KR100411116B1 - 밸브 오버 랩 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸브의 오버 랩과 흡/배기 캠의 개폐시기를 정확하게 측정할 수 있도록 하여 최적의 밸브 타이밍 설정이 이루어지도록 하는 밸브 오버 랩 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 흡/배기 캠의 개폐시기를 검출하는 검출수단과, 검출수단의 신호를 설정된 레벨로 증폭하여 주는 증폭수단과, 증폭된 신호를 프로세서가 인식할 수 있는 형태로 변환시키는 신호변환수단과, 흡/배기 밸브의 개폐 시기로부터 캠의 위상 변화량과 오버 랩 량을 측정하여 그 결과를 디스플레이시키는 분석수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 설계 및 개발되는 엔진의 밸브 오버 랩 량과 캠의 위상 변화량을 실차 운행 환경조건으로 검출할 수 있어 실험 데이터에 신뢰성을 제공하고, 하나의 시스템을 통해 실험 구동과 데이터의 분석이 동시에 수반되어 캠 위상 변화의 파악 및 맵핑에 신뢰성을 제공하고, 경쟁관계에 있는 엔진의 캠 위상 변화를 편리하게 검출할 수 있어 엔진 설계 및 개발에 안정성 및 진보성이 제공된다.

Description

밸브 오버 랩 측정장치 및 그 방법{Apparatus For Determination Of Valve Over Lap And Method Thereof}
본 발명은 밸브의 오버 랩과 흡/배기 캠의 개폐시기를 정확하게 측정할 수 있도록 하여 최적의 밸브 타이밍 설정이 이루어지도록 하는 밸브 오버 랩 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진의 특성은 흡/배기 밸브의 개폐시기와 열림각 및 양정량이 좌우하는데, 엔진 설계 및 마운트에서 저속 토크 등 저 회전 영역에서의 성능을 중요시하는 엔진의 경우 밸브 양정량과 열림각을 작게 취하여 혼합기의 유속을 높여 연소 효율의 향상을 도모하고, 고출력의 엔진에 있어서는 흡입 혼합기량을 많게 하기 위해 밸브 양정량과 열림각을 크게 하여 주며, 고 회전형의 엔진에서는 배기 관성의 효과를 이용하여 흡입 효율을 높이기 위해 밸브 오버 랩, 즉 피스톤 상사점에서 흡/배기 밸브가 함께 열려 있는 시간을 크게 취하여 준다.
전술한 바와 같이 고 회전형 엔진 설계 및 마운팅을 위하여 종래에 수행하는 밸브 오버 랩의 측정은 설계 가공된 흡기 캠 샤프트와 배기 캠 샤프트를 시험용 엔진 혹은 실차에 장착한 다음 동력 전달을 통해 흡/배기 캠 샤프트를 구동하고, 그 과정에서 측정용 지그나 운용자의 육안을 통해 밸브 오버 랩을 측정하고 측정된 결과를 별도의 분석장치를 이용하여 설계된 엔진의 성능을 평가한 다음 결과를 바탕으로 새로운 엔진 설계에 적용하고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 설계 또는 마운트되는 엔진에서의 밸브 오버 랩의 측정을 간편하게 실시하며, 실차나 모델링 엔진에서 측정되는 밸브 오버 랩의 결과를 하나의 시스템에서 직접 분석할 수 있도록 하여 측정된 결과의 데이터 분석에 편리성을 제공하고, 이로 인하여 밸브 오버 랩의 교정 설계에 편리성을 제공하도록 한 것이다.
도 1은 본 발명에 실시예에 따른 밸브 오버 랩 측정장치의 개략적인 구성도.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따라 밸브 오버 랩 측정을 위해 슬롯이 가공되는 배기 캠 샤프트와 흡기 캠 샤프트의 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 밸브 오버 랩 측정장치에 디스플레이되는 검출값의 그래프.
도 4는 본 발명에 따라 측정되는 흡 배기 밸브의 개폐 상태 그래프.
도 5는 본 발명에서 밸브 오버 랩 측정을 실행하는 일 실시예의 흐름도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 흡/배기 캠의 개폐시기를 검출하는 검출수단과, 검출수단의 신호를 설정된 레벨로 증폭하여 주는 증폭수단과, 증폭된 신호를 프로세서가 인식할 수 있는 형태로 변환시키는 신호변환수단과, 흡/배기 밸브의 개폐 시기로부터 캠의 위상 변화량과 오버 랩 량을 측정하여 그 결과를 디스플레이시키는 분석수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡/배기 캠의 개폐시기 검출을 위해 캠 샤프트의 진원부위 캠 축에 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하며, 검출수단은 슬롯을 센싱하는 픽업 센서 혹은 근접센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 실차 조건으로 시험환경을 구축한 다음 구동시키는 과정과, 실차 조건의 구동 환경이 밸브 오버 랩 측정조건을 만족하면 엔진 성능 및 부하 등의 시험 조건을 설정하는 과정과, 시험중에 검출되는 흡/배기 밸브의 개폐시기로부터 캠의 위상 변화량과 밸브 오버 랩 량을 연산하여 맵 데이터로 구축함과 동시 디스플레이시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 일 실시예에 따른 밸브 오버 랩 측정장치는 센서(10a)(10b)와 증폭기(20a)(20b), 신호 변환부(30), 분석부(40) 및 전원부(50)로 이루어지는데, 센서(10a)(10b)는 근접센서 혹은 마그네틱 픽업 센서로 흡기 캠 및 배기 캠의 축부에 설치되어 흡/배기 캠의 개폐 동작을 검출하여 그에 대한 전기적 신호를 출력하고, 증폭기(20a)(20b)는 상기 센서(10a)(10b)로부터 인가되는 검출신호를 설정된 소정의 레벨로 증폭하여 출력하며, 신호 변환부(30)는 증폭기(20a)(20b)를 통해 인가되는 흡/배기 밸브의 위상 변화정보를 프로세서가 인식할 수 있는 신호의 형태로 변환시켜 출력한다.
분석부(40)는 현재 검출되는 흡/배기 밸브의 위상 변화 정보로부터 밸브 오버 랩과 개폐시기를 연산하여 측정된 결과를 표시수단을 통해 그래프나 혹은 문자로 출력하여 준다.
또한, 본 발명은 센서(10a)(10b)의 감지를 통해 밸브 오버 랩을 측정하기 위하여 첨부된 도 2a 및 도 2b에서 알 수 있는 바와 같이 흡기 캠 샤프트(A)와 배기 캠 샤프트(A')의 진원부위 캠 축부에 슬롯(B)(B')을 형성한다.
전술한 바와 같은 기능과 구성을 포함하는 본 발명에서 밸브 오버 랩을 측정하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
설계 가공된 시작품의 흡/배기 캠 샤프트 혹은 실 엔진에 마운트된 흡/배기 캠 샤프트 또는 분석하고자 하는 경쟁사 엔진의 흡/배기 캠 샤프트에 도 2a 및 도2b에서 알 수 있는 바와 같이 슬롯(B)(B')을 가공한 다음 그 측부에 마그네틱 픽업 센서 혹은 근접 센서(10a)(10b)를 설치한 다음 엔진을 구동한다(S101).
이후, 엔진의 회전수 정보와 이론 공연비의 연소 여부 및 냉각수온의 온도 등의 상태 정보를 측정하여(S102) 현재의 차량 상태 조건이 밸브 오버 랩의 측정조건을 만족하는지를 판단한다(S103).
상기에서 밸브 오버 랩 측정조건을 만족하는 상태로 판단되면 도시되지 않는 키 입력수단을 통해 엔진 성능과 부하조건 등의 시험조건을 설정하게 되면 센서(10a)(10b)는 흡/배기 캠 샤프트(A)(A')의 회전에 따라 슬롯(B)(B')을 센싱하여 그에 대한 정보를 증폭기(20a)(20b)를 통해 증폭시켜 신호 변환부(30)측에 인가하면, 신호 변환부(30)는 인가되는 아날로그 상태의 슬롯(B)(B') 검출정보를 프로세서가 인식할 수 있는 디지털의 정보로 변환시켜 분석부(40)측에 인가한다.
이때, 분석부(40)는 인가되는 정보로부터 TDC와 흡기 캠의 오픈 포인트 및 배기 캠의 닫힘 포인트 검출과 동시 밸브 오버 랩을 연산하여 맵 자료로 구축하고, 현재 측정 연산되는 밸브 오버 랩과 흡/배기 밸브의 개폐 위상 변화량을 도시되지 않은 표시수단을 통해 도 3 및 도 4와 같이 그래프의 형식이나 문자로 디스플레이하여 준다(S105)(S106)(S107).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 설계 및 개발되는 엔진의 밸브 오버 랩 량과 캠의 위상 변화량을 실차 운행 환경조건으로 검출할 수 있어 실험 데이터에 신뢰성을 제공하고, 하나의 시스템을 통해 실험 구동과 데이터의 분석이 동시에 수반되어 캠 위상 변화의 파악 및 맵핑에 신뢰성을 제공하고, 경쟁관계에 있는 엔진의 캠 위상 변화를 편리하게 검출할 수 있어 엔진 설계 및 개발에 안정성 및 진보성이 제공된다.

Claims (4)

  1. 흡/배기 캠의 개폐시기를 검출하는 검출수단과;
    상기 검출수단의 신호를 설정된 레벨로 증폭하여 주는 증폭수단과;
    상기 증폭된 신호를 프로세서가 인식할 수 있는 형태로 변환시키는 신호변환수단과;
    흡/배기 밸브의 개폐 시기로부터 캠의 위상 변화량과 오버 랩 량을 측정하여 그 결과를 디스플레이시키는 분석수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 오버 랩 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡/배기 캠의 개폐시기 검출을 위해 캠 샤프트의 진원부위 캠 축부에 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 오버 랩 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출수단은 슬롯을 센싱하는 픽업 센서 혹은 근접센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브 오버 랩 측정장치.
  4. 실차 조건으로 시험환경을 구축한 다음 구동시키는 과정과;
    실차 조건의 구동 환경이 밸브 오버 랩 측정조건을 만족하면 엔진 성능 및부하 등의 시험 조건을 설정하는 과정과;
    시험중에 검출되는 흡/배기 밸브의 개폐시기로부터 캠의 위상 변화량과 밸브 오버 랩 량을 연산하여 맵 데이터로 구축함과 동시 디스플레이시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 오버 랩 측정방법.
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