KR101760409B1

KR101760409B1 - 감압밸브 성능 시험 장치

Info

Publication number: KR101760409B1
Application number: KR1020150175786A
Authority: KR
Inventors: 장지욱
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-07-21
Also published as: KR20170068832A

Abstract

본 발명은 감압밸브 성능 시험 장치로서, 차량용 감압밸브의 자로부 및 스풀(spool)을 탈부착 가능하게 장착하여 고압으로 공급한 유체의 유입 압력 측정, 상기 유체의 배출 압력 측정 및 상기 유체의 온도를 측정하고, 탈부착 가능하게 탑재되도록 복수개의 두께 방향 관통 구멍을 갖는 분리지그; 상기 분리지그의 상기 관통 구멍에 대응한 위치에 체결 구멍을 갖는 고정지그; 상기 고정지그가 탑재된 수용공간부를 갖고, 수용공간부의 아래쪽 또는 주변에 설비공간을 형성하고 있는 본체; 상기 본체의 설비공간에 탑재되고, 상기 감압밸브의 압력 및 온도 변화에 따라 상기 감압밸브의 성능을 분석 및 시험하는 제어부; 상기 유체를 고압으로 공급하도록 상기 설비공간에 탑재되는 고압펌프; 및 상기 본체의 상면에 설치되며 상기 제어부의 시험 상황 및 결과를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함한다.

Description

감압밸브 성능 시험 장치{apparatus for testing capability of pressure control valve}

본 발명은 감압밸브 성능 시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감압밸브의 압력 측정과 함께 온도 측정을 수행할 수 있어서, 감압밸브 양산 전에 감압밸브의 성능을 평가하기 위한 감압밸브 성능 시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진은 실린더 내의 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 의해 크랭크축이 회전하면서 분사 압력을 형성한다. 디젤 엔진은 저속으로 회전시 분사압력이 저압으로 되고, 고속으로 회전하면 분사 압력이 고압으로 된다.

이와 같은 디젤 엔진에는 연료 분사의 전자제어 및 CRDI(Common Rail Direct Injection)용 연료 레일(fuel rail) 또는 커먼 레일(common rail)이 사용되는 경우가 있다.

커먼 레일을 이용한 디젤 엔진에 따르면, 연료 분사 시스템은 분사 압력의 발생과 분사 과정이 완전히 별개로 이루어진다.

이러한 연료 분사 시스템은 엔진 설계시 연료의 압력 발생과 분사를 분리해서 생각할 수 있기 때문에 연소와 분사과정 설계를 자유롭게 할 수 있다.

종래 기술에 따른 커먼 레일은 연료 탱크에 저장되어 있는 연료를 고압 연료 공급 펌프를 통해 고압 연료를 공급받는다. 이런 커먼 레일에는 레일 내부 압력을 조절하기 위해 감압밸브와 커먼 레일의 내부 압력을 감지하는 압력감지센서가 설치되어 있다. 당 업계에서는 감압밸브는 "PRV(Pressure Reducing Valve)" 또는 "PCV(Pressure Control Valve)" 등으로 호칭된다.

특히, 감압밸브는 솔레노이드 작동 방식의 자로부와, 자로부의 개폐력을 전달 받는 스풀과, 자로부에 결합되어 있으면서도 커먼 레일의 감압밸브 장착 위치에 설치될 수 있도록 제작되어 있는 밸브부로 이루어져 있다.

감압밸브는 차량에 탑재된 전자제어유닛(ECU, Electronic Control Unit)에 접속되어 제어된다.

특히, 감압밸브의 실차 조건 작동 성능은 고압 또는 고온 조건 하에서 밸브 개폐를 위한 스풀의 작동에 따른 압력 감압이 온도별로 정상적으로 이루어질 수 있어야 한다.

그러나, 종래 기술의 감압밸브의 개발단계에서는 각종 규격별 다수의 샘플을 반복적으로 실제 커먼 레일에 탈부착하면서 시험하여야 하고, 이때 각 샘플에 해당하는 감압밸브에 전자제어유닛과 전기적으로 연결해야 할 뿐만 아니라, 연료에 해당하는 유체를 실제 차량 작동 압력(예: 700~1200bar) 또는 안전을 고려하여 실제 차량 작동 압력보다 더 큰 고압(예: 4000bar)의 유체를 공급 및 회수하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 감압밸브에 대하여 압력만을 시험할 경우, 온도별 압력 감압 성능 유부를 파악할 수 없고, 그 시험 결과에 대한 신뢰성도 떨어질 수 있는 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 감압밸브의 자로부 및 스풀을 탈부착 가능하게 장착할 수 있는 분리지그를 제공하되, 상기 분리지그를 통해서 고압으로 공급한 유체의 유입 압력 측정, 상기 유체의 배출 압력 측정 및 상기 유체의 온도의 측정이 이루어지고 제어부에 의해 측정 결과가 분석됨에 따라, 차량 탑재 환경(예: 압력 및 온도)을 모사한 감압밸브의 샘플 제작 단계에서 감압밸브의 성능을 시험할 수 있고, 감압밸브의 성능 시험 확인을 용이하게 하면서 감압밸브의 제작 비용 및 시험 비용을 절감시킬 수 있는 감압밸브 성능 시험 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 감압밸브 성능 시험 장치는, 차량용 감압밸브의 자로부 및 스풀(spool)을 탈부착 가능하게 장착하여 고압으로 공급한 유체의 유입 압력 측정, 상기 유체의 배출 압력 측정 및 상기 유체의 온도를 측정하고, 탈부착 가능하게 탑재되도록 복수개의 두께 방향 관통 구멍을 갖는 분리지그; 상기 분리지그의 상기 관통 구멍에 대응한 위치에 체결 구멍을 갖는 고정지그; 상기 고정지그가 탑재된 수용공간부를 갖고, 수용공간부의 아래쪽 또는 주변에 설비공간을 형성하고 있는 본체; 상기 본체의 설비공간에 탑재되고, 상기 감압밸브의 압력 및 온도 변화에 따라 상기 감압밸브의 성능을 분석 및 시험하는 제어부; 상기 유체를 고압으로 공급하도록 상기 설비공간에 탑재되는 고압펌프; 및 상기 본체의 상면에 설치되며 상기 제어부의 시험 상황 및 결과를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함한다.

상기 분리지그는, 상기 관통 구멍 및 상기 체결 구멍에 체결되는 볼트에 의해서 상기 고정지그의 상면에 탈부착 가능하게 고정되어 있다.

상기 분리지그는, 상기 고정지그의 평면적과 동일한 평면적을 갖고, 압력 4000bar 이상에서 견딜 수 있는 금속재질로 제작되며, 6면을 갖는 입방체 형상의 몸체와, 상기 몸체의 정면에 형성되며, 상기 감압밸브의 자로부 및 스풀을 장착하기 위한 밸브포트와, 상기 몸체의 배면의 일측에 형성되며, 상기 고압펌프에 의해 고압으로 공급되는 유체의 유입 압력을 측정하기 위한 유입포트와, 상기 몸체의 배면의 타측에 형성되며, 상기 유체의 온도를 측정하기 위한 배출포트와, 상기 몸체의 측면에 형성되며, 상기 유체의 배출 압력을 측정하기 위한 연결포트와, 상기 밸브포트, 상기 유입포트, 상기 배출포트를 서로 관통하게 연결하도록 상기 분리지그의 내부에 형성된 U자 형태의 제 1 내부유로와, 상기 제 1 내부유로와 상기 연결포트를 서로 관통하게 연결하도록 상기 분리지그의 내부에 형성된 제 2 내부유로를 포함한다.

상기 분리지그는, 상기 밸브포트와 상기 유입포트를 서로 연결하는 방향을 기준으로, 상기 밸브포트 또는 상기 제 1 내부유로에 관통하게 형성되어 있는 일체형 밸브부를 더 포함한다.

상기 밸브부는, 상기 제 1 내부유로에 인접하는 곳에 상기 스풀이 안착 또는 접촉될 수 있는 경사형 밸브 시트(valve seat)가 더 형성되어 있고, 상기 밸브 시트의 구멍은 상기 제 1 내부유로와 관통하여 상기 스풀의 접촉 또는 분리에 따라 밸브 개폐를 수행한다.

상기 분리지그는, 상기 유입포트에 장착되어 상기 유체의 유입 압력을 측정하는 제 1 압력센서와, 상기 연결포트에 장착되어 상기 유체의 배출 압력을 측정하는 제 2 압력센서와, 상기 배출포트에 장착되어 상기 유체의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함한다.

상기 제어부는, 상기 고압펌프를 제어하거나, 상기 고압펌프와 상기 제 1 압력센서 사이의 유체 이동을 위한 유체공급배관에 설치된 유체제어밸브를 제어하거나, 상기 감압밸브의 자로부를 제어하도록 케이블을 통해 연결되어 있는 밸브펌프 제어기와, 상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서 및 상기 온도센서로부터 입력되는 각각의 아날로그 신호를 수집하여 디지털 신호로 변환하도록 전선을 통해 연결되어 있는 데이터 분석기와, 상기 데이터 분석기와 접속되어 있으며, 상기 데이터 분석기로부터 입력되는 상기 디지털 신호로부터 압력 변화 및 온도 변화를 미리 정해진 정보와 비교 분석하여 상기 감압밸브의 성능을 모니터링하는 컴퓨터와, 상기 밸브펌프 제어기, 상기 데이터 분석기, 상기 유체제어밸브 및 상기 감압밸브의 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급기를 포함한다.

상기 본체는, 상기 고압펌프의 유체 입구와 상기 온도센서의 사이에 배치되며, 상기 배출포트를 통해 배출되는 유체를 다시 상기 고압펌프 쪽으로 회수시키는 유체리턴배관을 더 포함한다.

본 발명에 의한 감압밸브 성능 시험 장치는, 분리지그를 제공하여 감압밸브의 자로부 및 스풀에 별도의 밸브부를 결합시켜 제작하기 전에 감압밸브의 성능을 확인할 수 있어서, 감압밸브의 전체 제조 비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 분리지그에 감압밸브의 자로부 및 스풀을 장착하기 위한 밸브포트와, 고압펌프에 의해 고압으로 공급되는 유체의 유입 압력을 측정하기 위한 유입포트와, 유체의 온도를 측정하기 위한 배출포트와, 유체의 배출 압력을 측정하기 위한 연결포트와, 이들 포트를 서로 연결하고 상기 유체를 다시 고압펌프 쪽으로 리턴시킬 수 있도록 U자 형태의 제 1 내부유로 및 제 2 내부유로가 형성되어 있음에 따라서, 이러한 분리지그를 통해서 감압밸브의 밸브 개폐에 따른 유체의 유입압력, 배출 압력 및 온도를 동시에 측정할 수 있고, 유체를 리턴시켜 재사용하여 반복 시험이 가능하며, 실차 모사 상태에서 감압밸브의 성능 시험을 신뢰성 있게 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 분리지그의 밸브포트에 서로 연통하게 형성된 밸브부를 일체형으로 구비하고 있음에 따라서, 감압펌프의 자로부의 스풀이 밸브부에서 개폐 작동을 수행할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 유입 압력을 측정하는 제 1 압력센서와, 배출 압력을 측정하는 제 2 압력센서와, 온도를 측정하는 온도센서가 분리지그의 해당 포트에 각각 장착되며, 이들 센서들이 밸브펌프 제어기, 데이터 분석기(Data Acquisition, DAQ), 디스플레이 장치, 컴퓨터, 전원공급기로 이루어진 제어부에 접속되어서, 감압밸브의 밸브 개폐에 따른 압력 변화 및 온도 변화를 감지하여 개발단계 또는 감압밸브용 밸브부와 조립 전 단계에서 감압밸브의 성능을 시험할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압밸브 성능 시험 장치의 구성을 설명하기 위해 일부 단면을 나타낸 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 분리지그의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압밸브 성능 시험 장치의 구성을 설명하기 위해 일부 단면을 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 분리지그의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예는 분리지그(100), 고정지그(200), 본체(300), 제어부(400), 디스플레이 장치(500), 볼트(600), 고압펌프(700)를 포함한다.

분리지그(100)는 차량용 감압밸브(10)의 자로부(11) 및 스풀(12)(spool)을 탈부착 가능하게 장착하여 고압으로 공급한 유체의 유입 압력 측정, 상기 유체의 배출 압력 측정 및 상기 유체의 온도를 측정하는 역할을 담당한다. 이러한 분리지그(100)는 분리지그(100) 자체가 하기의 고정지그(200)에 탈부착 가능하게 탑재되도록 복수개의 두께 방향 관통 구멍(110)을 갖는다. 즉, 분리지그(100)는, 관통 구멍(110)과 고정지그(200)의 체결 구멍(210)에 체결되는 다수(예: 4개)의 볼트(600)에 의해서 고정지그(200)의 상면에 탈부착 가능하게 고정될 수 있다.

고정지그(200)는 분리지그(100)의 관통 구멍(110)에 대응한 위치에 체결 구멍(210)을 갖는다.

관통 구멍(110) 및 체결 구멍(210)은 볼트(600)의 개수에 대응하게 각각 4개씩 분리지그(100) 또는 고정지그(200)에 형성된다.

고정지그(200)는 본체(300)의 수용공간부(310)의 바닥에 고정되어 있다.

고정지그(200) 및 분리지그(100)는 시험에 필요한 압력을 견디거나, 지지할 수 있도록 금속 또는 합금 재질로 형성되어 있다.

본체(300)는 고정지그(200)의 탑재를 위한 수용공간부(310)를 본체(300)의 상판에 형성하고 있다. 수용공간부(310)는 상향이 개구된 홈 구조물일 수 있다.

본체(300)는 수용공간부(310)의 아래쪽 또는 주변에 설비공간(320)을 형성하고 있고, 하우징, 케이스 또는 골격 구조물 중 어느 하나로 제작되어 있을 수 있다.

제어부(400)는 본체(300)의 설비공간(320)에 탑재되고, 감압밸브(10)의 압력 및 온도 변화에 따라 감압밸브(10)의 성능을 분석 및 시험하는 역할을 담당한다.

디스플레이 장치(500)는 수용공간부(310)와 겹치지 않는 위치를 기준으로 본체(310)의 상판 위에 설치되어 있다. 디스플레이 장치(500)는 제어부(400)에 접속되어 있으며, 본체(300)의 상판의 상면에 설치되고, 제어부(400)의 시험 상황 및 결과를 디스플레이하는 역할을 담당한다.

고압펌프(700)는 미 도시된 연료탱크 또는 저장탱크의 유체(예: 유압작동유, 디젤연료, 물 중 어느 하나)를 고압으로 승압하여 상기 분리지그(100) 쪽으로 공급하도록 본체(300)의 설비공간(320)에 탑재되어 있다.

고압펌프(700)는 저압(예: 50bar) 내지 고압(예: 4000bar)을 포함하는 압력 범위 내에서 선택된 어느 하나의 압력으로 유체를 승압할 수 있는 용량 또는 규격을 가질 수 있다.

고압펌프(700)는 승압된 유체를 분리지그(100) 쪽으로 공급하거나, 분리지그(100)로부터 시험이 끝난 유체를 회수하여 재 공급하는 역할도 담당한다.

도 2 또는 도 3을 참조하면, 분리지그(100)는 도 1의 고정지그(200)의 평면적과 대등하거나 동일한 평면적을 갖고, 압력 4000bar 이상에서 견딜 수 있는 금속재질로 제작되며, 6면을 갖는 입방체 형상의 몸체(101)를 포함한다.

분리지그(100)는 몸체(101)의 정면에 형성되며, 감압밸브(10)의 자로부(11) 및 스풀(12)을 장착하기 위한 밸브포트(120)를 포함한다.

밸브포트(120)는 암나사를 구비하여 감압밸브(10)의 자로부(11)에 형성된 숫나사와 나사 결합되는 방식으로 감압밸브(10)를 탈부착시킬 수 있다.

분리지그(100)는 몸체(101)의 배면의 일측에 형성되며, 고압펌프(700)에 의해 고압으로 공급되는 유체의 유입 압력을 측정하기 위한 유입포트(130)를 포함한다.

분리지그(100)는 몸체(101)의 배면의 타측에 형성되며, 유체의 온도를 측정하기 위한 배출포트(140)를 포함한다.

분리지그(100)는 몸체(101)의 측면에 형성되며, 상기 유체의 배출 압력을 측정하기 위한 연결포트(150)를 포함한다.

도 3에 보이듯이, 분리지그(100)는 밸브포트(120), 유입포트(130), 배출포트(140)를 서로 관통하게 연결하도록 분리지그(100)의 내부에 형성된 U자 형태의 제 1 내부유로(102, 103, 104)와, 제 1 내부유로(103, 104)와 상기 연결포트(150)를 서로 관통하게 연결하도록 분리지그(100)의 내부에 형성된 제 2 내부유로(105)를 포함한다.

제 2 내부유로(105)는 제 1 내부유로(103, 104)에 관통하게 일체형으로 연결되어서, 제 1 내부유로(103, 104)를 따라 유동하고 배출포트(140) 쪽으로 배출되는 압력과 동일한 유체의 압력을 전달 받을 수 있다. 이를 위해서, 제 2 내부유로(105)의 직경은 제 1 내부유로(103, 104)의 직경과 동일하게 형성되어 있다.

따라서, 연결포트(150)에 장착될 어댑터의 제 2 압력센서(802)가 감압밸브(10)의 개폐작동에 따른 유체의 배출 압력을 센싱하여 제어부(400) 쪽으로 입력시킬 수 있다.

제 1 내부유로(102, 103, 104) 또는 제 2 내부유로(105)의 직경은 밸브포트(120), 유입포트(130), 배출포트(140), 연결포트(150)의 직경보다 상대적으로 작게 형성되어 있다.

유입포트(130), 배출포트(140), 연결포트(150)의 내주면에는 고압펌프(700)의 유체공급배관(701)의 어댑터 또는 유체리턴배관(702)의 어댑터 혹은 제어부(400)의 온도센서(803)를 탑재한 어댑터에 각각 나사 결합될 수 있는 나사산이 형성되어 있을 수 있다.

유체공급배관(701)은 고압펌프(700)의 유체 출구와 제 1 압력센서(801) 사이의 유체 이동 경로가 된다.

즉, 본체(300)는 유체리턴배관(702)을 더 포함한다. 유체리턴배관(702)은 유체의 회수를 위한 이동 경로가 되는 것으로서, 고압펌프(700)의 유체 입구와 온도센서(803)의 사이에 배치되며, 분리지그(100)의 배출포트(140)를 통해 배출되는 유체를 다시 상기 고압펌프(700) 쪽으로 회수시키는 역할을 담당한다.

유체공급배관(701) 및 유체리턴배관(702)에는 유체공급배관(701) 및 유체리턴배관(702) 각각의 어댑터가 분리지그(100)의 해당 포트(140, 130) 쪽으로 용이하게 접근 또는 분리될 수 있도록, 주름관이 각각 더 형성되어 있다.

분리지그(100)는 밸브포트(120)와 유입포트(130)를 서로 연결하는 방향을 기준으로, 밸브포트(120) 또는 제 1 내부유로(102)에 관통하게 형성되어 있는 일체형 밸브부(160)를 더 포함한다.

밸브부(160)에는 제 1 내부유로(102)에 인접하는 곳에 감압밸브(10)의 밸브 개폐 작동을 수행하는 스풀(12)이 안착 또는 접촉될 수 있는 경사형 밸브 시트(161)(valve seat)가 더 형성되어 있다. 여기서, 밸브 시트(161)의 구멍은 상기 제 1 내부유로(102)와 관통하고, 스풀(12)의 끝단부 위치에 따라 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 감압밸브(10)의 자로부(11)는 자기력을 통해 스풀(12)을 전진 또는 후진시키듯이 이동할 수 있다. 따라서, 밸브부(160)는 스풀(12)의 접촉 또는 분리에 따라 밸브 개폐를 수행할 수 있다.

한편, 도 1에 보이거나, 도 3을 통해 파악할 수 있듯이, 분리지그(100)는 제 1 압력센서(801, P_in)와, 제 2 압력센서(802, P_out)와, 온도센서(803, T)를 더 포함한다.

제 1 압력센서(801)는 제 1 압력센서(801)용 어댑터를 통해서 유입포트(130)에 장착되고, 고압펌프(700)의 유체공급배관(701)을 통해 공급된 유체의 유입 압력을 측정하는 역할을 담당한다. 제 1 압력센서(801)는 해당 전선(401)을 통해서 제어부(400)에 접속되어 있다.

제 2 압력센서(802)는 제 2 압력센서(802)용 어댑터를 통해서 연결포트(150)에 장착되고, 밸브부(160)를 통과한 유체의 배출 압력을 측정하는 역할을 담당한다. 제 2 압력센서(802)도 해당 전선(402)을 통해서 제어부(400)에 접속되어 있다.

온도센서(803)는 온도센서(803)용 어댑터를 통해서 배출포트(140)에 장착되고, 밸브부(160)를 통과하고 제 1 내부유로(104) 및 배출포트(140)를 통해 배출되는 유체의 온도를 측정하는 역할을 담당한다. 온도센서(803)도 역시 해당 전선(403)을 통해 제어부(400) 쪽에 접속된다. 이들 전선(401, 402, 403)이 제어부(400) 쪽에 접속되는 위치는 제어부(400)의 데이터 분석기(420)를 의미한다.

예컨대, 제어부(400)는 밸브펌프 제어기(410), 데이터 분석기(420), 컴퓨터(430), 전원공급기(440)를 포함한다.

밸브펌프 제어기(410)는 고압펌프(700)를 제어하거나, 상기 고압펌프(700)와 상기 제 1 압력센서(801) 사이의 유체 이동 또는 공급을 위한 유체공급배관(701)에 설치된 유체제어밸브(710)를 제어하거나, 상기 감압밸브(10)의 자로부(11)를 제어하도록 케이블, 플러그 등을 통해서 감압밸브(10)의 자로부(11)의 소켓에 접속 또는 연결되어 있다. 밸브펌프 제어기(410)는 감압밸브(10)의 개폐 작동을 제어한다.

데이터 분석기(420)는 제 1 압력센서(801)와 제 2 압력센서(802) 및 온도센서(803)로부터 입력되는 각각의 아날로그 신호를 수집하여 디지털 신호로 변환하도록 전선(401, 402, 403)을 통해 연결되어 있다.

데이터 분석기(420)는 컴퓨터(430)와 각 센서(801, 802, 803)별 외부 신호 사이의 인터페이스 역할을 한다. 데이터 분석기(420)는 반입되는 아날로그 신호를 디지털화하여 컴퓨터(430)가 그 신호를 해독하도록 하는 역할을 한다. 이처럼 데이터 분석기(420)는 신호 측정에 사용되며, 신호 컨디셔닝 회로, 아날로그-디지털 변환기, 컴퓨터 버스로 구성될 수 있고, 일련의 시험 또는 측정 과정을 자동화하기 위한 함수(미 도시)도 포함될 수 있다. 예를 들어, 아날로그-디지털 변환기는 아날로그 신호와 디지털 I/O 라인 입출력 디지털 신호를 출력하고, 카운터/타이머는 디지털 펄스를 카운팅하고 생성한다. 수집한 신호는 노이즈가 많거나 직접 측정하기에 위험할 수도 있다. 따라서, 신호 컨디셔닝 회로는 아날로그-디지털 변환기에 입력하기 적절한 형태로 신호를 조작하며, 그러한 신호 컨디셔닝 회로에는 증폭, 감쇠, 필터링, 절연이 포함될 수 있다.

컴퓨터(430)는 데이터 분석기(420)와 접속되어 있으며, 데이터 분석기(420)로부터 입력되는 디지털 신호로부터 압력 변화 및 온도 변화를 미리 정해진 정보와 비교 분석하여 감압밸브(10)의 성능을 모니터링하는 역할을 담당한다.

전원공급기(440)는 밸브펌프 제어기(410), 데이터 분석기(420), 유체제어밸브(710) 및 감압밸브(10)의 작동에 필요한 전원을 공급하는 역할을 담당한다.

제어부(400)의 밸브펌프 제어기(410)는 유체제어밸브(710)를 제어하여, 고압펌프(700)로부터 공급받은 유압을 압력 4000bar로 조정하여 분리지그(100)의 유입포트(130) 쪽으로 공급한다.

압력 4000bar의 유체가 분리지그(100) 쪽으로 공급되는 과정에서, 밸브펌프 제어기(410)는 감압밸브(10)를 작동시킨다. 데이터 분석기(420) 및 컴퓨터(430)는 상기 작동으로 인한 압력 손실에 따른 누설량을 확인, 즉 압력 모니터링을 수행하고, 그 결과를 디스플레이 장치(500)를 통해 표시한다.

즉, 본 실시예는 감압밸브(10)의 작동에 따른 누설을 측정하되, 이때 압력강하 방식으로 그 누설량을 측정 및 확인할 수 있다. 즉, 실제 감압밸브(10)를 연료 레일 또는 커먼 레일에 장착하여 감압밸브(10)의 성능을 측정하지 않고, 분리지그(100)를 통해 실시함으로써, 감압밸브(10)용 분리지그(100)를 통해 누설량을 측정 및 모니터링할 수 있다. 이렇게 유체의 유입 및 배출 압력을 측정함으로써, 감압밸브(10)의 작동 이상 유무를 판단할 수 있고, 장기적 시간을 구동하여 감압밸브(10)의 내구 시험 장비로도 겸용될 수 있다. 또한, 감암밸브(10)의 구동하는 시간에 따른 유체의 온도 변화량을 데이터화하여 데이터베이스로 구축할 수 있으므로, 감압밸브(10)의 온도 변화별 특성을 모니터링할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 분리지그 200 : 고정지그
300 : 본체 400 : 제어부
500 : 디스플레이 장치 600 : 볼트
700 : 고압펌프 801 : 제 1 압력센서
802 : 제 2 압력센서 803 : 온도센서

Claims

차량용 감압밸브의 자로부 및 스풀을 탈부착 가능하게 장착하여 고압으로 공급한 유체의 유입 압력 측정, 상기 유체의 배출 압력 측정 및 상기 유체의 온도를 측정하고, 탈부착 가능하게 탑재되도록 복수개의 두께 방향 관통 구멍을 갖는 분리지그; 상기 분리지그의 상기 관통 구멍에 대응한 위치에 체결 구멍을 갖는 고정지그; 상기 고정지그가 탑재된 수용공간부를 갖고, 수용공간부의 아래쪽 또는 주변에 설비공간을 형성하고 있는 본체; 상기 본체의 설비공간에 탑재되고, 상기 감압밸브의 압력 및 온도 변화에 따라 상기 감압밸브의 성능을 분석 및 시험하는 제어부; 상기 유체를 고압으로 공급하도록 상기 설비공간에 탑재되는 고압펌프; 및 상기 본체의 상면에 설치되며 상기 제어부의 시험 상황 및 결과를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함하되,
상기 분리지그는,
상기 고정지그의 평면과 접촉하는 평면을 갖는 입방체 형상을 갖고 상기 관통 구멍 및 상기 고정지그의 체결 구멍에 체결되는 볼트에 의해서 상기 고정지그에 탈부착 가능하게 고정되는 몸체와, 상기 몸체의 정면에 형성되며 상기 감압밸브의 자로부 및 스풀을 장착하기 위한 밸브포트와, 상기 몸체의 배면의 일측에 형성되며, 상기 고압펌프에 의해 고압으로 공급되는 유체의 유입 압력을 측정하기 위한 유입포트와, 상기 몸체의 배면의 타측에 형성되며 상기 유체의 온도를 측정하기 위한 배출포트와, 상기 몸체의 측면에 형성되며 상기 유체의 배출 압력을 측정하기 위한 연결포트와, 상기 밸브포트, 상기 유입포트, 상기 배출포트를 서로 관통하게 연결하도록 상기 분리지그의 내부에 형성된 U자 형태의 제 1 내부유로와, 상기 제 1 내부유로와 상기 연결포트를 서로 관통하게 연결하도록 상기 분리지그의 내부에 형성된 제 2 내부유로를 포함하는 감압밸브 성능 시험 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 분리지그는,
상기 밸브포트와 상기 유입포트를 서로 연결하는 방향을 기준으로, 상기 밸브포트 또는 상기 제 1 내부유로에 관통하게 형성되어 있는 일체형 밸브부를 더 포함하는 것
인 감압밸브 성능 시험 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 밸브부는,
상기 제 1 내부유로에 인접하는 곳에 상기 스풀이 안착 또는 접촉될 수 있는 경사형 밸브 시트(valve seat)가 더 형성되어 있고, 상기 밸브 시트의 구멍은 상기 제 1 내부유로와 관통하여 상기 스풀의 접촉 또는 분리에 따라 밸브 개폐를 수행하는 것
인 감압밸브 성능 시험 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분리지그는,
상기 유입포트에 장착되어 상기 유체의 유입 압력을 측정하는 제 1 압력센서와,
상기 연결포트에 장착되어 상기 유체의 배출 압력을 측정하는 제 2 압력센서와,
상기 배출포트에 장착되어 상기 유체의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하는 것
인 감압밸브 성능 시험 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 고압펌프를 제어하거나, 상기 고압펌프와 상기 제 1 압력센서 사이의 유체 이동을 위한 유체공급배관에 설치된 유체제어밸브를 제어하거나, 상기 감압밸브의 자로부를 제어하도록 케이블을 통해 연결되어 있는 밸브펌프 제어기와,
상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서 및 상기 온도센서로부터 입력되는 각각의 아날로그 신호를 수집하여 디지털 신호로 변환하도록 전선을 통해 연결되어 있는 데이터 분석기와,
상기 데이터 분석기와 접속되어 있으며, 상기 데이터 분석기로부터 입력되는 상기 디지털 신호로부터 압력 변화 및 온도 변화를 미리 정해진 정보와 비교 분석하여 상기 감압밸브의 성능을 모니터링하는 컴퓨터와,
상기 밸브펌프 제어기, 상기 데이터 분석기, 상기 유체제어밸브 및 상기 감압밸브의 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급기를 포함하는 것
인 감압밸브 성능 시험 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 본체는,
상기 고압펌프의 유체 입구와 상기 온도센서의 사이에 배치되며, 상기 배출포트를 통해 배출되는 유체를 다시 상기 고압펌프 쪽으로 회수시키는 유체리턴배관을 더 포함하는 것
인 감압밸브 성능 시험 장치.