KR100203178B1

KR100203178B1 - 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치

Info

Publication number: KR100203178B1
Application number: KR1019960063009A
Authority: KR
Inventors: 최종혁; 임광재
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980044862A

Abstract

본 발명은 엔진의 회전수 변화에 따른 크랭크 샤프트의 비틀림 진동량을 정확히 측정하여 엔진 개발에 자료로 사용할 수 있도록 한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치를 제공한다. 이러한 본 발명은 제피측정체인 엔진을 제어하기 위한 다이너모와, 상기 엔진의 풀리 록 볼트 부분에 장착되어 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 검출하는 검출기와, 상기 진동 검출기로부터 출력되는 파형의 원신호와 직선의 중심 주파수를 전기적인 신호로 출력하는 토셔널 바이브레이션 어댑터와, 상기 토셔널 바이브레이션 어댑터로부터 출력되는 2개의 신호 위상차로부터 비틀림 진폭을 구하는 토셔널 앵글 컨버터와, 엔진의 회전수를 감지하기 위한 것으로써 회전수 검출이 가능한 부위에 부착된 반사 마크 및 이와 정면이 되도록 설치되는 화이버 센서를 갖는 엔진 회전수 감지수단과, 상기 엔진 회전수 감지수단의 화이버 센서를 통해 엔진 회전수를 검출하는 옵트-멀티메터와, 상기 토셔널 앵글 컨버터로부터 비틀림 신호를 받음과 동시에 옵트-멀티메터로부터 엔진 회전수 신호를 받아 비틀림 진폭을 회전수 변화에 따라 추적해 가는 분석을 수행하는 FFT 어널라이저와, 상기 FFT 어널라이저에 연결된 플로터를 구비하여 구성된다.

Description

크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치

본 발명은 엔진의 회전수 변화에 따른 크랭크 샤프트의 비틀림 진동량을 정하는 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치에 관한 것이다.

차량용 엔진을 개발함에 있어서는 엔진을 이루는 각 구성 부품의 비틀림 진동이나 그 밖의 다른 특정 데이터를 자료로 이용하고 있다. 이들 측정 데이터는 엔진의 성능 향상을 위하여 필요한 것으로써, 특히 엔진의 회전수 변화에 따른 크랭크 샤프트의 비틀림 진동은 엔진의 개발에 있어서, 매우 중요한 인자로 작용한다.

종래에는 크랭크 샤프트의 엔진 회전수 변화에 따른 비틀림 진동을 측정할 수 있는 특별한 장치가 없어, 경험측에 의존하거나 이를 배제시킨 상태에서 엔진을 개발함으로써 새로운 엔진의 성능 향상 측면에서 단점으로 작용하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 엔진의 회전수 변화에 따른 크랭크 샤프트의 비틀림 진동량을 정확히 측정하여 엔진 개발에 자료로 사용할 수 있도록 한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치의 구성을 보인 계통도.

제2도는 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치의 연결 방법을 보인 계통도.

제3도는 본 발명의 진동 검출기를 엔진에 장착하는 방법을 나타낸 분해 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 다이너모

3 : 진동 검출기 4 : 반사 마크

5 : 화이버 센서 6 : 토셔널 바이브레이션 어댑터

7 : 토셔널 앵글 컨버터 8 : 옵트-멀티메터

9 : FFT 어널라이저 10 : 플로터

11 : 진동 검출기 장착 지그 12 : 고정 너트

상기와 같은 본 발명의 목적은, 피측정체인 엔진을 제어하기 위한 다이너모와, 상기 엔진의 풀리 록 볼트 부분에 장착되어 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 검출하는 검출기와, 상기 진동 검출기로부터 출력되는 파형의 원신호와 직선의 중심 주파수를 전기적인 신호로 출력하는 토셔널 바이브레이션 어댑터와, 상기 토셔널 바이브레이션 어댑터로부터 출력되는 2개의 신호 위상차로부터 비틀림 진폭을 구하는 토셔널 앵글 컨버터와, 엔진의 회전수를 감지하기 위한 것으로써 회전수 검출이 가능한 부위에 부착된 반사 마크 및 이와 정면이 되도록 설치되는 화이버 센서를 갖는 엔진 회전수 감지수단과, 상기 엔진 회전수 감지수단의 화이버 센서를 통해 엔진 회전수를 검출하는 옵트-멀티메터와, 상기 토셔널 앵글 컨버터로부터 비틀림 신호를 받음과 동시에 옵트-멀티메터로부터 엔진 회전수 신호를 받아 비틀림 진폭을 회전수 변화에 따라 추적해 가는 분석을 수행하는 FFT 어널라이저와, 상기 FFT 어널라이저에 연결된 플로터를 구비하여, 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 측정하는 것을

특징으로 하는 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치를 제공함으로써 달성된다.

이와 같은 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치는, 먼저 피측정체인 엔진을 다이너모에 장착함과 아울러 이 엔진에 진동 검출기와 반사 마크 및 화이버 센서를 별도의 지그를 이용하여 장착한 다음, 각각의 구성 부품을 기기에 연결하고, FFT 어널라이저에 측정 조건을 입력하여 엔진의 시동을 건 후 회전수를 변화시켜 가면서 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 측정한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

첨부한 제1도는 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치의 구성을 보인 계통도 이고, 제2도는 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치의 연결 방법을 보인 계통도 이며, 제3도는 본 발명의 진동검출기를 엔진에 장착하는 방법을 나타낸 분해 단면도이다.

도면에서 참조 부호 1은 피측정체인 엔진으로서, 이 엔진(1)에는 다이너모(2)가 연결되어 엔진을 컨트롤 하도록 되어 있다.

또한, 상기 엔진(1)의 풀리 록크 볼트 부분에는 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 검출하기 위한 진동 검출기(3)가 장착되어 있고, 아울러 엔진의 회전수 검출이 가능한 부위에는 반사 마크(4)가 부착되어 있으며, 이의 정면에 화이버 센서(5)가 일정 거리와 각도를 유지하여 부착되어 엔진의 회전수를 감지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 진동 검출기(3)에는 이 진동 검출기(3)로부터 출력되는 파형의 원신호와 직선의 중심 주파수를 전기적인 신호 형태로 출력하는 토셔널 바이브레이션 어댑터(6)가 연결되어 있고, 이 토셔널 바이브레이션 어댑터(6)는 이로부터 출력되는 2개의 신호 위상차로부터 비틀림 진폭을 구하는 토셔널 앵글 컨버터(7)와 연결되어 있다.

한편, 상기한 화이버 센서(5)는 이 센서(5)를 통해 엔진의 회전수를 검출하는 장치인 옵터-멀티메터(8)에 연결되어 있다.

그리고, 상기한 토셔널 앵글 컨버터(7)와 옵트-멀티메터(8)는 FFT 어널라이저(9)에 연결되어 있는 바, 이 FFT 어널라이저(9)는 상기 토셔널 앵글 컨버터(7)로부터 비틀림 신호를 받음과 동시에 옵트-멀티메터(8)로부터 엔진의 회전수 신호를 받아 비틀림 진폭을 회전수 변화에 따라 추적해 가는 RPM 트랭킹 분석을 수행하는 역할을 하게 된다.

상기 FFT 어널라이저(9)에는 최종 측정 결과를 출력하기 위한 플로터(10)가 연결되어 있다.

이와 같은 구성에서 상기 진동 검출기(3)는 제3도에 나타낸 바와 같이, 별도의 지그(11)를 이용하여 풀리 록크 볼트 부분에 끼운 다음 너트(12)를 체결하여 고정하도록 되어 있다.

그리고, 반사 마크(4)와 화이버 센서(5)를 설치함에 있어서는 그의 거리와 각도에 따라 감도가 틀려지므로 엔진에 맞는 적절한 거리 및 각도의 조정이 선행되어야 하는 바, 이것은 옵트-멀티미터에 있는 게인과 레벨로 조절할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 토셔널 바이브레이션 어댑터(6)는 컷-어프(CUT-OFF) 주파수를 이용하는 바, 이것은 주파수 변동(회전수 변동)에 대한 중심 주파수 신호의 추종속도로써, 다음과 같은 3가지 중에서 선택하는데, 자동차용 엔진은 F를 선택한다.

(1)S(SLOW) : 2Hz

(2)M(MIDDLE) : 5Hz

(3)F(FAST) : 17Hz

그리고, 상기한 RPM 트래킹 분석은 FFT 어널라이저에 내장된 소프트 웨어에 의해 수행되는 바, 메뉴 버튼을 누르면서 트랙킹 파라메터와 트랙킹 컨디션을 이풋 데이터를 측정 엔진에 맞게 입력할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치를 이용하여 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 측정하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 엔진을 다이너모에 장착한다.

그런 다음, 엔진에 진동 검출기와 회전수 검출을 위한 반사 마크 및 화이버 센서를 별도의 지그를 이용하여 장착한다.

이후, 상기와 같이 장착된 각각의 구성 부품과 측정 기기, 예컨대 토셔널 바이브레이션 어댑터, 토셔널 앵글 컨버터, 옵트-멀티메터 및 FFT 어널라이저를 서로 관련되는 작용을 하도록 연결한다.

그런 다음 측정 엔진에 적절한 트랙킹 파라메터와 컨디션 등을 FFT 어널라이저에 입력하고, 엔진의 시동을 건 후 회전수를 변화시키면서 크랭크 샤프트의 비틀림 진동의 측정을 수행한다.

이와 같이, 엔진의 크랭크 샤프트 비틀림 진동을 측정하여 엔진의 개발에 유용한 자료로 이용할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 엔진의 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 회전수 변화에 따라 측정하여 엔진 개발시 도움이 될 수 있는 자료로써 유용하게 이용할 수 있어, 보다 성능이 향상된 엔진을 개발할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 의한 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통산의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

피측정체인 엔진을 제어하기 위한 다이너모와, 상기 엔진의 풀리 록 볼트 부분에 장착되어 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 검출하는 검출기와, 상기 진동 검출기로부터 출력되는 파형의 원신호와 직선의 중심 주파수를 전기적인 신호로 출력하는 토셔널 바이브레이션 어댑터와, 상기 토셔널 바이브레이션 어댑터로부터 출력되는 2개의 신호 위상차로부터 비틀림 진폭을 구하는 토셔널 앵글 컨버터와, 엔진의 회전수를 감지하기 위한 것으로써 회전수 검출이 가능한 부위에 부착된 반사 마크 및 이와 정면이 되도록 설치되는 화이버 센서를 갖는 엔진 회전수 감지수단과, 상기 엔진 회전수 감지수단의 화이버 센서를 통해 엔진 회전수를 검출하는 옵트-멀티메터와, 상기 토셔널 앵글 컨버터로부터 비틀림 신호를 받음과 동시에 옵트-멀티메터로부터 엔진 회전수 신호를 받아 비틀림 진폭을 회전수 변화에 따라 추적해 가는 분석을 수행하는 FFT 어널라이저와, 상기 FFT 어널라이저에 연결된 플로터를 구비하여, 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 크랭크 샤프트 비틀림 진동 측정장치.