KR20040033587A

KR20040033587A - 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치

Info

Publication number: KR20040033587A
Application number: KR1020020062733A
Authority: KR
Inventors: 황선양
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-28
Also published as: KR100461082B1

Abstract

본 발명은 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치에 관한 것으로, 엔진과 동일한 조건을 형성한 상태에서 오일펌프의 내구성을 실험해 시험 시간을 단축함은 물론 시험 결과에 대한 신뢰성을 확보함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,콘트롤러(11)의 제어에 의해 구동되는 모터(12)를 이용해 동력을 발생하는 구동수단(10)과, 작동매체가 순환될 때 그 내구성능을 시험하기 위해 작동매체를 저장하고 순환시키는 시험수단(20), 이 시험수단(20)에 순환라인(50)으로 연결되어 차량 엔진의 구동시 발생되는 가진력 조건과 유사한 상황을 발생시켜 작동매체에 전달하는 압력변동수단(30) 및 상기 구동수단(10)의 동력을 매개로 시험수단(20)과 압력변동수단(30)에 동력을 전달하는 동력전달수단(40)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치{Oil pump durability tester for engine}

본 발명은 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 작동에 따라 다양한 환경변수를 반영하여 실제적인 성능 평가는 물론 성능 실험 시간도 트게 줄일 수 있도록 된 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 동력을 발생하는 엔진은 회전 중에 많은 부품들이 서로 마찰을 일으키는데, 이와 같은 마찰력은 실린더의 팽창 행정에서 얻은 힘에 대하여 저항으로 엔진의 동력 손실을 초래하면서 부품들간의 마찰로 그 부품을 마모시켜 수명을 단축시키고 엔진의 성능을 전체적으로 단축시키는 원인이 된다.

이에 따라, 엔진 부품들의 마모 및 동력손실을 방지하도록 엔진 내부의 마찰 저항을 저감함과 더불어 온도가 상승되는 엔진 내부를 냉각시킬 수 있도록 엔진의 각 운동부를 윤활하게 되는데, 이와 같은 엔진 오일은 엔진의 구동력에 의하여 구동되는 오일 펌프를 통해 크랭크축 베어링이나 캠축 베어링 및 밸브 트레인에 공급되어지게 된다.

이와 같이 엔진으로 오일을 공급하는 오일펌프는 오일이 저장되는 용기인 오일팬 내의 오일을 엔진의 마찰 운동부에 충분한 압력으로 압송하기 위하여 로터리펌프나 기어펌프 또는 베인펌프 등의 고압을 발생시키는 펌프들로 이루어지는 한편, 엔진의 작동에 따라 피스톤에 의해 회전되는 크랭크축을 통해 구동되므로, 만약 엔진이 저속으로 구동되면 오일펌프도 저속으로 구동되어 적은량의 오일을 펌핑(Pumping)하고, 만약 엔진이 고속 운전시에는 마찬가지로 오일 펌프도 고속으로 구동되어 많은 량의 오일을 고압으로 펌핑하게 된다.

이에 따라, 상기 오일펌프는 송출압력이 약 3~5㎏/㎠의 고압에 달하기 때문에 순환시 윤활부에 작용하는 오일의 압력과 과열 및 냉각은 물론 오일의 유량 등의 변수등을 고려하면서 적합한 사양으로 설계되는 한편, 오일압력이 맞지 않거나 냉각이 효과적으로 이루어지지 않을 경우엔 엔진의 고장으로 이어지는 문제점이 있기 때문에 오일펌프의 차량 적용전에 반드시 장시간(약 1500시간)동안 모터를 이용해 오일펌프를 강제로 작동시켜 오일펌프의 내구성을 시험하게 된다.

그러나, 이와 같은 오일펌프의 내구성 시험이 단지 모터를 이용해 오일펌프를 장시간 구동하는 방법으로 수행되어 실제적인 오일펌프의 내구 요구 시간이 300시간임에도 불구하고 실험 시간이 그 5배인 1500시간 동안 이루어져 불필요한 시간적인 소모가 매우 크고 또한, 모터에 의한 오일펌프 만의 구동에 따라 엔진에서 발생되는 가진력에 따른 오일(또는 물)압력 변이(Fluctuation)이나 공동(Cavitation)에 의한 기포 발생등과 같은 엔진 가진력에 따른 환경변수를 전혀 반영할 수 없어 만약, 모터의 구동에 의한 오일펌프 내구성 실험 시간을 만족하였다 해도 실제로 엔진에 적용되었을 때 만족된다는 신뢰성이 전혀 없는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 엔진과 동일한 조건을 형성한 상태에서 오일펌프의 내구성을 실험해 시험 시간을 단축함은 물론 시험 결과에 대한 신뢰성을 확보함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 콘트롤러의 제어에 의해 구동되는 모터를 이용해 동력을 발생하는 구동수단과, 작동매체가 순환될 때 그 내구성능을 시험하기 위해 작동매체를 저장하고 순환시키는 시험수단, 이 시험수단에 순환라인으로 연결되어 차량 엔진의 구동시 발생되는 가진력 조건과 유사한 상황을 발생시켜 작동매체에 전달하는 압력변동수단 및 상기 구동수단의 동력을 매개로 시험수단과 압력변동수단에 동력을 전달하는 동력전달수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치 구성도

도 2는 본 발명에 따른 압력변동수단의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 동력전달수단의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 구동수단11 : 콘트롤러

12 : 모터13 : 연결축

20 : 시험수단21 : 리저버

22 : 오일펌프23 : 연결축

30 : 압력변동수단31 : 엔진

32 : 크랭크축33 : 실린더

33a,33b,33c,33d : 제1·2·3·4실린더

40 : 동력전달수단41,42,42 : 풀리

44 : 벨트45 : 아이들러

50 : 순환라인51 : 첵밸브

51a,51b,51c,51d : 제1·2·3·4첵밸브

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 동력을 발생하는 구동수단(10)과, 내구성능을 시험하기 위한 시험수단(20), 이 시험수단(20)에 순환라인(50)으로 연결되어 차량 엔진의 구동 조건과 유사한 상황을 발생시키는 압력변동수단(30) 및 상기 구동수단(10)의 동력을 매개로 시험수단(20)과 압력변동수단(30)에 동력을 전달하는 동력전달수단(40)으로 이루어진다.

여기서, 상기 구동수단(10)은 제어신호를 받는 콘트롤러(11)와, 이 콘트롤러(11)를 통해 회전되어 구동력을 발생시키는 모터(12)로 이루어지게 된다.

또한, 상기 시험수단(20)은 작동매체인 오일을 저장한 리저버(21)와, 구동수단의 동력을 이용해 리저버(21)로부터 펌핑된 작동매체를 압력변동수단(30)으로 공급하는 오일펌프(22)로 이루어진다.

여기서, 상기 시험수단(20)은 작동매체를 유체로 하는 종류의 모든 기기로 대체 될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 압력변동수단(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 구동수단(10)으로부터 동력을 전달받는 크랭크축(32)에 의해 구동되는 피스톤을 구비한 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)로 이루어진 실린더(33)를 갖춘 엔진(31)으로 이루어지게 된다.

또한, 상기 동력전달수단(40)은 구동수단(10)의 모터(12)와 시험수단(20)의 오일펌프(22)에 구비된 연결축(13,23)과 압력변동수단(30)의 크랭크축(32)에 각각 결합된 풀리(41,42,42)와, 이 풀리(41,42,42)들에 결합되어 상기 구동수단(10)의 모터(12)동력을 전달하는 벨트(44)로 이루어진다.

여기서, 상기 동력전달수단(40)에는 도 3에 도시된 바와 같이 벨트(44)의 장력을 조절하도록 공 회전되는 아이들러(45)가 구비되어진다.

한편, 상기 순환라인(50)은 시험수단(20)의 오일펌프(22)와 리저버(21) 및 압력변동수단(30)의 엔진(31)사이를 서로 연결해 순환하게 되는데 이때, 상기 엔진(31)으로 연결된 순환라인(50)의 오일 공급라인은 도 2에 도시된 바와 같이제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)로 공급되도록 연결되면서 각각 역류 방지를 위해 제1·2·3·4첵밸브(51a,51b,51c,51d)로 이루어진 첵밸브(51)가 구비되는 한편, 상기 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)로 부터 배출되는 오일은 한데 모아져 시험수단(20)으로 이어지게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 구동수단(10)의 모터(12)동력을 시험수단(20)의 오일펌프(22)와 압력변동수단(30)의 엔진(31)을 작동시키도록 동력전달수단(40)의 풀리(41,42,42)에 벨트(44)를 걸고 또한, 상기 작동매체인 오일이 순환하도록 시험수단(20)의 오일펌프(22)와 리저버(21) 및 압력변동수단(30)의 엔진(31)사이를 순환라인(50)으로 연결시켜 실험 상태를 준비하게 된다.

이어, 실험조건에 따라 상기 구동수단(10)의 콘트롤러(11)를 조작해 모터(12)의 회전력이 연결축(13)에 결합된 풀리(41)를 통해 벨트(44)를 구동시키게 되면, 상기 벨트(44)를 매개로 시험수단(20)의 오일펌프(22)와 압력변동수단(30)의 엔진(31)이 구동되어진다.

즉, 상기 구동수단(10)의 모터(12)동력이 동력전달수단(40)의 벨트(44)를 통해 압력변동수단(30)의 엔진(31)을 작동시키는 크랭크축(32)이 구동되면, 상기 엔진(31)의 크랭크축(32)에 연결된 피스톤이 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)에서 왕복 운동하면서 실제적인 엔진과 같이 작동되게 된다.

이때, 상기 엔진(31)의 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 시험수단(20)의 리저버(21)로부터 순환라인(50)을 통해 오일이 공급되어 실제적인 엔진과 같이 윤활 작용을 하게된다.

이어, 상기 엔진(31)의 구동에 따라 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)내의 압력이 증가되고, 이와 같이 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)내에서 증가된 압력이 공급된 오일에 압력을 가해 순환라인(50)을 통해 시험수단(20)의 오일펌프(22)쪽으로 유입된 후 그 내부를 거쳐 다시 순환라인(50)을 거쳐 리저버(21)로 복귀되는 순환을 하게 된다.

즉, 상기 엔진(31)에서 발생되는 압력 변화는 기 충진된 오일에 압력을 가해 오일압력 변이(Fluctuation)나 공동(Cavitation)에 의한 기포 발생등과 같은 엔진 가진력에 따른 환경변수를 오일펌프(22)로 전달시켜주게 되고, 이와 같이 오일펌프(22)로 전달된 엔진 가진력에 따른 환경변수는 오일펌프(22)내에서 진동으로 전환되어 그 내부의 부품성능 평가와 내구 진행에 따른 손상 정도를 평가하게 된다.

한편, 상기 압력변동기(30)는 실제적인 엔진과 동일한 조건을 발생시켜 오일펌프(22)가 실제 엔진에 장착된 것과 같은 조건에서 그 내구성을 실험할 수 있게 되는데 즉, 엔진의 구성이나 종류를 바꾸지 않고서도 엔진의 기통수와 배기량에 따른 엔진의 압력변동차이를 구현시키게 되는데 예를 들면, 4기통 엔진에서 1 오더(order)가진 주기의 경우 약 3000rpm 회전시 2bar 오일 압력을 갖을 때 요구되는 오일 압력 변동이 약 0.5bar 이지만, 만약 오일 압력 변동이 약 2배를 이루어야 하는 2 오더(Order)가진 주기의 경우에는 단지 동력전달수단(40)의 풀리(41,42,43)회전비를 2배로 하여 1회전시 8번 가진시킬 수 있도록 해 구현할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모터를 이용해 엔진을 실제와 같이 구동시키면서 엔진 내부에서 발생되는 압력의 증가를 오일펌프로 순환되는 오일에 전달시키고 이에 따라, 엔진에서 발생되는 가진력에 따른 오일압력 변이(Fluctuation)나 공동(Cavitation)에 의한 기포 발생등과 같은 엔진 가진력에 따른 환경변수를 오일펌프에 전적으로 반영시켜 실제적인 내구성 성능을 평가하므로 신뢰성을 갖는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 모터에 의해 구동되는 엔진을 통해 오일펌프의 내구성 시험이 이루어져 불필요하게 장시간 동안 구동하지 않고 실제적인 오일펌프의 내구 요구 시간인 300시간만을 실험 시간으로 해 실험 시간을 크게 단출할 수 있는 효과가 있음은 물론이다.

Claims

콘트롤러(11)의 제어에 의해 구동되는 모터(12)를 이용해 동력을 발생하는 구동수단(10)과, 작동매체가 순환될 때 그 내구성능을 시험하기 위해 작동매체를 저장하고 순환시키는 시험수단(20), 이 시험수단(20)에 순환라인(50)으로 연결되어 차량 엔진의 구동시 발생되는 가진력 조건과 유사한 상황을 발생시켜 작동매체에 전달하는 압력변동수단(30) 및 상기 구동수단(10)의 동력을 매개로 시험수단(20)과 압력변동수단(30)에 동력을 전달하는 동력전달수단(40)으로 이루어 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치.
제 1항에 있어서, 상기 시험수단(20)은 작동매체인 오일을 저장한 리저버(21)와, 구동수단의 동력을 이용해 리저버(21)로부터 펌핑된 작동매체를 압력변동수단(30)으로 공급하는 오일펌프(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치.
제 1항에 있어서, 상기 압력변동수단(30)은 구동수단(10)으로부터 동력을 전달받는 크랭크축(32)에 의해 구동되는 피스톤을 구비한 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)로 이루어진 실린더(33)를 갖춘 엔진(31)으로이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치.
제 1항에 있어서, 상기 동력전달수단(40)은 구동수단(10)의 모터(12)와 시험수단(20)의 오일펌프(22)에 구비된 연결축(13,23)과 압력변동수단(30)의 크랭크축(32)에 각각 결합된 풀리(41,42,42)와, 이 풀리(41,42,42)들에 결합되어 상기 구동수단(10)의 모터(12)동력을 전달하는 벨트(44) 및 이 벨트(44)의 장력을 조절하도록 공 회전되는 아이들러(45)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치.
제 1항에 있어서, 한편, 상기 순환라인(50)은 시험수단(20)의 오일펌프(22)와 리저버(21) 및 압력변동수단(30)의 엔진(31)사이를 서로 연결해 순환하는 한편, 상기 엔진(31)으로 연결된 순환라인(50)의 오일 공급라인은 제1·2·3·4실린더(33a,33b,33c,33d)로 공급되도록 연결되면서 각각 역류 방지를 위해 제1·2·3·4첵밸브(51a,51b,51c,51d)로 이루어진 첵밸브(51)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 엔진 오일 펌프의 내구성 시험 장치.