KR101248524B1

KR101248524B1 - 터보차저의 배기밸브 테스트 장치

Info

Publication number: KR101248524B1
Application number: KR1020120087115A
Authority: KR
Inventors: 김재우; 조한상
Original assignee: (주)덕산인프라코어
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2013-04-19

Abstract

본 발명은 터보차저 테스트 장치에 관한 것으로, 다양한 형태를 갖는 터보차저의 배기밸브 리크를 테스트할 수 있도록 한 배기밸브 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 터보차저의 배기밸브 테스트 장치는, 터보차저를 고정하고, 배기밸브를 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 볼트가 관통되어 나사결합되며, 상기 볼트의 단부에 터보차저의 배기밸브를 막는 막음판이 설치되어 터빈 흡기구로 유입된 압축공기의 배기를 저지하는 배기밸브 지그; 터보차저의 터빈의 하측부위와 체결되어 고정되고, 배기가스를 흡입하는 흡기구를 하측으로 관통시켜 노출시켜 압축공기를 공급받도록 하며, 상기 플레이트의 고정판 고정구멍에 안착되는 고정판;으로 구성된다.

Description

터보차저의 배기밸브 테스트 장치{Exhaust valve test apparatus for turbocharger}

본 발명은 터보차저 테스트 장치에 관한 것으로, 특히 터보차저의 배기밸브의 리크를 테스트 하기 위한 터보차저의 배기밸브 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 배기밸브의 고장이나 불량 발생시 전체를 교체함으로써 정비를 위한 많은 비용이 소요되고, 또한 수리를 하고자 하는 경우에는 배기밸브의 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 터보차저의 배기밸브를 테스트하기 위한 장치가 없어 사실상 테스트 자체가 어려웠다.

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

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 터보차저의 배기밸브 테스트 장치는,

터보차저를 고정하고, 배기밸브를 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 볼트가 관통되어 나사결합되며, 상기 볼트의 단부에 터보차저의 배기밸브를 막는 막음판이 설치되어 터빈 흡기구로 유입된 압축공기의 배기를 저지하는 배기밸브 지그;

터보차저의 터빈의 하측부위와 체결되어 고정되고, 배기가스를 흡입하는 흡기구를 하측으로 관통시켜 노출시켜 압축공기를 공급받도록 하며, 상기 플레이트의 고정판 고정구멍에 안착되는 고정판;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와같은 본 발명에 따르면, 다양한 형태의 터보차저를 고정하여 배기밸브의 불량을 테스트할 수 있다.

이로인해 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 배기밸브 테스트 장치를 보인 도.
도3은 테스트 패널의 형태를 보인 도.
도4는 테스트 지그의 분해 구조를 보인 도.
도5는 도4의 결합도.
도6은 배기밸브 테스트 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 터보차저 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 고정하여 테스트를 위한 압축공기를 공급하기 위한 테스트 지그(230)가 설치된다.

또한, 본체(210)의 하부 내측에는 압축공기를 생성하기 위한 컴프레서(240)가 설치된다.

도3은 컨트롤 패널(220)의 구조를 보인 도로서, 전원버튼(221)과, 시작 스위치(222)와, 터보차저의 배기밸브를 테스트하기 위한 공기압을 표시하는 표시부(224)와, 테스트 결과를 양호 및 불량으로 표시하는 테스트 결과 표시부(225)로 구성된다.

도4는 테스트 지그(230)의 분해 구조를 보인 도이고, 도5는 결합 구조를 보인 도로서, 크게 플레이트(300), 설치프레임(400), 배기밸브 지그(500), 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)에는 중간몸체(404)의 후방으로는 관통된 구멍(403)이 형성되고, 상기 상부몸체(406)에도 동일한 위치에 구멍(408)이 관통되어 형성된다.

상기 구멍(408)에는 상측으로부터 장볼트로 된 수직볼트(410)가 관통되어 삽입되고, 수직볼트(410)의 단부가 구멍(403)에 삽입되어 헛돌게 된다.

그리고, 상부몸체(406)의 상측으로 노출된 수직볼트(410)의 상단에는 작업자가 손으로 수직볼트(410)를 회전시킬 수 있도록 노브(412)가 형성되어 있다.

상기 배기구 지그(500)는 터보차저(100)의 배기밸브(102)를 막아 배기되는 공기의 누설여부를 확인하기 위한 것으로, 하부몸체(401)와 상부몸체(406) 사이에 위치하는 수직볼트(410)상에서 이송체(503)의 측부가 중간몸체(404)에 밀착됨으로써 수직볼트(410)의 회전에 의해 상하방향으로 이동하게 되는데, 상기 이송체(503)에는 수직방향으로 관통된 수직볼트공(504)이 형성되어 이에 수직볼트(410)가 이에 나사결합된다.

또한, 상기 이송체(503)의 수평방향으로는 수직볼트공(504)과 간섭되지 않는 위치에 수평방향으로 수평볼트공(505)이 관통되어 형성되고, 수평볼트공(505)에는 장볼트(502)가 삽입되어 고정판 고정구멍(320)을 향하는 장볼트(502)의 일단에는 막음판(506)이 체결되며, 타단에는 장볼트(502)를 회전시키기 위한 노브(501)가 형성되어 있다.

상기 막음판(506)의 단부에는 터보차저(100)의 배기밸브(102)를 기밀하게 폐쇄하기 위해 고무재질 또는 우레탄 재질로 된 탄성재가 부착되어 있다.

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 터보차저의 배기밸브를 테스트하는 과정을 설명한다.

먼저, 배기밸브(102)의 누설 테스트를 위해서, 도1의 터보차저(100)를 도6에서와 같이 고정판(800)과의 볼트(350) 체결에 의해 고정시킨 다음 고정판 고정구멍(320)에 안착시키고, 배기밸브 지그(500)의 막음판(506)이 배기밸브(102)와 수평선상에 위치하도록, 설치프레임(400)을 슬라이드홈(310)상에서 전후방향으로 위치조절을 하고, 수직볼트(410)를 회전시켜 이송체(503)의 높낮이를 조절한다.

이후 노브(501)에 의해 장볼트(502)를 회전시켜 막음판(506)을 배기밸브(102) 방향으로 전진시킴으로써 막음판(506)이 배기밸브(102)를 막아 기밀하게 폐쇄시키게 되며, 고정판(800)의 하측으로 노출된 흡기구(103)에 압축공기를 투입할 수 있도록 에어호스(413)를 연결한다.

다음으로 전원버튼(221)을 '온'시키고, 컨트롤 패널(220)의 'start' 버튼(222)을 누르게 되면, 도7와 같이 컨트롤러(260)가 테스트 프로그램 저장부(261)에 저장된 배기밸브 누설 테스트 프로그램을 구동시켜 그 프로그램의 실행대로 컴프레서(240)의 압축공기 압력을 조절하여 에어호스(413)로 공급하는 것이다.

즉, 컴프레서(240)의 공기탱크로부터 배출되는 압축공기의 압력을 배출밸브의 조절에 의해 조절하게 되는 것이며, 이와 동시에 표시부(224)를 통해 현재 공급되는 공기압을 표시하게 된다.

따라서, 컨트롤러(260)는 에어호스(413) 관로상에 설치되는 밸브리크 압력센서(262)의 압력변화에 따라 양호 및 불량을 판정하게 되는데, 만약 40KPa의 공기압력이 에어호스(413)를 통해 터보차저(100)로 인가되고, 일정시간(약 30초 ~ 1분 정도) 동안 에어호스(413) 내의 압력의 변화가 없거나 또는 설정된 범위내에 있다면 양호 판정신호를 컨트롤 패널(220)로 출력함으로써 테스트 결과 표시부(225)의 'PASS'가 점등된다.

반대로 압력의 변화가 설정된 범위를 벗어나면, 이는 배기밸브(102)의 시트의 불량 또는 배기밸브(102) 자체의 불량이므로, 컨트롤러(260)는 테스트 결과 표시부(225)의 'FAIL'이 점등된다.

200 : 테스트장치 210 : 본체
220 : 컨트롤 패널 230 : 테스트 지그
240 : 컴프레서 260 : 컨트롤러
261 : 테스트 프로그램 저장부 262 : 밸브리크 압력센서
300 : 플레이트 310 : 슬라이드홈
330 : 고정판 고정구멍 400 : 설치 프레임
409,410 : 수직볼트 500 : 배기밸브 지그
502 : 장볼트 503 : 이송체
800 : 고정판

Claims

터보차저를 고정하고, 배기밸브를 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 볼트가 관통되어 나사결합되며, 상기 볼트의 단부에 터보차저의 배기밸브를 막는 막음판이 설치되어 터빈 흡기구로 유입된 압축공기의 배기를 저지하는 배기밸브 지그;
터보차저의 터빈의 하측부위와 체결되어 고정되고, 배기가스를 흡입하는 흡기구를 하측으로 관통시켜 노출시켜 압축공기를 공급받도록 하며, 상기 플레이트의 고정판 고정구멍에 안착되는 고정판;으로 구성된 것을 특징으로 하는 터보차저의 배기밸브 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 테스트 프로그램에 설정된 압력을 발생시키도록 컴프레서의 유출압력을 제어하고, 테스트 지그로 공급되는 압력 및 테스트 지그로부터 배출되는 공기압력의 변화에 따라 양호 또는 불량신호를 컨트롤 패널로 공급하는 것을 특징으로 하는 터보차저의 배기밸브 테스트 장치.