KR100252361B1 - 수소엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 아이들 운전 및 저부하 운전영역에서 연소의 안정성을 높이기 위해 연소실내에 직접 수소연료를 분사하는 메인인젝터와는 별도로 흡기관에 저압용 인젝터를 설치하여 운전조건에 따라 양 인젝터를 선택적으로 또는복합적으로 사용하게 되는 수소엔진을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수소저장탱크에 저장된 수소연료를 고압용레귤레이터를 통해 연소실내에 직접 수소연료를 분사하는 메인인젝터를 구비하는 수소엔진에 있어서,

상기 고압용레귤레이터와 병렬로 설치되는 저압용레귤레이터와;

상기 저압용레귤레이터를 통해 공급되는 연료를 흡기관에 분사하는 저압용인젝터와; 및

엔진의 저부하 영역에서는 상기사익 저압용인젝터만을 구동하여 흡기관을 통해 수소연료가 분사되도록 제어하며 엔진의 중부하 영역에서는 저압용 및 고압용레귤레이터를 동시 구동하게 되며 드로틀 전개상태의 고부하 운전 영역에서는 메인인젝터만을 구동하여 연소실에 직접 수소연료를 분사토록 제어하는 전자제어장치와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수소엔진

본 발명은 전운전 영역에 걸쳐 연소 효율을 향상시킨 수소엔진에 관한 것이다.

제3도는 도시한 연소실(2)내 직접분사식 수소인젝터(3)를 갖는 수소엔진(1)의 경우 수소인젝터(3)가 고압용(13bar)이므로 흡입공기량이 부족한 아이들 구동이나 부하가 낮은 저속 운전 영역에서는 혼합기가 너무 진해져 안정된 연소를 저해하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 바는 아이들 운전 및 저부하 운전영역에서 연소의 안정성을 높이기 위해 연소실내 직접 수소연료를 분사하는 메인인젝터와는 별도로 흡기관에 저압용인젝터를 설치하여 운전조건에 따라 양 인젝터를 선택적으로 또는 복합적으로 사용하게 되는 수소엔진을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

수소저장탱크에 저장된 수소연료를 고압용레귤레이터를 통해 연소실내에 직접 수소연료를 분사하는 메인인젝터를 구비하는 수소엔진에 있어서,

상기 고압용레귤레이터와 병렬로 설치되는 저압용레귤레이터와;

상기 저압용레귤레이터를 통해 공급되는 연료를 흡기관에 분사하는 저압용인젝터와; 및

엔진의 저부하 영역에서는 상기 저압용인젝터만을 구동하여 흡기관을 통해 수소연료가 분사되도록 제어하며 엔진의 중부하 영역에서는 저압용 및 고압용레귤레이터를 동시 구동하게 되며 드로틀 전개상태의 고부하 운전 영역에서는 메인인젝터만을 구동하여 연소실에 직접 수소연료를 분사토록 제어하는 전자제어장치와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

제1도는 발명에 의한 수소엔진을 나타내는 도면.

제2도는 드로틀개도에 따른 인젝터의 구동을 나타내는 도면.

제3도는 종래의 수소엔진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수소엔진 2 : 연소실

3 : 메인인젝터(고압용 수소인젝터) 4 : 고압용레귤레이터

5 : 수소저장탱크 6 : 저압용레귤레이터

7 : 흡기관 8 : 저압용인젝터

9 : 전자제어장치

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 수소엔진을 나타내는 도면이며, 제2도는 드로틀개도에 따른 인젝터의 구동을 나타내는 도면을 도면중 부호 1은 수소엔진이다.

수소엔진(1)의 연소실(2)에는 메인인젝터(3, 고압용수소인젝터)를 통해 수소 연료가 직접 분사되어지며 수소연료는 고압용레귤레이터(4)를 통해 수소저장탱크(5)로부터 공급되어지며 그 공급압은 대략 13bar 정도가 되도록 조정하여 공급한다.

상기 고압용레귤레이터(4)와는 병렬로 저압용레귤레이터(6)가 수소저장탱크(5)에 접속되며 저압용레귤레이터(6)를 통해 저압, 즉 7bar 정도로 조정된 수소연료는 흡기관(7)에 설치된 저압용인젝터(8)를 통해 흡기관(7)에 분사되어진다.

그리고 상기 메인인젝터(3)와 저압용인젝터(8)는 엔진의 운전조건에 따라 전자제어장치(9)에 의해 선택적으로 또는 복합적으로 작동되는데 제2도에 도시하는 것과 같이 드로틀개도가 작은 저부하 운전 영역(①영역)에서는 저압용인젝터(8)만을 구동하여 수소연료를 분사하게 된다. 이에따라 흡기관에 분사된 수소연료는 연소실(2)로 유입되기까지 충분한 시간을 갖는 공기와 혼합된 후 유입되어지게 되므로 연소실 내에 직접 분사하는 경우보다 안정적인 연소(특히 아이들 구동시)가 가능하다.

부하가 증가하여 ②구간 영역이 되면 전자제어장치(9)는 2개의 인젝터(3)(8) 모두를 구동토록 제어한다.

이와같이 양측 인젝터(3)(8) 모두를 구동시키는 이유는 아이들 또는 저부하 운전시 보다는 큰 출력이 필요하므로 보다 많은 연료 분사량이 요구되기 때문으로 양자의 구동 제어로 출력과 연소 안정성을 동시에 추구하는 것이 가능하다.

마지막으로 드로틀 전개상태의 고부하 운전 영역(①영역)에서는 저압용인젝터(8)를 통해 흡기관(7)에 연료가 분사되면 체적효율이 저하되어 출력이 감소되므로 연소실(2) 내에 고압의 연료를 분사하는 메인인젝터(3)만을 구동시켜 높은 출력을 얻게 된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 연소실에 수소연료를 직접 분사하는 고압용 메인인젝터를 구비한 수소엔진의 흡기포트에 저압 분사용의 인젝터를 별도 설치하고 저속과 중속 및 고속 운전 조건에 맞추어 양쪽 인젝터를 적절히 제어하므로써 아이들 및 저부하 운전 영역에 안정된 연소가 가능하고 엔진의 운전 효율성을 제고시키게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 수소저장탱크에 저장된 수소연료를 고압용레귤레이터를 통해 연소실내에 직접 수소연료를 분사하는 메인인젝터를 구비하는 수소엔진에 있어서,

   상기 고압용레귤레이터와 병렬로 설치되는 저압용레귤레이터와;

   상기 저압용레귤레이터를 통해 공급되는 연료를 흡기관에 분사하는 저압용인젝터와; 및

   엔진의 저부하 영역에서는 상기 저압용인젝터만을 구동하여 흡기관을 통해 수소연료가 분사되도록 제어하며 엔진의 중부하 영역에서는 저압용 및 고압용레귤레이터를 동시 구동하게 되며 드로틀 전개상태의 고부하 운전 영역에서는 메인인젝터만을 구동하여 연소실에 직접 수소연료를 분사토록 제어하는 전자제어장치와; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수소엔진.