KR100494799B1 - 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치에 관한 것으로, 실린더 헤드 블록의 상단에 설치되는 투명한 재질의 더미 헤드 블록을 통해 피스톤의 거동 시 피스톤 링에 의해 긁어올려져 피스톤의 상부로 분출하는 오일을 포집하여 그 포집된 양을 육안으로 식별 가능하게 구성함으로써, 피스톤링에 의해 연소실로 유입하는 오일량을 정량적 및 시각적으로 측정할 수 있도록 한 것이다.

이러한, 본 발명은, 각 연소실 별로 각기 다른 샘플의 피스톤 링을 조립한 상태로 동시에 시험을 실시하여 각각의 측정 결과를 얻을 수 있는 바, 여러 종류의 피스톤 링 샘플을 시험할 때 샘플의 개수만큼 조립과 해체 과정을 반복하지 않아도 되어 시험과정이 간편하며 소요 시간을 단축할 수 있다.

Description

엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치 {Apparatus for measuring amount of oil into combustor in engine}

본 발명은 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤과 피스톤 링의 작용에 의해 연소실로 유입되는 오일의 양을 정량적이고 시각적으로 확인할 수 있는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 동력을 발생하는 엔진은 작동방식(4사이클, 2사이클 등)과 실린더 배치(직렬형, 수평형, V형등 )및 냉각방식(수냉, 공냉 등)에 따라 그 형상이 다소 차이를 갖으나 기본적인 구조는 거의 동일한데 즉, 엔진은 왕복운동되어 동력을 발생하는 피스톤 등을 구비한 실린더블록의 하부로 마찰부위에 오일을 공급하는 오일공급부가 장착되는 한편, 그 상부로 피스톤으로부터 회전력을 받아 연료분사 및 점화시기 등을 제어하는 캠샤프트와 밸브기구 등을 구비하게 된다.

상기 실린더블록은 다수의 보어가 형성되면서 냉각장치와 흡배기장치로 연결되는 통로 등이 설치되면서 각 부속장치를 장착하는 몸체의 구실을 하는 것으로, 상기 실린더블록의 상부로는 가스나 물이 새는 것을 방지하기 위해 개스킷을 대고 다수 개의 헤드볼트를 매개로 실린더 헤드(도시되어 있지 않음)가 결합되어 있다.

상기 연소실은 실린더 블록의 보어와 실린더 헤드에 의해 형성되는데, 이 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력이 실린더 블록의 보어 내에서 왕복 운동하는 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크샤프트를 회전시킴으로서 열에너지가 기계적인 회전력으로 변환된다.

이때, 상기한 피스톤(1)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연소실의 가스가 새는 것을 방지하도록 한쌍의 피스톤 링(2, 3) 즉, 상단의 탑링(Top Ring)(2)과 하단의 세컨드 링(Second Ring)(3)이 설치되어 있는데, 이중 탑링(2)이 피스톤(1)의 거동 시 실린더 블록의 보어(4) 내벽에 묻어 있는 오일(5)을 긁어 올려 연소실로 분출시킨다.

상기와 같이 탑링(2)의 거동에 의해 분출되는 오일은 연소실에서 연료와 함께 연소하게 되는 바, 이로 인해 오일의 소모량이 증가하게 됨은 물론, 유해 배기가스가 배출된다.

따라서, 엔진에 사용되는 피스톤 링을 개발할 때는, 피스톤 링에 의해 연소실로 긁어 올려지는 오일의 양을 측정할 필요가 있다.

이에 종래에는 시험대상 엔진에 일정량의 엔진오일을 주입하고, 피스톤 링의 샘플을 시험대상 엔진의 피스톤에 조립하여 일정 시간동안 운전한 다음, 엔진으로부터 드레인(drain)되는 엔진오일의 양을 측정하여, 엔진 전체에서 소모되는 엔진오일의 양을 측정하였다.

그런데, 상기와 같은 종래의 측정방법은, 엔진 전체에서 소모되는 오일의 양만을 알 수 있을 뿐, 실제 피스톤 링에 의해 연소실로 유입하는 오일의 양을 알 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 종래의 측정방법은, 한번에 한 샘플의 피스톤 링만을 조립한 후 측정을 해야만 결과를 얻을 수 있으므로, 여러 샘플을 시험해야하는 경우 샘플의 개수만큼 조립과 해체 과정을 반복해야하는 바, 시험과정이 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 실제 피스톤 링에 의해 연소실로 유입하는 오일의 양을 정량적 및 시각적으로 확인할 수 있고, 각 연소실 별로 각기 다른 샘플의 피스톤 링을 조립한 상태로 동시에 시험을 실시할 수 있는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치는, 투명한 재질로 이루어져 엔진의 실린더 블록 상단에 고정되는 더미 헤드 블록와, 상기 더미 헤드 블록의 내부에 상기 실린더 블록의 보어와 연통하도록 형성된 측정실과, 상기 측정실 내에 실린더 블록의 보어로부터 분출하여 유입되는 오일을 포집하도록 형성된 오일 포집부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 오일 포집부가, 상기 측정실의 입구에 상단으로 좁아지도록 형성된 깔대기 형상의 오일 받이인 것을 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도로서, 도 2 및 도 3을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치는, 다수의 보어(11)가 구비되어 있는 엔진의 실린더 블록(10)과 이 실린더 블록(10)의 상단에 고정되는 더미 헤드 블록(100)으로 구성된다.

상기 더미 헤드 블록(Dummy Head Block)(100)은, 투명한 재질(예컨대, 투명 아크릴)로 이루어져 그 내부에 실린더 블록(10)의 보어(11)와 연통하는 복수개의 측정실(110)이 형성되어 있다.

그리고, 더미 헤드 블록(100)에는 실린더 블록(10)에 형성되어 있는 복수개의 헤드볼트 보스(12)에 연통하는 복수개의 보스(120)가 형성되어 있는 바, 더미 헤드 블록(100)은 복수개의 헤드볼트(130)를 보스(120)와 실린더 블록의 헤드볼트 보스(12)에 나사 체결함으로써, 실린더 블록(10)에 고정된다.

상기 더미 헤드 블록 내 측정실(110)에는, 그 입구에 상단으로 좁아지도록 형성된 깔대기 형상의 오일 받이(112)가 형성되어 있고, 그 내벽으로부터 더미 헤드 블록(100)의 외측 면까지 관통하는 공기구멍(114)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 공기구멍(114)은 피스톤의 거동 시 공기가 압축되어 측정실(110) 내에 과도한 압력이 걸리는 것을 방지하기 위해 형성한 것으로, 필수적인 구성요소는 아니며, 더미 헤드 블록(100)이 충분한 강성을 유지하도록 설계된 경우에는 생략될 수도 있다.

그리고, 더미 헤드 블록(100)의 정면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 오일 받이(112)에 의해 포집되는 오일의 양을 정량적 및 시각적으로 나타내도록 눈금(116)이 표시되어 있다.

이제 상기과 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더 블록의 보어(11) 내에 설치되는 피스톤(13)에 시험대상 샘플의 피스톤 링(14, 15)을 장착하고, 엔진을 구동하면, 피스톤(13)의 상향 거동 시 보어(11)의 내벽에 묻어 있는 오일이 피스톤 링(14, 15)에 의해 긁어 올려져 더미 헤드 블록의 측정실(110)로 분출한다.

상기 피스톤(13)의 거동에 의해 보어(11)로부터 측정실(110)로 분출하는 오일은, 측정실(110)의 입구에 형성되어 있는 깔때기 형상의 오일받이(112)에 의해 포집되어 오일받이(112)의 외벽과 측정실(110)의 내벽 사이의 공간에 고이게 된다.

상기와 같이 측정실(110)의 오일받이(112)에 고이는 오일(O)은, 투명한 더미 헤드 블록(100)을 통해 육안으로 쉽게 확인할 수 있으며, 그 양은 더미 헤드 블록(100)의 정면에 표시된 눈금(116)에 의해 정량적으로 측정할 수 있다.

상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 실린더 헤드 블록의 상단에 설치되는 투명한 재질의 더미 헤드 블록을 통해 피스톤의 거동 시 피스톤 링에 의해 긁어올려져 피스톤의 상부로 분출하는 오일을 포집하여 그 포집된 양을 육안으로 식별 가능하게 구성한 것으로, 피스톤링에 의해 연소실로 유입하는 오일량을 정량적 및 시각적으로 측정할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은, 연소실로 유입하는 오일의 양을 정량적으로 측정할 수 있으므로, 각 연소실 별로 각기 다른 샘플의 피스톤 링을 조립한 상태로 동시에 시험을 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명을 이용하면, 여러 종류의 피스톤 링 샘플을 시험할 때 샘플의 개수만큼 조립과 해체 과정을 반복하지 않아도 되어 시험과정이 간편해지며 소요 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 엔진 연소실에서 피스톤과 피스톤링의 작용을 설명하기 위한 개략도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치를 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 분해 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 더미 헤드 블록의 정면도,

도 5는 도 2에 도시된 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치의 작용을 설명하기 위한 부분 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 실린더 블록 11: 보어

12: 헤드볼트 보스 13: 피스톤

14, 15: 피스톤 링 100: 더미 헤드 블록

110: 측정실 112: 오일 받이

114: 공기구멍 116: 눈금

120: 보스 130: 헤드 볼트

O: 포집된 오일

Claims (5)

1. 투명한 재질로 이루어져 엔진의 실린더 블록 상단에 고정되는 더미 헤드 블록과,

   상기 더미 헤드 블록의 내부에 상기 실린더 블록의 보어와 연통하도록 형성된 측정실과,

   상기 측정실 내에 실린더 블록의 보어로부터 분출하여 유입되는 오일을 포집하도록 형성된 오일 포집부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 더미 헤드 블록은, 투명 아크릴로 제작됨을 특징으로 하는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 더미 헤드 블록은, 상기 실린더 헤드 블록에 형성되어 있는 헤드볼트 보스에 연통하는 다수의 헤드볼트 보스가 구비되어 헤드볼트에 의해 상기 실린더 헤드 블록에 고정되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 측정실에는, 그 내벽으로부터 상기 더미 헤드 블록의 외측 면까지 관통하는 공기구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 오일 포집부는, 상기 측정실의 입구에 상단으로 좁아지도록 형성된 깔대기 형상의 오일 받이인 것을 특징으로 하는 엔진의 연소실 오일 유입량 측정장치.