KR20040033576A

KR20040033576A - 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치

Info

Publication number: KR20040033576A
Application number: KR1020020062722A
Authority: KR
Inventors: 김성은
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-28
Also published as: KR100461423B1

Abstract

본 발명은 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치에 관한 것으로, 하판지지대(31)를 갖춘 본체(30)와, 이 본체의 하판지지대(31)에 고정되면서 위치조절핀(21)을 갖춘 하판(20)과, 하판의 위치조절핀(21)에 고정되어 수평방향으로만 자유도를 갖으며, 가스켓(40)을 장착하고 수평 및 수직 방향으로 변위를 줄 수 있도록 형성된 상판(10)과, 실린더헤드커버의 변위를 임의로 조정하여 상판의 변위를 가하는 에어실린더(34,36, Air Cylinder)와, 상판(10)의 변위를 측정하는 갭센서(50, Gap Sensor)와, 상기 에어실린더(34,36)의 리턴(return)에 대한 정위치 복원을 위한 스프링(35)과, 상판(10)의 원활한 수평방향움직임을 위한 4개의 롤러(33)와, 에어실린더 구동조절과 상기 갭센서증폭기(51) 및 갭센서(50)를 통해 상판의 변위를 측정하게 되는 컨트롤러(52, Controller)로 구성되어 가스켓의 단면형상 개발 및 가스켓이 흡수할 수 있는 한계 수평,수직 변형량을 측정할 수 있도록 된 것이다.

따라서 수평,수직방향 변형에 대한 가스켓의 단면형상이 견딜 수 있는 수평,수직방향의 변형량을 평가할 수 있어, 실린더헤드커버의 변형에 대해 보다 우수한 단면형상의 개발이 가능하며, 개발된 가스켓 단면형상에 대한 평가도 가능한 것이다.

Description

실린더헤드커버용 가스켓 시험장치{gasket of test device for cylinder-head-cover}

본 발명은 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱 실린더헤드커버 변형 및 변형량에 대해 적합한 가스켓의 단면형상을 얻기 위한 가스켓의 수평 및 수직방향의 변형을 측정하는 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 실린더헤드커버는 실린더헤드 상면에 위치하며, 실린더헤드커버 가스켓과 함께 실린더헤드 상면의 밀봉(Sealing) 및 통기(Ventilation)기능을 담당하고 있다. 플라스틱 실린더헤드커버는 알루미늄실린더 헤드커버에 비해 가격 및 경량화 측면에서 우수하여, 현재 플라스틱 실린더커버를 선호하고 있는 추세이다. 그러나 알루미늄 실린더헤드커버에 비해 낮은 강성 때문에 실린더헤드커버 가스켓의 실링(Sealing) 면압을 낮게 가져가야 하며, 제조 초기상태에서의 변형, 가스켓의 반발력에 의한 변형 및 운전시간 축적에 의한 열적변형(Thermal Deformation) 등에 의해 실린더헤드를 실링(Sealing) 하기 위한 조건은 더욱더 까다로워지고 있는 것이 현실정이다.

따라서 실린더헤드 상면의 실링시스템(Sealing System)이 10년 10만 마일의 장기 밀봉신뢰성을 유지하기 위해서는 플라스틱 실린더헤드커버의 변형을 줄이는 노력이 필요하며, 이를 위해서는 실린더헤드커버가 가지는 정확한 변형량(수평방향변형 및 수직방향 변형량)을 파악하는 것이 필수적이다.

실린더헤드커버는 항상 실엔진사용조건(엔진정지중, 엔진운전중, 대기환경온도, 가스켓의 반발탄성력 등)에 따라 수축, 팽창을 반복하며, 변형이 발생되고 있으며, 최대 변형량은 실린더헤드커버의 구조해석 및 시험을 통하여 측정이 가능하다. 실린더헤드커버 가스켓에서의 오일 누유를 유발할 수 있는 커버의 변형에는 수직방향과 수평방향의 변형이 있으며, 기존의 초기평가 및 개발방법에서는 가스켓의 반발탄성력을 저하시키는 수직방향의 변형만을 고려하여 개발이 진행되었다. 그러나 실린더헤드커버의 수평방향 변형에 의해 가스켓이 쓰러짐을 유발하여 밀봉기능을 저하시키는 경우도 주요 오일 누유를 유발시키는 원인이므로, 수평방향과 수직방향의 변형을 모두 흡수할 수 있는 가스켓의 개발 및 커버의 변형에 의한 가스켓의 허용 한계변형량을 평가하기 위한 시험장치가 절실하게 요구되었으나, 지금까지는 이를 만족시킬만한 시험장치가 개발되지 않은 것이 현실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 요구사항을 만족하기 위해 발명된 것으로, 다양한 구조 및 강성차이에 의한 변형특성을 가지는 플라스틱 실린더헤드커버의 변형조건에서 각각의 커버에 적합한 가스켓의 단면형상을 얻을 수 있도록 가스켓의 수평 및 수직방향의 변형을 측정하도록 된 가스켓의 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스켓 시험장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 가스켓 시험장치의 상판의 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 --- 상판, 20 --- 하판,

21 --- 위치조절핀,30 --- 본체,

31 --- 하판지지대,32 --- 높이조절용봉,

33 --- 롤러,34,36 --- 에어실린더,

35 --- 스프링,40 --- 가스켓,

50 --- 갭센서,51 --- 갭센서증폭기,

53 --- 컨트롤러.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하판지지대를 갖춘 본체와, 이 본체의 하판지지대에 고정되면서 위치조절핀을 갖춘 하판과, 하판의 위치조절핀에 고정되어 수평방향으로만 자유도를 갖으며, 가스켓을 장착하고 수평 및 수직 방향으로 변위를 줄 수 있도록 형성된 상판과, 실린더헤드커버의 변위를 임의로 조정하여 상판의 변위를 가하는 에어실린더와, 상판의 변위를 측정하는 갭센서와, 상기 에어실린더의 리턴에 대한 정위치 복원을 위한 스프링과, 상판의 원활한 수평방향움직임을 위한 4개의 롤러와, 에어실린더 구동조절과, 상기 갭센서증폭기 및 갭센서를 통해 상판의 변위를 측정하게 되는 컨트롤러로 구성되어 가스켓의 단면형상 개발 및 가스켓이 흡수할 수 있는 한계 수평,수직 변형량을 측정할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스켓 시험장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가스켓 시험장치의 상판의 상세도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시험장치는 가스켓의 단면형상 개발 및 가스켓이 흡수할 수 있는 한계 수평 변형량을 측정하기 위한 장치인데, 하판지지대(31)를 갖춘 본체(30)와, 이 본체의 하판지지대(31)에 고정되면서 위치조절핀(21)을 갖춘 하판(20)과, 하판의 위치조절핀(21)에 고정되어 수평방향으로만 자유도를 갖으며, 가스켓(40)을 장착하고 수평 및 수직 방향으로 변위를 줄 수 있도록 형성된 상판(10)과, 실린더헤드커버의 변위를 임의로 조정하여 상판의 변위를 가하는 에어실린더(34,36, Air Cylinder)와, 상판(10)의 변위를 측정하는 갭센서(50, Gap Sensor)와, 상기 에어실린더(34,36)의 리턴(return)에 대한 정위치 복원을 위한 스프링(35)과, 상판(10)의 원활한 수평방향움직임을 위한 4개의 롤러(33)와, 에어실린더 구동조절과, 상기 갭센서증폭기(51) 및 갭센서(50)를 통해 상판의 변위를 측정하게 되는 컨트롤러(52, Controller)로 구성되어 있다.

또한 본체(30)에 고정되는 시험용 플레이트는 상판(10)과 하판(20)으로 구성되어 있으며, 가스켓을 삽입할 수 있도록 상판에는 가스켓 그루브(13)가 형성되어있으며, 상판(10)과 하판(20)간의 수평 및 수직 방향의 상대변형을 가할 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서 실린더헤드커버 형상에 따른 여러가지 레이아웃을 상사할 수 있도록 상판(10)의 그루브(13)는 직선구간(13-1), 라운드구간(13-2), 직각구간(13-3), 지그재그구간(13-4)의 4개구간으로 나누어져 연결되어 있으며, 상판(10)의 치수는 150×150 (가로×세로 ), 두께 15mm이다. 4개의 위치핀삽입구(11)가 모서리 외각에 각각 형성되며, 상판(10)의 중심에는 오일을 주입하도록 오일홀(12)이 형성되어 있다.

상판(10)의 가스켓 그루브(Groove)는 적용되는 가스켓에 따라 폭과 깊이는 각각 충진율 및 압축율에 따라 최적화 될 필요가 있으며, 본 발명에 적용되는 구간(직선구간, Round구간, 직각구간, 지그재그구간; 13-1,13-2,-13-3,13-4)의 길이 및 형상은 현재 실린더헤드커버에서 쓰일수 있는 모든 스팬구간의 형상을 상사해서 고려한 바, 본 플레이트를 통해 커버의 변형에 의해 가스켓이 받을 수 있는 모든 변위에 의한 평가가 가능하다.

또한 4개소의 위치핀삽입구(11)에 하판(20)의 위치핀(21)이 끼워져 도면에서 보는 바와 같이 좌우측으로 상판(10)과 하판(20)의 상대변위를 좌우측, 상하측으로 변경하여 동시에 변위를 줄 수 있다. 하판(20)은 가로, 세로, 두께는 상판과 동일하며, 상판(10)의 위치핀삽입구(11)에 삽입될 수 있게 Φ10, 높이 15mm 위치핀(21)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 시험장치는 먼저, 평가하고자 하는 가스켓의단면형상을 가스켓(40)을 상판(10)의 가스켓 그루브(13)에 끼우고 하판(20)에 조립한 후 본체(30)에 고정한다.

높이조절용봉(32)의 상단의 볼트를 풀고 원하는 높이만큼 내려 가스켓(40)을 원하는 압축량만큼 압축이 되도록 초기 조건을 조정한다. 상판(10)에 설치된 오일홀(12)을 통해 내부에 엔진오일(A)을 채운다. 에어실린더(34,36)를 이용하여 상판(10)에 수평,수직방향의 변위를 가한다.

가하는 변위량은 가스켓 단면폭의 20%이내에서 등간격으로 변위를 증가시켜가면서 가스켓에서 엔진오일이 누유되는지를 평가한다.

이와 같은 방법을 통해서 수평,수직방향 변형에 대한 가스켓의 단면형상이 견딜수 있는 수평,수직방향의 변형량을 평가할 수 있으며, 실린더헤드커버의 변형에 대해 보다 우수한 단면형상의 개발이 가능하며, 개발된 가스켓 단면형상에 대한 평가도 가능한 것이다.

이상과 같이 상세하게 설명된 본 발명에 의하면, 다양한 구조 및 강성차이에 의한 변형특성을 가지는 플라스틱 실린더헤드커버의 변형조건에서 각각의 커버에 적합한 가스켓의 단면형상을 얻을 수 있도록 가스켓의 수평 및 수직방향의 변형을 측정할 수 있게 된다.

Claims

하판지지대(31)를 갖춘 본체(30)와, 이 본체의 하판지지대(31)에 고정되면서 위치조절핀(21)을 갖춘 하판(20)과, 하판의 위치조절핀(21)에 고정되어 수평방향으로만 자유도를 갖으며, 가스켓(40)을 장착하고 수평 및 수직 방향으로 변위를 줄 수 있도록 형성된 상판(10)과, 실린더헤드커버의 변위를 임의로 조정하여 상판의 변위를 가하는 에어실린더(34,36, Air Cylinder)와, 상판(10)의 변위를 측정하는 갭센서(50, Gap Sensor)와, 상기 에어실린더(34,36)의 리턴(return)에 대한 정위치 복원을 위한 스프링(35)과, 상판(10)의 원활한 수평방향움직임을 위한 4개의 롤러(33)와, 에어실린더 구동조절과, 상기 갭센서증폭기(51) 및 갭센서(50)를 통해 상판의 변위를 측정하게 되는 컨트롤러(52, Controller)로 구성되어 가스켓의 단면형상 개발 및 가스켓이 흡수할 수 있는 한계 수평,수직 변형량을 측정할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치.
제1항에 있어서, 상기 상판(10)의 모서리부에 4개의 위치핀삽입구(11)가 각각 형성되며, 상판(10)의 중심에는 오일을 주입하도록 오일홀(12)이 형성되는 것을 특징으로 하는 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치.
제2항에 있어서, 상기 그루브(13)는 직선구간(13-1), 라운드구간(13-2), 직각구간(13-3), 지그재그구간(13-4)의 4개구간으로 나누어져 연결되는 것을 특징으로 하는 실린더헤드커버용 가스켓 시험장치.