KR20030045422A

KR20030045422A - 엔진의 밸브 타이밍 확인 시스템

Info

Publication number: KR20030045422A
Application number: KR1020010076142A
Authority: KR
Inventors: 조창래
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-11

Abstract

본 발명은 엔진의 밸브 타이밍을 확인하도록 하는 장치에 관한 것으로서,

엔진의 크랭크샤프트가 일정한 위상으로 맞추어지도록 하는 크랭크샤프트 정위치수단과, 크랭크샤프트 스프로켓과 캠샤프트스프로켓의 타이밍마크와, 상기 타이밍마크를 검출하는 타이밍 정위치 확인수단과, 상기 크랭크샤프트 정위치수단 및 상기 타이밍 정위치 확인수단을 제어하는 컨트롤러로 구성된 엔진 밸브타이밍 확인시스템을 제공하여,

타이밍벨트의 조립 및 밸브타이밍의 조정작업 후 정확한 밸브타이밍 상태가 조정되었는지를 간단하고 정확하게 확인하여 엔진의 부조 및 출력저하의 원인이 되는 불량요인을 사전에 검출하여 조치할 수 있도록 함으로써, 불량률 저하에 따른 생산성 향상 및 품질 안정성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

Description

엔진의 밸브 타이밍 확인 시스템{A CONFIRM SYSTEM FOR VALVE TIMING OF ENGINE}

본 발명은 엔진의 밸브 타이밍을 확인하도록 하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 양산과정에서 수작업에 의해 이루어지는 타이밍벨트 장착작업 이후 정확한 밸브 타이밍 상태가 확보되었는지를 확인하도록 하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 타이밍벨트가 조립되는 것을 도 1을 참조하여 살펴보면, 엔진(100)에 워터펌프(102)를 장착한 후 크랭크샤프트 스프로켓(104)을 장착하고, 캠샤프트 스프로켓(106)을 장착한 후 벨트텐셔너풀리(108)를 가장착 하면서 아이들풀리(110)를 장착하며, 오토텐셔너(112)를 장착한 후 타이밍벨트(114)를 장착하고 상기 벨트텐셔너풀리(108)를 완전 장착한 후 상기 오토텐셔너(112)의 핀을 제거함으로써 이루어진다.

이와 같은 일련의 타이밍벨트 조립작업에서 가장 주의 해야하는 것은 밸브타이밍을 올바르게 조정해야 하는 것으로서, 이러한 밸브타이밍을 정확하게 조정하면서 타이밍벨트(114)를 조립하는 작업은 다음과 같은 요령에 의한다.

즉, 먼저 크랭크샤프트 스프로켓(104)에 표시된 타이밍마크(116)와 인근부품인 프론트커버에 표시된 타이밍마크(118)를 일치시킨 상태에서 타이밍벨트(114)를 걸고 고정지그(미도시)를 끼워서 타이밍벨트(114)의 유동이 없도록 하고, 다음으로 각 캠샤프트 스프로켓(106)에 표시된 타이밍마크(120)와 인근부품인 록커커버에 표시된 타이밍마크(122)와 일치 시킨 후 상기 타이밍벨트(114)를 거는 것이다.

그런데, 이때 상기 캠샤프트 스프로켓(106)은 유동상태여서 타이밍벨트(114)의 장착시 타이밍이 틀어질 우려가 있어서 특히 조심하여야 한다.

상기한 바와 같은 타이밍벨트(114)의 조립작업에서 밸브타이밍의 조정시에 작업자의 실수로 만약 밸브타이밍이 틀려지는 경우에는 실질적으로 그 확인이 불가능하여 그대로 출고된 경우 엔진의 출력부족 및 부조 등 심각한 불량의 요인이 되는 문제점이 있지만, 현재로서는 상기한 바와 같은 수작업에 의한 타이밍벨트(114)의 장착 및 밸브타이밍의 조정후 작업자의 육안에 의존한 확인작업에 의해 불량 발생의 소지를 제거하지 못하고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 타이밍벨트의 조립 및 밸브타이밍의 조정작업 후 정확한 밸브타이밍 상태가 조정되었는지를 정확하게 확인하여 엔진의 부조 및 출력저하의 원인이 되는 불량요인을 사전에 검출하여 조치할 수 있도록 한 엔진의 밸브타이밍 확인 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 엔진의 타이밍벨트 조립작업 및 밸브 타이밍 조정작업을 설명하기 위한 엔진 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 밸브 타이밍 확인 시스템의 구성도,

도 3은 본 발명의 작용을 설명한 순서도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 크랭크샤프트2: 크랭크샤프트 스프로켓

2-1: 돌기3: 캠샤프트 스프로켓

3-1: 홈10: 크랭크샤프트 정위치수단

11: 회전조정부12: 크랭크 정위치 확인센서

13: 볼트구멍14: 핀홀

15: 구동핀16: 모터

17, 27, 51: 에어실린더18,26: 직선가이드

20: 타이밍 정위치 확인수단21: 탐침로드

22: 확인센서23: 확인블록

24: 탐침파이프25: 스프링

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엔진의 밸브타이밍 확인 시스템은 엔진의 크랭크샤프트가 일정한 위상으로 맞추어지도록 하는 크랭크샤프트 정위치수단과, 크랭크샤프트 스프로켓과 캠샤프트 스프로켓의 타이밍마크와, 상기 타이밍마크를 검출하는 타이밍 정위치 확인수단과, 상기 크랭크샤프트 정위치수단및 상기 타이밍 정위치 확인수단을 제어하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명 엔진의 밸브타이밍 확인 시스템의 실시예를 도시한 구성도로서, 중앙에는 벨트타이밍을 확인해야 할 엔진(100)이 도시되어 있으며, 우측에는 엔진의 크랭크샤프트(1)가 일정한 위상으로 맞추어지도록 하는 크랭크샤프트 정위치수단(10)이 위치하고, 좌측으로는 크랭크샤프트 스프로켓(2)과 캠샤프트 스프로켓(3)의 타이밍마크를 검출하는 타이밍 정위치 확인수단(20)이 마련되어 있으며, 이들을 제어하는 컨트롤러(30)가 개념적으로 도시되어 있다.

상기 크랭크샤프트 정위치수단(10)은 크랭크샤프트(1)의 일단에 마련된 3개 이상의 고정위치표시수단과, 상기 고정위치표시수단과 결합하여 정해진 위상으로 크랭크샤프트를 회전시키는 회전조정부(11)와, 상기 회전조정부(11)에 의한 회전상태를 검출하는 크랭크 정위치 확인센서(12)와, 상기 회전조정부(11)를 이동시키는 조정부이동수단으로 구성되는데, 상기 고정위치표시수단으로 본 실시예에서는 크랭크샤프트(1)의 일단에 플라이휠의 결합 또는 자동변속기의 결합으로 파워트레인의 형성을 위해 미리 마련된 볼트구멍 및 핀홀 중에서 대략 3각형을 형성하도록 배치된 2개의 볼트구멍(13)과 한 개의 핀홀(14)을 이용하였다.

또한, 상기 회전조정부(11)는 상기 볼트구멍(13)과 핀홀(14)에 삽입될 3개의 구동핀(15)과, 상기 3개의 구동핀을 일체로 회전시키는 모터(16)로 구성하여, 이를 조정부이동수단인 에어실린더(17) 및 직선가이드(18)로 이동시킬 수 있도록 구성하였다.

한편, 상기 크랭크샤프트 스프로켓(2)의 타이밍마크는 크랭크샤프트 스프로켓(2)의 측면으로 돌출된 돌기(2-1)로 하였으며, 상기 캠샤프트 스프로켓(3)의 타이밍마크는 캠샤프트 스프로켓(3)의 측면에 형성된 홈(3-1)으로 하였는 바, 상기 타이밍 정위치 확인수단(20)은 상기 돌기(2-1)와 홈(3-1)에 접근하여 접촉되도록 탄지되는 탐침로드(21)와, 상기 탐침로드(21)의 움직임을 검출하는 확인센서(22)와, 상기 탐침로드(21) 및 확인센서(22)를 이동시키는 확인부이동수단으로 구성하였다.

여기서, 상기 탐침로드(21)는 확인블럭(23)에 고정되도록 설치된 탐침파이프(24)의 내부에 스프링(25)으로 탄지된 상태에서 섭동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 확인센서(22)는 상기 탐침파이프(24)에 그 길이방향으로 두 개의 확인센서(22)가 나란히 배치되어 그 확인센서(22)가 위치한 부위에 탐침로드(21)가 존재하는지의 여부를 검출할 수 있도록 되어 있다.

아울러, 상기 확인블럭(23)을 이동시키기 위한 확인부이동수단은 확인블럭(23)을 직선 이동시키는 직선가이드(26) 및 에어실린더(27)로 구성하였다.

한편, 상기 컨트롤러(30)는 PLC회로 등을 사용하여 상기 크랭크샤프트 정위치수단(10) 및 상기 타이밍 정위치 확인수단(20)을 제어하도록 하며, 도면에는 상기 검사대상의 엔진(100)을 지지하는 작업대(50)의 상하위치를 조절하는 에어실린더(51)를 아울러 제어할 수 있도록 표현되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3의 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

이전 공정에서 타이밍벨트가 장착된 엔진(100)이 도착되면 이를 확인하는 도착확인센서(미도시)에 의해 이를 파악하고 상기 에어실린더(17) 및 직선가이드(18)를 통해 크랭크샤프트 정위치수단(10)을 엔진으로 전진시킨다.

따라서, 상기 회전조정부(11)의 구동핀(15)이 크랭크샤프트(1)의 핀홀(14)과 볼트구멍(13)에 끼워지고, 회전조정부(11)를 구동하여 크랭크샤프트(1)를 회전시켜서 1번실린더의 피스톤이 압축 상사점에 위치하도록 하는 정해진 위상으로 만들고, 이를 상기 크랭크 정위치 확인센서(12)로 확인한다.

다음, 상기 타이밍 정위치 확인수단(20)으로 실질적인 밸브타이밍의 올바름을 확인하게 되는데, 이는 상기 컨트롤러(30)가 상기 에어실린더(27)를 구동하여 상기 확인블럭(23)을 엔진(100)쪽으로 이동시킴에 의해 이루어진다.

즉, 상기 확인블럭(23)이 에어실린더(27)에 의해 직선가이드(26)를 타고 엔진(100)쪽으로 이동하면서 도시되지 않은 전진위치센서에 의해 일정한 위치까지 이동된 상태에서, 상기 확인블럭(23)의 탐침로드(21)는 상기 크랭크샤프트 스프로켓의 돌기(2-1) 및 캠샤프트 스프로켓의 홈(3-1)에 각각 접촉하게 되며, 이때의 탐침로드(21)의 거동은 상기 스프링(25)에 의해 지지되어 그 작동의 신뢰성 및 안정성이 확보된다.

이때, 상기 확인블럭(23)의 정해진 이동량 만큼의 전진 후에는 상기 탐침로드(21)의 거동을 확인하고 있는 확인센서(22)의 검출신호를 판단하여 궁극적인 밸브타이밍의 올바름을 확인하게 되는바, 본 실시예의 도면에서는 상기 크랭크샤프트스프로켓에 돌출된 돌기(21)에 의해 하측의 탐침로드(21)는 두 확인센서(22)에 의해 모두 검출되는 상태가 올바른 타이밍의 상태임을 의미하게 되며, 상측은 캠샤프트 스프로켓의 타이밍마크인 홈(3-1)에 의해 상측의 탐침로드(21)가 두 확인센서(22)중 엔진쪽에 위치한 확인센서에 의해서만 검출되는 상태가 올바른 밸브타이밍의 상태임을 의미하게 된다.

즉, 상기한 바와 같은 상태에서의 확인센서(22)들의 신호에 의해 상기 컨트롤러(30)는 엔진의 밸브타이밍이 정확하게 조정되었는지를 확인하게 되는 것이다. 상기와 같은 확인센서(22)에 의한 엔진 밸브타이밍의 확인 결과 정확한 밸브타이밍 상태가 확인되면 다음공정으로 이동시키고, 그렇지 못한 경우에는 물론, 밸브타이밍을 재조정할 수 있는 공정으로 이송시키도록 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 타이밍벨트의 조립 및 밸브타이밍의 조정작업 후 정확한 밸브타이밍 상태가 조정되었는지를 간단하고 정확하게 확인하여 엔진의 부조 및 출력저하의 원인이 되는 불량요인을 사전에 검출하여 조치할 수 있도록 함으로써, 불량률 저하에 따른 생산성 향상 및 품질 안정성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

Claims

엔진의 크랭크샤프트가 일정한 위상으로 맞추어지도록 하는 크랭크샤프트 정위치수단과;

크랭크샤프트 스프로켓과 캠샤프트스프로켓의 타이밍마크와,

상기 타이밍마크를 검출하는 타이밍 정위치 확인수단과,

상기 크랭크샤프트 정위치수단 및 상기 타이밍 정위치 확인수단을 제어하는 컨트롤러

로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 타이밍 확인 시스템.
제1항에 있어서,

상기 크랭크샤프트 정위치수단은

크랭크샤프트의 일단에 마련된 3개 이상의 고정위치표시수단과,

상기 고정위치표시수단과 결합하여 정해진 위상으로 크랭크샤프트를 회전시키는 회전조정부와,

상기 회전조정부에 의한 회전상태를 검출하는 크랭크 정위치 확인센서와,

상기 회전조정부를 이동시키는 조정부이동수단

으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브타이밍 확인 시스템
제2항에 있어서,

상기 고정위치표시수단은

크랭크샤프트의 일단에 파워트레인의 형성을 위해 형성된 2개의 볼트구멍과 한 개의 핀홀로 이루어지고;

상기 회전조정부는 상기 볼트구멍과 핀홀에 삽입될 3개의 구동핀과,

상기 3개의 구동핀을 일체로 회전시키는 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브타이밍 확인 시스템.
제2항에 있어서,

상기 조정부이동수단은 상기 회전조정부를 직선이동시키는 에어실린더 및 직선가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브타이밍 확인 시스템.
제1항에 있어서,

상기 크랭크샤프트 스프로켓의 타이밍마크는 크랭크샤프트 스프로켓의 측면으로 돌출된 돌기이며,

상기 캠샤프트스프로켓의 타이밍마크는 캠샤프트스프로켓의 측면에 형성된 홈

으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 타이밍 확인 시스템.
제5항에 있어서,

상기 타이밍 정위치 확인수단은 상기 돌기와 홈에 접근하여 접촉되도록 탄지되는 탐침로드와,

상기 탐침로드의 움직임을 검출하는 확인센서와,

상기 탐침로드 및 확인센서를 이동시키는 확인부이동수단

으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 타이밍 확인 시스템.
제6항에 있어서,

상기 확인부이동수단은 상기 탐침로드 및 확인센서를 고정하여 지지하는 확인블럭을 직선 이동시키는 직선가이드 및 에어실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 밸브 타이밍 확인 시스템.