KR100494416B1 - Water inflow sensing device and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치와 방법에 관한 것으로서, 특히 시험용 인터쿨러를 통과한 흡기를 진공탱크에 충진 시킨 후 진공탱크 내의 압력을 감소시켜 진공탱크 내부가 진공상태에 도달하는 시간을 측정하고, 그 측정된 시간이 사전에 측정된 기준시간 보다 클경우 흡기에 수분이 침투한 것으로 판단하여 경보토록 하므로서, 시험용 인터쿨러의 부식에 의한 파손을 신속히 감지하여 대처할 수 있고, 시험용 인터쿨러의 파손을 조기에 감지하므로 엔진의 파손을 방지할 수 있어서 고가의 엔진을 재개발하지 않아도 되는 효과를 기대할 수 있도록 한 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치와 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for detecting coolant inflow of a test intercooler. In particular, after filling an intake air passing through a test intercooler into a vacuum tank, the pressure in the vacuum tank is reduced to measure a time for reaching the vacuum state inside the vacuum tank. If the measured time is greater than the previously measured reference time, it is determined that water has infiltrated the intake air and alarmed, so that the damage caused by the corrosion of the test intercooler can be detected and coped quickly. The present invention relates to an apparatus and method for detecting coolant inflow of a test intercooler, which can prevent damage to an engine, thereby preventing an expensive engine from being redeveloped.
Description
본 발명은 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치와 방법에 관한 것으로서, 특히 시험용 인터쿨러의 부식에 의한 파손을 신속히 감지하여 대처할 수 있고, 시험용 인터쿨러의 파손을 조기에 감지하므로 엔진의 파손을 방지할 수 있어서 고가의 엔진을 재개발하지 않아도 되는 효과를 기대할 수 있도록 한 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치와 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting coolant inflow of a test intercooler, in particular, to quickly detect and cope with damage caused by corrosion of the test intercooler, and to detect damage of the test intercooler at an early stage, thereby preventing damage to the engine, thereby increasing costs. The present invention relates to an apparatus and a method for detecting coolant inflow of a test intercooler, which can expect the effect of not having to redevelop the engine.
일반적으로 인터쿨러(Intercooler)는 터보차저(Turbocharger)에 의해 과급된 공기를 냉각시켜 엔진의 연소실로 공급되도록 하여 공기의 충진율이 향상되도록 하는 장치이다.In general, an intercooler is an apparatus that cools the air supercharged by a turbocharger to be supplied to a combustion chamber of an engine so that the filling rate of air is improved.
이러한 인터쿨러는 대부분이 차량의 전면 또는 엔진 룸 상부에 위치하게되며, 통상적으로 주행시 발생되는 주행풍을 이용하여 터보차저에서 과급된 흡기를 냉각시키고 있다.Most of these intercoolers are located at the front of the vehicle or at the upper part of the engine room, and typically use the driving wind generated during driving to cool the supercharged intake air in the turbocharger.
하지만, 엔진개발 또는 엔진의 성능 확인을 위한 시험실에서 인터쿨러를 적용할 때에는 공냉식으로는 온도 제어의 응답성이나 제어용량 측면에서 제약이 따르게 되므로 시험실에서 인터쿨러를 적용할 경우에는 알루미늄 재질의 인터쿨러에 냉각수를 직접 분사하여 냉각시키고 있다.However, when the intercooler is applied in the laboratory for engine development or engine performance check, air cooling is restricted in terms of responsiveness and control capacity of the temperature control. Therefore, when the intercooler is applied in the laboratory, the coolant is applied to the aluminum intercooler. Direct injection is used to cool.
그러나, 종래에는 시험용 인터쿨러에 직접적으로 냉각수를 분사시킴에 따라 인터쿨러의 부식이 촉진되어 부분적으로 파손이 일어나게되고, 이에의해 인터쿨러 내부로 냉각수가 침투되면서 흡기에 수분이 혼합된 상태로 엔진으로 공급되면서 연소실에서의 비정상적인 연소가 이루어지면서 실린더라이너, 피스톤 링, 흡배기밸브, 밸브시트 등의 비정상적인 마모를 발생시켜 실험결과에 대한 신뢰성이 하락하게되는 문제점이 있었다.However, in the related art, when the coolant is directly injected to the test intercooler, corrosion of the intercooler is accelerated, thereby causing partial damage. As a result, the coolant penetrates into the intercooler and is supplied to the engine in a state in which water is mixed with intake air. As the abnormal combustion is made in the cylinder liner, piston ring, intake and exhaust valves, valve seats, such as abnormal wear caused a problem that the reliability of the test results was reduced.
즉, 시험용 인터쿨러로는 터보차저에서 과급된 고온상태의 흡기가 유입되므로 상기 인터쿨러는 고온인 상태를 유지하게되고, 이러한 상태에서 알루미늄 재질인 인터쿨러의 외부로 고압의 냉각수가 분사되어 냉각수가 인터쿨러 표면에 직접 접촉되므로 인터쿨러의 표면이 쉽게 부식되면서 파손되는 것이며, 상기 파손된 부위를 통해 냉각수가 인터쿨러 내부로 침투되면서 수분이 흡기와 혼합된 상태로 엔진의 연소실로 공급되는 것이다.That is, the intercooler is maintained at a high temperature because the intake air of the high temperature state supercharged from the turbocharger is introduced into the test intercooler. Since the surface of the intercooler is easily corroded due to direct contact, the surface of the intercooler is easily corroded. The cooling water penetrates into the intercooler and is supplied to the combustion chamber of the engine in a state in which water is mixed with the intake air.
수분이 혼합된 흡기가 연소실로 공급되면 비정상적인 연소가 이루어짐에 따라 각종 마찰부품의 비정상적인 마모를 일으키게되는 것이며, 가장 큰 문제점은 상기 인터쿨러의 파손에 의해 누수가 진행되더라도 엔진에서 배출되는 배기가스에는 큰 변화가 없기 때문에 실험자들이 인터쿨러의 이상여부를 감지하기가 매우 어려웠으며, 이러한 이유로 인해 일정주기마다 인터쿨러를 분해하여 새것으로 교체해주어야만 하는 등 사용상 불편함이 가중되는 문제점이 발생하고 있었다.When the intake air mixed with water is supplied to the combustion chamber, the abnormal combustion occurs, causing abnormal wear of various friction parts. The biggest problem is that the exhaust gas discharged from the engine is greatly changed even if leakage occurs due to the breakage of the intercooler. It was very difficult for the experimenter to detect the abnormality of the intercooler because there was no, and for this reason, there was a problem in that the inconvenience of using the intercooler had to be disassembled and replaced with a new one at regular intervals.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 시험용 인터쿨러를 통과한 흡기를 진공탱크에 충진 시킨 후 진공탱크 내의 압력을 감소시켜 진공탱크 내부가 진공상태에 도달하는 시간을 측정하고, 그 측정된 시간이 사전에 측정된 기준시간 보다 클경우 흡기에 수분이 침투한 것으로 판단하여 경보토록 하므로서, 시험용 인터쿨러의 부식에 의한 파손을 신속히 감지하여 대처할 수 있고, 시험용 인터쿨러의 파손을 조기에 감지하므로 엔진의 파손을 방지할 수 있어서 고가의 엔진을 재개발하지 않아도 되는 효과를 기대할 수 있도록 한 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치와 방법을 제공함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention for solving the above problems is to fill the intake air passing through the test intercooler in the vacuum tank and then to reduce the pressure in the vacuum tank to measure the time that the inside of the vacuum tank to reach a vacuum state, the measured time is If it is larger than the previously measured reference time, it is judged that water has penetrated the intake air and alarms, so that the damage caused by the corrosion of the test intercooler can be detected and coped quickly. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting the coolant inflow of a test intercooler, which can prevent the cost of redeveloping an expensive engine.
첨부된 도면 도 1 과 도 2 는 상기 목적달성을 위한 본 발명을 도시한 것으로서, 이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.1 and 2 are views showing the present invention for achieving the above object, the preferred embodiment of the present invention with reference to the drawings as follows.
상기 목적달성을 위한 본 발명은The present invention for achieving the above object
엔진(1)과; 엔진(1)의 배기가스를 이용해서 고속회전하여 흡기를 과급하는 터보차저(2)와; 상기 터보차저(2)에서 과급된 흡기를 냉각시켜 흡기매니폴드(5)를 통해 엔진(1)으로 공급하는 시험용 인터쿨러(4)와; 상기 인터쿨러(4)로 냉각수를 분사하는 냉각수 공급관(6); 을 포함하여 구성된 것에 있어서,An engine 1; A turbocharger (2) for supercharging the intake air by rotating at high speed using the exhaust gas of the engine (1); A test intercooler (4) for cooling the supercharged intake air in the turbocharger (2) and supplying the intake manifold (5) to the engine (1); A coolant supply pipe 6 for spraying coolant to the intercooler 4; In the configuration, including,
일정크기의 진공탱크(8)와;A vacuum tank 8 of constant size;
상기 진공탱크(8)와 인터쿨러(4)의 출력단을 상호 연결하여 인터쿨러(4)를 통과한 흡기가 진공탱크(8)로 공급되도록 하는 도입관(7)과;An introduction pipe (7) for interconnecting the output ends of the vacuum tank (8) and the intercooler (4) so that intake air passing through the intercooler (4) is supplied to the vacuum tank (8);
상기 진공탱크(8)에 배출관(9)을 통해 연결되고, 구동하여 진공탱크(8) 내부를 진공상태로 만드는 진공펌프(10)와;A vacuum pump (10) connected to the vacuum tank (8) through a discharge pipe (9) and driven to make the inside of the vacuum tank (8) in a vacuum state;
상기 도입관(7)에 설치되어 흡기의 선택적 유입이 이루어지도록 개폐되는 제 1 밸브(11)와;A first valve 11 installed at the introduction pipe 7 and opened and closed to allow selective inflow of intake air;
상기 배출관(9)에 설치되어 진공탱크(8)와 진공펌프(10)가 선택적으로 연결되도록 하는 제 2 밸브(12)와;A second valve 12 installed at the discharge pipe 9 to selectively connect the vacuum tank 8 and the vacuum pump 10;
상기 진공탱크(8) 내의 압력상태를 감지하는 압력센서(13)와;A pressure sensor 13 for detecting a pressure state in the vacuum tank 8;
진공탱크(8) 내에 순수공기만이 존재할때의 진공도달시간(Ts)을 저장하고 있으며, 실험용 인터쿨러(4)의 동작중 제 1 밸브(11)를 개방시켜 인터쿨러(4)를 통과한 흡기가 진공탱크(8)로 충진되도록 하고, 충진 완료후 진공펌프(10)를 구동시켜 진공탱크(8) 내부가 진공상태에 도달하는 시간(T)을 감지하여 Ts < T 일때 흡기내에 수분이 유입된 것으로 판정하는 제어부(14); 로 구성된 것을 특징으로 한다.The vacuum delivery time Ts when only pure air exists in the vacuum tank 8 is stored, and the intake air passing through the intercooler 4 by opening the first valve 11 during the operation of the experimental intercooler 4 is stored. After filling the vacuum tank (8), and after the filling is completed, the vacuum pump 10 is driven to detect the time (T) of the inside of the vacuum tank (8) to reach a vacuum state, when Ts <T, the moisture is introduced into the intake air A control unit 14 for determining that it is determined to Characterized in that consisting of.
상기 제어부(14)는 흡기 내에 수분이 포함된 것으로 판정될 경우 경보램프(15)를 점등시켜 경고표시하는 것을 특징으로 한다.The control unit 14 is characterized in that to display a warning by turning on the alarm lamp 15 when it is determined that the moisture contained in the intake.
미설명된 도면부호 3 은 터보차저(2)와 인터쿨러(4)를 상호 연결해주는 흡기관이다.Unexplained reference numeral 3 is an intake pipe connecting the turbocharger 2 and the intercooler 4 to each other.
한편, 상기 구성된 장치를 이용한 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입감지방법은,On the other hand, the cooling water inflow detection method of the test intercooler using the configured device,
시험용 인터쿨러를 통과한 흡기가 엔진으로 공급되는 것에 있어서,In the intake air passing through the test intercooler to the engine,
제 1 밸브를 차단하고 제 2 밸브를 개방시켜 순수공기가 진공탱크 내에 충진되도록 한 후 진공펌프를 구동시켜 진공탱크 내부가 진공상태에 도달하도록 하고, 이때 소요되는 시간(Ts)을 기준시간으로 저장하는 제 1 과정과;Shut off the first valve and open the second valve so that the pure air is filled in the vacuum tank. Then, the vacuum pump is driven to reach the vacuum state inside the vacuum tank. The time Ts is stored as a reference time A first process of doing;
제 1 과정이후 제 1 밸브를 개방시키고 제 2 밸브를 차단시켜 부압에 의해 흡기매니폴드 내의 흡기가 진공탱크 내부로 유입되도록 하는 제 2 과정과;A second step of opening the first valve and closing the second valve after the first step so that intake air in the intake manifold flows into the vacuum tank by negative pressure;
진공탱크 내에 흡기가 충진되면 제 1 밸브를 차단하고 제 2 밸브를 개방시킨 상태에서 진공펌프를 구동시켜 진공탱크 내부가 진공상태에 도달하도록 하는 제 3 과정과;A third step of, when the intake air is filled in the vacuum tank, driving the vacuum pump to shut off the first valve and open the second valve so that the inside of the vacuum tank reaches a vacuum state;
상기 제 3 과정에서 진공상태에 도달하는 시간(T)을 연산하는 제 4 과정과;A fourth step of calculating a time T for reaching a vacuum state in the third step;
기준시간(Ts) < 검출시간(T) 이면 흡기에 수분이 유입된 것으로 판정하는 제 5 과정; 으로 진행되는 것을 특징으로 한다.A fifth step of determining that moisture is introduced into the intake air when the reference time Ts < the detection time T; Characterized in that proceeds.
이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 시험용 엔진을 구동시키면 터보차저(2)의 구동에 의해 흡기가 과급되어 인터쿨러(4)로 공급되고, 인터쿨러(4)는 과급된 흡기를 냉각시켜 흡기매니폴드(5)를 통해 엔진(1)으로 공급한다.First, when the test engine is driven, the intake air is supercharged by the drive of the turbocharger 2 and supplied to the intercooler 4, and the intercooler 4 cools the supercharged air intake and the engine 1 through the intake manifold 5. ).
이때, 상기 인터쿨러(4)로는 외부에 설치된 냉각수 공급관(6)으로부터 냉각수가 분사되고, 이 냉각수에 의해 인터쿨러(4)의 흡기 냉각동작이 이루어지게된다.At this time, the coolant is injected into the intercooler 4 from the external coolant supply pipe 6, and the intake cooling operation of the intercooler 4 is performed by the coolant.
인터쿨러(4)를 초기 사용할때에는 인터쿨러(4)에 손상이 발생하지 않는다.When the intercooler 4 is used initially, no damage occurs to the intercooler 4.
한편, 상기 설명과같이 엔진(1)이 구동할때 제어부(14)는 인터쿨러(4) 파손감지를 위한 기준시간(Ts)을 측정하기 위하여 진공탱크(8)에 흡기를 충진시킨다.On the other hand, as described above, when the engine 1 is driven, the control unit 14 fills the intake air in the vacuum tank 8 to measure the reference time Ts for the intercooler 4 failure detection.
즉, 제 1 밸브(11)를 개방시키고, 제 2 밸브(12)를 차단하여 진공탱크(8) 내부로 흡기(순수한 공기)가 충진되도록 하고, 진공탱크(8) 내에 흡기가 충진되면 제 1 밸브(11)를 닫고 제 2 밸브(12)를 개방시킨 후 진공펌프(10)를 구동시킨다.That is, the first valve 11 is opened, the second valve 12 is blocked, so that the intake air (pure air) is filled into the vacuum tank 8, and if the intake air is filled in the vacuum tank 8, the first valve 1 is opened. After closing the valve 11 and opening the second valve 12, the vacuum pump 10 is driven.
상기 진공펌프(10)의 구동에 의해 진공탱크(8) 내부는 점차 진공상태에 도달하게되고, 압력센서(13)에 의해 감지된 압력값이 진공상태를 나타내면 제어부(14)는 그때까지의 시간을 카운팅하여 기준시간(Ts)으로 저장한다.By the operation of the vacuum pump 10, the inside of the vacuum tank 8 gradually reaches a vacuum state, and when the pressure value detected by the pressure sensor 13 indicates a vacuum state, the controller 14 waits until that time. Count as to store the reference time (Ts).
기준시간(Ts)이 저장된 상태에서 제어부(14)는 일정주기마다 제 1 밸브(11)를 개방시키고, 제 2 밸브(12)를 닫아주어 진공탱크(8) 내부로 흡기가 샘플링되어 충진되도록 한다.In the state where the reference time Ts is stored, the controller 14 opens the first valve 11 and closes the second valve 12 at regular intervals so that the intake air is sampled and filled into the vacuum tank 8. .
즉, 상기 제 1 밸브(11)를 열어주면 진공탱크(8) 내의 부압에 의해 흡기매니폴드(5)를 통과하는 흡기의 일부가 진공탱크(8) 내부로 흡입되는 것이며, 진공탱크(8) 내부에 흡기가 충진되면, 제 1 밸브(11)를 닫고 제 2 밸브(12)를 열어준 후 진공펌프(10)를 가동시켜 진공탱크(8) 내부가 진공상태에 도달하도록 하며, 상기 진공탱크(8) 내부가 진공상태에 도달하는 시간(T)을 측정한다.That is, when the first valve 11 is opened, a part of the intake air passing through the intake manifold 5 by the negative pressure in the vacuum tank 8 is sucked into the vacuum tank 8, and the vacuum tank 8 When the intake air is filled therein, the first valve 11 is closed, the second valve 12 is opened, and the vacuum pump 10 is operated to allow the inside of the vacuum tank 8 to reach a vacuum state. (8) Measure the time (T) for the inside to reach the vacuum state.
그리고, 상기 기준시간(Ts)보다 측정시간(T)이 더 크게되면 제어부(14)는 흡기에 수분이 포함된 상태, 즉 인터쿨러(4)가 냉각수에 의해 부식되어 인터쿨러(4) 내부로 수분이 침투하는 상태로 판단한 후 경고램프(15)를 점등시켜 경보한다.When the measurement time T is greater than the reference time Ts, the controller 14 is in a state in which moisture is contained in the intake air, that is, the intercooler 4 is corroded by the cooling water, and moisture is transferred into the intercooler 4. After determining that it is infiltrating, the warning lamp 15 is turned on to alarm.
상기와같이 기준시간(Ts)보다 측정시간(T)이 더 길어질때 인터쿨러(4)가 파손된 것으로 판정하는 이유는 밀폐된 공간에 공기를 충진한 상태에서 그 밀폐된 공간의 압력을 감소시킬때 공기중에 이물질(습기나 기타 오염물)이 포함되어 있을경우 그 이물질이 용기내벽에 흡착(Adsorption)되거나 기화(Ecaporization)되면서 순수한 공기가 진공에 도달하는 시간에 비해 이물질이 포함된 공기가 진공에 도달하는 시간이 길어지는 원리를 이용한 것이다.The reason for determining that the intercooler 4 is damaged when the measurement time T is longer than the reference time Ts as described above is that when the air in the sealed space is filled, the pressure in the sealed space is reduced. If there is foreign matter (humidity or other contaminants) in the air, the foreign matter is adsorbed or vaporized on the inner wall of the container, and the air containing the foreign matter reaches the vacuum compared to the time when the pure air reaches the vacuum. It uses the principle of longer time.
상기 경고램프(15)가 켜짐에 따라 인터쿨러(4)의 파손이 경보되면, 실험자는 그즉시 인터쿨러(4)를 교체하여 엔진(1)의 파손을 방지할 수 있게되는 것이며, 본발명의 냉각수 유입 감지장치가 자동으로 시험용 인터쿨러의 이상여부를 감지해주므로서 작업자가 일정주기마다 인터쿨러를 교체하는 번거로움을 방지할 수 있게된다.When the breakage of the intercooler 4 is alarmed as the warning lamp 15 is turned on, the experimenter immediately replaces the intercooler 4 to prevent the engine 1 from being damaged. The detection device automatically detects the abnormality of the test intercooler, thus preventing the operator from having to replace the intercooler at regular intervals.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 시험용 인터쿨러를 통과한 흡기를 진공탱크에 충진 시킨 후 진공탱크 내의 압력을 감소시켜 진공탱크 내부가 진공상태에 도달하는 시간을 측정하고, 그 측정된 시간이 사전에 측정된 기준시간 보다 클경우 흡기에 수분이 침투한 것으로 판단하여 경보토록 하므로서, 시험용 인터쿨러의 부식에 의한 파손을 신속히 감지하여 대처할 수 있고, 시험용 인터쿨러의 파손을 조기에 감지하므로 엔진의 파손을 방지할 수 있어서 고가의 엔진을 재개발하지 않아도 되는 효과를 기대할 수 있도록 한 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치와 방법을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.As described above, in the present invention, after filling the intake air passing through the test intercooler into the vacuum tank, the pressure in the vacuum tank is reduced to measure the time when the inside of the vacuum tank reaches the vacuum state, and the measured time is measured in advance. If it is larger than the reference time, it is determined that water has penetrated the intake air and alerts you, so that the damage caused by corrosion of the test intercooler can be detected and coped quickly, and the damage of the test intercooler can be detected early to prevent engine damage. Therefore, it is expected to provide an apparatus and method for detecting a coolant inflow of a test intercooler, which can expect the effect of not having to redevelop an expensive engine.
도 1 은 본 발명의 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입 감지장치를 보인 도면.1 is a view showing a coolant inflow detection device of the test intercooler of the present invention.
도 2 는 본 발명의 시험용 인터쿨러의 냉각수 유입감지방법을 보인 플로우챠트.Figure 2 is a flow chart showing a cooling water inflow detection method of the test intercooler of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
1 : 엔진 2 : 터보차저1: engine 2: turbocharger
3 : 흡기관 4 : 인터쿨러3: intake pipe 4: intercooler
5 : 흡기매니폴드 6 : 냉각수 공급관5: Intake manifold 6: Cooling water supply pipe
7 : 도입관 8 : 진공탱크7: introduction tube 8: vacuum tank
9 : 배출관 10 : 진공펌프9: discharge pipe 10: vacuum pump
11 : 제 1 밸브 12 : 제 2 밸브11: first valve 12: second valve
13 : 압력센서 14 : 제어부13 pressure sensor 14 control unit
15 : 경고램프15: warning lamp
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20090601 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |