KR20030018585A - 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템에 관한 것으로, 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 냉각시키는 장치로부터 직접 가스나 공기를 포집하여 이의 발생 장소를 손쉽게 파악함은 물론 소형으로 구성되어 차량의 라디에이터를 이용하여 직접 실험할 수 도 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진으로 냉각수를 순환시키는 라디에이터인 냉각수냉각기(2)에 구비된 압력캡(5)에 투명 튜브(3b)를 매개로 연결된 냉각수공급기(3)와, 이 공급기(3)에 구비된 압력캡(3a)에 투명 튜브(3c)로 연결된 가스채집기(10) 및 이 가스채집기(10)내의 가스 성분을 측정·분석하는 가스분석기(20)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템{Laboratory system for leaking engine burning gas in vehicle}

본 발명은 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 작동에 의한 연소가스의 누출을 냉각수의 순환을 통해 측정할 수 있도록 된 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 경우 내부에서 고온·고압으로 폭발하여 회전력을 얻는 내연기관을 엔진으로 사용하게 되는데, 이와 같은 엔진은 동력을 발생하는 부분으로서 실린더블락과 크랭크케이스, 실린더헤드, 피스톤, 크랭크축, 플라이휠, 캠축, 밸브기구등과 같이 많은 장치들로 이루어지게 된다.

즉, 이와 같이 여러 장치들로 이루어진 엔진은 실린더헤드부위에 구비된 밸브기구를 작동시켜 외부 공기와 인젝터에서 분사되는 연료를 실린더에 형성된 밀폐된 연소실로 공급하여 압축하면서 폭발시켜 작동되는 피스톤의 왕복운동을 크랭크케이스에 구비된 크랭크샤프트를 통해 회전운동으로 변환하여 차량의 동력을 얻게 된다.

이와 같은 차량용 엔진은 고온·고압을 형성하는 연소실의 기밀이 매우 중요하고 이를 위해 통상, 연소실이 형성된 실린더블락과 실린더헤드사이에 기밀을 유지하는 개스켓을 개재시키게 되지만, 차량용 엔진의 개발 시에는 실제 엔진을 작동시켜 연소된 가스가 실린더블락과 실린더헤드사이를 통해 누출되는지 여부를 반드시 실험하게 되고, 이와 같은 실험은 엔진을 순환하는 엔진 냉각수를 이용하여 누출되는 가스를 포집하여 파악하게 된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 작동 시 엔진에서 배출되는 냉각수의 양을 조절하는 서모스테틱(Thermostatic)밸브(1)와, 이 밸브(1)를 통해 유입된 고온의 냉각수를 냉각시키도록 열교환을 하는 냉각수냉각기(2), 이 냉각기(2)로부터 냉각된 냉각수를 유입하면서 냉각수의 잔존 용량 부족 시 플로터(3a)를 매개로 감지하여 보충함과 더불어 엔진으로 냉각수를 순환펌프(4)를 통해 재 공급하는 냉각수공급기(3) 및 이 공급기(3)의 상부로 구비되어 엔진으로부터 유입되는 냉각수와 함께 유입된 연소가스의 배출 시 눈으로 확인할 수 있도록 투명한 튜브(5a)가 구비된 압력캡(5)으로 이루어진다.

여기서, 상기 냉각수냉각기(2)는 통상적인 열교환기로서 차량의 라디에이터를 이용할 수 도 있음은 물론이다.

한편, 상기 압력캡(5)으로 배출되는 가스는 통상, 다음과 같은 경우에 발생되는데 즉, 열교환기인 냉각수냉각기(2)나 또는 라디에이터내에서 발생된 공기가 상기 냉각수공급기(3)로 유입되는 경우나 또는, 엔진내를 순환하는 냉각수가 증발되어 수증기형태로 상기 냉각수냉각기(2)로 들어온 후 냉각수공급기(3)로 유입되는 경우 또는, 엔진의 실린더블락과 실린더헤드사이의 헤드 개스켓에서 누출된 연소가스가 엔진의 냉각수 홀을 통해 냉각수로 들어온 후 냉각수공급기(3)로 유입되는 경우 등 여러 가지가 존재하게 된다.

이때, 엔진내를 순환하는 냉각수가 증발되는 경우나 또는 실린더블락과 실린더헤드사이의 헤드 개스켓에서 연소가스가 누출되는 경우는 매우 심각한 문제 즉, 엔진이 과열되어 피스톤의 소착등이 발생될 수 있어 이와 같은 현상의 발생 시 실험을 즉각 중단하고 엔진의 설계 사양을 재 고려해야 되는 상황으로 가게됨은 물론이다.

그러나, 이와 같이 엔진에 심각한 영향을 주는 냉각수 증발에 의한 공기나 연소가스의 확인 작업이 냉각수공급기(3)의 상부로 구비된 압력캡(5)을 통해 투명튜브(5a)로 물과 함께 배출되는 현상을 실험자가 육안으로 확인하는 수준에 그치게 되므로, 이와 같이 투명 튜브(5a)로 물과 함께 배출되는 공기나 가스를 확인하는 것도 어려울 뿐만 아니라 그 발생원인과 장소의 파악도 매우 어려운 문제가 있게 된다.

이에 따라, 엔진이외의 장소에서 발생되는 공기를 차단하여 공기 발생장소의 파악이 쉽도록 냉각수냉각기(2)를 열교환기가 아닌 라디에이터로 대체하게 되지만 이의 경우에도 만약, 엔진에서 연소가스가 누출되는 경우 상기 압력캡(5)을 통해 물과 함께 배출되므로 이의 확인이나 장소의 파악이 역시 어려움을 갖게 됨은 물론이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 냉각시키는 장치로부터 직접 가스나 공기를 포집하여 이의 발생 장소를 손쉽게 파악함은 물론 소형으로 구성되어 차량의 라디에이터를 이용하여 직접 실험할 수 도 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진으로 냉각수를 순환시키는 라디에이터인 냉각수냉각기에 구비된 압력캡에 투명 튜브를 매개로 연결된 냉각수공급기와, 이 공급기에 구비된 압력캡에 투명 튜브로 연결된 가스채집기 및 이 가스채집기내의 가스 성분을 측정·분석하는 가스분석기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밸브2 : 냉각수냉각기

3 : 냉각수공급기3b,3c,5a : 튜브

4 : 순환펌프5,3a,10a : 압력캡

10 : 가스채집기10b : 압력계

20 ; 가스분석기

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 엔진으로 냉각수를 순환시키는 라디에이터인 냉각수냉각기(2)에 구비된 압력캡(5)에 투명 튜브(3b)를 매개로 연결된 냉각수공급기(3)와, 이 공급기(3)에 구비된 압력캡(3a)에 투명 튜브(3c)로 연결된 가스채집기(10) 및 이 가스채집기(10)내의 가스 성분을 측정·분석하는 가스분석기(20)로 이루어진다.

여기서, 상기 가스채집기(10)에는 압력을 표시하는 압력계(10b)가 결합된 압력캡(10a)가 구비되어진다.

또한, 상기 냉각수냉각기(2)의 압력캡(5)과 냉각수공급기(3)의 압력캡(3a) 및 가스채집기(10)의 압력캡(10a)은 냉각수냉각기(2)로 유입된 가스가 냉각수공급기(3)를 통해 가스채집기(10)로 순차적으로 흘러 유입되도록 그 작동압력이 각각 0.8 - 0.9bar와 0.3 - 0.4bar 및 0.1 - 0.2bar로 순차적으로 감소되어진다.

이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.

먼저, 실제 차량의 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 냉각시킨 후 재 유입시키는 라디에이터인 냉각수냉각기(2)에 구비된 압력캡(5)에 투명튜브(3b)를 매개로 냉각수공급기(3)를 연결한 다음, 이 냉각수공급기(3)의 압력캡(3a)에도 동일한 투명튜브(3c)를 매개로 가스채집기(10)를 연결하게 된다.

이와 같이, 차량의 라디에이터인 냉각수냉각기(2)에 투명튜브(3b,3c)를 매개로 냉각수공급기(3)와 가스채집기(10)를 연결한 다음, 엔진을 작동시키게 되면 엔진의 작동과 함께 엔진을 순환하는 냉각수가 냉각수냉각기(2)로 유입되어 냉각된 후 엔진으로 재 공급되어지게 된다.

이어, 엔진의 계속적인 작동에 따라 가스등이 냉각수와 함께 냉각수냉각기(2)로 유입되어 내부 압력이 약 0.8 - 0.9bar 이상으로 상승되면 이 압력에 따라 압력캡(5)이 열리면서 냉각수와 함께 가스가 압력캡(5)을 통해 투명튜브(3b)로 연결된 냉각수공급기(3)로 유입되고 이에 따라, 상기 냉각수냉각기(2)내 압력이 저하되어지면 유입된 가스는 남고 냉각수만 다시 투명튜브(3b)를 통해 냉각수냉각기(2)로 재 유입되어진다.

즉, 이와 같은 실험을 하는 동안 상기 냉각수공급기(3)에 냉각수가 부족하게 되면 냉각수공급기(3)의 냉각수가 압력캡(5)에 연결된 투명튜브(3b)를 통해 냉각수냉각기(2)로 지속적으로 보충되어진다.

이후, 이와같은 과정이 계속적으로 반복되어 상기 냉각수공급기(3)의 내부 압력이 약 0.3 - 0.4bar 이상으로 상승되면 이 압력에 따라 압력캡(3a)이 열리면서 가스가 투명튜브(3b)로 연결된 가스채집기(10)로 유입되고 이에 따라, 상기 가스채집기(10)로 포집된 가스를 가스분석기(20)를 통해 분석하여 가스의 발생부위에 대한 정보를 얻게 된다.

즉, 상기 가스분석기(20)가 CO나 CO2 성분을 감지하면 연료의 연소에 의해 발생되는 가스이므로 이는 결국, 엔진의 헤드개스켓트의 기밀 불량으로 이한 누출임을 알 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 실제 차량을 대상으로 실험할 수 있도록 엔진으로부터 배출되는 냉각수를 냉각·순환시키는 라디에이터를 이용함은 물론 포집된 가스의 성분 분석으로부터 가스의 누출 부위에 대한 장소를 손쉽게 파악될 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

1. 엔진으로 냉각수를 순환시키는 냉각수냉각기(2)에 구비된 압력캡(5)에 투명 튜브(3b)를 매개로 연결된 냉각수공급기(3)와, 이 공급기(3)에 구비된 압력캡(3a)에 투명 튜브(3c)로 연결된 가스채집기(10) 및 이 가스채집기(10)내의 가스 성분을 측정·분석하는 가스분석기(20)로 이루어진 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가스채집기(10)에는 압력을 표시하는 압력계(10b)가 결합된 압력캡(10a)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수냉각기(2)의 압력캡(5)과 냉각수공급기(3)의 압력캡(3a) 및 가스채집기(10)의 압력캡(10a)은 냉각수냉각기(2)로 유입된 가스가 냉각수공급기(3)를 통해 가스채집기(10)로 순차적으로 흘러 유입되도록 그 작동압력이 순차적으로 감소되어지는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 압력캡(5,3a,10a)의 작동압력이 각각 0.8 - 0.9bar와 0.3 - 0.4bar 및 0.1 - 0.2bar인 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수냉각기(2)는 차량의 수냉식 냉각시스템을 구성하는 라디에이터인 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 연소가스 누출 실험시스템.