KR19990021101A - 엔진 연소실내 냉각수 유동상태 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 냉각수 유동 상태를 시험하는데 있어서, 특히 연소실내 냉각수 유동상태를 시험 하기 위한 것이다.

본 발명은 엔진(10) 및 라디에이터(11)를 연결하여 냉각회로를 구성하고, 상기 냉각회로를 유동하는 냉각수의 온도 상승을 통해 실차 상태와 유사한 환경을 조성하기 위하여 라디에이터(11)를 물탱크(12)에 수용한후, 물탱크(12)에 수용된 물을 외부측 전원에 연결된 전열히터(13)를 통해 1차로 가열시키고, 이 전열히터(13)의 열에 의해 라디에이터(11)를 경유하는 냉각수를 간접 가열하여 온도를 실차 조건에 맞추어 냉각수의 유동 상태를 시험하는 엔진 냉각수 유동 시험방법에 있어서, 상기 엔진내 피스톤, 크랭크샤프트,오일팬 등을 제거하는 단계; 냉각수 온도에 따라 콘트롤러에 의해 전원 공급 유무가 조절되는 히터코어를 상기 앤진의 각 연소실내에 안착 시키는 단계; 엔진 냉각수 온도 상승에 따라 콘트롤러에 의해 제어되는 공압 솔레노이드밸브 제어단계로 이루어진다.

Description

엔진 연소실내 냉각수 유동상태 시험방법

본 발명은 엔진의 냉각수 유동 상태를 시험하는데 있어서, 특히 연소실내 냉각수 유동상태를 시험 하기 위한 것이다.

일반적으로 엔진 개발초기 단계에서 실차 조건에서의 냉각수 유량 및 유동상태 등의 측정은 냉각계통의 성능을 점검하는 중요한 관리항목으로 되어왔다.

즉, 엔진 냉각계통은 과열을 예방하고, 이상적인 냉각사이클을 조성하기 위하여 냉각수의 유동 상태를 최적화 시킬 필요가 있다.

냉각수의 유동상태를 어떤 특정조건을 유지하는 상태를 예를들면 과열상태에 근접하는 약90℃ 정도로 맞추고, 냉각수 유동 회로를 구성 함으로써 실차 조건에서의 유동상태를 데이터로 처리하여 엔진,라디에이터,워터펌프등에서의 냉각수의 흐름 상태를 시험할 수 있게된다.

이를 위하여 냉각계통을 도 1과 같이 배치하여 냉각회로를 구성하는데, 엔진블럭(1)에 포함되는 워터펌프(2)에 콘트롤러(3) 제어에 의해 구동되는 모터(4)를 연결시키고, 상기 엔진(1)의 순환회로측에 라디에이터(5)를 연결시키는 한편, 라디에이터(5)를 경유한 관로측에는 히터코어(6)를 설치하여 다시 워터펌프(2)측으로 연결 시킨다.

냉각회로를 완성한 상태에서 주어진 유로상의 냉각수 유동상태를 시험하기 위해서는 실차상태에 근접된 환경 조성이 필요하다.

시험방법은 워터펌프(2)를 모터(4)로 구동 시키는데 따른 냉각수 순환단계와 냉각회로를 순환하는 냉각수의 순환상태를 점검하는 단계로 진행한다.

이 과정에서 냉각수 온도는 상온 상태에 있어 실차 상태일 때, 과열에 근접되는 이상 온도로 판단하는 대표적인 기준온도를 대략 90℃로 맞추어 냉각회로를 순환하는 냉각수 온도를 실차 환경과 유사한 상태로 조성하는데, 상온의 냉각수를 히터코어(6)를 경유시키는 방법으로 상온의 냉각수를 설정된 표준적인 온도인 약 90℃ 가까운 온도로 높혀줌으로서 실차 상태와 유사한 냉각수의 온도 및 흐름이 유지되어 시험조건을 실차 상태에 맞출 수 있게된다.

그러나, 냉각수의 온도 상승이 있은후, 냉각회로를 순환하는 냉각수는 히터코어(6)를 경유할 때 유체에 관성이 생기고, 이로인해 냉각수는 유동저항을 반드시 갖게되는 것으로 나타났다.

이와같이 히터코어(6)를 이용하여 냉각회로를 형성하는 종래의 냉각수 유동 시험방법은 냉각수의 순환상태를 점검하여 의도하는 냉각수의 유동상태를 시험하는데 있어서, 냉각회로상에서 유동저항이 생겨 실차조건과 같은 냉각수의 유동 환경을 왜곡 시킴으로써 시험오차가 큰 문제점이 있었다.

이에 대하여 국내 특허출원 96-24397호에 소개된 엔진 냉각수 유동 시험방법은 냉각회로상의 유동저항을 줄이는 방법으로 시험오차를 적게하기 위해 도 2와 같이 엔진(1) 및 라디에이터(5)를 연결하여 냉각회로를 구성하고, 상기 냉각회로를 유동하는 냉각수의 온도 상승을 통해 실차 상태와 유사한 환경을 조성하기 위하여 라디에이터(5)를 물탱크(8)에 수용한후, 물탱크(8)에 수용된 물을 외부측 전원에 연결된 전열히터(7)를 통해 1차로 가열시키고, 이 전열히터(7)의 열에의해 라디에이터(5)를 경유하는 냉각수를 간접 가열하여 온도를 실차 조건에 맞추어 냉각수의 유동 상태를 시험하도록 함으로서, 적어도 별도의 히터코어(6)를 이용하여 냉각회로로 구성하는데 따른 히터코어측의 유체 관성에 의한 유동저항 발생 요인을 없애 시험조건을 정량적이고 정상적으로 실차 환경에 가깝게 유지시켜 냉각계통에서 냉각수의 유량/압력측정, 워터펌프의 성능 및 그의 캐비테이션 판단도 가능하며, 시험 결과에 대한 오차를 줄여 줄 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기 방법은 냉각계통에서 전체적인 냉각수의 유동과 유량측정만 가능할뿐 냉각수 온도 상승원이 되는 엔진내 연소실의 냉각수 유동 상태를 직접 점검하지 못하게 됨으로써 엔진 냉각수 기포 발생에 의한 재현이 불가능하고 따라서 냉각수 유동 시험에 한계가 있었다.

본 발명은 엔진 냉각계통의 냉각수 유동 상태를 시험하는데 있어서, 특히 냉각수 온도 상승원이 되는 연소실내 냉각수 유동 상태를 직접 시험하는 것이다.

도 1은 냉각수 유동 시험을 위한 냉각계통 회로 구성도.

도 2는 종래의 냉각수 유동시험을 위한 냉각계통 회로 구성도.

도 3은 본 발명의 냉각수 유동시험장치 배치도.

도 4는 본 발명의 연소실내 히터코어 배치상태 상세도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10:엔진 11:라디에이터

12:물탱크 13:전열히터

14:연소실 15:히터코어

16:콘트롤러 17:공압솔레노이드밸브

18:워터펌프 19:구동모터

본 발명은 도 3과 같이 엔진(10) 및 라디에이터(11)를 연결하여 냉각회로를 구성하고, 상기 냉각회로를 유동하는 냉각수의 온도 상승을 통해 실차 상태와 유사한 환경을 조성하기 위하여 라디에이터(11)를 물탱크(12)에 수용한후, 물탱크(12)에 수용된 물을 외부측 전원에 연결된 전열히터(13)를 통해 1차로 가열시키고, 이 전열히터(13)의 열에 의해 라디에이터(11)를 경유하는 냉각수를 간접 가열하여 온도를 실차 조건에 맞추어 냉각수의 유동 상태를 시험하는 엔진 냉각수 유동 시험방법에 있어서, 상기 엔진(10)내 피스톤,크랭크샤프트,오일팬 등을 제거한 상태에서 각 연소실(14)에 히터코어(15)를 안착시키고, 각 히터코어(15)는 콘트롤러(16)에 연결시켜 냉각수 온도에 따라 전원공급을 제어하며, 연소실내 온도 설정치가 높을 경우 실린더블럭의 외벽에서 냉각수 온도를 낮추는 공압 솔레노이드밸브(17)를 상기 콘트롤러(16)에 의해 제어되도록 실린더블럭 주변부에 설치한 것을 특징으로 한다.

냉각수 유동시험방법은 먼저 탱크(12)내에 물을 공급하여 라디에이터(11)를 물탱크(12)내에 잠기도록 위치 시키고, 물탱크(12)에 수용된 물을 전열히터(13)로 가열시켜 물의 온도를 상승시킨다.

이렇게 물탱크(12)내 온도가 상승하면서 물에 잠긴 상태의 라디에이터(11)를 경유하는 냉각수의 온도가 서서히 올라가는데, 이때 냉각수의 온도는 엔진(10)의 과열이 우려되는 것으로 판단하는 대략 90℃에 가까운 정도까지 가열 시킨다.

한편, 물을 통한 라디에이터(11)의 간접 가열을 통해 냉각수의 온도가 설정치에 가까운 온도까지 올라가면 워터펌프(18)측 풀리에 연결된 구동용 모터(19)를 회전 시킨다.

모터(19)의 회전은 콘트롤러(14)에 의해 제어되어 냉각수의 온도가 충분히 상승된 조건에서 구동되며, 모터의 회전에 의해 워터펌프(18)가 회전하여 냉각회로상의 냉각수가 주어진 경로로 순환하는데, 이 상태 점검을 통해 냉각수의 유동상태가 냉각계통에서 어떠한 상태인가를 판단한다.

한편, 본 발명에 의한 연소실내 냉각수 유동 시험 방법은 먼저, 엔진 실린더블럭(0내 피스톤,크랭크샤프트,오일팬 등을 제거한뒤, 히터코어(15)를 연소실(14)에 삽입하여 장착 하고, 실린더헤드 및 실린더블럭의 각 유로를 경유하는 냉각수 온도가 낮을 경우, 상기 연소실(14)내 히터코어(15)에 전원을 공급하고, 냉각수 온도가 설정치 보다 높을 경우, 히터코어(15)에 공급되는 전원을 콘트롤러(16)를 통해 차단하며, 온도 설정치를 초과하는 경우 콘트롤러(16)에서 냉각수 온도를 내리기 위해 솔레노이드밸브(17)를 개방시켜 압축공기를 실린더블럭의 외벽에 공급하여 냉각수 온도를 낮추는 방법으로 연소실에서의 냉각수 유동 상태의 직접 시험이 가능하다.

따라서 냉각수의 온도 상승원이 되는 연소실에 대한 냉각수 유동상태 시험을 통해 엔진 내부 냉각수의 기포 발생 현상을 재현 시킬 수 있고, 냉각수 유동 상태 계측에 유리한 시험 환경을 만들어 라디에이터의 유량측정도 가능해진다.

또한, 냉각계통을 회로 구성으로 냉각수 유동상태를 시험하는데 있어서 냉각수의 온도 세팅을 분활 조정하여 냉각수의 온도 조절이 용이한 잇점이 있다.

본 발명은 엔진 냉각수 유동상태를 시험하는데 있어서, 연소실내 냉각수 유동 상태의 직접 시험 을 가능케 함으로써 특히, 엔진 내부의 냉각수 기포 발생 현상을 재현시켜 그 영향 분석을 가능케하여 실차 조건에 근접된 시험 환경을 조성하여 실험 오차를 줄이는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 엔진(10) 및 라디에이터(11)를 연결하여 냉각회로를 구성하고, 상기 냉각회로를 유동하는 냉각수의 온도 상승을 통해 실차 상태와 유사한 환경을 조성하기 위하여 라디에이터(11)를 물탱크(12)에 수용한후, 물탱크(12)에 수용된 물을 외부측 전원에 연결된 전열히터(13)를 통해 1차로 가열시키고, 이 전열히터(13)의 열에 의해 라디에이터(11)를 경유하는 냉각수를 간접 가열하여 온도를 실차 조건에 맞추어 냉각수의 유동 상태를 시험하는 엔진 냉각수 유동 시험방법에 있어서,

   상기 엔진내 피스톤, 크랭크샤프트,오일팬 등을 제거하는 단계;

   냉각수 온도에 따라 콘트롤러에 의해 전원 공급 유무가 조절되는 히터코어를 상기 앤진의 각 연소실내에 안착 시키는 단계;

   엔진 냉각수 온도 상승에 따라 콘트롤러에 의해 제어되는 공압 솔레노이드밸브 제어단계로 이루어지는 엔진 연소실내 냉각수 유동상태 시험방법.