KR0130714B1

KR0130714B1 - 가솔린 엔진의 연료 공급장치

Info

Publication number: KR0130714B1
Application number: KR1019950021979A
Authority: KR
Inventors: 한봉훈
Original assignee: 전성원; 현대자동차주식회사
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1998-04-09
Also published as: KR970006857A

Abstract

본 발명은 엔진의 연료 공급 장치에 대한 것으로서, 특히 탱크내의 수소가스가 압력조정기에 의해 일정한 압력으로 압출되면서 제1 솔레노이드 밸브를 거쳐 일부는 연료탱크내로 유도되어 연료를 가압토록 하여 연료를 연료 분배관으로 공급되도록 하면서 다른 일부는 제2 솔레노이드 밸브에 의해 제어되면서 인젝터 팁부에 공급되도록 하여 무소음으로 연로가 공급되도록 하는 동시에 연료의 분사화(Atomization)를 촉진시키면서 연소성을 향상시켜 엔진의 출력이 상승되도록 하는 엔진의 연료 공급 장치에 대한 것이다.

Description

가솔린 엔진의 연료 공급장치

제1도는 본발명에 따른 구성의 연료 공급 장치의 구조를 도시한 작동구성도.

제2도는 종래의 연료공급구조도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 수소탱크 20 : 압력안정기

30 : 제1솔레노이드밸브 40 : 가스파이프

50 : 제2솔레노이드밸브 60 : 연료 탱크

70 : 연료펌프 80 : 필터

90 : 연료 분배관 100 : 인젝터

110 : 연료 120 : 연료파이프

본발명은 가솔린 엔진의 연료 공급장치에 대한 것으로서, 특히탱크로부터 일정한 압력으로 유도되는 가연성의 수소(H₂)가스를 일부는 연료탱크로 유도되도록하여 무소음으로 연료가 공급되도록 하고, 다른 일부는 연료 분사장치인 인젝터의 팁부로 유도되도록 하여 연료의 분사화(Atomization)를 촉진시키므로서 연소성을 향상시켜 엔진의 출력이 상승되도록 하는 가솔린 엔진의 연료 공급장치에 대한 것이다.

자동차의 연료 공급 장치는 도면 제2도에서 보는바와 같이 통상 엔진의 연료 탱크(60)에서 연료(110)를 연료 펌프(70)를 사용하여 강압적으로 연료 분배관(90, Delivery Pipe)의 기화기 또는 연료 분사장치로 압송시켜 각 실린더로 분사되도록 하는 구조로 되는 것이 일반적이다.

이러한 구성에서 연료(110)는 연료 펌프(70)의 압송력에 의해서 연료 탱크(60)로부터 빨아올려져 연료 필터(80)를 통과하면서 수분이나 먼지등이 제거 되도록 한 뒤 압력 조정기(61,Pressure Reghlator)에 의해 일정한 압력으로 연료 분배관(90)으로 유도되어 기화기 또는 연료 분사 장치에 압송되면서 각 실린더로 분사되는 것이며, 이때 각 실린더로 공급되는 연료는 분무상태로서 공기와 혼합되어 적당한 혼합기로 형성된 뒤 실린더에서 연소되도록 하므로서 엔진을 구동시키게 되는 것이다.

한편 상기와 같은 구성에서 기화기 또는 연료 분사 장치는 통상 연료의 분사와 공기와의 혼합을 흡기 연료 분배관에서 하도록 하거나 직접 실린더 헤드에서 수행하토록 하는 분사방식이 서로 다른 차이로 구분되는 것이다.

하지만 현재는 연료와 공기의 혼합기 형성을 향상시키기위해서 기화기 형식보다는 연료 분사장치로 거의 사용하고 있는 바 상기의 연료 분사 장치에서 연료를 분사시키기 위한 분사수단으로는 엔진 제어 컴퓨터(일명ECU라고도 함) 의 신호에 의해 작동되는 인젝터(100)가 가장 많이 사용되고 있다.

따라서 상기와 같은 인젝터(100)로 분사되는 연료는 연료 분배관(90)을 통해 유입되면서 공기와 함께 혼합시켜 최적의 혼합기 상태로 실린더에 유도되도록 하므로서 연소 시키게 되는 것이다.

한편, 사용되는 연료에 따라 가소린 엔진의 경우에는 상기 인젝터(100)를 흡기 포트측으로 형성시키고 있으며, 디젤 엔진의 경우에는 실리더헤드의 상부로 직접 형성되도록 하여 연료 펌프(70)에 의해 공급되는 연료가 분사되도록 하고 있다.

그러나 상기와 같은 연료 공급 장치에 의해 작동되는 가솔린 엔진 에서도 혼합기의 연소시 불완전 연소를 초래하는 경우가많은데 즉 인젝터에 의해서 분사되는 연료는 흡기 포트의 주면등으로 흡착되어 충분히 분무화되지 못한 상태에서 공기와 혼합되게 되므로 적정한 혼합기를 생성시키지 못하고 각 실린더에 유입되어 연소시 불완전 연소되는 것으로 이러한 혼합기의 불완전 연소는 유해한 배기가스를 다량으로 방출시키게 되므로서 직접적으로 자동차에 의한 배기가스 배출에 의한 환경오염의 주요 원인이 되곤하는 것이다.

한편 실린더에서의 연소효율은 연료와 공기의 혼합상태에 의해서 차이가 생기는 바 실린더내로 유입되는 혼합기의 분무화가 향상될수록 다시 말하면 연료의 분무화가 향상될수록 실린더에서의 연소효율은 더욱 향상되게 되는 것이다.

하지만 상기한 바와같은 혼합기의 불완전 연소는 연료 분사 장치에 의해서 분사되는 연료가 충분히 분무화되지 못한 상태에서 공기와 접촉하여 적정의 혼합기를 생성시키지 못하고 흡기 포트의 주면을 타고 연료만 액상으로 실린더에 흘러들어가 생기게 되는 것인 바 엔진이 가열된 상태에서는 상기 흡기포트의 주면의 열로 액상의 연료를 다소 기화시켜 연소효율을 보다 상승시킬 수 있기는 하나 냉시동시와 같은 엔진이 냉각된 상태에서는 불완전 연소상태가 심하게 발생되는 문제가 있는 것이다.

특히 상기와 같은 혼합기의 연소효율은 엔진의 출력과 배기가스의 발생에 직접적으로 영향을 주게 되므로 현재도 여러 분야에서 상기와 같은 연소효율의 향상을 위한 연구가 매우 다각적으로 수행되고 있기도 하는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 가솔린 엔진의 연소효율을 극대화 시키고자 창출시킨 것으로서, 본 발명은 별도로 설치되어 일정한 압력으로 압송되는 수소가스의 가압에 의해 연료 탱크의 연료를 무소음으로 연료 분사 장치에 공급되도록 하고, 또한 상기의 수소가스는 인젝터로도 공급되도록 하므로서 연료의 분무화를 촉진시킴과 동시에 실린더에서의 연소효율을 향상시키도록 하는 새로운 연료 공급 구조를 제공코자 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 수소가스를 분사되는 연료와 동시에 분사되어 실린더내로 공급되도록 하므로서 연소효율을 향상시켜 가솔린 엔진의 출력을 향상되도록 하면서 배기가스의 발생이 억제되도록 하는데 다른 목적이 있다.

그리고 본 발명은 수소가스의 공급으로 연소효율을 증폭시키게 되므로 보다 적은 연료로서 충분한 연소효율을 얻을 수가 있게 되므로 연료를 절감시킬 수 있도록 하는데 또다른 목적이 있다.

이하 상기와 같은 목적의 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 제1도에서 보는 바와 같이 본 발명은 연료탱크(60)와, 연료탱크(60)에서 배출된 연료를 연료분사용 인젝터(100)로 공급하는 연료분배관(90)을 포함하여 구성된 가솔린 엔진의 연료공급장치에 있어서, 수소가 압축 저장되어있는 수소탱크(10)와, 상기 수소탱크(10)에서 배출되는 수소의 압력을 조절하는 압력조정기(20)와 개폐동작하여 상기압력조정기(20)에 의해 압력 조정된수소가 연료탱크(60)내로 공급되도록 하는 제1 솔레노이드 밸브(30)와 상기 제1 솔레노이드 밸브(30)를 통과한 수소의 일부가 인젝터(100)의 팁부로 공급되도록 개폐동작하는 제2 솔레노이드 밸브(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 장치이다.

이렇게 연료 탱크(60)와 연료 분사장치의 인젝터(100) 팁부로 압송되는 수소가스는 엔진제어 컴퓨터에 의해 제어되는 제1 솔레노이드 밸브(30)에 의해서 특히 연료 분사 장치의 인젝터(100) 단부에서 소비되는 만큼의 양이 항상 가스 파이프(40)내로 공급되도록 하여 상기 제1 솔레노이드 밸브(30)를 통해서 유도되는 수소가스는 연료 탱크(60)와 연료 분사장치의 인젝터(100) 팁부에 연결되는 가스 파이프(40)내에서 항상 일정한 압력을 유지하게 되는 것이다.

한편 상기와 같은 장치의 구성을 위해서 기존 모터로 작동되는 연료 펌프(70)는 제거되도록 한다.

그리고 연료 탱크(60)에서 연료의 배출은 상기 연료 탱크(60)의 저부에서 수행되도록 하고, 상기 수소가스는 연료 탱크(60)의 상부에서 유입되도록 하므로서 연료의 유면 상부의 공간내로 수소가스가 충진되면서 연료를 가압시킬 수 있도록 한다.

또한 연료 분사장치의 인젝터(100) 단부로 공급되는 수소가스는 엔진 제어 컴퓨터에 의해서 제2 솔레노이드밸브(50)를 작동시켜 공급이 제어되도록 하며, 상기 연료 분사 장치의 인젝터(100) 팁부로 수소가스가 공급되는 만큼 연료 분사장치에 의해서 공급되는 연료(110)는 종전보다 저감시켜 공급될 수가 있는 것이다.

상기한 구성에서 보는바와 같은 본 발명의 작용과 그 효과를 설명하면 다음과 같다.

우선 자동차의 가솔린 엔진에서 종래의 연료 펌프(70)를 제거시키고, 연료(110)는 연료 탱크(60)로부터 연료 파이프(120)를 거쳐 필터(80)를 통과하면서 여과되도록 한 후 연료 분배관(90)으로 연료 분사 펌프에 의해서 각각 연로가 공급되도록 한다.

한편 상기의 구성에서 연료 탱크(60)의 일측으로 별도의 수소가스탱크(10)를 구비하고, 상기 수소가스탱크(10)로부터 연료 분사 장치의 인젝터(100) 팁보로 연결되는 가스 파이프(40)가 관설되도록 하되 상기 가스 파이프(40)의 상기 수소가스 탱크(10)측으로는 압력 안정기(Pressure Regulator, 20)와 엔진 제어 컴퓨터에 의해서 제어되는 제1솔레노이드 밸브(30)가 중설되도록 하여서 되는 것이다.

또한 상기 가스 파이프(40)에는 연료 탱크(60)내로 유도되는 지관(41)이 형성되도록 하고, 인젝터(100)팁부측 가스 파이프(40)에는 엔진 제어 컴퓨터에 의해 제2솔레노이드 밸브(50)가 개폐되도록 하는 단속장치가 설치되도록 한 것이다.

따라서 상기 압력 조정기(20)에 의해 일정한 압력으로 압송되는 수소가스는 상기 제1솔레노이드 밸브(30)의 개방으로 가스 파이프(40)로 유도된 뒤 지관(41)을 통해 일부는 연료 탱크(60)내로 유입되어 상기 연료 탱크(60)내 압력을 상승시키므로서 연료(110)를 가압에 의해 배출되도록 하여 연료 분사 장치로 압송되도록 하고, 다른 일부는 계속 가스 파이프(40)를 따라 유도되어 제2솔레노이드 밸브(50)를 거쳐 인젝터(100)팁부로 공급되게 되는 것이다.

따라서 종전에는 연료 탱크(60)로부터 연료 분사 장치로 모터를 이용한 연료 펌프(70)를 사용하여 압송시키므로서 모터 소음을 발생시켜 엔진을 보다 시끄럽게 만드는 단점이 있었으나, 본 발명에서는 연료의 공급을 수소 가스의 공급 압력에 의해 압송되도록 하므로서 전혀 소음이 발생되지 않게 되는 장점이 있게 되는 것이다.

또한 연료 분사장치의 인젝터(100) 팁부로 공급되는 수소가스에 의해서는 실린더내 연료의 분무화를 촉진시키면서 연소성을 향상시켜 보조 연료로도 사용할 수가 있게 되므로 지나친 주연료의 소모를 방지시킴과 동시에 보다 향상된 엔진 출력을 얻을 수가 있는 것이다.

특히 본 발명에 의한 연소시 유해한 배기가스의 량이 줄어들게 되므로 공해억제를 촉진시키게 되는 유리한 면도 있는 것이다.

그러므로 본 발명은 가연성 기체를 일정한 압력으로서 연료 탱크(60)와 연료 분사 장치의 인젝터 단부에 공급되도록 하여 연료를 연료 분사 장치에 무소음으로 공급되도록 하면서 실린더에서의 연료의 분무화 및 연소성을 향상 시켜 엔진의 내구성을 증대시킴과 동시에 고출력을 발휘할수 있도록 하고, 배기가스를 저감시켜 환경정화에 일조할 수 있도록 하는 매우 경제성이 높은 효과가 있는 것이다.

Claims

연료탱크(60)와, 연료탱크(60)에서 배출된 연료를 연료분사용 인젝터(100)로 공급하는 연료분배관(90)을 포함하여 구성된 가솔린 엔진의 연료공급 장치에 있어서, 수소가 압축저장되어 있는 수고탱크(10)와, 상기 수소탱크(10)에서 배출되는 수소의 압력을 조절하는 압력조정기(20)와, 개폐동작하여 상기 압력조정기(20)에 의해 조정된 수소가 연료탱크(60) 내로 공급되도록 하는 제1 솔레노이드 밸브(30)와, 상기 제1 솔레노이드 밸브(30)를 통과한 수소의 일부가 인젝터(100)의 팁부로 공급되도록 개폐동작하는 제2 솔레노이드 밸브(50)로 구성된것을 특징으로하는 가솔린 엔진의 연료골급장치.