KR100489136B1 - Guaging apparatus to design a head gasket - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진의 실린더 블럭 및 실린더 헤드 사이에 개재되는 실린더 헤드 가스켓의 사양 및 설계에 필요한 엔진의 거동량을 측정하기 위한 엔진의 거동 측정장치에 관한 것으로,The present invention relates to an engine behavior measuring apparatus for measuring the amount of behavior of the engine required for the specification and design of the cylinder head gasket interposed between the cylinder block and the cylinder head of the engine,
실제 엔진과 비슷한 체적의 연소실을 갖도록 블럭과 헤드가 상하조립되어 형성된 지그와;A jig formed by vertically assembling the block and the head so as to have a combustion chamber having a volume similar to that of an actual engine;
상기 블럭과 헤드의 결합면 도중에 실링을 위해 개재된 가스켓과;A gasket interposed for sealing during an engagement surface of the block and the head;
상기한 연소실로 실제 엔진의 연소압 수준의 압력이 제공될 수 있도록 상기 블럭의 일측에 형성되는 가압기와;A pressurizer formed at one side of the block to provide a pressure at an actual combustion pressure level of the engine to the combustion chamber;
상기한 블럭의 연소실 외측에 소정의 각도간격으로 수직으로 형성된 홀에 감지봉이 수용되어지되, 상기 감지봉의 끝단이 상기 헤드의 저면에 접하도록 장착되는 라이너 게이지 ;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a sensing rod is accommodated in a hole vertically formed at a predetermined angular interval outside the combustion chamber of the block, and a liner gauge mounted at the end of the sensing rod to be in contact with the bottom surface of the head.
Description
본 발명은 엔진의 거동 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 실린더 블럭 및 실린더 헤드 사이에 개재되는 실린더 헤드 가스켓의 사양 및 설계에 필요한 엔진의 거동량을 측정하기 위한 엔진의 거동 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an engine behavior measuring apparatus, and more particularly, to an engine behavior measuring apparatus for measuring the amount of engine behavior required for the specification and design of a cylinder head gasket interposed between a cylinder block and a cylinder head of an engine. It is about.
엔진은 주지된 바와 같이 실린더 블럭과 실린더 헤드가 결합되어 마련되는 연소실에서 연료를 연소시켜 동력을 얻는 것이다. 상기한 연소실에서는 흡입 밸브 및 배기 밸브의 작동에 따라서 엔진의 행정이 이루어지며 피스톤이 상하운동을 하게 된다.As is well known, the engine burns fuel in a combustion chamber provided by coupling a cylinder block and a cylinder head to obtain power. In the combustion chamber, the stroke of the engine is made according to the operation of the intake valve and the exhaust valve, and the piston moves up and down.
이 과정에서 상기한 연소실에는 연소 가스가 발생되고, 이 연소가스는 실린더 헤드에 마련된 배기 매니폴드를 통해 차량의 배기계로 유도된다. 또한, 연소과정에서 발생되는 열은 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 전달되어 뜨거워지는데, 이 연소열로부터 엔진이 열해를 입는 것을 방지하기 위해서 상기한 실린더 블럭 및 실린더 헤드의 연소실 주변에는 소정 크기의 워터 재킷이 형성된다. 따라서 엔진의 전방 일측에 마련된 워터 펌프에서 핌핑된 냉각수가 상기 워터 재킷으로 흐르게 되어 엔진을 적정 수준으로 냉각하게 된다.In this process, combustion gas is generated in the combustion chamber, and the combustion gas is guided to the vehicle exhaust system through an exhaust manifold provided in the cylinder head. In addition, heat generated during the combustion process is transferred to the cylinder block and the cylinder head to heat up, and a water jacket having a predetermined size is formed around the combustion chamber of the cylinder block and the cylinder head in order to prevent the engine from being injured from the combustion heat. do. Therefore, the water pumped in the water pump provided on the front side of the engine flows to the water jacket to cool the engine to an appropriate level.
한편, 상기한 실린더 블럭과 실린더 헤드의 조립되는 다수의 엔진부품들의 윤활 및 냉각을 위한 오일이 엔진의 각 습동부 및 마찰부로 공급될 수 있도록 상기 실린더 블럭 및 실린더 헤드의 필요부에는 오일 갤러리 및 오일 홀 등이 형성된다.On the other hand, the oil gallery and the oil in the required portion of the cylinder block and the cylinder head so that the oil for lubrication and cooling of the plurality of engine parts assembled of the cylinder block and the cylinder head can be supplied to each sliding and friction portion of the engine A hole or the like is formed.
따라서 상기한 엔진와 같은 엔진의 조립과정에서 실린더 블럭과 실린더 헤드의 조립면 사이에는 실린더 헤드 가스켓을 장착하므로서 엔진의 연소과정에서 발생되는 연소가스 및 냉각수와 오일 등이 누출되지 않도록 하였다.Therefore, the cylinder head gasket is mounted between the cylinder block and the assembly head of the cylinder head in the process of assembling the engine such that the combustion gas, the coolant and the oil generated during the combustion process of the engine are not leaked.
이러한 실린더 헤드 가스켓은 단열성과 내열성이 요구되기 때문에 보통 구리판이나 강철판 등의 재질로 이루어진다. 특히, 점차 고성능화되어지는 엔진에 대응하기 위해서 굴곡부위가 설치된 금속판을 적층하여 특정부위에 선압을 발생시키므로서 밀봉을 수행하는 금속적층형 가스켓이 주로 사용된다. 금속판에 설치된 비드 중 연소실 부위에 설치되는 비드는 반복적으로 발생되는 연소압에 의한 상대면의 거동에 따른 피로하중에 대응이 가능하여야 하며, 충분한 안정성을 가질 수 있도록 적층 매수를 충분히 확보하여 대응하는 방법이 사용되어 왔다. 즉, 지금까지 설계된 실린더 헤드 가스켓은 기밀의 안정성이 우선적으로 확보되어야 하므로서 필요이상의 두께로 형성되는 등의 설계오류가 있었다. 이는 실린더 헤드 가스켓의 설계과정에서 최적의 사양을 설정하기 위해서는 실제 엔진을 사용한 시험이 필수적으로 요구되어지는 단점이 있었기 때문이다.Such cylinder head gaskets are usually made of a material such as a copper plate or a steel plate because heat insulation and heat resistance are required. In particular, in order to cope with engines that are becoming increasingly high-performance, metal laminated gaskets that perform sealing by stacking metal plates provided with curved portions to generate linear pressure at specific portions are mainly used. Among the beads installed on the metal plate, the beads installed in the combustion chamber part should be able to cope with the fatigue load caused by the behavior of the mating surface due to the repeatedly generated combustion pressure. This has been used. That is, the cylinder head gasket designed so far has a design error, such as formed to a thickness greater than necessary because the stability of the airtight should be secured first. This is because a test using a real engine is essential in order to set an optimal specification in the design process of the cylinder head gasket.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 실린더 블럭 및 실린더 헤드 사이에 개재되는 실린더 헤드 가스켓의 사양 및 설계에 필요한 엔진의 거동량을 측정하기 위한 엔진의 거동 측정장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, an engine behavior measuring apparatus for measuring the amount of engine behavior required for the specification and design of the cylinder head gasket interposed between the cylinder block and the cylinder head of the engine The purpose is to provide.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
실제 엔진과 비슷한 체적의 연소실을 갖도록 블럭과 헤드가 상하조립되어 형성된 지그와;A jig formed by vertically assembling the block and the head so as to have a combustion chamber having a volume similar to that of an actual engine;
상기 블럭과 헤드의 결합면 도중에 실링을 위해 개재된 가스켓과;A gasket interposed for sealing during an engagement surface of the block and the head;
상기한 연소실로 실제 엔진의 연소압 수준의 압력이 제공될 수 있도록 상기 블럭의 일측에 형성되는 가압기와;A pressurizer formed at one side of the block to provide a pressure at an actual combustion pressure level of the engine to the combustion chamber;
상기한 블럭의 연소실 외측에 소정의 각도간격으로 수직으로 형성된 홀에 감지봉이 수용되어지되, 상기 감지봉의 끝단이 상기 헤드의 저면에 접하도록 장착되는 라이너 게이지 ;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a sensing rod is accommodated in a hole vertically formed at a predetermined angular interval outside the combustion chamber of the block, and a liner gauge mounted at the end of the sensing rod to be in contact with the bottom surface of the head.
이하, 본 발명에 의한 엔진의 거동 측정장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation of the engine motion measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의해 형성된 엔진의 거동 측정장치의 구성도로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 10은 본 발명에 의한 엔진의 거동 측정장치의 지그를 지시하는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a configuration diagram of an engine behavior measuring apparatus formed by the present invention, wherein reference numeral 10 indicated in the figure indicates a jig of an engine behavior measuring apparatus according to the present invention.
상기한 엔진의 거동 측정장치는 실린더 헤드 가스켓의 최적 설계를 목적으로 엔진의 실린더 블럭 및 실린더 헤드의 거동량을 측정하기 위한 장비이다.The engine behavior measuring apparatus is a device for measuring the behavior of the cylinder block and the cylinder head of the engine for the purpose of optimal design of the cylinder head gasket.
즉, 상기한 거동 측정장치의 지그(10)는 설계하고자 하는 실린더 헤드 가스켓이 장착되는 실제 엔진과 같은 수준의 체적을 갖는 연소실(11)이 마련되도록 블럭(12)과 헤드(13)가 결합된 형태로 형성된다.That is, the jig 10 of the above-described behavior measuring device includes a combination of the block 12 and the head 13 such that the combustion chamber 11 having the same volume as the actual engine on which the cylinder head gasket to be designed is provided is provided. It is formed in the form.
그리고 상기한 블럭(12)의 하부측에는 상기 연소실(11)로 실제 엔진에 가해지는 연소압력과 비슷한 수준의 압력을 가하기 위한 가압기(20)의 압력 라인(21)이 연결된다. 즉, 상기한 가압기(20)는 실제 엔진이 연소과정에서 받게 되는 연소압과 동일한 수준의 펄스를 갖는 고압 가스를 제공하기 위한 압력 펌프인 것이다. 상기 고압 펌프에서 제공되는 가스는 질소(N2)인 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에는 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 실시를 위해서는 엔진의 연소열에 가깝게 상기 연소실(11)의 온도가 유지될 수 있도록 가열장치가 마련되는 것이 바람직하다.The pressure line 21 of the pressurizer 20 for applying a pressure similar to the combustion pressure applied to the actual engine is connected to the combustion chamber 11 at the lower side of the block 12. In other words, the pressurizer 20 is a pressure pump for providing a high pressure gas having a pulse at the same level as the combustion pressure that the actual engine receives during combustion. The gas provided in the high pressure pump is preferably nitrogen (N 2 ). In particular, although not shown in the drawings for explaining the embodiment of the present invention, for the preferred embodiment of the present invention, it is preferable that a heating device is provided so that the temperature of the combustion chamber 11 can be maintained close to the heat of combustion of the engine. .
또한, 상기한 블럭(12) 및 헤드(13)의 조립 위치는 실제 엔진에서 실린더 블럭과 실린더 헤드가 조립되는 위치와 같도록 헤드 볼트(14)에 의해서 조립된다. 즉, 실제 엔진과 동일하게 설정 가능한 조건은 모두 연출하게 되는 것이다.In addition, the assembly positions of the block 12 and the head 13 are assembled by the head bolts 14 such that the cylinder block and the cylinder head are assembled in the actual engine. That is, all the conditions that can be set in the same way as the actual engine will be produced.
그리고 상기한 블럭(12)과 헤드(13)의 결합면 간에는 상기한 연소실(11)로 공급되는 고압가스가 누출되지 않도록 고무 재질의 가스켓(15)이 개재된다. 이 가스켓(15)은 상기한 블럭(12) 및 헤드(13)의 거동에 상응하여 쉽게 가변될 수 있는 연질고무로 형성되는 것이 바람직하다.A rubber gasket 15 is interposed between the coupling surface of the block 12 and the head 13 to prevent leakage of the high pressure gas supplied to the combustion chamber 11. The gasket 15 is preferably formed of a soft rubber that can be easily varied corresponding to the behavior of the block 12 and the head 13 described above.
한편, 상기한 블럭(12)의 연소실(11) 외측에는 소정의 각도 간격으로 수직상의 홀(16)이 다수 형성되고, 이 홀(16)에 블럭(12) 및 헤드(13)의 거동량을 측정하기 위한 라이너 게이지(30)의 감지봉(32)이 수용된다. 상기 라이너 게이지(30)는 끝단에 접한 물체의 움직임을 인지하기 위한 감지봉(32)와, 상기 감지봉(32)에서 인지된 값을 표시하기 위한 눈금기(31)로 구성된다. 즉, 상기와 같이 수직상으로 형성된 홀(16)에 감지봉(32)이 길게 고정된 채로 수용되고, 그 끝단이 헤드(13)의 저면에 접하도록 설치되므로서, 상기한 연소실(11)로 가해지는 압력에 의해서 블럭(12) 및 헤드(13)가 거동되는 양이 측정되는 것이다.On the other hand, outside the combustion chamber 11 of the block 12, a plurality of vertical holes 16 are formed at predetermined angular intervals, and the holes 16 have a large amount of behavior of the block 12 and the head 13. The sensing rod 32 of the liner gauge 30 for measurement is received. The liner gauge 30 is composed of a sensing rod 32 for recognizing the movement of the object in contact with the end, and a scale 31 for displaying the value recognized by the sensing rod 32. That is, the sensing rod 32 is accommodated in the hole 16 formed vertically as described above with a long fixed, the end is installed to contact the bottom surface of the head 13, so as to the combustion chamber 11 The amount of movement of the block 12 and the head 13 is measured by the pressure applied.
특히, 상기 라이너 게이지(30)는 상기 연소실(11)을 중심으로 소정각도 간격으로 다수 위치되므로서 연소실(11)의 각 방향에 미치는 압력의 변화를 측정할 수 있게 되는 것이다.In particular, since the liner gauge 30 is located at a plurality of predetermined angles with respect to the combustion chamber 11, it is possible to measure a change in pressure in each direction of the combustion chamber 11.
따라서 상기와 같이 구성된 엔진 거동 측정장치를 통해서 실제 엔진의 실린더 블럭 및 실린더 헤드의 거동량을 측정할 수 있으며, 그 측정된 거동량에 따라서 엔진의 실린더 블럭과 실린더 헤드 사이에 개재되는 실린더 헤드 가스켓의 형상과 재질 및 비드부위 두께 등을 최적 설계할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the engine behavior measuring device configured as described above can measure the actual amount of cylinder block and cylinder head of the actual engine, and according to the measured behavior of the cylinder head gasket interposed between the cylinder block and the cylinder head of the engine Shape, material and bead thickness can be optimally designed.
이상과 같이 구성된 엔진 거동 측정장치에 의하여 실제 엔진을 이용하지 않고서도 실제 엔진과 비슷한 연소 상황을 연출하여 실린더 블럭 및 실린더 헤드의 거동량을 구하고, 그 거동량을 기초로 하여 실린더 헤드 가스켓을 최적설계할 수 있게 되므로서, 엔진의 설계비용을 대폭 줄일 수 있게 될 뿐만 아니라 정확한 엔진의 특성을 실린더 헤드 가스켓의 설계에 적용할 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.The engine behavior measuring device configured as described above produces a combustion situation similar to that of an actual engine without using an actual engine, and obtains the behavior of the cylinder block and the cylinder head, and optimally design the cylinder head gasket based on the behavior. By being able to do so, not only the design cost of the engine can be greatly reduced, but also there is a great advantage to apply the exact engine characteristics to the design of the cylinder head gasket.
도 1은 본 발명에 의해 형성된 엔진의 거동 측정장치의 구성도.1 is a block diagram of an apparatus for measuring behavior of an engine formed by the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
10 : 지그 11 : 연소실10: jig 11: combustion chamber
12 : 블럭 13 : 헤드12 block 13 head
14 : 헤드 볼트 15 : 가스켓14 head bolt 15 gasket
16 : 홀 20 : 가압기16: hole 20: pressurizer
21 : 압력 라인 30 : 라이너 게이지21: pressure line 30: liner gauge
31 : 눈금기 32 : 감지봉31: scale 32: sensing rod
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