KR960012350B1

KR960012350B1 - Heat-impact test apparatus for i.c. engine

Info

Publication number: KR960012350B1
Application number: KR1019920019953A
Authority: KR
Inventors: 강혁
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 전성원
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1996-09-18
Also published as: KR940009509A

Abstract

a water tank (2), a jig (4) which holds a piston (3), a lifting device (5) which moves the jig (4) up and down, and a heater (14) for the piston (3). The lifting device (5) is controlled by a thermo-couple (17) signals, and the heater (14) is controlled by a sensor (15) for sensing the lowering of the lifting device.

Description

Piston thermal shock device for internal combustion engine

제1도는 본 발명에 의한 열 충격장치의 정면도.1 is a front view of the heat shock device according to the present invention.

제2도는 제1도의 측면도.2 is a side view of FIG.

제3도는 본 발명에 관련하는 승강수단의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.3 is a view showing another embodiment of the lifting means according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

2 : 수조 3 : 피스톤2: water tank 3: piston

4 : 지그 5 : 승강수단4 jig 5 lifting means

8 : 실린더 12 : 가열수단8 cylinder 12 heating means

13 : 가스 공급관 14 : 전자밸브13 gas supply pipe 14 solenoid valve

15 : 센서 16 : 제어유닛15 sensor 16 control unit

17 : 열전대 18 : 솔레노이드 밸브17: thermocouple 18: solenoid valve

본 발명은 내연기관용 피스톤 열 충격장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤용 내열성 재료를 개발하거나 양산되는 피스톤의 열 충격시험을 행할 수 있는 피스톤 열 충격장치에 관한 것이다.The present invention relates to a piston heat shock device for an internal combustion engine, and more particularly, to a piston heat shock device that can perform a heat shock test of a piston that is developed or produced in a heat resistant material for a piston.

내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기행정이 1사이클이 되어 연속 반복됨으로서 기관의 출력을 얻도록 되어 있다.The internal combustion engine is designed to obtain engine output by continuously repeating one cycle of intake, compression, explosion and exhaust stroke.

즉 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 출력을 얻게 되는데, 피스톤이 하강함에 의해 실린더내로 혼합기가 유입되고, 다시 피스톤이 상승함에 의해 유입된 혼합기는 압축이 되고, 이 상태에서 스파크가 일어나 점화되면서 압축된 혼합기는 폭발을 하게 된다.In other words, the output is obtained by converting the thermal energy into mechanical energy, and the mixer is introduced into the cylinder by the piston descending, and the mixer introduced by the piston rising is compressed, and in this state, the spark is ignited and the compressed mixer is It will explode.

이때 폭발력은 피스톤의 헤드부에 가하여져 컨넥팅 로드를 밀어냄에 의해 크랭크 축이 회전을 하게 된다.At this time, the explosive force is applied to the head of the piston and the crank shaft rotates by pushing the connecting rod.

이러한 작용이 반복점에 의해 피스톤 헤드는 고온의 연소가스에 노출되고 큰 충격을 받게 되므로 열에 의한 변형이 적어야 하고 또한 충분한 강도를 가져야 한다.This action is repeated, the piston head is exposed to the hot combustion gas and subjected to a large impact, so the deformation by the heat should be small and have sufficient strength.

따라서 피스톤의 재질을 연구하기 위해서는 열적변화를 우선적으로 실험을 해야하고, 양산된 피스톤이 열적변화를 일으키는지를 검사하게 된다.Therefore, in order to study the material of the piston, it is necessary to first experiment with the thermal change, and to check whether the mass produced piston causes the thermal change.

그런데 이러한 열 충격검사를 행하는 종래의 장치는 모든 작업이 수동적으로 이루어지고 있기 때문에 피스톤이 고온인 상태에서 취급이 어렵고 또 이러한 작업을 반복할 때 가열시간이나 냉각기간을 정확히 유지시키는 것이 어려워 정확한 실험을 하지 못하고 있는 실정이다.However, the conventional apparatus for conducting such a thermal shock test is difficult to handle in a state where the piston is at a high temperature because all operations are manually performed, and it is difficult to accurately maintain the heating time or the cooling period when repeating such an operation. I can't do it.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 피스톤의 열 충격실험을 자동으로 행함은 물론 가열시간과 냉각시간을 정확히 유지할 수 있는 내연기관용 피스톤 열 충격장치를 제공하는데 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to automatically conduct a thermal shock test of the piston, as well as piston heat shock for the internal combustion engine that can accurately maintain the heating time and cooling time To provide a device.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 냉각수가 담겨지는 수조와, 이 수조의 상방에 위치하여 피스톤을 홀딩하는 지그와, 이 지그를 상하로 이동시키는 승강수단과, 상기한 피스톤을 가열하는 가열수단을 포함하여 이루어지며, 상기한 승강수단은 피스톤의 온도를 감지하는 열전대의 신호에 의해 제어되고, 가열수단은 승강수단의 하강을 식별하는 센서에 의해 제어되는 내연기관용 피스톤 열 충격장치를 제공한다.In order to realize this, the present invention includes a water tank containing coolant, a jig positioned above the water tank to hold the piston, lifting means for moving the jig up and down, and heating means for heating the piston. The elevating means is controlled by a signal of a thermocouple for sensing the temperature of the piston, and the heating means provides a piston heat shock device for an internal combustion engine controlled by a sensor for identifying the lowering of the elevating means.

상기한 가열수단은 가스 공급관에 설치되는 전자밸브에 의해 제어됨을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 열 충격장치를 제공한다.The heating means provides a piston heat shock device for an internal combustion engine, characterized in that controlled by the solenoid valve installed in the gas supply pipe.

상기한 실린더의 승강은 제어유닛에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤 열 충격장치를 제공한다.The raising and lowering of the cylinder is provided by a piston heat shock device for an internal combustion engine, characterized in that made by a solenoid valve controlled by a control unit.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 의한 열 충격장치의 정면도이고, 제2도는 측면도로서, 프레임(1)의 상단부에는 냉각수가 담겨지는 수조(2)가 설치되어 있다.FIG. 1 is a front view of the heat shock device according to the present invention, and FIG. 2 is a side view, and an upper end of the frame 1 is provided with a water tank 2 in which coolant is contained.

이 수조(2)의 상방으로는 피스톤(3)을 잡아주는 지그(4)가 위치하여 있는데, 이 지그(4)는 승강수단(5)에 의해 수조(2)내의 냉각수내로 들어가거나 냉각수위로 이동할 수 있도록 되어 있다.Above the water tank 2, there is a jig 4 for holding the piston 3, which is moved by the lifting means 5 into the cooling water in the water tank 2 or moves to the cooling water level. It is supposed to be.

이 지그(4)는 U자상의 단면으로 이루어져 아래측에 홀딩부(6)가 형성되고 있는데, 이 홀딩부(6)에는 세트 스크류(7)가 관통하여 내부에 위치하는 피스톤(3)의 움직임을 억제하도록 되어 있다.The jig 4 has a U-shaped cross section, and a holding part 6 is formed on the lower side. The holding part 6 penetrates the set screw 7 to move the piston 3 located therein. It is supposed to suppress.

상기한 지그(4)는 상단부가 승강수단(5)과 연결되어 이동할 수 있도록 되어 있는데, 본 실시예에서는 실린더(8)와 이 실린더(8)의 피스톤 로드(9) 선단에 연결되는 컨넥터(10), 그리고 이 컨넥터(10)와 지그(4)의 상단부를 연결하는 연결부재(11)로 승강수단(5)을 구성하고 있다.The jig 4 has an upper end connected to the lifting means 5 so as to be movable. In this embodiment, the connector 10 is connected to the end of the cylinder 8 and the piston rod 9 of the cylinder 8. And the connecting means 11 which connects the upper end of the connector 10 and the jig 4, and the lifting means 5 is comprised.

상기한 지그(4)가 최대한 상승한 상태에서 홀딩부(6)내의 피스톤(3)을 가열하기 위한 가열수단(12)이 설치되고 있는데, 본 실시예에서 가열수단(12)은 통상적으로 사용될 수 있는 가스 버너를 이용하고 있다.Heating means 12 is provided for heating the piston 3 in the holding part 6 in the state where the jig 4 is raised as much as possible. In this embodiment, the heating means 12 can be used conventionally. I'm using a gas burner.

이 가열수단(12)은 지그(4)가 하강한 상태에서는 화염을 분출하지 말아야 하는데, 이를 위하여 가열수단(12)으로 공급되는 가스 공급관(13)에 전자밸브(14)를 설치하고 있다.The heating means 12 should not eject the flame when the jig 4 is lowered, and for this purpose, the solenoid valve 14 is provided in the gas supply pipe 13 supplied to the heating means 12.

상기한 전자밸브(14)의 개폐작동은 지그(4)의 위치를 센싱하는 위치감지센서(15)의 신호를 받는 제어유닛(16)에서 행하도록 되어 있다.The opening / closing operation of the solenoid valve 14 is performed by the control unit 16 which receives a signal from the position detecting sensor 15 which senses the position of the jig 4.

이 제어유닛(16)은 통상적으로 사용되는 전기적 제어반이 사용될 수 있는데, 가열수단(12)에 의해 가열되는 피스톤(3)의 온도는 승강수단(5)의 승강작용을 제어하게 된다.The control unit 16 may be a conventionally used electrical control panel, the temperature of the piston 3 is heated by the heating means 12 to control the lifting action of the lifting means (5).

이를 위하여 지그(4)내에는 피스톤(3)의 온도를 감지하여 제어유닛(16)으로 전달하는 열전대(17)가 설치되어 있다.To this end, the thermocouple 17 is installed in the jig 4 to sense the temperature of the piston 3 and transmit it to the control unit 16.

이 열전대(17)로부터 전달되는 신호는 실린더(8)를 하강시키게 되는데, 실린더(8)의 하강은 공압이나 유압흐름의 방향을 바꾸어주는 솔레노이드 밸브(18)에 의해 이루어진다.The signal transmitted from the thermocouple 17 causes the cylinder 8 to be lowered, which is lowered by the solenoid valve 18 which changes the direction of pneumatic or hydraulic flow.

이 솔레노이드 밸브(18)는 제어유닛(16)에 의해 제어되는데, 실린더(8)의 하강작동으로 지그(4)가 수조(2)내로 진입하여 냉각수내에 잠겨져 있는 시간은 타이머(도시 생략)에 의해 상기한 솔레노이드 밸브(18)를 작동시킴으로서 실현할 수 있다.The solenoid valve 18 is controlled by the control unit 16. The time when the jig 4 enters the water tank 2 and is locked in the cooling water by the lowering operation of the cylinder 8 is controlled by a timer (not shown). This can be achieved by operating the solenoid valve 18 described above.

제3도는 본 발명에 관련하는 다른 실시예의 승강수단을 나타내는 도면으로서, 서브모터(19)에 의해 회전하는 피니온(20)과 이 피니온(20)에 치차결합되는 랙기어(21)를 포함하여 이루어지고 있다.3 is a view showing lift means of another embodiment according to the present invention, which includes a pinion 20 that is rotated by a submotor 19 and a rack gear 21 geared to the pinion 20. Is done.

이 랙기어(21)에 상기한 지그(4)가 연결되어 승강작동하는 구조로 설치되는데, 이 경우 랙기어(21)의 수직승강작용을 원활하게 하기 위하여 가이드(22)가 설치된다.The rack gear 21 is installed in a structure in which the jig 4 is connected and lifted, and in this case, a guide 22 is installed to smooth the vertical lift of the rack gear 21.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 열 충격장치는, 스크류(7)를 풀고 지그(4)의 홀딩부(6)내로 실험코자 하는 피스톤(3)을 위치시키고 스크류(7)를 조여 고정시킨다.In the heat shock device according to the present invention, the screw 7 is loosened, the piston 3 to be tested is placed into the holding part 6 of the jig 4, and the screw 7 is tightened and fixed.

그리고 가열수단(12)의 버너에 점화를 하여 피스톤(3)을 가열시키게 되면 이 피스톤(3)의 온도가 열전대(17)를 통하여 제어유닛(16)으로 전달된다.When the piston 3 is heated by igniting the burner of the heating means 12, the temperature of the piston 3 is transmitted to the control unit 16 through the thermocouple 17.

이때 전달되는 온도가 제어유닛(16)에 세팅된 온도에 이르게 되면, 제어유닛(16)에서 전자밸브(14)를 차단시켜 가스 공급관(13)으로 흐르는 가스를 차단하여 가열을 중지시킴과 동시에 솔레노이드 밸브(18)를 작동시켜 실린더(8)를 하강 작동시킨다.At this time, when the temperature delivered reaches the temperature set in the control unit 16, the solenoid valve 14 blocks the gas flowing into the gas supply pipe 13 to stop the heating and at the same time the solenoid The cylinder 18 is lowered by operating the valve 18.

이러한 작용으로 지그(4)가 하강하게 되므로 홀딩부(6)에 위치한 피스톤(3)도 함께 하강하게 되므로 이 피스톤(3)은 수조(2)내의 냉각수로 들어가게 된다.Since the jig 4 is lowered by this action, the piston 3 positioned in the holding part 6 is also lowered, so that the piston 3 enters the cooling water in the water tank 2.

이때 일정한 시간이 경과하게 되면 타이머의 작동으로 솔레노이드 밸브(18)가 작동하여 수조(2)내에 침수된 지그(4)를 끌어올리게 된다.At this time, when a certain time elapses, the solenoid valve 18 is operated by the operation of the timer to lift the jig 4 submerged in the water tank 2.

이때 지그(4)의 위치를 감지하는 센서(15)에 의해 가열수단(12)의 위치에 피스톤(3)이 이동한 것이 감지되어 제어유닛(16)에서 다시 전자밸브(14)를 개방시켜 점화를 시키게 된다.At this time, it is detected that the piston 3 is moved to the position of the heating means 12 by the sensor 15 detecting the position of the jig 4, and the control unit 16 opens the solenoid valve 14 again to ignite. Will cause.

따라서 1차 냉각된 피스톤(3)은 재가열되는데, 가열된 피스톤(3)은 다시 상기한 작동이 반복되면서 수조(2)내의 냉각수에 침수되거나 빠져 나와 가열됨에 의해 열적 변형을 일으키게 된다.Thus, the first cooled piston (3) is reheated, the heated piston (3) is thermally deformed by being submerged or exited the cooling water in the water tank (2) while the above operation is repeated.

이때 발생되는 변형정도를 측정하여 피스톤의 재질로 적합한 것인가를 판단하게 된다.At this time, by measuring the degree of deformation generated it is determined whether it is suitable as a material of the piston.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 열 충격장치는, 승강수단의 승강작동으로 피스톤을 수조내로 집어넣거나 빼내는 작업을 연속적으로 하여 피스톤을 가열 및 급냉각함으로서 피스톤 재질의 열적 변화를 측정하여 양부를 판단하고, 또 가열시간을 피스톤의 온도를 감지하여 결정하며, 냉각시간을 타이머를 이용하여 행하기 때문에 모든 작업을 자동화할 수 있으며, 또 실험데이터를 정확히 얻어낼 수 있는 이점이 있다.As described above, the heat shock apparatus according to the present invention measures the thermal change of the piston material by heating and quenching the piston by continuously putting the piston into or out of the tank by the lifting operation of the lifting means, and then determining whether it is good or bad. In addition, since the heating time is determined by sensing the temperature of the piston, and the cooling time is performed by using a timer, all operations can be automated, and the experimental data can be accurately obtained.

Claims

A water tank 2 in which cooling water is contained, a jig 4 positioned above the water tank 2 to hold the piston 3, lifting means 5 for moving the jig 4 up and down, It comprises a heating means 12 for heating the piston 3, the lifting means 5 is controlled by a signal of the thermocouple 17 for sensing the temperature of the piston 3, heating means (12) is a piston heat shock device for an internal combustion engine controlled by a sensor (15) for identifying the lowering of the elevating means (5).

2. The piston heat shock device according to claim 1, characterized in that the heating means (12) is controlled by a solenoid valve (14) installed in the gas supply pipe (13).

2. The piston heat shock device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the lifting and lowering of the cylinder (8) is made by a solenoid valve (18) controlled by the control unit (16).