KR0142454B1 - 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법으로 냉시동시 웜업 시간을 단축하고 연료의 소모 및 배기가스를 줄이면서 무화 촉진과 냉간 특성을 개선시킬 수 있도록 내연기관에서 스로틀 밸브의 개도에 의해 유입되는 공기와 인젝터에 의해서 분사되는 연료가 혼합되어 연소실에 공급되는 혼합기를 와류시켜 무화가 증진되도록 배기 포트에 연결된 배기관에 나선형으로 감겨 가열된 공기의 공급이 이루어지도록 한 제1 에어관로와; 상기 제1 에어관로가 연결되면서 가열되지 않은 공기의 유입이 이루어지도록 설치된 제2에어관로와; 상기 제2 에어관로와 제1 에어관로가 서로 연결되어 엔진의 냉각수 등을 감지한 전자제어장치에 의해 선택적으로 개구 작동되도록 설치된 2방향 제어밸브와; 상기 2방향 제어밸브에 연결 설치되는 제3 에어관로를 통해 공급되는 연료를 와류시켜 무화가 연소실내에서 촉진되도록 흡기포트에 일정 기울기로 설치되는 스월 유도관을 포함하여 이루어지고 있다.

Description

내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법

제1도는 본 발명에 따른 연료 무화장치를 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 연료 무화장치의 제어방법을 도시한 순서도.

제3도는 종래 기술에 따른 연료 무화장치를 도시한 도면.

[발명의 분야]

본 발명은 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉시동시 웜업 시간을 단축하고 연료의 소모 및 배기가스를 줄이면서 무화 촉진과 냉간 특성을 개선시킬 수 있는 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

[종래 기술]

제3도는 종래 기술에 따른 연료 무화장치를 도시한 도면으로, 상기한 연료 무화장치(1)는 엔진의 흡기포트(2) 상에 스월 분사관(3)을 설치하여 이루어지고 있다.

상기한 스월 분사관(3)은 스로틀 밸브(4)의 개구에 의한 공기의 유입과, 인젝터(5)에 의해 이루어지는 연료의 분사시 동시에 공기를 분사하도록 하고 있다.

상기한 인젝터(5)에 분사되는 연료에 스월 분사관(3)의 공기를 분사하게 되면 연료는 와류되면서 연소실(6)에 충진되게 된다.

상기한 연소실(6)내로 유입되는 혼합기가 스월 분사관(3)에서 강하게 분사되는 공기에 의해 와류가 발생함에 따라 혼합기의 무화현상은 더욱 증진된다.

이에 따라 상기한 연소실(6)내로 유입되는 연료가 스월 분사관(3)에 의해 분사된 공기에 의해 무화된 상태로 압축 행정시까지 계속 와류현상을 일으키게 됨에 따라 점화 플러그(7)에 의한 점화후 화염의 전파가 빠르게 이루어진다.

상기한 스월 분사관(3)을 흡기포트(2)상에 채용함은 흡합기가 와류되도록 하여 무화를 촉진하므로서 높은 연소효율이 유지되도록 하기 때문에 높은 연소효율을 유지할 수 있어 유해가스의 배출이 저감되도록 하고 있다.

그러나 상기한 스월 분사관에 의한 무화촉진은 엔진이 시동초기에 냉각되어 있는 상태(특히 겨울철)에서의 냉시동시 혼합기중의 일부가 차거운 실린더 벽과 접촉함으로서 기체가 액체로 상태변화하여 축적되는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

상기한 연소실내로 유입된 혼합기가 기체에서 액체로 상태변화한 응축현상을 일으킨 연료만큼 추가로 연료를 공급해 주어야 하기 때문에 연료의 소모가 초래되고, 이에 따라 연료의 과충진이 이루어진 상태로 완전연소가 이루어지지 못하고 불연소된 배기가스가 대기중에 배출되어 대기오염의 원인이 되고 있다.

또, 불연소된 배기가스가 과도하게 배출됨에 따라 배기가스 규제에 저촉됨에 따라 제품의 신뢰성이 떨어지고, 선진국에 수출시 배기가스 규제에 저촉되는 문제점이 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 냉시동시 웜업 시간을 단축하고 연료의 소모 및 배기가스를 줄이면서 무화 촉진과 냉간 특성을 개선시킬 수 있는 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법을 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 고안은 내연기관에서 스로틀 밸브의 개도에 의해 유입되는 공기와 인젝터에 의해서 분사되는 연료가 혼합되어 연소실에 공급되는 혼합기를 와류시켜 무화가 증진되도록 배기 포트에 연결된 배기관에 나선형으로 감겨 가열된 공기의 공급이 이루어지도록 한 제1 에어관로와;

상기 제1 에어관로가 연결되면서 가열되지 않은 공기의 유입이 이루어지도록 설치된 제2에어관로와;

상기 제2 에어관로와 제1 에어관로가 서로 연결되어 엔진의 냉각수 등을 감지한 전자제어장치에 의해 선택적으로 개구 작동되도록 설치된 2방향 제어밸브와;

상기 2방향 제어밸브에 연결 설치되는 제3 에어관로를 통해 공급되는 연료를 와류시켜 무화가 연소실내에서 촉진되도록 흡기포트에 일정 기울기로 설치되는 스월 유도관을 포함하여 이루어지는 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 구성에 대한 제어방법은

자동차를 주행하기 위하여 이그니션 키이를 꽂아 시동이 걸리는 시작단계와;

시작단계를 거쳐 제1 에어관로를 개구하도록 지령하는 단계와;

제1 에어관로를 개구시킨 후 냉각수의 온도를 감지 판독하는 단계와;

냉각수의 온도를 감지하여 설정값보다 크다.가 아니오이면 다시 시작단계로 전환하고, 예이면 다음 단계로 진행하도록 하는 단계와;

냉각수의 온도가 설정값보다 크다.가 예이면 2방향 제어밸브에 전기적인 신호를 인가하여 제1 에어관로를 차단하도록 하는 단계와;

제1 에어관로를 차단한 후 2방향 제어밸브에 전기적인 신호를 인가하여 가열되지 않은 공기가 유입되도록 하므로서 기존의 제어로 병행되게 제2 에어관로를 개구하는 단계로 이루어지는 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 연료 무화장치를 도시한 도면으로, 부호(11)은 연료 무화장치를 지칭한다.

상기한 연료 무화장치(11)는 내연기관에서 스로틀 밸브(12)의 개도에 의해 유입되는 공기와 인젝터(13)에 의해서 분사되는 연료가 혼합되어 연소실(14)에 공급되는 혼합기(15)를 와류시켜 무화가 증진되도록 배기 포트(16E)에 연결된 배기관(16)에 제1 에어관로(17)를 나선형으로 감아 설치하고 있다.

상기한 제1 에어관로(17)가 연소후 배기되는 고온의 배기가스에 의해 가열된 배기관(16)에 감겨서 설치되어 있기 때문에 제1 에어관로(17)를 통과하는 공기는 가열된 상태로 공급이 이루어질 수 있게 된다.

상기한 제1 에어관로(17)는 가열되지 않은 공기의 유입이 이루어지도록 설치된 제2 에어관로(18)와 연결되고 있다.

이에 따라 상기한 제2 에어관로(18)와 제1 에어관로(17)가 서로 연결된 부분에는 전자제어장치(19)에 의해 선택적으로 개구 작동하는 2방향 제어밸브(20)를 설치하고 있다.

상기한 2방향 제어밸브(20)는 제1,2 에어관로(17)(18)가 설치되는 타측으로 제3에어관로(21)를 있다.

상기한 제3 에어관로(21)에는 가열된 공기나 가열되지 않은 공기를 연소실(14)측으로 분사되도록 흡기포트(22)에 스월 유도관(23)을 설치하고 있다.

상기한 스월 유도관(23)은 흡기포트(22)를 통해 공급되는 연료를 와류시킴에 따라 무화가 연소실(14)내에서 촉진되도록 공기를 공급하고 있다.

상기한 스월 유도관(23)을 통해 공급되는 공기는 냉시동시 냉각수의 온도가 20℃ 이하일 때 전자제어장치(19)가 이를 감지하여 2방향 제어밸브(20)를 작동시키도록 하고 있다.

상기한 2방향 제어밸브(20)는 전기적인 신호에 의해 선택적으로 작동하여 제1 에어관로(17) 또는 제2 에어관로(18)가 선택적으로 개구되도록 하고 있다.

상기한 본 발명의 구성에 대한 제어방법을 제2도에 도시한 도면에 의하면,

자동차를 주행하기 위하여 이그니션 키이를 꽂아 시동이 걸리도록 한 시작단계(S10)에서 제1 에어관로(17)를 개구하도록 지령한다.(S20)

상기 제1 에어관로(17)를 개구시킨 후 냉각수의 온도를 감지 판독한다.(S30)

이에 따라 냉각수의 온도를 감지하여 설정값보다 크다.가 아니오이면 다시 시작단계로 전환하고, 예이면 다음 단계로 진행하도록 한다.(S40)

냉각수의 온도가 설정값보다 크다.가 예이면 2방향 제어밸브(20)에 전기적인 신호를 인가하여 제1 에어관로(17)를 차단하도록 한다.(S50)

상기한 바와 같이 제1 에어관로(17)를 차단한 후 2방향 제어밸브(20)에 전기적인 신호를 인가하여 가열되지 않은 공기가 유입되도록 제2 에어관로(18)를 개구(S60)하므로서 기존의 제어와 병행되도록 한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 자동차를 주행하기 위하여 이그니션 키이를 꽂아 시동이 걸리면(S10) 전자제어장치(19)가 2방향 제어밸브(20)를 작동시켜 제1 에어관로(17)를 개구시킨 후(S20) 기관의 냉각수 온도를 감지 판독(S30)하도록 한다.

상기한 냉각수의 온도가 설정값인 20℃보다 크지 않으면 시작단계(S10)로 다시 전환하다록 하고(S30) 냉각수의 온도가 설정값인 20℃보다 크면 다음 단계로 진행하도록 한다.(S40)

상기한 단계를 반복하여 냉각수의 온도가 설정값보다 크면 전자제어장치(18)는 2방향 제어밸브(19)를 작동시켜 제1 에어관로(17)를 차단(S50)시켜 배기관(16)을 통과하는 고온의 배기가스에 의해 히팅된 공기의 유입을 차단한다.

상기한 제1 에어관로(17)를 차단하고 나서 전자에어장치(19)는 2방향 제어밸브(19)를 작동시켜 제2 에어관로(18)를 개구(S60)시켜 가열되지 않은 공기가 유입되도록 한다.

상기한 제1 에어관로(17)나 제2 에어관로(18)를 통해 유입되는 공기는 제3 에어관로(21)를 거쳐 스월 유도관(23) 통해 분사되도록 하므로서 인젝터(13)에 의해 분사되는 혼합기가 연소실(14)내에서 스월되도록 하여 무화현상이 촉진되도록 하여야 한다.

상기한 제2 에어관로(18)를 통해 가열되지 않은 공기가 유입되면 기존의 제어계통과 이후 병행제어되도록 한다.

이러한 본 발명은 공기와 혼합되어 흡입되는 연료의 스월효과를 증대시키고, 실린더 블록 온도를 고려 적절하게 제어하므로서 무화현상을 촉진할 수 있음은 물론 차량의 웜업 시간이 단축되어 연료의 소모 감소와 배기가스의 저감이 이루어지는 발명이다.

Claims (2)

1. 내연기관에서 스로틀 밸브의 개도에 의해 유입되는 공기와 인젝터에 의해서 분사되는 연료가 혼합되어 연소실에 공급되는 혼합기를 와류시켜 무화가 증진되도록 배기 포트에 연결된 배기관에 나선형으로 감겨 가열된 공기의 공급이 이루어지도록 한 제1 에어관로와; 상기 제1 에어관로가 연결되면서 가열되지 않은 공기의 유입이 이루어지도록 설치된 제2에어관로와; 상기 제2 에어관로와 제1 에어관로가 서로 연결되어 엔진의 냉각수 등을 감지한 전자제어장치에 의해 선택적으로 개구 작동되도록 설치된 2방향 제어밸브와; 상기 2방향 제어밸브에 연결 설치되는 제3 에어관로를 통해 공급되는 연료를 와류시켜 무화가 연소실내에서 촉진되도록 흡기포트에 일정 기울기로 설치되는 스월 유도관을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법.
2. 자동차를 주행하기 위하여 이그니션 키이를 꽂아 시동이 걸리는 시작단계와; 시작단계를 거쳐 제1 에어관로를 개구하도록 지령하는 단계와; 제1 에어관로를 개구시킨 후 냉각수의 온도를 감지 판독하는 단계와; 냉각수의 온도를 감지하여 설정값보다 크다.가 아니오이면 다시 시작단계로 전환하고, 예이면 다음 단계로 진행하도록 하는 단계와; 냉각수의 온도가 설정값보다 크다.가 예이면 2방향 제어밸브에 전기적인 신호를 인가하여 제1 에어관로를 차단하도록 하는 단계와; 제1 에어관로를 차단한 후 2방향 제어밸브에 전기적인 신호를 인가하여 가열되지 않은 공기가 유입되도록 하므로서 기존의 제어로 병행되게 제2 에어관로를 개구하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 연료 무화장치와 그 제어방법.