체크밸브(26)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인터쿨러의 냉각성능 향상장치.