KR100368144B1 - 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치 - Google Patents

자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치에 관한 것으로, 폐회로로 구성되어 냉각기와 히터를 통해 냉각 및 가열된 부동액을 각각의 독립된 부동액 라인과 저장고에 저장했다가 이를 엔진으로 단시간 내에 교대로 주입함으로써 상대적으로 용량이 적은 냉각기와 히터로 큰 열충격을 제공하여 실린더 헤드 가스켓의 내구성을 시험할 수 있는 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치{Durability testing device of cylinder head gasket for vehicle engine}
본 발명은 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐회로로 구성되어 냉각기와 히터를 통해 냉각 및 가열된 부동액을 각각의 독립된 부동액 라인과 저장고에 저장했다가 이를 엔진으로 단시간 내에 교대로 주입함으로써, 상대적으로 용량이 적은 냉각기와 히터로 큰 열충격을 제공하여 실린더 헤드 가스켓의 내구성을 시험할 수 있는 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 실린더 헤드 가스켓은 실린더 블록과 실린더 헤드 접촉면에 끼워지며 그 면을 밀착시켜 기밀을 유지함과 동시에 냉각수와 엔진 오일의 누출을 방지하기 위한 것으로 내압성, 내열성 및 적당한 압축성이 요구된다.
첨부한 도 3은 일반적인 실린더 헤드와 실린더 헤드 가스켓을 나타내는 분해사시도로써, 실린더 헤드(2) 하면에 실린더 헤드 가스켓(4)이 장착되는 것을 보여준다.
최근 자동차용 엔진은 고출력, 경량화를 추구하고 있으며, 이에 따라 엔진의 실린더간의 거리는 점점 좁아지는 추세이고, 실린더 헤드와 실린더 블록을 실링(sealing)하는 실린더 헤드 가스켓은 엔진의 연소가스 이외에도 윤활유 및 냉각수의 특성이 다른 세가지 유체를 실링하므로 그 개발 및 평가가 중요시되고 있다.
지금까지 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험은 엔진의 내구성 시험장치에서 동일하게 수행되나 한냉지에서의 엔진 시동시 발생되는 가스켓의 열화환경을 임의로 조정하기 위하여 워터 쿨러(water cooler)를 이용한 시험장치를 사용해 왔다.
그러나, 북미 지역과 같은 한냉지에서는 엔진의 초기 시동시에 영하 30°수준의 냉각수와 엔진의 발열에 따른 작동온도인 90°수준의 물이 교대로 엔진을 수축/팽창시키기 때문에 만족할만한 내구성을 갖는 실린더 헤드 가스켓의 개발을 위해서는 상기와 같은 온도 영역에서의 실린더 헤드 가스켓 내구성 시험이 필요하다.
종래의 워터 쿨러를 이용한 시험장치는 워터쿨러의 히터 및 엔진 자체의 발열로 90°에 도달한 후, 엔진 내부의 물을 외부로 배출시킴과 동시에 워터쿨러에서 상온의 신 냉각수를 공급하여 히터와 엔진의 발열로 다시 90°에 도달하는 과정을 반복한다.
한편, 가열한 물을 버리지 않고 영하의 온도까지 온도를 내리기 위해서는 큰 용량의 냉각기가 필요하고, 물 대신에 얼지 않는 부동액을 사용하는 경우에도 가열된 부동액을 버리거나 또는 히터 또는 냉각기에 의해 부동액을 가열/냉각시켜 재사용하기 위해서는 큰 용량의 히터와 냉각기가 필요하므로 시험비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 폐회로로 구성되어 냉각기와 히터를 통해 냉각 및 가열된 부동액을 각각의 독립된 부동액 라인과 저장고에 저장했다가 이를 단시간에 엔진에 교대로 주입함으로써 상대적으로 용량이 적은 냉각기와 히터로 큰 열충격을 제공하여 실린더 헤드 가스켓의 내구성을 시험할 수 있는 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치를 제공하고자 한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치를 나타내는 구성도
도 2a, 2b는 본 발명에 따른 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치의 작동 상태도
도 3은 일반적인 실린더 헤드와 실린더 헤드 가스켓을 나타내는 분해사시도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 실린더 헤드 4 : 실린더 헤드 가스켓
6a∼6f : 부동액 유로 10 : 제 1 콘트롤러
12 : 제 1 솔레노이드 밸브 14 : 제 2 솔레노이드 밸브
20 : 제 2 콘트롤러 22 : 제 3 솔레노이드 밸브
24 : 제 4 솔레노이드 밸브 30 : 제 3 콘트롤러
32 : 3방향 밸브 40 : 냉각 부동액 저장고
42 : 냉각 부동액 모터펌프 44 : 냉각기
50 : 가열 부동액 저장고 52 : 가열 부동액 모터펌프
54 : 히터 100 : 냉각 부동액 공급장치200 : 가열 부동액 공급장치
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치는 냉각 부동액 저장고(40)의 냉각 회수측 부동액 유로(6a) 및 냉각 순환측 부동액 유로(6b)에 각각 설치되는 제 1 솔레노이드 밸브(12) 및 제 2 솔레노이드 밸브(14)와, 냉각 부동액 저장고(40)의 냉각 공급측 부동액 유로(6c)에 차례로 설치되는 냉각 부동액 모터펌프(42) 및 냉각기(44)와, 상기 제 1 솔레노이드 밸브(12) 및 제 2 솔레노이드 밸브(14)의 선택적인 개폐작동을 제어하는 동시에 냉각기(44)의 가동을 제어하는 제 1 콘트롤러(10)로 구성되어 엔진으로 냉각 부동액을 공급하고 회수할 수 있는 냉각 부동액 공급장치(100); 가열 부동액 저장고(50)의 가열 회수측 부동액 유로(6d) 및 가열 순환측 부동액 유로(6e)에 각각 설치되는 제 3 솔레노이드 밸브(22) 및 제 4 솔레노이드 밸브(24)와, 가열 부동액 저장고(50)의 가열 공급측 부동액 유로(6f)에 차례로 설치되는 가열 부동액 모터펌프(52) 및 히터(54)와, 상기 제 3 솔레노이드 밸브(22) 및 제 4 솔레노이드 밸브(24)의 선택적인 개폐작동을 제어하는 동시에 히터(54)의 가동을 제어하는 제 2 콘트롤러(20)로 구성되어 엔진으로 가열 부동액을 공급하고 회수할 수 있는 가열 부동액 공급장치(200); 상기 냉각 부동액 저장고(40)와 가열 부동액 저장고(50)의 각 공급측 부동액 유로(6c),(6f)가 합류되는 지점에 설치되어 각각의 유로를 선택적으로 개폐하는 3방향 밸브(32) 및 이것을 제어하는 제 3 콘트롤러(30); 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 실린더 헤드 가스켓의
본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치를 나타내는 구성도이고, 도 2a, 2b는 본 발명에 따른 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치의 작동 상태도이다.
이에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 밸브(12)(14)(22)(24)는 저장고(40)(50) 쪽으로 부동액이 유입될 수 있는 체크 밸브(check valve)이고, 3방향 밸브(32)는 엔진 쪽으로 부동액이 유입될 수 있는 체크 밸브이다.
제 1 콘트롤러(10)는 제 1,2 솔레노이드 밸브(12)(14)와 냉각기(44)의 작동을 제어하고, 냉각 부동액 저장고(40)와 냉각기(44) 사이의 냉각 공급측 부동액 유로(6c)에는 냉각 부동액 모터펌프(42)가 장착되어 상기 냉각 부동액 저장고(40) 내의 부동액을 냉각기(44)로 보내서 냉각할 수 있다.
또한, 제 2 콘트롤러(20)는 제 3,4 솔레노이드 밸브(22)(24)와 히터(54)의 작동을 제어하고, 가열 부동액 저장고(50)와 히터(54) 사이의 가열 공급측 부동액 유로(6f)에는 가열 부동액 모터펌프(52)가 장착되어 상기 가열 부동액 저장고(50) 내의 부동액을 히터(54)로 보내서 가열할 수 있다.
한편, 3방향 밸브(32)는 제 3 콘트롤러(30)의 제어에 의해 개폐 방향이 절환된다.
이하 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저 가열된 부동액을 엔진 쪽으로 유입할 때에는 도 2a에 도시한 바와 같이, 제 1 콘트롤러(10)에 의해 제 1 솔레노이드 밸브(12)는 닫히고 제 2 솔레노이드 밸브(14)는 개방되며, 제 2 콘트롤러(20)에 의해 제 3 솔레노이드 밸브(22)는 개방되고 제 4 솔레노이드 밸브(24)는 닫히며, 제 3 콘트롤러(30)에 의해 3방향 밸브(32)는 가열 부동액 저장고(50)로부터 유입되는 부동액만 엔진 쪽으로 유입되도록 제어된다.
따라서, 가열 부동액 저장고(50)에 저장된 부동액은 가열 부동액 모터펌프(52)에 의해 히터(54)와 3방향 밸브(32)를 통하여 엔진 쪽으로 유입되는 것이다.
한편, 냉각 부동액 저장고(40)에 저장된 부동액은 냉각 부동액 모터펌프(42)에 의해 냉각기(44)와 제 2 솔레노이드 밸브(14)를 통하여 순환되며 설정된 온도로 냉각된다.
다음으로 냉각된 부동액을 엔진 쪽으로 유입할 때에는 도 2b에 도시한 바와 같이, 제 1 콘트롤러(10)에 의해 제 1 솔레노이드 밸브(12)는 개방되고 제 2 솔레노이드 밸브(14)는 닫히며, 제 2 콘트롤러(20)에 의해 제 3 솔레노이드 밸브(22)는 닫히고 제 4 솔레노이드 밸브(24)는 개방되며, 제 3 콘트롤러(30)에 의해 3방향 밸브(32)는 냉각 부동액 저장고(40)로부터 유입되는 부동액만 엔진 쪽으로 유입되도록 제어된다.
따라서, 냉각 부동액 저장고(40)에 저장된 부동액은 냉각 부동액 모터펌프(42)에 의해 냉각기(44)와 3방향 밸브(32)를 통하여 엔진 쪽으로 유입되는 것이다.
한편, 가열 부동액 저장고(50)에 저장된 부동액은 가열 부동액 모터펌프(52)에 의해 히터(54)와 제 4 솔레노이드 밸브(44)를 통하여 순환되며 설정된 온도로 가열된다.
또한, 가열 및 냉각 온도는 각 콘트롤러(10)(20)를 통해 설정되고, 상기와 같이 폐회로로 구성되며 일종의 축열효과를 지닌 저장고(40)(50)를 구비하여 적은 용량의 히터와 냉각기를 이용함으로써 가열/냉각된 부동액을 엔진에 교대로 공급하는 방식으로 엔진에 열충격을 가하여 실린더 헤드 가스켓의 내구성을 시험할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치는 폐회로로 구성되어 냉각기와 히터를 통해 냉각 및 가열된 부동액을 각각의 독립된 회로와 저장고에 축적시켰다가 이를 단시간에 엔진에 교번하여 주입함으로써, 상대적으로 적은 히터와 냉각기로 낙차가 큰 열충격을 줄 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 냉각 부동액 저장고(40)의 냉각 회수측 부동액 유로(6a) 및 냉각 순환측 부동액 유로(6b)에 각각 설치되는 제 1 솔레노이드 밸브(12) 및 제 2 솔레노이드 밸브(14)와, 냉각 부동액 저장고(40)의 냉각 공급측 부동액 유로(6c)에 차례로 설치되는 냉각 부동액 모터펌프(42) 및 냉각기(44)와, 상기 제 1 솔레노이드 밸브(12) 및 제 2 솔레노이드 밸브(14)의 선택적인 개폐작동을 제어하는 동시에 냉각기(44)의 가동을 제어하는 제 1 콘트롤러(10)로 구성되어 엔진으로 냉각 부동액을 공급하고 회수할 수 있는 냉각 부동액 공급장치(100);
    가열 부동액 저장고(50)의 가열 회수측 부동액 유로(6d) 및 가열 순환측 부동액 유로(6e)에 각각 설치되는 제 3 솔레노이드 밸브(22) 및 제 4 솔레노이드 밸브(24)와, 가열 부동액 저장고(50)의 가열 공급측 부동액 유로(6f)에 차례로 설치되는 가열 부동액 모터펌프(52) 및 히터(54)와, 상기 제 3 솔레노이드 밸브(22) 및 제 4 솔레노이드 밸브(24)의 선택적인 개폐작동을 제어하는 동시에 히터(54)의 가동을 제어하는 제 2 콘트롤러(20)로 구성되어 엔진으로 가열 부동액을 공급하고 회수할 수 있는 가열 부동액 공급장치(200);
    상기 냉각 부동액 저장고(40)와 가열 부동액 저장고(50)의 각 공급측 부동액 유로(6c),(6f)가 합류되는 지점에 설치되어 각각의 유로를 선택적으로 개폐하는 3방향 밸브(32) 및 이것을 제어하는 제 3 콘트롤러(30);
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 실린더 헤드 가스켓의 내구성 시험장치.
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