KR100427330B1 - An apparatus for testing transformation of exhaust manifold - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기 매니폴드 거동 측정 장치에 관한 것으로서, 실린더 헤드와 배기 매니폴드의 사이에 장착되며, 그 상부의 일정 길이가 잘려지는 가스켓과, 상기 가스켓의 잘려진 부위에 결합되며, 스트레인게이지가 부착된 시편과, 상기 스트레인게이지에서 감지된 신호를 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터로부터 변환된 신호를 힘으로 환산하여 나타내는 디스플레이부를 구비한다.The present invention relates to an exhaust manifold behavior measuring apparatus, which is mounted between a cylinder head and an exhaust manifold, and coupled to a cut gasket having a predetermined length thereon, and a cut portion of the gasket, and having a strain gauge attached thereto. A specimen, an amplifier for amplifying the signal sensed by the strain gauge, a converter for converting the analog signal amplified by the amplifier into a digital signal, and a display unit for converting the signal converted from the converter into force.
Description
본 발명은 배기 매니폴드 거동 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배기 매니폴드의 거동을 분석할 수 있음으로써, 배기가스 유출의 원인인 배기 매니폴드의 변형을 측정할 수 있는 배기 매니폴드 거동 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust manifold behavior measuring apparatus, and more particularly, by analyzing the exhaust manifold behavior, the exhaust manifold behavior which can measure the deformation of the exhaust manifold which is the cause of the exhaust gas discharge. It relates to a measuring device.
일반적으로 엔진의 개발중 배기 매니폴드(EXHAUST MANIFOLD)에서의 배기가스 유출이 엔진 개발의 중요한 변수로 작용되고 있으며, 이 배기가스 유출을 줄이기위한 방법에 대한 체계적인 연구가 이루어지지 않고 있다.In general, the exhaust gas emission from the exhaust manifold during the engine development is an important variable in the engine development, and there is no systematic research on how to reduce the exhaust gas emission.
상기 배기 매니폴드에서의 배기가스 유출을 예측하는 방법은 배기 매니폴드의 거동분석 방법이 있으며, 이 거동 분석방법은 정적인 상태에서 시험하는 방법과 동적인 상태에서 시험하는 방법으로 나뉘어 연구되고 있다.The method of predicting the exhaust gas outflow from the exhaust manifold includes a method of analyzing the behavior of the exhaust manifold. The behavior analysis method is divided into a method of testing in a static state and a method of testing in a dynamic state.
상기 배기 매니폴드 거동 분석을 정적인 상태에서 하는 방법은 면압지를 사용하는 방법과, 납탄을 사용하는 방법이 있다.The method of performing the exhaust manifold behavior analysis in a static state includes a method using surface pressure paper and a method using lead coal.
먼저 상기 면압지를 사용하는 방법을 설명하면, 실린더 헤드와 배기 매니폴드 사이에 가스켓을 장착하는데 있어, 그 양쪽에 면압지를 넣어 발색상태를 이용하여 배기매니폴더의 거동을 분석한다. 그러나, 상기 면압지를 이용하는 방법은 체결력을 정확히 판별할 수 있지만, 동적인 상태에서는 측정이 곤란하다.First, a method of using the surface pressure paper will be described. In mounting the gasket between the cylinder head and the exhaust manifold, the surface pressure paper is placed on both sides to analyze the behavior of the exhaust manifold using the color development. However, the method using the surface pressure paper can accurately determine the tightening force, but it is difficult to measure in the dynamic state.
다음 납탄을 사용하는 방법을 설명하면, 상기 면압지 대신에 가스켓에 홀을 뚫고 그 사이에 납탄을 넣어 장착한 후 납탄의 두께를 측정하여 체결상태를 확인하는 방법이다. 그러나, 상기 납탄을 이용하는 방법은 정적인 상태에서 측정하기 때문에 실제 엔진에서의 진동이나 열에 의한 변형의 결과를 예측할 수 가 없다.Next, the method of using lead coal is a method of checking a fastening state by measuring a thickness of lead coal after mounting a hole in a gasket instead of the surface pressure paper and putting lead coal therebetween. However, since the method using the coal briquettes is measured in a static state, it is impossible to predict the result of vibration or heat deformation in an actual engine.
상기 배기 매니폴드 거동 분석을 동적인 상태에서 하는 방법은, 대상내구시험을 이용하는 방법과, 차량 플릿 테스트(FLEET TEST)를 이용하는 방법과, 갭 센서(GAP SENSOR)를 이용하는 방법이 제시되었다.The method of performing the exhaust manifold behavior analysis in a dynamic state has been proposed by using a target endurance test, by using a vehicle fleet test, and by using a gap sensor.
먼저, 대상내구시험을 이용하는 방법을 설명하면, 내구시험 중간에 배기가스 유출에 의한 배기 매니폴드 주변의 오염상태를 이용하여 육안으로 확인하는 방법으로서, 이 방법은 정확한 배기가스 유출부의 위치를 확인하기 어렵다. 즉, 배기 매니폴드에서 배기가스가 유출하는 것인지 터보챠저에서 유출하는 것인지의 판별이 어렵다.First, a method using the endurance test is described. As a method of visually confirming the contamination state around the exhaust manifold due to the outflow of the exhaust gas during the endurance test, this method confirms the exact position of the exhaust gas outlet. it's difficult. That is, it is difficult to determine whether the exhaust gas flows out of the exhaust manifold or the turbocharger flows out.
그리고, 차량 플릿 테스트를 이용하는 방법을 설명하면, 이는 차량에 엔진을 장착하고 시험하는 방법으로서, 대상내구시험과 동일하게 진행된다. 그러나 이 방법 또한 가스 유출부의 위치를 정확하게 판단할 수가 없어, 정략적인 측정이 어렵다.In addition, the method of using the vehicle fleet test will be described, which is a method of mounting and testing the engine on the vehicle, and proceeds in the same manner as the endurance test. However, this method also cannot accurately determine the position of the gas outlet, so that it is difficult to make a quantitative measurement.
또한, 갭 센서(GAP SENSOR)를 이용하는 방법을 설명하면, 배기 매니폴드의 거동을 분석하여 배기가스 유출을 측정하는 방법으로서, 이는 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.In addition, the method using the gap sensor (GAP SENSOR) is described, as a method of measuring the exhaust gas outflow by analyzing the behavior of the exhaust manifold, which has a problem that takes time and cost.
즉, 상기 배기 매니폴드에서의 배기가스 유출을 확인하는 방법으로서, 정적인 상태에서의 측정방법은, 배기 매니폴드의 체결력 분포 및 체결상태를 쉽게 확인할 수 있지만, 배기가스 유출의 가장 중요한 원인인 동적 개념이 전혀 고려되지 않았기 때문에, 열에 의한 변형이나 진동에 의한 거동의 분석을 할 수 없어, 실험치와 실제와의 차이가 큰 문제점이 있다.That is, as a method of confirming the exhaust gas outflow from the exhaust manifold, the measurement method in the static state can easily confirm the tightening force distribution and the fastening state of the exhaust manifold, but it is dynamic Since the concept has not been considered at all, analysis of deformation due to heat and behavior due to vibration cannot be performed, and there is a problem in that the difference between the experimental value and the actual value is great.
또한, 동적인 상태에서의 측정 방법은, 열에 의한 변형이나 진동에 의한 거동이 고려되지만, 대상내구시험방법과 차량 플릿 테스트의 방법은 시험 중간에 유출의 원인을 찾기가 어렵고, 갭 센서를 이용하는 방법은 최근 자동차 메이커 및 가스켓 개발업체에서 사용되는 방법이지만 비용이 많이 들고, 별도로 장치를 구성해야 하기 때문에 비용 및 측정시간의 소모가 큰 문제점이 있다.In addition, the measurement method in the dynamic state considers the behavior of deformation or vibration due to heat, but the endurance test method and the vehicle fleet test method are difficult to find the cause of leakage in the middle of the test. Is a method recently used by automobile manufacturers and gasket developers, but it is expensive and requires a separate device to be configured.
그리고, 측정하고자 하는 엔진의 종류가 바뀌게 되면, 그에 맞는 장치를 다시 구성해야 되는 문제점이 있다.And, if the type of engine to be measured is changed, there is a problem that must be configured again according to the device.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 배기 매니폴드의 거동을 분석하여, 배기가스 유출의 원인인 배기 매니폴드의 변형을 측정할 수 있도록 그 구조가 개선된 배기 매니폴드 거동 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, and the exhaust manifold whose structure is improved to analyze the behavior of the exhaust manifold and to measure the deformation of the exhaust manifold that causes the exhaust gas leakage. The object is to provide a behavior measuring device.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 매니플드 거동 측정장치를 개략적으로 도시한 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing an exhaust manifold behavior measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10...가스켓 11...실린더 헤드10 ... gasket 11 ... cylinder head
13...배기 매니폴드 20...시편13 Exhaust Manifold 20 Specimen
30...스트레인 게이지 40...증폭기30 ... strain gauge 40 ... amplifier
50...컨버터 60...디스플레이부50 ... converter 60 ... display unit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배기 매니폴드 거동 측정 장치는, 배기 매니폴드의 거동 분석을 하기 위한 장치에 있어서, 실린더 헤드와 배기 매니폴드의 사이에 장착되며, 그 상부의 일정 길이가 잘려지는 가스켓; 상기 가스켓의 잘려진 부위에 결합되며, 스트레인게이지가 부착된 시편; 상기 스트레인게이지에서 감지된 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터로부터 변환된 신호를 힘으로 환산하여 나타내는 디스플레이부를 구비하는 것을 특징으로 한다.Exhaust manifold behavior measuring apparatus of the present invention for achieving the above object, in the apparatus for analyzing the behavior of the exhaust manifold, is mounted between the cylinder head and the exhaust manifold, the predetermined length of the upper portion is cut gasket; A specimen coupled to the cut portion of the gasket and having a strain gauge attached thereto; An amplifier for amplifying the signal sensed by the strain gauge; A converter for converting the analog signal amplified by the amplifier into a digital signal; And a display unit for converting the signal converted from the converter into force.
본 발명에 있어서, 상기 시편은 상기 가스켓에 볼트로 체결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the specimen is characterized in that the bolt is fastened to the gasket.
본 발명에 있어서, 상기 시편에는 상기 스트레인게이지가 서로 수직되는 한쌍으로 이루어져, 다수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the specimen is made of a pair of the strain gauge is perpendicular to each other, characterized in that a plurality is installed.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 매니폴드 거동 측정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, an exhaust manifold behavior measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 매니폴드 거동 측정 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an exhaust manifold behavior measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기 매니폴드 거동 분석장치 (100)는, 실린더 헤드(11)와 배기 매니폴드(13)의 사이에 장착되며 상부가 일정길이 잘려지는 가스켓(10)과, 상기 가스켓(10)의 잘려진 부위에 결합되며 스트레인게이지(30)가 결합된 시편(20)과, 상기 시편(20)의 스트레인게이지(30)에서 감지된 신호를 증폭하는 증폭기(40)와, 상기 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(50)와, 상기 변환된 신호를 나타내는 디스플레이부(60)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the exhaust manifold behavior analysis apparatus 100 according to the present invention includes a gasket 10 mounted between a cylinder head 11 and an exhaust manifold 13 and cut at a predetermined length thereof. And, coupled to the cut portion of the gasket 10 and the strain gauge 30 coupled to the specimen 20, the amplifier 40 for amplifying the signal sensed by the strain gauge 30 of the specimen 20 and And a converter 50 for converting the amplified signal into a digital signal, and a display unit 60 representing the converted signal.
상기 가스켓(10)은 실린더 헤드(11)와 배기 매니폴드(13)의 사이에 위치되는 부재를 말하는 것으로서, 그 상부 즉, 실린더 헤드(10)의 상부측 방향의 가스켓 (10)의 일정 길이는 잘려지며, 그 잘려진 위치에는 시편(20)이 설치된다. 상기 배기 매니폴드(13)는 열변형 및 진동이 측정되는 주대상물이다.The gasket 10 refers to a member located between the cylinder head 11 and the exhaust manifold 13, and the upper part of the gasket 10, that is, a predetermined length of the gasket 10 in the upper direction of the cylinder head 10 is It is cut, the specimen 20 is installed in the cut position. The exhaust manifold 13 is a main object for which thermal deformation and vibration are measured.
상기 시편(20)에는 스트레인게이지(30)가 결합되어, 배기 매니폴드(13)의 변형 및 진동을 측정한다. 상기 스트레인게이지(30)의 구성은 시편(20)에 가로방향과 세로방향으로 설치되는 한쌍으로 구비되어, 배기 매니폴드(13)의 가로방향의 변형량과 세로방향의 변형량을 측정한다.The strain gauge 30 is coupled to the specimen 20 to measure the deformation and vibration of the exhaust manifold 13. The strain gauge 30 is provided in a pair provided in the specimen 20 in the horizontal and vertical direction, and measures the amount of deformation in the horizontal direction and the length of the exhaust manifold 13 in the longitudinal direction.
이러한 스트레인게이지(30)는 시편의 장착되는 위치에 적어도 2개이상의 다수개로 구비됨이 바람직하다. 상기 스트레인게이지(30)는 배기 매니폴드(13)의 변형량을 전압신호로 변환하며, 이러한 전압신호는 증폭기(40)로 전달된다.The strain gauge 30 is preferably provided with a plurality of at least two or more in the mounting position of the specimen. The strain gauge 30 converts the deformation amount of the exhaust manifold 13 into a voltage signal, which is transmitted to the amplifier 40.
상기 증폭기(40)는 스트레인게이지(30)에서 발생된 전압 신호를 증폭하며, 이 증폭된 신호는 컨버터(50)로 전달된다.The amplifier 40 amplifies the voltage signal generated by the strain gauge 30, and the amplified signal is transferred to the converter 50.
상기 컨버터(50)는 증폭기(40)에서 나온 아날로그 전압신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 컨버터(50)에서 변환된 디지털 신호는 디스플레이부(60), 즉 컴퓨터로 전달된다.The converter 50 converts the analog voltage signal from the amplifier 40 into a digital signal. The digital signal converted by the converter 50 is transmitted to the display unit 60, that is, the computer.
상기 디스플레이부(60)는 전송된 볼트 값을 힘(FORCE)으로 환산하여 나타내게 된다.The display unit 60 converts the transmitted volt value into a force FORCE.
이에 따라, 상기 디스플레이부(60)를 통하여, 변형이 최대가 되는 시점을 찾을 수 있으며, 이 시점을 배기가스 유출이 발생하는 초기로 판단하게 된다.Accordingly, through the display unit 60, it is possible to find a time point when the deformation is maximum, and the time point is determined as the initial stage at which the exhaust gas leakage occurs.
상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 배기 매니폴드 거동 측정장치의 작용을 설명한다.The operation of the exhaust manifold behavior measuring apparatus according to the present invention having the above configuration will be described.
본 발명에 따른 배기 매니폴드 거동 측정 장치(100)의 시편(20)을 가스켓 (10)의 상부에 결합한다.The specimen 20 of the exhaust manifold behavior measuring apparatus 100 according to the present invention is coupled to the upper portion of the gasket 10.
그리고, 엔진의 작동시에 배기 매니폴드(13)의 진동 및 변형량을 시편(20)에 설치되어 있는 스트레인게이지(30)를 통하여 측정하여, 증폭기(40)로 전달한다.Then, the vibration and deformation of the exhaust manifold 13 during the operation of the engine is measured through the strain gauge 30 provided on the specimen 20, and transmitted to the amplifier 40.
다음, 상기 증폭기(40)는 스트레인게이지(30)에서 전달된 전압 신호를 증폭하고, 컨버터(50)로 전달한다.Next, the amplifier 40 amplifies the voltage signal transmitted from the strain gauge 30 and transfers it to the converter 50.
상기 컨버터(50)는 전달된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 디스플레이부(60)로 전달한다.The converter 50 converts the transmitted analog signal into a digital signal and transmits the converted analog signal to the display unit 60.
마지막으로, 디스플레이부(60)는 전압 신호를 힘(force) 량으로 환산하여 실시간으로 전개한다.Finally, the display unit 60 converts the voltage signal into a force amount and expands in real time.
상기와 같은 본 발명에 따른 배기 매니폴드 거동 측정 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.The exhaust manifold behavior measuring apparatus according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 배기 매니폴드의 거동을 분석할 수 있음으로써, 배기가스 유출의 원인인 배기 매니폴드의 변형을 측정할 수 있다.First, by analyzing the behavior of the exhaust manifold, it is possible to measure the deformation of the exhaust manifold which is the cause of the exhaust gas leakage.
둘째, 일단 사용한 시편을 엔진등과 같은 다른 곳에서도 사용할 수 있으므써, 측정하고자 하는 대상 엔진이 바뀌어도 추가적인 장치가 필요 없다.Second, once the specimen has been used in other places, such as an engine, there is no need for additional equipment, even if the engine to be measured changes.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope equivalent to the present invention are possible by those skilled in the art. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |