KR20040040066A - 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치 및이를 이용한 연소 편차 진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 글로우 플러그(glow plug)와 동일한 외관을 가지는 온도 측정 장치를 사용하여 각 기통의 연소실 온도를 직접 측정함으로써, 각 기통간의 독립성이 유지되는 연소 온도 데이터를 얻을 수 있고, 디젤 엔진의 성능에 변화를 주지 않아 각 기통의 연소 특성에 가장 근접하는 연소 온도 데이터를 얻을 수 있으며, 실제 차량 주행 상태에서도 손쉽게 각 기통의 연소 온도를 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치 및 이를 이용한 연소 편차 진단 방법 {Thermometer for detecting a combustion temperature in a diesel engine and a combustion deviation diagnostic method using the thermometer}

본 발명은 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치 및 이를 이용한 연소 편차 진단 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 각 기통내의 연소 온도를 측정하고 이를 비교하여 각 기통간의 연소 편차를 진단하는 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치 및 이를 이용한 연소 편차 진단 방법에 관한 것이다.

다기통 디젤엔진은 흡기매니폴드, 배기매니폴드, 터보챠져, 엔진제어유니트와 각종 센서류를 포함하여 구성된다. 상기와 같은 디젤엔진은 1) 인젝터간의 유량편차, 2) 냉각성능차이, 3) 흡기매니폴드에 의한 기통간 공기량 차이, 4) 배기 매니폴드에 의한 기통간 배출유출 차이, 5) 배기가스재순환(EGR) 가스의 기통간 분배성 차이 등에 의해, 기통간의 연소 편차가 발생되고, 이러한 기통간 연소 편차가 과대하게 되면 성능악화 및 배기가스 증가 현상이 나타난다.

따라서, 상기한 바와 같은 각 기통간의 연소 편차를 최소화하기 위한 연구가 이루어지고 있는데, 이러한 일을 위해서 기통간의 연소 편차를 측정하는 것이 중요한 과제로 대두되고 있다.

각 기통간의 연소 편차를 평가하는 방법으로 배기매니폴드의 가스 온도를 측정하는 방법이 있는데, 이와 같은 방법은 각 기통의 배기구에 온도 측정 프로브를 설치하고, 각 기통의 배기온도를 측정하여 기통간 편차를 보는 방법이다.

그러나, 상기한 방법은 각 기통의 배기구가 하류에서 모이게 되어 서로 영향을 미치게 되므로 엄밀한 의미의 기통간 독립성이 보장되지 않아, 기통간 편차를 정확하게 진단하기가 어려울 뿐만 아니라 장착하기가 어려운 문제점도 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 기존의 글로우 플러그(glow plug)와 동일한 외관을 가지는 온도 측정 장치를 사용하여 각 기통의 연소실 온도를 직접 측정함으로써, 각 기통간의 독립성이 유지되는 연소 온도 데이터를 얻을 수 있고, 디젤 엔진의 성능에 변화를 주지 않아 각 기통의 연소 특성에 가장 근접하는 연소 온도 데이터를 얻을 수 있으며, 실제 차량 주행 상태에서도 손쉽게 각 기통의 연소 온도를 측정할 수 있는 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치 및 이를 이용한 연소 편차 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치는, 디젤엔진의 각 기통의 연소실에 선단부가 노출되도록 실린더헤드에 삽입되어 고정되고, 그 내부에는 연소실의 온도를 측정하기 위한 열전대가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간연소 편차 진단 방법은, 디젤엔진의 각 기통의 연소실에 선단부가 노출되도록 실린더헤드에 삽입되어 고정되고, 그 내부에는 연소실의 온도를 측정하기 위한 열전대가 설치된 온도 측정 장치를 사용하여 각 기통별 연소 온도를 측정하는 단계와, 상기와 같이 측정된 각 기통별 연소 온도를 동일한 크랭크각으로 동기화시키는 단계와, 동일 크랭크각에서 각 기통간의 연소 온도를 비교하여 각 기통간의 연소 편차를 확인하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치의 설치 상태도,

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치의 개략적인 구조도,

도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단 방법을 수행하는 장치의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단 방법의 순서도이다.

도 5는 디젤 엔진의 각 기통에 설치된 온도 측정 장치에서 측정되는 연소 온도 데이터의 그래프,

도 6은 디젤 엔진의 각 기통간 연소 온도 데이터를 동기화시킨 상태의 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 온도 측정 장치62 : 절연체

64 : 양의 단자66 : 음의 단자

68 : 웰딩80 : 진단모듈

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치의 설치 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치의 개략적인 구조도이다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온도 측정 장치(10)는 기존의 글로우 플러그(glow plug)와 동일한 외형을 가지면서, 실린더 헤드(20)에 삽입되어 고정되고, 상기 온도 측정 장치(10)의 선단부는 실린더 헤드(20)와, 실린더 블록(30), 피스톤(40)에 의해 형성되는 연소실(50)에 노출되어 있다.

상기 온도 측정 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 내부에는 연소실의 온도를 측정하기 위한 열전대(60)가 설치되어 있고, 외부 일측에는 고정부(70)가 설치되어 있다.

상기 열전대(60)는, 절연체(62)를 사이에 두고, 양의 단자(64)와 음의 단자(64)가 각각 배치되어 이루어지고, 상기 양의 단자(64)는 Ni, Cr으로 이루어지고, 상기 음의 단자(66)는 Ni, Al로 이루어지며, 상기 양의 단자(64)와 음의 단자(66)의 선단부는 웰딩(68)되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단 방법을 수행하는 장치의 구성도로서, 각 기통의 연소실(50-1, 50-2, 50-3, 50-4)에 본 발명에 따른 온도 측정 장치(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)가 각각 구비되어, 각 기통의 연소 온도를 측정하여 진단모듈(80)로 입력된다. 또한, 미도시된 센서들에 의해 감지된 크랭크 각신호와, 캠 기준신호가 진단모듈(80)로 입력된다.

상기와 같이 구성된 장치에서 수행되는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단 방법을 도 4의 순서도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 단계(S1)에서는, 각 기통의 연소실(50-1, 50-2, 50-3, 50-4)에 설치된 온도 측정 장치(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)가 연소 온도를 측정하여 진단모듈(80)로 입력한다.

이어서, 단계(S2)에서는 진단모듈(80)이 크랭크각 신호와, 캠 신호를 바탕으로 상기와 같이 측정된 각 기통별 연소 온도를 동일한 크랭크각으로 동기화시킨다.

즉, 각 기통마다 흡입, 압축, 폭팔, 배기 행정이 다른데, 4기통 엔진의 경우 폭팔 순서가 1-3-4-2 순이므로, 상기와 같이 측정된 각 기통별 연소 온도는 도 5에 도시된 바와 같이 나타나게 되고, 이들을 동일한 크랭크각으로 동기화시키면 도 6에 도시된 바와 같이 나타나게 된다.

이어서, 단계(S3)에서는 진단모듈(80)이 동일 크랭크각에서 각 기통간의 연소 온도를 비교하여 각 기통간의 연소 편차를 확인한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 글로우 플러그(glow plug)와 동일한 외관을 가지는 온도 측정 장치를 사용하여 각 기통의 연소실 온도를 직접 측정함으로써, 각 기통간의 독립성이 유지되는 연소 온도 데이터를 얻을 수 있고, 디젤 엔진의 성능에 변화를 주지 않아 각 기통의 연소 특성에 가장 근접하는 연소 온도 데이터를 얻을 수 있으며, 실제 차량 주행 상태에서도 손쉽게 각 기통의 연소 온도를 측정할 수 있다.

Claims (2)

1. 디젤엔진의 각 기통의 연소실에 선단부가 노출되도록 실린더헤드에 삽입되어 고정되고, 그 내부에는 연소실의 온도를 측정하기 위한 열전대가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단용 온도 측정 장치.
2. 디젤엔진의 각 기통의 연소실에 선단부가 노출되도록 실린더헤드에 삽입되어 고정되고, 그 내부에는 연소실의 온도를 측정하기 위한 열전대가 설치된 온도 측정 장치를 사용하여 각 기통별 연소 온도를 측정하는 단계와, 상기와 같이 측정된 각 기통별 연소 온도를 동일한 크랭크각으로 동기화시키는 단계와, 동일 크랭크각에서 각 기통간의 연소 온도를 비교하여 각 기통간의 연소 편차를 확인하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 기통간 연소 편차 진단 방법.