KR20050029531A - 오일 소모량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 내구성 시험 중의 하나인 오일 소모량을 측정하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 오일팬 및 오일공급통의 오일레벨과 오일압력을 입력신호로 하는 ECU에 의해 오일 보충 및 오일 공급을 제어함으로써, 오일레벨을 맞추어야 하는 불편함과 오일의 역류에 따른 문제를 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 오일 소모시험을 보다 정확하고 효율적으로 수행할 수 있도록 한 오일 소모량 측정장치를 제공한다.

Description

오일 소모량 측정장치{Device for measuring oil consumption}

본 발명은 엔진 내구성 시험 중의 하나인 오일 소모량을 측정하는 장치에 관한 것이다.

특히, 레벨감지센서의 신호를 이용하여 솔레노이드 밸브를 제어하는 오일보충방식과 엔진 회전수 등의 조건에 따른 압력변화를 고려하여 솔레노이드 밸브를 제어하는 오일공급방식을 적용함으로써, 오일레벨을 맞추어야 하는 불편함을 완전히 해소하고, 오일의 역류에 따른 문제를 완전히 배제할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 오일 소모량 측정장치는 엔진의 내구성을 시험하는 여러 항목 중 엔진의 운전 조건을 가변시켜가면서 이때의 소모되는 오일의 양을 측정하는 장치이다.

보통 일반 시험실에서 엔진의 오일 소모시험은 드레인법으로 시험을 한다.

이러한 드레인법은 오일팬의 드레인콕을 열어서 일정시간 오일을 드레인하여 무게를 저울로 측정하고, 측정한 오일을 엔진에 넣어서 일정시간 운전한 다음, 다시 처음과 같은 시간 및 조건으로 드레인하여 무게를 재는 방법으로서, 엔진 운전 중 오일을 소모한 만큼의 무게차가 나는데, 이때의 양을 운전시간으로 나누면 시간당 엔진의 오일 소모량이 나온다.

엔진의 오일 소모시험은 시험실에서 엔진을 개발하는데 꼭 필요한 시험이지만 시험자마다 오일을 드레인하는 방법이 다르고, 처음과 나중의 오일 드레인 조건을 일정하게 맞추는 것은 사실상 어렵다.

왜냐하면, 오일은 온도에 민감하게 점도가 변하기 때문에 오일을 드레인할 때의 조건이 다르면 그 양도 차이가 나기 때문이다.

또한, 드레인하다가 작업자의 실수로 간혹 오일을 흘린다면 시험을 다시 해야 하는 불편함이 있다.

그리고, 엔진 개발시 내구시험은 1,000시간, 2,000시간을 시험방법에 따라 다르게 운전을 하는데, 엔진의 오일 소모를 알아보기 위해 200시간마다 오일 소모시험을 한다는 것은 시간상 낭비가 심한 문제가 있다.

최근에는 위와 같은 오일 소모시험의 문제점들을 해소할 수 있는 오일 소모량 측정장치를 개발하여 사용하고 있다.

기존의 오일 소모량 측정장치는, 도 2에 도시한 바와 같이, 엔진의 오일팬(100)과 오일공급통(110)이 오일공급관(120)으로 연결되어 동일한 오일레벨을 유지하게 되고, 전자저울(130)상의 오일보충통(140)과 오일공급통(110)은 오일보충관(150)으로 연결되어 오일공급통(110)을 빠져나간 오일량을 보충하게 되는 구조로 이루어져 있다.

여기서, 오일팬(100)과 오일공급통(110)의 오일레벨은 플로트(160)를 기준으로하여 맞추게 되는데, 높이조절용 스탠드(180)의 조작을 통해 오일공급통(110)의 전체 높이를 조절하여 플로트(160)를 오일팬(100)의 오일레벨과 같은 레벨로 맞춘 다음, 이때의 레벨에서 밸브(170)가 닫혀지도록 설정한다.

따라서, 오일공급통 내의 플로트(160)를 오일팬(100)의 오일레벨과 같은 레벨로 맞추어 오일팬(100)의 오일이 소모되면 오일공급통(140)의 오일이 오일팬(100)으로 들어가고, 오일공급통(110)의 오일이 줄어들어 플로트(160)가 가라 앉으면 플로트(160)와 연결되어 있는 밸브(170)가 열리면서 오일보충관(150)을 통해 오일이 보충된다.

전자저울(130)에서는 항상 무게를 측정하여 매시간마다 측정된 오일보충통(140)의 무게차로 오일 소모량을 컴퓨터에 제공한다.

여기서, 미설명 부호 200은 오일팬과 오일공급통 간의 압력평형을 위한 파이프를 나타낸다.

그러나, 기존의 오일 소모량 측정장치는 다음과 같은 단점이 있다.

1) 오일팬과 오일공급통 간의 오일레벨을 맞출 때 오일팬 내에 오일이 어느정도 있는지 알 수 없으므로 오일레벨을 맞추기가 곤란하다.

2) 오일레벨을 맞출 때 높이조절용 스탠드의 4곳을 모두 맞추어야 하므로 작업이 힘들다.

3) 엔진 정지시 내부를 순환하던 모든 오일이 오일팬으로 떨어지면서 오일팬의 오일레벨이 높아지면 오일팬 내의 오일이 오일공급통으로 역류하게 되므로 수동밸브(190)를 반드시 잠궈야 하는데, 간혹 잃어버릴 때가 있어 오일 역류때문에 다시 오일레벨을 맞추어야 하는 불편이 따른다.

위와 같이 기존의 오일 소모량 측정장치는 엔진 내부의 오일레벨과 오일공급통의 오일레벨을 맞추는데 많은 어려움이 있다.

즉, 엔진 정지 중에 오일팬의 오일레벨과 오일공급통의 오일레벨을 맞추어 놓으면 엔진 운전 중에는 엔진 내부를 순환하는 오일의 양만큼 오일팬 내부의 오일레벨이 감소하게 되고, 이로 인해 오일레벨을 맞추기 위해 오일공급통에서 필요이상의 많은 양의 오일이 오일팬으로 유입되는 문제가 있고, 엔진 운전 중에는 피스톤과 실린더 등을 냉각한 오일이 오일팬으로 떨어지면서 생기는 오일압력 때문에 오일이 출렁이게 되며, 이로 인해 정확한 오일레벨을 유지하기 어려울 뿐만 아니라 엔진 회전수에 따라 낙하되는 오일량과 그에 따른 오일압력 변화에 대해서는 정확한 레벨을 유지할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 오일팬 및 오일공급통의 오일레벨과 오일압력을 입력신호로 하는 ECU에 의해 오일 보충 및 오일 공급을 제어함으로써, 오일레벨을 맞추어야 하는 불편함과 오일의 역류에 따른 문제를 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 오일 소모시험을 보다 정확하고 효율적으로 수행할 수 있도록 한 오일 소모량 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 오일팬과 오일공급통은 오일공급관으로 연결되어 동일한 오일레벨을 유지하면서 오일의 공급이 가능하게 되고, 전자저울상의 오일보충통과 오일공급통은 오일보충관으로 연결되어 오일 소모로 인하여 오일공급통을 빠져나간 오일량의 보충이 가능하게 되며, 전자저울에서 오일보충통의 무게차를 측정하여 오일 소모량의 측정이 가능하게 되는 구조를 포함하는 오일 소모량 측정장치에 있어서, 상기 오일공급통의 오일레벨을 감지하는 오일레벨센서의 신호를 입력받아 오일보충관상에 설치되는 솔레노이드 밸브의 개폐작동을 제어하여 오일공급통으로 보충되는 오일량을 제어하는 ECU를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 ECU는 오일팬과 오일공급통에 설치되는 압력감지센서의 신호를 입력받아 오일공급관에 설치되는 솔레노이드 밸브의 개폐작동을 제어하여 엔진의 운전상태에 따라 오일의 이동을 단속할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 엔진의 오일팬(100)과 오일공급통(110) 사이에는 오일공급관(120)이 연결되는 동시에 이때의 오일공급관(120)에는 솔레노이드 밸브(20a)가 설치되어서 솔레노이드 밸브(20a)의 개폐여부에 따라 오일공급통(110)에 있는 오일이 오일팬(100)으로 보내질 수 있게 된다.

또한, 오일팬(100)과 오일공급통(110)은 서로 간의 상부 일측이 파이프(200)에 의해 연통되어 있어서 각 내부의 압력이 균형을 이룰 수 있게 된다.

즉, 이러한 압력의 균형은 오일공급통(110) 내의 오일이 원활하게 오일팬(100)으로 이동하는 것을 가능하게 해준다.

엔진의 장시간 운전에 따라 오일이 소모되면 오일팬(100)의 오일레벨이 낮아지면서 이에 비례하여 오일공급통(110)의 오일레벨도 낮아지게 되므로, 이때에는 소모되는 오일양 만큼을 보충해야 한다.

이를 위하여, 오일공급통(110)은 전자저울(130)에 놓여있는 오일보충통(140)과 오일보충관(150)으로 연결되어 있으며, 오일보충관(150)에 설치되어 있는 솔레노이드 밸브(20b)의 개폐여부에 따라 오일보충통(140)의 오일이 오일보충관(150)을 통해 오일공급통(110)으로 보충될 수 있게 된다.

이때의 오일보충관(150)은 오일보충통(140)의 정확한 무게 측정을 위해 자유자재로 움직여 오일보충통과의 간섭을 줄일 수 있는 플렉시블 호스 등을 적용하는 것이 바람직하다.

오일의 공급과 보충을 위한 각각의 솔레노이드 밸브(20a),(20b)는 ECU(10)에 의해 제어된다.

예를 들면, 오일공급통(110) 내의 가이드부재상에서 위아래로 움직일 수 있도록 설치되는 레벨감지센서(40)의 신호가 ECU(10)에 입력되면, ECU(10)에서는 이때의 입력되는 신호를 바탕으로 오일보충관(150)에 설치되어 있는 솔레노이드 밸브(20b)의 개폐작동을 제어하게 된다.

즉, 오일의 소모로 오일공급통의 오일레벨이 떨어지면 이러한 상황을 감지한 레벨감지센서의 신호가 ECU에 입력되고, 이와 동시에 ECU에서 출력되는 제어신호에 의해 솔레노이드 밸브가 열리면서 오일이 보충될 수 있게 되는 것이다.

또한, 오일팬(100)과 오일공급통(110)에 각각 설치되어 있는 압력감지센서(30a),(30b)의 신호가 ECU(10)에 입력되면, ECU(10)에서는 이때의 입력되는 신호를 바탕으로 오일공급관(120)에 설치되어 있는 솔레노이드 밸브(20a)의 개폐작동을 제어하게 된다.

즉, 엔진의 운전을 시작하게 되면 오일팬 내의 압력과 오일공급통 내의 압력에 차이가 발생하고, 각 센서의 신호를 입력받은 ECU는 2개의 신호를 비교하여 압력차가 있으면 엔진이 운전상태인 것으로 판단하여 솔레노이드 밸브를 열어주게 되므로, 오일공급통에서 오일팬으로 오일의 이동이 자유롭게 되고, 압력차가 없으면 엔진이 정지상태인 것으로 판단하여 솔레노이드 밸브를 닫아주게 되므로, 오일팬에서 오일공급통으로 오일이 역류하는 것을 막아주게 되는 것이다.

엔진 운전 중의 오일팬 내의 압력은 대략 0.4bar 정도가 되고, 오일공급통 내의 압력은 거의 0에 가까운 수준이므로 이때의 압력차를 ECU에 설정해 놓으면 엔진 운전 중 ECU에 의한 솔레노이드 밸브의 개폐제어가 가능하게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 오일 소모량 측정장치에 대한 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.

엔진 운전시 오일은 피스톤 냉각, 실린더헤드 냉각 등을 수행한 후 오일팬에 모이게 되는데, 엔진 회전수 등의 조건에 따라 오일팬 내의 압력이 변하게 된다.

이에 따라, 오일팬 내부와 오일공급통 내부에 있는 압력감지센서(30a),(30b)의 신호를 받은 ECU(10)는 솔레노이드 밸브(20a)를 열어줌으로써, 오일이 오일팬측으로 유입될 수 있게 된다.

오일이 소모되면 오일공급통 내의 오일레벨이 내려가게 되는데, 레벨감지센서(40)의 신호를 받은 ECU(10)는 솔레노이드 밸브(20b)를 열어줌으로써, 오일이 오일보충통에서 오일보충관을 통해 오일공급통으로 보충된다.

이때의 레벨감지센서(40)는 자석을 이용한 플로터로서, 오일레벨에 따라 상하로 운동을 하게 되며, 하향 운동으로 인한 일정한 위치에서는 저항값이 변하게 되는데 이를 ECU(10)가 감지하여 솔레노이드 밸브(20b)를 제어할 수 있게 되는 것이다.

예를 들면, 레벨감지센서(40)는 주로 오일레벨 상단부(50a)와 오일레벨 하단부(50b) 사이를 운동하면서 오일레벨 신호를 ECU(10)에 제공하게 되며, 이때의 사이 구간에 위치되는 동안에는 ECU(10)의 제어에 의해 솔레노이드 밸브(20b)가 열린상태를 유지하면서 오일보충통(140) 내의 오일이 오일공급통(110)으로 보충될 수 있게 된다.

레벨감지센서(40)가 위의 오일레벨 상단부(50a)를 벗어나면 이때의 신호를 제공받는 ECU(10)의 제어에 의해 솔레노이드 밸브(20b)가 닫히면서 오일보충이 중단되고, 레벨감지센서(40)가 위의 사이 구간 내에 위치하고 있는 동안에는 오일의 보충이 지속적으로 이루어지기 때문에 실질적으로 오일레벨 하단부(50b)까지 떨어지지 않게 된다.

오일보충통에서 오일이 빠져나가면, 오일보충통의 무게를 측정하고 있던 전자저울은 이때의 빠져나간 오일의 감소량 만큼의 무게정보를 실시간으로 시험실 밖의 시험자 모니터로 전송하게 되고, 시험자는 시간마다 전자저울에서 제공하는 무게정보를 체크하면 오일 소모량을 측정할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 압력센서 및 레벨센서를 포함하는 ECU에 의해 오일 보충 및 오일 공급을 제어하는 오일 소모량 측정장치를 제공함으로써, 오일레벨을 맞추어야 하는 불편한 점과 오일의 역류에 따른 문제를 완전히 배제할 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 오일 소모시험을 보다 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오일 소모량 측정장치의 구성을 보여주는 개략도

도 2는 종래 오일 소모량 측정장치의 구성을 보여주는 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : ECU 20a,20b : 솔레노이드 밸브

30a,30b : 압력감지센서 40 : 레벨감지센서

50a : 오일레벨 상단부 50b : 오일레벨 하단부

Claims (2)

1. 엔진의 오일팬(100)과 오일공급통(110)은 오일공급관(120)으로 연결되어 동일한 오일레벨을 유지하면서 오일의 공급이 가능하게 되고, 전자저울(130)상의 오일보충통(140)과 오일공급통(110)은 오일보충관(150)으로 연결되어 오일 소모로 인하여 오일공급통(110)을 빠져나간 오일량의 보충이 가능하게 되며, 전자저울(130)에서 오일보충통(140)의 무게차를 측정하여 오일 소모량의 측정이 가능하게 되는 구조를 포함하는 오일 소모량 측정장치에 있어서,

   상기 오일공급통(110)의 오일레벨을 감지하는 오일레벨센서(40)의 신호를 입력받아 오일보충관(150)상에 설치되는 솔레노이드 밸브(20b)의 개폐작동을 제어하여 오일공급통(110)으로 보충되는 오일량을 제어하는 ECU(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 소모량 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 ECU(10)는 오일팬(100)과 오일공급통(110)에 설치되는 압력감지센서(30a),(30b)의 신호를 입력받아 오일공급관(120)에 설치되는 솔레노이드 밸브(20a)의 개폐작동을 제어하여 엔진의 운전상태에 따라 오일의 이동을 단속할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 오일 소모량 측정장치.