KR100405732B1 - 실린더 헤드의 크랙 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 헤드에 발생하는 크랙의 유무를 조기에 확인하여 실린더 헤드의 개발 기간을 단축할 수 있는 실린더 헤드의 크랙 검출장치에 관한 것이다. 본 발명은 엔진에 장착된 실린더 헤드의 크랙 검출장치에 있어서, 상기 엔진의 냉각수 배출 라인에 장착되어 냉각수 배출 라인의 압력 변화를 검출하는 압력계와; 상기 냉각수 배출 라인에 압력을 공급하는 가압 펌프와; 상기 냉각수 배출 라인과 가압 펌프 사이에 장착되어 상기 가압 펌프를 통해 공급되는 압력을 상기 냉각수 배출 라인으로 공급하는 냉각수 바이패스 호스와; 상기 냉각수 바이패스 호스 상에 장착되어 개폐됨에 따라 상기 가압 펌프를 통해 상기 냉각수 배출 라인으로 공급되는 압력 흐름을 단속하는 압력 공급 밸브를 포함하여 이루어진다.

Description

실린더 헤드의 크랙 검출장치{CRACK DETECTION DEVICE OF CYLINDER HEAD}

본 발명은 디젤 엔진의 실린더 헤드에 관한 것으로서, 특히 실린더 헤드의 크랙 검출장치에 관한 것이다.

통상적으로, 디젤 엔진은 연비 및 출력향상을 위해 연소압력이 점점 증가되고 있어 실린더 헤드 개발에 많은 비용과 시간이 소요되고 있다.

연소압력의 증가는 연소실 상면에 위치한 실린더 헤드에 강한 반복하중을 주고, 구조상 가장 취약한 흡기 포트와 배기 포트에 크랙(Crack)을 유발한다.

디젤 엔진의 실린더 헤드에 발생하는 크랙은 거의 대부분 흡기 포트에서 발생한다.

실린더 헤드의 흡기 포트 및 그 주변에 미세한 크랙이 발생하면 엔진 냉각수가 누수 되어 연소실로 유입되는데, 고온으로 열분해 되어 데이터(Data)변화 감지가 조기에 되지 않았다.

따라서, 상당한 시간이 흘러 크랙이 진전되고 냉각수 누수 량이 증가되어야 비로소 냉각수 온도에 관련된 데이터 등이 변하게 되어 감지된다.

크랙 검출에 있어서, 심한 경우에는 크랙이 검출되지 않은 상태로 내구시험이 완료되고, 실린더 헤드 공압시험을 통해 크랙이 발견되는 경우도 상당히 많았다.

이런 경우 실린더 헤드의 절단으로 크랙 발생 부위가 확인되어야 하는데, 미세한 크랙인 경우 그 부위를 발견하기가 어렵고, 많은 시간이 소모되어 개발에 상당한 애로가 있었다.

더욱이, 상당한 시간이 흘러 디젤 엔진의 이상 유무가 발견되어 실린더 헤드 절단 등으로 크랙 부위를 발견한다 하여도 크랙 부위에 카본 등의 이물질이 고착되어 광학 현미경으로 관찰하여도 크랙 기점 등을 명확하게 파악하기 어렵다.

그 이유는 디젤 엔진인 경우 밸브 오버랩 구간에서 수트(Soot)등이 흡기 포트 및 그 주변을 오염시키기 때문이다.

한편, 터보 차저(Turbo Charger)가 장착된 디젤 엔진의 경우 흡기 측에 부스트(Boost)압력이 형성되어 운전 중에는 냉각수 압력(냉각수 릴리프 압력;0.9bar)과 거의 같은 압력이 형성되기 때문에 냉각수가 누수 되기 어려워 이상 유무를 확인하기가 더욱더 어렵다.

전술한 바와 같이 실린더 헤드의 크랙 기점을 정확하게 알지 못하면 실린더 헤드 강성 보강 방법 결정에 오류를 일으킬 수 있어 실린더 헤드 개발에 지대한 악영향을 끼치는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 실린더 헤드에 발생하는 크랙의 유무를 조기에 확인하여 실린더 헤드의 개발 기간을 단축할 수 있는 실린더 헤드의 크랙 검출장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진에 장착된 실린더 헤드의 크랙 검출장치에 있어서, 상기 엔진의 냉각수 배출 라인에 장착되어 냉각수 배출 라인의 압력 변화를 검출하는 압력계와; 상기 냉각수 배출 라인에 압력을 공급하는 가압 펌프와; 상기 냉각수 배출 라인과 가압 펌프 사이에 장착되어 상기 가압 펌프를 통해 공급되는 압력을 상기 냉각수 배출 라인으로 공급하는 냉각수 바이패스 호스와; 상기 냉각수 바이패스 호스 상에 장착되어 개폐됨에 따라 상기 가압 펌프를 통해 상기 냉각수 배출 라인으로 공급되는 압력 흐름을 단속하는 압력 공급 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드의 크랙 검출장치의 구성을 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드(110)의 크랙 검출장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 실시예는 엔진(100)의 냉각수 배출 라인(120)에 장착되어 냉각수 배출 라인(120)의 압력 변화를 검출하는 압력계(140), 냉각수 배출 라인(120)에 압력을 공급하는 가압 펌프(150), 냉각수 배출 라인(120)과 가압 펌프(150) 사이에 장착되어 가압 펌프(150)를 통해 공급되는 압력을 냉각수 배출 라인(120)으로 공급하는 냉각수 바이패스 호스(170), 냉각수 바이패스 호스(170) 상에 장착되어 개폐됨에 따라 가압 펌프(150)를 통해 냉각수 배출 라인(120)으로 공급되는 압력 흐름을 단속하는 압력 공급 밸브(160)를 포함하여 이루어진다.

참조 번호 (180), (190)은 엔진 냉각수 온도 조절기와 동력계를 나타낸다.

한편, 참조 번호 (130)는 엔진 냉각수 온도 조절기(180)를 통해 냉각수를 엔진(100)으로 유입시키는 냉각수 흡입 라인을 나타낸다.

도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드(110)의 크랙 검출 시험 방법을 설명한다.

먼저, 압력 공급 밸브(160)를 개방한다(①).

그리고, 가압 펌프(150)를 작동하여 발생된 압력을 냉각수 배출 라인(120)에 공급한다(②).

이때, 냉각수 출구에 설치된 압력계(140)를 보면서 냉각수 배출 라인(120)에 공급되는 압력이 설정된 압력(약 2bar)이 되도록 가압한다(③).

압력계(140)의 압력이 설정된 압력이 되면, 압력 공급 밸브(160)를 닫고 압력계(140)의 표시값이 변하는지를 관찰한다(④).

이때, 압력의 변화가 없으면 실린더 헤드(110)에 크랙이 없는 정상상태이다.

이와는 반대로 압력이 내려가는 경우 실린더 헤드(110) 및 냉각수 시스템에 크랙이 발생된 것으로 판단하면 된다.

이러한 경우, 미세한 크랙(Crack)은 절단 평가를 하여도 크랙의 위치 파악이 어렵다.

따라서, 흡기 매니폴드(Intake Mani-fold)를 탈거하고 흡기 포트(112)가 육안으로 확인이 가능하도록 조치한다.

그런 다음, 상기 ①, ②, ③항의 시험방법을 반복해서 실린더 헤드(110)의 누수가 발생되는 포트를 확인한다.

일반적으로, 포트부의 형상은 연소실 쪽으로 기울어져있다.

따라서, 누수된 냉각수는 연소실(피스톤 상부)로 먼저 유입되고, 그런 다음 포트부 바깥으로 흘러나와 관찰이 가능하다.

이런 문제를 개선하기 위해서는 피스톤이 상사점에 위치하여 연소실 체적을 줄여야 함으로써 냉각수 압력이 가압된 상태에서 동력계(190)를 구동하여 엔진 (100)을 천천히 회전시키면 이상 현상을 조기에 확인 할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 배기 포트 및 그 주변에 발생되는 크랙의 유무도 검출할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실린더 헤드의 크랙 검출장치는 실린더 헤드의 분해 및 절단 등의 방법을 사용하지 않고 실린더 헤드의 크랙 유무 상태를 확인하여 실린더 헤드의 개발 기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 엔진에 장착된 실린더 헤드의 크랙 검출장치에 있어서,

   상기 엔진의 냉각수 배출 라인에 장착되어 냉각수 배출 라인의 압력 변화를 검출하는 압력계와;

   상기 냉각수 배출 라인에 압력을 공급하는 가압 펌프와;

   상기 냉각수 배출 라인과 가압 펌프 사이에 장착되어 상기 가압 펌프를 통해 공급되는 압력을 상기 냉각수 배출 라인으로 공급하는 냉각수 바이패스 호스와;

   상기 냉각수 바이패스 호스 상에 장착되어 개폐됨에 따라 상기 가압 펌프를 통해 상기 냉각수 배출 라인으로 공급되는 압력 흐름을 단속하는 압력 공급 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실린더 헤드의 크랙 검출장치.