KR100335887B1 - 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액화석유가스 차량의 연료 공급 구조를 개선하여 시동성 및 고속 주행성의 향상 및 공연비를 최적 제어할 수 있도록 하기 위하여,
액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템에 있어서, 베이퍼라이저와 믹서 사이에는 차량의 주행시에 보조적으로 연료 공급이 이루어지도록 상기 베이퍼라이저의 제1감압실로부터 상기 믹서의 벤튜리부의 주관로로 연결되는 제1바이패스 관로와; 차량의 시동 및 아이들링시에 보조적으로 연료 공급이 이루어지도록 상기 제1바이패스 관로로부터 분지하여 상기 믹서의 스로틀 밸브 전후단으로 연결되는 제2바이패스 관로;가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베이퍼라이저의 연료를 차량의 운전 조건에 맞추어 최적의 상태로 공급할 수 있도록 함과 동시에 아이들링 상태에서의 공기량을 피드백 제어할 수 있도록 함으로써, 시동성과 연비 등을 향상시킬 수 있는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템에 관한 것이다.
예컨대, 액화 석유 가스(LPG; 이하 LP가스라 함)나 압축 천연 가스(LNG) 등을 연료로 이용하는 차량은 가솔린이나 디젤을 이용하는 차량에 비하여 비교적 유해가스의 배출량이 적으며, 연료 소비 비용이 저렴하기 때문에 최근 이와 같은 가스 연료의 사용이 널리 확대되고 있다.
그런데, 이와 같은 가스 연료를 사용하기 위해서는 일반적인 연료 공급 구조 외에 별도의 가스 공급 장치가 구비되어야 하는 데, 이 중 LP가스를 연료로 이용하는 액화 석유 가스 차량의 연료 공급 계통을 도 2를 참고로 하여 살펴보면, LP가스는 봄베(Bombe; 112)에 충전된 상태로 보관되며, 이 봄베(112)로부터 액상 라인 또는 기상 라인을 통해 약 4㎏/㎠정도의 고압 가스가 베이퍼라이저 (Vaporizer; 114)의 제1감압실(116)로 들어가며, 이 베이퍼라이저(114)의 제1감압실(116)에서 0.3㎏/㎠정도로 1차 감압된 후에 스타트 어져스트 스크류(Start adjust screw; 118)와 스타트 솔레노이드 밸브(Start solenoid V.; 120)를 통해 베이퍼라이저(114)의 제2감압실(122)로 들어가서 대기압까지 최종 감압된 후에, 퓨얼 컷 솔레노이드 밸브(Fuel cut solenoid V.; 124)를 통해 나와서 듀티 솔레노이드 밸브(Duty solenoid V.; 126)측과 메인 어져스트 스크류(Main adjust screw ; 128)측으로 분지되고, 믹서(130)로 연료가 공급되면서 공기와 혼합된다.
여기서, 공기량은 통상 주행시에는 믹서(130)내의 스로틀 밸브(132)를 통하여 조절되며, 아이들링 상태나 시동시에는 에어 어져스트 스크류(134)와 아이들 업 솔레노이드 밸브(136)에 의하여 조절된다.
상기 에어 어져스트 스크류(134)를 초기에 공기 통과량이 셋팅되어져 있고, 아이들 업 솔레노이드 밸브(136)는 단순히 공기를 온/오프시키기만 한다.
그런데 상기와 같이 이루어지는 액화석유가스 차량의 연료 공급 계통은 베이퍼라이저의 제2감압실 연료만이 공급되는 구조로 이루어져 있어 시동성 및 고속 주행성이 나빠지는 문제점이 있었다.
즉, 동한기와 같은 저온 상태에서의 차량 시동시 대기압까지 감압된 베이퍼라이저의 제2감압실 연료만 공급되어지므로 충분한 시동 연료의 확보가 어려워져서 기계적인 초크 밸브를 추가로 설치해 주어야 했으며, 고속으로 주행중에는 운전자가 액셀 페달을 놓았을 때 주행풍의 영향으로 인하여 믹서의 벤튜리부에 대기압 보다 큰 압력이 걸림에 따라 연료가 제대로 믹서내로 공급되지 못하고 이에 따라 시동이 꺼져버리는 현상이 발생하였다.
한편, 차량의 아이들링 상태에 있어서는 아이들 업 솔레노이드 밸브와 에어 어져스트 스크류가 공기량을 조정해주었으나, 이는 단순히 온/오프 동작에 의한 공기의 개폐 작동만 가능하였기 때문에 차량의 경시 변화 및 다양한 부하에 적절하게공기량을 피드백 제어하지 못하였으며, 이로 인하여 적절한 공연비 제어 또한 어려웠다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액화석유가스 차량의 연료 공급 구조를 개선하여 시동성 및 고속 주행성의 향상 및 공연비를 최적 제어할 수 있는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템의 구성도,
도 2는 종래 기술에 의한 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템의 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
12 : 봄베(Bombe) 14 : 베이퍼라이저(Vaporizer)
16 : 제1감압실 18 : 제2감압실
20 : 메인 듀티 솔레노이드 밸브 22 : 메인 어져스트 스크류
24 : 믹서(Mixer) 26 : 주관로
28 : 벤튜리부 30 : 스로틀 밸브
32 : 제1바이패스 관로 34 : 제2바이패스 관로
36 : 슬로 컷 솔레노이드 밸브 38 : 슬로 듀티 솔레노이드 밸브
40 : 스타트 솔레노이드 밸브 42 : 제3바이패스 관로
44 : ISCA밸브
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
LP가스를 보관하는 봄베와, 이 봄베로부터 공급되는 LP가스를 감압시키기 위한 제1,2감압실을 갖추는 베이퍼라이저와, 이 베이퍼라이저의 제2감압실로부터 나오는 LP가스의 양을 조절하는 메인 듀티 솔레노이드 밸브 및 메인 어져스트 스크류와, 이 메인 듀티 솔레노이드 밸브 및 메인 어져스트 스크류를 통한 LP가스와 공기를 혼합하여 엔진의 흡기 매니폴드로 공급하는 믹서와, 상기 각 장치들을 연결하는 주관로를 포함하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템에 있어서,
상기 베이퍼라이저와 상기 믹서 사이에는
차량의 주행시에 보조적으로 연료 공급이 이루어지도록 상기 베이퍼라이저의 제1감압실로부터 상기 믹서의 벤튜리부의 주관로로 연결되는 제1바이패스 관로와; 차량의 시동 및 아이들링시에 보조적으로 연료 공급이 이루어지도록 상기 제1바이패스 관로로부터 분지하여 상기 믹서의 스로틀 밸브 전후단으로 연결되는 제2바이패스 관로; 가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템을 제공한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템의 바람직한 실시예가 도시된다.
본 발명의 연료 공급 시스템은 상술한 바와 같이 봄베(12)와, 제1, 2감압실(16,18)을 갖추는 베이퍼라이저(14)와, 이 베이퍼라이저(14)에서 나오는 연료량을 조절하는 메인 듀티 솔레노이드 밸브(20)와 메인 어져스트 스크류(22)와, LP가스와 공기를 혼합하는 믹서(24)와, 이 믹서(24)와 베이퍼라이저(14)의 제2감압실(18)을 연결하여 LP가스를 유통시키는 주관로(26)를 포함한다.
상기에서 주관로(26)는 제2감압실(18)로부터 연장되며 두갈래로 나누어져서 믹서(24)의 벤튜리(28)측에 연결되며, 일부는 스로틀 밸브(30) 후단측으로 연결되어 아이들링시 연료가 이를 통하여 공급되도록 한다.
상기와 같이 이루어지는 연료 공급 시스템에서 본 발명은 상기 베이퍼라이저(14)의 제1감압실(16)로부터 상기 믹서(24)로 중압의 연료가 공급되어질 수 있도록 하는 바이패스 관로를 추가로 설치한다.
즉, 상기 베이퍼라이저(14)의 제1감압실(16)로부터 연장하여 주관로(26)상으로 이어지는 제1바이패스 관로(32)와, 이 제1바이패스 관로(32)로부터 분지하여 믹서(24)의 스로틀 밸브(30) 전후단으로 나누어져서 연결되는 제2바이패스 관로(34)가 형성되어 제1감압실(16)의 중압의 LP가스가 주관로(26)와 스로틀 밸브(30) 전후단으로 공급될 수 있도록 한다.
이 때, 상기 중압의 LP가스의 연료량을 조절하기 위하여 제1바이패스 관로(32)에는 제1감압실(16)로부터 나오는 LP가스를 단속하는 슬로컷 솔레노이드 밸브(36) 및 LP가스의 양을 듀티 제어하는 슬로 듀티 솔레노이드 밸브(38)가 설치되며, 제2바이패스 관로(34)의 스로틀 밸브(30) 후단측으로는 차량의 시동시 LP가스의 연료 공급을 단속하는 스타트 솔레노이드(40)가 설치된다.
한편, 믹서(24)를 통해 유입되는 공기의 양을 적절히 제어할 수 있도록 믹서(24)의 스로틀 밸브(30)의 전단으로부터 후단으로 제3바이패스 관로(42)를 설치하여 공기가 바이패스 되도록 하고, 이 제3바이패스 관로(42)에는 공기량을 펄스폭 변조(PWM) 제어하는 ISCA(Idle speed control actuator) 밸브(44)를 설치하여 공기량을 피드백 제어할 수 있도록 한다.
상기와 같이 이루어지는 연료 공급 시스템에 있어서 연료량 제어 및 공기량의 제어 방법은 다음과 같다.
먼저, 연료량을 제어하는 방법부터 살펴보면, 차량의 주행시에는 종래의 베이퍼라이저(14)의 제2감압실(18)을 통한 주관로(26)로의 대기압 상태의 연료 공급 외에, 제1감압실(18)을 통하여 중압(약 0.3㎏/㎠)의 연료가 슬로컷 솔레노이드 밸브(36)를 통하여 제1바이패스 관로(32)로 유통되며, 전자제어유닛에 의하여 펄스폭 변조(PWM)제어되는 슬로 듀티 솔레노이드 밸브(38)를 통하여 믹서의 벤튜리부(28) 및 스로틀 밸브(30)의 후단으로 유입되게 된다.
여기서, 차량의 시동시에는 제2바이패스 관로(34)와 스타트 솔레노이드밸브(40)를 통하여 스로틀 밸브(30)를 거치지 않고 바로 흡기 매니폴드내로 LP가스가 공급되어지므로 시동이 원할하게 된다.
한편, 공기량의 제어는 공기를 스로틀 밸브(30)를 거치지 않고 바이패스시키는 ISCA 밸브(44)를 전자제어유닛에서 제어함으로써 아이들시의 엔진 목표 회전수를 피드백 제어할 수 있게 된다.
상기와 같이 베이퍼라이저의 제1감압실 및 제2감압실 연료 모두 전자제어유닛에서 피드백 제어하고, 아이들시에는 공기량을 최적 제어하게 됨으로써 공연비 제어의 정밀도를 높일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템에 의하면, 연료 공급시 베이퍼라이저의 제1감압실의 중압 연료도 함께 공급되어지므로 차량의 저온 시동시에도 연료 공급이 충분히 이루어질 수 있어 기계적인 초크 밸브가 불필요하게 된다. 또한, 고속 주행시에도 대기압보다 높은 중압의 연료가 믹서의 벤튜리부를 통해서 공급될 수 있으므로 주행시 시동 꺼짐 현상도 방지할 수 있다.
한편, 아이들링 상태에서 스로틀 밸브를 바이패스 하는 ISCA 솔레노이드 밸브의 제어에 의하여 공기량의 제어가 가능하고, 이에 따라 최적화된 공연비 제어를 통하여 배출가스를 저감시키고 연비를 향상시킬 수 있다.
Claims (3)
- LP가스를 보관하는 봄베와, 이 봄베로부터 공급되는 LP가스를 감압시키기 위한 제1,2감압실을 갖추는 베이퍼라이저와, 이 베이퍼라이저의 제2감압실로부터 나오는 LP가스의 양을 조절하는 메인 듀티 솔레노이드 밸브 및 메인 어져스트 스크류와, 이 메인 듀티 솔레노이드 밸브 및 메인 어져스트 스크류를 통한 LP가스와 공기를 혼합하여 엔진의 흡기 매니폴드로 공급하는 믹서와, 상기 베이퍼라이저의 제2감압실로부터 연장되어 상기 믹서로 연결되어 LP가스의 주공급로를 형성하는 주관로를 포함하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템에 있어서,상기 베이퍼라이저와 상기 믹서 사이에는차량의 주행시에 보조적으로 연료 공급이 이루어지도록 상기 베이퍼라이저의 제1감압실로부터 상기 믹서의 벤튜리부의 주관로로 연결되는 제1바이패스 관로와;차량의 시동 및 아이들링시에 보조적으로 연료 공급이 이루어지도록 상기 제1바이패스 관로로부터 분지하여 상기 믹서의 스로틀 밸브 전후단으로 연결되는 제2바이패스 관로;가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 제1바이패스 관로에는 제1감압실로부터 나오는 LP가스를 단속하는 슬로컷 솔레노이드 밸브 및 LP가스의 양을 듀티 제어하는 슬로 듀티 솔레노이드 밸브가설치되며,상기 제2바이패스 관로의 스로틀 밸브 후단측으로는 차량의 시동시 LP가스의 연료 공급을 단속하는 스타트 솔레노이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 믹서는스로틀 밸브의 전단으로부터 후단으로 공기를 바이패스시키는 제3바이패스 관로와;상기 제3바이패스 관로에 설치되어 공기량을 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 제어하는 ISCA(Idel speed control actuator) 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화석유가스 차량용 연료 공급 시스템.
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