KR20020005948A - 엔진콜드테스트방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진콜드테스트방법에 관한 것이다.

본 발명은 엔진부품별 불량기여도 및 시험된 엔진의 재활용이 가능한 방법을 제공하기 위하여, 실린더블록과, 상기 실린더블록 내를 왕복운동하는 피스톤과, 회전력을 받아 상기 피스톤에 직선운동을 제공하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 회전력을 부여하는 크랭크축과, 상기 크랭크축을 구동시키는 드라이버서버모터를 구비하는 단계와; 상기 크랭크축을 상기 피스톤이 상사점 주변 ±10 내지 ±15°사이에서 적어도 2회 왕복하도록 하여 제 1 차 토크테스트를 행하는 단계를 포함하는 콜드크랭크토크테스트방법을 제공한다. 상기 제 1 차 토크테스트가 끝난 후 상기 크랭크축을 완전회전시켜 제 2 차 토크테스트를 행하지만, 1 차 토크테스트의 결과가 좋지 않은 경우에는 먼저 이를 조치한다. 아울러 누설테스트를 행한다.

또한 본 발명은, 실린더블록과, 상기 실린더블록의 상면에 장착되는 연소실 형상의 치구와, 상기 연소실 형상의 치구에 부착되는 압력센서와, 상기 압력센서와 연결되는 데이터 분석장치와, 상기 실린더블록 내를 왕복운동하는 피스톤과, 회전력을 받아 상기 피스톤에 직선운동을 제공하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 회전력을 부여하는 크랭크축과, 상기 크랭크축을 구동시키는 드라이버서버모터를 구비하는 단계와; 상기 압력센서가 계측한 실린더 내부의 압축압력 값을 전송받아 상기 데이터 분석장치가 이를 분석함으로써 엔진의 이상유무를 판단하는 단계를 포함하는 콜드크랭크토크테스트방법을 제공한다.

Description

엔진콜드테스트방법 {Method of engine cold test}

본 발명은 엔진의 콜드크랭크테스트의 개선된 방법에 관한 것이다.

엔진의 콜드크랭크테스트는 자동차엔진을 조립, 생산하는 과정에서 조립이 끝난 후에 검사하지 않고, 부분조립된 상태에서 크랭크샤프트를 회전시켜 토크테스트를 행하고, 오일공급라인으로 압축공기를 주입하여 누설(leak)테스트를 행하여 일부주요부품에 대하여 검사를 하는 방법이다.

이 콜드크랭크테스트 방법은 종래의 완전조립상태에서의 테스트에 비하여 부분조립된 상태에서 검사를 행함으로써, 검사시 부품의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

그런데, 종래의 이러한 콜드크랭크테스트 방법은 크랭크를 연속회전시켜 토크테스트를 수행하므로, 베어링메탈 또는 피스톤 부품의 결합이 존재하여 회전이 용이하지 않은 상태일 경우에도 무리하게 회전을 수행하여 시험하는 방식을 채택하고 있다.

따라서 베어링메탈 또는 피스톤 마찰부위에 손상을 입히게 되어 작업자가 조치를 취하면 재사용할 가능성이 있는 부품도 시험을 수행한 결과 사용할 수 없게되는 문제점이 있다.

또한 무작정 크랭크축을 완전히 2,3회 회전시키고 있으므로, 부위별로 불량이 발생된 것에 대한 해석이 잘 이루어지지 않았다.

또한 일방향으로 크랭크축을 회전시켜 테스트를 진행함으로써, 타방향에서 발생할 수 있는 문제를 잡아내지 못하는 문제점이 있다. 예컨데 이물질이 끼인 경우 일방향으로는 문제없을 수도 있으나, 타방향에서는 문제로 되어 감지되는 경우도 있다.

그리고, 종래에는 실린더 내부의 압축압력을 테스트하기 위하여 엔진이 모두 조립된 상태에서 점화/착화를 실시하여 검사하기 때문에 연료, 오일, 냉각수의 소모가 많고, 소음, 진동으로 인해 작업환경이 상당히 나빠지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 최소한의 테스트로서 필요 적절한 결과를 도출하여 자동차부품의 손상을 최소화할 수 있는 콜드엔진크랭크테스트방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 부품부위별 결함을 쉽게 구분해낼 수 있는 콜드엔진크랭크테스트방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 엔진이 부분적으로 조립된 상태에서도 실린더 내부의 압축압력 테스트가 가능하도록 함으로써 연료, 오일, 냉각수 등을 전혀 소모하지 않고, 소음, 진동 등의 작업환경 저해 요인을 획기적으로 줄이는 콜드엔진크랭크테스트방법을 제공하는 것이다.

기타 본 발명의 목적은 여러 가지가 있으나, 이는 이하 설명하는 상세한 설명과 도면을 통해 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진테스트장치의 개략적인 평면도

도 2는 본 발명에 따른 엔진테스트방법을 도시한 순서도

도 3은 본 발명에 따른 엔진테스트의 결과를 도시한 그래프

도 4는 본 발명에 따른 엔진테스트방법에 의해 실린더 내의 압축압력을 테스트하는 장치를 나타내는 개념도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 시험용 엔진 20 : 드라이버서버모터

30 : 토크디텍터 50 : 연소실 형상의 치구

60 : 압력센서 70 : 데이터 분석장치

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실린더블록과, 상기 실린더블록 내를 왕복운동하는 피스톤과, 회전력을 받아 상기 피스톤에 직선운동을 제공하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 회전력을 부여하는 크랭크축이 결합된 상태의 엔진에서, 상기 크랭크축을 드라이버서버모터로써 구동시킴으로써 엔진의 조립상태 및 부품을 테스트하는 방법에 있어서, 상기 피스톤이 상사점부근에서 왕복운동을 하도록 크랭크샤프트를 일정각도 번갈아 회전되도록 하여 토크테스트를 행하는 것을 특징으로 하는 콜드엔진크랭크테스트방법을 제공한다.

상기 피스톤을 상기 상사점 전후로 반복 회전하도록 크랭크샤프트를 15도 전후로 왕복하여 테스트하는 것이 바람직하다.

상기 피스톤은 상기 상사점을 적어도 2번 이상 지나가도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 실린더블록과, 상기 실린더블록의 상면에 장착되는 연소실 형상의 치구와, 상기 연소실 형상의 치구에 부착되는 압력센서와, 상기 압력센서와 연결되는 데이터 분석장치와, 상기 실린더블록 내를 왕복운동하는 피스톤과, 회전력을 받아 상기 피스톤에 직선운동을 제공하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 회전력을 부여하는 크랭크축이 결합된 상태의 엔진에서, 상기 크랭크축을 드라이버서버모터로써 구동시킴으로써 상기 엔진의 실린더 내부에 압축압력이 생기면 상기 압력센서가 계측한 실린더 내부의 압축압력 값을 전송받아 상기 데이터 분석장치가 이를 분석함으로써 상기 엔진의 이상유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 콜드크랭크토크테스트방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진테스트장치의 개략적인 평면도이다. 도 1에서는 설명의 편의상 상기 연소실 형상의 치구의 도시를 생략하였으며, 이에 대해서는 도 4에서 설명한다.

본 발명의 장치는 도 1의 평면도에 도시된 바와 같이, 실린더블록과, 실린더블록 내를 왕복하는 피스톤과, 상기 피스톤을 작동시키는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드를 작동시키는 크랭크축이 조립된 상태의 엔진(10)이 컨베이어(15)에 의해 이송도중 상기 크랭크축을 AC모터인 드라이브서보모터(20)를 사용하여 구동함으로써, 토크디텍터(30)에 의해 토크테스트를 행한다.

여기서 미설명부호 40은 메인 컨트롤박스이고, 17은 스토퍼이다.

그런데, 커넥팅로드에 의한 피스톤의 왕복행정 중 피스톤의 상사점 부근(이때 대응하는 피스톤은 하사점)에서 피스톤의 행정이 크랭크축의 회전각도에 비하여 현저히 작게 움직이게 되는 현상이 있다.

본 발명은 이러한 현상(死點)에 착안하고, 이 영역에서는 피스톤의 행정이 미세하므로, 피스톤링과 실린더 라이너의 결함으로 인한 영향이 작아 각 부품이 가지고 있는 결함을 서로 분리해 낼 수 있는 특징이 있다.

즉, 피스톤이 상사점 부근을 왕복하도록 하면, 피스톤링, 실린더라이닝 등의 영향은 적은 상태에서 메인메탈, 커넥팅로드 메탈, 피스톤핀의 작동을 알 수 있게된다.

이 단계에서 부품결함이 존재하여 회전이 용이하지 않은 상태일 경우에 무리하게 회전을 수행하는 것이 아니라, 리페어라인으로 조치하여 베어링메탈이나 피스톤의 마찰부위의 손상을 입히지 않은 상태에서 작업자가 조치하면, 재사용할 수 있게된다.

이후, 2단계로서, 크랭크축을 2,3회 정상회전시켜, 피스톤링, 실린더라이닝, 메탈의 결함 및 실린더별 편차를 판정하면 된다.

이를 도 2에 도시한 플로우챠트를 사용하여 설명하면, 먼저, 상사점의 위치를 파악하는 바, 이는 본 발명에 따른 크랭크축의 제로위치에 장착된 근접센서를 이용하고, 이 근접센서는 종래의 장치에 설치된 것과 동일하다. (S1)

다음으로 상사점 이전 약 5°부근에서 크랭크축의 회전이 시작될 수 있도록, 드라이버모터와 크랭크축의 키홈을 얼라인시킨다.(S2)

이후, 드라이버모터를 구동하여 크랭크축을 상사점을 지나서 일정각도 위치까지 회전시킨후,(S3) 다시 반대방향으로 역회전시켜 상사점을 지나 대응하는 각도위치까지 회전시키고(S4), 이를 2,3회 반복하여(S5) 상사점을 적어도 4회가량 통과하도록 한다. 이때 각도는 상사점주변으로 예를 들어 -15도 지점에서 +15도 지점까지 왕복하도록 하고, 이 각도는 ±10도 내외 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상사점 부근의 제 1 차 테스트를 마친 크랭크축은 시작위치인 -5°부근에 위치되도록 하여 추후 진행될 토크테스트에 적합하게 한다.

도 3은 상기 본 발명에 따른 제 1 차 테스트를 수행한 결과를 그래프로 나타낸 도면으로 상사점 주변으로 2회 가량을 왕복운동시킨 예를 보이고 있다. 이 테스트로 인하여 피스톤의 영향이 없는 상태에서 메인메탈, 커넥팅로드 메탈, 피스톤핀의 작동을 알 수 있게 되고, 만약 불량이 난 경우 추후 테스트를 하지 않고, 필요적절한 조치를 취하게 된다.

이후 테스트는 통상의 방법과 동일하게 크랭크축을 2,3회 회전시키는 토크테스트와 누설테스트를 행하고, 누설테스트는 오일대신에 압축공기를 주입하여 진행한다.

도 4는 본 발명에 따른 엔진테스트방법에 의해 실린더 내의 압축압력을 테스트하는 장치를 나타내는 개념도이다.

본 발명은 엔진이 부분적으로 조립된 상태에서도 실린더 내부의 압축압력을 테스트할 수 있도록 하기 위하여 실린더블록(100) 위에 연소실 형상의 치구(50)를 장착하고, 상기 연소실 형상의 치구(50)에는 압력센서(60)를 부착하며, 상기 압력센서(60)는 데이터 분석장치(70)와 연결시키는 방식의 콜드엔진크랭크테스트방법을 제공한다.

엔진 실린더 내부의 압축압력 테스트는 통상적으로 상기한 엔진의 토크 테스트가 끝난 다음에 행하게 된다.

토크 테스트가 끝난 엔진의 실린더블록(100) 위에 상기 연소실 형상의 치구(50)를 압착하여 장착하면 실린더 내부는 완전히 밀폐되고, 이로써 실린더 내부의 피스톤(80)이 상하운동을 함에 따라 상기 연소실 형상의 치구(50)와 상기 피스톤(80)의 상면 사이의 밀폐공간은 그 내부압력이 시시각각으로 변하게 된다. 이때, 상기 피스톤(80)의 상하운동을 유도하기 위해서 크랭크축(90)을 상기 드라이버서버모터(20)로 구동시킨다.

상기 압력센서(60)는 상기 연소실 형상의 치구(50)에 연결되며, 시시각각으로 변하는 실린더 내부의 압축압력 값을 상기 데이터 분석장치(70)로 전송하는 역할을 한다.

상기 데이터 분석장치(70)는 상기 압력센서(60)로부터 전송되어 온 압력 데이터를 분석하고, 그 결과를 수치 및 그래프로 시각화한다. 상기 데이터 분석장치(70)는 실린더 내부의 압력 변화에 대한 기준 데이터를 자체에 내장하고 있으므로, 상기 기준 데이터와 상기 압력센서(60)로부터 전송받은 데이터를 비교함으로써 피시험 대상인 엔진의 이상유무를 판단하게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이는 모두 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진의 콜드테스트 방법으로 인하여, 엔진부품 부위별로 문제점을 파악할 수 있으므로, 보다 세분화된 테스트를 진행하여 부품들 간의 불량률에 대한 기여도를 파악할 수 있는 이점이 있다.

또한 이러한 이점으로 인하여, 무리하게 크랭크축을 회전시키지 않고 필요적절한 조치를 취함으로써 테스트된 엔진의 재활용이 가능하게 되는 이점이 있다.

그리고, 종래의 크랭크축의 완전회전하는 방식의 테스트와는 스케일과 반복성에서 차이가 발생하여 보다 정밀하게 테스트를 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 실린더블록과, 상기 실린더블록 내를 왕복운동하는 피스톤과, 회전력을 받아 상기 피스톤에 직선운동을 제공하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 회전력을 부여하는 크랭크축과, 상기 크랭크축을 구동시키는 드라이버서버모터를 구비하는 단계와;

   상기 크랭크축을 상기 피스톤이 상사점 주변 ±10 내지 ±15°사이에서 적어도 2회 왕복하도록 하여 제 1 차 토크테스트를 행하는 단계

   를 포함하는 콜드크랭크토크테스트방법
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 차 토크테스트가 끝난 후 상기 크랭크축을 완전회전시켜 제 2 차 토크테스트를 행하는 단계를 더욱 포함하는 콜드크랭크토크테스트방법
3. 실린더블록과, 상기 실린더블록의 상면에 장착되는 연소실 형상의 치구와, 상기 연소실 형상의 치구에 부착되는 압력센서와, 상기 압력센서와 연결되는 데이터 분석장치와, 상기 실린더블록 내를 왕복운동하는 피스톤과, 회전력을 받아 상기 피스톤에 직선운동을 제공하는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 회전력을 부여하는 크랭크축과, 상기 크랭크축을 구동시키는 드라이버서버모터를 구비하는 단계와;

   상기 압력센서가 계측한 실린더 내부의 압축압력 값을 전송받아 상기 데이터 분석장치가 이를 분석함으로써 엔진의 이상유무를 판단하는 단계

   를 포함하는 콜드크랭크토크테스트방법