KR20030047396A - Valve clearance measuring method and its apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캠 샤프트의 캠부를 감싸는 형태로 그 사이 거리를 검출하고 이 값을 이용하여 밸브 간극을 검출함으로써, 측정이 용이하게 이루어지고 특히 누구나 쉽게 밸브 간극을 검출할 수 있는 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a valve gap measuring method and a measuring device, and more particularly, by detecting the distance between them in the form of surrounding the cam portion of the camshaft and detecting the valve gap using this value, in particular, the measurement is made easy. The present invention relates to a valve gap measuring method and a measuring device that anyone can easily detect the valve gap.
일반적으로 엔진과 같은 구동 장치에는 혼합기(또는 흡기 및 연료)를 실린더 내부에 공급하거나 연소 후 발생된 배기가스를 엔진 외부로 배출시켜 주기 위한 흡배기 밸브 시스템이 구비되어 있다.Generally, a driving device such as an engine is provided with an intake and exhaust valve system for supplying a mixer (or intake and fuel) inside a cylinder or for discharging exhaust gas generated after combustion to the outside of the engine.
상기 흡배기 밸브 시스템은, 첨부도면 도 4에서 도시한 바와 같이, 실린더 헤드(100)의 상부에 연소실과 통하도록 설치된 흡배기 밸브(10)와, 이 실린더 헤드(100)의 상면에 위치하여 크랭크 샤프트의 회전으로 상기 흡배기 밸브(10)를 개폐시켜 주는 캠 샤프트(20)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 캠 샤프트(20)는 캠부(21)가 흡배기 밸브(10)의 상면과 접하도록 설치되고, 이렇게 설치된 캠(21)이 상기 캠 샤프트(20)가 회전함에 따라 흡배기 밸브(10)를 눌러 개폐가 이루어지게 된다.As shown in FIG. 4, the intake and exhaust valve system includes an intake and exhaust valve 10 installed at an upper portion of the cylinder head 100 so as to communicate with a combustion chamber, and located on an upper surface of the cylinder head 100. It comprises a cam shaft 20 for opening and closing the intake and exhaust valve 10 by rotation. At this time, the cam shaft 20 is installed so that the cam portion 21 is in contact with the upper surface of the intake and exhaust valve 10, the cam 21 is installed so that the intake and exhaust valve 10 as the cam shaft 20 rotates. Press to open and close.
특히, 상기 흡배기 밸브(10)는 연소실을 구성하기 때문에 연소열에 의해 흡배기 밸브(10)가 열팽창을 하게 되는데, 스틸재로 이루어진 흡배기 밸브(10)의 열팽창으로 다른 구성 요소들이 파괴되거나 흡배기 밸브의 개폐가 제대로 이루어지지 않는 것을 막기 위해 상기 흡배기 밸브(10)와 캠 샤프트(20) 사이에는 일정한 밸브 간극(valve clearance)를 두게 된다.In particular, since the intake and exhaust valve 10 constitutes a combustion chamber, the intake and exhaust valve 10 is thermally expanded by the heat of combustion, and thermal expansion of the intake and exhaust valve 10 made of steel destroys other components or opens and closes the intake and exhaust valves. There is a constant valve clearance (valve clearance) between the intake and exhaust valve 10 and the cam shaft 20 in order to prevent incorrectly made.
이러한 밸브 간극은 상기 흡배기 밸브(10)의 상부에 장착되는 태핏(11)과 캠부(21) 사이에 엔진에 맞는 두께를 가진 간극 게이지(thickness gauge)(30)를 끼워 조절하게 된다. 이때, 상기 밸브 간극은 흡배기 밸브(10)가 눌려지지 않은 상태에서 이루어지게 된다.The valve gap is adjusted by inserting a thickness gauge 30 having a thickness suitable for the engine between the tappet 11 and the cam portion 21 mounted on the upper portion of the intake and exhaust valve 10. At this time, the valve gap is made in a state that the intake and exhaust valve 10 is not pressed.
그러나, 종래의 밸브 간극 조절은 캠부(21)와 태핏(11) 사이에 간극 게이지(30)를 끼워 이 게이지가 미끌리는 정도에 따라 간극을 조절하기 때문에 숙련 정도에 따라 밸브 간극 조절 정도가 달라지게 되는 문제가 발생하게 되었다.However, in the conventional valve clearance adjustment, since the gap gauge 30 is inserted between the cam portion 21 and the tappet 11 to adjust the gap according to the degree of sliding of the gauge, the degree of valve clearance adjustment varies according to the skill level. The problem arises.
또한, 밸브 간격이 작업자마다 다르기 때문에 밸브 간극이 너무 커서 캠부(21)가 회전하면서 태핏(11)을 때리면서 소음을 발생시키거나 반대로 밸브 간극이 너무 적어 열팽창에 의해 다른 구성품들을 파손시키게 되어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.In addition, since the valve gap is different for each operator, the valve gap is too large to generate noise while hitting the tappet 11 while the cam portion 21 rotates, or on the contrary, the valve gap is too small to damage other components due to thermal expansion. This became necessary.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 양쪽 캠부와 태핏 사이에 각각 측정구를 위치하여 그 사이의 거리를 통해 간극을 측정할 수 있게 함으로써,객관적으로 정확한 밸브 간극을 검출할 수 있는 밸브 간극 측정 방법 및 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of this point, and by placing the measuring spheres between the cam portions and the tappets respectively, the gap can be measured through the distance therebetween, so that the valve gap can be objectively detected. It is an object of the present invention to provide a measuring method and a measuring device.
도 1은 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치의 구성을 나타내는 구성도,1 is a configuration diagram showing a configuration of a valve gap measurement device according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따르는 밸브 간극을 측정하는 방법을 설명하기 위한 단면도,2 is a cross-sectional view for explaining a method for measuring a valve gap according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치를 이용한 측정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트,3 is a flowchart illustrating a measuring method using the valve gap measuring device according to the present invention;
도 4는 종래의 밸브 간극 측정 방법을 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing a conventional valve gap measuring method.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
10 : 흡배기 밸브 11 : 태핏10: intake and exhaust valve 11: tappet
20 : 캠 샤프트 21 : 캠부20: cam shaft 21: cam portion
30 : 간극 게이지 40a, 40b : 측정구30: gap gauge 40a, 40b: measuring sphere
41 : 구동수단 42 : 제어기41 drive means 42 controller
43a, 43b : 너트부 44 : 구43a, 43b: nut 44: sphere
45 : 스텝 모터 46a, 46b : 구동축45: step motor 46a, 46b: drive shaft
47 : 리미트 센서 C : 밸브 간극47: limit sensor C: valve clearance
H : 높이 L : 거리H: Height L: Distance
R, r : 반경R, r: radius
이를 실현하기 위한 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 방법은, 밸브 측정 장치를 이송된 엔진의 캠 샤프트 상부로부터 아래로 이송시켜 주는 단계와, 한쌍의 측정구의 단부가 탯핏과 캠 샤프트의 양쪽에 맞닿게 하여 그 사이 길이(L)를 검출하는 단계와, 제어기를 통해 이 길이와 캠샤프트의 반경(R) 및 측정구의 반경(r)을 통해 간극을 계산하여 이를 디스플레이시켜 주는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The valve gap measuring method according to the present invention for realizing this step comprises the step of conveying the valve measuring device from the top of the cam shaft of the conveyed engine down, the end of the pair of measuring spheres in contact with both the pitpit and the cam shaft Detecting the length (L) in the meantime, characterized in that consisting of the step of calculating the gap through the length and the radius (R) of the camshaft and the measuring sphere through the controller and displaying it.
또한, 상기 간극 계산 단계는 상기 반경(R,r)의 합을 빗변으로 하고 상기 거리(L)의 절반 길이(M)를 밑변으로 하는 직각 삼각형으로부터 높이(h)를 검출하고, 이 높이(h)에 반경(r)을 더한 길이(H)로부터 반경(R)을 뺀 길이로 계산하는 것을 특징으로 한다.Further, the gap calculating step detects the height h from a right triangle whose sum of the radii R and r is hypotenuse and the half length M of the distance L is the base, and this height h ) Is calculated as a length obtained by subtracting the radius (R) from the length (H) plus the radius (r).
또한, 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치는 반구 형태로 이루어져서 서로 마주보는 형태로 설치되는 한쌍의 측정구와, 이들 측정구를 수평 상태에서 반대 방향으로 이송시켜 주는 구동수단과, 상기 측정구의 반경 및 그 사이 간격 그리고 캠 샤프트의 반경으로부터 간극을 계산하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the valve gap measuring device according to the present invention comprises a pair of measuring spheres formed in the form of hemispheres facing each other, drive means for transferring these measuring spheres in the opposite direction from a horizontal state, the radius of the measuring sphere and its And a controller for calculating the gap from the gap between and the radius of the camshaft.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 구동수단은 스텝 모터와 이 스텝 모터에 수직으로 동일선상에 위치하도록 설치되어 각 측정구를 반대 방향으로 이송시켜 주는 구동축으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the drive means is characterized in that the step motor and the drive shaft is installed to be located on the same line perpendicular to the step motor to transfer each measuring sphere in the opposite direction.
또한, 상기 구동수단의 하부에는 한쌍의 측정구 중앙 위치에 오도록 리미트 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower portion of the drive means is characterized in that the limit sensor is provided to be in the center position of the pair of measuring spheres.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and effect of the present invention will be described.
첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 여기서, 종래와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 그대로 사용한다.1 is a configuration diagram showing the configuration of a valve gap measurement device according to the present invention. Here, about the same structure as before, the same code | symbol is used as it is.
본 발명은 상기 흡배기 밸브(10)가 닫혀진 상태에서 캠 샤프트(20)가 태핏(11)에 맞닿지 않는 상태에서 그 양쪽 거리를 검출하기 위한 한쌍의 측정구(40a,40b)와, 이들 측정구(40a,40b)가 서로 반대 방향으로 움직이도록 작동력을 제공해 주는 구동수단(41)과, 상기 측정구(40a,40b)의 거리 및 캠 샤프트(20)의 반경 등으로부터 밸브 간극(C)을 계산하는 제어기(42)로 이루어져 있다.The present invention is a pair of measuring spheres (40a, 40b) for detecting both distances in the state that the cam shaft 20 does not contact the tappet (11) while the intake and exhaust valve (10) is closed, and these measuring spheres The valve clearance C is calculated from the driving means 41 which provides the actuation force so that the 40a and 40b move in opposite directions, the distance of the measuring holes 40a and 40b, the radius of the camshaft 20, and the like. It consists of a controller 42.
여기서, 상기 각 측정구(40a,40b)는 반구 형상으로 이루어져 있으면서 상단에는 후술하게 될 구동축에 치합가능하도록 너트부(43a,43b)가 형성되고, 하단에는 반경(r)인 구(44)가 형성되어 있다.Here, the measuring spheres 40a and 40b are formed in a hemispherical shape, and nut parts 43a and 43b are formed at the upper end thereof so as to be able to be fitted to the drive shafts to be described later, and a sphere 44 having a radius r at the lower end thereof. Formed.
또한, 상기 구동수단(41)은 제어기(42)의 제어로 구동되는 스텝 모터(45)와, 여기에 수직으로 동일 선상에 위치하도록 베벨 기어로 치합된 한쌍의 구동축(46a,46b)로 이루어져 있으며, 특히 상기 각 구동축(46a,46b)은 제자리에서회전가능하도록 설치된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 한쌍의 구동축(46a,46b)은 스텝 모터(45)가 구동됨에 따라 서로 반대 방향으로 회전하도록 설치하여 사용하게 된다. 또한, 상기 구동수단(41)은 하부에 한쌍의 측정구(40a,40b)의 중간 위치에 오도록 리미트 센서(47)를 장착하여, 이들 측정구(40a,40b)가 캠부(21)를 감싸고 있는 상태를 쉽게 알 수 있게 하는 것이 바람직하다.In addition, the driving means 41 is composed of a step motor 45 driven by the control of the controller 42 and a pair of drive shafts 46a and 46b meshed with bevel gears so as to be located on the same line perpendicular to the drive motor 41. In particular, the drive shafts 46a and 46b are installed to be rotatable in place. In a preferred embodiment of the present invention, the pair of drive shafts 46a and 46b are installed and used to rotate in opposite directions as the step motor 45 is driven. In addition, the drive means 41 is equipped with a limit sensor 47 so as to be in the intermediate position of the pair of measuring spheres 40a and 40b at the lower portion, and these measuring spheres 40a and 40b surround the cam portion 21. It is desirable to be able to easily see the condition.
이와 같이 이루어진 구동수단(41)은 상기 각 구동축(46a,46b)에 각각 측정구(40a,40b)의 너트부(43a,43b)가 치합되게 된다. 따라서, 상기 스텝모터(45)가 구동하게 되면 한쌍의 구동축(46a,46b)이 제자리에서 회전을 하게 되고, 이러한 회전으로 상기 한쌍의 측정구(40a,40b)가 서로 반대방향으로 움직이게 된다.In the driving means 41 formed as described above, the nut parts 43a and 43b of the measuring holes 40a and 40b are engaged with the driving shafts 46a and 46b, respectively. Accordingly, when the step motor 45 is driven, the pair of drive shafts 46a and 46b rotate in place, and the rotation of the pair of measuring spheres 40a and 40b moves in opposite directions.
상기 제어기(42)는 이들로부터 얻어진 값(두개의 구(44)간 거리(L) 등)과 미리 입력된 값(예를 들면, 캠 샤프트의 반경(R), 구의 반경(r) 등)으로부터 밸브 간극(C)을 측정하게 된다. 이러한 측정 과정에 대해서는 첨부도면 도 2를 참조하여 설명한다.The controller 42 is configured from the values obtained from them (distance L between two spheres 44, etc.) and pre-entered values (e.g., radius R of the camshaft, radius r of the sphere, etc.). The valve gap C is measured. This measurement process will be described with reference to FIG. 2.
첨부도면 도 2는 본 발명에 따르는 밸브 간극을 측정하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 간극(C) 측정은 흡배기 밸브(10)가 닫혀진 상태에서 측정하게 되는데, 먼저 상기 한쌍의 측정구(40a,40b)가 캠 샤프트(20)를 감싸는 형태가 되도록 본 발명에 따르는 측정 장치를 설치하게 된다. 이때, 상기 각 구(44)가 각각 캠부(21)와 태핏(11) 사이에 위치하도록 설치하게 된다.2 is a cross-sectional view for explaining a method for measuring a valve gap according to the present invention. The gap C is measured in a state in which the intake and exhaust valve 10 is closed. First, the measuring device according to the present invention is installed so that the pair of measuring holes 40a and 40b surround the camshaft 20. do. At this time, each sphere 44 is installed so as to be located between the cam portion 21 and the tappet 11, respectively.
이와 같이 설치된 상태에서 상기 리미트 센서(47)로부터 제어기(42)에 신호가 입력될 때까지, 첨부도면 도 2에서와 같이 스텝 모터(45)를 구동시키게 된다. 이때, 상기 제어기(42)에는 2개의 측정구(40a,40b)가 안쪽으로 움직임에 따라 이들 구(44)간 거리(L)가 계산되게 된다. 또한, 상기 제어기(42)에는 미리 구(44)의 반경(r) 그리고 캠부(21)의 반경(R)이 입력되어 있다.In this state, the step motor 45 is driven as shown in FIG. 2 until a signal is input from the limit sensor 47 to the controller 42. At this time, the two measuring spheres 40a and 40b move inwards in the controller 42 such that the distance L between these spheres 44 is calculated. In addition, the radius 42 of the sphere 44 and the radius R of the cam portion 21 are input to the controller 42 in advance.
따라서, 상기 제어기(42)는 상기 거리(L)를 2로 나눠 M값을 얻고 이미 알고 있는 값, 즉 M과 (R+r)을 각각 밑변과 빗변으로 하는 직각 삼각형으로부터 높이(H)를 얻을 수 있게 된다. 이 높이(H)에 구의 반경(r)을 더하게 되면 캠부(21)의 중심으로부터 태핏(11)의 상면까지의 거리를 얻을 수 있게 되고, 이 거리에서 반경(R)을 빼게 되면 원하는 밸브 간극(C)를 얻게 된다.Therefore, the controller 42 divides the distance L by 2 to obtain the M value, and obtains the height H from a right triangle whose base and hypotenuse are known values, that is, M and (R + r), respectively. It becomes possible. If the radius r of the sphere is added to the height H, the distance from the center of the cam portion 21 to the top surface of the tappet 11 can be obtained. If the radius R is subtracted from this distance, the desired valve clearance is obtained. (C) is obtained.
이하, 첨부도면 도 3을 참조하여 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치를 이용한 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a measuring method using the valve gap measuring device according to the present invention with reference to the accompanying drawings, as follows.
먼저, 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정을 하기 위한 예비 작업으로써, 상기 엔진은 크랭크 구동부(미도시됨)에 의해 밸브 간극 조절 위치, 즉 크랭크 샤프트를 회전시켜 1번 실린더가 TDC에 오도록 회전시키게 되며, 이 상태에서 통상의 방법으로 밸브 간극 조절이 이루어지게 된다.First, as a preliminary work for the valve gap measurement according to the present invention, the engine is rotated by the crank drive (not shown) to rotate the valve gap adjustment position, that is, the crankshaft so that cylinder number 1 comes to the TDC, In this state, the valve gap adjustment is performed in a conventional manner.
이와 같은 상태에서, 본 발명에 따르는, 상술한 바와 같은 구성을 갖는, 밸브 측정 장치를 이송시켜 간극을 조절하고자 하는 엔진의 캠 샤프트 상부로 송시킨 다음, 다시 이 밸브 측정 장치를 아래로 이송시켜 주게 된다. 이때, 상기 밸브 간극 측정 장치는 제 1 실린더의 흡배기 밸브에 상당하는 캠의 상부에 위치하도록위치 조절이 이루어지게 된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 밸브 간극 측정 장치는 리미트 센서가 캠 샤프트에 맞닿는 순간까지 이송시켜 그 다음 단계로 진행하게 하는 것이 바람직하다.In this state, the valve measuring device having the configuration as described above according to the present invention is transferred to the upper part of the cam shaft of the engine to be adjusted, and then the valve measuring device is transferred downward. do. At this time, the valve gap measurement device is made to adjust the position to be located on the upper portion of the cam corresponding to the intake and exhaust valve of the first cylinder. In a preferred embodiment of the invention, the valve gap measuring device is preferably conveyed until the limit sensor is in contact with the camshaft to proceed to the next step.
이어, 상기 밸브 측정 장치에 구성된 한쌍의 측정구가 서로 마주 보는 방향으로 좁혀지도록 조절하게 된다. 이때, 상기 각 측정구는 캠 샤프트와 태핏 사이에 끼워지도록 하는 것이 바람직하며, 각 측정구가 이렇게 끼워져서 접촉을 하게 되면 이들 2개의 측정구 사이의 거리(L)가 제어기에 입력이 되게 된다. 이렇게 상기 거리(L)가 제어기에 입력되게 되면 본 발명에 따르는 밸브 간극 측정 장치는 측정구가 반대 방향으로 벌어지면서 원래의 위치, 즉 캠 샤프트의 상부로 되돌아 가게 된다.Then, the pair of measuring spheres configured in the valve measuring device is adjusted to be narrowed in the direction facing each other. At this time, it is preferable that each measuring sphere is fitted between the camshaft and the tappet, and when each measuring sphere is inserted into such a contact, the distance L between these two measuring spheres is input to the controller. When the distance L is input to the controller, the valve gap measuring device according to the present invention returns to the original position, that is, the upper part of the cam shaft, while the measuring tool is opened in the opposite direction.
이때, 상기 제어기는 상기 거리(L)와 이미 입력되어 있던 캠 샤프트의 반경(R)과 측정구의 반경(r)을 통해 밸브 간극을 계산하고 이 간극이 적정 범위에 있는지를 판단하게 된다. 상기 계산 과정은 첨부도면 도 2에서 도시한 바와 같이 삼각법을 이용하게 된다.At this time, the controller calculates the valve gap through the distance (L), the radius (R) of the camshaft and the radius (r) of the measuring sphere already input, and determines whether the gap is in the appropriate range. The calculation process uses a trigonometric method as shown in FIG.
즉, 상기 반경의 합(R+r)과 상기 거리(L)의 절반 길이(M)는 직각 삼각형의 빗변과 밑변을 이루기 때문에 이들 값으로부터 높이(h)를 검출할 수 있게 된다. 이렇게 검출된 높이(h)에 다시 상기 반경(r)을 더하게 되면 전체 높이(H)을 알 수 있게 되며, 이 높이(H)로부터 상기 반경(R)을 빼게 되면 그 사이의 간극(C)을 얻을 수 있게 되는 것이다.That is, since the sum R + r of the radius and the half length M of the distance L form the hypotenuse and the base of the right triangle, the height h can be detected from these values. When the radius (r) is added to the detected height (h) again, the total height (H) is known, and when the radius (R) is subtracted from the height (H), the gap (C) therebetween is detected. You will get.
이상에서 본 바와 같이 본 발명은 두개의 측정구 사이의 거리를 통해 밸브 간극을 측정할 수 있게 함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.As described above, the present invention obtains the following effects by allowing the valve gap to be measured through the distance between two measuring spheres.
1) 제어기를 통해 이송된 엔진의 간극을 정확하게 측정할 수 있게 되어 숙련공의 숙련 정도에 상관없이 누구라도 정확하게 밸브 간극을 측정하여 정상 여부를 판단할 수 있게 된다.1) It is possible to accurately measure the engine clearance transferred through the controller, so anyone can determine whether it is normal by accurately measuring the valve clearance regardless of the level of skill of the skilled worker.
2) 밸브 간극이 맞지 않아 발생되는 소음 또는 다른 구성 요소들이 파괴되는 것을 방지할 수 있게 된다.2) It is possible to prevent noise or other components generated by misalignment of the valve clearance.
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