KR102231027B1 - 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치 - Google Patents

가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제조된 밸브 시트에서 연료 분출구가 형성되는 내면 하단부의 높이를 측정하기 위한 볼 및 지그를 일체로 형성함으로써 반복 측정의 정확도를 높일 수 있으며, 측정을 자동화하여 생산성을 높일 수 있는 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치에 관한 것이다.

Description

가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING INNER OF VALVE SEAT FOR GDI ENGINE INJECTOR}
본 발명은 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 제조된 밸브 시트에서 연료 분출구가 형성되는 내면 하단부의 높이를 측정하기 위한 볼 및 지그를 일체로 형성함으로써 반복 측정의 정확도를 높일 수 있으며, 측정을 자동화하여 생산성을 높일 수 있는 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 엔진의 인젝터는 연료를 미립화하여 고속으로 분사함으로써 연료가 연소실로 흡입되는 공기와 원활하게 혼합되어 연소될 수 있도록 하는 것이다.
인젝터는 엔진 제어 유니트(ECU : Engine Control Unit)에 의해 전자 제어되며, 엔진 제어 유니트는 에어 플로우 미터, 흡기온도 센서, 스로틀포지션 센서, 냉각수온도 센서, 크랭크각센서, 산소 센서 등의 다양한 센서를 통해 흡기량, 흡기 온도, 스로틀 개도, 냉각수 온도, 엔진 회전수, 배출가스 중 산소 농도 등의 정보를 입력 받고, 해당 엔진운전조건에서 최적의 공연비를 이룰 수 있도록 인젝터의 연료분사시기 및 연료분사시간(지속시간)을 제어한다.
상기 자동차 엔진의 인젝터는, 자동차의 시동 시 연료를 분사시켜 폭발행정이 이루어지게 하여 주며 바디의 내부로 자계코일 어셈블리가 설치되고, 이 내부로 자계코일 어셈블리에서의 자장에 의해서 전후진 동작할 수 있도록 코어가 설치되며, 상기 코어에는 디스크에 탄력을 부여하여 밸브시트의 분사공을 차단시킬 수 있게 스프링이 설치되어 디스크를 항시 밸브 시트에 밀착시켜 주게 구성되어 있다.
이에 따라 연료의 분사 동작이 끝나면 코어에 설치되어 있는 스프링의 탄력에 의해서 디스크를 밀어 밸브시트에 밀착시켜 연료의 기밀성을 유지시킬 수 있게 구성되어 있다.
따라서, 밸브 시트의 생산 시 밸브 시트의 내면이 정확한 치수로 제조되어야만 정확한 연료 분사가 가능하기 때문에 생산된 밸브 시트의 내면 치수를 측정하여 확인하는 작업이 매우 중요하다.
도 1은 종래의 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 하단지그(4)의 상단에 밸브 시트(2)를 안착시키고 기준볼(3)을 밸브 시트(2)의 내면에 안착시킨 후 높이 게이지(1)를 통해 기준볼(3)의 높이를 측정하는 방식으로 밸브 시트(2)의 내면 치수를 측정하였는데, 상기와 같이 측정자가 각 부품들을 수동으로 조립하여 측정함으로써 밸브 시트(2)의 내면 치수 검사 작업 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었으며, 높이 게이지(1)의 하단이 기준볼(3)과 접촉 시 구 형태의 기준볼(3)의 상단에서 미끄러짐이 발생하여 반복 측정 시 오차가 크게 발생하여 정확한 측정이 어려운 문제점이 있었다.
한편, 인젝터의 밸브 시트에 관한 종래기술은 대한민국등록특허 제10-1597055호 등이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조된 밸브 시트에서 연료 분출구가 형성되는 내면 하단부의 높이를 측정하기 위한 볼 및 지그를 일체로 형성함으로써 반복 측정의 정확도를 높일 수 있으며, 측정을 자동화하여 생산성을 높일 수 있는 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치는 기준볼과 일체로 형성된 기준볼 일체형 지그; 상기 기준볼 일체형 지그를 높이 게이지에 장착시키기 위한 연결부; 및 밸브 시트를 상단에 안착시키는 고정지그;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 기준볼 일체형 지그는 서로 크기가 다른 기준볼이 일체로 형성된 기준볼A 일체형 지그 및 기준볼B 일체형 지그로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치는 제조된 밸브 시트에서 연료 분출구가 형성되는 내면 하단부의 높이를 측정하기 위한 볼 및 지그를 일체로 형성함으로써 높이게이지와 구면인 기준볼 상단의 접촉 시 발생하는 미끄러짐을 방지하여 반복 측정 시 오차가 줄어들어 정확한 측정이 가능한 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 기준볼 일체형 지그를 통해 측정 장치를 자동화하여 제조된 밸브 시트의 내면 치수 검사 작업 시간을 획기적으로 줄여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치에서 기준볼 일체형 지그 및 연결부를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치를 이용한 측정 방법을 보여주는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치(이하 '밸브 시트의 내면 측정 장치'라 함)는 기준볼 일체형 지그(10), 높이 게이지(20), 연결부(30) 및 고정지그(50)를 포함할 수 있고, 이에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치는 기준볼을 지그에 일체로 형성한 기준볼 일체형 지그(10)를 사용하여 밸브 시트(40)의 내면 치수를 측정하며, 상기 기준볼 일체형 지그(10)는 연결부(30)를 통해 높이 게이지(20)에 장착된다. 또한, 상기 기준볼 일체형 지그(10)는 서로 크기가 다른 기준볼이 일체로 형성된 기준볼A 일체형 지그(10a) 및 기준볼B 일체형 지그(10b)로 구성된다.
고정지그(50)는 측정을 위한 밸브 시트(40)를 상단에 안착 고정시키는 역할을 하며, 도면에는 도시되지 않았지만 고정지그(50)의 상단에는 밸브 시트(40)가 안착될 수 있는 홈(미도시)이 형성되어 있다.
본 발명에서는 상기 높이 게이지(20)로 하이덴하인 사의 랭스 게이지(length gauge)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치를 이용한 밸브 시트의 내면 측정 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 밸브 시트의 내면 측정 장치를 통해 측정되는 밸브 시트(40)는 내면 최하단에 연료 분출구가 형성되는 홈 형태로 움푹 파인 부분이 형성되며, 이 부분의 치수가 정확해야만 연료 분사가 완료된 후 추가로 연료의 잔류 분사가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 서로 크기가 다른 기준볼A 일체형 지그(10a) 및 기준볼B 일체형 지그(10b)를 연결부(30)를 통해 높이 게이지(20)에 장착한 후, 높이 게이지(20)를 작동시키면 높이 게이지(20)에 장착된 기준볼A 일체형 지그(10a) 및 기준볼B 일체형 지그(10b)가 하강하여 밸브 시트(40)의 내측과 맞닿아 각각의 높이를 측정 하게 되고, 이후 측정된 각각의 높이 값을 통해 공지의 기하학 공식을 이용하여 밸브 시트 내면 최하단의 홈 부분의 높이를 측정한다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이 상대적으로 크기가 큰 기준볼B 일체형 지그(10b)가 하강하여 밸브 시트(40)의 내면에 안착하게 되면 구 형태의 기준볼B의 크기에 의해 기준볼B가 밸브 시트(40)의 최하단점과 맞닿지 못하고 기준볼B의 하단부 양측 일지점이 밸브 시트(40)의 하단부 양측 일지점과 맞닿게 되어 아래쪽에 빈 공간이 생기게 되며, 이 상태에서 높이 게이지(20)에 의해 밸브 시트(40) 내면에 안착된 기준볼B의 높이가 측정된다.
이후, 상대적으로 크기가 작은 기준볼A 일체형 지그(10a)가 하강하여 밸브 시트(40)의 내면에 안착하게 되면 기준볼A가 밸브 시트(40)의 최하단의 홈과 맞닿게 되고, 이 상태에서 높이 게이지(20)에 의해 밸브 시트(40) 내면에 안착된 기준볼A의 높이가 측정되고, 측정된 기준볼A의 높이(도 4의 b) 및 기준볼B의 높이(도 4의 a)를 통해 공지의 기하학 공식을 이용하여 밸브 시트(40) 내면 최하단의 홈 부분의 높이를 도출해 낼 수 있다.
상기 기하학 공식은 이미 공지된 기술이기 때문에 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상기와 같이 본 발명의 밸브 시트의 내면 측정 장치를 이용하여 측정된 값을 도 1에 도시된 종래의 측정 방법으로 정교하게 1회 측정하여 설정된 기준 값과 비교하여 보정 값을 설정한 후, 본 발명의 측정 장치를 통해 밸브 시트(40)를 교체하면서 측정하여 측정된 값에 각각 보정 값을 적용하면 최종적으로 정확한 밸브 시트(40) 내면 최하단의 홈 부분의 치수를 도출해 낼 수 있다.
또한, 상기와 같이 보정 값을 도출해 낸 이후에는 본 발명의 밸브 시트의 내면 측정 장치의 작동을 자동화하여 먼저 기준볼B 일체형 지그(10b)를 높이 게이지(20)에 장착하고 측정하고자 하는 복수개의 밸브 시트(40)의 내면에 안착시켜 기준볼B의 높이를 각각 측정한 후, 높이 게이지(20)에 기준볼A 일체형 지그(10a)를 교체 장착하고 복수개의 밸브 시트(40)의 내면에 안착시켜 기준볼A의 높이를 각각 측정하면 측정된 기준볼A 및 기준볼B의 높이와 미리 설정된 공식 및 보정 값에 의해 자동으로 복수개의 밸브 시트(40) 내면 최하단의 홈 부분의 치수가 도출되도록 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치는 제조된 밸브 시트(40)에서 연료 분출구가 형성되는 내면 하단부의 높이를 측정하기 위한 볼 및 지그를 일체로 형성함으로써 높이게이지(20)와 구면인 기준볼 상단의 접촉 시 발생하는 미끄러짐을 방지하여 볼이 정확히 밸브 시트 내면의 정중앙에 위치하게 되고, 그 결과 반복 측정 시 오차가 줄어들어 정확한 측정이 가능한 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 기준볼 일체형 지그(10)를 통해 측정 장치를 자동화하여 제조된 밸브 시트(40)의 내면 치수 검사 작업 시간을 획기적으로 줄여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
10 : 기준볼 일체형 지그
10a : 기준볼A 일체형 지그
10b : 기준볼B 일체형 지그
20 : 높이 게이지
30 : 연결부
40 : 밸브 시트
50 : 고정지그
<종래 기술>
1 : 높이 게이지
2 : 밸브 시트
3 : 기준볼
4 : 하단지그

Claims (2)

  1. 구 형태의 기준볼과 일체로 형성된 기준볼 일체형 지그;
    상기 기준볼 일체형 지그를 높이 게이지에 장착시키기 위한 연결부; 및
    밸브 시트를 상단에 안착시키는 고정지그;를 포함하되,
    상기 기준볼 일체형 지그는 서로 크기가 다른 기준볼이 일체로 형성된 기준볼A 일체형 지그 및 기준볼B 일체형 지그를 포함하며,
    상기 연결부를 통해 상기 기준볼 일체형 지그가 상기 높이 게이지에 교체되어 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분사 엔진 인젝터용 밸브 시트의 내면 측정 장치.
  2. 삭제
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