KR20020095397A

KR20020095397A - 엔진 베어링 시험용 리그

Info

Publication number: KR20020095397A
Application number: KR1020010033635A
Authority: KR
Inventors: 조명래
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26
Also published as: KR100427308B1

Abstract

엔진 베어링(engine bearing) 시험용 리그(rig)가 개시된다. 개시된 엔진 베어링 시험용 리그는, 베이스와; 상기 베이스에 설치된 하우징과; 상기 하우징에 지지되어 설치된 샤프트와; 상기 샤프트에 설치된 시험용의 베어링과; 상기 베어링에 작용하는 하중을 상기 샤프트에 전달하기 위해 상기 하우징의 일측에 설치된 마그네틱 가진기와; 상기 베어링에서 발생되는 유막 압력을 측정하기 위해 상기 샤프트에 설치된 압력센서와; 상기 압력 센서를 통해 측정된 데이터를 외부의 측정장치로 연결시켜 주도록 상기 샤프트의 일단부에 설치된 슬립링;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 엔진 베어링계의 신뢰성 및 최적 설계가 가능해지는 이점이 있다.

Description

엔진 베어링 시험용 리그{RIG FOR TESTING A BEARING IN AN ENGINE}

본 발명은 엔진 베어링(engine bearing) 시험용 리그(rig)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네틱(magnetic) 가진기를 이용한 엔진 베어링 시험용 리그에 관한 것이다.

실제 엔진 시험을 통해서는 엔진 베어링(engine bearing)의 거동 특성 및 마찰 특성 계측을 실시하기가 상당히 곤란하다. 이에 따라 일반적으로 엔진의 거동을 모사하는 시험 리그(test rig)를 제작하여 마찰 특성 등에 대한 시험을 수행한다.

그리고 일반적인 엔진 베어링 마찰 시험기는 엔진의 하중 특성을 모사하기 위해 하중 발생장치를 가지고 있다. 또한 일반적으로 많이 사용되고 있는 가진 장치는 유압 실린더를 이용한 것이 사용되고 있다.

그러나 유압 실린더를 구동시켜 하중을 발생하는 장치는 유압 실린더를 자체의 시간 지연에 의해 높은 엔진 회전수에서는 엔진 베어링에 작용하는 하중을 모사하기 힘들다.

또한 유압 실린더에서 출력되는 하중 역시 단순 사인(sine) 또는 코사인 (cosine) 파형에 그치는 등 엔진 베어링에 작용하는 하중과 유사한 하중을 발생시키도록 하는 제어 자체가 불가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 높은 가진 주파수를 가지고 다양한 파형의 하중 발생이 가능한 엔진 베어링 시험용 리그를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 베어링 시험용 리그를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 마그네틱 가진기의 제어회로를 나타내 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 베이스20. 하우징

21. 샤프트22. 압력센서

23. 슬립링24. 열전대

30. 베어링40. 가진기

52. 구동모터52. 변위센서

53. 변위센서60. 신호변환기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진 베어링 시험용 리그는, 베이스와; 상기 베이스에 설치된 하우징과; 상기 하우징에 지지되어 설치된 샤프트와; 상기 샤프트에 설치된 시험용의 베어링과; 상기 베어링에 작용하는 하중을 상기 샤프트에 전달하기 위해 상기 하우징의 일측에 설치된 마그네틱 가진기와; 상기 베어링에서 발생되는 유막 압력을 측정하기 위해 상기 샤프트에 설치된 압력센서와; 상기 압력 센서를 통해 측정된 데이터를 외부의 측정장치로 연결시켜 주도록 상기 샤프트의 일단부에 설치된 슬립링;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

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

도 1에는 본 발명에 따른 엔진 베어링 시험용 리그를 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 마그네틱 가진기의 제어회로가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 베어링 시험용 리그는, 베드(bed) 또는 베이스(base)(10)와, 상기 베이스(10)에 설치된 하우징(housing)(20)과, 상기 하우징(20)에 지지되어 설치된 샤프트(shaft)(21)와, 상기 샤프트(21)에 설치된 엔진 베어링 또는 시험용 베어링(30)과, 상기 샤프트(21)에 베어링(30)에 작용하는 하중을 전달하기 위해 하우징(20)의 일측에 설치된 마그네틱 가진기(magnetic exciter)(40)와, 상기 베어링(30)에서 발생되는 유막 압력을 측정하기 위해 샤프트(21)에 설치된 압력센서(22)와, 상기 압력 센서(22)를 통해 측정된 데이터를 외부의 측정장치로 연결시켜 주도록 샤프트(21)의 일단부에 설치된 슬립링(slip ring)(23)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 베어링(30)에서 발생되는 마찰 손실을 측정하기 위해 베이스(10) 상에는 구동모터(51)와, 상기 구동모터(51)와 베어링(30) 사이의 베이스(10) 상에는 토크미터(torque meter)(52)가 설치된다.

상기 베어링(30)의 원주 방향으로 설치되어 이 베어링(30)의 온도분포를 측정토록 하는 열전대(thermometer)(24)가 마련된다. 그리고 상기 베어링(30) 내에 설치된 저널의 편심 위치를 측정하기 위해 베어링(30)에는 변위센서(53)가 설치된다.

그리고 상기 베어링(30)은 마그네틱 가진기(40)를 중심으로 동일한 것으로 좌우측에 각각 설치된다. 또한 상기 압력센서(22)의 데이터는 신호변환기(A/D converter)(60)를 거쳐 컴퓨터(70)에 정보가 저장되도록 설치된다.

이와 마찬가지로 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 변위센서(53)도 신호변환기 (60)와 연결되어 그 데이터를 컴퓨터(70)에서 활용토록 한다. 그리고 상기 열전대 (24)는 신호 인터페이스 보드(Interface Board)(61)를 거쳐 컴퓨터(70)에 데이터가 보내어진다.

한편, 도 1에서 설명되지 않은 참조부호 81은 플렉시블 커플링(flexible coupling)을 나타낸 것이고, 82는 마그네틱 가진기(40)를 제어하는 마그네틱 가진기 컨트롤러이며, 83은 구동모터(51)을 제어하는 DC 컨트롤러이다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엔진 베어링 시험용 리그의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 베어링 시험용 리그는, 엔진 베어링(30)의 동적 특성 및 마찰 특성을 측정하기 위한 것으로, 전술한 바와 같이 두개의 시험 베어링(30)에 의해 지지된다. 이와 같이 지지된 엔진 베어링(30)에 작용하는 하중은 마그네틱 가진기(40)에 의해 샤프트(21)에 전달되고, 마그네틱 가진기(40)의 폴(pole)의 형상 및 제어회로는 도 2에 도시된 바와 같다. 따라서 이러한 마드네틱 가진기(40)를 통해 샤프트(21)에 작용하는 하중은 이 제어회로에 의해 하중의 크기 및 주기 등이 조절된다.

우선, 상기 샤프트(21)의 회전에 따라 베어링(30)에서 발생하는 유막 압력은 샤프트(21)에 설치된 압력 센서(22)를 통해 측정되며, 이는 슬립링(23)을 통해 컴퓨터(70) 등의 외부 측정장치로 연결된다.

그리고 상기 베어링(30)에서 발생되는 마찰 손실은 구동모터(51)와 베어링 (30) 사이에 연결된 토크미터(52)에서 측정되고, 베어링(30)의 온도 분포는 베어링(30)에 원주 방향으로 설치된 열전대(24)를 통해 측정된다. 그리고 이 시험용 베어링(30)의 한쪽에서는 온도 분포를 측정하고, 다른 한쪽에서는 저널의 편심 위치를 측정한다.

한편, 두 개의 상기 베어링(30)의 동적 특성을 동일하게 유지하기 위해 양쪽의 베어링(30) 형상 및 치수는 동일하며, 마그네틱 가진기(40)로부터 각각 동일한 거리에 설치된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 베어링 시험용 리그는 다음과 같은 효과를 갖는다.

높은 회전수에서도 이에 상응하는 높은 가진 주파수를 갖고, 다양한 파형의하중 발생이 가능한 마그네틱 가진기를 이용한 하중 발생장치를 구비함으로서, 저널의 운동 궤적, 온도, 유막 압력, 및 마찰 특성에 대한 종합적인 측정 및 평가가 가능하다.

그리고 엔진 베어링계 설계에 앞서 리그 시험을 통해 베어링계 마찰 및 윤활 특성을 평가함으로써 엔진 베어링계의 신뢰성 및 최적 설계가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

베이스와;

상기 베이스에 설치된 하우징과;

상기 하우징에 지지되어 설치된 샤프트와;

상기 샤프트에 설치된 시험용의 베어링과;

상기 베어링에 작용하는 하중을 상기 샤프트에 전달하기 위해 상기 하우징의 일측에 설치된 마그네틱 가진기와;

상기 베어링에서 발생되는 유막 압력을 측정하기 위해 상기 샤프트에 설치된 압력센서와;

상기 압력 센서를 통해 측정된 데이터를 외부의 측정장치로 연결시켜 주도록 상기 샤프트의 일단부에 설치된 슬립링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 베어링 시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 베어링에서 발생되는 마찰 손실을 측정하기 위해 상기 베이스 상에는 구동모터와;

상기 구동모터와 상기 베어링 사이의 상기 베이스 상에 설치된 토크미터;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엔진 베어링 시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 베어링의 원주 방향으로 설치되어 상기 베어링의 온도분포를 측정토록 하는 열전대;를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엔진 베어링 시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 베어링 내에 설치된 저널의 편심 위치를 측정하기 위해 상기 베어링에 설치된 변위센서를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 엔진 베어링 시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 베어링은 상기 마그네틱 가진기를 중심으로 동일한 것으로 좌우측에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 베어링 시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 압력센서의 데이터는 신호변환기를 거쳐 컴퓨터에 정보가 저장되도록 설치된 것을 특징으로 하는 엔진 베어링 시험용 리그.