KR100233737B1 - Pre-heated fuel injection system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연 기관의 예열 축압식 연료 분사 시스템에 관한 것으로서, 특히 연료 펌프와 인젝터 사이의 연료 라인 상에 축압기 및 예열기를 설치함으로써 일정 연료압의 무화된 연료가 분사되게 되어 연비 개선은 물론 엔진의 성능이 향상되도록 한 예열 축압식 연료 분사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a preheat accumulator fuel injection system of an internal combustion engine, and in particular, by installing an accumulator and a preheater on a fuel line between a fuel pump and an injector, atomized fuel of a predetermined fuel pressure is injected to improve fuel economy as well as to improve fuel efficiency. A preheated accumulator fuel injection system is intended to improve performance.

상기 본 발명은 연료 펌프(51)와, 상기 연료 펌프(51)에서 압송된 연료를 흡기 포트에 분사하는 인젝터(52)와, 상기 연료 펌프(51)와 인젝터(52) 사이의 연료 라인(53) 상에 설치되어 내부 연료압을 일정하게 유지시키는 축압기(60)와, 상기 축압기(60)와 연료 펌프(51) 사이의 연료 라인(53) 상에 설치되어 상기 축압기에서 연료 펌프 측으로 연료가 역류되는 것을 방지하는 체크 밸브(70)와, 상기 축압기(60)와 체크 밸브(70) 사이에 설치되어 연료가 무화되도록 예열시키는 예열기(75)로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention provides a fuel pump 51, an injector 52 for injecting the fuel pumped from the fuel pump 51 to an intake port, and a fuel line 53 between the fuel pump 51 and the injector 52. Is installed on the accumulator (60) and the fuel line (53) between the accumulator (60) and the fuel pump (51) to keep the internal fuel pressure constant. It is characterized by consisting of a check valve 70 to prevent the fuel flow back, and a preheater 75 is installed between the accumulator 60 and the check valve 70 to preheat the fuel atomization.

Description

예열 축압식 연료 분사 시스템Preheat accumulator fuel injection system

본 발명은 내연 기관의 예열 축압식 연료 분사 시스템에 관한 것으로서, 특히 연료 펌프와 인젝터 사이의 연료 라인 상에 축압기 및 예열기를 설치함으로써 일정 연료압의 무화된 연료가 분사되게 되어 연비 개선은 물론 엔진의 성능이 향상되도록 한 예열 축압식 연료 분사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a preheat accumulator fuel injection system of an internal combustion engine, and in particular, by installing an accumulator and a preheater on a fuel line between a fuel pump and an injector, atomized fuel of a predetermined fuel pressure is injected to improve fuel economy as well as to improve fuel efficiency. A preheated accumulator fuel injection system is intended to improve performance.

전자 제어식 연료 분사 시스템에서 연료 탱크에 저장된 연료는 연료 펌프의 작동으로 연료 여과기를 거쳐서 혼합기 조절기로 공급된다. 혼합기 조절기는 공기량 계량기와 연료 분배기로 구성되어 있으며, 분사 장치의 핵심을 이룬다. 엔진에 흡입되는 공기는 공기량 계량기에 의해 계량되고, 이 계량된 공기와 혼합되어야 할 연료는 연료 분배기에 의해서 계량된 다음에 각 인젝터로 분배된다. 상기 인젝터는 정확히 계량, 분배된 연료를 각 실린더의 흡입 밸브 전방에 연속적으로 분사하게 된다.In an electronically controlled fuel injection system, the fuel stored in the fuel tank is supplied to the mixer regulator via a fuel filter by the operation of the fuel pump. The mixer regulator consists of an air mass meter and a fuel distributor and forms the heart of the injector. The air drawn into the engine is metered by the air mass meter, and the fuel to be mixed with the metered air is metered by the fuel distributor and then distributed to each injector. The injector continuously injects exactly metered and dispensed fuel in front of the intake valve of each cylinder.

여기서, 종래의 연료 분사 시스템의 개략적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 흡기 밸브(1) 전방의 흡기 포트(2) 내에 고압의 연료가 분사되는 인젝터(3)가 설치되고, 연료 펌프(4)에서 송입된 연료가 연료 라인(5)을 통해 상기 인젝터(3)에 압송되게 된다. 상기 인젝터(3)를 통해 고압의 연료가 흡기 포트(2) 내부에 분사되면 무화되면서 흡기 매니폴드를 통해 흡입되는 공기와 혼합되고, 연소실 내에서 압축되어 점화 플러그(6)에 의해 점화되면서 폭발 행정이 일어나게 된다.Here, in the schematic structure of the conventional fuel injection system, as shown in FIG. 1, an injector 3 into which high pressure fuel is injected is installed in the intake port 2 in front of the intake valve 1, and the fuel pump 4 The fuel fed from) is forced into the injector 3 via the fuel line 5. When the high-pressure fuel is injected into the intake port 2 through the injector 3, it is atomized and mixed with the air sucked through the intake manifold, and is compressed in the combustion chamber and ignited by the spark plug 6 to explode. This will happen.

여기서, 엔진의 연소 성능 향상 조건은 상기 인젝터(3)에서 분사된 분무 연료가 연소실에 전량 흡입됨과 동시에 공기와 고르게 혼합되는 것이다.In this case, the condition for improving the combustion performance of the engine is that the spray fuel injected from the injector 3 is uniformly mixed with air while being sucked into the combustion chamber.

그러나, 종래의 연료 분사 시스템은 연료 펌프(4)를 통해 가압된 연료가 인젝터(3)를 통해 곧바로 분사되기 때문에 연료 분사시 액상 분무가 이루어지는 문제점이 있다. 이렇게 되면 분무각에 따라 흡기 포트(2) 벽면을 타고 연소실에 불규칙하게 흘러 들어가거나 농혼합기를 형성하여 연소 불량이 초래된다.However, the conventional fuel injection system has a problem that liquid spraying is performed during fuel injection because fuel pressurized through the fuel pump 4 is injected directly through the injector 3. In this case, irregular combustion flows into the combustion chamber along the wall of the intake port 2 depending on the spray angle, or a rich mixture is formed, resulting in poor combustion.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인젝터와 연료 펌프 사이에 예열기 및 축압기를 설치함으로써 연료 분사시 연료의 완전 무화를 돕게 되고, 이에 따라 연소 성능이 향상됨은 물론 연비가 저감되고 전체적으로 엔진의 성능이 향상되도록 한 예열 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by providing a preheater and a accumulator between the injector and the fuel pump to help complete atomization of fuel during fuel injection, thereby improving combustion performance as well as fuel economy is reduced It is to provide a pre-heated accumulator fuel injection system that allows the performance of the engine as a whole to improve.

도 1은 종래 엔진의 연료 분사 시스템이 도시된 개략도,1 is a schematic view showing a fuel injection system of a conventional engine,

도 2는 본 발명에 따른 예열 축압식 연료 분사 시스템이 도시된 구성도,2 is a configuration diagram showing a preheat accumulator fuel injection system according to the present invention;

도 3은 본 발명과 종래 기술의 연료압 상태 비교 그래프이다.3 is a graph comparing fuel pressure states of the present invention and the prior art.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

51 : 연료 펌프 52 : 인젝터51 fuel pump 52 injector

53 : 연료 라인 60 : 축압기53 fuel line 60 accumulator

62 : 압력통 64 : 피스톤62: pressure cylinder 64: piston

66 : 압축 스프링 70 : 체크 밸브66: compression spring 70: check valve

80 : 압력 센서 90 : ECU80: pressure sensor 90: ECU

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 예열 축압식 연료 분사 시스템은, 연료 펌프와, 상기 연료 펌프에서 압송된 연료를 흡기 포트내에 분사하는 인젝터와, 상기 연료 펌프와 인젝터 사이의 연료 라인 상에 설치되어 내부 연료압을 일정하게 유지시키는 축압기와, 상기 축압기와 연료 펌프 사이의 연료 라인 상에 설치되어 상기 축압기에서 연료 펌프 측으로 연료가 역류되는 것을 방지하는 체크 밸브와, 상기 축압기와 체크 밸브 사이에 설치되어 연료를 예열시키는 예열기로 구성된 것을 특징으로 한다.The preheat accumulating fuel injection system of the present invention for realizing the above object is provided on a fuel pump, an injector for injecting fuel fed from the fuel pump into an intake port, and a fuel line between the fuel pump and the injector. An accumulator for maintaining a constant internal fuel pressure, a check valve installed on a fuel line between the accumulator and the fuel pump to prevent the fuel from flowing back from the accumulator to the fuel pump, and the accumulator and the check valve It is characterized by consisting of a preheater installed between the preheating the fuel.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 예열 축압식 연료 분사 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 연료 펌프(51)와, 상기 연료 펌프(51)에서 압송된 연료를 흡기 포트에 분사하는 인젝터(52)와, 상기 연료 펌프(51)와 인젝터(52) 사이의 연료 라인(53) 상에 설치되어 내부 연료압을 일정하게 유지시키는 축압기(60)와, 상기 축압기(60)와 연료 펌프(51) 사이의 연료 라인(53) 상에 설치되어 상기 축압기(60)에서 연료 펌프(51) 측으로 연료가 역류되는 것을 방지하는 체크 밸브(70)와, 상기 축압기(60)와 체크 밸브(70) 사이에 설치되어 연료가 무화되도록 예열시키는 예열기(75)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the preheat accumulator fuel injection system according to the present invention includes a fuel pump 51, an injector 52 for injecting fuel fed from the fuel pump 51 to an intake port, and the fuel pump ( An accumulator 60 installed on the fuel line 53 between the injector 52 and the fuel line 53 to maintain a constant internal fuel pressure, and a fuel line between the accumulator 60 and the fuel pump 51 A check valve 70 installed on the accumulator 60 and preventing the fuel from flowing back from the accumulator 60 to the fuel pump 51, and installed between the accumulator 60 and the check valve 70. It consists of a preheater 75 which preheats so that it may atomize.

또한, 본 발명의 예열 축압식 연료 분사 시스템은 상기 축압기(60)에 설치되어 내부의 연료 압력을 감지하는 압력 센서(80)와, 상기 압력 센서(80)의 감지 결과를 입력받아 일정압 이상이 되면 상기 연료 펌프(51)의 작동을 중지시키는 ECU(90)가 포함되어 구성되어 있다.In addition, the pre-heated accumulator fuel injection system of the present invention is installed in the accumulator 60 and the pressure sensor 80 for detecting the internal fuel pressure, and the detection result of the pressure sensor 80 is input to a predetermined pressure or more ECU 90 for stopping the operation of the fuel pump 51 is configured to include.

여기서, 상기한 축압기(60)는 연료 라인(53) 상에 설치된 중공의 압력통(62)과, 상기 압력통(62)에 내재되어 내부 연료압에 의해 상하 이동되는 피스톤(64)과, 상기 피스톤(64)의 후미에 설치되어 연료를 압축하는 방향으로 탄성력을 제공하는 압축 스프링(66)으로 구성되어 있다.Here, the accumulator 60 is a hollow pressure cylinder 62 installed on the fuel line 53, the piston 64 inherent in the pressure cylinder 62 is moved up and down by the internal fuel pressure, It is composed of a compression spring (66) provided at the rear of the piston (64) to provide elastic force in the direction of compressing fuel.

또한, 상기 압력 센서(80)는 축압기(60)의 내압에 따라 상기 피스톤(64)의 후미에 연장된 로드(64a)가 이동되면서 접속/단락시키는 접점 스위치로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the pressure sensor 80 is preferably configured as a contact switch to connect / short while moving the rod 64a extending to the rear of the piston 64 in accordance with the internal pressure of the accumulator (60).

그리고, 상기한 예열기(75)는 상기 연료 라인(53) 둘레에 감겨져 저항열을 발생시키는 히팅 코일로 이루어져 있다.The preheater 75 is formed of a heating coil wound around the fuel line 53 to generate resistance heat.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 예열 축압식 연료 분사 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the preheat accumulator fuel injection system according to the present invention configured as described above are as follows.

연료 펌프(51)를 통해 가압된 연료는 체크 밸브(70)를 개방시키면서 예열기(75) 및 축압기(60)를 거쳐 인젝터(52)를 통해 흡기 포트에 분사된다.The fuel pressurized through the fuel pump 51 is injected into the intake port through the injector 52 via the preheater 75 and the accumulator 60 while opening the check valve 70.

즉, 연료 펌프(51)의 연료가 체크 밸브(70)를 통해 축압기(60)측으로 압송되고, 이때 상기 체크 밸브(70)를 통과한 연료는 연료 라인(53)상의 예열기(75)에 의해 일정 온도 이상으로 가열된다. 이렇게 예열기(75)로 가열된 연료는 축압기(60)의 압력통(62)으로 유입되면서 인젝터(52)와 체크 밸브(70) 사이에서 일정 압력으로 유지되고 인젝터(52)를 통해 무화된 연료가 분사되게 된다.That is, the fuel of the fuel pump 51 is pumped to the accumulator 60 side through the check valve 70, wherein the fuel passing through the check valve 70 is preheated by the preheater 75 on the fuel line 53 Heated above a certain temperature. The fuel heated by the preheater 75 is introduced into the pressure vessel 62 of the accumulator 60 and maintained at a constant pressure between the injector 52 and the check valve 70 and atomized through the injector 52. Will be injected.

여기서, 상기 축압기(60)는 내부의 피스톤(64)과 압축 스프링(66)에 의해 인젝터(52)와 체크 밸브(75) 사이의 연료압이 일정하게 유지되도록 하고, 연료압이 일정압 이상이 되면 피스톤(64)의 로드(64a)가 밀리면서 압력 센서(80)를 접속시키게 된다. 이때 상기 압력 센서(80)의 신호를 입력받은 ECU(90)는 연료 펌프(51)의 작동을 중지시켜 더 이상 연료를 가압하지 않게 된다.Here, the accumulator 60 is to maintain a constant fuel pressure between the injector 52 and the check valve 75 by the piston 64 and the compression spring 66 therein, the fuel pressure is a constant pressure or more In this case, the rod 64a of the piston 64 is pushed to connect the pressure sensor 80. At this time, the ECU 90 receiving the signal of the pressure sensor 80 stops the operation of the fuel pump 51 and no longer pressurizes the fuel.

따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이 본 발명의 인젝터(52)에서 분사 압력은 종래 기술에 비해 증대된다는 것을 알 수 있고, 특히 예열기(75)를 통과하면서 급격히 연료압이 증대되어 연료의 무화 증진을 돕게 된다.Thus, as shown in Figure 3 it can be seen that the injection pressure in the injector 52 of the present invention is increased compared to the prior art, in particular, the fuel pressure is rapidly increased while passing through the preheater 75 to help increase fuel atomization. do.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 예열 축압식 연료 분사 시스템은 인젝터(52)와 연료 펌프(51) 사이에 예열기(75) 및 축압기(60)가 설치되어 연료 분사시 연료의 완전 무화를 돕기 때문에 연소 성능이 향상됨은 물론 연비가 저감되고 전체적으로 엔진의 성능이 향상되는 이점이 있다.In the preheating and accumulating fuel injection system according to the present invention constructed and acting as described above, a preheater 75 and an accumulator 60 are installed between the injector 52 and the fuel pump 51 to completely atomize the fuel during fuel injection. This helps not only improve combustion performance, but also reduce fuel consumption and improve the performance of the engine as a whole.

Claims (5)

연료 펌프와, 상기 연료 펌프에서 압송된 연료를 흡기 포트내에 분사하는 인젝터와, 상기 연료 펌프와 인젝터 사이의 연료 라인 상에 설치되어 내부 연료압을 일정하게 유지시키는 축압기와, 상기 축압기와 연료 펌프 사이의 연료 라인 상에 설치되어 상기 축압기에서 연료 펌프 측으로 연료가 역류되는 것을 방지하는 체크 밸브와, 상기 축압기와 체크 밸브 사이에 설치되어 연료가 무화되도록 예열시키는 예열기로 구성된 것을 특징으로 하는 예열 축압식 연료 분사 시스템.A fuel pump, an injector for injecting the fuel pumped by the fuel pump into an intake port, an accumulator installed on a fuel line between the fuel pump and the injector to maintain a constant internal fuel pressure, and the accumulator and fuel And a check valve installed on the fuel line between the pumps to prevent the fuel from flowing back from the accumulator to the fuel pump, and a preheater installed between the accumulator and the check valve to preheat the fuel. Preheat accumulator fuel injection system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예열 축압식 연료 분사 시스템은 상기 축압기에 설치되어 내부의 연료 압력을 감지하는 압력 센서와, 상기 압력 센서의 감지 결과를 입력받아 일정압 이상이 되면 상기 연료 펌프의 작동을 중지시키는 ECU가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 예열 축압식 연료 분사 시스템.The preheat accumulator fuel injection system includes a pressure sensor installed in the accumulator to detect the fuel pressure therein, and an ECU for stopping the operation of the fuel pump when a predetermined pressure is received by receiving the detection result of the pressure sensor. A preheated accumulator fuel injection system, characterized in that configured. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 축압기는 연료 라인 상에 설치된 중공의 압력통과, 상기 압력통에 내재되어 내부 연료압에 의해 상하 이동되는 피스톤과, 상기 피스톤의 후미에 설치되어 연료를 압축하는 방향으로 탄성력을 제공하는 압축 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 예열 축압식 연료 분사 시스템.The accumulator includes a hollow pressure cylinder installed on a fuel line, a piston inherent in the pressure cylinder and vertically moved by internal fuel pressure, and a compression spring installed at the rear of the piston to provide elastic force in the direction of compressing fuel. A preheated accumulator fuel injection system, characterized in that configured. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 압력 센서는 축압기 내압에 따라 상기 피스톤의 후미에 연장된 로드가 이동되면서 접속/단락시키는 접점 스위치인 것을 특징으로 하는 예열 축압식 연료 분사 시스템.The pressure sensor is a pre-heated accumulator fuel injection system, characterized in that the contact switch to connect / short while moving the rod extending to the rear of the piston in accordance with the accumulator internal pressure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예열기는 상기 연료 라인의 둘레에 감겨져 저항열을 발생시키는 히팅 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 예열 축압식 연료 분사 시스템.And the preheater comprises a heating coil wound around the fuel line to generate resistance heat.
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