KR100366916B1 - Method for measuring compressive presures of cylinders in automobile engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법을 개시한다. 압축진공센서와 전류센서를 사용하여 기준되는 하나의 실린더의 실제 압축압력을 측정하여 기준실린더 이외의 다른 모든 실린더의 압축압력을 측정할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 따른 실린더 압축압력 측정방법에 따라 스파크플러그 하나만 분리하고도 전체 실린더들의 절대적 및 상대적 압축압력을 전부 알 수 있고, 진단시간을 대폭적으로 단축시키는 현저한 효과가 있다. 또한 실린더 내부의 기계적 고장문제를 추적하고 진단하는데 적용할 수 있는 효과가 있다.The present invention discloses a method for measuring cylinder compression pressure of an automobile engine. By using the compressed vacuum sensor and the current sensor, the actual compression pressure of one reference cylinder can be measured to determine the compression pressure of all cylinders other than the reference cylinder. According to the cylinder compression pressure measuring method according to the present invention, it is possible to know all the absolute and relative compression pressures of the entire cylinders even if only one spark plug is removed, which has a significant effect of significantly shortening the diagnostic time. In addition, there is an effect that can be applied to track and diagnose the mechanical failure problem in the cylinder.
Description
본 발명은 압축압력 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 자동차엔진의 실린더 압축압력을 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compression pressure measuring method, and more particularly to a method for measuring the cylinder compression pressure of an automobile engine.
자동차 엔진의 작동중에 압축행정시의 실린더 압축압력이 높으면 폭발력이 강해지고 적은 연료로 큰 동력을 얻을 수 있는 반면에 압축압력이 너무 높으면 조기에 점화가 되기 때문에 연료노킹이 일어나기 쉽다. 따라서 압축압력은 일정한 제한을 받는다. 또한, 실린더의 압축압력은 정상상태를 유지하여야 하며 각각의 실린더의 압축압력은 균일하여야 한다.Higher cylinder compression pressure during the operation of the automobile engine results in greater explosive force and greater power with less fuel, while too high compression pressure tends to ignite prematurely, thus fuel knocking is likely to occur. The compression pressure is therefore subject to certain limitations. In addition, the compression pressure of the cylinders should be kept steady and the compression pressure of each cylinder should be uniform.
이와 같이 엔진의 진단에 있어서 실린더의 압축압력을 측정하는 것은 매우 중요한 것이다. 종래에 있어서는 실린더의 압축압력을 측정하기 위하여 스파크 플러그들을 전부 연소실로부터 분리하여 측정하고 있다. 한편, 실린더의 압축압력은 튠업장비에 의하여 측정되고 있으며, 튠업장비는 실린더별로 압축압력이 균일한 가를 판단하기 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이, 스타팅모터의 전류를 측정하여 바그래프(Bar Graph)로 표시한다.As such, it is very important to measure the compression pressure of the cylinder in the diagnosis of the engine. In the related art, all the spark plugs are separated from the combustion chamber and measured in order to measure the compression pressure of the cylinder. Meanwhile, the compression pressure of the cylinder is measured by a tune-up device, and the tune-up device measures the current of the starting motor as shown in FIG. 1 to determine whether the compression pressure is uniform for each cylinder. Display.
그러나, 종래에 있어서 스파크플러그들을 일일이 분리하여 실린더의 압축압력을 측정하는 것은 여러 가지 문제점들을 내포하고 있다. 첫째, 자동차 정비전문가가 스파크플러그들을 분리하여 압축압력을 측정하는데는 대략 2시간정도의 오랜 시간이 소요되는 단점이 있다. 둘째, V－6, V－8기통의 엔진에 있어서는 매니폴드가 스파크플러그를 가로막고 있기 때문에 스파크플러그를 분리하는 것은 정비전문가에게도 상당히 어려운 작업이다. 셋째, 시간과 노력을 통하여 스파크플러그들을 분리하여 압축압력을 측정하였으나 압축압력에 이상이 없다고 판명된 경우에는 상당한 시간의 낭비와 노력의 손실을 초래한다.However, in the related art, measuring the compression pressure of the cylinder by separating the spark plugs individually involves several problems. First, there is a disadvantage that a car maintenance expert takes about 2 hours to measure the compression pressure by separating the spark plugs. Secondly, for the V-6 and V-8 cylinders, removing the spark plug is a difficult task for maintenance professionals, because the manifold blocks the spark plug. Third, if the compression pressure was measured by separating the spark plugs through time and effort, but it turns out that the compression pressure is not abnormal, it causes considerable waste of time and loss of effort.
한편, 실린더의 압축압력을 측정하는 튠업장비들은 상기한 바와 같이 스타팅모터의 전류를 측정하여 바그래프로 표시하기 때문에 바그래프에 의한 상대평가에 의하여 실린더간의 상대값만을 알 수 있을 뿐이며 원래 자동차의 기준값과 비교하는 절대평가는 전혀 이루어지지 않는다는 커다란 문제점이 있다. 즉, 전체적으로 압축압력이 높게 나오거나 낮게 나오는 경우에는 기준값과 어느 정도의 차이가 있는 가를 전혀 알 수 없는 결점이 있다.On the other hand, since the tune-up equipment for measuring the compression pressure of the cylinder measures the current of the starting motor and displays it on the bar graph, only the relative value between the cylinders can be known by the relative evaluation by the bar graph, and the reference value of the original vehicle is shown. There is a big problem that there is no absolute evaluation comparing with. In other words, when the compression pressure is high or low as a whole, there is a defect that can not know how much difference with the reference value.
이에 자동차 정비업계에서는 과학적이고 체계적인 실린더 압축압력의 측정방법에 대한 절대적인 필요성을 느끼고 있었다.Therefore, the automobile maintenance industry felt the absolute necessity for scientific and systematic cylinder pressure measurement.
따라서, 본 발명의 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 모든 스파크플러그들을 분리하지 않고도 절대 및 상대 압축압력을 측정할 수 있는 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for measuring cylinder compression pressure of an automobile engine capable of measuring absolute and relative compression pressures without removing all spark plugs.
본 발명의 다른 목적은 자동차의 고장진단시간을 단축시키며 자동차를 정확하고 정밀하게 정비할 수 있는 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a cylinder compression pressure measuring method of an automobile engine capable of shortening the diagnosis time of a vehicle and maintaining the vehicle accurately and precisely.
도 1은 종래의 진단기에 의한 스타팅모터모터의 전류를 이용한 실린더의 상대적인 압축압력을 나타내는 도면,1 is a view showing the relative compression pressure of the cylinder using the current of the starting motor motor by a conventional diagnostic device,
도 2는 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정장치의 전체구성을 나타내는 도면,2 is a view showing the overall configuration of a cylinder compression pressure measuring apparatus of a vehicle engine according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법을 나타내는 흐름도,3 is a flowchart illustrating a method of measuring a cylinder compression pressure of an automobile engine according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법에 의한 기준실린더의 압축압력과 휠터링전의 각각의 실린더의 압축순서에 맞추어진 전류파형을 나타내는 그래프,4 is a graph showing current waveforms matched to the compression pressure of the reference cylinder and the compression order of each cylinder before the filter by the cylinder compression pressure measuring method of the automobile engine according to the present invention;
도 5a 내지 도 5d는 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법에 의한 휠터링후의 각각의 실린더의 전류파형을 나타내는 그래프이다.5A to 5D are graphs showing current waveforms of respective cylinders after filtering by the cylinder compression pressure measuring method of an automobile engine.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣
1: 자동차 2: 배터리1: car 2: battery
10: 진단기 20: 압력진공센서10: Diagnosis machine 20: Pressure vacuum sensor
22: 증폭기 24: 어댑터22: amplifier 24: adapter
30: 전류센서30: current sensor
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징으로 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법은 기준으로 선택된 실린더에 장착되어 있는 스파크플러그를 분리하는 단계와; 상기 스파크플러그가 삽입되어 있던 위치에 어댑터가 부착된 압력진공센서를 설치하는 단계와; 상기 압력진공센서를 진단기에 연결시키는 단계와; 스타팅모터의 전류를 측정하기 위한 전류센서를 자동차의 배터리와 상기 진단기에 각각 연결하는 단계와; 자동차의 시동을 걸리지 않도록 하고 크랭킹하는 단계와; 상기 압력진공센서에 의하여 상기 기준되는 실린더의 절대압력을 측정하는 단계와; 상기 기준되는 실린더와 다른 실린더들의 상기 스타팅모터의 전류값들을 상기 전류센서에 의하여 측정하는 단계와; 상기 전류센서에 의하여 측정된 전류값의 신호들의 잡음을 제거하기 위하여 상기 신호들의 파형을 저주파휠터링하며, 신호들을 직류로 측정하는 단계와; 상기 기준되는 실린더이외의 다른 실린더들의 전류값에서 상기 기준되는 실린더에 설치된 상기 어댑터의 오차량만큼 보정하는 단계와; 상기 기준되는 실린더이외의 다른 실린더들의 절대압축압력을 계산하는 단계로 이루어져 있다.As a feature of the present invention for achieving the above objects, a cylinder compression pressure measuring method of an automobile engine according to the present invention comprises the steps of: separating a spark plug mounted on a cylinder selected as a reference; Installing a pressure vacuum sensor having an adapter attached to a position at which the spark plug is inserted; Connecting the pressure vacuum sensor to a diagnosis device; Connecting a current sensor for measuring a current of a starting motor to a battery of the vehicle and the diagnostic apparatus, respectively; Cranking and preventing the vehicle from starting; Measuring the absolute pressure of the reference cylinder by the pressure vacuum sensor; Measuring current values of the starting motor of the cylinders other than the reference cylinder by the current sensor; Low frequency filtering the waveforms of the signals to remove noise of the signals of the current value measured by the current sensor and measuring the signals with direct current; Correcting by an amount of error of the adapter installed in the reference cylinder from current values of cylinders other than the reference cylinder; Computing the absolute compression pressure of the cylinders other than the reference cylinder.
이하, 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법의 실시예를 첨부한 도면을 참고로하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of a cylinder compression pressure measuring method of an automobile engine according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정장치의 구성에 대하여 살펴본다. 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압출압력 측정장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 2개의 측정채널을 보유하는 진단기(10)와, 증폭기(22)를 개재하여 진단기(10)의 하나의 채널에 직접 연결되는 압력진공센서(20)와, 압력진공센서(20)에 연결되고 기준되는 하나의 실린더에 설치되는 어댑터(24)와, 일단은 진단기(10)의 다른 하나의 채널에 연결되고 타단은 자동차(1)의 배터리(2)와 스타팅모터를 연결하는 케이블에 설치되는 전류센서(30)로 구성되어 있다. 압력진공센서(20)는 350psi까지 압력을 측정할 수 있는 공지의 센서(모델명:PV350)을 사용하고, 어댑터(24)는 기준이 되는 가장 분리하기 용이한, 예를 들면, 1번실린더의 스파크플러그를 분리하여 설치한다. 어댑터(24)는 스파크플러그의 구멍의 깊이를 고려하여 내경이 3mm이고 길이는 200mm로 함이 바람직하다. 스타팅전류를 측정하기 위하여 전류센서(30)는 600A용량의 AC/DC, 예를 들면 모델명 FLUKE 90i-610S의 전류센서를 사용한다. 압력진공센서(20)와 전류센서(30)는 각각 진단기(10)에 연결되어 있다.First, it looks at the configuration of the cylinder compression pressure measuring device of the vehicle engine according to the present invention. As shown in FIG. 2, a cylinder extrusion pressure measuring apparatus for an automobile engine according to the present invention is provided in one channel of the diagnostic apparatus 10 via a diagnostic apparatus 10 having two measuring channels and an amplifier 22. The pressure vacuum sensor 20 directly connected, the adapter 24 is connected to the pressure vacuum sensor 20 and installed in one reference cylinder, one end is connected to the other channel of the diagnostic device 10 and the other end is It consists of a current sensor 30 is installed in the cable connecting the battery 2 and the starting motor of the vehicle (1). The pressure vacuum sensor 20 uses a well-known sensor (model name: PV350) capable of measuring pressure up to 350 psi, and the adapter 24 is the most easily detachable, for example, spark of the first cylinder. Remove and install the plug. The adapter 24 preferably has an inner diameter of 3 mm and a length of 200 mm in consideration of the depth of the hole of the spark plug. In order to measure the starting current, the current sensor 30 uses a 600A AC / DC, for example, a current sensor of model name FLUKE 90i-610S. The pressure vacuum sensor 20 and the current sensor 30 are each connected to the diagnosis device 10.
다음으로, 본 발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법에 대하여 설명한다.Next, a cylinder compression pressure measuring method of an automobile engine according to the present invention will be described.
상기한 바와 같이 측정장치의 전체 구성에 따라 측정장치를 준비한다(S101∼S104). 측정장치가 준비되면, 자동차의 시동이 걸리지 않도록 조치하고 크랭킹을 실행한다(S104). 기준으로 선택한 압력진공센서(20)가 설치된 1번실린더의 절대압력을 측정하고(S106), 또한 모든 실린더의 스타팅모터의 전류값을 측정한다(S107). 크랭킹은 액셀레이터패달을 완전히 밟은 상태에서 실행한다. 기준되는 1번실린더의 절대압축압력은 압력진공센서(20)에 의하여 측정되며, 실린더들의 스타팅모터의 전류값들이 전류센서(30)에 의하여 측정된다. 1번실린더의 압축압력과 각각의 실린더의 전류값은 크랭킹실행후 1초 이후의 값으로 하는 것이 바람직하다. 측정된 1번실린더의 절대압축압력이 예를 들면, 12.2㎏/㎠(압력진공센서의 1V의 출력은 압력 1㎏/㎠에 해당된다.)이면 이 값이 기준범위내의 정상압축압력인가를 우선 판단한다. 도 4는 압력진공센서(20)에 의하여 측정된 기준되는 1번실린더의 절대압축압력과 전류센서(30)에 의하여 측정된 모든 실린더의 스타팅모터 전류값들의 파형을 나타낸다. 1번실린더의 직접 측정한 실제 절대압축압력이 소정의 간격을 두고 표시되고 하부에는 점화순서 또는 압축순서에 입각한 1, 3, 4, 2번 실린더의 의 스타팅모터의 전류파형이 표시된다. 도 4의 그래프는 잡음을 그대로 보유한 전류파형을 나타내는 것이며, 저주파휠터를 사용하여 잡음을 제거하여야 한다(S108). 이때, 전류파형의 신호는 직류(DC)로 측정되어야 한다.As described above, the measuring apparatus is prepared according to the overall configuration of the measuring apparatus (S101 to S104). When the measuring device is ready, the vehicle is prevented from starting and cranking is performed (S104). The absolute pressure of the first cylinder installed with the pressure vacuum sensor 20 selected as the reference is measured (S106), and the current value of the starting motors of all the cylinders is measured (S107). Cranking is performed with the accelerator pedal fully depressed. The absolute compression pressure of the reference cylinder No. 1 is measured by the pressure vacuum sensor 20, and the current values of the starting motors of the cylinders are measured by the current sensor 30. The compression pressure of the first cylinder and the current value of each cylinder are preferably set to 1 second after the cranking. If the measured absolute compression pressure of the number 1 cylinder is, for example, 12.2 kg / cm 2 (the output of 1 V of the pressure vacuum sensor corresponds to a pressure of 1 kg / cm 2), this value is given priority over the normal compression pressure within the reference range. To judge. 4 shows waveforms of the absolute compression pressure of the reference cylinder No. 1 measured by the pressure vacuum sensor 20 and the starting motor current values of all cylinders measured by the current sensor 30. The actual absolute compression pressure measured directly by cylinder 1 is displayed at predetermined intervals, and the lower part shows the current waveform of starting motors of cylinders 1, 3, 4 and 2 based on the ignition order or compression order. 4 shows a current waveform in which noise is retained as it is, and noise must be removed using a low frequency filter (S108). At this time, the current waveform signal should be measured by direct current (DC).
도 5a 내지 도 5d는 휠터링후의 각각의 실린더의 피스톤 압축 상사점에 걸리는 엔진부하에 비례하는 스타팅모터의 전류파형을 나타낸다. 실제의 1번 실린더의 압축압력의 측정에 의하여 1번 실린더의 압축압력이 기준범위의 압축압력내의 값이라면 도 5a에서 1번 실린더의 압축시의 전류파형의 높이도 정상압축압력에 해당하는 전류값으로 인정된다. 이때, 1번 실린더의 전류값의 최고치를 100%으로 하고 1번 실린더이외의 다른 실린더의 전류값의 최고치에 의하여 다른 실린더들의 압축압력을 결정한다(S109). 도 5b 내지 도 5d에 나타낸 바와 같이, 3번 실린더의 최고 전류값은 1번 실린더대비 103%임을 나타내며, 4번 실린더의 최고 전류값은 105%, 2번 실린더의 최고 전류값은 103%를 나타내고 있다.5A to 5D show the current waveforms of the starting motor proportional to the engine load applied to the piston compression top dead center of each cylinder after the filtering. If the compression pressure of cylinder 1 is measured within the reference range by the actual measurement of the compression pressure of cylinder 1, the height of the current waveform at the time of compression of cylinder 1 in Fig. 5A also corresponds to the normal compression pressure. Is recognized. At this time, the maximum value of the current value of the first cylinder is 100%, and the compression pressure of the other cylinders is determined by the maximum value of the current value of the cylinders other than the first cylinder (S109). As shown in FIGS. 5B to 5D, the maximum current value of cylinder 3 represents 103% of cylinder 1, the maximum current of cylinder 4 represents 105%, and the maximum current of cylinder 2 represents 103%. have.
다음 단계로, 어댑터(24)의 오차를 보정한다(S110). 어댑터(24)는 1번 실린더에만 설치하였으므로 어댑터의 오차를 보정하여 1번 실린더 이외의 다른 실린더들의 상대적 및 절대적 압축압력을 계산한다(S111). 어댑터(24)의 오차량이 예컨데 4%가 된다면, 1번 실린더이외의 실린더에서는 4%정도 높게 나오게 되므로 1번 실린더 대비 각 실린더의 최고 전류값을 4%씩 공제한다. 이에 따라, 1번 실린더 대비 다른 실린더들이 압축압력의 상대치를 정확히 얻을 수 있게 된다. 즉, 3번 실린더는 99%, 4번 실린더는 101%, 2번 실린더는 99%가 된다. 또한, 각 실린더의 절대압축압력도 계산할 수 있다. 즉, 1번 실린더의 측정된 절대압축압력이 12.2㎏/㎠이었으므로,In a next step, the error of the adapter 24 is corrected (S110). Since the adapter 24 is installed only in the first cylinder, the adapter's error is corrected to calculate relative and absolute compression pressures of cylinders other than the first cylinder (S111). If the error amount of the adapter 24 is 4%, for example, cylinders other than cylinder 1 will be about 4% higher, so the maximum current value of each cylinder compared to cylinder 1 will be deducted by 4%. Accordingly, the other cylinders compared to the first cylinder can accurately obtain the relative value of the compression pressure. That is, cylinder 3 is 99%, cylinder 4 is 101%, and cylinder 2 is 99%. The absolute compression pressure of each cylinder can also be calculated. That is, since the measured absolute compression pressure of the first cylinder was 12.2㎏ / ㎠,
3번 실린더의 절대압축압력은 12.2㎏/㎠×0.99＝12.078㎏/㎠이고,Absolute compression pressure of cylinder 3 is 12.2㎏ / ㎠ × 0.99 = 12.078㎏ / ㎠,
4번 실린더의 절대압축압력은 12.2㎏/㎠×1.01＝12.322㎏/㎠이며,Absolute compression pressure of cylinder 4 is 12.2㎏ / ㎠ × 1.01 = 12.322㎏ / ㎠,
2번 실린더의 절대압축압력은 12.2㎏/㎠×0.99＝12.078㎏/㎠이 된다.The absolute compression pressure of cylinder 2 is 12.2 kg / cm 2 × 0.99 = 12.078 kg / cm 2.
이와 같은 수치의 계산은 진단장비의 간단한 알고리즘에 의하여 즉시 화면으로 표출되어 진단에 도움을 주게 된다. 이상과 같은 방법을 사용하면 각각의 실린더의 절대 및 상대압력의 측정이 가능할 뿐만 아니라 압축압력의 문제에 의한 사소한 불량도 알아낼 수 있어, 각 실린더의 실린더헤드의 비틀림·각 실린더의 밸브밀착 불량에 의한 부조·각 실린더의 피스톤 압축링의 불량·각 실린더의 실린더헤드가스켓 상태 등의 진단도 가능해지며, 특히 V-6 및 V-8기통의 진단시간이 대폭적으로 줄어들게 된다.Such calculation of the numerical value is immediately displayed on the screen by a simple algorithm of the diagnostic equipment to help diagnosis. Using the method described above, not only the absolute and relative pressure of each cylinder can be measured, but also minor defects caused by problems of compression pressure can be identified. Diagnosis, failure of piston compression ring of each cylinder, and cylinder head gasket condition of each cylinder can be diagnosed, and the diagnostic time of V-6 and V-8 cylinders is greatly reduced.
이상에서 설명한 바와 같이, 본발명에 따른 자동차엔진의 실린더 압축압력 측정방법에 의하면, 스파크플러그 하나만 분리하고도 전체 실린더들의 절대적 및 상대적 압축압력을 전부 알 수 있고, 진단시간을 대폭적으로 단축시키는 현저한 효과가 있다. 또한 실린더 내부의 기계적 고장문제를 추적하고 진단하는데 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method of measuring the cylinder compression pressure of the automobile engine according to the present invention, it is possible to know all the absolute and relative compression pressures of the entire cylinders without removing the spark plug alone, and to significantly reduce the diagnostic time. There is. In addition, there is an effect that can be applied to track and diagnose the mechanical failure problem in the cylinder.
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