KR20150070878A

KR20150070878A - 엔진용 밸브간극 측정장치

Info

Publication number: KR20150070878A
Application number: KR1020130157573A
Authority: KR
Inventors: 유범종
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-25

Abstract

엔진용 밸브간극 측정장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치는 엔진에서 밸브를 작동시키기 위해 설치되는 캠 샤프트에 구비된 캠과 상기 밸브 사이의 밸브간극을 측정하기 위한 것으로, 상기 캠 샤프트가 조립된 엔진의 상부에 설치되는 장착 프레임; 상기 장착 프레임 상에서 상, 하부로 이동 가능하게 구성되는 승하강 블록; 상기 승하강 블록과 연결되어, 상기 엔진을 향하여 상기 승하강 블록을 선택적으로 이동시키는 구동유닛; 상기 승하강 블록에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 캠 샤프트의 캠 상부에 접촉되는 캠 측정자; 상기 캠 측정자와 이격된 위치에서 상기 승하강 블록에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 밸브의 단부에 접촉되는 밸브 측정자; 및 상기 승하강 블록에 장착되어 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자에 연결되고, 상기 캠 샤프트의 회전에 따라, 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자의 이동변위를 검출하는 검출부를 포함한다.

Description

엔진용 밸브간극 측정장치{VALVE CLEARANCE MEASUREMENT APPARATUS FOR ENGINE}

본 발명은 차량용 엔진용 밸브간극 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠 샤프트에 구비된 캠과 밸브 사이의 간극을 자동으로 측정하도록 하는 엔진용 밸브간극 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 흡기 또는 배기 밸브는 연소실에 설치되어 공기 또는 혼합기를 실린더로 유입시키고 연소가스를 배출시키는 동시에 압축 및 폭발 행정에서 밸브시트에 밀착되어 가스의 누출을 방지하는 기능을 하는 것으로, 각 밸브들은 흡기 또는 배기 시에 개폐되며, 밸브의 개폐는 캠 샤프트(cam shaft)로 제어된다.

여기서, 캠 샤프트는 캠이 흡, 배기 밸브를 개방하는 방식으로, 캠이 직접, 밸브 리프터(valve lifter)를 밀어서 밸브를 개폐 구동시키는 직동식과, 캠이 로커 암을 통하여 밸브를 밀어 밸브를 개폐 구동시키는 로커 암 식으로 구분된다.

이러한 흡, 배기 밸브는 연소실로부터 발생되는 고온의 열에 의해 열팽창 되며, 밸브가 열팽창 할 경우, 흡기, 및 배기 타이밍이 변하게 된다.

이에 따라, 캠과 밸브 리프터(Or 로커 암의 캠 샤프트 접촉부)의 사이에는 밸브의 열팽창 변화를 흡수하기 위하여 캠이 밸브 리프터, 또는 로커 암의 캠 샤프트 접촉부(롤러, 또는 슬리퍼 면)를 누르지 않고 있는 상태에서 밸브간극(Valve Clearance)이 마련된다.

즉, 밸브 간극이 없을 경우에는 밸브가 닫힐 때 밸브와 밸브시트의 밀착이 불량하게 되어 밸브의 정상적인 작동을 보장할 수 없으며, 밸브간극이 적을 경우에는 블로바이 현상(blow by phenomenon)이 발생되고, 크면 흡배기 효율이 떨어지며 소음이 발생된다.

따라서, 엔진의 조립 시에는 엔진의 조립 시에는, 실린더 헤드에 밸브를 부착한 후, 작업자가 심(Shim)과 같은 간극 측정 게이지를 사용하여 수작업을 통해 밸브간극을 측정 및 확인하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 밸브간극 측정 및 확인 작업은 작업자에 의한 수작업으로 이루어지기 때문에 작업자의 숙련도 등에 따라 측정값의 편차가 발생되어 신뢰성이 떨어지고, 측정값을 데이터화하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 밸브간극의 측정 작업 시, 비숙련 작업자가 측정할 경우에는 밸브간극 측정에 소요되는 시간이 증가되어 작업시간이 증가되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 캠이 구비된 캠 샤프트를 엔진에 조립한 상태에서, 캠 샤프트의 회전 시에 발생되는 밸브와 캠의 이동변위를 이용해 캠과 밸브 사이의 밸브간극을 자동으로 측정함으로써, 측정값의 편차 발생을 최소화하는 동시에, 측정값을 저장하여 데이터화 할 수 있고, 측정 작업시간을 단축하도록 하는 엔진용 밸브간극 측정장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치는 엔진에서 밸브를 작동시키기 위해 설치되는 캠 샤프트에 구비된 캠과 상기 밸브 사이의 밸브간극을 측정하기 위한 것으로, 상기 캠 샤프트가 조립된 엔진의 상부에 설치되는 장착 프레임; 상기 장착 프레임 상에서 상, 하부로 이동 가능하게 구성되는 승하강 블록; 상기 승하강 블록과 연결되어, 상기 엔진을 향하여 상기 승하강 블록을 선택적으로 이동시키는 구동유닛; 상기 승하강 블록에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 캠 샤프트의 캠 상부에 접촉되는 캠 측정자; 상기 캠 측정자와 이격된 위치에서 상기 승하강 블록에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 밸브의 단부에 접촉되는 밸브 측정자; 및 상기 승하강 블록에 장착되어 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자에 연결되고, 상기 캠 샤프트의 회전에 따라, 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자의 이동변위를 검출하는 검출부를 포함한다.

상기 캠 측정자는 상기 캠에 접촉되는 캠 접촉패드; 및 상기 캠 접촉패드와 연결되고, 상기 승하강 블록을 관통하여 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 검출부에 연결되는 캠 연결로드를 포함할 수 있다.

상기 캠 연결로드는 상기 캠 접촉패드의 상부에 한 쌍으로 구비될 수 있다.

상기 밸브 측정자는 상기 밸브의 단부에 접촉되는 밸브 접촉부재; 및 상기 밸브 접촉부재와 연결되고, 상기 승하강 블록을 관통하여 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 검출부에 연결되는 밸브 연결로드를 포함할 수 있다.

상기 검출부는 제어기와 연결되며, 상기 제어기에 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자의 이동변위를 검출하여 전송할 수 있다.

상기 제어기는 상기 캠 측정자의 이동변위(L1)와 상기 밸브 측정자의 이동변위(L2)의 차이를 산출하여 밸브간극의 결과 값을 표시수단에 표시할 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 장착 프레임에 작동로드가 하향되게 설치되는 작동 실린더; 상기 작동로드의 선단에 장착되며, 상기 승하강 블록과 연결되는 연결블록; 및 상기 작동 실린더의 전후진 작동 시, 상기 연결블록의 이동을 가이드 하는 가이드 수단을 포함할 수 있다.

상기 가이드 수단은 상기 연결블록에 대응하여 상기 장착 프레임의 일면에 높이방향으로 설치되는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 연결블록에 연결되는 레일블록을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치에 의하면, 캠이 구비된 캠 샤프트를 엔진에 조립한 상태에서, 캠 샤프트를 회전 시에 발생되는 밸브와 캠의 이동변위를 캠 측정자와 밸브 측정자를 이용해 측정하여 캠과 밸브 사이의 밸브간극을 자동으로 측정함으로써, 측정값의 편차 발생을 최소화하는 동시에, 측정값을 저장하여 데이터화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 작업자가 직접 수작업을 통해 측정하던 방식에 비해 측정 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시키고, 소모인력 및 비용을 절감하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치의 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치의 사용 상태도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치(100)는 캠(7)이 구비된 캠 샤프트(5)를 엔진(3)에 조립한 상태에서, 캠 샤프트(5)의 회전 시에 발생되는 밸브(9)와 캠(7)의 이동변위를 이용해 캠(7)과 밸브(9) 사이의 밸브간극을 자동으로 측정함으로써, 측정값의 편차 발생을 최소화하는 동시에, 측정값을 저장하여 데이터화 할 수 있고, 측정 작업시간을 단축하도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 엔진(3)에서 밸브(9)를 작동시키기 위해 설치되는 캠 샤프트(5)에 구비된 캠(7)과 상기 밸브(9) 사이의 밸브간극을 측정하기 위한 것으로, 장착 프레임(101), 승하강 블록(110), 구동유닛(120), 캠 측정자(130), 밸브 측정자(140), 및 검출부(150)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 장착 프레임(101)은 상기 캠 샤프트(5)가 조립된 엔진(3)의 상부에 설치된다.

상기 승하강 블록(110)은 상기 장착 프레임(101) 상에서 상, 하부로 이동 가능하게 배치되고, 상기 구동유닛(120)은 상기 승하강 블록(110)과 연결되어, 상기 엔진(3)의 캠 샤프트(5)와 밸브(9)를 향하여 상기 승하강 블록(110)을 선택적으로 이동시키게 된다.

여기서, 상기 구동유닛(120)은 작동 실린더(123), 연결블록(124), 및 가이드 수단(125)을 포함한다.

먼저, 상기 작동 실린더(123)는 장착 프레임(101)에 작동로드(121)가 하향되게 설치된다.

상기 연결블록(124)은 상기 작동로드(121)의 선단에 장착되며, 상기 승하강 블록(110)과 연결된다.

그리고 상기 가이드 수단(125)은 상기 작동 실린더(123)의 전후진 작동에 따라 상기 작동로드(121)가 전진 또는 후진될 경우, 상기 연결블록(124)의 이동을 가이드 하게 된다.

이러한 가이드 수단(125)은 상기 연결블록(124)에 대응하여 상기 장착 프레임(101)의 일면에 높이방향으로 설치되는 가이드 레일(127)과, 상기 가이드 레일(127)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 연결블록(124)에 연결되는 레일블록(129)을 포함할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 가이드 수단(125)은 상기 연결블록(124)의 이동 시, 상기 연결블록(124)에 장착된 레일블록(129)이 가이드 레일(127)을 따라 슬라이드 이동됨으로써, 상기 연결블록(124)의 이동을 안정적으로 가이드 하게 된다.

본 실시예에서, 상기 캠 측정자(130)는 상기 승하강 블록(110)에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 캠 샤프트(5)의 캠(7) 상부에 접촉된다.

여기서, 상기 캠 측정자(130)는 캠 접촉패드(131)와 캠 연결로드(133)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 캠 접촉패드(131)는 상기 캠(7)의 상부에서 상기 캠(7)과 접촉된다.

이러한 캠 접촉패드(131)의 상부에는 한 쌍으로 구비되는 상기 캠 연결로드(133)가 그 일단을 통해 상기 캠 접촉패드(131)와 연결된다.

상기 캠 연결로드(133)는 타단부가 상기 승하강 블록(110)을 관통하여 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 검출부(150)에 연결된다.

본 실시예에서, 상기 밸브 측정자(140)는 상기 캠 측정자(130)와 이격된 위치에서 상기 승하강 블록(110)에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 밸브(9)의 단부에 접촉된다.

이러한 밸브 측정자(140)는 상기 밸브(9)의 단부에 접촉되는 밸브 접촉부재(141)와, 상기 밸브 접촉부재(141)와 연결되고, 상기 승하강 블록(110)을 관통하여 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 검출부(150)에 연결되는 밸브 연결로드(143)를 포함할 수 있다.

즉, 상기와 같이 구성되는 캠 측정자(130)와 밸브 측정자(140)는 상기 구동유닛(120)에 의해 승하강 블록(110)이 하강되면, 상기 캠(7)과 밸브(9)의 상부에 각각 접촉된 상태가 된다.

이러한 상태에서, 상기 캠 샤프트(5)가 회전되면, 상기 캠 측정자(130)는 상기 캠(7)의 회전에 의해 상, 하부로 반복 이동되고, 상기 밸브 측정자(140)는 상기 캠(7)과의 접촉되면서 이동하는 밸브(9)에 의해 상, 하부로 반복 이동된다.

그리고 상기 검출부(150)는 상기 승하강 블록(110)의 상부에 장착되어 상기 캠 측정자(130)와 상기 밸브 측정자(140)에 연결된다.

이러한 검출부(150)는 상기 캠 샤프트(5)의 회전에 따라, 회전되는 캠(7)과 이동되는 밸브(9)의 이동변위를 상기 캠 측정자(130)와 상기 밸브 측정자(140)의 승하강 이동을 통해 검출하게 된다.

여기서, 상기 검출부(150)는 제어기(160)와 연결되며, 상기 제어기(160)에 상기 캠 측정자(130)와 상기 밸브 측정자(140)의 이동변위를 검출하여 전송할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제어기(160)는 상기 캠 측정자(130)의 이동변위(L1)와 상기 밸브 측정자(140)의 이동변위(L2)의 차이를 산출하여 밸브간극의 결과 값을 표시수단(170)에 표시할 수 있다.

즉, 상기와 같이 구성되는 엔진용 밸브간극 측정장치(100)는 밸브간극의 측정 시, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 구동유닛(120)의 작동 실린더(123)가 전진 작동을 하여 상기 승하강 블록(110)을 하강시키게 된다.

상기 승하강 블록(110)이 계속해서 하강되면서, 상기 캠 측정자(130)와 밸브 측정자(140)가 캠 접촉패드(131)와 밸브 접촉부재(141)를 통해 캠(7)과 밸브(9)에 각각 접촉되면 상기 구동유닛(120)의 작동이 중지된다.

이러한 상태에서, 상기 캠 샤프트(5)가 미도시된 회전수단에 의해 회전되면, 상기 캠 측정자(130)는 상기 캠(7)의 회전에 의해 상하부로 반복 이동되고, 상기 밸브 측정자(140)는 캠(7)과 접촉되면서 이동하는 밸브(9)에 의해 상하부로 반복 이동된다.

이 때, 상기 검출부(150)는 상기 캠 측정자(130)의 이동변위(L1)와 상기 밸브 측정자(140)의 이동변위(L2)를 각각 검출하여 상기 제어기(160)로 전송한다.

그러면, 상기 제어기(160)는 검출기(150)로부터 송출된 각 이동변위(L1, L2)의 차이를 연산하여 밸브간극 결과 값을 도출하고, 상기 표시수단(170)을 통해 밸브간극 결과 값을 표시한 후, 데이터 베이스에 측정된 엔진의 밸브간극 결과 값을 저장하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 엔진용 밸브간극 측정장치(100)를 적용하면, 캠(7)이 구비된 캠 샤프트(5)를 엔진(3)에 조립한 상태에서, 캠 샤프트(5) 회전 시에 발생되는 밸브(9)와 캠(7)의 이동변위를 캠 측정자(130)와 밸브 측정자(140)를 이용해 측정하여 캠(7)과 밸브(9) 사이의 밸브간극을 자동으로 측정함으로써, 측정값의 편차 발생을 최소화하는 동시에, 측정값을 저장하여 데이터화 할 수 있다.

또한, 종래 작업자가 직접 수작업을 통해 측정하던 방식에 비해 측정 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시키고, 소모인력 및 비용을 절감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

3 : 엔진 5 : 캠 샤프트
7 : 캠 9 : 밸브
100 : 밸브간극 측정장치 101 : 장착 프레임
110 : 승하강 블록 120 : 구동유닛
121 : 작동로드 123 : 작동 실린더
124 : 연결블록 125 : 가이드 수단
127 : 가이드 레일 129 : 레일블록
130 : 캠 측정자 131 : 캠 접촉패드
131 : 캠 연결로드 140 : 밸브 측정자
141 : 밸브 접촉부재 150 : 검출부
160 : 제어기 170 : 표시수단

Claims

엔진에서 밸브를 작동시키기 위해 설치되는 캠 샤프트에 구비된 캠과 상기 밸브 사이의 밸브간극을 측정하기 위한 것으로,
상기 캠 샤프트가 조립된 엔진의 상부에 설치되는 장착 프레임;
상기 장착 프레임 상에서 상, 하부로 이동 가능하게 구성되는 승하강 블록;
상기 승하강 블록과 연결되어, 상기 엔진을 향하여 상기 승하강 블록을 선택적으로 이동시키는 구동유닛;
상기 승하강 블록에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 캠 샤프트의 캠 상부에 접촉되는 캠 측정자;
상기 캠 측정자와 이격된 위치에서 상기 승하강 블록에 상, 하부로 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 밸브의 단부에 접촉되는 밸브 측정자; 및
상기 승하강 블록에 장착되어 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자에 연결되고, 상기 캠 샤프트의 회전에 따라, 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자의 이동변위를 검출하는 검출부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 캠 측정자는
상기 캠에 접촉되는 캠 접촉패드; 및
상기 캠 접촉패드와 연결되고, 상기 승하강 블록을 관통하여 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 검출부에 연결되는 캠 연결로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제2항에 있어서,
상기 캠 연결로드는
상기 캠 접촉패드의 상부에 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브 측정자는
상기 밸브의 단부에 접촉되는 밸브 접촉부재;
상기 밸브 접촉부재와 연결되고, 상기 승하강 블록을 관통하여 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 상기 검출부에 연결되는 밸브 연결로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 검출부는
제어기와 연결되며, 상기 제어기에 상기 캠 측정자와 상기 밸브 측정자의 이동변위를 검출하여 전송하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 제어기는
상기 캠 측정자의 이동변위(L1)와 상기 밸브 측정자의 이동변위(L2)의 차이를 산출하여 밸브간극의 결과 값을 표시수단에 표시하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 구동유닛은
상기 장착 프레임에 작동로드가 하향되게 설치되는 작동 실린더;
상기 작동로드의 선단에 장착되며, 상기 승하강 블록과 연결되는 연결블록; 및
상기 작동 실린더의 전후진 작동 시, 상기 연결블록의 이동을 가이드 하는 가이드 수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.
제7항에 있어서,
상기 가이드 수단은
상기 연결블록에 대응하여 상기 장착 프레임의 일면에 높이방향으로 설치되는 가이드 레일; 및
상기 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 연결블록에 연결되는 레일블록;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 밸브간극 측정장치.