KR100203843B1 - 엔진 냉열사이클 시험장치 - Google Patents

엔진 냉열사이클 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진 냉열사이클시험장치에 관한 것으로서, 자동차엔진등의 실린더헤드부의 개스킷시험 등을 위하여 엔진(E)의 재킷과 유체관(2,3)으로 연결되는 수냉시스템(W')을 구비하는 엔진 냉열사이클시험장치에 있어서; 상기 장치는 엔진(E)과 수냉시스템(W')사이에 수온의 급속냉각 및 가열을 위하여 엔진측과 수냉시스템(W')의 독립된 유체회로를 구성, 제어하게 하는 급속냉각제어부(RC)를 부가적으로 더 구비하며, 상기 수냉시스템(W')은 열교환기(10)와 가열수단인 히터(11) 및 솔레노이드냉각수밸브(S1)을 가지는 유로관(P1,P2)에 냉각수가 공급되고, 상기 급속냉각제어부(RC)는 엔진(E)측과 수냉시스템(W')을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하여; 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치는 고온열충격시에 엔진과 수냉시스템(W')의 각각 독립하게 발열하게 함으로서 정상상태에서의 시험에 요구되는 수온에 최소의 열량으로 상승하게 하는 효과를 가지며 급속냉각제어부를 별도로 구성하여 수냉시스템과 연결하게 함으로서 측정 대상의 엔진에 따라서 다양하게 적용할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

Description

엔진 냉열사이클시험장치
제1도는 종래의 엔진 냉열사이클시험장치의 시험중의 수온의 온도사이클을 도시하는 그래프.
제2도는 종래의 엔진 냉열사이클시험장치의 구성을 도시하는 블록다이아그램.
제3도는 본발명의 엔진 냉열사이클시험장치의 시험중의 수온의 온도사이클을 도시하는 그래프.
제4도는 본발명의 엔진 사이클시험장치의 구성을 도시하는 블록다이아그램이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
E : 엔진 2,3 : 유체관
W' : 수냉시스템 RC : 급속냉각제어부
10 : 열교환기 11 : 히터
S1,S2,S3, . . : 솔레노이드냉각수밸브
본 발명은 엔진 냉열사이클시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차등의 엔진의 실린더헤드부의 개스킷부의 열시험 등을 위한 냉열사이클시험장치에 관한 것이다.
자동차용 등의 엔진의 설계에 있어서, 열사이클 특성, 특히 엔진헤드부의 캐스킷장착상태에서의 물성변화 등을 시험하기 위하여 소정의 사이클로서 엔진열을 조절제어하는 엔진 냉열사이클시험장치가 설계에서 요구된다.
종래의 상기한 엔진 냉열사이클시험장치는 냉각수등으로 엔진과 열교환되는 열교환기를 구비한 수냉시스템을 구비하여 이러한 열사이클의 시험을 행하고 있으나, 종래 구성의 엔진 냉열사이클시험장치는 엔진과 수연결되는 수냉시스템에 밸브를 구비한 관체를 유체연결하여 엔진에 가열 또는 냉각을 도모하고 있지만, 전체적으로 폐쇄된 단일의 유체회로를 구비하고 냉각수의 유입, 배출, 가열만으로 제어함으로서 열가열 및 냉각시에 전체 유체를 가열 또는 냉각하여야 하므로 에너지의 손실이 많고, 그 응답성도 지연됨으로서 실험의 신뢰도를 저하시키며, 본시험이외에 정상시험시에는 열용량이 작아도 무관하므로 상대적으로 히터가 대용량화되어 가격이 비싼 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 엔진 냉열사이클시험장치의 구성을 개선하여, 응답속도가 빠르며 또한 저렴하게 장착구성할 수 있게 하는 엔진 냉열사이클시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치는; 자동차엔진등의 실린더헤드부의 개스킷시험 등을 위하여 엔진의 재킷과 유체관으로 연결되는 수냉시스템을 구비하는 엔진 냉열사이클시험장치에 있어서; 상기 장치는 엔진과 수냉시스템사이에 수온의 급속냉각 및 가열을 위하여 엔진측과 수냉시스템의 독립된 유체회로를 구성, 제어하게 하는 급속냉각제어부를 부가적으로 더 구비하며, 상기 수냉시스템은 열교환기와 가열수단인 히터 및 솔레노이드냉각수밸브를 가지는 유로관에 냉각수가 공급되고, 상기 급속냉각제어부는 엔진측과 수냉시스테을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치를 종래의 구성과 비교하여 더욱 상세하게 설명한다.
제1도는 종래의 엔진 냉열사이클 시험장치의 시험중의 온도사이클을 도시하는 그래프, 제2도는 종래의 엔진 냉열사이클시험장치의 구성을 도시하는 블록 다이아그램,제3도는 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치의 시험중의 온도사이클을 도시하는 그래프, 제4도는 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치의 구성을 도시하는 블록 다이아그램이다.
제2도의 일반적인 종래 구성의 엔진 냉열사이클시험장치를 도시하는 구성도에서와 같이; 엔진(E)의 재킷과 연결되는 유체관(2,3)은 전체 수냉시스템(W)에 유체연결된다. 수냉시스템(W)은 통상적인 히터-코어어셈블리인 열교환기(10)와 가열수단인 히터(11) 및 유로개폐밸브(12,13), 솔레노이드냉각수밸브(14,15)를 구비하고 솔레노이드냉각수밸브(14,15)에는 냉각수가 공급되도록 구성된다.
상기의 수냉시스템(W)으로서; 정상테스트(Normal Test)시에는 솔레노이드 냉각수밸브(14,15)를 폐쇄하고, 유로개폐밸브(12,13)는 개방한 상태에서 시험을 행하게 되지만, 냉각열충격(Cool Shock) 상태에서는 상기와는 반대로 솔레노이드냉각수밸브(14,15)를 개방하고 유로개폐밸브(12,13)를 폐쇄함으로서 냉각수가 직접 엔진(E)의 재킷에 유입순환되도록 한다.
상기의 수냉시스템(W)으로의 정상테스트(Normal Test)와 냉각열충격(Cool Shock)의 과도기적인 중간상태인 고온충격(Hot Shock)의 경우에는 솔레노이드 냉각수밸브(14,15)를 폐쇄한 상태에서 유로개폐밸브(12,13)를 개방한 상태로 히터가 가열하여 수온을 상승시키게 된다.
상기의 수냉시스템(W)에 의한 시험시의 수온의 곡선을 제1도에 도시하고 있다.
상기의 수온곡선에서 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 냉각열충격(C:Cool Shock) 상태에서 고온충격(H:Hot Shock)을 실시하기 위해서는 전체 순환수를 순간적으로 가열하여야 하므로 단시간에 다량의 열용량이 요구되고 이에 따른 온도상승속도가 느리다(즉: 그래프에서 곡선 ` H '의 기울기가 완만해지므로.)
또한, 정상시험(N)시에는 항상 다량의 열용량이 가해진 상태에서 수행되어야 하므로 제작비가 상승하게 되는 문제점을 가지고 있었다. CV 는 온도곡선이다.
상기의 종래 구성의 엔진 냉열사이클시험장치의 문제점을 감안하여 안출된 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치를 제3도의 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치의 시험중의 온도사이클을 도시하는 그래프 및 제4도의 본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치의 구성을 도시하는 블록다이아그램과 함께 상세히 설명한다.
본 발명의 엔진 냉열사이클시험장치는; 종래 구성의 엔진(E)의 재킷과 유체관(2,3)으로 연결되는 다른 구성의 수냉시스템(W') 사이에 급속냉각제어부(RC)를 부가적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기의 수냉시스템(W')은 도시한 바와 같이, 히터-코어어셈블리인 열교환기 (10)와 가열수단인 히터(11) 및 솔레노이드냉각수밸브(S1)을 구비하고 유로관(P1,P2)는 냉각수가 공급된다.
급속냉각제어부(RC)의 구성은 하기와 같다.
엔진(E)의 재킷과 유체관(2,3)으로 연결되고 실제적으로 동일한 유체공급로인 유로관(20,21)의 하나의 유로관(20)에는 후술하는 유체회로를 구성하기 위하여 엔진(E)으로의 배설순서에 따라서, 온도센서(S), 수압캡(C), 드레인부(D)로 배출되는 분지유로관(22)에 솔레노이드밸브(S2), 또하나의 솔레노이드밸브(S3) 및 역루방지밸브(R3)를 배설하여 엔진의 재킷으로 유입하고, 다른 유로관(21)에는 역류방지밸브(R4), 솔레노이드밸브(S4), 워터펌프(P)를 배설하여 히터(11)로 유입하고 분지되어 냉각수로(CW)로 연결되는 분지유로관(23)을 구비하여 역류방지용밸브(R5)와 솔레노이드밸브(S5)를 구비한다.
상기 유로관(20)과 유로관(21)사이에는 각각 솔레노이드밸브(S6,S7)와 역류 방지밸브(R6,R7)를 배설하여 구성한다.
상기의 구성의 본발명의 엔진 냉열사이클시험장치의 작동을 설명한다.
냉각열충격(Cool Shock) 상태에서는; 유체적으로 폐쇄된 냉각회로를 구성하기 위하여 분지유로관(22)의 솔레노이드밸브(S2), 분지유로관(23)의 솔레노이드 밸브(S5) 및 솔레노이드밸브(S7)를 개방한다.
이상태에서는 엔진(E)과 냉각수의 공급이 폐쇄된 회로를 구성하고 수냉시스템(W)도 독립된 폐쇄회로를 구성하면서 수온을 상승시키게 되며 냉각수의 효율적인 시험사용을 가능하게 한다.
고온 충격(Hot Shock)의 경우는; 유로관(20)과 유로관(21)사이의 솔레노이 드밸브(S6,S7)만이 개방되고 워터펌프(P)가 구동하게 된다. 이렇게 함으로서 엔진측의 냉각수는 엔진 자체의 발열에 의하여 온도가 상승하면서 수냉시스템(W)에서는 독립된 상태로서 역시 수온이 상승하여 다음 정상모드시에 엔진측 냉각수와 혼합되어 소정의 시험온도에 용이하게 이르도록 하는 효과를 가진다.
목적으로 하는 정상테스트에서는;
유로관(20,21) 상의 각 밸브인 솔레노이드밸브(S3), 솔레노이드밸브(S4)만이 개방된 상태로 있게 되어 엔진측과 수냉시스템(W)은 유체유동하여 열교환이 이루어지는 것이다.
이 경우, 수냉시스템(W')의 솔레노이드냉각수밸브(S1)는 유로관(20)의 배출단부의 온도센서(S)의 측정온도에 따라서 ON / OFF 반복하게하여 수온을 최적상태로 유지하게 하는 역할을 한다. 수압캡(C)은 유로관내에 발생가능한 기포의 배출을 위한 것이다.
상기와 같이 구성되는 본발명의 엔진 냉열사이클시험장치는 고온열충격시에 엔진과 수냉시스템(W')의 각각 독립하게 발열하게 함으로서 정상상태에서의 시험에 요구되는 수온에 최소의 열량으로 상승하게 하는 효과를 가지며 급속냉각제어부를 별도로 구성하여 수냉시스템과 연결하게 함으로서 측정대상의 엔진에 따라서 다양하게 적용할 수 있게 한다.
본 발명에 의한 수온곡선이 제3도에 도시되어 있으며, 냉각열충격(C:Cool Shock) 상태이후의 고온충격(H:Hot Shock)시에 온도의 상승이 빠르게 이루어지고 (즉: 그래프에서 곡선 ` H ' 의 기울기가 급경사상향으로 이루어지고) 온도의 터불런스(Tb)가 최소회되는 작용효과를 가진다.

Claims (7)

  1. 자동차엔진등의 실린더헤드부의 개스킷열시험 등을 위하여 엔진(E)의 재킷과 유체관(2,3)으로 연결되는 수냉시스템(W')을 구비하는 엔진 냉열사이클시험장치에 있어서 : 상기 장치는 엔진(E)과 수냉시스템(W') 사이에 수온의 급속냉각 및 가열을 위하여 수냉시스템(W')의 엔진측과 독립된 유체회로를 개폐구성하여 제어하는 급속냉각제어부(RC)를 부가적으로 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클시험장치.
  2. 엔진(E)과 수냉시스템(W')사이에 수온의 급속냉각 및 가열을 위하여 엔진측과 수냉시스템(W')의 독립된 유체회로를 구성, 제어하게 하는 급속냉각제어부(RC)를 가지는 엔진 냉열사이클시험장치에 있어서; 상기 수냉시스템(W')은 열교환기(10)와 가열수단인 히터(11) 및 솔레노이드 냉각수밸브(S1)을 가지는 유로관(P1,P2)에 냉각수가 공급되고, 상기 급속냉각제어부(RC)는 엔진(E)측과 수냉시스템(W')을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클시험장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 엔진(E)측과 수냉시스템(W')을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어수단은, 엔진(E)의 재킷과 유체관(2,3)으로 연결되고 실제적으로 동일한 유체공급유로인 유로관(20,21)의 하나의 유로관(20)에는 진입순서에 따라서, 온도센서(S), 수압캡(C), 드레인부(D)로 배출되는 분지유로관(22)에 솔레노이드 밸브(S2), 또하나의 솔레노이드밸브(S3) 및 역류방지밸브(R3)를 배설하여 엔진의 재킷으로 유입하고, 다른 유로관(21)에는 역류방지밸브(R4), 솔레노이드밸브(S4), 워터펌프(P)를 배설하여 히터(11)로 유입하고 분지되어 냉각수로(CW)로 연결되는 분지유로관(23)을 구비하여 역류방지용밸브(R5)와 솔레노이드밸브(S5)를 구비하며, 상기 유로관(20)과 유로관(21)사이에는 각각 솔레노이드밸브(S6,S7)와 역류 방지밸브(R6,R7)를 배설하여 구성하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클 시험장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 엔진(E)측과 수냉시스템(W')을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어 냉각열충격(Cool Shick) 상태에서는 분지유로관(22)에 솔레노이드밸브(S2), 분지유로관(23)의 솔레노이드밸브(S5) 및 솔레노이드밸브(S7)를 개방하여 엔진(E)과 냉각수의 공급 및 수냉시스템(W')을 독립된 폐쇄회로를 구성하여 유체순환하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클시험장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 엔진(E)측과 수냉시스템(W')을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어의 고온충격(Hot Shock)의 경우는; 유로관(20)과 유로관(21)사이의 솔레노이드밸브(S6,S7)만이 개방되고 워터펌프(P)가 구동하게 하여 엔진측의 냉각수는 엔진 자체의 발열에 의하여 온도가 상승하게 하고, 수냉시스템(W')에서는 독립된 상태로 수온이 상승하게하여 정상모드시에 엔진측 냉각수와 혼합되게 하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클시험장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 엔진(E)측과 수냉시스템(W')을 독립적으로 가열, 냉각하는 유로제어의 정상시험상태에서는; 유로관(20,21) 상의 솔레노이드밸브(S3), 솔레노이드밸브(S4)만을 개방하여 엔진측과 수냉시스템(W)은 유체유동하여 열교환이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클시험장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 급속냉각제어부(RC)는 엔진(E) 및 수냉시스템(W')과 독립적으로 구성된 유니트로서 착탈가능한 것을 특징으로 하는 엔진 냉열사이클시험장치.
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