KR100836499B1 - 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCSV가 실제 작동되는 상태와 유사한 상태를 인위적으로 조성하고, 그 상태에서 PCSV의 아마추어에 작용하는 힘 및 아마추어가 작동되기 위해 가해져야 하는 힘 등의 관계를 정확하게 실측할 수 있도록 함으로써, 정확하고 효율적인 PCSV의 개발이 가능하도록 한 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치를 제공한다.

Description

피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치{PCSV armature performance test apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치의 주요부 사시도,

도 3과 도 4는 본 발명의 사용례를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 베이스 3; 부압작용체

5; 아마추어 7; 힘센서

9; 변위센서 11; 데이터처리장치

13; 수직이동클램프 15; 수직이동블록

17; 수직가이드 19; 가동블록

21; 2축테이블 23; 부압펌프

25; 버퍼탱크 27; 유량센서

29; 압력센서

본 발명은 피씨에스브이(PCSV: Purge Control Solenoid Valve) 아마추어 성능 시험 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 PCSV의 실제 작동환경에 유사한 조건을 형성하여 아마추어의 거동을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

PCSV는 차량에서 연료의 증발가스가 대기중으로 방출되는 것을 방지하기 위한 증발가스 제어장치에 사용되는 것으로서, 연료탱크에서 증발되어 캐니스터에 포집되어 있던 증발가스를 엔진컨트롤러의 제어에 의해 엔진의 흡기계로 전달 또는 차단시키는 기능을 수행한다.

상기 PCSV는 정확한 유량제어 및 누설방지 기능이 필요하며, 이러한 기능은 PCSV의 내부에서 솔레노이드에 의해 직선 슬라이딩하여 PCSV의 개폐작용을 가능하게 하는 아마추어의 구조, 형상 및 재질 등에 의해 크게 좌우된다.

종래에는 상기한 바와 같은 아마추어의 거동을 정확하게 측정할 수 있는 별도의 장치가 없었다. 따라서, PCSV의 개발의 정확성 및 효율성이 충분히 확보되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, PCSV가 실제 작동되는 상태와 유사한 상태를 인위적으로 조성하고, 그 상태에서 PCSV의 아마추어에 작용하는 힘 및 아마추어가 작동되기 위해 가해져야 하는 힘 등의 관계를 정확하게 실측할 수 있도록 함으로써, 정확하고 효율적인 PCSV의 개발이 가능하도록 한 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치는

베이스와;

상기 베이스에 고정되어 설치되고 중앙에 구멍이 형성된 부압작용체와;

상기 부압작용체의 구멍에 연결되어 부압을 제공하는 부압펌프와;

선단에 아마추어가 고정되고 아마추어에 작용하는 힘을 측정하는 힘센서와;

상기 베이스에 설치되고 상기 힘센서를 이동시켜서 상기 힘센서의 선단에 고정된 아마추어를 상기 부압작용체의 구멍을 향하여 수직한 방향으로 직선이동시킬 수 있도록 구비된 직선이동수단과;

상기 아마추어의 직선이동량을 측정하도록 구비된 변위센서와;

상기 힘센서와 변위센서의 출력 데이터를 처리하는 데이터처리장치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 베이스(1)와; 상기 베이스(1)에 고정되어 설치되고 중앙에 구멍이 형성된 부압작용체(3)와; 상기 부압작용체(3)의 구멍에 부압을 제공하는 부압공급수단과; 선단에 아마추어(5)가 고정되고 아마추어(5)에 작용하는 힘을 측정하는 힘센서(7)와; 상기 베이스(1)에 설치되고 상기 힘센서(7)를 이동시켜서 상기 힘센서(7)의 선단에 고정된 아마추어(5)를 상기 부압작용체(3)의 구멍을 향하여 수직한 방향으로 직선이동시킬 수 있도록 구비된 직선이동수단과; 상기 아마추어(5)의 직선이동량을 측정하도록 구비된 변위센서(9)와; 상기 힘센서(7)와 변위센서(9)의 출력 데이터를 처리하는 데이터처리장치(11)를 포함하여 구성된다.

상기 부압작용체(3)는 PCSV의 밸브바디를 모사한 것으로서, 상기 아마추어(5)와 함께 짝을 이루어 캐니스터로부터 엔진흡기관으로 연결되는 증발가스라인을 개폐하는 기능을 하는 데에 필요한 상대부품을 통칭한다.

따라서, 상기 아마추어(5)가 슬라이딩 운동하여 상기 부압작용체(3)의 구멍을 개폐함으로써 PCSV의 역할을 할 수 있고, 상기 아마추어(5)가 접촉하는 상기 부압작용체(3)의 선단 및 여기에 접촉하는 상기 아마추어(5)의 접촉면 형상에 따라 PCSV의 누설 및 유량 성능이 결정된다.

도 1에서 상기 부압작용체(3)로는 중앙에 구멍이 형성된 단순 파이프 형상의 밸브니쁠이 사용되었으나, 이외에 실제로 아마추어(5)가 슬라이딩 운동하여 구멍을 개폐함으로써 밸브의 역할을 하게 되는 PCSV의 밸브바디 자체도 부압작용체로 사용될 수 있다.

물론, 밸브바디를 부압작용체로 사용하기 위해서는 힘센서(7)에 연결된 아마추어(5)를 외부로부터 직선 슬라이딩시켜서 밸브바디의 구멍이 개폐될 수 있도록 밸브바디의 일측을 절단해 내어 내부가 개방되도록 하여야 할 것이다.

상기 부압작용체(3)는 상기 베이스(1)에 대하여 수직방향으로 직선이동시켜 서 위치를 고정할 수 있는 수직이동클램프(13)에 의해 상기 베이스(1)에 고정되는데, 상기 수직이동클램프(13)는 상기 부압작용체(3)를 접착제나 나사, 스프링 또는 클립 등 기타 상기 부압작용체(3)를 고정할 수 있는 공지의 수단을 이용하여 고정한 상태에서, 상기 베이스(1)에 대하여 수직한 방향의 높이가 조절된 상태에서 고정될 수 있는 공지의 메커니즘으로 이루어진다.

도 2에는 중앙에 부압작용체(3)를 접착제로 고정할 수 있는 원형홈이 형성되고 상기 베이스(1)에 대하여 상하로 슬라이딩할 수 있는 상태의 수직이동블록(15) 및 상기 수직이동블록(15)의 슬라이딩을 가이드하는 수직가이드(17)가 도시되어 있는 바, 상기 수직이동블록(15) 및 상기 수직가이드(17)가 상기 수직이동클램프(13)의 한 실시예를 이룬다.

상기 수직이동블록(15)은 상기 수직가이드(17)에 비교적 강한 탄성력으로 끼워져 있어서, 상기 수직이동블록(15)을 수직가이드(17)에 대하여 상하로 밀어서 위치를 조정하면 그 상태가 일정하게 유지될 수 있는 구성이다.

상기 수직이동블록(15)에는 상기 부압작용체(3)를 접착제로 고정한다.

상기 직선이동수단은 상기 베이스(1)에 대하여 수평방향의 평면상에서 직교하는 2축으로 가동블록(19)을 직선이동시킬 수 있도록 된 2축테이블(21)로 구성되는 바, 공지의 메커니즘으로 이루어진 2축테이블(21)을 사용한다.

상기 2축테이블(21)은 상기 수직이동클램프(13)의 작동방향인 수직방향과 함께 서로 직교하는 3축을 이루는 상태이다.

따라서, 상기 수직이동클램프(13)에 부압작용체(3)를 고정하여 부압작용체(3)의 높이를 조절하고, 상기 2축테이블(21)을 조절하여 힘센서(7)의 선단에 장착된 아마추어(5)의 위치를 조절하면, 상기 부압작용체(3)의 구멍에 맞추어서 상기 아마추어(5)를 상기 부압작용체(3)의 구멍에 수직한 방향으로 직선이동시킬 수 있는 상태가 확보된다.

물론, 상기 힘센서(7)와 변위센서(9)는 상기 2축테이블(21)의 가동블록(19)에 설치되어, 상기 2축테이블(21)로 상기 가동블록(19)의 위치를 변화시키는 조작은 곧 상기 힘센서(7)의 위치를 조절하는 것이 되고, 이는 결국 힘센서(7)의 선단에 장착된 아마추어(5)의 위치를 조절하는 것이 되며, 이러한 아마추어(5)의 위치변화는 상기 변위센서(9)에 의해 검출될 수 있는 것이다.

상기 변위센서(9)로는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)가 사용될 수 있으며, LVDT는 내부에 스프링이 내장된 것이 사용되어 LVDT의 검침단 선단이 항상 수직이동클램프(13) 등과 같이 베이스(1)에 대하여 일정한 위치로 탄성지지된 상태에서 상기 가동블록(19)이 이동됨에 따라 상대적인 변위를 측정할 수 있도록 할 수도 있고, 스프링이 내장되지 않은 LVDT를 사용하는 경우에는 검침단을 베이스(1)에 대하여 고정시키고 상기 가동블록(19)을 이동시켜서 변위를 측정할 수 있도록 할 수 있으며, 이 경우 내장된 스프링에 의한 힘의 영향을 배제할 수 있어서 보다 정확한 측정이 가능할 수 있다.

상기 아마추어(5)는 상기 힘센서(7)의 선단에 접착체로 고정시킬 수 있다.

상기 부압공급수단은 상기 부압작용체(3)의 구멍에 연결된 부압펌프(23)와, 상기 부압작용체(3)와 부압펌프(23) 사이에 구비되어 부압을 저장하는 버퍼탱크(25)와, 상기 버퍼탱크(25)와 상기 부압작용체(3) 사이를 흐르는 공기의 유량을 측정하는 유량센서(27)와, 상기 버퍼탱크(25)와 상기 부압작용체(3) 사이를 흐르는 공기의 압력을 측정하는 압력센서(29)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 데이터처리장치(11)는 상기 유량센서(27)와 압력센서(29)의 신호도 함께 처리할 수 있도록 구성할 수 있으며, 컴퓨터 등과 같이 데이터처리 기능과 디스플레이 기능을 함께 갖춘 장치가 사용되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

상기 부압펌프(23)를 구동하여 상기 부압작용체(3)에 부압을 작용시키는 상태에서 상기 2축테이블(21)을 이용하여 상기 힘센서(7)의 선단에 장착된 아마추어(5)를 상기 부압작용체(3)에 대하여 압착시킨 상태로부터 이격시키는 조작을 하면서, 상기 힘센서(7), 변위센서(9), 유량센서(27) 및 압력센서(29)의 측정값을 상기 데이터처리장치(11)로 처리한다.

이때, 상기 부압펌프(23)의 구동상태를 조절하여 상기 부압작용체(3)에 제공되는 부압의 크기를 조절할 수 있다.

도 3은 2축테이블(21)로 아마추어(5)를 상기 부압작용체(3)에 압착시킨 상태로부터 차례로 이격시키는 과정을 도시한 것이고, 도 4는 도 3과 같은 과정 동안 상기 센서들로부터 측정된 결과를 도시한 그래프이다.

도 3의 상측 상태는 아마추어(5)의 표면에 구비된 러버가 압축된 상태로서, 상기 부압작용체(3)에는 엔진의 작동상태와 유사한 부압이 작용하도록 하고, 상기 2축테이블(21)로는 상기 아마추어(5)의 러버가 상기 부압작용체(3)에 압착되어 공기가 새지 못하도록 어느 정도의 압력으로 아마추어(5)를 상기 부압작용체(3)로 가압하는 상태이다.

이 상태는 도 4에서는 A선으로 표시되는 상태로서, 상기 힘센서(7)로는 F1의 힘이 검출되고, 유량은 0이고 압력은 부압상태이다.

후술하는 도 3의 중앙에 도시된 상태에서도 유량은 0이고 압력은 부압상태이지만, 도 3의 상측에 도시된 이 상태는 실제 PCSV에서 리턴스프링에 의해 아마추어(5)가 부압작용체(3)에 가압되는 상태를 그대로 모사한 것으로서, 실질적으로 PCSV에서 공기의 누출을 방지할 수 있는 안정된 상태를 의미한다.

도 3의 중앙에 도시된 상태는 아마추어(5)가 부압작용체(3)로부터 이격되기 직전의 상태로서, 도 4에서는 B선의 상태로서, 상기 힘센서(7)에서는 F2의 힘이 검출되고 유량은 0이며 압력은 부압상태이다.

도 3의 하측에 도시된 상태는 아마추어(5)가 상기 부압작용체(3)로부터 완전히 이격된 상태로서, 도 4의 C선에 해당하는 상태로서, 상기 힘센서(7)는 F3의 상태로서 실질적으로는 별도로 아마추어(5)에 힘이 가해지지도 가하지도 않는 상태이다.

상기 도 4의 B선과 C선 사이의 구간에서는 상기 F2가 F3로 변화하는 양상과, 부압이 떨어져서 대기압으로 접근하는 양상 및 상기 부압작용체(3)를 통과하여 흐르는 공기의 유량이 급격히 증가하는 양상이 표현되어 있다.

물론, 도 4에 도시된 바와 같은 그래프는 아마추어(5)의 형상, 재질 및 구 조 등에 따라서, 각각 다르게 나타날 것이며, 상기 부압작용체(3)에 제공되는 부압의 크기에 따라서도 변화될 것이다.

따라서, PCSV를 개발함에 있어서, 본 발명과 같은 장치로, 엔진에 따라 엔진에서 발생되는 부압을 근사하게 모사한 상태에서, 다양한 아마추어(5)의 실질적인 거동을 상기한 바와 같이 정확하고 비교적 용이하게 측정해볼 수 있으며, 이와 같은 측정데이터에 근거하면 PCSV의 개발 효율성과 정확성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, PCSV가 실제 작동되는 상태와 유사한 상태를 인위적으로 조성하고, 그 상태에서 PCSV의 아마추어에 작용하는 힘 및 아마추어가 작동되기 위해 가해져야 하는 힘 등의 관계를 정확하게 실측할 수 있도록 함으로써, 정확하고 효율적인 PCSV의 개발이 가능하도록 한다.

Claims (3)

1. 베이스와;

   상기 베이스에 고정되어 설치되고 중앙에 구멍이 형성된 부압작용체와;

   상기 부압작용체의 구멍에 연결되어 부압을 제공하는 부압펌프와;

   선단에 아마추어가 고정되고 아마추어에 작용하는 힘을 측정하는 힘센서와;

   상기 베이스에 설치되고 상기 힘센서를 이동시켜서 상기 힘센서의 선단에 고정된 아마추어를 상기 부압작용체의 구멍을 향하여 수직한 방향으로 직선이동시킬 수 있도록 구비된 직선이동수단과;

   상기 아마추어의 직선이동량을 측정하도록 구비된 변위센서와;

   상기 힘센서와 변위센서의 출력 데이터를 처리하는 데이터처리장치;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 부압작용체는 상기 베이스에 대하여 수직방향으로 직선이동시켜서 위치를 고정할 수 있는 수직이동클램프에 의해 상기 베이스에 고정되고;

   상기 직선이동수단은 상기 베이스에 대하여 수평방향의 평면상에서 직교하는 2축으로 가동블록을 직선이동시킬 수 있도록 된 2축테이블로 구성되어;

   상기 힘센서와 변위센서는 상기 2축테이블의 가동블록에 설치된 것

   을 특징으로 하는 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 부압작용체와 부압펌프 사이에 부압을 저장하는 버퍼탱크가 구비되고,

   상기 버퍼탱크와 부압작용체 사이를 흐르는 공기의 유량을 측정하는 유량센서가 구비되며,

   상기 버퍼탱크와 부압작용체 사이를 흐르는 공기의 압력을 측정하는 압력센서가 구비되고,

   상기 데이터처리장치는 상기 유량센서와 압력센서의 신호를 처리하는 것

   을 특징으로 하는 피씨에스브이 아마추어 성능 시험 장치.

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