KR100346475B1 - 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치에 관한 것으로, 오일제트가 엔진에 장착된 상태와 유사한 상태로 오일 공급이 가능하도록 오일 공급장치를 구성한 다음, 여기에 피스톤의 상하 높이에 맞도록 2중의 뷰렛을 연결하여 내부 뷰렛에 설치된 오일제트를 통해 분사가 이루어지게 하여, 오일제트로부터 분사된 오일이 내부뷰렛을 관통하여 외부뷰렛에 포집되게 함으로써, 오일의 분사량 합인 외부뷰렛에 포집된 양과 내부뷰렛에 포집된 양을 이용하여 시험중인 오일제트에서 분사된 오일이 피스톤의 상사점에서 얼마만큼 공급되는지를 정확하게 알 수 있을 뿐만 아니라 이와 함께 오일이 직진성에 대해서도 동시에 알 수 있는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치{Oil measuring device for oil jet of engine piston }

본 발명은 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 구동 상태로 유압을 공급할 수 있도록 오일공급수단을 구성하고, 오일 제트를 통해 피스톤으로 분사되는 오일이 상사점에 도달하는 위치에서 각각의 포집량을 확인할 수 있게 함으로써, 실제 피스톤 냉각에 필요한 오일량을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 오일제트로부터 분사되는 오일의 직진성 및 목표지점으로의 분사에 대해 정확하게 알 수 있는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 연료와 공기를 일정 비율로 혼합된 혼합기를 압축열이나 스파크를 이용하여 연소시키고, 여기서 발생된 열에너지를 기계적인 에너지로 바꿔주는 동력발생장치이다.

이러한 엔진은 구조에 의해 분류해 보면 실린더 블럭과 같이 구조적인 정지부품과, 크랭크 샤프트 구조와 같은 운동부품과, 전기 및 윤활 등을 목적으로 설치되는 부속장치 부품으로 크게 구분할 수 있다.

여기서, 상기 크랭크 샤프트 및 여기에 결합된 피스톤을 포함하는 운동부품은 혼합기의 연소에 의해 얻어지는 폭발력에 의해 열에너지를 기계적인 회전운동으로 바꿔 주는 장치로, 이러한 운동부품에는 각 운동부에서 마찰과 마모를 방지하기 위한 보조장치인 윤활장치에 의해 오일을 공급받게 된다.

상기 윤활장치는, 첨부도면 도 1에서 도시한 바와 같이, 오일팬으로부터 오일스크린을 거친 오일이 오일펌프의 구동에 의해 릴리프 밸브로 공급이 되며, 릴리프 밸브에 공급된 오일은 오일필터를 거쳐 메인 오일 통로(main oil gallery)로 공급된다.

특히, 상기 메인 오일 통로로 공급된 오일 중에서 운동부품 중 가장 큰 운동작용을 하는 피스톤으로도 오일 공급이 이루어지게 되는데, 이때의 경로는 릴리프 밸브 → 크랭크 샤프트 → 커넥팅 로드 → 오일 제트 → 실린더 및 피스톤 순으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 피스톤은 커넥팅 로드에 의해 크랭크 샤프트에 베어링 결합되는 구성요소로, 커넥팅 로드 또는 크랭크 샤프트를 지지하는 베어링 결합 부위에 설치된 오일제트에 의해 오일 공급을 받게 되는데, 이를 위해 상기 피스톤의 내부에는 오일제트로부터 분사된 오일을 공급받을 수 있도록 갤러리가 형성되어 있다.

한편, 상기 오일제트는 피스톤이 상사점에 있을 때 오일분사가 이루어지게 되는데, 이 오일제트의 분사 방향 및 기타 다른 성능을 측정하기 위해 첨부도면 도 1에서 도시한 바와 같은 유량 측정장치를 사용하게 된다.

상기 유량 측정장치는 연료탱크로부터 오일제트 사이의 구성에 있어서 실제로 장착된 상태와 가장 유사하게 구성하게 되는데, 그 구성은 엔진 구동으로 오일의 온도 상승을 위한 오일히터와, 오일을 압송시켜 주는 오일 펌프와, 압송된 오일을 공급받아 오일제트를 설치하기 위한 장착구로 이루어져 있다.

이러한 유량 측정장치는 엔진의 주행 조건에 맞춰 오일 히터로 오일의 온도를 적절하게 맞춘 다음 유량측정을 하고자 하는 오일제트를 장착구에 설치하고, 오일펌프를 구동시켜 일정 시간동안 오일제트로부터 분사된 오일의 체적을 계산하여 공급유량을 계산하게 된다.

이때, 오일제트는 피스톤의 재질에 따라 공급되는 유량, 즉 피스톤의 재질에 따라 3∼8L/Kw·hr의 유량이 공급되는지를 확인하게 되며, 이때 육안 검사를 통해 오일제트로부터 오일분사의 직진성을 검사하게 된다.

그러나, 기존 오일제트의 유량 측정장치는 단순히 메인 오일 통로에서 공급되는 오일로 상에 오일제트를 연결하여 실차 상태로 오일량을 측정하는 단순히 지그 구성을 통해 단위시간당 유량을 포집하여 측정하기 때문에, 다음과 같은 문제점이 제기되었다.

(1) 피스톤이 상사점과 하사점 사이를 병진운동하기 때문에 단위시간당 유량의 포집을 통해서는 피스톤의 행정 거리에 있는 실린더 블럭 상에 공급되는 오일량을 확실하게 측정할 수 없다.

(2) 오일제트로부터 분사되는 방향을 통해 오일의 직진성을 육안으로 판단하기 때문에, 실제로 분사되는 오일이 피스톤의 상사점에 있을 경우 얼마나 골고루 공급되는지 정확하게 알 수 없다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 오일제트가 엔진에 장착된 상태와 유사한 상태로 오일 공급이 가능하도록 오일 공급장치를 구성한 다음, 여기에 피스톤의 상하 높이에 맞도록 2중의 뷰렛을 연결하여 내부 뷰렛에 설치된 오일제트를 통해 분사가 이루어지게 하여, 오일제트로부터 분사된 오일이 내부뷰렛을 관통하여 외부뷰렛에 포집되게 함으로써, 오일의 분사량 합인 외부뷰렛에 포집된 양과 내부뷰렛에 포집된 양을 이용하여 시험중인 오일제트에서 분사된 오일이 피스톤의 상사점서 얼마만큼 공급되는지를 정확하게 알 수 있을 뿐만 아니라 이와 함께 오일이 직진성에 대해서도 동시에 알 수 있는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 유량 측정장치를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 유량 측정장치를 나타내는 구성도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 오일 공급장치 11 : 오일펌프

12 : 히터 13 : 레귤레이터

14 : 솔레노이드 밸브 15 : 고정구

20 : 오일제트 30 : 내부 뷰렛

31 : 외부 뷰렛 32 : 유출구멍

33 : 마킹

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 유량 측정장치를 나타내는 구성도로, 도며부호 10은 오일 공급장치를, 20은 오일량을 측정하기 위한 오일제트를 각각 나타낸다.

본 발명은 오일제트가 엔진에 장착되어 오일 공급이 가능하도록 구성된 오일 공급장치(10)를 포함하는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치에 있어서, 오일제트(20)로부터 분사된 오일이 피스톤의 상사점에서 포집되는 오일 양을 용이하게 확인할 수 있도록 2중관 형태의 내부뷰렛(30)과 외부뷰렛(31)을 포함하고 있는 것이다.

여기서, 상기 오일 공급장치(10)는 엔진의 구동 상태에서 윤활시스템을 통해오일제트(20)로 공급되는 오일 상태와 유사한 상태로 오일을 공급해 주는 장치로, 오일을 압송해 주는 오일펌프(11)와, 오일을 예열시켜 주는 히터(12)와, 오일의 맥동을 막아 균일압을 형성시켜 주는 레귤레이터(13)와, 오일제트(20)의 분사시기를 결정해 주는 솔레노이드 밸브(14)로 구성되어 있다.

물론, 상기 오일 공급장치(10)를 구성하는 각 구성요소는 연결관으로 연결되어 있으며, 솔레노이드 밸브(14)의 출구측에 연결된 연결관의 단부에는 상기 오일제트(20)를 장착할 수 있는 고정구(15)가 구비되어 있다.

상기 오일펌프(11)는 시험하고자 하는 오일제트(20)가 설치되는 엔진에 장착되어 엔진 구동 조건에 따라 소정의 오일압으로 오일을 공급해 주는 펌프이며, 본 발명의 바람직한 구현에에서는 이 오일펌프의 구동속도를 제어할 수 있게 하여서 다양한 엔진에 각기 설치되는 모든 오일제트(20)에도 적용하여 엔진 상태에 맞게 제어할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히터(12)는 오일의 온도를 상승시켜 주는 구성요소로, 이때의 온도는 엔진을 장시간 주행하였을 때 오일의 과열 정도에 맞도록 조절해 주기 위한 것이며, 본 발명의 바람직한 구현예에서 상기 히터(12)는 오일의 온도를 20∼150℃ 범위 내에서 온도 조절이 가능한 것을 사용하게 된다.

상기 레귤레이터(13)는 통상 엔진에 장착되는 윤활시스템에서 유압(오일압)의 생성시 맥동 등이 생기는 것을 막아 주고 일정압을 공급해 주는데 사용되는 것을 그대로 이용하게 되며, 상기 솔레노이드 밸브(14)는 오일제트(20)에서 오일이 분사되는 시기, 즉 피스톤이 상사점에 있을 때를 가정하여 오일펌프(11)의 구동중오일제트(20)로부터 오일이 분사되면 압력강하가 일어나게 되는데, 그 다음 오일분사가 이루어질 수 있는 오일압이 생성될 때까지 오일의 분사를 차단시켜 주는 구성요소이다.

따라서, 상기 오일 공급장치(10)는 엔진 구동시와 마찬가지로 오일펌프(11)에 의해 회전수의 제어를 받아 오일압송이 가능하게 되며, 이때의 오일온도는 히터(12)에 의해 적정 온도로 예열되어 공급이 되고, 이렇게 압송된 오일은 레귤레이터(13)에 의해 균일한 오일압으로 제어된 다음 피스톤의 상사점에 있을 때에 따라 솔레노이드 밸브(14)의 개폐에 의해 오일 분사가 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기 내부뷰렛(30)과 외부뷰렛(31)은 오일에 의해 변형이 일어나지 않는 투명한 재질로 제작되어 있으며, 각 뷰렛(30,31)에는 눈금이 형성되어 있다.

특히, 상기 내부 뷰렛(30)은 내부 공간부의 전체 높이가 피스톤의 행정거리와 같은 길이로 제작되어 있으며, 윗면에는 유출구멍(32)이 관통성형되어 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 유출구멍(32)은 오일제트(20)와 수직으로 일직선상에 형성하여 오일제트(20)로부터 분사되는 오일이 내부뷰렛(30)의 유출구멍(32)을 통과하여 외부뷰렛(31)측으로 보내질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 내부 뷰렛(30)은 상술한 바와 같이 그 하면에 설치된 오일제트(20)로부터 수직 상향으로 오일이 분사됨에 따라 피스톤의 행정거리에 적합하게 분사가 이루어지고 있는 지를 알 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 오일제트(20)의 오일 분사시 오일이 유출구멍(32)을 통해 내부 뷰렛(30)을 완전히 빠져나가게 되면 오일이 전부 피스톤의 안쪽까지 도달하여 갤러리까지 도달한 것으로 볼 수 있으며, 오일이 유출구멍(32)을 통과하지 못하고 내부 뷰렛(30)에 잔여 오일이 남아 있게 되면 그 만큼의 오일이 피스톤으로 공급되지 않은 것으로 판단하게 된다.

상기 외부 뷰렛(31)은 투명 재질을 이용하여 내부 뷰렛(30)보다 체적이 크게 제작된 일종의 용기로, 그 높이가 상기 오일제트(20)의 최대 분사 위치의 길이로 제작되어 있다.

특히, 상기 외부 뷰렛(31)의 천정부에는 오일제트(20)와 유출구멍(32)을 연결하는 연장선상에 마킹(33)이 형성되어 있으며, 상기 오일제트(20)로부터 분사된 오일이 유출구멍(32)을 통과하여 이 마킹(33)에 자국을 남기게 되면 오일제트(20)에 의해 원하는 목표점까지 분사가 이루어지고 있는 것으로 판단하게 된다.

따라서, 상기 오일제트(20)로부터 분사되는 오일량은 분사시기 및 엔진의 상태에 따른 오일펌프(11)의 구동량으로부터 알 수 있게 되며, 상기 외부뷰렛(31)에 포집된 오일량으로 상사점에 있는 피스톤에 공급된 양을 알 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 엔진의 주행 상태에 맞도록 오일공급이 가능하게 구성된 오일 공급장치에 상사점과 같은 높이로 제작된 내부 뷰렛과 그 외부를 감싸주는 2중 구조로 외부 뷰렛으로 구성하고, 상기 오일제트로부터 분사된 오일이 내부 뷰렛을 통과하여 외부 뷰렛으로 관통가능하게 함으로써, 내부 뷰렛에 포집된 양을 계산하여 피스톤이 상사점에 있을 때에 공급된 오일량을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 오일제트로부터 분사되는 오일의 직진성과 분사 정도를 한꺼번에 확인할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 오일제트가 엔진에 장착되어 오일 공급이 가능하도록 구성된 오일 공급장치와, 이 오일 공급장치의 오일 라인 상에 연결되어 상향으로 분사가능하도록 오일제트를 고정시켜 주는 고정구와, 이 고정구가 바닥에 설치되어 일체로 감싸주도록 2중 구조로 설치된 내부뷰렛과 외부뷰렛으로 구성되어 있되,

   상기 내부뷰렛에는 오일제트의 오일 분사 방향과 접하는 위치에 유출구멍이 관통성형되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 오일 공급장치는 회전수를 가변시켜 오일을 소정의 압력으로 압송해 주는 오일펌프와, 오일을 예열시켜 오일펌프로 공급해 주는 히터와, 상기 오일펌프에 연결되어 오일의 맥동을 막아 균일압을 형성시켜 주는 레귤레이터 및 오일제트의 분사시기를 결정해 주는 솔레노이드 밸브와, 이 솔레노이드 밸브에 연결되어 시험용 오일제트가 장착가능한 고정구로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 내부뷰렛은 그 높이가 피스톤의 행정거리로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 외부뷰렛은 내부의 상면에 피스톤의 오일겔러리와 동일 위치에 마킹이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진피스톤용 오일제트의 유량 측정장치.