KR101008743B1 - 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법 - Google Patents

선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 오일펌프와 오일배출구 사이에 설치되어 드레인통로의 개방/폐쇄에 따라 테스트오일의 흐름을 오일탱크로 또는 오일배출구로 전환하도록 작동되는 오일흐름 전환수단과, 공기주입구와 오일흐름 전환수단 사이에 설치되어 드레인통로를 개방/또는 폐쇄시키도록 오일흐름 전환수단으로 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하는 공기흐름 제어수단, 및 재측정시에 공기흐름제어수단을 작동하도록 설치되는 재측정스위치를 포함하여, 연료분사밸브의 출구에서 테스트오일이 분사될 시에는 분사압력 측정과 동시에 드레인통로가 자동 개방되어 테스트오일이 오일탱크로 흐르도록 하고, 연료분사밸브의 재측정시에는 재측정스위치를 반복하여 작동하는 것만으로 드레인통로가 폐쇄되어 테스트오일이 오일배출구로 다시 즉시로 흐르도록 함으로써, 연료분사밸브를 용이하고 신속하게 반복 측정할 수 있게 된다.

Description

선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법{Apparatus and method capable of easily retesting fuel injection valve of diesel engine for vessel}
본 발명은 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료분사밸브의 분사압력을 매우 편리하고 신속하게 반복 재측정할 수 있을 뿐만 아니라, 반복 재측정을 통해 연료분사밸브의 적합 여부도 매우 편리하게 결정할 수 있도록 한 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법에 관한 것이다.
[문헌 1] 국내 등록특허 제10-0898942호, 공개일자 2005.04.25.
[문헌 2] 국내 등록실용신안 제20-384456호,공고일자 2005.5.16.
일반적으로 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브 분사압력에 따라 엔진의 효율과 수명이 결정된다. 따라서 선박용 디젤엔진의 경우 연료분사밸브의 분사압력을 적절하게 유지해야 한다.
특히, 대형 선박용 디젤엔진의 경우에는 대형의 디젤엔진으로서 연료분사밸브의 분사압력에 따라 엔진의 연료 소모량과 엔진의 수명이 결정된다. 뿐만 아니라 해양 오염의 원인이 되는 매연 발생량도 결정되므로, 최적의 분사압력이 되도록 조절 및 유지하기 위해, 연료분사밸브의 테스트 장치가 필요하게 된다.
연료분사밸브 테스트장치는 연료분사밸브의 오일분사가, 주어진 정격압력에서 이루어지는 지를 확인하여 정상의 연료분사밸브를 엔진에 장착하게 함으로써 불량의 연료분사밸브 사용으로 인한 엔진의 오작동이나 안전사고를 사전에 방지하는데 기여한다.
문헌 1은 종래의 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브 테스트 방법으로서, 도 1에 도시된 유압회로도를 가진 테스트 장치(1)를 개시한다. 도1에서, 연료분사밸브(2)의 입구측으로 공압에 의해 작동되는 오일펌프(3)를 통해 테스트오일(4)을 주입한다. 연료분사밸브(2)에 가해지는 테스트오일의 압력을 점진적으로 상승시킴으로써, 연료분사밸브(2)의 출구측에서 테스트오일(4)이 분사되는 순간, 분사압력을 측정하고, 고압의 테스오일을 공급하는 오일펌프(4)는 멈추도록 구성되어 있다.
문헌1의 테스트 장치의 작동순서는 다음과 같다.
① 동작스위치를 리셋모드에 놓는다.
② 릴리프밸브(5)를 폐쇄한 상태에서 압력조절밸브(6)를 개방하여 오일탱크(7)의 테스트오일(4)이 오일펌프(3)로부터 연료분사밸브(2)에 이르는 유로에 충진된 상태가 되게 한다. 이 때, 공압게이지(8)의 압력값은 0 BAR가 되도록 한다.
③ 공압게이지(8)의 압력값이 150 BAR가 되도록 압력조절밸브(6)를 조절한다.
④ 풀스트로크밸브(9)를 작동시켜, 오일펌프(3)내의 피스톤이 상사점에 위치하게 한다.
⑤ 동작스위치를 분사압력측정모드에 놓은 후, 압력조절밸브(6)를 통해 연료분사밸브(2)의 압력이 분사압력에 도달할 때까지 압력을 점진적으로 상승시킨다.
⑥ 연료분사밸브(2)의 출구측에서 테스트오일(4)이 분사되는 순간의 압력이 분사압력게이지(10)에 표시되면서, 오일펌프(3)으로의 압축공기의 공급이 중지된다.
⑦ 오일펌프(3)는 정지되고, 연료분사밸브(2)의 분사압력이 계기판 상에 일시적으로 유지되어 표시되면 사용자가 분사압력을 확인한 후, 압력조절밸브(6)를 폐쇄하고 릴리프밸브(5)를 개방하면 테스트는 완료된다.
한편, 연료분사밸브(2)의 분사압력은 한 번의 측정만으로는 이상 유무 및 수리 여부를 정확히 판단하기 어렵기 때문에, 정확한 측정을 위해서는 수 차례의 반복 테스트가 필요하게 된다.
그러나, 상술한 디젤엔진용 연료분사밸브의 테스트 방법은 연료분사밸브(2)의 분사압력을 1회 측정한 후 다시 반복 측정하기 위해서는, 테스트 장치(1)의 동작을 리셋한 후 상기의 ①~⑥의 과정을 차례대로 다시 거쳐야 한다.
이는 문헌 1의 테스트 장치는, 연료분사밸브(2)가 분사압력에 도달하여 출구측으로 테스트오일(4)이 분사되어 분사압력이 분사압력게이지(10)에 표시된 후, 테스트 장치(1)의 모든 작동을 일시적으로 모두 정지시키기 때문에 연료분사밸브(2)의 분사압력을 반복 측정하기 위해서는 그 때마다, 테스트 장치(1)를 원상태로 리셋해야하기 때문이다.
따라서, 문헌1과 같은 테스트 방법에서는 연료분사밸브(2)의 분사압력을 반복 측정할 때마다 불편함이 많았고 시간도 많이 소요되는 문제점이 있었다.
문헌2는 또 다른 형태의 종래의 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브 테스트 장치로서, 여러 번에 걸친 테스트로 인한 연료분사밸브의 파손을 방지하고, 전기사용으로 인한 위험사고를 방지하도록, 수동식 ON/OFF 조작을 통한 한번의 분사만으로 테트스가 종료되는 테스트 장치를 개시하고 있다.
문헌 2의 도 2에 도시된 유압회로도를 가진 테스트 장치는, 연료분사밸브(21)의 입구측으로 공압에 의해 작동되는 공유압펌프(22)를 통해 테스트오일(23)을 공급한다. 이후, 연료분사밸브(21)의 압력을 점진적으로 상승시킴으로써 연료분사밸브(21)의 출구측에서 테스트오일(23)이 분사되는 순간의 압력을 측정한다. 공유압펌프(23)에 접속된 주공기관로(25)상에는, 주공기관로(25)를 통해 흐르는 압축공기를 개방/차단하여 공유압펌프(22)를 작동/정지시키는 전환밸브(26)가 설치되는데, 이 전환밸브(26)는 사용자가 수동으로 ON/OFF 조작하는 원격조정버튼(27)에 접속되어 동기적으로 연동된다.
따라서, 전환밸브(26)는 사용자가 원격조정버튼(27)을 일정압으로 누르는 동안에만 ON작동하여 주공기관로(25)를 개방하고, 원격조정버튼(27)에서 손을 떼면 전환밸브(26)도 OFF되어, 주공기관로(25)를 폐쇄함으로써 공유압펌프(22)가 작동하지 않도록 되어 있다.
문헌2는 1회만으로 테스트를 의도적으로 종료하므로, 공유압펌프(22)에는 풀스트로크(Full stoke)밸브(24)를 설치하여, 풀로스트로 밸브(24) 작동시에 공유압펌프(22) 내의 피스톤이 상사점에 위치하여 최대펌핑동작을 하도록 되어 있다.
문헌2의 연료분사밸브 테스트는 다음과 같이 진행된다.
① 압력방출밸브(29)를 닫는다.
② 사용자는 원격조정버튼(27)을 한손으로 계속해서 누른 상태(이 때, 전환밸브(26)는 온(On) 작동하여 주공기관로(25)를 개방한다.)에서 다른 한손으로는 압력조정밸브(30)를 동시적으로 수동 조작하여 공기압력을 상승시킨다.
③ 사용자는 원격조정버튼(27)을 한손으로 계속해서 누른 상태에서, 다른 한손으로 공유압펌프(22)에 접속된 풀스트로크밸브(24)를 조작하여 공유압펌프(22)를 최대 펌핑동작으로 동작시킨다.
④ 사용자는 원격조정버튼(27)을 한손으로 계속해서 누른 상태에서, 다시 다른 한손으로 압력조정밸브(30)를 조작하여 공기압력을 상승시킨다.
⑤ 사용자는 디지털계기판(28)의 압력 수치를 계속 확인하고 있다가, 연료분사밸브(21)로부터 테스트오일(23)이 분사되어 디지털계기판(28)에 분사압력이 표시되면, 계속해서 누르고 있던 원격조정버튼(27)에서 손을 떼어 전환밸브(24)를 폐쇄한다.
⑥ 압력방출밸브(29)를 열어 테스트오일(23)에 남아있는 압력이 보조오일관(31)를 통해 방출되어 대기압상태로 초기화되며, 1회로 테스트를 종료한다.
문헌 2의 연료분사밸브 테스트 장치는, 테스트 시작부터 종료시까지 한손으로 원격조정버튼(27)을 계속해서 누르고 있어야 하고, 다른 한손으로도 압력조정밸브(30)와 풀스트로크밸브(24)를 번갈아 조작해야 하는 등, 작업이 매우 번거롭다.
뿐만 아니라, 육안식별에 의한 수동조작이므로, 압력이 강하한 후에 바로 원격조정버튼(27)에서 손을 떼지 않고 지체하는 경우는 이 기간동안 공유압펌프(22)가 계속해서 작동하므로, 연료분사밸브(21)에서 오일이 계속해서 배출되고 유출된 테스트 오일의 사후처리도 매우 번거롭게 된다.
또한, 본질적으로 문헌 2는 1회의 테스트만을 의도하고 있지만, 연료분사밸브의 분사압력은 반복측정이 필수적이며, 문헌 2의 테스트 장치를 활용하여 연료분사밸브를 반복하여 테스트할 경우, 위 ②~⑤의 과정을 매 테스트마다 반복해야 한다. 따라서, 문헌2의 장치도 절차가 복잡하고, 작업이 번거로우며, 테스트 시간이 많이 소요된다. 이러한 이유로, 문헌 2는 실제로는 상용화되지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 일거에 해소하기 위해 발명된 것으로, 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브 분사압력을 매우 편리하고 신속하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 연료분사밸브의 분사압력이 측정됨과 동시에, 테스트오일과 압축공기의 공급을 계속해서 유지하면서, 오일탱크로 테스트오일을 자동배출시키고, 연료분사밸브를 복수 회 재측정하고자 할 경우에는 별도의 절차를 거치지 않고도, 해당 회수만큼 재측정스위치를 조작하는 것만으로, 테스트오일이 즉시 연료분사밸브로 재공급되어, 원하는 회수만큼 연료분사밸브의 분사압력을 매우 신속하고 편리하게 재측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적으로 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기에 의해 작동되어, 오일탱크(101)의 테스트오일(106)을 오일배출구(103)에 장착되는 연료분사밸브(104)로 압송하는 오일펌프(105)와, 상기 공기주입구(102)와 오일펌프(105)사이에 설치되어, 상기 오일펌프(105)에 의해 압송되는 테스트오일(106)의 압력을 조절하는 압력조절밸브(107)와, 상기 오일펌프(105)와 오일배출구(103) 사이에 설치되고, 드레인통로(118)를 구비하며, 상기 드레인통로(118)의 개방/폐쇄에 따라 상기 테스트오일(106)의 흐름을 오일탱크(101)로 또는 오일배출구(103)로 전환하도록 작동되는 오일흐름 전환수단(109)과, 상기 공기주입구(102)와 상기 오일흐름 전환수단(109) 사이에 설치되어, 상기 드레인통로(118)를 개방/또는 폐쇄시키도록 상기 오일흐름 전환수단(109)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하는 공기흐름 제어수단(110), 및 상기 연료분사밸브(104)의 재측정을 위하여 상기 공기흐름제어수단(110)을 작동하도록 설치되는 재측정스위치(115)를 포함하며, 상기 공기흐름 제어수단(110)은, 상기 연료분사밸브(104)의 출구에서 테스트오일이 분사될 시에는, 이와 동시에 상기 드레인통로(118)가 개방되어 테스트오일(106)이 상기 오일탱크(101)로 흐르도록, 상기 오일흐름 전환수단(109)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 자동 제어하고, 상기 재측정스위치(115)는 연료분사밸브(104)의 재측정시에 상기 공기흐름 제어수단(110)의 작동을 제어하여, 상기 드레인통로(118)가 폐쇄되고 테스트오일(106)이 오일배출구(103)로 흐르도록, 상기 오일흐름 제어수단(109)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치가 제공된다.
오일흐름 전환수단(109)은, 상기 공기흐름 제어수단(110)에 의해 제어되는 압축공기의 흐름에 따라 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 개방 또는 폐쇄시키도록 작동하는 에어실린더(124)를 포함한다.
한편, 오일흐름 전환수단(109)은 테스트오일(106)이 유출하는 오일유출구(117)를 포함하고, 상기 오일흐름 전환수단(109)은, 상기 드레인통로(118)가 개방될 때에 상기 오일유출구(117)를 폐쇄하고, 상기 드레인통로(118)가 폐쇄될 때에는, 상기 오일유출구(117)를 개방하도록 작동하는 에어실린더(124)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기에 의해 오일펌프(105)를 작동시키는 단계(1단계), 상기 오일펌프(105)의 작동에 의해 오일탱크(101)의 테스트 오일(106)을 오일흐름 전환수단(109)을 경유하여 오일배출구(103)에 장착되는 연료분사밸브(104)로 압송하는 단계(2단계), 상기 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 공기흐름 제어수단(110)을 통해 상기 오일흐름 전환수단(109)으로 공급하는 단계(3단계), 상기 오일펌프(105)에 의해 압송되는 테스트오일(106)의 압력을 상승시키는 단계(4단계), 상기 연료분사밸브(104)의 출구측에서 테스트오일(106)이 분사될 시에는, 분사압력 측정과 동시에, 상기 공기흐름 제어수단(110)이 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 자동 제어하여 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 개방시고 테스트 오일(106)이 오일탱크(101)로 흐르도록 하는 단계(5단계), 및 재측정스위치(115)를 작동하여 상기 공기흐름 제어수단(110)이 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하도록 하여, 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 폐쇄시키고 테스트 오일(106)이 오일배출구(103)로 흐르도록 하는 단계(6단계)를 포함하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 방법이 제공된다.
제1 내지 제6단계 이후, 연료분사밸브(104)를 반복하여 재측정하고자 할 경우에는, 상기 제6단계만을 반복실시하는 것만으로 즉시 재측정이 이루어진다.
본 발명에 따르면, 연료분사밸브로부터 테스트오일이 분사되는 것과 동시에, 자동으로 테스트오일은 오일탱크측으로 배출되면서, 압축공기는 계속해서 오일펌프로 공급되어 테스트오일이 지속적으로 공급된다. 이 때문에, 재측정스위치를 한번 조작하여 오일흐름을 연료분사밸브측으로 전환할 때마다 매우 신속하게 연료분사밸브의 재측정이 실행되게 된다.
가령, 연료분사밸브를 5회 재측정한다고 가정할 때, 문헌1의 테스트 방법은, ①~⑥의 과정을 매회 반복하므로 총 30회의 단계를 매번 거쳐야 하며, 문헌 2의 테스트 장치는 ②~⑤의 과정을 매회 반복하므로 총 20회의 단계를 거쳐야 하나, 본원발명에 의하면 단지 5회 재측정스위치를 작동하는 것만으로 5회의 재측정이 신속하게 자동적으로 수행된다.
특히, 문헌2의 경우는 단순히 여러 절차를 거치는 것뿐만 아니라, 한손은 원격조작버튼을 누른 상태에서 양 손을 사용하여 테스트 장치를 조작하여야 하는 등 절차가 지나치게 번거로워 상용화되지 못하고 있는 실정이다.
그러나, 본원발명은 테스트오일의 분사 후에 테스트오일의 흐름이 자동적으로 전환되어 오일탱크로 배출되며, 테스트오일의 분사 후에도 오일펌프가 계속해서 작동하고, 재측정스위치의 조작으로 즉시 테스트오일이 연료분사밸브측으로 전환되어 신속하게 분사압력에 도달하므로, 장치조작이 매우 간단하다.
따라서, 본 발명에 따르면 연료분사밸브의 분사압력을 매우 편리하고 신속하게 반복 측정할 수 있고, 이러한 반복 측정을 통해 연료분사밸브의 적합 여부도 매우 편리하게 결정할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 테스트 장치에 대한 유압회로도이다.
도 2는 종래의 또 다른 테스트 장치에 대한 유압회로도이다.
도 3는 본 발명의 테스트 장치에 대한 유압회로도이다.
도 4는 본 발명의 테스트 장치의 오일흐름 전환수단의 일실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브 테스트 장치에 대해 개략적으로 도시한 유압회로도이다.
도3에 도시된 테스터 장치(100)는, 도시되지 않은 모터의 작동에 의해 압축공기가 공기주입구(102)를 통하여 오일펌프(105)로 공급되어 오일펌프(105)를 작동시킨다.
오일펌프(105)의 작동에 의해 오일탱크(101)에 저장되어 있는 테스트오일(106)은 오일필터(111)를 통해 여과된 후 오일배출구(103)에 장착되는 연료분사밸브(104) 측으로 압송된다.
상기 공기주입구(102)와 오일펌프(105)사이에는 압력조절밸브(107)가 설치되어 오일펌프(105)에 의해 압송되는 테스트오일(106)의 압력을 조절할 수 있도록 되어 있다. 도3에서 참조번호 112는 공압게이지를 나타낸다.
한편, 상기 오일펌프(105)와 오일배출구(103) 사이에는 드레인통로(118)를 구비한 오일흐름 전환수단(109)이 설치되는데, 이 오일흐름 전환수단(109)은, 드레인통로(118)의 개방/폐쇄에 따라 테스트오일(106)의 흐름을 오일탱크(101)로 또는 오일배출구(103)로 전환하도록 작동된다.
또한, 상기 공기주입구(102)와 상기 오일흐름 전환수단(109) 사이에는 공기흐름 제어수단(110)이 설치되는데, 상기 공기흐름 제어수단(110)은, 상기 드레인통로(118)를 개방/또는 폐쇄시키도록, 상기 오일흐름 전환수단(109)의 공기흐름 유입구(114)로 유입되는 압축공기의 흐름을 제어(전환)하도록 솔레노이드 밸브로 구성할 수 있다.
상기 공기흐름 제어수단(110)에는 재측정스위치(115)가 접속되는데, 재측정스위치와 공기흐름 제어수단(110)의 접속은 유/무선 방식이 모두 가능하다.
연료분사밸브(105)의 재측정시에 사용자가 재측정스위치(115)를 작동하면 공기흐름 제어수단(110)은, 드레인통로(118)가 폐쇄되어 테스트오일(106)이 오일배출구(103)로 흐르도록, 오일흐름 전환수단(109)의 공기흐름 유입구(114)로 유입되는 압축공기의 흐름을 전환시키게 된다.
연료분사밸브(104)가 장착된 오일배출구(103)의 부근에는 연료분사밸브(104)의 분사압력을 측정하기 위한 분사압력게이지(113)가 설치되어 연료분사밸브(104)에서 테스트오일(106)이 분사되는 분사압력을 측정하도록 되어 있다.
한편, 오일펌프(105)와 오일배출구(103)의 사이에는, 연료분사밸브의 반복 테스트가 모두 종료된 후, 테스트오일(106)을 오일탱크(101)로 배출하는 릴리프밸브(108)가 설치된다.
도4는 본 발명의 오일흐름 전환수단(109)의 일실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
오일흐름 전환수단(109)은 오일펌프(105)로부터 공급되는 테스트오일(106)이 유입되는 오일유입구(116)와 유입된 테스트오일(106)을 오일배출구(103)측으로 유출시키는 오일유출구(117) 및, 상기 오일유입구(116)와 오일유출구(117)를 연결하는 유로에서 분기되어, 연료분사밸브(104)에서 테스트오일(106)이 분사되어 압력강하가 감지되면 테스트오일(106)을 오일탱크(101)측으로 배출시키기 위한 드레인통로(118)가 형성되어 있다.
도4에서 참조번호 119는 도3의 분사압력게이지(113) 대신, 분사압력 감지수단인 압력감지센서를 오일유출구(117)측에 설치한 것을 나타낸다.
한편, 도4에서, 상기 드레인통로(118)의 상측에는 드레인통로(118)를 개방/폐쇄 시키기 위한 체크밸브를 수용하기 위한 체크밸브 수용부(120)가 형성된다. 체크밸브(121,122,123)는, 체크밸브 수용부(120)에 고정되는 체크볼 가이드(121)와 이 체크볼 가이드(121) 내에서 탄성부재(123)에 의해 탄력지지되어 드레인통로(118)를 개방/폐쇄하는 체크볼(122)로 구성된다.
상기 체브밸브의 하측에는 상승 또는 하강하여 체크볼(122)을 밀어올리는 피스톤(125)을 구비한 에어실린더(124)가 설치되어 있다. 에어실린더(124)의 하측면에는, 공기흐름 제어수단(110)에 의해 흐름이 제어된 압축공기가 유입되는 공기흐름 유입구(114)가 형성된다.
상기 에어실린더(124)는, 공기흐름 유입구(114)를 통해 유입된 압축공기의 공압에 의해 에어실린더(124)의 피스톤(125)을 상승 또는 하강운동하도록 작동된다.
한편, 도3의 공기흐름 제어수단(110)에서 공기흐름 유입구(114)를 통해 에어실린더(124)의 내부로 이르는 압축공기 관로는 2개의 채널로 구성될 수 있으며, 이때 오일흐름 전환수단(110)과 에어실린더(124)는 다음과 같은 방식으로 구성하여 작동시킬 수 있다.
압력조절배브(107)를 조절하여 오일펌프(105)에 의해 공급되는 테스트오일(106)의 유압을 증가시키고 연료분사밸브(104)의 출구측이 분사압력에 도달하기 전까지는 공기흐름 제어수단(110)을 통해 일측의 채널을 통해 에어실린더(124) 내부로 압축공기가 유입되고, 이 압축공기의 공압에 의해 피스톤(125)이 하강 위치(체크볼(122)과 접촉하지 않으며 드레인통로(118)을 폐쇄하지 않는 위치를 의미한다)에 유지되도록 한다. 이 때, 체크볼(122)은 탄성부재(123)의 탄발력에 의해 드레인통로(118)을 폐쇄하게 되어, 오일흐름 전환수단(109)의 오일유입구(116)로 유입된 테스트오일(106)이 오일유출구(117)를 통해 오일배출구(103)쪽으로만 흐르게 된다.
만일, 테스트오일(106)의 압력이 상승하여 분사압력에 도달하면 연료분사밸브(104)측에서 테스트오일(106)이 분사되어 분사압력 감지수단(119)이 테스트 오일(106)의 압력강하를 감지한다(도3의 실시예와 같이, 분사압력게이지(113)가 압력강하를 감지하도록 할 수도 있음). 이때, 분사압력 감지수단(119)으로부터 입력되는 전기신호에 의해, 공기흐름 전환수단(110)이 압축공기의 흐름을 상기 일측의 채널로부터 타측의 채널로 절환한다. 타측 채널을 통해 에어실린더(124)의 내부로 유입된 압축공기의 공압에 의해 피스톤(125)은 체크볼(122)을 밀어올리도록 상승한다. 이 때, 드레인통로(118)는 개방되어, 테스트오일(106)이 드레인통로(118)를 통해 연료탱크(101)로 배출된다.
연료분사밸브(104)를 반복하여 테스트 하고자 할 경우에는, 사용자가 재측정스위치(115)를 작동하면, 재측정스위치(115)로부터의 전기신호에 의해 공기흐름 전환수단(110)은 압축공기의 흐름을 다시 상기 일측의 채널로 절환하여 공기흐름 유입구(114)를 통해 에어실린더(124)의 내부로 유입되는 압축공기의 공압에 의해, 피스톤(125)을 하강시키고, 체크볼(122)은 탄성부재(123)의 탄발력에 의해 하강하여 다시 드레인통로(118)를 폐쇄하게 된다.
이 때, 오일펌프(105)에 의해 오일흐름 전환수단(109)으로 계속해서 유입되는 테스트오일(106)은 즉시로 오일배출구(103)측으로 오일유출구(117)을 통해 유출된다.
상기한 압축공기 관로를 2개의 채널로 구성할 경우에는, 피스톤(125)의 하단에 도시되지 않은 핀이 설치되어, 일측 채널로 압축공기가 유입되면 도시되지 않은 이 핀이 공압에 의해 회동하여 피스톤을 상승시키고, 타측 채널로 압축공기가 유입되면 핀이 반대방향으로 회동하여 피스톤을 하강시킨다.
공기흐름 제어수단(110)에서 공기흐름 유입구(114)를 통해 에어실린더(124)의 내부로 이르는 압축공기 관로를 2개의 채널로 구성하여, 에어실린더(124)의 피스톤(125)을 공압에 의해 상승 하강시킬 경우에는, 체크밸브의 사용없이 피스톤이 직접 드레인통로(118)를 개방/폐쇄 하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
한편, 공기흐름 전환수단(110)으로부터 공기흐름 유입구(114)를 통해 에어실린더(124)내부로 유입되는 압축공기의 흐름을 단일 채널로 구성할 수도 있다.
이 때에는, 테스트오일(106)이 분사압력에 도달하기 전까지는 공기흐름 제어수단(110)에 의해 공기흐름 유입구(114)의 압축공기 흐름을 차단하여 피스톤(125)이 상승하지 않고, 체크볼(122)은 탄성부재(123)의 탄발력에 의해 드레인통로(118)를 폐쇄한 상태로 유지되어, 테스트오일(106)이 오일배출구(103)쪽으로만 흐른다.
연료분사밸브밸브(104)로부터 테스트오일(106)이 분사되어 압력강하가 감지되면, 분사압력감지센서(119)의 전기신호에 의해 공기흐름 전환수단(110)이 압축공기의 흐름을 자동으로 개방하도록 작동하여, 공기흐름 유입구(114)를 통해 유입된 압축공기의 공압에 의해 피스톤(125)을 상승시켜 체크볼(122)를 밀어올린다. 이 때, 드레인통로(118)는 개방되어, 테스트오일(106)이 드레인통로(118)를 통해 연료탱크(101)로 배출된다.
연료분사밸브(104)를 반복하여 테스트 하고자 할 경우에는, 사용자가 재측정스위치(115)를 작동하면, 공기흐름 전환수단(110)은 압축공기의 흐름을 다시 차단하도록 작동하고, 체크볼(122)은 탄성부재(123)의 탄발력에 의해 하강하면서 피스톤(125)을 아래로 하강시키면서 드레인통로(118)를 폐쇄한다. 테스트오일(106)은 즉시로 오일배출구(103)측으로 오일유출구(117)을 통해 배출된다.
한편, 도4의 실시예에서는 에어실린더(124)의 피스톤(125)이 드레인통로(118)만 개방 또는 폐쇄하는 구성이다. 이러한 구성에서는, 연료분사밸브(104)에서 테스트오일(106)이 분사되어 드레인통로(118)가 개방될 때, 테스트오일(106)은 오일펌프(105)에 의해서 계속적으로 오일흐름 전환수단(109)으로 공급되므로, 드레인통로(118)를 통하여 오일탱크(101)로 배출되는 것과 동시에, 오일유입구(116)로 유입되는 일부의 테스트오일(106) 흐름은 오일유출구(117)를 통하여 오일배출구(103)측으로도 계속해서 유입된다.
오일유출구(117)로의 테스트오일(106)의 흐름을 완전히 차단하기 위해 에어실린더(124)를 드레인통로(118)측 뿐만 아니라, 오일유출구(117)측에도 추가로 동시에 설치할 수 있음은 물론이다. 이 때에는, 드레인통로(118)의 개방과 동시에 오일유출구(117)측의 유로가 폐쇄되도록 에어실린더(124)를 작동시키고, 드레인통로(118)의 폐쇄와 동시에 오일유출구(117)측의 유로가 개방되도록 에어실린더(124)를 작동시키도록 구성하면 된다.
위와 같이 구성된 테스트 장치(100)는 다음과 같이 작동한다. 압력조절밸브(107)를 조절하여 오일펌프(105)에 의해 공급되는 테스트오일(106)의 압력을 지속적으로 증가시키면, 테스트오일(106)의 유압이 분사압력치에 도달하게 되고, 이때, 테스트오일(106)은 연료분사밸브(104)에서 분사된다.
이때, 테스트오일의 유압은 순간적으로 강하하게 되는데, 연료분사밸브(104)가 장착된 오일배출구(103) 부근에 설치된 분사압력게이지(113, 도3의 실시예의 경우임)에 의해 분사압력이 측정되면, 압력 변화에 의한 전기적인 신호를 통해, 공기흐름 전환수단(110)은 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 자동적으로 전환하여 오일흐름 전환수단(109)의 공기흐름 유입구(114)를 통해 에어실린더(124)내로 공급하고, 이 유입된 압축공기의 공압에 의해 피스톤(125)은 드레인통로(118)에 설치된 체브밸브를 개방시키도록 작동한다.
이 때에도, 오일펌프(105)는 멈추지 않고 계속 작동하고 있으므로 테스트오일(106)은 지속적으로 오일흐름 전환수단(109)으로 유입되어 드레인통로(118)을 통해 오일탱크(101)로 회수된다.
연료분사밸브(104)를 다시 반복하여 재측정하고자 할 때에는, 사용자가 재측정스위치(115)를 작동하면, 재측정스위치(115)로부터의 전기신호를 입력받은 공기흐름 전환수단(110)은 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 다시 전환하여, 흐름이 제어된 압축공기를 오일흐름 전환수단(109)의 공기흐름 유입구(114)를 통해 에어실린더(124)내로 공급하고, 이 유입된 압축공기의 공압에 의해 피스톤(125)은 드레인통로(118)의 체브밸브를 폐쇄하도록 작동한다.
이 때에도, 오일펌프(105)는 멈추지 않고 계속 작동하고 있으므로 테스트오일(106)은 지속적으로 오일흐름 전환수단(109)으로 유입되어 드레인통로(118)가 폐쇄되는 즉시 오일유출구(117)측으로 배출시키게 된다. 따라서, 연료분사밸브(104)의 입구측은 매우 신속하게 분사압력에 도달하게 되므로, 연료분사밸브(104)의 출구로부터 테스트오일(106)이 분사하게 된다.
따라서, 연료분사밸브(104)의 분사압력을 1차 측정한 후에 바로, 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 개방/폐쇄폐시키는 동작을 수행하는 공기흐름 제어수단(110)을 제어하는 재측정스위치(115)를 다시 누르는 것만으로, 연료분사밸브(104)의 분사압력을 신속하고 용이하게 반복 측정할 수 있게 된다.
이로써, 연료분사밸브(104)가 분사압력에 도달함과 동시에 테스트오일(106)을 가압하는 압축공기를 완전히 차단하여 테스트 장치의 모든 동작을 정지시킨후, 연료분사밸브(104)의 분사압력을 재차 측정하기 위해서는 테스트 장치를 초기상태로 복귀해야 했던 종래의 매우 불편하고 비효율적이었던 문제점들을 완전히 해소할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 테스트 장치를 이용한 연료분사밸브(104)의 분사압력을 측정하는 테스트 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 오일배출구(103)에 연료분사밸브(104)를 연결한다. 다음으로 테스트를 행하기 전에 테스트오일(106)을 연료탱크(101)에서 연료분사밸브(104)에 이르는 유로를 충진시키기 위해, 릴리프밸브(108)를 개방하고, 압력조절밸브(107)를 조절하여 공압게이지(112)의 압력값을 소정값(예를 들어, 15 BAR)으로 조절한다.
연료탱크(101)에서 연료분사밸브(104)에 이르는 유로는 공기가 제거되면서 테스트오일(106)로 가득차게 되면 릴리프밸브(108)를 폐쇄한다.
상기와 같이 연료분사밸브(104)까지 이르는 유로를 테스트오일(6)로 가득 채운 상태에서 압력조절밸브(107)를 조절하면서, 공기주입구(102)를 경유하여 유입되는 압축공기에 의해 오일펌프(105)를 작동시킨다(1단계),
오일펌프(105)의 작동에 의해 오일탱크(101)의 테스트오일(106)은 오일흐름 전환수단(109)의 오일유입구(116)와 오일유출구(117)을 경유하여 오일배출구(103)에 장착되는 연료분사밸브(104)로 압송된다(2단계).
한편, 상기 공기주입구(102)로부터 공기흐름 제어수단(110)으로도 압축공기가 유입되는데, 공기흐름 제어수단(110)을 통해 흐름이 제어된 압축공기가 오일흐름 전환수단(109)으로 공급된다(3단계).
이어서, 압력조절밸브(107)를 조절하여 오일펌프(105)에 의해 압송되는 테스트오일(106)의 압력을 분사압력까지 상승시킨다(4단계).
이 때, 연료분사밸브(104)의 출구측이 분사압력에 도달하게 되면, 연료분사밸브(104)의 출구측에서 테스트오일(106)이 분사되는데, 분사압력게이지(113)에 의해(또는 분사압력감시센서(119))에 의해 분사압력이 측정되는 것과 동시에, 공기흐름 제어수단(110)이 자동으로 압축공기의 흐름을 전환하여, 에어실린더(124)로 유입되는 압축공기의 공압에 의해 피스톤(125)이 작동함으로써, 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)가 개방되어 테스트 오일(106)이 오일탱크(101)로 흐르도록 한다(5단계).
연료분사밸브(104)를 반복 재측정하고자 할 경우에는, 사용자는 재측정스위치(115)를 작동하여, 공기흐름 제어수단(110)이 압축공기의 흐름을 전환하도록 한다. 공기흐름 제어수단(110)에 의해 흐름이 전환된 압축공기가 공기흐름유입구(114)로부터 에어실린더(124)로 유입되어 공압에 의해 피스톤(125)을 작동하고, 이 피스톤(125)의 작동에 의해 드레인통로(118)는 폐쇄되어 테스트오일(106)이 오일배출구(103)로 흐르도록 한다(6단계).
이 때, 상기 제1 내지 제6단계 이후, 연료분사밸브를 다시 반복 재측정하고자 할 경우에는, 제1단계 내지 제5단계를 다시 거칠 필요 없이, 원하는 반복 측정 회수만큼 재측정스위치(115)를 작동하여 상기 제6단계만을 반복실시하는 것으로 해당 회수의 반복 재측정이 즉시 실행되게 된다.
원하는 회수의 재측정이 종료되면, 압력조절밸브(107)를 폐쇄하고 동작스위치를 중립모드로 놓으며 릴리프밸브(108)를 개방하면 된다.
이와 같이 본 발명은 선박용 연료분사밸브(104)의 이상 유무 및 수리 여부를 정확하게 판단하기 위하여 분사압력을 반복 측정할 때 매우 편리하고 신속하게 진행할 수 있어, 연료분사밸브(104) 적합 여부에 대한 판단도 매우 용이하게 할 수 있다.
101: 오일탱크 102: 공기주입구
103: 오일배출구 104: 연료분사밸브
105: 오일펌프 106: 테스트오일
107: 압력조절밸브 108: 릴리프밸브
109: 오일흐름 전환수단 110: 공기흐름 제어수단
111: 오일필터 112: 공압게이지
113: 분사압력게이지 114: 공기흐름 유입구
115: 재측정스위치 116: 오일 유입구
117: 오일 유출구 118: 드레인 통로
119: 분사압력 감지수단 120: 체크밸브 수용부
121: 체크볼 가이드 122: 체크볼
123: 탄성부재 124: 에어실린더
125: 피스톤 100: 테스트 장치

Claims (5)

  1. 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기에 의해 작동되어, 오일탱크(101)의 테스트오일(106)을 오일배출구(103)에 장착되는 연료분사밸브(104)로 압송하는 오일펌프(105)와,
    상기 공기주입구(102)와 오일펌프(105)사이에 설치되어, 상기 오일펌프(105)에 의해 압송되는 테스트오일(106)의 압력을 조절하는 압력조절밸브(107)와,
    상기 오일펌프(105)와 오일배출구(103) 사이에 설치되고, 드레인통로(118)를 구비하며, 상기 드레인통로(118)의 개방/폐쇄에 따라 상기 테스트오일(106)의 흐름을 오일탱크(101)로 또는 오일배출구(103)로 전환하도록 작동되는 오일흐름 전환수단(109)과,
    상기 공기주입구(102)와 상기 오일흐름 전환수단(109) 사이에 설치되어, 상기 드레인통로(118)를 개방/또는 폐쇄시키도록 상기 오일흐름 전환수단(109)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하는 공기흐름 제어수단(110), 및
    상기 연료분사밸브(104)의 재측정을 위하여 상기 공기흐름제어수단(110)을 작동하도록 설치되는 재측정스위치(115)를 포함하며,
    상기 공기흐름 제어수단(110)은, 상기 연료분사밸브(104)의 출구에서 테스트오일이 분사될 시에는, 이와 동시에 상기 드레인통로(118)가 개방되어 테스트오일(106)이 상기 오일탱크(101)로 흐르도록, 상기 오일흐름 전환수단(109)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 자동 제어하고,
    상기 재측정스위치(115)는 연료분사밸브(104)의 재측정시에 상기 공기흐름 제어수단(110)의 작동을 제어하여, 상기 드레인통로(118)가 폐쇄되고 테스트오일(106)이 오일배출구(103)로 흐르도록, 상기 오일흐름 제어수단(109)으로 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일흐름 전환수단(109)은,
    상기 공기흐름 제어수단(110)에 의해 제어되는 압축공기의 흐름에 따라 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 개방 또는 폐쇄시키도록 작동하는 에어실린더(124)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 오일흐름 전환수단(109)은 테스트오일(106)이 유출하는 오일유출구(117)를 포함하고,
    상기 오일흐름 전환수단(109)은, 상기 드레인통로(118)가 개방될 때에 상기 오일유출구(117)를 폐쇄하고, 상기 드레인통로(118)가 폐쇄될 때에는, 상기 오일유출구(117)를 개방하도록 작동하는 에어실린더(124)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치.
  4. 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기에 의해 오일펌프(105)를 작동시키는 단계(1단계),
    상기 오일펌프(105)의 작동에 의해 오일탱크(101)의 테스트 오일(106)을 오일흐름 전환수단(109)을 경유하여 오일배출구(103)에 장착되는 연료분사밸브(104)로 압송하는 단계(2단계),
    상기 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 공기흐름 제어수단(110)을 통해 상기 오일흐름 전환수단(109)으로 공급하는 단계(3단계),
    상기 오일펌프(105)에 의해 압송되는 테스트오일(106)의 압력을 상승시키는 단계(4단계),
    상기 연료분사밸브(104)의 출구측에서 테스트오일(106)이 분사될 시에는, 분사압력 측정과 동시에, 상기 공기흐름 제어수단(110)이 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 자동 제어하여 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 개방시고 테스트 오일(106)이 오일탱크(101)로 흐르도록 하는 단계(5단계), 및
    재측정스위치(115)를 작동하여 상기 공기흐름 제어수단(110)이 공기주입구(102)로부터 유입되는 압축공기의 흐름을 제어하도록 하여, 상기 오일흐름 전환수단(109)의 드레인통로(118)를 폐쇄시키고 테스트 오일(106)이 오일배출구(103)로 흐르도록 하는 단계(6단계)를 포함하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 내지 제6단계 이후, 연료분사밸브(104)를 반복하여 재측정하고자 할 경우에는, 상기 제6단계만을 반복실시하는 것만으로 즉시 재측정이 이루어는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 방법.
KR1020100128842A 2010-05-28 2010-12-16 선박용 디젤엔진의 연료분사밸브를 용이하게 반복 측정할 수 있도록 한 테스트 장치 및 테스트 방법 KR101008743B1 (ko)

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