KR100222501B1 - 리이크테스터 및 리이크테스트방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관에 있어서의 연료공급장치 등의 피검사체의 기밀성을 검사하는 리이크테스터(leak tester) 및 리이크테스트(leak test) 방법에 관한 것으로서, 내부에서 누설이 있는 장치라도, 장치의 외부로의 누설의 유무를 확실히 검출할 수 있게 하는 것을 과제로 한 것이며, 그 해결수단으로서, 내부에 빈틈부분을 가진 피검사체(1)에 유체압을 인가해서 피검사체(1)의 밀폐성을 검사하는 리이크테스터에 있어서, 피검사체(1)와 대략 동일한 내부용적을 가진 마스터(2)와, 피검사체(1)와 마스터(2)에 대략 동일압의 유체를 공급하는 압력원(3)과, 압력원(3)에 의해 피검사체(1)에 공급된 유체압과 마스터(2)에 공급된 유체압과의 압력차를 측정하는 제1측정장치(4)와, 피검사체(1)의 내부에서 리이크한 유체량을 측정하는 제2측정장치(5)를 구비하고, 제1측정장치(4)와 제2측정장치(5)와의 측정결과의 차에 의거해서 피검사체(1)의 외부로의 누설의 유무를 검출하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

리이크테스터 및 리이크테스트방법

본 발명은, 내연기관에 있어서의 연료공급장치 등의 피검사체의 기밀성을 검사하는 리이크테스터 및 리이크테스트방법에 관하여, 특히, 내부에 누설부분이 존재하는 피검사체나, 충분한 내압성능을 가지고 있지 않는 부분을 가진 피검사체를 사용해서 호적한, 리이크테스터 및 리이크테스트방법에 관한 것이다.

종래부터, 내연기관의 연료공급장치에서는, 기밀성(또는 액밀성)이 충분히 확보되어 있는지 여부를 확인하기 위해서 리이크테스트가 행하여지고 있다.

이 리이크테스트는, 통상적으로는 실린더헤드에 인젝터 등을 장착해서, 연료공급장치를 어셈블리한 상태로 행해진다. 또한, 이하에서는, 이와 같이 어셈블리 상태가 된 연료공급장치를 워크(work)라고 한다.

그리고, 통상적으로는, 이하와 같은 리이크테스터를 사용해서 리이크테스트가 행하여진다. 여기서, 리이크테스터는, 워크와 동일한 용적을 가지고, 밀폐상태로 형성된 중공(中空)용기(이하, 이것을 마스터라고 칭한다)와, 이들 워크 및 마스터에 각각 동일압력의 유체압(예를 들면, 에어압)을 공급하는 압력원(에어탱크)과, 상기 마스터와 워크와의 사이의 내부압력차를 측정하는 차압(差壓)리이크테스터를 구비하고 있다.

그리고, 워크와 마스터에 동시에 에어압을 공급하였을 경우, 워크에 유체의 누설이 있으면, 마스터와 워크와의 사이에 차압이 발생하고, 이 차압이 차압리이크테스터에 의해 검출되는 것이다. 그리고, 이에 의해, 상기의 연료공급장치의 기밀성을 확인할 수 있는 것이다.

그러나, 상기 워크의 내부에 빈틈이 존재하고, 상기 빈틈에 의해 유체의 내부누설이 발생하는 경우, 이 누설이 상기 차압에 영향을 미쳐서, 기밀성을 정확히 확인할 수 없다. 이것을 연료공급장치의 예에서 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 최근에는, 주로 가솔린을 연료로하는 내연기관(이하, 가솔린엔진이라고 칭한다)에 있어서도, 디이젤엔진과 마찬가지로, 연료를 직접 실린더내에 분사하는 연료직접분사식 내연기관 또는 기통내분사식 내연기관이 제안되고 있다.

이와 같은 기통내분사식 내연기관에서는, 기관의 운전상태에 따라서 연료분사 타이밍을 크게 변경하는 것이 가능해지고, 기관의 성능을 향상시키면서 배출가스를 저감할 수 있게 된다.

그러나, 예를 들면 압축행정시에 연료를 분사하는 경우는, 높은 연료분사압력이 필요하고, 또, 과급기구를 구비한 기관에서는, 과급시에 과급압에 따라서 높은 연료분사압력이 요구된다.

그래서, 기통내분사식 내연기관에 있어서의 연료공급장치는, 충분히 높은(예를 들면 수 10기압정도) 연료분사압력을 얻을 수 있도록 연료탱크내의 저압연료펌프에 의해 가압된 연료를 고압연료펌프에 의해 또 가압해서 연료분사밸브에 공급하도록 구성되어 있다.

이 고압연료펌프에는, 기관구동식펌프(이하, 엔진구동펌프라고 칭한다)가 사용되고 있고, 당연히, 엔진의 작동과 직접 연동해서 작동하고, 엔진의 회전속도에 따른 토출유량을 발생하고, 토출압은 레귤레이터에 의해 소정압에 조정되도록 되어 있다.

또, 연료공급장치에 있어서의 연료통로에는, 고압연료펌프로부터 송출된 연료의 역류를 방지하도록 체크밸브가 설치되어 있다.

그런데, 이와 같은 기통내분사식 내연기관에 있어서의 연료공급장치에 있어서도, 제2도에 표시한 바와 같이, 상기의 리이크테스트와 마찬가지로 리이크테스트를 행하는 것을 생각할 수 있다.

즉, 딜리버리파이프(6A)에 인젝터(6)나 레귤레이터(21)를 장착하고, 또, 고압연료펌프(8)를 장착한 워크(피검사체)(1)와 마스터(2)를 공급압력원(3)에 접속하고, 이 공기압력원(3)에 의해 가압된 공기를 워크(1)와 마스터(2)에 동시에 공급하여, 노설의 발생을 차압리이크테스터(4)에 의해 검출함으로써 리이크테스트를 행하는 것이다. 또한, 이 경우, 레귤레이터(21)의 하류쪽 및 인젝터(6)의 선단부를 폐색하여, 가압에어가 빠져나가지 않도록 하는 것이다.

그런데, 기통내분사식 내연기관에 있어서의 연료공급장치에서는, 연료공급장치내의 연료압력은 고압이 되기 때문에, 리이크테스트도 고압상태에서 행할 필요가 있다.

그러나, 상기와 같은 기통내분사식 내연기관의 연료공급장치에 설치된 고압연료펌프(8)는 엔진에 의해 구동되는 것으로써 연료를 고압상태로 가압할 수 있으나, 펌프의 외압으로부터(특히, 펌프의 상류쪽으로부터) 고압의 작동유체가 작용하면, 오일시일부등이 손상되는 것을 생각할 수 있다.

즉, 이 고압연료펌프(8)의 상류쪽으로부터 펌프의 토출압과 동등한 압력의 작동유체가 작용하면, 통상의 사용할 때에는 고압이 작용하지 않는 부분에까지 고압이 걸리는 것으로 되나, 이와 같은 부분은, 통상적으로는 고압상태로는 되지 않으므로 충분한 내압성능을 가지고 있지 않다. 이 때문에, 통상의 리이크테스트와 마찬가지로, 고압연료펌프(8)의 상류쪽으로부터 고압을 인가하면, 고압연료펌프(8)가 손상되어 버리는 것을 생각할 수 있다.

그래서, 이와 같은 사태를 회피하자면, 공기압력원(3)을 레귤레이터(21)의 하류쪽의 연료통로에 접속해서, 연료의 공급방향과는 반대방향으로 가압에어를 공급하는 것으로써 리이크테스트를 행하는 것을 생각할 수 있다.

즉, 고압연료펌프(8)의 하류쪽의 연료통로에는, 상기한 바와 같이 연료의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 설치되어 있으므로, 고압연료펌프(8)의 하류쪽으로부터 가압에어를 공급하면, 고압연료펌프(8)를 손상할 염려도 당연히 없어질 것이다.

그러나, 상기한 체크밸브는, 통상적으로는 스틸볼(체크볼)과 스틸시이트로 구성되어 있고, 이 때문에, 연료공급방향과는 반대방향에 대해서도 근소하게 누설이 발생하는 경우가 있다.

이 때문에, 연료공급장치로부터 외부로의 누설(이것을 외부리이크라고 한다)을 검출하자면, 이와 같은 테스트시에만 체크밸브등에서 발생하는 누설(이것을 내부리이크라고 칭한다)에 대해서도 파악해서, 이것을 고려하지 않으면 안된다.

그러나, 상기의 리이크테스트로는, 이와 같은 내부누설을 파악할 수 없고, 연료공급장치로부터의 외부누설의 유무를 정확하게 판정할 수 없다고 하는 과제가 있다.

또한, 일본국 특개평 7-49286호 공보에는, 엔진의 리이크테스트방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술은, 에어의 블로바이량을 함유한 에어의 누설량으로부터 에어의 블로바이량을 감산함으로써 실질의 에어누설량을 구하는 것이나, 상기와 같은 내부누설에 대해서는 고려되어 있지 않고, 따라서, 내부누설이 있는 것으로는 외부누설의 유무를 확실하게 검출할 수 있는 것은 아니다.

또, 일본국 특개평 7-92052호 공보에 중공용기의 기밀성검사방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술은, 중공용기내 및 기준탱크내의 각각의 압력의 차압(差壓)을 검지하고, 이 차압을 보정해서 연료탱크의 누설에 의한 내부압력저하분을 측정하고, 이 내부압력저하분에 의거해서 연료탱크로부터의 누설의 유무를 판정하도록 한 것으로서, 역시, 상기와 같이 내부누설이 있는 것으로는, 외부누설의 유무를 확실히 검출할 수 있는 것은 아니고, 상기의 과제를 해결할 수 있는 것은 아니다.

본 발명은, 이와 같은 과제에 비추어서 창안된 것으로서, 내부에 누설이 있는 장치이더라도, 장치의 외부로의 누설의 유무를 확실하게 검출할 수 있도록 한, 리이크테스터 및 리이크테스트방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명의 일실시형태의 리이크테스터를 표시하는 모식적인 회로도.

제2도는 일반적인 리이크테스터를 표시한 모식적인 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 워크(피검사체)로서의 연료공급장치 2 : 마스터

3 : 공기압력원(압력원)

4 : 차압리이크테스터(제1측정장치) 5 : 유량계(제2측정장치)

6 : 인젝터(연료분사장치) 6A : 딜리버리파이프

7 : 연료통로 7A : 연료공급통로

7B : 연료복귀통로 8 : 고압연료펌프

9, 14, 15 : 체크밸브 10 : 전자(電磁)절환밸브

11 : 고압레귤레이터 12,16 : 연료필터

19,20 : 바이패스통로 21 : 레귤레이터

이 때문에 본 발명의 제1발명의 리이크테스터는, 제1 및 제2의 개구와 상기 양 개구사이에 형성된 틈새부분을 포함하는 검사대상의 밀폐성을 검사하는 리이크테스터(leak tester)에 있어서, 상기 리이크테스터는, 이하를 포함한다 :

상기 검사대상과 대략 동일한 내부용적을 가진 마스터(master) : 상기 검사대상과 상기 마스터에 소정압의 유체를 공급하는 압력원, 상기 압력원은 상기 제1개구를 개재해서 상기 검사대상에 유체를 공급하는 : 상기 검사대상내에 있어서의 상기 유체의 압력과 상기 마스터내에 있어서의 상기 유체의 압력과의 차압을 측정하는 제1측정장치 : 및 상기 검사대상의 제2개구로부터 유출하는 상기 유체의 량을 측정하는 제2측정장치, 여기서, 상기 리이크테스터는, 상기 차압 및 상기 유출량에 의거하여 상기 검사대상의 상기 제2개구 이외로부터의 누설(leak)을 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제2발명의 리이크테스터는, 본 발명의 제1발명의 구성에 있어서, 상기 검사대상은, 적어도 상기 제1개구로부터 제2개구에의 연통을 차단하는 차단부재를 포함하고, 상기 제2측정장치는, 상기 차단부재로부터 누설한 유체의 유출량을 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제3발명의 리이크테스터는, 본 발명의 제2발명에 있어서, 상기 검사대상은, 상기 차단부재의 상기 제1개구쪽을 이루는 고압부와, 상기 차단부재의 상기 제2개구쪽을 이루는 저압부를 포함하고, 상기 고압부에 있어서의 허용압력이 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제4발명의 리이크테스터는, 본 발명의 제1발명에 있어서, 상기 검사대상은 자동차용 내연기관에 사용되는 연료공급장치이며, 상기 연료공급장치는, 연료를 가압하는 연료펌프(pump)와, 상기 연료펌프에 의해 가압된 연료를 연료분사장치에 공급하는 연료통로와, 상기 연료펌프와 상기 연료분사장치와의 사이에 배설되고, 상기 연료펌프로부터 송출된 연료의 역류를 방지하는 체크밸브와, 상기 연료분사장치에 있어서의 잉여연료를 연료탱크로 되돌리는 연료복귀통로를 포함하고, 상기 압력원은 상기 제1개구를 개재해서 상기 연료복귀통로에 접속되어서 상기 연료공급장치의 하류쪽으로부터 상류쪽을 향해서 상기 유체를 공급하고, 상기 제2측정장치는 상기 제2개구를 개재해서 상기 연료펌프의 상류쪽에 접속되어서 상기 연료펌프의 상류쪽으로 유출하는 유체의 량을 측정하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제5발명의 리이크테스터는, 본 발명의 제4발명에 있어서, 상기 연료펌프의 상기 연료분사장치쪽에 있어서의 허용압력이, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제6발명의 리이크테스터는, 본 발명의 제4발명에 있어서, 상기 연료분사장치는 상기 내연기관의 연소실에 직접연료를 분사하는 고압연료분사밸브로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제7발명의 리이크테스터는, 본 발명의 제1발명에 있어서, 상기 유체는 공기인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제8발명의 리이크테스트방법은, 제1 및 제2개구와 상기 양 개구사이에 형성된 틈새부분을 포함하는 검사대상의 밀폐성을 검사하는 리이크테스트방법으로써, 상기 방법은, 이하의 스텝(Step)을 포함한다; 상기 검사대상에 상기 제1개구를 개재해서 소정압의 유체를 공급하는 스텝; 마스터에 상기 소정압의 유체를 공급하는 스텝, 상기 마스터는 상기 검사대상과 대략 동일한 내부용적을 가진다 : 상기 검사대상내에 있어서의 상기 유체의 압력과 상기 마스터내에 있어서의 상기 유체의 압력과의 차압을 측정하는 스텝 : 및 상기 검사대상의 제2개구로부터 유출하는 상기 유체의 량을 측정하는 스텝, 여기서, 상기 방법은, 상기 차압 및 상기 유출량에 의거하여 상기 검사대상의 상기 제2개구이외로부터의 누설을 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제9발명의 리이크테스트방법은, 본 발명의 제8발명에 있어서, 상기 검사대상은, 적어도 상기 제1개구로부터 제2개구에의 연통을 차단하는 차단부재를 포함하고, 상기 유체량을 측정하는 스텝은, 상기 차단부재로부터 누설한 유체의 유출량을 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제10발명의 리이크테스트방법은, 본 발명의 제9발명에 있어서, 상기 검사대상은, 상기 차단부재의 상기 제1개구쪽을 이루는 고압부와, 상기 차단부재의 상기 제2개구쪽을 이루는 저압부를 포함하고, 상기 고압부에 있어서의 허용압력이 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제11발명의 리이크테스트방법은, 본 발명의 제8발명에 있어서, 상기 검사대상은 자동차용 내연기관에 사용되는 연료공급장치이며, 상기 연료공급장치는, 이하를 포함한다; 연료를 가압하는 연료펌프; 상기 연료펌프에 의해 가압된 연료를 연료분사장치에 공급하는 연료통로; 상기 연료펌프와 상기 연료분사장치와의 사이에 배설되고, 상기 연료펌프로부터 송출된 연료의 역류를 방지하는 체크밸브 및 상기 연료분사장치에 있어서의 잉여연료를 연료탱크에 되돌리는 연료복귀통로, 여기서, 상기 유체를 공급하는 스텝은 상기 연료공급장치의 하류쪽으로부터 상류쪽을 향해서 상기 유체를 공급하고, 상기 유체량을 측정하는 스텝은 상기 연료펌프의 상류쪽으로 유출하는 물체의 량을 측정하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제12발명의 리이크테스트방법은, 본 발명의 제11발명에 있어서, 상기 연료펌프의 상기 연료분사장치쪽에 있어서의 허용압력이, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제13발명의 리이크테스트방법은, 본 발명의 제11발명에 있어서, 상기 연료분사장치는 상기 내연기관의 연소실에 직접 연료를 분사하는 고압연료분사밸브로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제14발명의 리이크테스트방법은, 본 발명의 제8발명에 있어서, 상기 유체는 공기인 것을 특징으로 하고 있다.

이하, 도면에 의해, 본 발명의 일실시형태에 대해서 설명하면, 제1도는 본 발명의 일실시형태에 관한 리이크테스터를 표시한 모식적인 회로도이다.

제1도에 있어서, (1)은 워크(피검사체)로서의 연료공급장치, (2)는 마스터, (3)은 공기압력원, (4)는 차압리이크테스터(제1측정장치), (5)는 유량계(제2측정장치), (6)은 연료분사장치로서의 연료분사밸브(이하, 인젝터라고 칭한다), (7)은 연료통로, (8)은 연료통로(7)의 상류부에 설치된 고압연료펌프, (9), (14), (15)는 체크밸브, (10)은 전자절환밸브(솔레노이드밸브), (11)은 고압레귤레이터, (12), (16)은 연료필터, (13), (17), (18)은 스퀴즈(squeese)이다.

먼저, 본 발명의 일실시형태의 리이크테스터에 있어서, 워크가 되는 연료공급장치(1)에 대해서 설명한다. 또한, 설명중

상류쪽

및

하류쪽

은, 각각 연료공급장치의 통상의 사용상태에 있어서의

상류쪽

및

하류쪽

을 의미한다.

이 연료공급장치(1)는, 연료를 실린더내(연소실내)에 직접 분사하는 연료직접분사식 내연기관(기통내분사식 내연기관)에 구비되고, 제1도에 표시한 바와 같이, 인젝터(6)와 연료탱크(도시생략)와의 사이를 연락하는 연료통로(7)가 배설되어 있고, 이 연료통로(7)에는 연료탱크로부터 인젝터(6)에 연료를 이송하는 연료공급통로(7A)와 인젝터(6)에 의해 분사되지 않는 잉여연료를 연료탱크로 되돌리는 연료복귀통로(7B)로 구성되어 있다. 또, 연료공급통로(7A)에는 고압연료펌프(8)가 구비되어 있다. 또, 인젝터(6)에는 딜리버리파이프(6A)를 통과해서 연료를 공급하게 되나, 여기서는, 딜리버리파이프(6A) 자체도 연료통로(7)의 일부라고 생각한다.

인젝터(1)는 엔진회전수나 흡입공기량 등에 따라서, 소요의 타이밍으로 또한 소요의 연료분사량을 얻을 수 있도록, 그 작동을 컴퓨터 제어되도록 되어 있다.

고압연료펌프(8)는, 저압연료펌프(도시생략)로부터 토출된 연료를 수 10기압 정도까지 가압하는 것으로서, 연료필터(12)에 의해 연과된 연료를 딜리버리파이프(6A)쪽으로 송출한다. 이에 의해, 고압연료펌프(8)의 상류쪽의 연료압력이, 예를 들면 50기압 정도까지 가압된다.

이 고압연료펌프(8)에는, 펌프효율이나 코스트면에서 전동식펌프보다도 유리한 예를 들면 왕복동형압축펌프 등의 기관구동식펌프(이하, 엔진구동펌프라고 칭한다)가 사용되고 있고, 엔진의 작동과 직접 연동해서 작동하여, 엔진의 회전속도에 따른 토출유량을 발생한다.

또한, 상세는 후술하나, 이와 같은 고압연료펌프(8)는, 오일시일 등의 소정의 내압성능을 가지지 않고 고압을 인가할 수 없는 부분(고압유체인가의 불가능부분)을 가지고 있다.

또, 연료공급통로(7A)의 고압연료펌프(8)의 하류쪽에는, 체크밸브(9)가 설치되어 있고, 고압연료펌프(8)로부터 송출된 연료의 역류를 방지하도록 하고 있고, 또한, 이 체크밸브(9)는, 예를 들면, 스틸볼과 스틸시이트로 구성되어 있다.

또, 인젝터(6)의 하류부분, 즉 연료통로(7)의 연료복귀통로(7B)에는 고압레귤레이터(11)가 설치되어 있다. 이 고압레귤레이터(11)는, 고압연료펌프(8)로부터의 토출압이 설정압을 초과할때까지는 폐쇄해두고, 토출압이 설정압을 초과하면, 이 초과한 압력분의 연료에 대해서는 연료탱크쪽으로 반송해서, 인젝터(6)에 있어서의 연료압력을 소정압에 안정시키는 것이다. 여기서, 상기한 설정압은, 연료안정성과 연비를 고려해서, 예를 들면 5MPa(즉, 약 50기압)정도로 설정되어 있다. 또, 고압레귤레이터(11)의 하류쪽에는, 스퀴즈(18)가 배설되어 있다.

한편, 연료통로(7)의 연료공급통로(7A)를 통과하는 연료를, 고압연료펌프(8)를 우회시켜서 인젝터(1)에 송급할 수 있도록, 고압연료펌프(8)의 상류쪽부분과 하류쪽부분을 접속하는 바이패스통로(19)가 배설되어 있다.

이 바이패스통로(19)에는, 연료공급통로(7A)의 상류쪽으로부터 하류쪽으로만 연료를 통과시키는 체크밸브(14)가 설치되어 있다. 이 체크밸브(14)는, 고압연료펌프(8)가 충분히 작동하지 않아서, 고압연료펌프(8)의 상류쪽보다도 하류쪽의 편이 연료압력이 낮으면, 바이패스통로(19)를 개방하고, 고압연료펌프(8)가 충분히 작동해서 고압연료펌프(8)의 상류쪽보다도 하류쪽의 편이 연료압력이 높아지면, 바이패스통로(19)를 폐쇄하는 것이다.

또한, 바이패스통로(19)와 고압연료펌프(8)와의 사이에도 스퀴즈(13)가 배설되어 있다.

또, 인젝터(6)부분의 연료를, 고압레귤레이터(11)를 우회시켜서 연료탱크쪽으로 배출시킬 수 있도록, 고압레귤레이터(11) 및 스퀴즈(18)의 상류쪽부분과 하류쪽부분을 접속하는 바이패스통로(20)가 배설되어 있다. 이 바이패스통로(20)에는, 고압연료펌프(8)로부터의 토출압을 설정압에 조정하는 전자절환밸브(10)가 설치되고, 이 바로 하류부분에는 스퀴즈(17)가 배설되어 있다.

또, 고압연료펌프(8)와 바이패스통로(20)와의 사이에는, 고압연료펌프(8)내의 드레인실로부터 외부로 연료를 배출하는 연료배출통로(7C)가 배설되어 있다. 이 연료배출통로(7C)에는, 기밀성의 검사시에 고압연료펌프(8)에 고압걸리지 않도록 하기 위하여 체크밸브(15)가 설치되어 있다. 또한, 체크밸브(15)는 체크밸브(9)와 마찬가지로 구성된다.

또한, 이 바이패스통로(20) 및 고압레귤레이터(11)의 상류쪽의 연료복귀통로(7B)에는 연료필터(16)가 설치되어 있다.

전자절환밸브(10)는, 제어기(도시생략)에 의해, 그 작동이 제어되도록 되어 있고, 전력공급을 받은 작동시에는 바이패스통로(20)를 개방하고, 전력공급이 단절된 비작동시에는 바이패스통로(20)를 폐쇄하도록 되어 있다. 그리고, 제어기로는, 엔진시동시에 전자절환밸브(10)를 개방하고, 통상 운전상태(시동시이후)는 전자절환밸브(10)를 폐쇄하도록 제어한다.

이것은, 전회의 엔진정지시에 딜리버리파이프(6A)보다도 하류쪽에 잔류한 연료를 배출하기 위해서이다. 즉, 엔진의 운전상태로부터 엔진정지상태로 이행할때에, 딜리버리파이프(6A)나 연료복귀통로(7B)내에는 고온고압의 연료가 잔류하는 것으로 되나, 이와 같이 고온고압으로 연료가 잔류하면 연료에 베이퍼(vapor)(기포)가 발생해버리고, 다음에 엔진을 작동시킬때에, 딜리버리파이프(6A)나 연료복귀통로(7B)내의 압력이 좀체 높아지지 않아서 시동성을 악화시켜 버린다. 그래서, 상기와 같이 바이패스통로(20)에 전자절환밸브(10)를 설치해서, 시동시에는 전자절환밸브(10)를 개방하도록 하고 있는 것이다.

다음에, 본 발명의 일실시형태의 리이크테스터에 있어서의 마스터(2), 공기압력원(3), 차압리이크테스터(4), 유량계(5)에 대해서, 차례로 설명한다.

마스터(2)는, 워크로서의 연료공급장치(1)를 동일한 내부용적을 가지고, 열전도율에 의한 측정오차를 고려해서 연료공급장치(1)와 마찬가지의 재질(이 예에서는, 알루미늄합금)에 의해 형성되어 있다.

공기압력원(3)은, 공기(에어)를 고압으로 가압하는 고압펌프장치로서, 연료공급장치(1)와 마스터(2)에 동일압의 에어를 공급할 수 있도록 구성되어 있고, 예를 들면, 연료공급장치(1)의 통상 동작시에, 고압연료펌프(8)의 하류쪽에 걸리는 압력(예를 들면, 50∼60)기압과 동등한 가압에어를 송급할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 이 공기압력원(3)은, 후술하는 차압리이크테스터(4)를 개재해서 연료공급장치(1)의 연료복귀통로(7B)와 마스터(2)에 접속되어 있다.

차압리이크테스터(제1측정장치)(4)는, 공기압력원(3)에 의해 연료공급장치(1)에 공급된 공기압(유체압)과 마스터(2)에 공급된 공기압과의 압력차(즉, 외부누설 및 내부누설로부터 발생하는 압력차)를 측정하기 위한 것으로써, 여기서는, 이 차압리이크테스터(4)에 의해 검출된 압력차는 유량으로 변환되도록 되어 있다. 또한, 외부누설이란 연료공급장치(1)로부터 외부로의 누설을 말하고, 내부누설이란 연료공급장치(1)의 내부에서의 누설을 말한다. 여기서, 내부에서 누설하는 경우로서는, 예를 들면, 연료공급장치(1)의 체크밸브(9), (14)로부터의 누설을 생각할 수 있다.

즉, 상기의 체크밸브(9), (14)는 어느 것이나 연료의 역류를 방지하도록 설치된 것이나, 이들 체크밸브(9), (14)에는, 고압레귤레이터(11)의 설정압이상으로는 연압이 작용하지 않기 때문에, 이 설정압이하에 있어서 연료의 역류를 방지할 수 있도록 구성된 것이다. 따라서, 리이크테스트시에 고압연료펌프(8)의 하류쪽으로부터 고압레귤레이터(11)의 설정압보다도 고압의 작동유체(여기서는 가압에어)를 연료통로(7)에 공급하면, 체크밸브(9), (14)의 상류쪽으로는 어느정도, 작동유체가 누설하는 것을 생각할 수 있다. 또, 상기한 바와 같이, 이들 체크밸브(9), (14)는 스틸볼과 스틸시이트로 구성된 것이며, 엄밀히 연료의 상류쪽으로의 누설을 단절하는 것은 아니다.

한편, 유량계(제2측정장치)(5)는, 연료공급장치(1)의 내부에서 누설한 유체량을 측정하기 위한 것이다. 또, 이 유량계(5)는, 연료공급장치(1)의 연료공급통로(7A)이며, 고압연료펌프(8)의 상류쪽에 접속되고, 또, 고압연료펌프(8)의 상류쪽은 대기 개방되어 있다.

즉, 연료공급통로(7A)의 고압연료펌프(8)의 직하류부분, 바이패스통로(19), 연료배출통로(7C)에는, 각각 체크밸브(9), (14), (15)가 설치되어 있으므로, 고압으로 가압된 공기의 고압연료펌프(8)쪽으로의 흐름이 제한되는 것으로 되나, 상기한 바와 같이, 체크밸브(9), (14)의 구조상, 고압으로 가압된 공기의 누설을 완전히 방지할 수는 없고, 이 공기의 누설에 의해 고압연료펌프(8)를 손상시키지 않도록 하기 위해서, 연료공급통로(7A)의 상류쪽에서 공기를 대기중으로 개방하고 있는 것이다.

즉, 고압연료펌프(8)는, 그 자체는 상류쪽의 저압의 연료를 고압으로 가압해서, 하류쪽으로 토출하는 것이나, 외부로부터 고압의 작동유체가 작동하면, 도시하지 않은 시일부등이 손상되는 것을 생각할 수 있다. 이것은, 고압연료펌프(8)의 통상의 사용할 때에는, 외부로부터 고압연료펌프(8)에 대해서 고압이 가하여지는 일이 없기 때문에, 고압연료펌프(8) 자체에는 과도한 내압성능이 불필요하기 때문이다. 따라서, 고압연료펌프(8)의 통상의 사용할 때에 높은 압력이 작용하지 않는 부분(예를 들면, 상류쪽의 시일부)에는, 리이크테스트에 충분한 내압성능이 확보되어 있지 않고, 고압유체를 인가할 수 없는 것이다.

그래서, 고압연료펌프(8)의 상류쪽을 대기개방해서 고압연료펌프(8)를 보호하면서, 유량계(5)에 의해, 체크밸브(9), (14), (15)로부터 내부 누설한 공기량을 검출하도록 하고 있는 것이다.

본 발명의 일실시형태로서의 리이크테스터는, 상기와 같이 구성되어 있으므로, 이하에 설명하는 방법에 의해 리이크테스트를 행할 수 있다.

연료공급장치(1)의 기밀성을 검사하는 리이크테스트를 행하는 경우, 연료공급장치(1)에, 전자절환밸브(10)를 개방한 상태로, 연료복귀통로(7B)쪽으로부터 공기압력원(3)에 의해서, 연료공급장치(1)의 통상 동작시에 고압연료펌프(8)의 하류쪽에 걸리는 압력정도에 가압된 고압의 공기를 공급하는 동시에, 마스터(2)에도 공기압력원(3)에 의해 차압리이크테스터(4)를 개재해서 동일압력으로 가압된 고압의 공기를 공급한다.

다음에, 공기압력원(3)에 의해 연료공급장치(1)에 공급된 공기압과 마스터(2)에 공급된 공기압과의 압력차를 검출한다. 이 경우, 내부누설 및 외부누설이 발생되어 있지 않으면, 연료공급장치(1) 및 마스터(2)의 내부의 압력은 평형상태로 되고, 압력차는 발생하지 않는다. 한편, 누설(외부누설 또는 내부누설)이 발생되어 있을 경우는, 연료공급장치(1)쪽에는 압력강하가 발생하는 것으로 되기 때문에, 연료공급장치(1)의 내부의 압력과 마스터(2)의 내부의 압력과의 사이에 압력차를 발생하는 것으로 된다.

또, 유량계(5)를 통해서 대기중으로 배출되는 공기량, 즉, 내부누설(저압쪽 누설)에 의한 공기량을 유량계(5)에 의해 검출한다. 여기서, 대기중으로 배출되는 공기량, 즉, 내부누설이 영(0)인 경우, 상기의 스텝에서 검출된 압력차는 외부누설만에 의하는 것으로 생각된다.

다음에, 상기의 각 검출에 있어서의 각 검출결과의 차에 의거해서 연료공급장치(1)의 외부로의 누설(고압쪽 누설)의 유무를 판정한다. 이 결과, 압력차에 의거하여 구해진 공기량과 대기중에 배출되는 공기량(내부누설)과의 차가 외부누설이다. 또, 압력차에 의거하여 구해진 공기량과 대기중에 배출되는 공기량(내부누설)과의 차가 영(0)인 경우, 외부누설은 발생해 있지 않은 것으로 된다.

따라서, 연료공급장치에 있어서의 모든 부품을 짜붙인 상태로 리이크테스트를 행할 수 있기 때문에, 리이크테스트가 용이하다고 하는 이점이 있다. 또, 구조상 상류쪽으로부터 고압을 걸 수 없는 고압연료펌프(8)는, 그 상류쪽을 대기 개방상태로 해서 리이크테스트를 행할 수 있기 때문에, 고압연료펌프(8)의 내압성능이 충분치 않은 부분을 파손하는 일없이, 연료공급장치(1)의 통상 사용시에 있어서의 연료압력과 동등이상의 압력을 걸으므로서 리이크테스트를 행할 수 있는 이점도 있다. 또, 공기압을 사용함으로써 리이크테스트를 행하기 때문에, 누설의 검출능력이 높다고 하는 이점도 있다.

또한, 본 실시형태의 리이크테스터에서는, 워크를 연료공급장치로 하고 있으나, 본 리이크테스터는 이밖에, 밀폐성의 검사가 필요한 것(워크)에 넓게 사용할 수 있고, 특히, 높은 압력을 걸필요가 있는 것에 이용가치가 높다.

또, 본 실시형태의 리이크테스터에서는, 유체압으로써 공기압을 사용하고 있으나, 이것에 한정도는 것은 아니고, 다른 유체압, 예를 들면, 유압 등을 사용해도 된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 리이크테스터 및 리이크테스트방법에 의하면, 제1측정장치에 의해서, 검사대상내에 있어서의 유체의 압력과 마스터내에 있어서의 유체의 압력과의 차압을 측정하는 한편, 제2측정장치에 의해서 검사대상으로부터 유출하는 유량을 계측하기 때문에, 검사대상의 제2개구이외의 부위에서 발생하고 있는 누설을 검출할 수 있다.

또, 검사대상이 체크밸브를 내장하는 경우는, 제1측정장치에 의해서 측정되는 압력차에 의거한 외관상의 누설로부터, 체크밸브에 있어서의 누설(내부누설)분을 제거함으로써, 검사대상으로부터 외부에의 누설을 정확하게 검출할 수 있다.

또, 검사대상이 충분한 내압(耐壓)성능을 가지고 있지 않는 고압유체인가 불가능한 부분을 가진 경우에 있어서도, 이와 같은 부분에는 고압이 걸리지 않도록 해서 파손 등을 방지할 수 있다고 하는 이점이 있다.

또, 검사대상이 고압하에서 사용되는 것에 있어서도, 실제의 사용환경과 동등이상의 압력을 걸 수 있기 때문에, 리이크테스트를 정확하게 행할 수 있다.

Claims (14)

1. 제1 및 제2개구와 상기 양 개구사이에 형성된 틈새부분을 포함하는 검사대상의 밀폐성을 검사하는 리이크테스터(leak tester)에 있어서, 상기 리이크테스터는, 이하를 포함한다 : 상기 검사대상과 대략 동일한 내부용적을 가진 마스터(master) : 상기 검사대상과 상기 마스터에 소정압의 유체를 공급하는 압력원, 상기 압력원은 상기 제1개구를 개재해서 상기 검사대상에 유체를 공급하는 : 상기 검사대상내에 있어서의 상기 유체의 압력과 상기 마스터내에 있어서의 상기 유체의 압력과의 차압을 측정하는 제1측정장치 : 및 상기 검사대상의 제2개구로부터 유출하는 상기 유체의 량을 측정하는 제2측정장치, 여기서, 상기 리이크테스터는, 상기 차압 및 상기 유출량에 의거하여 상기 검사대상의 상기 제2개구 이외로부터의 누설(leak)을 검출하는 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
2. 제1항에 있어서, 상기 검사대상은, 적어도 상기 제1개구로부터 제2개구에의 연통을 차단하는 차단부재를 포함하고, 상기 제2측정장치는, 상기 차단부재로부터 누설한 유체의 유출량을 검출하는 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
3. 제2항에 있어서, 상기 검사대상은, 상기 차단부재의 상기 제1개구쪽을 이루는 고압부와, 상기 차단부재의 상기 제2개구쪽을 이루는 저압부를 포함하고, 상기 고압부에 있어서의 허용압력이 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
4. 제1항에 있어서, 상기 검사대상은 자동차용 내연기관에 사용되는 연료공급장치이며, 상기 연료공급장치는, 연료를 가압하는 연료펌프(pump)와, 상기 연료펌프에 의해 가압된 연료를 연료분사장치에 공급하는 연료통로와, 상기 연료펌프와 상기 연료분사장치와의 사이에 배설되고, 상기 연료펌프로부터 송출된 연료의 역류를 방지하는 체크밸브와, 상기 연료분사장치에 있어서의 잉여연료를 연료탱크로 되돌리는 연료복귀통로를 포함하고, 상기 압력원은 상기 제1개구를 개재해서 상기 연료복귀통로에 접속되어서 상기 연료공급장치의 하류쪽으로부터 상류쪽을 향해서 상기 유체를 공급하고, 상기 제2측정장치는 상기 제2개구를 개재해서 상기 연료펌프의 상류쪽에 접속되어서 상기 연료펌프의 상류쪽으로 유출하는 유체의 량을 측정하는 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
5. 제4항에 있어서, 상기 연료펌프의 상기 연료분사장치쪽에 있어서의 허용압력이, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
6. 제4항에 있어서, 상기 연료분사장치는 상기 내연기관의 연소실에 직접연료를 분사하는 고압연료분사밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
7. 제1항에 있어서, 상기 유체는 공기인 것을 특징으로 하는 리이크테스터.
8. 제1 및 제2개구와 상기 양 개구사이에 형성된 틈새부분을 포함하는 검사대상의 밀폐성을 검사하는 리이크테스트방법으로써, 상기 방법은, 이하의 스텝(Step)을 포함한다; 상기 검사대상에 상기 제1개구를 개재해서 소정압의 유체를 공급하는 스텝; 마스터에 상기 소정압의 유체를 공급하는 스텝, 상기 마스터는 상기 검사대상과 대략 동일한 내부용적을 가진다 : 상기 검사대상내에 있어서의 상기 유체의 압력과 상기 마스터내에 있어서의 상기 유체의 압력과의 차압을 측정하는 스텝 : 및 상기 검사대상의 제2개구로부터 유출하는 상기 유체의 량을 측정하는 스텝, 여기서, 상기 방법은, 상기 차압 및 상기 유출량에 의거하여 상기 검사대상의 상기 제2개구이외로부터의 누설을 검출하는 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 검사대상은, 적어도 상기 제1개구로부터 제2개구에의 연통을 차단하는 차단부재를 포함하고, 상기 유체량을 측정하는 스텝은, 상기 차단부재로부터 누설한 유체의 유출량을 검출하는 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 검사대상은, 상기 차단부재의 상기 제1개구쪽을 이루는 고압부와, 상기 차단부재의 상기 제2개구쪽을 이루는 저압부를 포함하고, 상기 고압부에 있어서의 허용압력이 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 저압부에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 검사대상은 자동차용 내연기관에 사용되는 연료공급장치이며, 상기 연료공급장치는, 이하를 포함한다; 연료를 가압하는 연료펌프; 상기 연료펌프에 의해 가압된 연료를 연료분사장치에 공급하는 연료통로; 상기 연료펌프와 상기 연료분사장치와의 사이에 배설되고, 상기 연료펌프로부터 송출된 연료의 역류를 방지하는 체크밸브 및 상기 연료분사장치에 있어서의 잉여연료를 연료탱크에 되돌리는 연료복귀통로, 여기서, 상기 유체를 공급하는 스텝은 상기 연료공급장치의 하류쪽으로부터 상류쪽을 향해서 상기 유체를 공급하고, 상기 유체량을 측정하는 스텝은 상기 연료펌프의 상류쪽으로 유출하는 물체의 량을 측정하는 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 연료펌프의 상기 연료분사장치쪽에 있어서의 허용압력이, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있고, 상기 소정압은, 상기 연료펌프의 상류쪽에 있어서의 허용압력보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 연료분사장치는 상기 내연기관의 연소실에 직접 연료를 분사하는 고압연료분사밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.
14. 제8항에 있어서, 상기 유체는 공기인 것을 특징으로 하는 리이크테스트방법.

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