KR0138581Y1

KR0138581Y1 - 미연 가스 저감 장치

Info

Publication number: KR0138581Y1
Application number: KR2019960030083U
Authority: KR
Inventors: 지요한
Original assignee: 박병재; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR19980016751U

Abstract

본 고안은 종래의 미연 가스 저감 장치는 흡기 매니폴드와 스로틀바디 입구 사이에 일정 이상의 압력차가 발생해야만 작동되므로 시동초기의 미연 가스 발생에 적극 대처하지 못해 미연 가스 저감 효과가 저하되는 문제점이 있기 때문에, 상기 공기 분배관에 압축 공기 탱크를 관로로 연결하고, 상기 압축 공기 탱크에 공기 압축기를 연결하며, 상기 공기 분배관과 상기 관로가 연결되는 부위에 3방향 전자 밸브를 설치하여, 시동 초기에 상기 3방향 전자 밸브를 작동시켜 상기 관로와 인젝터측 공기 분배관을 개방시킴으로써 압축 탱크의 압축 공기가 상기 인젝터로 공급되도록 구성되어, 시동 초기에는 압축 공기를 주입하고 흡기 매니폴드에 부압이 발생되며 청정 공기를 주입하여 공기와 연료를 동시에 분사함으로써 연료 액적의 미립화와 증발 및 공기와의 혼합을 촉진시키게 되므로 시동 초기의 미연 가스 발생이 억제되어 미연 가스 저감 효과가 향상되게 하는 미연 가스 저감 장치에 관한 것이다.

Description

미연 가스 저감 장치

제1도는 종래의 연료 공급 장치가 도시된 단면도.

제2도는 본 고안에 의한 미연 가스 저감 장치가 장착된 연료 공급 장치가 도시된 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 공기 분배관 52 : 3방향 전자 밸브

53 : 공기 압축기 54 : 압축 공기 탱크

55 : 관로 60 : 스로틀 바디

61 : 인젝터

본 고안은 인젝터가 연료를 분사할 때 과잉 공기를 주입함으로써 연료의 증발 및 미립화를 향상시켜 미연소 탄화수소(「 HC」)의 발생량을 저감시키는 미연 가스 저감 장치에 관한 것으로서, 특히 시동 초기에 고압의 압축 공기를 주입함으로써 미연소 탄화수소의 발생량을 저감시키는 미연 가스 저감 장치에 관한 것이다.

미연 가스는 연소실 내에서 연료가 연소하지 않은 미연소 성분을 가리키는데, 이를 일반적으로 탄화수소(「HC」)라 한다. 차량의 연료로는 가솔린이나 LPG(Liquefied Petroleum Gas; 액화 석유 가스)가 주로 사용되는데, 이들은 다수의 탄소와 수소가 결합된 큰 분자의 탄화수소 화합물이다. 연료가 공기와 혼합되어 연소실에 공급된 후 연소하게 되면 대부분의 탄소와 수소가 연소되어 이산화탄소(CO₂)나 수증기(H2O)가 된다. 이때, 연소실은 고온 고압이 되기 때문에 미연소된 연료가 몇 개의 탄소와 수소가 결합된 작은 분자의 탄화수소로 분해된다. 가솔린의 주성분인 옥탄(C8H18)은 분해되어 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4), 프로판(C3H8) 등으로 변화되는데 이들의 명칭을 일반적으로 통칭하여 탄화수소 「HC」라 한다.

상기한 미연 가스는 혼합기의 공연비가 농후하여 연료를 완전히 연소시킬 수 있는 산소의 양이 부족할 경우에 주로 발생된다. 혼합기 중의 산소가 부족하면 연료가 완전히 연소되지 못하고 작은 분자로 분해되기만 하므로 미연 가스가 많이 발생된다.

따라서, 냉각 수온이 낮은 상태에서의 초기 시동에는 연료의 증발 및 공기와의 혼합 상태가 불량하고 연소 상태도 불안정하므로 안정된 운전 상태를 확보하기 위해서 과잉의 연료를 분사한다. 또한, 이 시기에는 촉매 컨버터의 촉매 물질이 활성화되지 못하고 있어 다량의 미연 탄화수소가 발생되므로, 시동 초기에 분사되는 연료 액적의 미립화를 촉진시켜 연료의 증발 및 공기와의 혼합이 양호하게 이루어지도록 함으로써 미연 가스의 발생량을 저감시킬 수 있다.

종래의 미연 가스 저감 장치는 에어 시라우드 인젝션 방식을 이용한 장치로서 제1도에 도시된 바와 같이 스로틀 바디(11) 입구와 흡기매니폴드(미 도시) 사이에 공기 분배관을 설치하고, 둘 사이의 압력차를 이용하여 인젝터(13)가 연료를 분사할 때 공기를 동시에 주입하도록 되어 있다.

상기에서 주입된 공기는 에어 플로미터(12)를 지난 후에 공기이므로 에어 클리너(미 도시)에서 불순물이 제거된 청정 공기이다.

상기와 같이 구성된 종래의 미연 가스 저감 장치는 엔진 시동되어 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 일정 정도의 부압이 형성되면, 상기 스로틀 바디(11) 입구와의 압력차를 이용하여, 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 공기를 주입하도록 되어 있다.

엔진이 시동되어 일정 정도의 회전력을 갖게 되면 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에는 피스톤의 움직임에 따른 부압이 발생된다. 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 부압이 발생되면 상기 스로틀 바디(11) 입구의 압력과는 상당한 차이를 갖게 된다. 상기한 압력차는 연료 분배관(14)으로부터 전해진 연료를 상기 인젝터(13)가 분사할 때 공기도 동시에 주입되도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 미연 가스 저감 장치는 상기 흡기 매니폴드(미 도시)와 상기 스로틀 바디(11) 입구 사이에 일정 이상의 압력차가 발생해야만 작동되므로, 시동 초기의 미연 가스 발생에 적극 대처하지 못해 미연 가스 저감 효과가 저하되는 문제점이 있다.

초기 시동시 상기 흡기 매니폴드(미 도시)와 상기 스로틀 바디(11) 입구 사이에는 압력차가 거의 존재하지 않고, 일정 사이클 이상 진행될 경우에야 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 부압이 발생되어 압력차가 생기게 된다. 그런데, 외기의 온도가 낮은 상태에서 시동하는 냉시동시나 웜-업시 등에는 시동 초기 10 사이클 내에 다량의 미연가스가 발생되고, 이는 전체 사이클에서 발생되는 미연 가스 총량의 30~50%를 차지하고 있다. 따라서, 실제적인 미연 가스 저감 효과가 저하되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공기 분배관에 압축 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 3방향 전자 밸브를 설치하여 시동 초기에는 3방향 전자 밸브와 관로로 연결된 압축 공기 탱크의 압축 공기를 흡기 매니폴드에 공급토록 함으로써 미연 가스 저감 효과가 향상되는 미연 가스 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 고안은 스로틀 바디 입구와 흡기 매니폴드 사이에 공기 분배관을 설치하여 둘 사이의 압력차를 이용하여 인젝터가 연료를 분사할 때 공기를 동시에 주입함으로써 미연 가스의 양을 저감시키는 에어 시라우드 방식의 미연 가스 저감 장치에 있어서, 상기 공기 분배관에 압축 공기 탱크를 관로로 연결하고, 상기 압축 공기 탱크에 공기 압축기를 연결하며, 상기 공기 분배관과 상기 관로가 연결되는 부위에 3방향 전자 밸브를 설치하여, 시동 초기에 상기 3방향 전자 밸브를 작동시켜 상기 관로와 인젝터측 공기 분배관을 개방시킴으로써 압축 탱크의 압축 공기가 상기 인젝터로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 미연 가스 저감 장치는 제2도에 도시된 바와 같이 스로틀 바디(60) 입구와 흡기 매니폴드(미 도시) 사이에 설치되고 둘 사이의 압력차를 이용하여 인젝터(61)의 연료 분사시 공기를 동시에 주입하는 공기 분배관(51)과, 공기 압축기(53)에 의해 압축된 공기가 저장되는 압축 공기 탱크(54)와, 상기 공기 분배관(51)과 상기 압축 공기 탱크를 연결하는 관로(55)와, 상기 공기 분배관(51)과 상기 관로(55)가 연결되는 부위에 설치되는 3방향 전자 밸브(52)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

엔진의 시동 초기에는 ECU가 상기 3방향 전자 밸브(52)를 이용하여 압축 공기를 흡기 매니폴드에 주입하는 에어 어시스트 인젝션 방식을 사용하고, 흡기 매니폴드(미 도시)에 충분한 부압이 발생되면 스로틀 바디(60)와 상기 흡기 매니폴드(미 도시) 사이의 압력차를 이용하여 청정 공기를 주입하는 에어 시라우드 인젝션 방식을 사용하도록 되어 있다.

엔진이 시동되면, ECU가 상기 3방향 전자 밸브(52)를 제어하여 상기 압축 공기 탱크(54)의 관로(55)와 인젝터측 공기 분배관(51b)을 개방함으로써 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 고압의 압축 공기를 주입한다. 압축 공기의 작용에 의해 연료 액적의 미립화가 촉진됨으로써 연료의 증발 및 연료와의 혼합 특성이 향상되어 미연 가스의 발생량이 줄어들게 된다.

이후, 엔진의 회전수가 증가되어 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 적당한 크기의 부압이 발생되면, ECU가 상기 3방향 전자 밸브(52)를 제어하여 상기 관로(55)를 폐쇄하고 스로틀 바디측 공기 분배관(51a)과 상기 인젝터측 공기 분배관(51b)을 개방함으로써, 청정 공기를 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 주입하게 된다.

이때, 상기 흡기 매니폴드(미 도시)에 부압이 발생되면 상기 스로틀 바디(60) 입구와 상기 흡기 매니폴드(미 도시) 사이에는 일정한 압력차가 생기게 되므로 상기 흡기 매니폴드(미 도시) 쪽으로 청정 공기가 주입된다.

이와 같이, 본 고안에 의한 미연 가스 저감 장치는 시동 초기에 압축 공기를 주입하는 에어 어시스트 인젝션 방식을 이용하고, 흡기 매니폴드에 부압이 발생되어 스로틀 바디 입구와 흡기 매니폴드 사이에 적당한 압력차가 생기면 에어 시라우드 인젝션 방식을 이용하여, 공기와 연료를 동시에 분사함으로써 연료 액적의 미립화와 증발 및 공기와의 혼합을 촉진시키게 되므로 미연 가스의 발생량이 저감되는 잇점이 있다.

Claims

스로틀 바디 입구와 흡기 매니폴드 사이에 공기 분배관을 설치하여 둘 사이의 압력차를 이용하여 인젝터가 연료를 분사할 때 공기를 동시에 주입함으로써 미연 가스의 양을 저감시키는 에어 시라우드 방식의 미연 가스 저감 장치에 있어서, 상기 공기 분배관에 압축 공기 탱크를 관로로 연결하고, 상기 압축 공기 탱크에 공기 압축기를 연결하며, 상기 공기 분배관과 상기 관로가 연결되는 부위에 3방향 전자 밸브를 설치하여, 시동 초기에 상기 3방향 전자 밸브를 작동시켜 상기 관로와 인젝터측 공기 분배관을 개방시킴으로써 압축 탱크의 압축 공기가 상기 인젝터로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미연 가스 저감 장치.