KR102378974B1 - Combustion pressure sensor assembly on cylinder head - Google Patents

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KR102378974B1
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Abstract

The present invention relates to a combustion pressure sensor assembly for a cylinder head, capable of simply assembling a pressure sensor installed inside using a commonly available tool such as a wrench, which improves the structure of a sleeve protecting the pressure sensor. Moreover, the combustion pressure sensor assembly for a cylinder head compensates for a response speed delay due to sensing of the pressure sensor in real time. In other words, the pressure sensor is installed at an inner lower end of the sleeve inserted into an assembly hole formed on a cylinder head. A flange installed at an upper end of the sleeve is fixed to the cylinder head by a fixing bolt. The sleeve is divided into an upper member having the flange and a lower member having the pressure sensor. The upper member has a screw hole, and the lower member has a screw unit assembled into the screw hole. Therefore, the upper member and the lower member are integrated by being assembled.

Description

실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리{Combustion pressure sensor assembly on cylinder head}Combustion pressure sensor assembly on cylinder head

본 발명은 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 압력센서를 보호하는 슬리브의 구조를 개선하여 내부에 설치되는 압력센서의 조립이 일반적으로 사용하는 스패너와 같은 공구에 의해 간편하게 제공할 수 있도록 하고, 아울러 압력센서의 센싱에 따른 응답속도 지연을 실시간으로 보상할 수 있도록 한 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리를 제공코자 하는 것이다.The present invention relates to a combustion pressure sensor assembly of a cylinder head, and more particularly, by improving the structure of a sleeve protecting the pressure sensor, the assembly of the pressure sensor installed therein is conveniently provided by a tool such as a generally used spanner It is an object of the present invention to provide a combustion pressure sensor assembly of a cylinder head capable of compensating in real time for delay in response speed according to sensing of the pressure sensor.

액화천연가스(LNG) 등의 가스 운반선에서는, 저장 탱크 내에 저장되어 있는 가스연료를 쉽게 연료로 사용하는 한편 탱크 내에서 기화되는 가스를 재 액화시키지 않고 선박 추진용 엔진의 연료로 활용하기 위해 오일연료와 가스연료를 선택적으로 또는 동시에 사용하는 이중 연료 엔진을 탑재하는 경우가 있다. 또한, LNG나 LPG와 같은 가스를 사용하는 해상 부유물, 해상 구조물, 또는 플랜트의 발전설비에서 사용하는 대형 디젤 엔진의 경우에도 가스 연료를 함께 쓸 수 있는 이중 연료 엔진을 도입하고 있다.In gas carriers such as liquefied natural gas (LNG), the gas fuel stored in the storage tank is easily used as fuel, while the gas vaporized in the tank is not re-liquefied and used as fuel for the engine for propulsion of the vessel. In some cases, it is equipped with a dual fuel engine that selectively or simultaneously uses gas and gas fuel. In addition, in the case of a large diesel engine used in offshore floats, offshore structures, or power generation facilities of plants using gas such as LNG or LPG, a dual fuel engine capable of using gas fuel is introduced.

이중 연료를 사용하는 엔진(디젤 엔진)은, 가스연료를 사용하는 가스연료 운전 모드와 오일연료(예; Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil 등)를 사용하는 오일연료 운전 모드, 그리고 가스연료와 오일연료를 동시에 사용하는 혼합 운전 모드를 가진다.The engine (diesel engine) using dual fuel includes a gas fuel operation mode using gas fuel, an oil fuel operation mode using oil fuel (eg Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil, etc.), and gas fuel and oil fuel It has a mixed operation mode that uses both at the same time.

오일연료는 각각의 실린더 헤드에 구비된 오일연료 인젝터에 의해 연소실로 분사되고, 가스연료는 메인 피드 파이프로부터 각 실린더별 분배 파이프로 분배된 다음 가스 유입 밸브(GAV; Gas Admission Valve) 조립체에서 가스량이 조절되어 가스 인젝터를 통해 실린더 헤드의 흡기 포트에 분사된다.The oil fuel is injected into the combustion chamber by the oil fuel injector provided in each cylinder head, and the gas fuel is distributed from the main feed pipe to the distribution pipe for each cylinder, and then the amount of gas in the gas admission valve (GAV) assembly It is regulated and injected through the gas injector into the intake port of the cylinder head.

이중연료 엔진은, 점화플러그에 의해 연료를 불꽃 점화하는 가솔린 엔진과는 달리 흡기를 고온고압으로 압축하여 자발화(self ignition, 자기착화) 시키는 디젤 엔진을 기반으로 하기 때문에, 가스연료의 착화를 유도하는 소형 오일연료 분사기로서 파일럿 인젝터(Micro Pilot Injector)를 더 구비한다.Unlike gasoline engines, which use spark plugs to ignite fuel by means of spark plugs, dual fuel engines are based on diesel engines that compress intake air at high temperature and high pressure to ignite self-ignition. As a small oil fuel injector that further includes a pilot injector (Micro Pilot Injector).

천연가스와 같은 가스연료는 인화점은 낮지만 자발화(self ignition, 자기착화) 온도가 550℃ 부근으로 높기 때문에, 가스연료 운전 모드에서 주연료인 가스연료를 분사(main injection 과정)하기 직전에 파일럿 인젝터를 통해 파일럿 오일(예; Marine Diesel Oil, Marine Gas Oil 등)을 미량 분사하여 점화를 유도하여(pilotinjection 과정), 가스연료의 안정적인 점화를 도모할 수 있다.Gas fuel, such as natural gas, has a low flash point but a high self-ignition temperature of around 550 °C. By injecting a small amount of pilot oil (eg, Marine Diesel Oil, Marine Gas Oil, etc.) through the injector to induce ignition (pilotinjection process), stable ignition of gas fuel can be achieved.

또한, 오일연료 운전 모드에서도, 주연료를 분사하기 직전에 파일럿 인젝터를 통해 파일럿 오일을 미량 분사하여 연소실의 연소환경을 개선함으로써 NOx 개선 및 연소 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, even in the oil fuel operation mode, a small amount of pilot oil is injected through the pilot injector immediately before injection of the main fuel to improve the combustion environment of the combustion chamber, thereby improving NOx and combustion performance.

이중연료 엔진에 있어서는, 주연료를 분사하기 전에 파일럿 오일을 분사하여 점화하는 특별한 구조를 가짐으로써, 엔진의 운전 특성을 안정적으로 유지하기 위해서는 실린더 간의 밸런싱 제어가 중요하다.In a dual fuel engine, since it has a special structure in which pilot oil is injected and ignited before injection of the main fuel, it is important to control balancing between cylinders in order to stably maintain the driving characteristics of the engine.

실린더 간의 밸런싱 제어를 위해서는, 실린더 간의 최고연소압력이 균일하게 유지되도록 제어하는 것이 효과적인 방법이다. 연소 최고압력을 균일하게 조절하기 위해서는 각 실린더별로 최고연소압력을 측정하고, 그 측정값에 기초하여 파일럿 인젝터의 분사 시기를 조절(offset)하여 점화시기를 앞당기거나 늦추는 것에 의해 실린더마다 최고연소압력이 균일해지도록 하게 된다.For balancing control between cylinders, it is an effective method to control the maximum combustion pressure between cylinders to be uniformly maintained. In order to uniformly control the maximum combustion pressure, the maximum combustion pressure for each cylinder is measured, and based on the measured value, the injection timing of the pilot injector is adjusted (offset) to advance or delay the ignition timing, thereby increasing the maximum combustion pressure for each cylinder. to make it uniform.

연소 최고압력을 측정하기 위해서는 연소실에 연소압력센서를 삽입하여 설치하여야 하는데, 앞에서 설명한 바와 같이 실린더 헤드에는 오일연료 인젝터와 파일럿 인젝터 등 복잡한 장치들이 설치되기 때문에 연소압력센서의 추가설치가 어렵고, 설치한다고 하더라도 그 구조가 복잡하고 가공이 어려우며 안정적인 설치상태를 유지하기가 어렵다.In order to measure the maximum combustion pressure, it is necessary to insert and install a combustion pressure sensor in the combustion chamber. However, the structure is complicated, processing is difficult, and it is difficult to maintain a stable installation state.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로 대한민국 등록특허공보(B1)10-2032567호(2019.10.16.) 및 등록특허공보(B1)10-2032568호(2019.10.16.)와 같은 이중연료엔진용 실린더 헤드의 연소압력센서 창작구조가 제공되고 있다.Cylinder head for dual fuel engines such as Republic of Korea Patent Publication (B1)10-2032567 (2019.10.16.) and Registered Patent Publication (B1)10-2032568 (2019.10.16.) as a technology to solve this problem A creative structure of combustion pressure sensor is provided.

상기 선행기술에서 제공하고 있는 연소압력센서 어셈블리는 도 6에 도시된 바와 같이 상단에 플랜지가 결합된 슬리브 하단으로 압력센서가 결합되는 단부블록을 용접하고, 단부블록에 압력센서를 조립한 구성으로 이루어진다.The combustion pressure sensor assembly provided in the prior art has a configuration in which an end block to which a pressure sensor is coupled is welded to a lower end of a sleeve having a flange coupled to an upper end as shown in FIG. 6, and a pressure sensor is assembled to the end block. .

그러나 상기와 같은 연소압력센서 어셈블리의 경우 길이가 긴 슬리브(2) 하단에 결합하고 있는 단부블록에 압력센서를 조립하기 위해 도 8a, 도 8b와 같이 하단에 압력센서 결합공(220)이 형성되고 길이방향으로 케이블 유도홈(210)을 형성하여 케이블(10b)를 길이방향으로 조립할 수 있도록 한 전용공구(200)를 슬리브(2) 내부에 내입시켜서 슬리브(2) 하단에 위치하는 단부블록에 연소압력센서(10)를 조립하여 사용하도록 한 것으로, 연소압력센서(10)의 조립에 다른 문제점이 있어 업계에서는 이러한 문제점을 일소할 수 있는 신규한 구성의 압력센서 어셈블리가 요구되고 있다.However, in the case of the combustion pressure sensor assembly as described above, a pressure sensor coupling hole 220 is formed at the bottom as shown in FIGS. 8a and 8b to assemble the pressure sensor to the end block coupled to the bottom of the long sleeve 2, A dedicated tool 200 for assembling the cable 10b in the longitudinal direction by forming the cable guide groove 210 in the longitudinal direction is inserted into the sleeve 2 and burned in an end block located at the bottom of the sleeve 2 As the pressure sensor 10 is assembled and used, there is another problem in assembling the combustion pressure sensor 10, so a pressure sensor assembly having a novel configuration that can eliminate these problems is required in the industry.

KRKR 102032567 102032567 B1B1 2019.10.16.2019.10.16. KRKR 102032568 102032568 B1B1 2019.10.16.2019.10.16.

이에 본 발명자는 종래 센서를 보호하는 슬리브의 하단에 압력센서의 센싱 헤드가 결합되는 단부블록을 용접하는 구성의 슬리브에서 압력센서를 조립함에 따른 문제점을 개선하고, 이울러 압력센서의 센싱에 따른 응답속도 지연에 따른 문제점을 개선하고자 본 발명을 연구 개발한 것이다.Accordingly, the present inventor improves the problem of assembling the pressure sensor in a sleeve configured to weld the end block to which the sensing head of the pressure sensor is coupled to the lower end of the sleeve protecting the conventional sensor, and thus, the response according to the sensing of the pressure sensor The present invention was researched and developed to improve the problems caused by the speed delay.

즉, 본 발명에서는 센서를 보호하는 슬리브를 상하부재로 양분하여 상호 나사결합되도록 구성하고, 하측부재에 압력센서의 센싱 헤드를 나사결합되도록 구성함으로써 압력센서 조립이 일반적인 스패너와 같은 공구로 간편하게 제공되도록 하여 센서 조립에 따른 문제점을 일소할 수 있도록 한 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.That is, in the present invention, the sleeve protecting the sensor is divided into upper and lower members to be screwed together, and the sensing head of the pressure sensor is screwed to the lower member so that the pressure sensor assembly can be conveniently provided with a tool such as a general spanner. Thus, the present invention has been completed with the technical task of the invention in mind by providing a combustion pressure sensor assembly of a cylinder head that can eliminate the problems associated with assembling the sensor.

또한 본 발명에서는 압력센서의 센싱에 따른 응답속도 지연을 실시간으로 보상할 수 있도록 응답속도 향상 미분회로를 적용하여 실린더 내부 실제 압력에 근접하도록 보상 값을 제공하게 한 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.In addition, the present invention provides a combustion pressure sensor assembly of a cylinder head that provides a compensation value close to the actual pressure inside the cylinder by applying a response speed improvement differential circuit to compensate for the response speed delay according to the sensing of the pressure sensor in real time. The present invention has been completed with a technical problem in the

과제 해결 수단으로 본 발명에서는,In the present invention as a means to solve the problem,

첫째 실린더 헤드에 형성한 조립공에 삽입된 슬리브의 내부 하단에 압력센서를 설치하고, 슬리브의 상단에 구비된 플랜지를 실린더 헤드에 고정볼트로 고정하도록 한 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리에 있어서; 상기 슬리브는, 플랜지가 형성된 상부재와, 압력센서가 설치되는 하부재로 분할하되; 상기 상부재에는 나사구멍을 형성하고, 하부재에는 나사구멍에 조립되는 나사부를 형성하여 상호 나사조립에 의해 일체화한 것을 특징으로 한다.First, in the combustion pressure sensor assembly of the cylinder head, a pressure sensor is installed at the lower end of the sleeve inserted into the assembly hole formed in the cylinder head, and the flange provided at the upper end of the sleeve is fixed to the cylinder head with a fixing bolt; The sleeve is divided into an upper member having a flange and a lower member in which a pressure sensor is installed; A screw hole is formed in the upper material, and a screw part to be assembled into the screw hole is formed in the lower material to be integrated by mutual screw assembly.

둘째 상기 상부재와 하부재의 외부에는 면취부를 두어 공구결합이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.Second, it is characterized in that a chamfer is placed on the outside of the upper member and the lower member to enable tool coupling.

셋째 상기 하부재에는 나사부가 형성된 상부에 압력센서를 고정하는 센서고정나사공을 형성하고; 센서고정나사공 하측으로 실린더 헤드에 형성한 조립공의 바닥에 실린더 내부와 연결되게 형성한 삽입공에 끼워지는 슬리브헤드를 관통하는 압력전달공을 형성하여 실린더 헤드 쪽의 순간적 폭발 압력 충격파를 필터링하여 압력센서에 실질적 압력이 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.Third, forming a sensor fixing screw hole for fixing the pressure sensor to the upper portion of the lower material is formed with a screw; At the bottom of the assembly hole formed in the cylinder head below the sensor fixing screw hole, a pressure transmission hole is formed through the sleeve head that is inserted into the insertion hole formed to be connected to the inside of the cylinder. It is characterized in that it is possible to provide an actual pressure to the sensor.

넷째 상기 압력센서와 케이블로 연결된 컨트롤박스에 설치한 pcb회로에는 응답속도 향상 미분회로를 포함하며; 상기 응답속도 향상 미분회로는 압력센서로부터 압력(P)에 비례출력되는 직류전압(VP)를 입력 받아 비례증폭하는 비례회로(proportion amplifier)와; 비례회로의 출력신호를 적분하여 안정적인 동작을 제공하는 적분회로(integrated amplifier)와; 비례회로의 출력신호를 미분하여 그 변화량의 값에 비례하는 증폭신호를 제공하는 미분회로(differential amplifier)와; 상기 비례회로와 적분회로와 미분회로로부터의 신호를 합산하여 전압신호를 제공하는 합산회로(add amplifier)와; 합산회로에서 전압신호를 받아 전류신호로 변환하여 출력하는 변환부를 포함하도록 구성한 것을 특징으로 한다.Fourth, the pcb circuit installed in the control box connected to the pressure sensor by a cable includes a differential circuit for improving response speed; The response speed improvement differential circuit includes: a proportional circuit (proportion amplifier) for receiving a DC voltage (VP) proportionally output to the pressure (P) from the pressure sensor and proportionally amplifying; an integrated amplifier providing stable operation by integrating the output signal of the proportional circuit; a differential amplifier for differentiating the output signal of the proportional circuit and providing an amplified signal proportional to the value of the change amount; an add amplifier for providing a voltage signal by adding the signals from the proportional circuit, the integrating circuit, and the differentiating circuit; It is characterized in that it is configured to include a converter that receives the voltage signal from the summing circuit, converts it into a current signal, and outputs it.

본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리를 사용하는 경우 하기와 같은 효과가 있다.When the combustion pressure sensor assembly of the cylinder head provided in the present invention is used, the following effects are obtained.

-압력센서가 결합되는 슬리브가 상하부재로 분리되는 구성으로 이루어지는 바, 압력센서의 조립이 간편하게 이루어지며, 교체작업도 신속하고 간편하게 제공될 수 있다.- Since the sleeve to which the pressure sensor is coupled is divided into upper and lower members, the pressure sensor can be easily assembled and replaced quickly and easily.

-압력센서의 감지값이 응답속도 향상 미분회로를 통해 실시간으로 보상하여, 실린더 내부 실제 압력에 근접하도록 보상 값을 제공하며, 특히 상하부재로 슬리브를 분할하고, 하부재에 형성한 압력전달공을 통해서 실린더와 이격되도록 압력센서를 설치한 상태에서도 외부기기에서 실린더 내부 압력을 신속하고 정확하게 제공할 수 있게 되는 것이다.-The detection value of the pressure sensor is compensated in real time through the differential circuit to improve the response speed, and the compensation value is provided to approximate the actual pressure inside the cylinder. Through this, even when the pressure sensor is installed to be spaced apart from the cylinder, the pressure inside the cylinder can be provided quickly and accurately from an external device.

도 1은 본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리가 실린더 헤드에 설치된 상태도
도 2는 본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리의 외형사시도
도 3은 도 2의 분해사시도
도 4는 도 2의 단면도
도 5는 본 발명에서 제공할 수 있는 슬리브의 다양한 예를 보인 정면도
도 6은 본 발명에 적용되는 응답속도 향상 미분회로의 구성 블록도
도 7a는 본 발명의 실물 사진
도 7b는 본 발명 슬리브의 상부재와 하부재가 분리된 상태를 보인 실물 사진
도 7c는 본 발명 슬리브의 상부재와 하부재가 분리된 상태에서 하부재에 압력센서를 적용하는 상태를 보인 실물 사진
도 8a 종래 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리의 슬리브 및 전용공구의를 적용한 예를 보인 실물 사진
도 8b는 종래 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리에 압력센서를 조립한 전용공구를 슬리브에 내입시킨 예를 보인 실물 사진1 is a state diagram in which the combustion pressure sensor assembly of the cylinder head provided in the present invention is installed in the cylinder head;
2 is an external perspective view of the combustion pressure sensor assembly of the cylinder head provided in the present invention;
3 is an exploded perspective view of FIG. 2
4 is a cross-sectional view of FIG. 2
5 is a front view showing various examples of a sleeve that can be provided in the present invention;
6 is a block diagram of a differential circuit for improving response speed applied to the present invention;
7a is a real photograph of the present invention;
Figure 7b is a real photograph showing a state in which the upper material and the lower material of the sleeve of the present invention are separated
Figure 7c is a real photograph showing a state in which the pressure sensor is applied to the lower material in a state in which the upper and lower materials of the sleeve of the present invention are separated;
Figure 8a is a real photograph showing an example of applying the sleeve and the dedicated tool of the conventional combustion pressure sensor assembly of the cylinder head
Figure 8b is a real photograph showing an example of inserting a dedicated tool for assembling a pressure sensor in a conventional combustion pressure sensor assembly of a cylinder head into a sleeve;

이하 본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리(1)의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the combustion pressure sensor assembly 1 of the cylinder head provided in the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리가 실린더 헤드에 설치된 상태도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리의 외형사시도를 도시한 것이며, 도 3은 도 2의 분해사시도, 도 4는 도 2의 단면도를 각각 도시한 것이다.1 is a diagram illustrating a state in which the combustion pressure sensor assembly of the cylinder head provided in the present invention is installed in the cylinder head, and FIG. 2 is an external perspective view of the combustion pressure sensor assembly of the cylinder head provided in the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2 , and FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 2 , respectively.

본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리(1)는 실린더 헤드(100)에 형성한 조립공(110)에 깊게 삽입하여 사용하는 것으로 내부에는 압력센서(10)를 설치하여 실린더 내부에서 발생하는 압력을 센싱하는 부속품이다.The combustion pressure sensor assembly (1) of the cylinder head provided in the present invention is deeply inserted into the assembly hole (110) formed in the cylinder head (100). It is an accessory that senses pressure.

도시된 바에 의하면 슬리브(2)의 상단에 플랜지(5)를 형성하고, 플랜지(5)와 반대쪽인 슬리브(2)의 하단에는 실린더 헤드(100)에 형성한 조립공(110)의 바닥에 실린더 내부와 연결되게 형성한 삽입공(120)에 끼워지는 슬리브헤드(6)를 형성한다.As shown, the flange 5 is formed at the upper end of the sleeve 2, and the lower end of the sleeve 2 opposite to the flange 5 is located at the bottom of the assembly hole 110 formed in the cylinder head 100 inside the cylinder. A sleeve head 6 fitted into the insertion hole 120 formed to be connected to is formed.

상기 슬리브(2)의 상단에 위치하는 플랜지(5)는 슬리브(2)와 별도로 제조한 후 슬리브(2)를 상부에 형성한 플랜지조립부(2a)에 끼우고 플랜지(5)의 상부와 하부를 슬리브(2)와 용접하는 구성을 통해서 슬리브(2)와 플랜지(5)를 일체가 되게 슬리브(2)는 내부가 피어 있는 파이프 구성으로 제공한다.The flange 5 located at the upper end of the sleeve 2 is manufactured separately from the sleeve 2, and then the sleeve 2 is inserted into the flange assembly part 2a formed on the upper part, and the upper and lower parts of the flange 5 are inserted. The sleeve 2 is provided in a pipe configuration with a hollow inside so that the sleeve 2 and the flange 5 are integrated through the configuration of welding the sleeve 2 with the sleeve 2 .

상기 슬리브(2)는 플랜지(5)가 상기와 같이 결합되어 있는 상부재(3)와, 하측으로 슬리브 헤드(6)가 일체형으로 형성된 하부재(4)로 분할 구성하고, 이들을 나사체결 방식으로 상호 조립되도록 한다.The sleeve 2 is divided into an upper member 3 to which the flange 5 is coupled as described above, and a lower member 4 in which the sleeve head 6 is integrally formed on the lower side, and these are screwed together. to be mutually assembled.

상부재(3)와 하부재(4)의 나사조립은 상부재(3)에 나사구멍(3a)을 형성하고 하부재(4)에 나사부(4a)를 형성하거나, 상부재(3)에 나사부를 형성하고 하부재(4)에 나사구멍을 형성하여 상호 나사 결합되게 하면 되는 것으로, 도시된 바에 의하면 전자와 같이 상부재(3)에 나사구멍(3a)을 하부재(4)에 나사부(4a)를 형성하고 있다.The screw assembly of the upper material 3 and the lower material 4 is to form a screw hole 3a in the upper material 3 and a screw portion 4a to the lower material 4, or a screw portion to the upper material 3 What is necessary is to form a screw hole in the lower material 4 to form a screw hole in the lower material 4 so that they are screwed together. ) is formed.

또한 상부재(3)의 하단 외주면과, 하부재(4)의 상단 외주면에는 면취부(3b)(4b)를 형성하여 스패너와 같은 공구를 결합할 수 있도록 하고 있다. 면취부(3b)(4b)는 2면에서 6면 정도가 바람직하여, 도시된 바에 의하면 180도 대칭으로 2면이 형성된 구성을 제공하고 있다.In addition, chamfered portions 3b and 4b are formed on the outer peripheral surface of the lower end of the upper member 3 and the upper outer peripheral surface of the lower member 4 so that a tool such as a spanner can be coupled thereto. The chamfered portion (3b) (4b) is preferably about two to six surfaces, as shown, provides a configuration in which two surfaces are formed symmetrically by 180 degrees.

상기 하부재(4)는 다양한 길이로 제공할 수 있다. The lower member 4 may be provided in various lengths.

즉, 본 발명에서 제공하는 슬리브(2)의 경우 도 5에 도시된 바와 같이 상부재(4)의 길이를 슬리브(2) 전체 길이의 1/5 내지 1/2 길이 등으로 다양하게 제공할 수 있다.That is, in the case of the sleeve 2 provided in the present invention, as shown in FIG. 5 , the length of the upper member 4 can be variously provided such as 1/5 to 1/2 of the total length of the sleeve 2 . there is.

하부재(4)에는 나사부(4a)가 형성된 쪽에 센서고정나사공(7)을 형성하고, 센서고정나사공(7)에는 압력센서(10)를 고정한다. 그리고 센서고정나사공(7)의 하측으로는 슬리브헤드(6)를 관통하는 압력전달공(8)을 형성하여 압력센서(10)의 센싱부(10a)가 압력전달공(8) 내부에 위치할 수 있도록 하여 실린더 내부에서 발생하는 압력이 압력전달공(8)을 통해 센싱부(10a)에 제공될 수 있도록 한다.A sensor fixing screw hole 7 is formed on the side where the screw portion 4a is formed in the lower material 4 , and the pressure sensor 10 is fixed to the sensor fixing screw hole 7 . And a pressure transmission hole 8 penetrating the sleeve head 6 is formed below the sensor fixing screw hole 7 so that the sensing part 10a of the pressure sensor 10 is located inside the pressure transmission hole 8 . This allows the pressure generated inside the cylinder to be provided to the sensing unit 10a through the pressure transmission hole 8 .

이때 압력센서(10)의 경우 종래 기술과는 달리 실린더 내부와 일정 거리 떨어진 상태로 압력전달공(8) 내에 위치하도록 구성하고 있다.In this case, in the case of the pressure sensor 10, unlike the prior art, it is configured to be located in the pressure transmission hole 8 in a state away from the inside of the cylinder by a certain distance.

이러한 구성은 실린더 헤드(100) 쪽에서 연료 폭발로 인한 순간적 폭발 압력이 발생할 때 폭발 압력 충격파를 필터링하여 압력센서(10)에 실질적 압력이 제공하는 구성을 제공하며, 이때 노이즈 압력이 발생할 수 있으나, 본 발명에서는 압력센서(10)와 케이블로 연결되어 있는 컨트롤박스(11)에 설치한 pcb회로(12)에 구비된 응답속도 향상 미분회로(13)를 통해서 보상 제어할 수 있도록 하고 있다.This configuration provides a configuration in which actual pressure is provided to the pressure sensor 10 by filtering the explosion pressure shock wave when instantaneous explosion pressure due to fuel explosion occurs on the cylinder head 100 side, and at this time, noise pressure may occur, but In the present invention, compensation control is possible through the differential circuit 13 for improving the response speed provided in the pcb circuit 12 installed in the control box 11 connected to the pressure sensor 10 by a cable.

도 6은 본 발명에 적용되는 응답속도 향상 미분회로의 구성 블록도를 도시한 것이다.6 is a block diagram showing the configuration of a differential circuit for improving response speed applied to the present invention.

본 발명에서 제공하는 응답속도 향상 미분회로(13)는 압력센서(10)와 전기적으로 연결되어 있는 비례회로(14)와, 비례회로(14)의 출력신호를 처리하는 적분회로(15) 및 미분회로(16)와, 비례회로(14)와 적분 및 미분회로(15)(16)의 신호를 합산하는 합산회로(17)와, 합산회로(17)에서의 전압신호를 전류신호로 변환하는 변환부(18) 및 전원공급부(19)로 대분된다.The differential circuit 13 for improving response speed provided in the present invention includes a proportional circuit 14 electrically connected to the pressure sensor 10, an integrating circuit 15 for processing the output signal of the proportional circuit 14, and a differential A circuit 16, a summing circuit 17 for summing the signals of the proportional circuit 14, the integrating and differentiating circuits 15 and 16, and a conversion converting the voltage signal in the summing circuit 17 into a current signal It is divided into a unit 18 and a power supply unit 19 .

도시된 바에 의하면 압력센서(10)와 연결되는 비례회로(14)(proportion amplifier)의 경우 압력센서(10)로 부터 압력(P)에 비례출력되는 직류전압(VP)를 입력 받아 비례증폭하는 기능을 제공한다.As shown, in the case of a proportional circuit 14 (proportion amplifier) connected to the pressure sensor 10, a function of receiving a DC voltage VP proportional to the pressure P from the pressure sensor 10 and proportionally amplifying it provides

비례회로(14)와 연결되는 적분회로(15)(integrated amplifier)는 비례회로(14)의 출력신호를 적분하여 안정적인 동작(오버슈트, 헌팅을 방지한다.)을 제공한다.An integrated amplifier 15 connected to the proportional circuit 14 integrates the output signal of the proportional circuit 14 to provide a stable operation (preventing overshoot and hunting).

비례회로(14)와 연결되는 미분회로(16)(differential amplifier)는 비례회로(14)의 출력신호를 미분하여 그 변화량의 값에 비례하는 증폭신호를 제공하는 것으로 압력센서(10)의 응답속도를 빠르게 개선하는 기능성을 제공한다.The differential circuit 16 (differential amplifier) connected to the proportional circuit 14 differentiates the output signal of the proportional circuit 14 to provide an amplified signal proportional to the value of the change amount, and the response speed of the pressure sensor 10 is It provides the functionality to improve quickly.

합산회로(17)(add amplifier)는 상기 비례회로(14)와 적분회로(15)와 미분회로(16)로부터의 신호를 합산하여 전압신호를 제공한다.The summing circuit 17 (add amplifier) provides a voltage signal by adding the signals from the proportional circuit 14 , the integrator circuit 15 , and the differentiation circuit 16 .

변환부(18)(voltage to cuprent amplifier)는 합산회로(17)에서 제공되는 전압신호를 받아 전류신호로 변환하여 출력하는 기능성을 제공한다.The converter 18 (voltage to cuprent amplifier) provides a function of receiving the voltage signal provided from the summing circuit 17 and converting it into a current signal and outputting it.

이상과 같이 구성되는 본 발명에서의 응답속도 향상 미분회로(13)는 압력센서(10)의 감지값이 응답속도 향상 미분회로(13)를 통해 실시간으로 보상하게 되는 것으로 외부기기에서 실린더 내부 압력을 신속하고 정확하게 제공할 수 있게 된다.In the present invention configured as described above, the response speed improvement differential circuit 13 compensates the sensed value of the pressure sensor 10 in real time through the response speed improvement differential circuit 13, and the pressure inside the cylinder from an external device is It can be provided quickly and accurately.

이상과 같이 구성되는 본 발명에서 제공하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리(1)의 조립과정을 살펴보면 도 7a 내지 도 7c의 실물 사진에서와 같이 먼저 슬리브(2)를 구성하고 있는 상부재(3)와 하부재(4)를 분리한다.Looking at the assembly process of the combustion pressure sensor assembly 1 of the cylinder head provided in the present invention configured as described above, the upper member 3 constituting the sleeve 2 first as shown in the real photos of FIGS. 7A to 7C . and the lower material (4).

상부재(3)와 하부재(4)를 분리한 상태에서 상부재(3)의 중심으로 압력센서(10)를 내입하여 압력센서(10)가 상부재(3)를 통과하도록 한 상태에서 하부재(4)의 상단 나사부가 형성되어 있는 부분의 센서고정나사공(7)에 압력센서(10)에 형성된 나사를 결합하여 센싱부(10a)가 압력전달공(8) 내부에 위치하도록 조립한 상태에서 상부재(3)와 하부재(4)를 나사결합한다. 이때 상부재(3)와 하부재(4)에 형성한 면취부(3b)(4b)에 스패너를 결합하여 상하부재(3)(4)를 조립하면 된다.In a state where the upper material (3) and the lower material (4) are separated, the pressure sensor (10) is inserted into the center of the upper material (3) so that the pressure sensor (10) passes through the upper material (3). By combining the screw formed in the pressure sensor 10 to the sensor fixing screw hole 7 of the part where the upper screw portion of the member 4 is formed, the sensing portion 10a is assembled to be located inside the pressure transmission hole 8 In this state, the upper member 3 and the lower member 4 are screwed together. At this time, the upper and lower members 3 and 4 may be assembled by coupling a spanner to the chamfered portions 3b and 4b formed on the upper member 3 and the lower member 4 .

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, although specific embodiments are described, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims as well as equivalents.

1:실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리
2:슬리브 2a:플랜지조립부
3:상부재 3a:나사구멍
3b,4b:면취부 4:하부재
4a:나사부 5:플랜지
6:슬리브 헤드 7:센서고정나사공
8:압력전달공 10:압력센서
10a:센싱부 11:컨트롤박스
12:pcb회로 13:응답속도 향상 미분회로
14:비례회로 15:적분회로
16:미분회로 17:합산회로
18:변환부 19:전원공급부
100:실린더 헤드 110:조립공
120:삽입공1: Combustion pressure sensor assembly of cylinder head
2: Sleeve 2a: Flange assembly
3: upper member 3a: screw hole
3b, 4b: chamfered part 4: lower member
4a: screw part 5: flange
6: Sleeve head 7: Sensor fixing screw hole
8: pressure transmission hole 10: pressure sensor
10a: sensing unit 11: control box
12: pcb circuit 13: response speed improvement differential circuit
14: proportional circuit 15: integrator circuit
16: Differentiation circuit 17: Summing circuit
18: conversion unit 19: power supply unit
100: cylinder head 110: assembler
120: insert hole

Claims (4)

실린더 헤드(100)에 형성한 조립공(110)에 삽입된 슬리브(2)의 내부 하단에는 pcb회로(12)가 내장된 컨트롤박스(11)와 케이블로 연결한 압력센서(10)를 설치하고, 슬리브(2)의 상단에 구비된 플랜지(5)를 실린더 헤드(100)에 고정볼트로 고정하도록 한 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리(1)에 있어서;
상기 슬리브(2)는, 플랜지(5)가 형성된 상부재(3)와, 압력센서(10)가 설치되는 하부재(4)로 분할하되;
상기 상부재(3)에는 나사구멍(3a)을 형성하고, 하부재(4)에는 나사구멍(3a)에 조립되는 나사부를 형성하여 상호 나사조립에 의해 일체화하며;
상기 하부재(4)에는 나사부가 형성된 상부에 압력센서(10)를 고정하는 센서고정나사공(7)을 형성하고;
센서고정나사공(7) 하측으로 실린더 헤드(100)에 형성한 조립공(110)의 바닥에 실린더 내부와 연결되게 형성한 삽입공(120)에 끼워지는 슬리브헤드(6)를 관통하는 압력전달공(8)을 형성하여 실린더 헤드(100) 쪽의 순간적 폭발 압력 충격파를 필터링하여 압력센서(10)에 실질적 압력이 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리.
At the inner lower end of the sleeve 2 inserted into the assembly hole 110 formed in the cylinder head 100, a control box 11 having a PCB circuit 12 built-in and a pressure sensor 10 connected with a cable are installed, In the combustion pressure sensor assembly (1) of the cylinder head, the flange (5) provided at the upper end of the sleeve (2) is fixed to the cylinder head (100) with a fixing bolt;
The sleeve (2) is divided into an upper member (3) having a flange (5) and a lower member (4) in which the pressure sensor (10) is installed;
A screw hole 3a is formed in the upper member 3, and a screw portion assembled to the screw hole 3a is formed in the lower member 4 to be integrated by mutual screw assembly;
A sensor fixing screw hole 7 for fixing the pressure sensor 10 is formed in the lower member 4 with a screw portion formed thereon;
A pressure transmission hole penetrating the sleeve head 6 inserted into the insertion hole 120 formed to be connected to the inside of the cylinder at the bottom of the assembly hole 110 formed in the cylinder head 100 to the lower side of the sensor fixing screw hole 7 Combustion pressure sensor assembly of the cylinder head, characterized in that by forming (8) to provide actual pressure to the pressure sensor (10) by filtering the instantaneous explosion pressure shock wave on the cylinder head (100) side.
 청구항 1에 있어서;
상기 상부재(3)와 하부재(4)의 외부에는 면취부(3b)(4b)를 두어 공구결합이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리.
The method of claim 1 ;
Combustion pressure sensor assembly of a cylinder head, characterized in that the upper member (3) and the lower member (4) are provided with chamfered portions (3b, 4b) on the outside to enable tool coupling.
 삭제delete 청구항 1에 있어서;
상기 압력센서(10)와 케이블로 연결된 컨트롤박스(11)에 설치한 pcb회로(12)에는 응답속도 향상 미분회로(13)를 포함하며;
상기 응답속도 향상 미분회로(13)는 압력센서(10)로부터 압력(P)에 비례출력되는 직류전압(VP)를 입력 받아 비례증폭하는 비례회로(proportion amplifier)와;
비례회로(14)의 출력신호를 적분하여 안정적인 동작을 제공하는 적분회로(15)(integrated amplifier)와;
비례회로(14)의 출력신호를 미분하여 그 변화량의 값에 비례하는 증폭신호를 제공하는 미분회로(16)(differential amplifier)와;
상기 비례회로(14)와 적분회로(15)와 미분회로(16)로부터의 신호를 합산하여 전압신호를 제공하는 합산회로(17)(add amplifier)와;
합산회로(17)에서 전압신호를 받아 전류신호로 변환하여 출력하는 변환부(18)를 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 실린더 헤드의 연소 압력센서 어셈블리.The method of claim 1 ;
The pcb circuit (12) installed in the control box (11) connected to the pressure sensor (10) by a cable includes a differential circuit (13) for improving response speed;
The response speed improving differential circuit 13 includes: a proportional circuit (proportion amplifier) for receiving a DC voltage (VP) proportionally output to the pressure (P) from the pressure sensor (10) and proportionally amplifying;
an integrating circuit 15 (integrated amplifier) that integrates the output signal of the proportional circuit 14 to provide stable operation;
a differentiator circuit 16 (differential amplifier) for differentiating the output signal of the proportional circuit 14 and providing an amplified signal proportional to the value of the change amount;
a summing circuit 17 (add amplifier) for adding the signals from the proportional circuit 14, the integrating circuit 15, and the differentiating circuit 16 to provide a voltage signal;
Combustion pressure sensor assembly of the cylinder head, characterized in that it comprises a converter (18) that receives the voltage signal from the summing circuit (17), converts it into a current signal and outputs it.
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