KR20030035365A - 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치 - Google Patents

엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치에 관한 것으로, 차량의 엔진에 적용되는 실린더 헤드커버와 가스켓을 실험실내 장비에 장착한 다음, 이에 실차 운전시와 동일하게 온도와 압력 및 진동을 인위적으로 부여하여 내구성능을 평가할 수 있도록 함으로써, 실린더 헤드커버와 가스켓에 대한 내구성능의 평가를 단시간내에 수행할 수 있음과 더불어, 이에 소요되는 비용도 줄여 경제적인 측면을 고려할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 실린더 헤드를 상사하여 제작한 더미평판(10)과, 이 더미평판(10)의 상부에 결합되어 내부에 소정의 폐공간을 형성하는 실린더 헤드커버(12) 및, 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이의 접합면으로 삽입되어 설치되는 가스켓(14)으로 이루어진 기본장치에, 엔진 오일의 온도를 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 온도조절수단과, 실린더 헤드커버내에 작용하는 압력을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 압력조절수단 및, 실린더 헤드커버와 가스켓에 작용하는 진동을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 진동조절수단이 부가되어 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치{endurance tester for cylinder head cover and gasket of an engine}
본 발명은 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진에 적용되는 실린더 헤드커버와 가스켓을 실차 운전시와 동일한 조건하에서 내구성능에 대한 시험을 시행할 수 있도록 하여, 단시간내 실린더 헤드커버와 가스켓에 대한 내구성능의 평가는 물론 이들의 개발에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 저감시킬 수 있도록 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진은 실린더 헤드커버와 실린더 블럭이 형성하는 연소실내에 적정 비율의 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 분사시켜 연소시킴으로써 발생하는 운동에너지를 차량의 구동에 이용하도록 하는 장치인 것이다.
그리고, 상기 엔진의 연소실내에서 혼합기의 연소시 발생하는 연소가스의 팽창력은 차량의 구동에 소요되는 에너지로 변환됨에 있어 동력의 효율적인 이용을 위해, 상기 실린더 헤드커버와 실린더 블럭 사이에는 연소가스의 누설을 방지하기 위한 가스켓과 같은 밀봉재가 사용되고 있는 실정이다.
또한, 근래에 들어서는 부품의 경량화에 따른 연비 및 동력성능의 향상을 위해 중량이 가벼운 소재를 이용하여 엔진을 제작하는 방안도 대두되고 있는 실정으로, 이에 따라 알루미늄 합금을 이용한 엔진의 제작이 활발하게 이루어지고 있다.
한편, 상기 엔진에 있어 실린더 헤드커버와 가스켓에 대한 내구 신뢰성을 평가하기 위해서는 실제 차량에 개발된 실린더 헤드커버와 가스켓을 각각 설치한 다음, 주행 테스트를 거쳐 부품에 대한 내구 신뢰성을 검증하도록 되어 있다.
그런데, 상기와 같은 종래의 방법으로는 개발된 부품을 실차에 조립해야 함은 물론, 소정의 기간에 걸쳐 주행 테스트까지 거쳐야 하므로, 시간과 경제적인 측면에서 불리하다는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 엔진에 적용되는 실린더 헤드커버와 가스켓을 실험실내 장비에 장착한 다음, 이에 실차 운전시와 동일하게 온도와 압력 및 진동을 인위적으로 부여하여 내구성능을 평가할 수 있도록 함으로써, 실린더 헤드커버와 가스켓에 대한 내구성능의 평가를 단시간내에 수행할 수 있음과 더불어, 이에 소요되는 비용도 줄여 경제적인 측면을 고려할 수 있도록 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 헤드를 상사하여 제작한 더미평판과, 이 더미평판의 상부에 결합되어 내부에 소정의 폐공간을 형성하는 실린더 헤드커버 및, 상기 더미평판과 실린더 헤드커버 사이의 접합면으로 삽입되어 설치되는 가스켓으로 이루어진 기본장치에, 엔진 오일의 온도를 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 온도조절수단과, 실린더 헤드커버내에 작용하는 압력을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 압력조절수단 및, 실린더 헤드커버와 가스켓에 작용하는 진동을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 진동조절수단이 부가되어 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치를 개략적으로 도시한 구성도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-더미평판12-실린더 헤드커버
14-가스켓16-공급 및 회수관로
18-오일저장탱크20-오일순환펌프
22-히터24-쿨러
26-연통관로28-공기압축기
30-베이스판32-마운팅 브라켓트
34-아이들축36-캠부재
38-구동모터40-리턴스프링
42-구동풀리44-종동풀리
46-벨트48-제어유니트
50-압력감지센서52-온도감지센서
54-회전속도감지센서
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드커버내로 유동하는 엔진 오일의 온도와, 실린더 헤드커버내에 작용하는 압력 및, 실린더 헤드커버와 가스켓에 작용하는 진동을 각각 실제 차량에 있어 엔진의 가동시와 동일한 환경조건으로 적용하여 실린더 헤드커버와 가스켓에 대한 내구성능을 필드가 아닌 실험실에서 단시간내에 작은 비용으로도 용이하게 평가할 수 있도록 하는 구성이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 실린더 헤드커버와 가스켓에 대한 내구성능 시험장치는 엔진 오일의 온도를 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 온도조절수단과, 실린더 헤드커버내에 작용하는 압력을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 압력조절수단 및, 실린더 헤드커버와 가스켓에 작용하는 진동을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 진동조절수단을 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 내구성능 시험장치는 실린더 헤드를 상사하여 제작한 더미평판(10)과, 이 더미평판(10)의 상부에 결합되어 내부에 소정의 폐공간을 형성하는실린더 헤드커버(12) 및, 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이의 접합면으로 삽입되어 설치되는 가스켓(14)을 포함하는 기본장치에 부가되는 것이다.
먼저, 상기 온도조절수단은 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이의 공간으로 엔진 오일을 강제순환방식으로 공급될 수 있도록 이에 공급 및 회수관로(16)를 매개로 연통됨과 더불어 내부에 소정량의 엔진 오일을 저장하고 있는 오일저장탱크(18)와, 이 오일저장탱크(18)내에 엔진 오일의 가압하여 송출하기 위해 구비된 오일순환펌프(20) 및, 상기 오일저장탱크(18)내에 수용된 엔진 오일의 온도를 상승 내지 하강시켜 실차 운전시와 동일한 수준으로 조절하기 위해 내설되는 히터(22)와 쿨러(24)로 이루어진다.
그리고, 상기 압력조절수단은 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이의 공간으로 고압의 압축공기를 공급하도록 연통관로(26)를 매개로 연결됨과 더불어, 외기를 공급받아 이를 고압으로 압축하는 공기압축기(28)로 이루어진다.
또한, 상기 진동조절수단은 상기 더미평판(10)의 하부에 설치된 베이스판(30)과, 이 베이스판(30)의 상부에 마운팅 브라켓트(32)를 매개로 공회전이 자유롭게 설치된 아이들축(34), 이 아이들축(34)상에 고정되어 상기 더미평판(10)의 저면에 주기적으로 간헐적인 압축력을 부여하는 캠부재(36) 및, 이 캠부재(36)의 회전에 필요한 구동력을 공급하도록 상기 아이들축(34)과 동력전달수단을 매개로 연결된 구동모터(38)로 이루어진다.
여기서, 상기 더미평판(10)과 베이스판(30) 사이에는 이들 사이의 이격거리를 탄력적으로 유지시키도록 하는 리턴스프링(40)이 설치되어 있는 바, 이 리턴스프링(40)은 상기 더미평판(10)의 저면이 캠부재(36)의 회전에 따라 주기적으로 가압됨에 있어 가압력의 해지시 더미평판(10)이 원래의 위치로 복원시킬 수 있도록 해 준다.
그리고, 상기 아이들축(34)과 구동모터(38) 사이를 연결하는 동력전달수단은 도시된 바와 같이, 상기 아이들축(34)과 상기 구동모터(38)의 회전축(38a)상에 각각 고정된 구동풀리(42)와 종동풀리(44) 및 이들 사이에 설치된 벨트(46)를 포함하는 벨트식 동력전달방식으로 이루어진다.
또한, 상기 벨트식 동력전달방식을 대신하여 상기 아이들축(34)과 상기 구동모터(38)의 회전축(38a)상에 각각 고정된 구동스프라켓과 종동스프라켓 및 이들 사이에 설치된 체인(이상 도시안됨)을 포함하는 체인식 동력전달방식 내지, 상기 아이들축(34)과 상기 구동모터(38)의 회전축(38a)상에 각각 고정된 구동기어와 종동기어(이상 도시안됨)를 서로 치합시키는 기어치합식 동력전달방식 등을 채택할 수도 있다.
한편, 상기 오일순환펌프(20)와 공기압축기(28) 및 구동모터(38)는 각각 제어유니트(48)에 의한 제어를 통해 실차 운전시와 같은 조건에서와 동일한 환경을 맞출 수 있도록 상기 엔진 오일의 온도와, 상기 실린더 헤드커버(12)내에 작용하는 압력 및, 상기 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)에 작용하는 진동을 각각 적절하게 조절하여 상기 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)에 각각 부여하도록 구성된다.
이를 위해, 상기 실린더 헤드커버(12)에는 내부에 작용하는 압력을 측정하기 위한 압력감지센서(50)가 설치되고,
상기 오일저장탱크(18)내에는 상기 실린더 헤드커버(12)내로 유동되는 엔진 오일의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(52)가 설치되며,
상기 구동모터(38)에는 캠부재(36)를 매개로 하여 상기 더미평판(10)에 가하는 진동의 정도를 측정하기 위해 구동모터(38)의 회전을 측정하기 위한 회전속도감지센서(54)가 설치되어 있다.
이에 따라, 상기 압력감지센서(50)와 온도감지센서(52) 및 회전속도감지센서(54)는 각각 제어유니트(48)에 검출된 압력과 온도 및 회전속도를 입력하게 되며, 상기 제어유니트(48)는 이들로부터 입력되는 검출신호를 통해 이들을 엔진의 실제 가동상태와 동일한 조건과 부합될 수 있도록 피드백 제어를 하게 된다.
즉, 이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 제어유니트(48)는 상기 공기압축기(28)의 작동을 제어하여 상기 실린더 헤드커버(12)내의 압력을 조절하게 되고, 상기 히터(22)와 쿨러(24)의 작동을 제어하여 상기 실린더 헤드커버(12)내로 유동하는 엔진 오일의 온도를 조절하게 되며, 상기 구동모터(38)의 작동을 제어하여 상기 실린더 헤드커버(12)에 가해지는 진동을 조절하게 된다.
따라서, 상기와 같이 구성된 내구성능 시험장치를 매개로 하여 상기 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)에 대한 내구시험을 수행하게 되면, 실제 필드에서 차량의 엔진에 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)을 각각 설치한 상태에서 시험을 실시하지 않아도, 실험실에서 간편한 장치만의 구성으로도 상기 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)에 대한 내구시험을 수행할 수 있으므로, 내구성능에 대한 평가를 단시간내에 할 수 있게 된다.
아울러, 새로운 부품의 개발시 소요되는 기간도 단축시킬 수 있으므로, 개발비용의 절감을 도모할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치에 의하면, 차량의 엔진에 있어 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)에 대한 내구성능의 평가를 실제 필드에서 수행하지 않고 실험실에서 단시간내에 시행할 수 있음에 따라, 시간과 비용의 절감을 도모하는 효과가 있게 된다.

Claims (8)

  1. 실린더 헤드를 상사하여 제작한 더미평판(10)과, 이 더미평판(10)의 상부에 결합되어 내부에 소정의 폐공간을 형성하는 실린더 헤드커버(12) 및, 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이의 접합면으로 삽입되어 설치되는 가스켓(14)으로 이루어진 기본장치에, 엔진 오일의 온도를 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 온도조절수단과, 실린더 헤드커버내에 작용하는 압력을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 압력조절수단 및, 실린더 헤드커버와 가스켓에 작용하는 진동을 실차 운전시와 동일한 조건으로 조절하기 위한 진동조절수단이 부가되어 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도조절수단은 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이에 엔진 오일의 공급을 위해 공급 및 회수관로(16)를 매개로 연결되는 오일저장탱크(18)와, 이 오일저장탱크(18)내에 엔진 오일의 송출을 위해 마련된 오일순환펌프(20) 및, 상기 오일저장탱크(18)내에 수용된 엔진 오일의 온도 조절을 위해 내설되는 히터(22)와 쿨러(24)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력조절수단은 상기 더미평판(10)과 실린더 헤드커버(12) 사이에 고압의 압축공기를 공급하도록 연통관로(26)를 매개로 연결된 공기압축기(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동조절수단은 상기 더미평판(10)의 하부에 설치된 베이스판(30)과, 이 베이스판(30)에 마운팅 브라켓트(32)를 매개로 설치된 아이들축(34), 이 아이들축(34)상에 고정되어 상기 더미평판(10)에 주기적인 압축력을 부여하는 캠부재(36) 및, 이 캠부재(36)의 회전을 도모하는 구동모터(38)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 더미평판(10)과 베이스판(30) 사이에는 캠부재(36)의 회전에 따른 더미평판(10)의 주기적인 진동을 위해 더미평판(10)을 탄력적으로 지지하는 리턴스프링(40)이 설치된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용내구성능 시험장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 아이들축(34)과 구동모터(38) 사이의 동력전달은 상기 아이들축(34)에 고정된 구동풀리(42)와, 상기 구동모터(38)의 회전축(38a)상에 고정된 종동풀리(44) 및, 상기 구동풀리(42)와 종동풀리(44)사이에 설치된 벨트(46)를 매개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일순환펌프(20)와 공기압축기(28) 및 구동모터(38)는 각각 제어유니트(48)에 의한 제어를 통해 상기 엔진 오일의 온도와, 상기 실린더 헤드커버(12)내에 작용하는 압력 및, 상기 실린더 헤드커버(12)와 가스켓(14)에 작용하는 진동을 각각 실차 운전시와 같은 조건에서와 동일한 환경을 맞출 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더 헤드커버(12)에는 내부에 작용하는 압력을 측정하기 위한 압력감지센서(50)가 설치되고, 상기 오일저장탱크(18)내에는 상기 실린더 헤드커버(12)내로 유동되는 엔진 오일의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(52)가 설치되며, 상기 구동모터(38)에는 캠부재(36)를 매개로 하여 상기 더미평판(10)에 가하는 진동의 정도를 측정하기 위해 구동모터(38)의 회전을 측정하기 위한 회전속도감지센서(54)가 설치되어, 상기 제어유니트(48)는 압력감지센서(50)와 온도감지센서(52) 및 회전속도감지센서(54)를 매개로 상기 오일순환펌프(20)와 공기압축기(28) 및 구동모터(38)를 피드백 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 엔진의 실린더 헤드커버와 가스켓용 내구성능 시험장치.
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