KR100333927B1 - 오일 제트 유량 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오일 제트 유량 측정장치에 관한 것으로서, 다수의 밸브수단을 이용하여 유량의 정확한 제어를 가능하게 하고, 또 피스톤 뷰렛 등을 채용하여 피스톤의 상사점 및 하사점에서의 유량을 측정할 수 있도록 한 오일 제트 유량 측정장치를 제공함으로써, 엔진 피스톤 오일 제트에서 분사되는 오일의 양과 피스톤의 상사점 및 하사점에서의 피스톤이 포집하는 오일의 양을 측정함으로써 실제 피스톤 냉각에 소요되는 오일의 양을 평가하고 오일 제트에서 분사되는 오일의 직진성 및 목표점에 대한 정도를 용이하게 평가할 수 있도록 하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 자동차 엔진 피스톤의 오일 제트 유량 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔레노이드 밸브, 레귤레이터 밸브 등의 밸브수단을 이용하여 유량의 정확한 제어를 가능하게 하고, 특히 피스톤 뷰렛 등을 채용하여 피스톤의 상사점 및 하사점에서의 유량을 측정할 수 있도록 함으로써, 실제 피스톤 냉각에 소요되는 오일의 양을 정확하게 평가하고, 오일 제트에서 분사되는 오일의 직진성 및 목표점 분사에 대한 정도를 용이하게 평가할 수 있도록 한 오일 제트 유량 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 엔진의 윤활장치는 엔진 내부의 각 윤활부에 오일을 공급하여 마찰을 감소시키고 또 마모를 방지시키며, 마찰부분의 열이나 피스톤의 열을 식혀주는 작용을 한다.
특히, 엔진의 피스톤 오일 제트는 고열에서 작동하는 피스톤에 엔진 윤활계의 오일을 피스톤 하부에 분사, 냉각함으로써 피스톤의 과도한 열팽창을 방지하여 스커핑(Scuffing)과 같은 치명적인 손상을 방지하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 만족하기 위해서는 엔진의 출력과 피스톤 재질 및 형태에 따라 분사되는 유량을 만족하여야 하는 등 다음과 같은 엔진 피스톤 오일 제트의 설계 요구사항이 만족되어야 한다.
1. 출력 및 피스톤 재질 등에 따른 적정 유량 공급
- 알루미늄 피스톤 : 3∼5L/Kw.HR
- 아티큘레이터(Articulate) 피스톤 : 6∼8L/Kw.HR
2. 오일 제트에서 분사되는 오일의 직진성 유지
3. 오일 제트에서의 오일이 목표하는 피스톤의 부위에 적확히 분사될 것
첨부한 도 3은 종래의 오일 제트 유량 측정장치를 보여주고 있다.
오일 히터(101)에서 엔진 운전조건의 오일 온도로 가열된 오일을 이와 연결된 오일 펌프(102)를 통해 오일 제트(100)로 공급한다.
이때, 오일 제트(100)의 개방압을 고려하여 공급압을 조절하며 이는 오일 펌프(102) 후단의 압력 조절밸브(도시하지 않음)로 조절한다.
오일 제트(100)에서 분사되는 오일을 체적측정 뷰렛(103)에서 포집하며 초시계(104)로 일정시간 포집한다.
포집유량과 오일 제트(100)의 분사경을 고려하여 공급 유속을 계산하고, 또 피스톤 속도와의 적정성을 검토한다.
이와 같은 종래의 오일 제트 유량 측정장치는 엔진 오일의 주통로에서 공급되는 오일압을 오일 제트로 공급하는 단순한 지그를 구성한 후, 이때 오일 제트에서 분사되는 유량을 일정시간 동안 포집하여 유량을 측정하도록 구성되어 있다.
대체적으로 오일 제트에서 분사되는 오일은 피스톤 내부에서 1번 링이 장착되는 부분이 냉각되도록 설치된 오일 갤러리에 분사되도록 되어 있다.
따라서, 종래의 오일 제트 유량 측정장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
1. 피스톤의 위치에 따른 포집량 측정 불가
피스톤은 엔진의 운전중 상사점과 하사점을 병진 운동하므로 피스톤의 위치에 따라 피스톤에서 포집하는 유량과 오일 제트에서 분사되는 오일량에 차이가 존재하기 때문에 실제 피스톤 냉각에 소요되는 유량을 평가할 수 없다.
2. 직전성 및 목표점 평가 불가
종래에는 단순히 오일 제트에서의 분사 유량만을 측정하므로 피스톤 위치에 따른 목표점에서의 분사 정도 및 직진성을 평가할 수 없다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다수의 밸브수단을 이용하여 유량의 정확한 제어를 가능하게 하고, 또 피스톤 뷰렛 등을 채용하여 피스톤의 상사점 및 하사점에서의 유량을 측정할 수 있도록 한 오일 제트 유량 측정장치를 제공함으로써, 엔진 피스톤 오일 제트에서 분사되는 오일의 양과 피스톤의 상사점 및 하사점에서의 피스톤이 포집하는 오일의 양을 측정함으로써 실제 피스톤 냉각에 소요되는 오일의 양을 평가하고 오일 제트에서 분사되는 오일의 직진성 및 목표점에 대한 정도를 용이하게 평가할 수 있도록 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 오일 제트 유량 측정장치의 전체적인 개략도
도 2는 도 1에서 피스톤 뷰렛을 나타내는 사시도
도 3는 종래의 오일 제트 유량 측정장치의 개략도
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 오일 제트 11 : 오일 히터
12 : 오일 펌프 13 : 피스톤 뷰렛
14 : 레귤레이터 밸브 15 : 타이머
16 : 솔레노이드 밸브 17 : 오일 갤러리용 홀
18 : 내부 뷰렛 케이스 19 : 목표점
20 : 제1뷰렛 21 : 제2뷰렛
22 : 외부 뷰렛 케이스
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 엔진 운전조건의 수준으로 오일을 가열하는 오일 히터(11) 및 가열된 오일을 소정의 압력으로 오일 제트(10)에 공급하는 오일 펌프(12)와, 오일 제트(10)에서 분사되는 오일의 공급압력을 제어하는 레귤레이터 밸브(14) 및타이머(15)를 이용하여 오일의 공급시간을 제어하는 솔레노이드 밸브(16)와, 2개의 오일 포집수단을 이용하여 오일 제트(10)에서 분사되는 오일 중에서 상사점으로 분사되는 오일량을 포집할 수 있는 동시에 목표점을 구비하여 이곳에 분사되는 정도를 판단할 수 있도록 한 피스톤 뷰렛(13)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 피스톤 뷰렛(13)은 내부의 오일 제트(10)와 상부의 오일 갤러리용 홀(17)을 갖춘 원통형의 내부 뷰렛 케이스(18)와, 상기 내부 뷰렛 케이스(18)를 한쪽에 포함하고 있으며 상부에는 상기 오일 갤러리용 홀(17)과 일치되는 목표점(19)이 표시되어 있고 하부에는 내부 뷰렛 케이스(18)로 분사되는 오일을 포집할 수 있는 제1뷰렛(20) 및 목표점(19)으로 분사되는 오일을 포집할 수 있는 제2뷰렛(21)이 각각 갖추어져 있는 원통형의 외부 뷰렛 케이스(22)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1뷰렛(20)과 제2뷰렛(21)에는 포집된 오일의 양을 읽을 수 있는 눈금이 표시되어 있는 동시에 포집된 오일의 회수할 수 있도록 오일 히터(11)와 배관이 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 오일 제트 유량 측정장치의 전체적인 구성을 보여주는 개략도이다.
본 발명에서는 오일 공급수단으로서 오일 히터(11)와 오일 펌프(12)가 구비된다.
상기 오일 히터(11)는 엔진의 운전조건과 유사한 수준으로 오일의 온도를 높여주는 역할을 하며, 보통 오일의 온도를 20∼150℃ 정도의 온도로 유지시켜주게 된다.
상기 오일 펌프(12)는 오일 히터(11)와 연결되며 오일 제트(10)에서의 분사에 필요한 소정의 압력으로 오일을 압송하는 역할을 하게 된다.
또한, 공급되는 오일의 압력과 양을 제어하는 밸브수단으로서 레귤레이터 밸브(14)와 솔레노이드 밸브(16)가 구비된다.
상기 레귤레이터 밸브(14)는 오일 제트(10)의 분사유량과 밀접한 관계가 있는 공급압력을 정확하게 제어하게 되며, 상기 솔레노이드 밸브(16)는 타이머(15)를 이용하여 오일의 공급량을 정확하게 제어하게 된다.
첨부한 도 2는 본 발명의 오일 제트 유량 측정장치에서 피스톤 뷰렛(13)의 구조를 보여주는 사시도이다.
상기 피스톤 뷰렛(13)은 내부를 확인할 수 있는 2개의 투명한 케이스를 조합시킨 구조로 되어 있다.
즉, 소정의 용적을 갖는 원통형의 외부 뷰렛 케이스(22)와 이것의 내부 일측에 설치되는 원통형의 내부 뷰렛 케이스(18)로 구성되어 있으며, 내부 뷰렛 케이스(18)에는 오일 제트(10)가 설치되고 그 상부에는 피스톤에 있는 오일 갤러리의 입구와 같은 역할을 할 수 있는 오일 갤러리용 홀(17)이 형성된다.
또한, 상기 외부 뷰렛 케이스(22)의 상부 일측, 즉 오일 갤러리용 홀(17)과 일치되는 위치에는 목표점(19)이 표시되어 있어서, 오일 제트(10)에서 분사되는 오일이 정확하게 이곳에 분사되는지의 여부를 확인할 수 있으며, 하부에는 각각 독립된 2개의 뷰렛, 즉 내부 뷰렛 케이스(18)로 분사되는 오일을 포집할 수 있는 제1뷰렛(20)과 외부 뷰렛 케이스(22)로 분사되어 목표점(19)을 맞고 떨어지는 오일을 포집할 수 있는 제2뷰렛(21)이 각각 설치되어 있다.
이때의 각 뷰렛은 포집된 오일량을 쉽게 확인할 수 있는 눈금이 있고, 측정 후 이곳에 포집된 오일은 오일 히터(11)로 다시 회수될 수 있도록 되어 있다.
따라서, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 오일 제트 유량 측정장치의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 오일 히터에 의해 가열된 오일은 이와 연결된 오일 펌프에 의해 오일 제트로 공급된다.
이때, 오일 제트에서의 분사유량은 공급압력에 좌우되므로 레귤레이터에 의해 정교하게 조정된다.
분사되는 오일은 내장된 타이머에 의해 솔레노이드 밸브를 작동되면서 일정시간 동안 분사된 오일이 이중 구조의 각 뷰렛에 포집된다.
여기서, 제2뷰렛에 포집된 오일은 상사점에서의 피스톤에 포집되는 오일의 양이며, 제1뷰렛과 제2뷰렛의 양을 합한 오일의 양은 오일 제트에서 분사된 총 오일의 양이다.
각 뷰렛에는 눈금이 표시되어 있으며 오일 제트에서 분사되는 오일을 방해하지 않도록 오일 제트의 하부에 모이게 하는 것이 바람직하다.
피스톤 뷰렛의 상부에는 실제 엔진 피스톤의 오일 갤러리 위치를 표시하여 오일 제트에서 분사되는 오일의 목표점 분사 정도를 판단한다.
위의 목표점 분사 정도를 판단하는 과정에서 분사되는 오일의 직진성을 함께 평가하여 오일 제트의 제작 및 설계의 적정성을 평가한다.
이상에서와 같이 본 발명은 엔진 피스톤 오일 제트에서 분사되는 오일의 양과 직진성 및 목표점 그리고 실제 피스톤의 오일 포집 효율 등의 평가가 가능한 장점과, 평가의 정도와 신뢰도가 높아 시험 엔진에서의 시험회수를 줄일 수 있는 장점과, 평가 항목에 대한 단품 측정이 가능하므로 평가가 용이하며 구성이 용이하여 엔진에서의 평가에 비해 부품수가 크게 주는 장점이 있으며, 평가에 대한 신뢰도와 오차의 범위가 파악되어 엔진 운전에 대한 인건비 및 연료비, 시험실 운용비 등을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (3)
- 엔진 운전조건의 수준으로 오일을 가열하는 오일 히터(11) 및 가열된 오일을 소정의 압력으로 오일 제트(10)에 공급하는 오일 펌프(12)와,오일 제트(10)에서 분사되는 오일의 공급압력을 제어하는 레귤레이터 밸브(14) 및 타이머(15)를 이용하여 오일의 공급시간을 제어하는 솔레노이드 밸브(16)와,2개의 오일 포집수단을 이용하여 오일 제트(10)에서 분사되는 오일 중에서 상사점으로 분사되는 오일량을 포집할 수 있는 동시에 목표점을 구비하여 이곳에 분사되는 정도를 판단할 수 있도록 한 피스톤 뷰렛(13)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오일 제트 유량 측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 뷰렛(13)은 내부의 오일 제트(10)와 상부의 오일 갤러리용 홀(17)을 갖춘 원통형의 내부 뷰렛 케이스(18)와, 상기 내부 뷰렛 케이스(18)를 한쪽에 포함하고 있으며 상부에는 상기 오일 갤러리용 홀(17)과 일치되는 목표점(19)이 표시되어 있고 하부에는 내부 뷰렛 케이스(18)로 분사되는 오일을 포집할 수 있는 제1뷰렛(20) 및 목표점(19)으로 분사되는 오일을 포집할 수 있는 제2뷰렛(21)이 각각 갖추어져 있는 원통형의 외부 뷰렛 케이스(22)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 제트 유량 측정장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제1뷰렛(20)과 제2뷰렛(21)에는 포집된 오일의 양을 읽을 수 있는 눈금이 표시되어 있는 동시에 포집된 오일의 회수할 수 있도록 오일 히터(11)와 배관이 되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 제트 유량 측정장치.
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