KR101248522B1 - 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치에 관한 것으로, 다양한 형태를 갖는 터보차저의 액츄에이터의 성능을 테스트할 수 있도록 한 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치는,
터보차저를 고정하고, 액츄에이터를 테스트하기 위한 구조물이 설치된 테스트 지그;
상기 테스트 지그에 압축공기를 인가하는 컴프레서;
터보차저의 테스트 기능을 설정하고, 테스트 결과를 표시하는 컨트롤 패널;
상기 컨트롤 패널로부터 입력되는 명령에 따라 미리 프로그램 되어진 테스트 프로그램에 의해 동작하여 상기 테스트 지그에 압축공기를 공급하여 테스트를 진행하며, 압축공기의 압력변화에 따른 테스트된 결과를 상기 컨트롤 패널로 제공하는 컨트롤러;로 구성되며,
상기 테스트 지그는
슬라이드 홈과, 상기 슬라이드 홈의 측방향에 고정판 고정구멍이 형성된 플레이트;
상기 플레이트의 슬라이드 홈에 하측이 전후방향으로 슬라이딩 되면서 상측으로 입설되어 장착되는 설치프레임;
상기 설치프레임에 상하측이 회전 가능하게 결합되는 수직볼트 상에 설치되어 상하방향으로 이동하는 이송체의 수평방향으로 슬라이드봉이 수평방향으로 슬라이딩 및 고정이 가능하게 장착되고, 상기 슬라이딩봉 상에서 클램프가 슬라이딩 및 고정이 가능하게 장착되며, 상기 클램프에는 터보차저의 액츄에이터 로드와 단부가 맞닿는 작동로드를 가져 작동로드의 이동거리를 표시하는 거리계가 결합된 액츄에이터 지그;
터보차저의 터빈의 하측부위와 체결되어 고정되고, 상기 플레이트의 고정판 고정구멍에 안착되는 고정판;으로 구성된다.

Description

터보차저의 액츄에이터 테스트 장치{Actuator test apparatus for turbocharger}

본 발명은 터보차저 테스트 장치에 관한 것으로, 터보차저의 액츄에이터의 기능을 테스트 하기 위한 터보차저 액츄에이터 테스트 장치에 관한 것이다.

디젤차량에 적용된 터보차저는 엔진에 흡입되는 공기를 고압으로 압축하여 과급함으로써 출력을 증가시키기 위해 사용된다.

도1은 이러한 일반적인 터보차저(100)를 보인 도로서, 배기가스에 의해 회전하는 터빈(101)과, 상기 터빈(101)과 연결되어 상기 터빈(101)의 회전력에 의해 구동하면서 흡기를 압축시키는 컴프레서(107)와, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 터빈(101)의 내부에 개폐 가능하도록 구비된 여러 개의 가변 베인과, 상기 여러 개의 가변 베인과 로드(109)를 통해 연결되어 부스트 압력에 따라 상기 가변 베인을 개폐시키는 액츄에이터(108)로 크게 구성된다.

따라서, 흡기구(103)를 통해 유입되는 배기가스는 배기밸브(102)로 배출되면서 내부에 장착된 터빈 휠을 회전시키게 되고, 터빈 휠과 샤프트로 연결된 컴프레서 휠이 컴프레서(107)의 내측에 장착되어 회전함으로써 흡입구(114)를 통해 흡입된 공기를 압축하여 배출구(115)를 통해 엔진에 공급하게 된다.

액츄에이터(108)는 압축공기 유입구(111)를 통해 유입되는 압축공기에 의해 동작하여 로드(109)를 밀거나 당김으로써 베인조절부(110)를 조절하게 되고, 이로인해 터빈(101) 내부의 가변 베인의 열림정도를 조절함으로써 흡기구(103)를 통해 흡기되는 배기가스의 양을 조절하여 터빈 휠의 회전을 조절하게 된다.

또한, 터빈(101)과 컴프레서(107)는 베어링 하우징(104)에 의해 연결되고, 베어링 하우징(104)의 내측에는 터빈 휠과 컴프레서 휠을 연결하는 샤프트 및 샤프트의 회전을 지지하는 각종 베어링과 링, 피스톤이 설치되어 있으며, 이들의 원활한 동작을 위해 외부로부터 오일을 공급하게 위한 유입구(105)와 유출구(106)가 형성되어 있다.

그런데, 이러한 일반적인 터보차저(100)는 수로 수입에 의존하기 때문에 액츄에이터의 고장이나 불량 발생시 전체를 교체함으로써 정비를 위한 많은 비용이 소요되고, 또한 수리를 하고자 하는 경우에는 고장여부를 테스트하기 위한 장비가 없으며, 고장여부를 테스트를 위한 인자가 제조업체로부터 공개되고 있지 않기 때문에 정비사의 경험에 의해 수리를 하는 경우 제 성능을 가질 수 없어 엔진이 정상적으로 동작하지 않아 출력저하, RPM 불안정에 의한 차량의 떨림 등이 발생하게 된다.

그리고 터보차저의 형태가 차량마다 서로 다르고, 제조사마다 서로 달라 다양한 형태의 터보차저 액츄에이터를 테스트하기 위한 장치가 없어 사실상 테스트 자체가 어려웠다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 형태를 갖는 터보차저의 액츄에이터의 성능을 테스트할 수 있도록 한 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치는,

터보차저를 고정하고, 액츄에이터를 테스트하기 위한 구조물이 설치된 테스트 지그;

상기 테스트 지그에 압축공기를 인가하는 컴프레서;

터보차저의 테스트 기능을 설정하고, 테스트 결과를 표시하는 컨트롤 패널;

상기 컨트롤 패널로부터 입력되는 명령에 따라 미리 프로그램 되어진 테스트 프로그램에 의해 동작하여 상기 테스트 지그에 압축공기를 공급하여 테스트를 진행하며, 압축공기의 압력변화에 따른 테스트된 결과를 상기 컨트롤 패널로 제공하는 컨트롤러;로 구성되며,

상기 테스트 지그는

슬라이드 홈과, 상기 슬라이드 홈의 측방향에 고정판 고정구멍이 형성된 플레이트;

상기 플레이트의 슬라이드 홈에 하측이 전후방향으로 슬라이딩 되면서 상측으로 입설되어 장착되는 설치프레임;

상기 설치프레임에 상하측이 회전 가능하게 결합되는 수직볼트 상에 설치되어 상하방향으로 이동하는 이송체의 수평방향으로 슬라이드봉이 수평방향으로 슬라이딩 및 고정이 가능하게 장착되고, 상기 슬라이딩봉 상에서 클램프가 슬라이딩 및 고정이 가능하게 장착되며, 상기 클램프에는 터보차저의 액츄에이터 로드와 단부가 맞닿는 작동로드를 가져 작동로드의 이동거리를 표시하는 거리계가 결합된 액츄에이터 지그;

터보차저의 터빈의 하측부위와 체결되어 고정되고, 상기 플레이트의 고정판 고정구멍에 안착되는 고정판;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와같은 본 발명에 따르면, 다양한 형태의 터보차저를 고정하여 액츄에이터의 다이어프램 및 로드의 불량을 테스트할 수 있다.

이로인해 다양한 형태를 갖는 터보차저의 정확한 테스트에 의해 수리를 행할 수 있어서 터보차저의 전체 교체가 아닌 부분적인 수리에 의해 정비 비용이 절감되는 효과가 있다.

도1은 일반적인 터보차저를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 터보자처의 액츄에이터 테스트 장치를 보인 도.
도3은 테스트 패널의 형태를 보인 도.
도4는 테스트 지그의 분해 구조를 보인 도.
도5는 도4의 결합도.
도6은 액츄에이터 지그의 사용상태를 설명하기 위한 도.
도7은 본 발명의 제어를 위한 회로 블럭도.

이러한 구조를 갖는 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치(200)의 외관을 보인 도로서, 본체(210)의 측부에는 테스트 명령을 인가하고, 테스트 결과를 표시하기 위한 컨트롤 패널(220)이 구비되어 있으며, 전면 상부에는 터보차저를 고정하기 위한 테스트 지그(230)가 설치된다.

또한, 본체(210)의 하부 내측에는 압축공기를 생성하기 위한 컴프레서(240)가 설치되며, 본체(210)의 상측에는 수동으로 압축공기의 압력을 조절하기 위한 수동조절부(250)가 구비되어 있다.

도3은 컨트롤 패널(220)의 구조를 보인 도로서, 전원버튼(221)과, 'start' 스위치(222)로 구성된다.

도4는 테스트 지그(230)의 분해 구조를 보인 도이고, 도5는 결합 구조를 보인 도로서, 크게 플레이트(300), 설치프레임(400), 액츄에이터 지그(600), 고정판(800)으로 구성된다.

상기 플레이트(300)는 사각의 평판으로 된 것으로, 상부면에는 전후방향으로 길다란 슬라이드홈(310)이 형성되고, 상기 슬라이드 홈(310)의 측방향으로는 간격을 두고 상하방향으로 관통된 고정판 고정구멍(320)이 형성되며, 상기 고정판 고정구멍(320)에는 내측 가장자리 둘레를 따라 단턱부(330)가 형성되어 있다.

상기 설치프레임(400)은 'I'자 형태로 형성되는데, 하부몸체(401)는 상기 슬라이드홈(310)에 삽입되어 전후방향으로 슬라이딩되도록 구성되고, 상기 하부몸체(401)의 가운데 부분으로부터 상측으로 중간몸체(404)가 입설되어 형성되며, 상기 중간몸체(404)의 상단에는 상기 하부몸체(401)와 유사하게 상부몸체(406)가 형성되어 있다.

또한 상기 하부몸체(401)의 중간몸체(404)의 전방으로는 홈형태의 구멍(402)이 형성되고, 상기 상부몸체(406)에도 동일한 위치에 구멍(407)이 상하로 관통되어 형성된다.

상기 구멍(407)에는 상측으로부터 장볼트로 된 수직볼트(409)가 관통되어 삽입되고, 수직볼트(409)의 단부가 구멍(402)에 헛돌게 삽입된다.

그리고, 상부몸체(406)의 상측으로 노출된 수직볼트(409)의 상단에는 작업자가 손으로 수직볼트(409)를 회전시킬 수 있도록 노브(411)가 형성되어 있다.

상기 액츄에이터 지그(600)는 터보차저(100)의 액츄에이터 로드(109)의 이동거리를 표시하는 것으로, 하부몸체(401)와 상부몸체(406) 사이에 위치하는 수직볼트(409)상에서 이송체(610)의 측부가 중간몸체(404)에 지지되면서 수직볼트(409)의 회전에 의해 상하방향으로 이동하게 되는데, 상기 이송체(610)에는 수직방향으로 관통된 수직볼트공(612)이 형성되어 이에 수직볼트(409)가 나사결합된다.

이때 중간몸체(404)의 측부 상하방향으로는 가이드(405)가 돌출되어 형성되고, 이송체(610)의 측부에는 가이드홈(611)이 형성되어 상호간 결합됨으로써 가이드(405)를 따라 상하방향으로 이송된다.

또한, 상기 이송체(610)의 수평방향으로는 수직볼트공(612)과 간섭되지 않는 위치에 수평방향으로 삽입공(613)이 관통되어 형성되고, 상기 삽입공(613)이 형성된 수직방향으로 조임공(614)이 삽입공(613)과 연통되도록 형성된다.

삽입공(613)에는 단면이 원형인 슬라이드봉(604)이 관통되어 슬라이딩이 가능하게 삽입되고, 조임공(614)을 통해 조임볼트(615)가 체결됨으로써 조임볼트(615)의 단부가 슬라이드봉(604)을 가압하여 고정시키게 된다.

슬라이드봉(604)상에는 클램프(601)가 끼워지는데, 상기 클램프(601)는 탄성을 갖는 'U'자형으로 형성되고, 측방향으로는 술라이드봉(604)을 삽입시키기 위한 삽입공(602)이 관통되어 형성되면서 삽입공(602)이 개방되도록 절개부(603)가 형성되어 있다.

따라서, 절개부(603)가 형성된 부위에 상하방향으로 관통된 볼트공(605)이 형성되어 볼트(606)에 의해 절개부(603)가 조여짐으로써 슬라이드봉(604)상에서 클램프(601)의 위치가 고정될 수 있다.

아울러 상기 클램프(601)의 볼트공(605)을 관통한 볼트(606)의 단부에는 거리계(607)가 결합되는데, 상기 거리계(607)의 후방에는 볼트(606)와 결합되기 위한 결합부(609)가 형성되고, 수평방향으로는 작동로드(608)가 구비되어, 작동로드(608)의 이동상태가 거리계(607)에 표시된다.

상기 고정판(800)은 터보차저(100)를 탑재하여 고정시키기 위한 것으로, 가운데 부분에는 터보차저(100)의 흡기구(103)를 관통시켜 하부로 노출시키기 위한 흡기구 노출공(820)이 형성되며, 터보차저(100)의 볼트공(113)과 대응된 위치에 볼트공(810)이 형성되어 있다.

물론, 터보차저(100)의 고정부(112)의 형태에 따라 고정판(800)의 구조 즉, 흡기구 노출공(820)의 위치와 크기, 그리고 볼트공(810)의 구경, 위치, 갯수는 달라질 수 있으나, 그 크기는 일정하여 플레이트(300)의 고정판 고정구멍(320)이 삽입되어 단턱부(330)에 의해 안착되는 것이다.

이로인해 다양한 형태의 터보차저가 고정판(800)을 매개로 하여 하나의 크기를 갖는 고정판 고정구멍(320)에 장착될 수 있는 것이다.

이러한 본 발명을 이용하여 터보차저를 테스트하는 과정을 설명한다.

액츄에이터(108)의 테스트를 위해서는, 도6에서와 같이 거리계(607)의 작동로드(608)의 단부가 액츄에이터(108)의 로드(109)의 단부와 맞닿을 수 있도록 위치를 조절하여야 하는데, 이를 위해서 수직볼트(409)를 회전시켜 이송체(610)의 높낮이를 조절하고, 조임볼트(615)의 조임상태를 조절하여 슬라이드봉(604)을 이동시켜 거리계(607)가 로드(109)의 단부에 근접하도록 위치시키게 된다.

이후 볼트(606)의 조임상태를 조절하여 클램프(601)를 회전시킴으로써 거리계(607)의 전후방 기울임 각도를 조절하게 되고, 클램프(601)를 슬라이드봉(604)상에서 이동시킴으로써 거리계(607)가 더욱 로드(109)와 근접하도록 위치시켜 로드(109)와 작동로드(608)가 서로 맞닿도록 한다.

다음으로 수동조작부(250)의 에어호스(253)를 압축공기 유입구(111)에 끼운 다음 컨트롤 패널(220)의 전원버튼(221)과 'start' 버튼(222)을 누른 후에 조절노브(251)를 수동으로 돌려 압력게이지(252)를 보면서 액츄에이터(108)에 공급되는 공기의 압력을 조절하게 된다.

그러므로, 컨트롤러(260)는 컨트롤 패널(220)로부터 명령이 입력되면 컴프레서(240)를 구동시켜 에어호스(253)를 통해 압축공기가 공급되도록 하며, 수동조작부(250)에 의해 설정된 압축공기가 액츄에이터(108)에 공급되어 로드(109)를 이동시키게 된다.

로드(109)의 이동에 의해 그와 맞닿은 작동로드(608)도 이동하면, 거리계(607)에 이동거리가 표시되어 적절한 이동거리인지를 육안으로 판단할 수 있게 되는 것이다.

즉, 액츄에이터(108)에 공급되는 공기압력의 입력범위는 제조회사마다 다르므로, 이를 조절노브(251)에 의해 작업자가 적절히 증감함으로써 로드(109)의 이동거리를 확인할 수 있는 것이다.

200 : 테스트장치 210 : 본체
220 : 컨트롤 패널 230 : 테스트 지그
240 : 컴프레서 250 : 수동조작부
260 : 컨트롤러 261 : 테스트 프로그램 저장부
300 : 플레이트 310 : 슬라이드홈
330 : 고정판 고정구멍 400 : 설치 프레임
409 : 수직볼트
600 : 액츄에이터 지그 601 : 클램프
604 : 슬라이드봉 607 : 거리계
608 : 작동로드 800 : 고정판

Claims (2)

1. 터보차저를 고정하고, 액츄에이터를 테스트하기 위한 구조물이 설치된 테스트 지그;
   상기 테스트 지그에 압축공기를 인가하는 컴프레서;
   터보차저의 테스트 기능을 설정하고, 테스트 결과를 표시하는 컨트롤 패널;
   상기 컨트롤 패널로부터 입력되는 명령에 따라 미리 프로그램 되어진 테스트 프로그램에 의해 동작하여 상기 테스트 지그에 압축공기를 공급하여 테스트를 진행하며, 압축공기의 압력변화에 따른 테스트된 결과를 상기 컨트롤 패널로 제공하는 컨트롤러;로 구성되며,
   상기 테스트 지그는
   슬라이드 홈과, 상기 슬라이드 홈의 측방향에 고정판 고정구멍이 형성된 플레이트;
   상기 플레이트의 슬라이드 홈에 하측이 전후방향으로 슬라이딩 되면서 상측으로 입설되어 장착되는 설치프레임;
   상기 설치프레임에 상하측이 회전 가능하게 결합되는 수직볼트 상에 설치되어 상하방향으로 이동하는 이송체의 수평방향으로 슬라이드봉이 수평방향으로 슬라이딩 및 고정이 가능하게 장착되고, 상기 슬라이딩봉 상에서 클램프가 슬라이딩 및 고정이 가능하게 장착되며, 상기 클램프에는 터보차저의 액츄에이터 로드와 단부가 맞닿는 작동로드를 가져 작동로드의 이동거리를 표시하는 거리계가 결합된 액츄에이터 지그;
   터보차저의 터빈의 하측부위와 체결되어 고정되고, 상기 플레이트의 고정판 고정구멍에 안착되는 고정판;으로 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 테스트 지그에 공급되는 압축공기의 압력을 수동으로 조절하는 조절노즈와, 수동으로 조절되는 압력을 표시하는 압력게이지를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저의 액츄에이터 테스트 장치.
   

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