KR20020084393A - 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉 평가장치 - Google Patents

Abstract

실린더 헤드 가스켓의 밀봉성 평가를 실 엔진이 아닌 별도의 장치를 이용하여 수행함으로써, 엔진 실기 시험 시 필요한 비용을 대폭 줄일 수 있는 내연기관의 밀봉 평가장치를 제공할 목적으로;

실제 내연기관에서 냉각수 자켓과 연소실 만을 보유하도록 형성된 단품 시험용 실린더 블록 및 헤드와; 연소실의 주위의 온도조건을 실제와 같은 수준으로 상사시킬 수 있도록 상기 실린더 실록의 상측부 및 실린더 헤드의 하측부에 형성된 연소실 주위에 배치되는 히터 코일과; 상기 연소실에 실제 엔진의 회전수 펄스에 따른 고압가스를 공급하는 고압가스 공급수단을 구비하여 이루어지는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉성 평가장치를 제공한다.

Description

내연기관의 헤드 가스켓 밀봉 평가장치{SEALING APPRAISE SYSTEM FOR HEADGASKET}

내연기관의 헤드 가스켓 밀봉 평가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 헤드 가스켓의 밀봉성 평가를 실 엔진이 아닌 별도의 장치를 이용하여 수행함으로써, 엔진 실기 시험시 필요한 비용을 대폭 줄일 수 있는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉 평가장치에 관한 것이다.

예컨대, 내연기관에 있어서의 헤드 가스켓은 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 개재되어 이들 사이를 유통하는 냉각수 및 오일의 밀봉상태를 유지하고, 특히 연소실에서 연소가 이루어질 때 이의 연소가스가 누출되는 것을 방지하게 되는 것이다.

이러한 헤드 가스켓의 종류는 수를 헤아릴 수 없을 정도로 많이 있고, 이들 구성은 공지이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 상기의 헤드 가스켓의 내구성 평가는 매우 중요한 요소이므로 내연기관의 개발 단계에서 이를 평가하기 위하여 적지 않은 시간과 인력, 그에 따른 비용이 투자되는 것이 일반적이다.

이러한 밀봉 평가방법도 단계별로 여러 가지가 있으나, 그 중에서도 실제 연소압력이 작용하는 경우의 밀봉 기능을 판단하기 위한 방법으로는 질소(N₂)가스를 이용하는 평가방법이 있다.

이러한 질소(N₂)가스의 평가방법은 내연기관의 연소압과 대등한 60bar 이상의 고압가스를 연소실내에 투입하여 내연기관의 냉각수 통로나 인접한 실린더로의 누기(漏氣)를 평가하게 되는 것이다.

상기와 같이 헤드 가스켓의 밀봉 상태를 평가하는 종래 평가장치의 일 예를 살펴보면, 도 2에서와 같이, 단순히 실린더 블록(100)과 실린더 헤드(102) 사이에 시험 대상용 헤드 가스켓(104)을 배치한 상태에서 연소실(106)에 질소(N₂)가스 봄베(108)를 연결하되, 그 관로(110)상에는 밸브(112)를 개재하고 있다.

이에 따라 시험 헤드 가스켓(10)을 장착한 후에 밸브(112)를 조작하여 질소(N₂)가스 봄베(108)에 충진되어 있는 소정압의 질소(N₂)가스를 연소실(106)로 공급하여 미 도시한 냉각수 통로 또는 인접한 실린더로 누기되는 것을 판단하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 밀봉 평가장치에 있어서는 작업 간편하다는 장점은 있지만, 실제 내연기관에서의 연소 압력이 폭발 압력이므로 펄스를 가지고 작용되는데 반하여 정적인 압력이 부여되는 상태에서 측정이 이루어지기 때문에 내연기관 조건의 상사(相似)로 부적합한 면을 가지고 있다.

그리고 엔진의 작동 온도 영역과는 별개의 조건에서 평가 할 수밖에 없다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 헤드 가스켓의 단품 평가만을 위하여 엔진 단품 모두를 사용해야 한다는 불합리성을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 실린더 헤드 가스켓의 밀봉성 평가를 실 엔진이 아닌 별도의 장치를 이용하여 수행함으로써, 엔진 실기 시험 시 필요한 비용을 대폭 줄일 수 있는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉 평가장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 헤드 가스켓 밀봉 평가장치의 구성도.

도 2는 종래 밀봉 평가장치의 구성도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 실제 내연기관에서 냉각수 자켓과 연소실 만을 보유하도록 형성된 단품 시험용 실린더 블록 및 헤드와;

연소실의 주위의 온도조건을 실제와 같은 수준으로 상사시킬 수 있도록 상기 실린더 실록의 상측부 및 실린더 헤드의 하측부에 형성된 연소실 주위에 배치되는 히터 코일과;

상기 연소실에 실제 엔진의 회전수 펄스에 따른 고압가스를 공급하는 고압가스 공급수단을 구비하여 이루어지는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉성 평가장치를 제공함에 특징이 있다.

상기에서 히터 코일은 별도의 전원공급수단으로부터 전원을 공급받아 연소시 연소실 주위의 온도 상사 조건인 200℃ 정도로 가열하게 된다.

또한, 연소실에 고압가스를 공급하는 고압가스 공급수단은, 관로로서 상기 연소실과 연통되는 질소(N₂)가스 봄베와; 상기 관로로 공급되는 고압가스를 개폐할 수 있도록 배치되는 밸브와; 타이머와 함께 동작되는 컨트롤러에 의해 제어되면서 상기 밸브를 개폐 제어하는 구동모터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 평가장치의 구성도로서, 부호 2는 실린더 블록을 지칭한다.

상기 실린더 블록(2)은 실제 내연기관의 실린더 블록 구조를 갖는 단품 시험용 블록으로 제작된 것이다.

그리고 상기의 실린더 블록(2)의 상면부에 조립되는 실린더 헤드(4) 또한 실제 실린더 헤드의 구조를 갖는 단품 시험용으로 제작된 것으로서, 연소실(6)을 보유한다.

또한, 상기 실린더 블록(2)과 실린더 헤드(4)에는 냉각수 자켓(8)(10)이 각각 형성되어 상기 냉각수 자켓(8)(10)의 상측부분과 하측부부에 각각 형성된 유로(12)(14)에 의하여 상호 연통된다.

이에따라 상기 실린더 헤드(4)의 냉각수 자켓(10)과 연통된 냉각수 펌프(16)로부터 냉각수가 공급되면, 냉각수는 실린더 헤드(4)의 냉각수 자켓(10)과 유로(12)(14)를 통해 실린더 블록(2)의 냉각수 자켓(8)으로 공급되어 냉각작용을 한 후에 리저버(18)로 배출되는 순환경로를 갖는다.

그리고 상기 실린더 블록(2)의 연소실(6) 부위에는 연소실 조건을 상사(相似)시킬 수 있도록 히터 코일(20)이 배치되며, 이 히터 코일(20)은 별도의 전원으로부터 전원을 공급받아 연소시 연소실 주위의 온도 상사 조건인 200℃ 정도로 가열하게 되는 것이다.

또한 상기 연소실(6)에는 외부의 질소(N₂)가스 봄베(22)로부터 질소(N₂)가스가 공급되는데, 이의 고압 가스 공급수단은 상기 연소실(6)과 질소(N₂)가스 봄베(22)를 연결하는 관로(24)상에 이의 관로(24)를 개폐할 수 있는 밸브(26)가 배치되며, 이의 밸브(26)는 컨트롤러(28)에 의해 제어되는 구동모터(30)에 의하여 개폐작용을 하게 된다.

물론, 상기 컨트롤러(28)는 타이머(32)의 신호를 받아 상기 구동모터(30)를 제어하게 되는데, 이는 엔진의 회전수에 따라 고압가스를 공급하기 위함이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 평가장치에 의하여 헤드 가스켓(34)의 밀봉성을 평가하고자 할 때에는 상기 실린더 블록(2)과 실린더 헤드(4)의 사이에 헤드 가스켓(34)을 냉각수 유로(12)(14)가 일치되도록 한 상태에서 장착된다.

이러한 상태에서 히터 코일(20)에 전원을 공급함과 동시에 냉각수를 공급하여 연소실(6)의 온도 조건이 실제 엔진의 연소실 온도조건과 상사될 수 있도록 한다.

이러한 상태에서 컨트롤러(28)는 타이머(32)와 함께 엔진 회전속도에 따른 펄스로 구동모터를 제어하여 질소(N₂)가스 봄베(22)에 있는 질소(N₂)가스를 연소실로 공급 및 차단하면서 평가 작업을 실시하게 되는 것이다.

상기에서 고압 가스의 종류와 연소실 주위의 온도는 상기 설명에 한정되는 것은 아니고 이와 동일 성질을 갖는 가스 및 엔진 특성에 따른 온도조건이라면 다르게 설정할 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시 예에 한정되는 것은 아니고 이의 실시예로부터 용이하게 발명할 수 있는 발명은 본 발명에 포함됨은 물론이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 연소실의 주위 조건을 실제 엔진의 작동 온도 조건과 동일하게 한 상태에서 실제의 압력과 동일한 수준의 펄스를 갖는 고압가스를 주입하면서 헤드 가스켓의 밀봉성을 평가하게 되는 것이다.

이에 따라 실린더 헤드 가스켓의 밀봉성 평가를 실 엔진이 아닌 별도의 장치를 이용하여 수행함으로써, 평가작업에 대한 편의성을 제공하고, 실제 내연기관의 평가횟수를 감소시킬 수 있는 바, 헤드 가스켓의 밀봉성 평가작업에 대한 필요한 비용을 대폭 줄일 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 실제 내연기관에서 냉각수 자켓과 연소실 만을 보유하도록 형성된 단품 시험용 실린더 블록 및 헤드와;

   연소실의 주위의 온도조건을 실제와 같은 수준으로 상사시킬 수 있도록 상기 실린더 실록의 상측부 및 실린더 헤드의 하측부에 형성된 연소실 주위에 배치되는 히터 코일과;

   상기 연소실에 실제 엔진의 회전수 펄스에 따른 고압가스를 공급하는 고압가스 공급수단을 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉성 평가장치.
2. 제1항에 있어서, 히터 코일은 별도의 전원공급수단으로부터 전원을 공급받아 연소시 연소실 주위의 온도 상사 조건인 200℃ 정도로 가열함을 특징으로 하는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉성 평가장치.
3. 제1항에 있어서, 연소실에 고압가스를 공급하는 고압가스 공급수단은,

   관로로서 상기 연소실과 연통되는 질소(N₂)가스 봄베와;

   상기 관로로 공급되는 고압가스를 개폐할 수 있도록 배치되는 밸브와;

   타이머와 함께 동작되는 컨트롤러에 의해 제어되면서 상기 밸브를 개폐 제어하는 구동모터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 헤드 가스켓 밀봉성 평가장치.