KR100224364B1 - 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법 - Google Patents

유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 유압식 밸브 리프터 내부에 오일이 전혀 없는 상태에서 정상 상태로 회복되는 성능을 측정하여 제품 개발의 효율성을 도모할 수 있도록 한 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 본 발명은 유압식 밸브 리프터(30)가 삽입되도록 장착 홀(40a)이 형성된 상부 다이(40)와, 상기 상부 다이(40)의 상측에 위치되고 구동 모터(52)에 의해 회전되는 캠(51)과, 상기 캠(51)의 수직압을 유압식 밸브 리프터(30)에 전달하는 상부 리프터(60)와, 상기 유압식 밸브 리프터(30) 하측에 위치되어 상하 이동되는 하부 리프터(61)와, 상기 하부 리프터(61)의 하측에 위치되어 탄성력을 제공하는 리프터 스프링(62)과, 상기 상부 리프터(60)와 하부 리프터(61)의 변위량을 측정하는 변위 측정 수단(70)으로 구성되고, 오일을 제거한 유압식 밸브 리프터(30)를 상부 다이(40)의 장착 홀(40a)에 장착하고, 오일 펌프(55)와 구동 모터(52)를 작동시켜 이때 이동되는 상부 리프터(60) 및 하부 리프터(61)의 변위량을 측정하여 상기 유압식 밸브 리프터(30)의 행정이 '0'일 때 도달 시간 및 구동 모터(52)의 회전수와 오일 펌프(55)의 유압을 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법
본 발명은 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 유압식 밸브 리프터 내부에 오일이 전혀 없는 상태에서 정상 상태로 회복되는 성능을 측정하여 제품 개발의 효율성을 도모할 수 있도록 한 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 밸브 기구의 각 부품은 엔진의 온도 상승에 따라 팽창되므로, 밸브도 팽창되어 밸브 페이스와 밸브 시이트가 밀착하지 않게 되고, 이때 가스 누출을 일으키게 된다. 이를 방지하기 위해서 밸브 클리어런스를 설치함으로써 엔진이 운전 온도에 달했을 때 일정 정도의 간극을 유지토록 하고 있다.
상기 밸브 클리어런스의 변화는 밸브 개폐시기에 큰 영향을 주며, 틈새가 너무 크면 소음이 발생되고 밸브 기구의 각 부분에 충격적인 힘을 주게 되므로, 엔진의 성능을 유지하고, 이상 마모나 소음 방지를 위해, 항상 적절한 값으로 조정해야 한다. 그런데 상기한 밸브 클리어런스는 소음이나 취급이 복잡해지는 원인이 되므로, 이를 배제하기 위해서 발명된 것이 밸브 리프터이다.
이와 같은, 밸브 리프터는 기계식 밸브 리프터와 유압식 밸브 리프터로 구분된다. 그 중 유압식 밸브 리프터는 오일의 비압축성을 이용하여 냉간이나 온간에 관계없이 언제나 밸브 클리어런스를 제로로 유지하게 되므로, 밸브 틈새에서 발생되는 소음이 사라지고 밸브 클리어런스의 크기를 제어할 필요가 없을 뿐 아니라, 밸브 기구에 충격을 주지 않으므로 마모가 적은 이점이 있다.
상기한 유압식 밸브 리프터는 도 1에 도시된 바와 같이 원통형의 바디(4)와, 상기 바디(4)의 내측에 삽입되고 로커암(2)과 연결되어 유압에 의해 상기 로커암(2)을 밀어주는 플런저(5)와, 상기 플런저(5)의 하측에 형성된 오일구멍(6)을 개폐시키는 체크볼(7)과, 상기 플런저(5)의 하측에 위치되어 상기 체크볼(7)의 이탈을 방지하는 리테이너(8)와, 상기 플런저(5)의 하측에 설치되어 상기 플런저(5)를 탄발시키는 리턴 스프링(9)으로 구성된다.
그리고 상기 플런저(5)의 내측에는 저압실(L)이 형성되고, 상기 플런저(5) 하측에는 고압실(H)이 형성되며, 상기 저압실(L)과 고압실(H)은 오일구멍(6)을 통해서 연결된다. 상기 저압실(L)의 측면, 즉 바디(4)와 플런저(5)의 측면에 오일이 공급되는 오일공급구(10)가 형성된다.
상기와 같이 구성된 유압식 밸브 리프터는 엔진이 정지 상태에 있을 때에는 상기 유압식 밸브 리프터에 유압이 가해지지 않으므로, 상기 리턴 스프링(9)의 힘으로 상기 플런저(5)를 상측으로 밀어주고, 동시에 상기 로커암(2)을 밀어 올려 로커암(2)과 밸브(3) 사이의 밸브 클리어런스를 제로로 유지한다.
상기 엔진이 가동되어 캠(1)의 작동으로 로커암(2)에 의해 상기 플런저(5)가 눌리게 되면 고압실(H) 안의 오일이 가압되어 상기 체크볼(7)이 상기 플런저(5)의 오일구멍(6)을 막게 된다. 따라서 상기 바디(4)와 상기 플런저(5)는 일체로 되어 상기 로커암(2)을 상기 고압실(H)의 유압으로 지지하며 밸브(3)를 개방하게 된다.
상기 작동과 반대로 상기 캠(1)이 회전하며 로커암(2)을 누르는 힘이 없어지면 상기 리턴스프링(9)에 의해 플런저(5)를 상측으로 밀어 올리고 상기 고압실(H)안의 오일 압력이 저하되어 상기 체크볼(7)이 상기 플런저(5)의 오일구멍(6)으로부터 떨어지게 된다. 이때 상기 플런저(5)는 상기 로커암(2)을 일정한 힘으로 밀기 때문에 상기 로커암(2)과 밸브(1) 사이의 밸브 클리어런스는 제로가 된다.
이와 같이, 유압식 밸브 리프터는 밸브 기구의 틈새를 항상 제로로 유지하기 때문에, 상기 캠(1)의 움직임이 밸브(3)에 정확히 전달되고, 조용한 운전이 가능하다.
그러나, 상기와 같이 구성된 유압식 밸브 리프터는 오일공급구(10)를 통해 오일이 공급되어 저압실(L) 및 고압실(H)에 가압되기 때문에 장시간 운전을 정지하게 되면 가압되는 유압이 저하되거나 오일 속에 공기가 섞이게 된다.
이와 같이 유압식 밸브 리프터의 저압실(L) 및 고압실(H)의 유압이 저하되거나 공기가 차게 되면 오일에 비해 공기는 압축성이기 때문에 상기 캠(1)의 밸브 구동력이 밸브(3)에 정확히 전달되지 않는 스펀지 현상이 일어나게 되고 정상 작동되기까지는 일정한 시간이 필요하게 된다.
따라서, 상기한 유압식 밸브 리프터가 정상 작동하기까지의 시간 및 유압의 크기, 그리고 캠의 회전수 등을 측정하고 점검할 수 있는 체크 장치가 요구된다 하겠다.
본 발명은 상기한 요구를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엔진의 초기 시동시 유압식 밸브 리프터가 정상 작동하기까지의 상태를 측정하여 개선할 수 있도록 한 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 유압식 밸브 리프터의 설치 구조를 나타낸 개략적인 상태도,
도 2는 본 발명에 따른 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치를 나타낸 구성도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30 : 유압식 밸브 리프터 35 : 플런저
40 : 상부 다이 40a : 장착 홀
40b : 리프터 홀 42 : 오일 공급홀
43 : 오일 배출홀 45 : 하부 다이
51 : 캠 52 :구동 모터
53 : 구동 벨트 55 : 오일 펌프
60 : 상부 리프터 61 : 하부 리프터
62 : 리프터 스프링 70 : 변위 측정 수단
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치는, 비압축성인 오일을 이용하여 밸브 클리어런스를 '0'으로 유지시키는 유압식 밸브 리프터에 있어서, 상기 유압식 밸브 리프터가 삽입되도록 장착 홀이 형성되고 상기 장착 홀로 연결되는 오일 공급홀과 오일 배출홀이 나있는 상부 다이와, 상기 상부 다이의 상측에 위치되고 구동 모터에 의해 회전되는 캠과, 상기 캠과 유압식 밸브 리프터 사이에 위치되어 상기 캠의 수직압을 유압식 밸브 리프터에 전달하는 상부 리프터와, 상기 유압식 밸브 리프터 하측에 위치되어 상하 이동되는 하부 리프터와, 상기 하부 리프터의 하측에 위치되어 상측 방향으로 탄성력을 제공하는 리프터 스프링과, 상기 상부 다이의 저면에 설치되어 상기 리프터 스프링을 지지하는 평판형의 하부 다이와, 상기 캠의 수직압 발생시 상부 리프터와 하부 리프터의 변위량을 측정하는 변위 측정 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 구성으로 상기한 과제를 실현하기 위한 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 방법은, 내부의 오일을 제거한 유압식 밸브 리프터를 상부 다이의 장착 홀에 장착하는 단계와, 오일 펌프를 작동하여 상기 유압식 밸브 리프터에 오일을 공급하는 동시에 구동 모터를 작동시켜 캠을 회전시키는 단계와, 상부 리프터 및 하부 리프터의 변위량을 측정하여 유압식 밸브 리프터의 상하 행정을 체크하는 단계와, 유압식 밸브 리프터의 행정이 '0'일 때 도달 시간 및 구동 모터의 회전수와 오일 펌프의 유압을 측정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 유압식 밸브 리프터(30)가 삽입되도록 장착 홀(40a)이 형성되고 상기 장착 홀(40a)로 연결되는 오일 공급홀(42)과 오일 배출홀(43)이 나있는 상부 다이(40)와, 상기 상부 다이(40)의 상측에 위치되고 구동 모터(52)에 의해 회전되는 캠(51)과, 상기 캠(51)과 유압식 밸브 리프터(30) 사이에 위치되어 상기 캠(51)의 수직압을 유압식 밸브 리프터(30)에 전달하는 상부 리프터(60)와, 상기 유압식 밸브 리프터(30) 하측에 위치되어 상하 이동되는 하부 리프터(61)와, 상기 하부 리프터(61)의 하측에 위치되어 상측 방향으로 탄성력을 제공하는 리프터 스프링(62)과, 상기 상부 다이(40)의 저면에 설치되어 상기 리프터 스프링(62)을 지지하는 평판형의 하부 다이(45)와, 상기 캠(51)의 수직압 발생시 상부 리프터(60)와 하부 리프터(61)의 변위량을 측정하는 변위 측정 수단(70)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기한 상부 다이(40)는 장착 홀(40a)의 상측과 하측 부분에 상기 상부 리프터(60)와 하부 리프터(61)가 삽입되어 상하 이동되도록 리프터 홀(40b)이 형성되어 있고, 오일 공급홀(42)을 통해 상기 장착 홀에 삽입된 유압식 밸브 리프터(30)에 오일이 공급되도록 오일 펌프(55)와 연결되어 있다.
그리고, 상기 캠(51)은 상부 다이에 회전 가능토록 고정된 캠 축(미도시 됨)에 형성되고, 상기 구동 모터(52)와 구동 벨트(53)로 연결되어 회전하게 된다.
또한, 상기 리프터 스프링(62)은 상기 유압식 밸브 리프터(30)의 자체 행정 즉, 캠에 수직압에 의해 플런저(35)만 이동되는 거리를 초과할 때만 하부 리프터(61)가 하측방향으로 이동되도록 탄성력을 제공토록 되어 있다.
특히, 상기 변위 측정 수단(70)은 상부 리프터(60)와 하부 리프터(61)에 연결되어 상부 리프터(60)와 하부 리프터(61)의 변위량이 같아지는 시점까지의 시간을 측정하기 기록하는 광센서 및 오실로스코프(미도시 됨)로 이루어져 있다.
한편, 본 발명에 따른 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 방법은 다음과 같다.
먼저, 저압실 및 고압실 내부의 오일을 제거한 유압식 밸브 리프터(30)를 상부 다이(40)의 장착 홀(40a)에 장착하는 단계와, 오일 펌프(55)를 작동하여 상기 유압식 밸브 리프터(30)에 오일을 공급하는 동시에 구동 모터(52)를 작동시켜 캠(51)을 회전시키는 단계와, 상부 리프터(60) 및 하부 리프터(61)의 변위량을 측정하여 유압식 밸브 리프터(30)의 상하 행정을 체크하는 단계와, 상기 유압식 밸브 리프터(30)의 행정이 '0'일 때 도달 시간 및 구동 모터(52)의 회전수와 오일 펌프(55)의 유압을 측정하는 단계로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.
유압식 밸브 리프터(30)의 회복 성능을 체크하기 위해서는 유압식 밸브 리프터(30) 내부의 오일을 완전히 제거한 상태에서 상부 다이(40)의 장착 홀(40a)에 삽입하여 장착한다. 이때, 유압식 밸브 리프터(30)는 하부 리프터(61) 상측에 놓이게 되며 리프터 스프링(62)의 탄성력에 의해 지지되고, 상측에는 상부 리프터(60)가 놓이게 된다.
이와 같은 상태에서 오일 펌프(55)를 작동하여 상부 다이의 오일 공급 홀(42)을 통해 상기 유압식 밸브 리프터(30) 내부에 오일을 공급하는 동시에 구동 모터(52)를 작동시켜 캠(51)을 회전시킨다. 이때에는 유압식 밸브 리프터(30)의 저압실 및 고압실에 서서히 오일이 유입되고 동시에 캠(51)의 회전에 의해 상부 리프터(60)를 누르면서 플런저(35)를 하측방향으로 이동시키게 된다.
초기 시험시에는 유압식 밸브 리프터(30) 내부에 공기가 차있으므로 어느 정도 스펀지 현상이 발생되며 상기 캠(51)의 수직압에 의해 상부 리프터(60) 및 플런저(35), 그리고 하부 리프터(61)가 상하 이동하게 된다. 이때에는 상부 리프터(60)의 변위량이 하부 리프터(61)의 변위량보다 큰 상태이다.
이와 같은 상태에서 어느 정도 시간이 경과하게 되면 유압식 밸브 리프터(30)의 스펀지 현상에서 정상 상태로 회복되고 플런저(35) 뿐만 아니라 유압식 밸브 리프터(30) 전체가 수직압을 받으면서 리프터 스프링(62)의 탄성력을 이기고 하부 리프터(61)를 점차 크게 이동시키게 된다.
여기서, 변위 측정 수단(70)을 통해 상부 리프터(60) 및 하부 리프터(61)의 변위량을 연속하여 측정하고, 상기 유압식 밸브 리프터(30)의 행정이 '0'일 때, 즉 상부 리프터(60)와 하부 리프터(61)의 변위량이 같아지는 시점까지의 도달 시간 및 구동 모터의 회전수와 오일 펌프의 유압을 측정하여 유압식 밸브 리프터의 회복 성능을 여러 조건을 측정한다.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치 및 그 방법은 엔진의 초기 시동시에 유압식 밸브 리프터가 정상 작동하기까지의 시간 및 조건을 측정할 수 있기 때문에 보다 양질의 제품을 개발하는데 있어서 편의성을 제공하는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 비압축성인 오일을 이용하여 밸브 클리어런스를 '0'으로 유지시키는 유압식 밸브 리프터에 있어서,
    상기 유압식 밸브 리프터가 삽입되도록 장착 홀이 형성되고 상기 장착 홀로 연결되는 오일 공급홀과 오일 배출홀이 나있는 상부 다이와, 상기 상부 다이의 상측에 위치되고 구동 모터에 의해 회전되는 캠과, 상기 캠과 유압식 밸브 리프터 사이에 위치되어 상기 캠의 수직압을 유압식 밸브 리프터에 전달하는 상부 리프터와, 상기 유압식 밸브 리프터 하측에 위치되어 상하 이동되는 하부 리프터와, 상기 하부 리프터의 하측에 위치되어 상측 방향으로 탄성력을 제공하는 리프터 스프링과, 상기 상부 다이의 저면에 설치되어 상기 리프터 스프링을 지지하는 평판형의 하부 다이와, 상기 캠의 수직압 발생시 상부 리프터와 하부 리프터의 변위량을 측정하는 변위 측정 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 다이는 장착 홀의 상측과 하측 부분에 상기 상부 리프터와 하부 리프터가 삽입되어 상하 이동되도록 리프터 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 다이는 오일 공급홀을 통해 유압식 밸브 리프터에 오일이 공급되도록 오일 펌프와 연결된 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캠은 상기 구동 모터와 구동 벨트로 연결되어 회전토록 된 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프터 스프링은 상기 유압식 밸브 리프터의 자체 행정을 초과할 때만 하부 리프터가 하측방향으로 이동되도록 탄성력을 제공토록 된 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 변위 측정 수단은 상부 리프터와 하부 리프터에 연결되어 상부 리프터와 하부 리프터의 변위량이 같아지는 시점까지의 시간을 측정토록 된 광센서 및 오실로스코프로 이루어진 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 장치.
  7. 내부의 오일을 제거한 유압식 밸브 리프터를 상부 다이의 장착 홀에 장착하는 단계와, 오일 펌프를 작동하여 상기 유압식 밸브 리프터에 오일을 공급하는 동시에 구동 모터를 작동시켜 캠을 회전시키는 단계와, 상부 리프터 및 하부 리프터의 변위량을 측정하여 유압식 밸브 리프터의 상하 행정을 체크하는 단계와, 유압식 밸브 리프터의 행정이 '0'일 때 도달 시간 및 구동 모터의 회전수와 오일 펌프의 유압을 측정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유압식 밸브 리프터의 회복 성능 체크 방법.
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