KR100303819B1 - 디젤엔진의시동성향상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 공급관내 레귤레이터 밸브의 직전방으로 별도의 솔레노이드 밸브를 장착시켜 연료 공급관내 압력이 설정치 이하에서는 레귤레이터 밸브를 통한 연료의 회수가 방지되도록 하므로서 시동시의 연소력이 보다 증강되도록 하여 안정된 시동성과 배출가스의 저감이 달성되도록 하는 디젤 엔진의 시동성 향상장치에 대한 것으로서, 상기한 목적달성을 위하여 본 발명은

피드 펌프에 의해 연료 탱크로부터 압송되는 연료를 연료 휠터를 통해 연료 공급관으로 유도되도록 하여 전자적인 제어에 의해 작동되는 인젝터를 통해서 각 실린더에 연료가 분사될 수 있도록 하는 전자 제어식 연료 분사 구조에 있어서,

연료 공급관(10)내 압력상태를 감지하는 압력 센서(40)와;

상기한 연료 공급관(10)의 연료 유입구측과 반대되는 측단부로 장착되는 레귤레이터 밸브(30)의 직전방으로 장착되어 레귤레이터 밸브(30)로의 연료 공급이 단속되도록 하는 솔레노이드 밸브(50)와;

감지된 연료의 압력값(Pc)과 기설정된 압력값(Pmax)과의 비교에 의해 상기한 솔레노이드 밸브(50) 작동을 전자적으로 제어하는 제어 유닛(60)이 구비되도록 하는 구성이 주된 특징이다.

Description

디젤 엔진의 시동성 향상장치

본 발명은 연료를 전자적인 제어에 의해 분사되도록 하는 연료 공급 구조에서 시동시 연료 공급관내 연료의 압력을 정상 주행시보다는 높게 형성되게 하므로서 안정된 시동성이 보장되면서 배출가스를 저감시킬 수 있도록 하는 디젤 엔진의 시동성 향상장치에 대한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진은 가솔린 엔진과는 달리 공기만을 실린더내로 흡입하여 고압축비로 압축시켜 고온의 상태가 되게 한 다음 연료를 분사시켜 자기 착화에 의해서 혼합기를 연소시키게 되는 특징이 있다.

이러한 작용을 위해 디젤 엔진에서는 별도의 점화장치를 구비하지 않는 대신 다른 종류의 엔진과는 상이한 연료 분사 장치가 구비되도록 하고 있는바 이러한 연료 분사 장치의 주요 구성으로는 연료 탱크와 피드 펌프(Feed pump)와 연료 휠터와 인젝션 펌프가 그것이다.

한편 현재 디젤 엔진이 안고 있는 가장 해결이 어려운 문제점은 배출가스인데 이러한 배출가스는 혼합기의 완전 연소가 불안정한데서 비롯되는 것이므로 이를 가능하게 하기 위해서는 공기의 압축과 더불어 연료의 분사 압력도 증강시켜야만 연소력이 보다 향상된다는 것이 이미 다양한 실험 결과에 의해서 알 수가 있다.

때문에 최근 디젤 엔진에서 연구되고 있는 것이 연료의 분사 압력 증강을 위한 연료 분사 계통의 구조적인 변화인데 이를 가능하게 하기 위해 제안된 것이 가솔린 엔진과 같은 전자 제어식 연료 분사이다.

즉 도 3에서와 같이 피드 펌프(2)에 의해 압송되는 연료를 연료 휠터(3)를 거쳐 연료 공급관(4)내에서 일정 범위의 압력으로 유지되도록 한 후 각 실린더에 연결된 인젝터(5)를 전자적으로 개폐시켜 연료가 보다 높은 압력상태에서 분사될 수 있도록 하므로서 연소력이 증강될 수 있도록 하는 것이다.

이때 연료 공급관(4)에는 가솔린 엔진에서와 마찬가지로 연료 공급관(4) 내부로 도입되는 연료의 압력이 제어압력을 초과하게 될 때에 이를 연료 탱크(1)로 회수되도록 하는 레귤레이터 밸브(6)와 리턴 파이프(7)가 구비되도록 하고 있는바 특히 상기한 연료 공급관(4)은 각 실린더에 형성되는 인젝터(5)로 연료를 분배하는 가솔린 엔진의 딜리버리 파이프와 동일한 기능을 수행하면서 단지 엔진내에 구비되도록 하는 구성만이 다르게 형성되도록 하는 것이 특징이다.

그러나 상기와 같은 디젤 엔진에서의 전자 제어식 연료 분사 구조에서 연료는 차량이 정상 주행 중인 경우에는 레귤레이터에서의 제어 압력으로 유지되는 반면 최초 시동시에는 엔진이 예열되어 있지 않게 되므로 레귤레이터에 의해 설정된 연료압력만으로는 정상적인 연소 효율을 얻기가 불가능할 뿐만 아니라 시동성이 불안정해지게 되는 문제점이 있다.

이에 상기한 문제점을 개선시키기 위해 안출한 본 발명은 연료 공급관내 레귤레이터 밸브의 직전방으로 별도의 솔레노이드 밸브를 장착시켜 연료 공급관내 압력이 설정치 이하에서는 레귤레이터 밸브를 통한 연료의 회수가 방지되도록 하므로서 시동시의 연소력이 보다 증강되도록 하여 안정된 시동성과 배출가스의 저감이 달성되도록 하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로서 본 발명은

피드 펌프에 의해 연료 탱크로부터 압송되는 연료를 연료 휠터를 통해 연료 공급관으로 유도되도록 하여 전자적인 제어에 의해 작동되는 인젝터를 통해서 각 실린더에 연료가 분사될 수 있도록 하는 전자 제어식 연료 분사 구조에 있어서,

연료 공급관내 압력상태를 감지하는 압력 센서와;

상기한 연료 공급관의 연료 유입구측과 반대되는 측단부로 장착되는 레귤레이터 밸브의 직전방으로 장착되어 레귤레이터 밸브로의 연료 공급이 단속되도록 하는 솔레노이드 밸브와;

감지된 연료의 압력값과 기설정된 압력값과의 비교에 의해 상기한 솔레노이드 밸브 작동을 전자적으로 제어하는 제어 유닛이 구비되도록 하는 구성이 특징이다.

도 1은 본 발명에 따른 개략적인 요부 구조도

도 2는 본 발명에 따른 제어 순서도

도 3은 종래의 개략적인 연료 공급 구조도

※ 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 연료 공급관

20 : 인젝터

30 : 레귤레이터 밸브

40 : 압력 센서

50 : 솔레노이드 밸브

60 : 제어 유닛

70 : 경고 램프

이를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 개략적인 장착 구조를 도시한 것으로서, 도면부호 10은 연료 공급관이며, 부호 20은 연료 분사 수단인 인젝터이다.

상기한 도면에서와 같이 연료 공급관(10)에는 각 실린더에 팁단부가 삽입되는 다수개의 인젝터(20)가 결합되고, 연료가 유입되는 측단부에 반대측 단부로는 연료 공급관(10)내 압력을 일정값 이하로 유지되도록 하는 레귤레이터 밸브(30)가 체결되며, 상기한 레귤레이터 밸브(30)에는 리턴 파이프(31)가 연결되어 과압의 연료를 연료 탱크로 회수되도록 하는 구조는 기존이 전자제어식 연료 분사 구조와 동일하다.

이에 본 발명은 상기한 전자 제어식 연료 분사 구조에서 레귤레이터 밸브(30)의 직전방으로는 압력 센서(40)와 솔레노이드 밸브(50)가 구비되도록 하여 연료의 압력 상태에 따라서 레귤레이터 밸브(30)측으로의 연료 공급이 단속될 수 있도록 하는 것이다.

즉 상기의 압력 센서(40)는 연료 공급관(10) 내 피드 펌프에 의해 압송되는 디젤 연료의 압력을 감지하게 되는 감지수단으로서, 연료의 압력상태에 따라서 전기 및 전자적인 신호가 출력되도록 한다.

또한 상기한 솔레노이드 밸브(50)는 단순히 연료 공급관(10)내 연료 통로를 개폐시키는 단속수단으로서, 전기적인 신호에 의해 단순히 온오프작동되는 간단한 구조로 형성한다.

상기와 같은 압력 센서(40)로부터 출력되는 신호에 의해 솔레노이드 밸브(50)를 개폐작동시키는 수단이 제어 유닛(60)이며, 상기한 제어 유닛(60)에는 특히 연료의 일정 압력값이 기설정되어 있도록 하여 압력 센서(40)로부터 출력되는 압력신호값과 기설정값과를 비교하면서 솔레노이드 밸브(50) 작동을 위한 온오프신호를 판단하게 된다.

이에 따른 구성에 의한 본 발명의 작용에 대해 살펴보면 시동이 꺼진 상태에서는 솔레노이드 밸브(50)는 연료 공급관(10)내 레귤레이터 밸브(30)로의 연료 통로를 차단시킨 상태를 유지한다.

따라서 시동을 걸어 피드 펌프가 구동되므로서 압송되는 연료는 연료 공급관(10)내에서 제어 유닛(60)에 기설정된 압력이 될 때까지 상승하게 되며, 이렇게 상승된 압력상태에서 인젝터(20)를 통해 연료를 분사시키게 되면 보다 증강된 연소력을 얻을 수가 있게 된다.

이러한 고압의 연료형성은 디젤 엔진의 특성상 가솔린 엔진과는 달리 전기적인 점화장치가 구비되지 않는 자기착화식이므로 고온으로 압축된 공기와의 혼합시 동시에 최소한의 연소 가능한 상태가 되는 연료분사가 이루어져야만 하는데 기인한다.

하지만 상기와 같은 대단히 높은 압력상태로 연료를 계속 공급시키게 되면 엔진 내구력에 문제가 발생하므로 도 2에서와 같이 시동 초기에 안정된 연소가 이루어지게 되면 압력 센서(40)로부터 출력되는 압력값(Pc)과 기설정된 상한 압력값(Pmax)과를 비교하여 출력되는 압력값(Pc)이 기설정된 압력값(Pmax)보다 높아지게 되면 제어 유닛(60)에서는 다시 솔레노이드 밸브(50)를 작동시켜 연료 통로를 개방시키게 되는바 이렇게 연료 통로가 개방되면 고압의 연료가 그보다 낮은 압력 제어값으로 설정된 레귤레이터 밸브(30)로 공급되면서 리턴 파이프(31)를 통해 과도하게 공급된 연료의 일부를 연료 탱크로 리턴시켜 연료 공급관(10)내에는 안정된 압력상태가 유지될 수 있도록 한다.

한편 정상 주행시에는 전기한 바와같이 솔레노이드 밸브(50)를 항시 개방된 상태가 되도록 하여 레귤레이터 밸브(30)에 의해서 연료 압력이 제어되도록 하며, 시동을 끄게 되면 압력 센서(40)로부터는 기설정 압력값(Pmax)보다 낮은 연료 압력이 체크되므로 이때에는 재차 솔레노이드 밸브(50)를 작동시켜 레귤레이터 밸브(30)로 향하는 연료 통로를 차단시켜 재시동하기 위한 준비상태를 유지토록 한다.

특히 제어 유닛(60)에는 별도로 운전석측에 구비되는 경고 램프(70)와 연결되도록 하여 시동상태에서 상기한 압력 센서(40)로부터 일정값(Pmin) 이하의 압력값이 체크되면 경고 램프(70)가 점등되거나 점멸 작동되게 할 수도 있다.

따라서 상기와 같은 작용에 의해 엔진 시동시 크랭킹중에 연료 공급관(10)내 연료를 레귤레이터 밸브(30)의 제어압력 보다 높은 압력상태로 조기에 상승시킬 수가 있게 되므로 안정된 시동성이 이루어질 수가 있게 되는 동시에 주행 중일지라도 연료 공급 라인에 리킹(Leaking)이 유발되면 그 즉시 이를 운전자에게 경고할 수가 있게 된다.

그러므로 본 발명에 의해 전자 제어식으로 디젤 엔진의 연료 공급 구조를 개선함에 따른 시동성 불량을 해소할 수가 있게 되어 항상 안정된 시동성이 보장되면서 배출가스를 저감시켜 전자 제어식 구조 발명화를 촉진시키게 되고, 또한 점차 강화되고 있는 각종 배기규제 법규에 능동적으로 대처할 수가 있게 되는 동시에 운전자에 의한 연료 공급 라인의 체크가 용이해져 차량 관리가 보다 수월해지게 되는 매우 유용한 효과를 제공할 수가 있게 된다.

Claims (2)

1. 피드 펌프에 의해 연료 탱크로부터 압송되는 연료를 연료 휠터를 통해 연료 공급관으로 유도되도록 하여 전자적인 제어에 의해 작동되는 인젝터를 통해서 각 실린더에 연료가 분사될 수 있도록 하는 전자 제어식 연료 분사 구조에 있어서,

   연료 공급관(10)내 압력상태를 감지하는 압력 센서(40)와;

   상기한 연료 공급관(10)의 연료 유입구측과 반대되는 측단부로 장착되는 레귤레이터 밸브(30)의 직전방으로 장착되어 레귤레이터 밸브(30)로의 연료 공급이 단속되도록 하는 솔레노이드 밸브(50)와;

   감지된 연료의 압력값(Pc)과 기설정된 압력값(Pmax)과의 비교에 의해 상기한 솔레노이드 밸브(50) 작동을 전자적으로 제어하는 제어 유닛(60)을 구비한 구성을 특징으로 하는 디젤 엔진의 시동성 향상장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 제어 유닛(60)은 운전석내 경고 램프(70)와 연결되어 엔진이 시동된 상태에서 압력 센서(40)로부터 체크되는 압력값(Pc)이 일정값(Pmin) 이하일 때 경고 램프(70)를 작동시키게 되는 구성임을 특징으로 하는 디젤 엔진의 시동성 향상장치.