KR20160024469A - 엔진의 피스톤 상사점 점검방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러 개의 실린더가 구비된 다기통 엔진의 실린더 내에서 상하 왕복 운동하는 각 피스톤의 상사점 높이를 간편하게 점검하여 복수의 피스톤 중 상사점이 정확하게 일치되지 않는 피스톤을 구분해 냄으로써, 차량의 수리작업시 손쉽게 이상 부위를 찾아내어 차량의 유지보수를 더욱 용이하게 할 수 있도록 한 엔진의 피스톤 상사점 점검도구에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명 엔진의 피스톤 상사점 점검도구는, 정지된 엔진의 점화플러그홀을 통하여 엔진 내부로 삽입하여 실린더내부에서 상하 왕복운동하는 피스톤의 상사점 위치를 측정하도록 하는 측정봉; 상기 측정봉이 끼워지도록 결합공이 천공되며, 일측면에는 상기 결합공과 관통되고, 내주면에 나사산이 형성된 고정나사공이 천공된 이동지침; 상기 이동지침의 고정나사공에 결합되어 상기 이동지침의 위치를 고정하거나 고정을 해제할 수 있도록 하는 고정나사로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

엔진의 피스톤 상사점 점검도구 {Inspection tools for Piston Top Dead Point of Engine}

본 발명은 엔진의 피스톤 상사점 점검도구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여러 개의 실린더가 구비된 다기통 엔진의 실린더 내에서 상하 왕복 운동하는 각 피스톤의 상사점 높이를 간편하게 점검하여 복수의 피스톤 중 상사점이 정확하게 일치되지 않는 피스톤을 구분해 냄으로써, 차량의 수리작업시 손쉽게 이상 부위를 찾아내어 차량의 유지보수를 더욱 용이하게 할 수 있도록 한 엔진의 피스톤 상사점 점검도구에 관한 것이다.

일반적으로, 대부분의 차량에 사용되는 내연기관은 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤들을 포함하는 다기통기관이며, 그 각각의 피스톤은 선회 가능하도록 연결된 커넥팅로드에 의하여 작동되고, 하나의 크랭크축에 연결되어 직선왕복운동을 회전운동으로 변환하도록 구성되어 있다.

상기 크랭크축은 복수 개의 피스톤을 하나로 묶고 엔진의 순환 동안 엔진 내에서 그들의 상대적인 위치를 결정하는 것으로서, 상기 피스톤은 엔진 블록의 상부에 있는 각각의 피스톤보어 내에서 왕복으로 슬라이딩하는 반면, 크랭크축은 엔진의 블록부분에 장착되어 회전운동을 하며, 연료의 연소는 피스톤의 상부, 실린더보어의 벽, 그리고 실린더헤드 사이에 마련되는 각 실린더의 연소실 내에서 이루어지게 된다.

그런데 상기 각 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 변환시켜 주는 크랭크축과 커넥팅로드에 이상이 발생할 경우 엔진의 출력에 문제가 나타나게 된다.

즉, 왕복운동을 하는 복수 개의 피스톤들을 가진 다기통 엔진의 각 피스톤이, 정확하게 설정된 상사점과 하사점을 왕복 운동하여야만 연속적으로 가장 강력한 힘을 발휘하게 되는데, 커넥팅로드가 휘거나, 부품의 마모 또는 파손 등으로 인해 상사점에 정확하게 이르지 못하는 피스톤이 어느 하나라도 존재하게 되면, 이로인해 엔진의 원만한 구동에 장애가 되면서 엔진 출력이 저하되는 문제가 발행하게 된다.

따라서 다기통 엔진의 경우 전체 피스톤의 상사점이 정확하게 설정이 되어야만 가장 바람직한 엔진 출력을 낼 수 있으므로, 차량의 수리작업시 엔진에 구비된 각 피스톤의 상사점이 정확하게 일치되도록 수리하여야만 엔진의 효율을 최고로 유지할 수 있게 된다.

그러므로 각 피스톤의 상사점을 정확하게 측정하여 수리해야 하는 것이 차량의 유지보수에 있어서 매우 중요한 사항이 된다.

종래에는 피스톤의 상사점이 일치되지 않을 경우, 엔진을 분해한 상태에서 실린더 내부의 피스톤에 대한 상사점을 일일이 측정하고, 이상 유무를 직접 점검하는 식으로 차량의 유지보수작업이 이루어짐으로 인해, 비교적 많은 시간과 작업공정이 요구되었으며, 이에 따라 수리비용 또한 고가로 책정되는 원인이 되었다.

따라서 피스톤의 상사점 위치를 쉽게 점검할 수 있는 기술이 요구되는 바, 이와 같은 피스톤의 상사점의 위치를 정확하게 아는 것은 엔진의 설계시에도 매우 중요하다.

엔진의 피스톤 상사점을 측정하는 종래의 기술로서, 국내등록특허 제10-0182108호 (등록일자: 1998. 12. 10.)가 개시되어 있고, 도 1은 상기 종래기술의 마이크로웨이브를 이용한 상사점측정장치를 나타내는 블럭도로서, 엔진의 실린더(1) 연소실(1a) 내를 상하 왕복 운동하는 피스톤(2), 마이크로웨이브의 신호를 발생시키는 마이크로웨이브 제너레이터(3), 상하 왕복 운동하는 피스톤(2)에 마이크로웨이브를 발사하여 연소실(1a) 내에서 공진이 발생하도록 점화플러그의 설치위치에 장착되는 안테나(4), 마이크로웨이브 제너레이터(3)에서 안테나(4)로 송신하는 마이크로웨이브의 신호와 연소실에서 발생된 공진이 안테나를 통해 들어오는 마이크로에너지를 상호 분리시키도록 하는 디렉셔널 커플러(5), 디렉셔널 커플러(5)를 통해 수신되는 마이크로에너지를 DC 전압으로 변환시켜 주는 디텍터(6), 디텍터(6)에 수신되는 마이크로에너지의 DC 전압을 디지탈로 변환시켜 주는 A/D컨버터(7), A/D컨버터에서 디지탈로 변환된 마이크로에너지를 P-θ선도에 곡선으로 표시하는 동시에 상사점을 측정하는 퍼스널컴퓨터(8)로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 상기와 같은 상사점 측정장치는 매우 복잡한 장치를 수반하여야 하며, 차량의 수리를 하고자 하는 현장에서는 적용될 수 없는 한계가 있다. 특히, 다양한 종류의 모델로 이루어진 수입 차량에 대한 수리작업이 이루어지는 경우, 실린더의 피스톤 상사점 높이를 측정하기 위해, 엔진 분해 후 각 실린더의 피스톤 높이를 개별 측정하여 수리작업을 하는 경우, 측정작업이 용이하지 않음과 함께 이로 인한 시간적 물질적 손실이 매우 커져 작업효율이 떨어지며, 또한 작업 비용도 상승되는 문제가 있다.

KR 10-0182108 B1 1998. 12. 10.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 엔진을 분해하지 않은 상태에서 간편하게 다기통 엔진에 구비된 복수 개의 피스톤 상사점을 간편하게 측정하여 이상 유무를 확인할 수 있도록 한 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 자동차를 제조하는 각 제조사 및 모델마다 각각 서로 다른 규격을 갖는 엔진의 실린더에서 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤이 구비된 다기통 엔진을 수리함에 있어, 간편한 도구를 사용하여 더욱 용이하게 차량의 이상 유무를 확인한 후 빠르고 정확하게 수리작업을 수행할 수 있도록 하는 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명 엔진의 피스톤 상사점 점검도구는, 정지된 엔진의 점화플러그홀을 통하여 엔진 내부로 삽입하여 실린더내부에서 상하 왕복운동하는 피스톤의 상사점 위치를 측정하도록 하는 측정봉; 상기 측정봉이 끼워지도록 결합공이 천공되며, 일측면에는 상기 결합공과 관통되고, 내주면에 나사산이 형성된 고정나사공이 천공된 이동지침; 상기 이동지침의 고정나사공에 결합되어 상기 이동지침의 위치를 고정하거나 고정을 해제할 수 있도록 하는 고정나사로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명 엔진의 피스톤 상사점 점검도구에 있어서, 상기 측정봉은 원기둥형으로 이루어지며 일측부에는 길이방향으로 측정눈금이 새겨진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 엔진을 분해하지 않고 간편하게 복수 개의 실린더의 상사점의 높이를 측정하여 이상유무를 판별하도록 하여 불필요한 작업을 생략한 채 신속 정확하게 해당 부분만을 찾아 수리하도록 함으로써, 수리시간, 노력 및 수리비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 다양한 모델로 구성되는 수입차량의 경우에도, 각 모델별로 상사점의 상대적인 높이를 상호 대비하여, 손쉽게 이상이 있는 피스톤을 찾아내어 수리하도록 함으로써, 수리업무의 효율을 향상시킬 수 있고, 빠르게 작업을 수행하여 고객의 신뢰를 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 마이크로웨이브를 이용한 상사점 측정장치를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 도시한 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구에 의한 피스톤 상사점을 점검하는 상태의 단면도로서,
a)는 점화플러그홀에서 점화플러그를 제거한 상태의 엔진 단면도이고,
b)는 점화플러그홀에 상사점 점검도구를 삽입하여 측정하는 상태를 나타내는 단면도임.
도 5는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 설명하기 위한 내연기관의 내부 구동장치의 부분발췌 사시도.
도 6은 본 발명에 따라 이동지침의 하부에 별도의 결합수단이 더 구비된 실시 예를 나타내는 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 도시한 분해사시도이다.

본 발명에 따른 엔진의 피스톤상사점점검도구(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일정 길이를 갖도록 형성된 측정봉(110), 상기 측정봉(110)에 결합되는 이동지침(120), 및 상기 측정봉(110)과 이동지침(120)을 상호 고정하기 위한 고정나사(130)로 구성된다.

상기 측정봉(110)의 형태는 원기둥형 또는 사각기둥형 등 다양하게 이루어질 수 있으나, 실시 예는 원기둥형을 토대로 설명되고 있으며, 상기 측정봉의 일측부에는 길이방향으로 측정눈금(111)이 일정간격을 두고 새겨져 있도록 하며, 상기 측정봉(110)은 점검하고자 하는 차량의 규격에 따라 길이가 가변될 수 있다.

상기 이동지침(120)에는 상기 측정봉(110)에 삽입되어 결합되도록 결합공(121)이 천공되어 있으며, 일측면에는 상기 결합공(121)까지 관통되고, 내주면에 나사산이 형성된 고정나사공(122)이 천공되어 있다.

상기 결합공(121)의 내경은 상기 측정봉(110)의 외경보다는 1.05 ~ 1.5배 크게 형성되도록 함으로써 상하 슬라이딩이 용이하게 이루어질 수 있도록 하되, 고정시에도 신속한 고정이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 고정나사(130)는 상기 이동지침(120)의 고정나사공(122)에 체결 결합되어 상기 이동지침(120)의 위치를 고정하거나 고정을 해제할 수 있도록 하고 있다.

상기 측정봉(110)의 형상에 따라 이동지침(120)에 형성되는 결합공(121)의 형상 또한 대응되어 달라질 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 이용하여 엔진의 피스톤 상사점을 측정할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구에 의한 피스톤 상사점을 점검하는 상태의 단면도로서, a)는 점화플러그홀에서 점화플러그를 제거한 상태의 엔진 단면도이고, b)는 점화플러그홀에 상사점 점검도구를 삽입하여 측정하는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 엔진의 피스톤 상사점 점검도구를 설명하기 위한 내연기관의 내부 구동장치의 부분발췌 사시도이다.

본 발명은 정지된 엔진(200)의 점화플러그홀(211)을 통하여 엔진 내부로 측정봉(110)을 삽입하여 실린더(220)내부에서 상하 왕복 운동하는 피스톤(230)의 상사점 위치를 측정하도록 하는 것이다.

본 발명에 의한 피스톤(230)의 상사점 점검방법은 나란히 배치된 복수 개의 실린더(220)를 차례로 하나하나 검사하여 서로 다른 상사점을 갖는 피스톤(230)을 찾아내도록 하는 것이다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 크랭크축(250)에 다수의 피스톤(230)이 나란히 배치되어 있으므로 각각의 피스톤(230)의 상사점을 차례로 점검한다.

도 4a에 도시된 바와 같이 엔진(200)의 실린더헤드(210)에 구비되어 있는 점화플러그홀(211)에 체결되어 있는 점화플러그를 제거한 상태에서, 도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명 피스톤상사점측정도구(100)을 상기 점화플러그홀(211)에 삽입한다.

이때에는 상기 피스톤상사점점검도구(100)의 이동지침(120)을 상기 점화플러그홀의 상단측에 안정되게 고정된 상태에서 삽입한다. 이는 엔진을 수동으로 구동시키면서 피스톤이 상사점에 이르는 순간의 높이를 찾아낼 때, 측정봉이 피스톤에 밀려 상부로 밀려 올라가더라도 상기 이동지침은 안정된 위치를 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들면 상기 이동지침의 하부에 점화플러그가 제거된 점화플러그홀(211)에 나사 또는 밀봉 결합될 수 있는 별도의 결합수단(123)이 더 구비되도록 함으로써, 인위적으로 상기 이동지침을 누르거나 하지 않고도 안정된 고정을 이룰 수 있게 된다. 이를 위해, 점화플러그홀의 내경에 일치되는 외경을 갖는 결합수단을 형성하되, 상기 결합수단에는 결합공(121)과 마찬가지로 측정봉이 관통될 수 있는 결합홀이 더 구비될 수 있고, 상기 결합홀의 내경은 상기 결합공의 내경과 갖도록 유지되거나, 상기 결합공의 내경보다는 1.1 ~ 1.3 배 크게 유지되도록 하는 것도 가능하다.

나사결합될 수 있는 결합수단을 이용하는 경우, 이동지침의 하부에 형성된 상기 결합수단을 점화플러그홀에 위치시킨 후, 이동지침을 나사식으로 회전시켜 상기 결합수단이 점화플러그홀에 고정된 상태에서 후속 과정이 이루어질 수 있다.

이동지침이 점화플러그홀의 상단측에 안정되게 고정되도록 한 후, 엔진을 수동으로 구동시켜 상기 피스톤상사점점검도구(100)의 측정봉(110)이 최대로 상승된 상태에서 피스톤을 멈추고, 상기 이동지침(120)에 구비된 고정나사를 돌려 도 4b에 도시된 바와 같이 측정봉의 위치를 고정시킨다.

즉, 상기 이동지침(120)의 일측에 구비된 고정나사(130)를 풀어 측정봉이 상하로 이동가능하도록 한 상태에서, 상기 이동지침(120)을 실린더헤드(210)의 상부에 맞닿도록 안착시킨 다음, 엔진을 수동으로 구동시켜 측정봉이 최대로 상승된 상태에서 피스톤을 멈추도록 한 후, 고정나사(130)를 조여 상기 이동지침(120)과 측정봉(110)이 상호 견고하게 고정되도록 한 다음, 피스톤상사점점검도구(100)를 꺼내 눈금을 확인하여 기록하게 된다.

상기와 같은 방법으로 다른 실린더의 점화플러그홀에 피스톤상사점점검도구(100)를 삽입하여 동일한 과정을 통해 점검이 이루어지도록 한다.

본 발명을 이용하는 경우, 엔진 분리 등의 복잡한 수리작업의 필요없이, 내연기관의 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤(230)의 상사점의 위치를 정확히 측정한 후, 상사점의 위치에 이상이 있는 피스톤 등을 찾아내어 손쉽게 수리가 가능하게 되며, 수리에 따라 연소실 내에서 피스톤(230)에 의한 연료 및 공기의 압축비가 일정하게 유지되는 정상운전을 통해, 엔진이 최대의 폭발력을 유지한 상태에서 차량운행이 이루어질 수 있게 된다.

엔진(200)의 실린더(220) 내에서 왕복 운동하는 각각의 피스톤(230)은 도 5에 도시된 바와 같이 여러 개의 커넥팅로드(240)에 의해 크랭크축(250)에 연결되는데, 크랭크축(250)의 사이에는 크랭크암(260)이 마련되고, 이 크랭크암(260)에 상기 커넥팅로드(240)와 연결되는 크랭크핀(270)이 설치되며, 점화플러그에의 전원공급을 위해 상기 크랭크축(250)의 일측 단부에 로터리조인트(미도시)가 설치된 상태에서, 순차적으로 정확한 타이밍에 맞추어 폭발이 이루어지면서 회전력이 발생되게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 복수 개로 이루어진 피스톤의 각각의 상사점을 최적의 위치가 되도록 측정 조정할 수 있도록 함으로써, 엔진의 출력을 극대화할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

100: 피스톤상사점점검도구
110: 측정봉 111: 측정눈금
120: 이동지침
121: 결합공 122: 고정나사공
130: 고정나사
200: 엔진
210: 실린더헤드 211: 점화플러그홀
220: 실린더
230: 피스톤
240: 커넥팅로드 250: 크랭크축
260: 크랭크암 270: 크랭크핀

Claims (2)

1. 정지된 엔진(200)의 점화플러그홀(211)을 통해 엔진 내부로 삽입된 상태에서, 실린더(220) 내부에서 상하 왕복 운동하는 피스톤(230)의 상사점 위치를 측정하기 위한 측정봉(110);
   상기 측정봉(110)이 삽입 결합되도록 결합공(121)이 천공되며, 일측면에는 상기 결합공(121)까지 관통되고, 내주면에 나사산이 형성된 고정나사공(122)이 구비되는 이동지침(120); 및
   상기 이동지침(120)의 고정나사공(122)에 결합된 상태에서, 상기 이동지침(120)의 위치를 고정하거나 고정을 해제할 수 있도록 하는 고정나사(130);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 피스톤 상사점 점검도구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 측정봉(110)의 일측부에는,
   길이방향으로 측정눈금(111)이 일정 간격으로 새겨진 것을 특징으로 하는 엔진의 피스톤 상사점 점검도구.
   

Images