KR20200101184A - 진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법 - Google Patents

진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법 Download PDF

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KR20200101184A
KR20200101184A KR1020190019482A KR20190019482A KR20200101184A KR 20200101184 A KR20200101184 A KR 20200101184A KR 1020190019482 A KR1020190019482 A KR 1020190019482A KR 20190019482 A KR20190019482 A KR 20190019482A KR 20200101184 A KR20200101184 A KR 20200101184A
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이희성
문용균
최동성
정준기
임지윤
고병모
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엘에스엠트론 주식회사
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
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Abstract

본 발명은 진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험엔진에 부착되어 상기 시험엔진의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하는 진동감지부, 상기 시험엔진의 출력축과 연결되어 상기 시험엔진의 구동에 따라 상기 시험엔진의 회전속도 및 토크를 출력하는 다이나모미터부, 상기 시험엔진의 구동을 위해 전원을 공급하고, 상기 다이나모미터부의 회전속도 데이터를 검사기제어부에 전달하는 다이나모미터제어부, 상기 다이나모미터제어부로부터 상기 다이나모미터부의 회전속도 데이터를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 시험엔진의 진동데이터를 전달받아 정상엔진의 진동데이터와의 비교를 통해 시험엔진의 이상여부를 판단하는 검사기제어부 및 상기 검사기제어부가 시험엔진의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부에 상기 시험엔진에 대한 정보를 제공하는 엔진정보제공부를 포함한다.

Description

진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법{ENGINE INSPECTION SYSTEM USING VIBRATION AND ENGINE INSPECTION METHOD}
본 발명은 엔진검사장치 및 엔진검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 엔진에서 발생되는 진동을 감지하여 엔진의 불량여부를 구분할 수 있는 진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법에 관한 것이다.
실린더 속에 연료를 집어넣고 상기 연료의 연소를 통해 폭발하면서 발생 되는 가스의 팽창력으로 피스톤을 움직이게 하는 기관을 통상 엔진이라고 부른다.
상기 엔진은 내연기관이 운동할 수 있는 에너지를 출력하는 가장 핵심적인 구성으로 내연기관의 생산에 있어서 엔진의 조립불량의 검사는 필수적 요소라 하겠다.
엔진 조립불량의 원인은 수없이 다양하나 조립불량을 알 수 있는 대표적인 징후는 엔진구동시 부조(진동)와 이음(소음)이 동반된다는 것이다. 따라서 종래 엔진 검사라인에서는 숙련된 작업자가 완성된 엔진을 구동시키고, 구동엔진에서 발견되는 떨림을 촉감으로 느끼거나 이음을 귀로 감지하여 엔진의 조립불량을 검출하는 방법으로 엔진의 조립불량을 검출하였다.
그러나 소음은 감성적인 부분이므로 진동의 RMS 레벨이 높더라도 이음이 없으면 양품으로 생각하는 경향이 있고, 전체적인 진동레벨은 작다고 하더라도 이음이 섞여 있으면 불량으로 판정하는 경향이 있어 엔진의 조립불량 판별의 정확성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한 작업현장의 소음으로 이음의 발견이 용이하지 않은 문제가 있었고, 무엇보다 작업자의 경험에 엔진 조립불량 판별을 의존한다는 점에서 교육기간, 교육비용 및 인건비가 증가하는 문제가 있었다.
또 종래 엔진 조립불량 검출방법은 엔진의 진동신호를 측정하기 위해 엔진을 구동하는 방식이 연료 주입을 통한 엔진가동이므로 유류비의 부담이 크고, 엔진 조립불량검사 싸이클 타임이 증가하며, 생산라인의 화재 위험이 상존하는 문제가 있었다.
등록특허공보 제 10- 0436573호(2004.06.08.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 불량엔진의 구동시 이상진동이 발생되는 것을 이용하여 정상엔진의 진동과 시험엔진의 진동을 비교함으로써, 특정주파수에서 발생되는 진폭만으로 시험엔진의 이상여부를 판단할 수 있는 진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 진동을 이용한 엔진검사장치는 시험엔진에 부착되어 상기 시험엔진의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하는 진동감지부, 상기 시험엔진의 출력축과 연결되어 상기 시험엔진의 구동에 따라 상기 시험엔진의 회전속도 및 토크를 출력하는 다이나모미터부, 상기 시험엔진의 구동을 위해 전원을 공급하고, 상기 다이나모미터부의 회전속도 데이터를 검사기제어부에 전달하는 다이나모미터제어부, 상기 다이나모미터제어부로부터 전달된 시험엔진의 회전속도가 기준속도에 부합되면 상기 진동감지부로부터 진동데이터를 수집하는 데이터수집부, 상기 다이나모미터제어부로부터 상기 다이나모미터부의 회전속도 데이터를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 시험엔진의 진동데이터를 전달받아 정상엔진의 진동데이터와의 비교를 통해 시험엔진의 이상여부를 판단하는 검사기제어부 및 상기 검사기제어부가 시험엔진의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부에 상기 시험엔진에 대한 정보를 제공하는 엔진정보제공부를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 다이나모미터부가 출력한 토크와 회전속도의 정보를 검사기제어부 및 다이나모미터제어부로 전달하는 신호분배부가 구비된 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 진동감지부는 상기 시험엔진의 크랭크축에서 전달되는 진동을 측정하도록 크랭크축과 엔진케이스가 연결되는 위치에 장착되는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 데이터수집부는 수집된 데이터의 시간영역의 함수를 주파수영역으로 변환하는 신호변환부를 포함하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 정상엔진의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량엔진의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상엔진으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량엔진의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기제어부는 시험엔진의 낮은 공회전(LOW IDLE)과 높은 공회전(HIGH IDLE)에 따른 기울기의 비교를 통해 불량엔진을 판단하는 것도 가능하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 엔진검사방법은 시험엔진의 구동축과 다이나모미터부가 연결되는 단계, 상기 시험엔진의 종류에 따른 정보를 엔진정보제공부를 통해 검사기제어부에 입력하는 단계, 상기 시험엔진을 구동시켜 다이나모미터부를 통해 출력된 회전속도가 기준속도에 부합되면, 다이나모미터제어부가 상기 검사기제어부로 해당 정보를 전달하는 단계, 상기 시험엔진에 부착된 진동감지부를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를 통해 수집하는 단계, 상기 데이터수집부를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부로 전달하여 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계 및 검사기준에 따라 기존의 정상엔진의 진동데이터 또는 불량엔진의 진동데이터를 통해 시험엔진의 불량여부를 판단하는 단계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시험엔진 구동축을 상기 다이나모미터부로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 주파수분석 결과를 데이터화하여 저장하는 단계에서, 신규로 추가된 검사기준으로 기존 저장된 진동데이터를 대상으로 재적용하여 진동데이터를 시뮬레이션하여 성능을 평가하는 단계를 포함하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기준에 따라 시험엔진의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량엔진의 진동데이터와 시험엔진의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서, 상기 검사기제어부는 검사기준으로 정상엔진의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기준에 따라 시험엔진의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량엔진의 진동데이터와 시험엔진의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서, 상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량엔진의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상엔진으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 검사기준에 따라 시험엔진의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량엔진의 진동데이터와 시험엔진의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서, 상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량엔진의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 진동을 이용한 엔진검사장치는 트렉터에 적용된 차량용 엔진을 검사하기 위한 설비에 적용된 엔진검사장치가 적용된 검사설비일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 진동을 이용한 엔진검사장치 및 엔진검사방법은 불량엔진의 구동시 이상진동이 발생되는 것을 이용하여 정상엔진의 진동과 시험엔진의 진동을 비교함으로써, 특정주파수에서 발생되는 진폭만으로 시험엔진의 이상여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치를 간략히 도시한 그림이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 진동감지부들을 표시한 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 정상 엔진과 불량 엔진 CONTOUR를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 엔진 회전속도와 진동감지부의 축의 위치에 따른 시헴엔진을 테스트하기 위한 정상엔진의 기준값을 나타낸 표이다.
도 5는 도 4의 정상엔진의 기준값에 따른 실험엔진의 테스트값을 나타낸 표이다.
도 6는 도 4의 1600RPM의 Y에서 26.7Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7는 도 4의 2600RPM의 Y에서 43.3Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 4의 2600RPM의 Y에서 1516.7Hz 의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 4의 2600RPM의 Y에서 1733.3Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 10은 도 4의 2600RPM의 Y에서 1516.7Hz 의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 4의 2600RPM의 Y에서 1733.3Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 진동감지부들에 의한 진동레벨의 결과를 나타낸 표이다.
도 13은 도 12의 진동 레벨에 따른 진동 가속도 레벨을 나타낸 표이다.
도 14는 도 12 및 도 13의 결과값에 따른 Low idle와 High idle의 기울기를 나타낸 표이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사방법의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치를 간략히 도시한 그림이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 진동감지부들을 표시한 사진이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 정상 엔진과 불량 엔진 CONTOUR를 비교한 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 엔진 회전속도와 진동감지부의 축의 위치에 따른 시험엔진을 테스트하기 위한 정상엔진의 기준값을 나타낸 표이며, 도 5는 도 4의 정상엔진의 기준값에 따른 시험엔진의 테스트값을 나타낸 표이고, 도 6는 도 4의 1600RPM의 Y에서 26.7Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이며, 도 7는 도 4의 2600RPM의 Y에서 43.3Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이고, 도 8은 도 4의 2600RPM의 Y에서 1516.7Hz 의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이며, 도 9는 도 4의 2600RPM의 Y에서 1733.3Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이고, 도 10은 도 4의 2600RPM의 Y에서 1516.7Hz 의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이며, 도 11은 도 4의 2600RPM의 Y에서 1733.3Hz의 Weibull 분포를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치 (100)는 시험엔진(110)에 부착되어 상기 시험엔진(110)의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하는 진동감지부(120),
상기 시험엔진(110)의 출력축과 연결되어 시험엔진(110)의 회전속도 데이터 및 상기 시험엔진(100)의 구동에 따른 토크를 출력하고, 상기 시험엔진(110)의 회전속도 데이터를 다이나모미터제어부(150)로 전달하는 다이나모미터부(130),
상기 시험엔진(110)의 구동을 제어하고, 상기 다이나모미터부(130)가 상기 시험엔진(110)의 회전속도 및 상기 회전속도에 상응하는 토크값을 출력할 수 있도록 제어하며, 상기 다이나모미터부(130)로부터 상기 시험엔진(110)의 회전속도 데이터를 전달받는 다이나모미터제어부(150),
상기 다이나모미터부(130)에서 출력된 회전속도 데이터를 전달받아 검사기 제어부(170)로 전달하는 신호분배부(140),
상기 다이나모미터제어부(150)로부터 확인된 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합되면 진동감지부(120)로부터 진동데이터를 수집하는 데이터수집부(160),
상기 신호분배부(140)로부터 상기 다이나모미터부(130)의 회전속도 데이터를 전달받고, 상기 데이터수집부(160)로부터 진동데이터를 전달받아 정상엔진의 데이터와의 비교를 통해 시험엔진(110)의 이상여부를 판단하는 검사기제어부(170) 및
상기 검사기제어부(170)가 시험엔진(110)의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부(170)에 상기 시험엔진(110)에 대한 정보를 제공하는 엔진정보제공부(180)를 포함한다.
본 발명에 따른, 진동을 이용한 엔진검사장치(100)는 진동감지부(120)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 진동감지부(120)는 상기 엔진의 일측에 부착되고, 엔진의 구동시 발생되는 진동을 감지한다. 따라서, 상기 진동감지부(120)는 진동을 감지하도록 압전가속도방식, 외팔보 진동방식, 광섬유방식 등으로 구성된 센서일 수 있다.
또한, 시험엔진(110)의 출력축과 연결되어 상기 시험엔진(110)의 회전속도 데이터, 상기 시험엔진(110)의 회전속도에 상응하는 토크를 출력하는 다이나모미터부(130)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 다이나모미터부(130)는 상기 시험엔진(110)의 출력축과 연결되고 상기 시험엔진(110)의 구동에 따라 함께 동작하여 상기 시험엔진(110)의 회전속도 및 토크를 출력할 수 있다.
따라서, 상기 다이나모미터부(130)의 구동을 통해, 상기 시험엔진(110)의 회전속도 및 토크를 추출하고, 이 중, 추출된 회전속도 데이터를 다이나모미터제어부(150)로 전달할 수 있다.
또한, 시험엔진(110)의 구동을 위해 전원을 공급하고, 상기 다이나모미터부(130)의 회전속도 데이터를 검사기제어부(170)에 전달하는 다이나모미터제어부(150)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 다이나모미터제어부(150)는 상기 다이나모미터부(130)의 구동을 위해 상기 시험엔진(110)으로 전원을 공급할 수 있고, 상기 다이나모미터부(130)의 회전속도 데이터를 검사기제어부(170)에 전달할 수 있다.
따라서, 상기 다이나모미터제어부(150)를 통해 상기 시험엔진(110)을 구동하고, 상기 시험엔진(110)의 구동에 따라 다이나모미터부(130)의 구동을 함께 제어할 수 있다.
또한, 다른 실시예로, 상기 시험엔진(110)의 구동을 위해 상기 시험엔진(110)은 상기 다이나모미터부(130)와 구동축에 의해 연결되고, 외부로부터 전원을 공급받아 상기 다이나모미터부(130)를 가동시켜 상기 시험엔진(110)을 구동시킬 수도 있다.
또한, 다이나모미터제어부(150)로부터 신호를 전달받아 상기 시험엔진(110)의 구동에 따른 상기 다이나모미터부(130)의 가동에 의해 상기 다이나모미터부(130)가 출력한 토크와 회전속도의 데이터를 검사기제어부(170) 및 다이나모미터제어부(150)로 전달하는 신호분배부(140)가 구비된다.
여기서, 상기 회전속도의 데이터는 특정 RPM, 예를 들면 1600RPM 이라는 값일 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 신호분배부(140)는, 상기 다이나모미터부(130)로부터 전달받은 시험엔진(110) 회전속도 데이터를 다이나모미터제어부(150)로 전달하고, 또한 상기 전달받은 시험엔진(110)의 회전속도 데이터를 검사기제어부(170)로 전달 한다.
따라서, 상기 신호분배부(140)가 다이나모미터제어부(150)로 상기 다이나모미터부(130)가 출력한 회전속도 데이터를 전달함으로써, 상기 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합하는지 여부를 상기 다이나모미터제어부(150)가 판단하게 된다.
여기서 상기 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합하는지 여부를 실시간으로 감지하는 엔진회전속도감시부(미도시)를 따로 구비할 수도 있다.
또한, 상기 다이나모미터제어부(150)는 수집된 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합되면 진동감지부(120)로부터 진동데이터를 수집하도록 신호분배부(140)를 통해 검사기제어부(170)로 해당 정보를 전달한다.
여기서, 상기 해당 정보는 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합된다는 정보를 포함할 수 있다.
상기 데이터수집부(160)는 검사기제어부(170)로부터 상기 다이나모미터부(130)에서 출력된 상기 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합된다는 신호를 수신받으면 상기 진동감지부(120)로부터 진동데이터를 수집한다.
따라서, 상기 데이터수집부(160)는 기준속도에 충족되는 시험엔진(110)의 진동데이터를 수집할 수 있다.
또한, 신호분배부(140)로부터 상기 다이나모미터부(130)의 회전속도 데이터를 전달받고, 상기 데이터수집부(160)로부터 시험엔진(110)의 진동데이터를 전달받아 정상엔진의 데이터와의 비교를 통해 시험엔진(110)의 이상여부를 판단하는 검사기제어부(170)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(170)는 상기 다이나모미터부(130)의 회전속도 데이터를 기반으로 상기 시험엔진(110)의 진동데이터를 정상엔진의 진동데이터와 비교하여 시험엔진(110)의 이상여부를 판단한다.
즉, 다이나모미터제어부(150)로부터 상기 다이나모미터부(130)의 회전속도 데이터가 수집되어 해당 데이터가 검사기제어부(170)로 전달되고, 데이터수집부(160)로부터 시험엔진(110)의 진동데이터가 수집되어 상기 검사기제어부(170)로 전달되면, 상기 검사기제어부(170)는 전달된 각각의 데이터를 통해 소정의 회전속도에서 갖게 되는 진동을 데이터화할 수 있고, 이를 정상엔진의 진동데이터와 비교하여 데이터의 유사성이 감소될수록 불량엔진에 근접한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 상기 검사기제어부(170)는 소정의 기준에 따라 정상엔진의 진동데이터와 기준에 부합되면 정상엔진으로 기준에 부합되지 않으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
한편, 상기 정상엔진은 엔진의 구동에 있어서 특별한 이상이 발견되지 않아 구동에 문제가 없는 엔진을 말하고, 상기 불량엔진은 엔진의 구동시 부품의 결함이나 그밖에 다른 이유로 정상적인 구동이 불가능하거나 구동이 가능하더라도 소음이나 기능상의 문제가 있는 엔진을 말한다.
또한, 검사기제어부(170)가 시험엔진(110)의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부(170)에 상기 시험엔진(110)에 대한 정보를 제공하는 엔진정보제공부(180)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 엔진정보제공부(180)는 검사기제어부(170)에 시험엔진(110)에 대한 정보를 제공하여 시험엔진(110)과 회전속도에 따른 진동데이터를 통해 시험엔진(110)의 특성을 평가한다.
즉, 엔진의 종류에 따라 진동의 차이가 발생되고, 상기 엔진정보제공부(180)는 상기 검사기제어부(170)에 시험엔진(110)의 정보를 제공하여 시험엔진(110)과 매칭되는 정상엔진의 진동데이터와 시험엔진(110)의 진동데이터를 비교하고, 이를 통해 시험엔진(110)의 이상여부를 판단한다.
이때, 상기 엔진정보제공부(180)가 상기 검사기제어부(170)에 시험엔진(110)의 정보를 다양한 방법을 통해 제공할 수 있고, 구체적으로는, 수기, 바코드, QR코드, RFID 등의 방법을 통해 제공할 수 있다.
또한, 진동감지부(120)는 상기 시험엔진(110)의 크랭크축에서 전달되는 진동을 측정하도록 크랭크축과 엔진케이스가 연결되는 위치에 장착될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 진동감지부(120)는 시험엔진(110)의 크랭크축에서 전달되는 진동을 통해 이상진동을 명확히 검출하도록 크랭크축과 엔진케이스가 연결되는 위치 장착될 수 있다.
또한, 상기 진동감지부(120)는 엔진의 여러부위(도 2의 P1, P2, P3 및 P4)에 장착될 수 있지만, 실험결과에 따라 다른 위치에 비해 진동을 용이하게 검출할 수 있는 크랭크축과 엔진케이스가 연결되는 위치(P4)에 장착된다.
또한, 상기 데이터수집부(160)는 수집된 데이터의 시간영역의 함수를 주파수영역으로 변환하는 신호변환부를 포함할 수 있고, 상기 신호변환부는 주파수영역으로 변환과정에서 윈도우 설정을 통해 스펙트럴 릭케이지(Spectral Leakage) 효과를 최소화할 수 있다.
보다 상세하게는, 진동 데이터는 초기 설정된 기준 시간 이상 수집하며, 수집이 완료 되면 시간 영역의 함수를 주파수 영역으로 변환할 수 있고, 주파수 영역 변환 과정에서 스펙트럴 릭케이지 효과를 최소화 하기 위해 윈도우(window)의 설정이 가능할 수 있다.
즉, 윈도우는 가장자리에서 매끄럽고 지속적으로 “”로 변하는 증폭기와 함께 제한된 길이 윈도우에 의해 기록되는 복합적 시간 기록으로 구성되어 있고, 이는 파형 충족의 끝부분을 만들어 가파른 이행없이 지속적인 파형의 결과를 나타내므로, 스펙트럴 릭케이지 효과를 최소화할 수 있다.
또한, 검사기제어부(170)는 시험엔진(110)의 회전속도가 1600RPM의 기준속도에서 정상엔진과 시험엔진(110)에 대한 40.0㎐의 주파수의 진폭값을 비교하여 상기 시험엔진(110)의 이상여부를 검사기준에 따라 판단할 수 있고, 상기 진폭값의 기준값은 1600RPM의 40.0㎐ 주파수에서 X축(도 2의 P4 위치)의 109.38m/s를 기준으로 하며, 기준값 이하는 정상엔진으로 분류하고, 기준값 이상은 불량엔진으로 판단할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 시험엔진(110)은 다이나모미터부(130)를 통해 1600RPM을 유지하고, 이때 검사기제어부(170)는 발생되는 주파수의 범위 중 40.0㎐에서의 진폭값을 데이터화할 수 있어, 데이터화된 진폭값을 정상엔진의 1600RPM에서의 40.0㎐의 주파수의 진폭값의 데이터와 비교하여 소정의 기준에 따라 상기 시험엔진(110)의 이상여부를 검사기준 1 내지 3에 따라 판단할 수 있다.
이때, 상기 소정의 기준은 정상엔진의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단할 수 있다.(검사기준 1)
또한, 상기 소정의 기준은 불량엔진의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상엔진으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단할 수 있다.(검사기준 2)
또한, 상기 소정의 기준은 불량엔진의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단할 수 있다.(검사기준 3)
따라서, 상기 시험엔진(110)은 소정의 기준에 따라 이상여부를 판단할 수 있으므로, 판단된 시험엔진(110)을 데이터화할 수 있고, 데이터가 누적될수록 본 발명에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 불량엔진의 검출률을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 정상 엔진과 불량 엔진 CONTOUR를 비교한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 또한, 변환된 주파수영역을 통해 1/3 octave band 를 사용할 경우, real-time 으로 주파수 성분 문제 감지할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치는 엔진의 여러부위에 진동감지부가 부착될 수 있고, 바람직하게는 P1 내지 P4의 부위(도 2)에 장착되며, 1/3 octave band 를 사용하여 시험엔진(110)에서 정상 엔진과 불량 엔진 CONTOUR를 비교할 수 있다.
이때, 가로축은 주파수[Hz], 세로축(Y axis)은 시간 크기로 하여 표기하고, 크기의 높낮이(dB)를 color 를 이용하여 표기 할 수 있고, 그 중 C1성분은 pitching 이나 yawing 성분을 의미하고, C1.5 성분은 rolling 성분을 의미하며, 정상엔진에서는 C1성분이나 C1.5성분이 높게 나타나지만, 불량엔진에서는 C1, C1.5도 정상엔진보다 높으며, 이상진동으로 인해 C0.5성분이나 C2성분이 높게 나타난다. 따라서, C0.5성분이나 C2성분이 높게 나타나면 시험엔진(110)을 불량엔진으로 판단할 수 있다.
또한, 시험엔진에서 진동감지부(120)를 통해 취득된 진동데이터를 통한 PSD기반 특징 주파수 분석을 통한 검사 알고리즘을 적용하여 시험엔진의 이상여부를 판단하기 위한 알고리즘 조건을 갖는다.
이와 관련하여, 엔진 진동 주파수 데이터는 정규분포를 따르지 않는 비정규분포로 형상으로 일측으로 치우친 비대칭형상이고, 이를 Weibull 분포 모형을 적용하여 비정규분포 측정 데이터로 분석한다.
또한, 상기 Weibull 분포는 비정규 데이터를 모형화하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 분포이고, 치우침이 있는 데이터에 대해 정규 분포 대신 사용할 수 있는 분포이며, 형상, 척도, 분계점 모수에 따라 다양한 형태 가능하다.
도 4를 참조하면, 시험엔진의 RPM, 진동감지부의 위치, 주파수에 따라 시험엔진의 이상유무를 판단하기 위한 정상엔진의 진폭의 기준값을 설정하고, 상기 도 5의 표와 같이 시험엔진의 진동데이터값을 기준값과 비교하여 불량엔진을 검출할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 6를 참조하면, 상기 Weibull 분포를 통해 1600RPM의 진동감지부의 X에서 26.7 Hz의 공정능력의 규격 상한이 1.57m/s2일 때, 관측성능의 규격 상한은 4.67%이고, 기대성능에서 규격 상한은 10.65%이다.
따라서, 규격상한인 1.57 m/s2을 기준으로 규격상한보다 낮으면 정상엔진으로 규격상한보다 높으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 Weibull 분포를 통해1600RPM의 진동감지부의 X에서 40 Hz의 공정 능력의 규격 상한이 109.38 m/s2일 때, 관측성능의 규격상한은 20.09%이고, 기대 성능에서 규격 상한은 24.02%이다.
따라서, 규격상한인 109.38 m/s2을 기준으로 규격상한보다 낮으면 정상엔진으로 규격상한보다 높으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
도 8을 참조하면, 상기 Weibull 분포를 통해 1600RPM의 진동감지부의 Y에서 26.7 Hz의 공정능력의 규격 상한이 4.8 m/s2일 때, 관측성능의 규격 상한은 8.41%이고, 기대 성능에서 규격 상한은 8.24%이다.
따라서, 규격상한인 4.8 m/s2을 기준으로 규격상한보다 낮으면 정상엔진으로 규격상한보다 높으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
도 9를 참조하면, 상기 Weibull 분포를 통해 2600RPM의 진동감지부의 X에서 43.3 Hz의 공정능력의 규격 상한이 23.21 m/s2일 때, 관측성능의 규격 상한은 6.54%이고, 기대 성능에서 규격 상한은 7.34%이다.
따라서, 규격상한인 23.21 m/s2을 기준으로 규격상한보다 낮으면 정상엔진으로 규격상한보다 높으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
도 10을 참조하면, 상기 Weibull 분포를 통해 2600RPM의 진동감지부의 Y에서 1516.7 Hz의 공정능력의 규격 상한이 15 m/s2일 때, 관측성능의 규격 상한은 7.94%이고, 기대 성능에서 규격 상한은 7.04%이다.
따라서, 규격상한인 15 m/s2을 기준으로 규격상한보다 낮으면 정상엔진으로 규격상한보다 높으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
도 11을 참조하면, 상기 Weibull 분포를 통해 2600RPM의 진동감지부의 Y에서 1733.3 Hz의 공정능력의 규격 상한이 33.7 m/s2일 때, 관측성능의 규격 상한은 24.30%이고, 기대 성능에서 규격 상한은 24.97%이다.
따라서, 규격상한인 33.7 m/s2을 기준으로 규격상한보다 낮으면 정상엔진으로 규격상한보다 높으면 불량엔진으로 판단하게 된다.
따라서, 엔진의 회전속도에 따른 진동감지부의 위치에 따라 특정 주파수가 설정되고, 이에 따른 진폭의 규격 상한을 설정하여 시험엔진의 이상유무를 검출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치의 진동감지부들에 의한 진동레벨의 결과를 나타낸 표이고, 도 13은 도 12의 진동 레벨에 따른 진동 가속도 레벨을 나타낸 표이며, 도 14는 도 12 및 도 13의 결과값에 따른 Low idle와 High idle의 기울기를 나타낸 표이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 진동을 이용한 엔진검사장치(100)는 시험엔진의 낮은 공회전(LOW IDLE)과 높은 공회전(HIGH IDLE)에 따른 기울기의 비교를 통해 불량엔진을 판단할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부는 임의의 위치를 선정(도 2의 P1 내지 P4)하여 진동감지부를 부착하고, X, Y, Z축에서 Low idle(850 rpm)과 High idle(2730 rpm) 따른 진동 레벨을 각각 측정할 수 있다.
상기의 도 12를 통해 측정된 진동 레벨을 하기의 식에 적용하여 진동 가속도 레벨(VAL: Vibration Acceleration Level)의 값을 도 13과 같이 도출할 수 있다.
Figure pat00001
이때 kx, ky, kz 는 1로 계산한다.
또한, 도 12 및 도 13의 값을 통해 도 14와 같이 Low idle에서 High idle의 기울기를 나타낼 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 도 14을 참조하면, P1 내지 P4 각각의 위치에 따른 X, Y, Z의 진동 레벨이 검출되고, X, Y, Z의 불량엔진과 정상엔진의 각각의 Low idle과 High idle에 따라 기울기가 검출된다.
이때, P1 내지 P4의 X, Y, Z지점에서 불량엔진과 정상엔진의 기울기는 하기의 식을 통해 알 수 있고,
기울기 = (H_IDLE-L_IDLE)/(H_rpm-L_rpm)*1000
상기 불량엔진과 정상엔진의 기울기 ratio은 불량엔진의 기울기/정상엔진의 기울기를 통해 도출할 수 있다.
따라서, 상기 기울기 ratio을 통해 도출된 값을 통해 엔진의 이상유무를 판단할 수 있고, 기울기가 클수록 불량엔진으로 판단할 수 있다. 즉, 기울기 ratio의 값은 절대 값으로 하여 0.7~1.6을 기준값으로 하고 기울기의 값이 기준값의 범위 보다 작거나 크면 불량엔진으로 판단할 수 있다.
즉, 기울기 ratio가 0.7 이하이거나 1.7이상일 경우 불량엔진으로 판단할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 진동을 이용한 엔진검사방법의 순서도이다.
도 1 및 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 엔진검사방법(200)은 진동을 이용하여 엔진을 검사하는 방법으로서, 시험엔진(110)의 구동축과 다이나모미터부(130)가 연결되는 단계(S210),
상기 시험엔진(110)의 종류에 따른 정보를 엔진정보제공부(180)를 통해 검사기제어부(170)에 입력하는 단계(S220),
상기 시험엔진을 구동시켜 상기 다이나모미터부(130)를 통해 출력된 회전속도가 기준속도에 부합되면, 상기 다이나모미터제어부(150)가 상기 검사기제어부(170)로 해당 정보를 전달하는 단계(S230),
상기 시험엔진(110)에 부착된 진동감지부(120)를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부(160)를 통해 수집하는 단계(S240),
상기 데이터수집부(160)를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부(170)로 전달하여 검사기제어부(170)에서 주파수분석을 실시하는 단계(S250),
상기 시험엔진의 불량여부를 판단하기 위해 설정된 검사기준(S260)에 따라 기존의 정상엔진의 진동데이터 또는 불량엔진의 진동데이터를 통해 시험엔진(110)의 불량여부를 판단하는 단계(S270) 및
상기 시험엔진(110) 구동축을 상기 다이나모미터부(130)로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계(S280)를 포함한다.
본 발명에 따른 엔진검사방법(200)은 시험엔진(110)의 구동축과 다이나모미터부(130)가 연결되는 단계(S210)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 시험엔진(110)은 구동을 위해 상기 다이나모미터부(130)와 구동축에 의해 연결되고, 다이나모미터제어부(150)로부터 전원신호를 공급받아 상기 시험엔진(110)을 가동시키고, 이와 연결된 다이나모미터부(130)도 구동시킬 수 있다.
또한, 시험엔진(110)의 종류에 따른 정보를 엔진정보제공부(180)를 통해 검사기제어부(170)에 입력하는 단계(S220)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 엔진정보제공부(180)는 시험엔진(110)의 특성을 파악하여 정상엔진과 비교하도록 상기 검사기제어부(170)에 시험엔진(110)의 정보를 입력한다.
또한, 다이나모미터제어부(150)를 통해 시험엔진(110)을 구동시키고, 다이나모미터부(130)를 통해 출력된 회전속도가 기준속도에 부합되면, 상기 다이나모미터제어부(150)가 상기 검사기제어부(170)로 해당 정보를 전달하는 단계(S230)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 다이나모미터부(130)는 시험엔진(110)에 의해 함께 구동되어 상기 시험엔진(110)의 회전속도 및 토크를 출력하고, 이를 데이터화하며, 출력된 시험엔진의 회전속도 데이터가 기준속도에 부합되면, 상기 다이나모미터제어부는 상기 검사기제어부(170)로 해당 정보를 전달한다.
또한, 상기 시험엔진(110)에 부착된 진동감지부(120)를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부(160)를 통해 수집하는 단계(S240)를 포함한다.
상기 다이나모미터부(130)로부터 전달받은 시험엔진(110) 회전속도를 다이나모미터제어부(150)로 전달하고, 또한 상기 전달받은 시험엔진(110)의 회전속도를 검사기제어부(170)로 전달한다.
따라서, 상기 다이나모미터제어부(150)로 상기 다이나모미터부(130)가 출력한 회전속도 데이터를 전달함으로써, 상기 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합하는지 여부를 상기 다이나모미터제어부(150)가 판단하게 된다.
여기서 상기 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합하는지 여부를 실시간으로 감지하는 엔진회전속도감시부(미도시)를 따로 구비할 수도 있다.
또한, 상기 다이나모미터제어부(150)는 수집된 시험엔진(110)의 회전속도가 기준속도에 부합되면 진동감지부(120)로부터 진동데이터를 수집하도록 신호분배부(140)를 통해 검사기제어부(170)로 신호를 전달한다.
상기 데이터수집부(160)는 기준속도를 충족하는 시험엔진(110)의 진동데이터를 수집할 수 있다.
또한, 데이터수집부(160)를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부(170)로 전달하여 검사기제어부(170)에서 주파수분석을 실시하는 단계(S250)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 데이터수집부(160)를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부(170)로 전달하고, 전달된 진동데이터를 통해 주파수분석을 실시한다.
이때, 신호변환부는 데이터수집부(160)를 통해 수집된 진동데이터의 시간영역의 함수를 주파수영역으로 변환하여 주파수분석을 실시한다.
또한, 상기 검사기제어부(170)는 주파수분석을 통해 검사기준을 설정하는 단계(S260)를 포함하고, 상기 설정된 검사기준에 따라 기존의 정상엔진의 진동데이터 또는 불량엔진의 진동데이터를 통해 시험엔진(110)의 불량여부를 판단하는 단계(S270)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 검사기제어부(170)는 주파수분석을 통해 시험엔진(110)의 불량여부를 기존의 정상엔진의 진동데이터 또는 불량엔진의 진동데이터와 비교하여 검사기준에 따라 분류(S270)하고, 불량여부를 판정하여 불량으로 분류(S271) 또는 양품으로 분류(S272)하게 된다.
여기서, 상기 검사기준을 설정하는 단계(S260)는 사전에 미리 설정된 기준으로 검사하게 되면, 해당 단계를 스킵할 수 있고, 필요에 따라 검사기준 설정 단계를 통해 설정된 검사 기준 중 어느 하나를 선택하여 검사 할 수 있도록 기설정된 검사기준의 유무를 판단하는 단계(S255)를 통해 선택될 수 있다.
즉, 주파수분석을 통해 검사기준을 설정하기 전에 기설정된 검사기준이 있는 경우(Yes) 검사기준을 설정하는 단계를 스킵하고 기설정된 검사기준과 시험엔진의(110)의 데이터를 비교하여 시험엔진(110)의 불량판정(S270)을 검토할 수 있으며, 기설정된 검사기준이 없는 경우(No) 검사기준을 설정하는 단계(S260)를 통해 검사기준(S261, S262, S263)을 설정하고 설정된 검사기준을 시험엔진의(110)의 데이터와 비교하여 시험엔진(110)의 불량판정(S270)을 검토할 수 있다.
따라서, 검사 시 마다 검사기준을 새롭게 설정하지 않고, 기설정된 검사기준을 통해 시험엔진(110)의 불량판정을 검토하므로, 시험엔진(110)의 검사과정을 간소화할 수 있고, 시험엔진(110)의 종류에 따라 검사기준을 미리 설정할 수 있으며, 또한, 기설정 검사기준이 없는 경우 필요에 따라 검사기준을 새로 설정하므로 필요에 따라 검사기준을 다양화할 수 있고, 검사기준을 보다 구체적을 설정할 수 있다.
또한, 시험엔진(110) 구동축을 상기 다이나모미터부(130)로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계(S280)를 포함한다.
따라서, 상기 다이나모미터부(130)로부터 상기 시험엔진(110)의 구동축을 연결해제하여 구동을 차단함으로써, 시험을 종료하게 된다.
또한, 상기 검사기제어부(170)에서 주파수분석을 실시하는 단계에서, 상기 검사기제어부(170)는 일정 기간 이상 누적된 진동데이터를 활용하여 신규로 추가된 회전속도 데이터, 신규 불량 판정률 등이 추가되면, 해당 추가된 정보를 신규검사기준으로 설정하여 주파수분석 결과를 재데이터화하여 저장하는 단계(S251)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주파수분석 결과를 데이터화하여 저장하는 단계에서, 신규로 추가된 회전속도에 따른 검사기준을 새로 적용하고, 신규 불량 판정률을 기존 저장된 진동데이터를 대상으로 재 데이터화하고, 상기 신규검사기준으로 진동데이터를 재시뮬레이션하여 성능을 평가하는 단계(S252)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주파수분석을 실시하는 단계에서, 상기 검사기제어부(170)는 시험엔진(110)의 회전속도가 1600RPM의 기준속도일 때, 정상엔진과 시험엔진(110)에 대한 40.0㎐의 주파수의 진폭값을 분석하는 것일 수 있다.
또한, 상기 설정된 검사기준은 상기 검사기제어부(170)를 통해 검사기준으로 정상엔진의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단(S261)하는 것일 수 있다.
또한, 상기 설정된 검사기준은 상기 검사기제어부(170)를 통해 검사기준으로 불량엔진의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상엔진으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단(S262)하는 것일 수 있다.
또한, 상기 설정된 검사기준은 상기 검사기제어부(170)를 통해 검사기준으로 불량엔진의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단(S263)하는 것일 수 있다.
여기서, 상기 검사기준을 설정하는 단계(S260)는 사전에 미리 설정된 기준으로 검사하게 되면, 해당 단계를 스킵할 수 있고, 필요에 따라 검사기준 설정 단계를 통해 설정된 검사 기준 중 어느 하나를 선택하여 검사 할 수 있도록 기설정된 검사기준의 유무를 판단하는 단계(S255)를 통해 선택될 수 있다.
즉, 주파수분석을 통해 검사기준을 설정하기 전에 기설정된 검사기준이 있는 경우(Yes) 검사기준을 설정하는 단계를 스킵하고 기설정된 검사기준과 시험엔진의(110)의 데이터를 비교하여 시험엔진(110)의 불량판정(S270)을 검토할 수 있으며, 기설정된 검사기준이 없는 경우(No) 검사기준을 설정하는 단계(S260)를 통해 검사기준(S261, S262, S263)을 설정하고 설정된 검사기준을 시험엔진의(110)의 데이터와 비교하여 시험엔진(110)의 불량판정(S270)을 검토할 수 있다.
따라서, 검사 시 마다 검사기준을 새롭게 설정하지 않고, 기설정된 검사기준을 통해 시험엔진(110)의 불량판정을 검토하므로, 시험엔진(110)의 검사과정을 간소화할 수 있고, 시험엔진(110)의 종류에 따라 검사기준을 미리 설정할 수 있으며, 또한, 기설정 검사기준이 없는 경우 필요에 따라 검사기준을 새로 설정하므로 필요에 따라 검사기준을 다양화할 수 있고, 검사기준을 보다 구체적을 설정할 수 있다.
또한, 진동을 이용한 엔진검사장치는 트렉터에 적용된 차량용 엔진을 검사하기 위한 설비에 적용된 것으로 엔진검사장치가 적용된 검사설비일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 진동을 이용한 엔진검사장치
110: 시험엔진
120: 진동감지부
130: 다이나모미터부
140: 신호분배부
150: 검사기제어부
160: 데이터수집부
170: 검사기제어부
180: 엔진정보제공부
200: 엔진검사방법

Claims (15)

  1. 시험엔진에 부착되어 상기 시험엔진의 구동에 의해 발생되는 진동을 감지하는 진동감지부;
    상기 시험엔진의 출력축과 연결되어 상기 시험엔진의 구동에 따라 상기 시험엔진의 회전속도 및 토크를 출력하는 다이나모미터부;
    상기 시험엔진의 구동을 위해 전원을 공급하고, 상기 다이나모미터부의 회전속도 데이터를 검사기제어부에 전달하는 다이나모미터제어부;
    상기 다이나모미터제어부로부터 전달된 시험엔진의 회전속도가 기준속도에 부합되면 상기 진동감지부로부터 진동데이터를 수집하는 데이터수집부;
    상기 다이나모미터제어부로부터 상기 다이나모미터부의 회전속도 데이터를 전달받고, 상기 데이터수집부로부터 시험엔진의 진동데이터를 전달받아 정상엔진의 진동데이터와의 비교를 통해 시험엔진의 이상여부를 판단하는 검사기제어부; 및
    상기 검사기제어부가 시험엔진의 특성을 평가하도록 상기 검사기제어부에 상기 시험엔진에 대한 정보를 제공하는 엔진정보제공부;
    를 포함하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다이나모미터부가 출력한 토크와 회전속도의 정보를 검사기제어부 및 다이나모미터제어부로 전달하는 신호분배부가 구비된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 진동감지부는 상기 시험엔진의 크랭크축에서 전달되는 진동을 측정하도록 크랭크축과 엔진케이스가 연결되는 위치에 장착되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터수집부는 수집된 데이터의 시간영역의 함수를 주파수영역으로 변환하는 신호변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 검사기제어부는 정상엔진의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량엔진의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상엔진으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 검사기제어부는 불량엔진의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 검사기제어부는 시험엔진의 낮은 공회전과 높은 공회전에 따른 기울기의 비교를 통해 불량엔진을 판단하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 엔진검사장치.
  9. 진동을 이용하여 엔진을 검사하는 방법에 있어서,
    시험엔진의 구동축과 다이나모미터부가 연결되는 단계;
    상기 시험엔진의 종류에 따른 정보를 엔진정보제공부를 통해 검사기제어부에 입력하는 단계;
    상기 시험엔진을 구동시켜 다이나모미터부를 통해 출력된 회전속도가 기준속도에 부합되면, 다이나모미터제어부가 상기 검사기제어부로 해당 정보를 전달하는 단계;
    상기 시험엔진에 부착된 진동감지부를 통해 진동을 감지하고, 감지된 진동을 데이터화하여 데이터수집부를 통해 수집하는 단계;
    상기 데이터수집부를 통해 수집된 진동데이터를 검사기제어부로 전달하여 검사기제어부에서 주파수분석을 실시하는 단계; 및
    검사기준에 따라 기존의 정상엔진의 진동데이터 또는 불량엔진의 진동데이터를 통해 시험엔진의 불량여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 엔진검사방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 시험엔진 구동축을 상기 다이나모미터부로부터 연결해제하여 시험을 종료하는 단계를 더 포함하는 엔진검사 방법
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 주파수분석 결과를 데이터화하여 저장하는 단계에서,
    신규로 추가된 검사기준으로 기존 저장된 진동데이터를 대상으로 재적용하여진동데이터를 시뮬레이션하여 성능을 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진검사방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 검사기준에 따라 시험엔진의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량엔진의 진동데이터와 시험엔진의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 검사기준으로 정상엔진의 측정 진폭값 중 최대값을 기준으로 최대값 보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 최대값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진검사방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 검사기준에 따라 시험엔진의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량엔진의 진동데이터와 시험엔진의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량엔진의 측정 진폭값 중 최소값을 기준으로 최소값 보다 높을 경우 정상엔진으로 판단하고, 최소값보다 낮을 경우 불량엔진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진검사방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 검사기준에 따라 시험엔진의 불량여부를 판단하고, 기존의 불량엔진의 진동데이터와 시험엔진의 진동데이터를 비교하여 불량 부품을 예측하는 단계에서,
    상기 검사기제어부는 검사기준으로 불량엔진의 측정 진폭값의 90~95%를 기준값으로 설정하여 기준값보다 높을 경우 불량엔진으로 판단하고, 기준값보다 낮을 경우 정상엔진으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진검사방법.
  15. 제 1 항에 따른, 상기 진동을 이용한 엔진검사장치는 트렉터에 적용된 차량용 엔진을 검사하기 위한 설비에 적용된 것을 특징으로 하는 엔진검사장치가 적용된 검사설비.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100436573B1 (ko) 2001-12-24 2004-06-19 최 현 진동 및 소음품질 자동검사장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114659794A (zh) * 2022-04-22 2022-06-24 湖南道依茨动力有限公司 发动机检测平台和发动机下线检测方法

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