KR100345832B1

KR100345832B1 - 연료 분사량 측정장치

Info

Publication number: KR100345832B1
Application number: KR1019960028726A
Authority: KR
Inventors: 유철호
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 2002-11-11

Abstract

목적] 본 발명의 목적은 노즐에 의해 분사되는 연료분사랑을 직접 계측하므로써 정착한 분사량을 측정할 수 있는 연료분사량 측정장치를 제공하는 데 있다.

구성] 본 발명에 따른 연료분사량 측정장치는 연료공급관의 경로 상에 날개의 일부가 삽입되어 연료공급관으로 흐르는 연료에 의해 회전될 수 있게 지지부재에 회전 가능케 설치되고 다수의 날개를 갖는 터빈, 터빈의 회전축과 평행하게 지지부재에 형성된 관통공, 관통공을 사이에 두고 양측으로 설치된 광섬유, 일측의 광섬유를 통해 관통공쪽으로 빛을 발생하는 광원, 타측의 광섬유를 통해 전송되어오는 펄스 형태의 광을 감지하기 위한 디텍터 및 디텍터에서 감지된 광 펄스의 수를 세기 위한 카운터를 포함하는 구성으로 이루어져 있고, 연료분사량을 직접적으로 측정할 수 있어 정확한 연료분사량을 알 수 있게 해준다는 효과를 제공한다.

Description

연료분사량 측정장치

[기술 분야]

본 발명은 연료분사량 측정장치에 관한 것으로, 특히 디젤기판에서 노즐에 의헤 분사되는 연료량을 측정하기 위한 연료분사량 측정장치에 관한 것이다.

[종래 기술]

일반적으로 디젤기관에서 연료분사량과 분사시기는 기관성능과 배출가스의 성상에 큰 영향을 미치므로 연료의 분사량과 분사시기를 정확하게 제어해주어야 한다. 또한, 기관에서 발생하는 토오크는 연소하는 연료의 량에 따라 결정되므로, 운전자가 의도하는 기관의 회전속도와 출력을 얻기 위해 연소실에 분사하는 연료의 양을 정확하게 제어하여야 한다. 연료분사량을 정확하게 제어하기 위해서는 기관 제작시 노즐에 의해 분사되는 연료의 량을 정확하게 측정하여 연료분사장치를 개선하여 주어야 된다.

제 1도는 분사량 제어기구를 나타낸 도면이다. 제 1도에 나타낸 바와 같이 분사량 제어기구는 제어 랙(12), 제어 랙(12)에 의해 구동되는 제어 피니언(14) 및 이 제어 피니언(14)에 결합된 제어 슬리브(16)로 이루어져 있다. 제어 슬리딘(16) 내주면으로는 플런저 배럴(22)이 결합되어 있고, 플런저 배럴(22) 내주면에 플런저(24)가 결합되어 있다. 플런저(24)의 구동 페이스(25)는 는 제어 슬리브(16)의 홈에 끼어 있어, 캠의 구동으로 상하운동을 함과 동시에 제어 슬리브에 의해 회전 가능케 되어 있다.

제 1도에서 제어랙(12)을 일측으로 움직이면 제어 피니언(14)이 회전하게 되고, 제어 피니언(14)에 결합되어 있는 제어 슬리브(16)도 회전하게 된다. 이에 따라 제어 슬리브(16)는 플런저(24)를 같은 방향으로 회전시켜주고, 플런저(24)와 플런저 배럴(22)을 통해 분사되는 연료의 량이 조정된다. 즉, 제어 랙(12)의 위치를 알면 연료분사량을 알 수 있다.

종래에는 제 1도를 통해 설명한 분사량 제어기구의 제어 랙의 위치와 엔진회전수로부터 분사량을 간접적으로 측정하였다.

이러한 종래의 방법으로는 구성부품의 가공정도나 시간에 따른 변화로 정확한 연료분사량의 측정이 어렵다.

본 발명의 목적은 노즐에 의해 분사되는 연료분사량을 직접 계측하므로써 정확한 분사량을 측정할 수 있는 연료분사량 측정장치를 제공하는 데 있다.

제 1도는 분사량 제어기구를 나타낸 도면,

제 2도는 본 발명에 따른 연료분사량 측정장치를 나타낸 도면,

제 3도는 제 2(가)도 터빈의 설치상태를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

42 : 노즐 46 : 연료공급관

50 : 터빈 50a : 터빈 날개

50b : 터빈 회전축 52a, 52b : 광섬유

60 : 지지부재 62 : 관통공

64 : 광원 66 : 디텍터

68 : 카운터

본 발명의 목적은 연료공급관을 통해 공급되는 연료를 분사하는 노즐의 연료분사량 측정장치에 있어서, 연료공급관의 경로 상에 날개의 일부가 삽입되어 연료공급관으로 흐르는 연료에 의해 회전될 수 있게 지지부재에 회전 가능케 설치되고 다수의 날개를 갖는 터빈, 터빈의 회전축과 평행하게 지지부재에 형성된 관통공, 관통공을 사이에 두고 양측으로 설치된 광섬유, 일측의 광섬유를 통해 관통공 쪽으로 빛을 발생하는 광원, 타측의 광섬유를 통해 전송되어 오는 펄스 형태의 광을 감지하기 위한 디텍터 및 디텍터에서 감지된 광 펄스의 수를 세기 위한 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사량 측정장치에 의해 달성 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

제 2도는 본 발명에 따른 연료분사량 측정장치를 나타낸 도면이고, 제 3도는 제 2도 터빈의 설치상태를 나타낸 도면이다. 제 2도에는 인젝션 비측정기(injection rate meter)(32)가 도시되어 있다. 이 인젝션 비 측정기(32)에는 항온 탱크(34), 유체펌프(36), 어큐물레이터(38)가 차례대로 연결되어 있다. 이 어큐물레이터(38)에는 솔레노이드 밸브(40)를 거쳐 연료를 분사하는 노즐(42)에 연결되어 있고, 노즐(42)은 위에서 언급한 인젝션 비 측정기(32)로 연료를 분사하도록 되어 있다. 이러한 노즐(42)에는 갭 센서(44)가 설치되어 있고, 노즐(42)로 연료를 공급하는 연료공급관(46)의 경로 상에는 압력 센서(48)와 연료공급관(46)을 통해 노즐(42)로 공급되어 분사되는 연료의 양을 측정할 수 있도록 하기 위한 터빈(50), 광섬유(52a, 52b) 등이 설치되는 데 이에 관해서는 뒤에서 제 2(가)도를 통해 더 상세히 설명한다. 광섬유(52b)는 증폭기(54)를 통해 A/D변환기(56)에 연결되어 있고, 그 외 솔레노이드 밸브(40), 압력 센서(48), 갭 센서(44), 인젝션 비 측정기(32)들도 A/D변환기(56)에 연결되어 있다. 이 A/D변환기(56)에는 컴퓨터(58)가 연결되어 있다.

즉, 실험은 유체 펌프(36)를 구동하여 연료를 고압상태로 만들고, 솔레노이드 밸브(40)를 제어하여 노즐(42)로 연료를 인젝션 비 측정기(32)로 분사하면서 연료를 순환시킨다. 이러한 과정 중 인젝션 비 측정기(32), 솔레노이드 밸브(40), 갭 센서(44), 압력 센서(48)는 해당 정보를 A/D변환기(56)로 아날로그 신호로 보내고, A/D변환기(56)는 입력되는 신호를 디지탈신호로 변환하여 이를 컴퓨터(58)로 보내 노즐(42)에서의 분사압력 등을 나타내게 한다.

한편, 연료공급관(46)에 설치되어 노즐(42)로 공급되는 연료에 의해 회전되는 터빈(50)의 회전정보는 광섬유(52b) 등을 거쳐 컴퓨터(58)로 보내져 연료분사량을 산출할 수 있도록 해주는 데, 이에 관한 사항을 제 2(가)도와 제 3도를 통해 더 상세히 설명한다. 제 2(가)도에 도시된 바와 같이 연료공급관(46)의 일측 하부에는 제 3도에 나타낸 바와 같은 지지부재(60)가 배치되어 있고, 이 지지부재(60)에는 작은 터빈(50)이 제자리 회동 가능케 설치되어 있다. 이 터빈(50)은 연료공급관(46)의 경로 상에 날개(50a)의 일부가 삽입되어 연료공급관(46)으로 흐르는 연료에 의해 회전될 수 있게 되어 있다. 터빈(50) 날개(50a)의 위쪽 끝단은 연료공급관(46) 내부 유로 높이의 1/4높이에 위치하도록 하는 것이 좋다.

지지부재(60)에는 터빈(50)의 회전축(50b) 아래쪽에 회전축(50b)과 평행하게 관통공(62)이 형성되어 있다. 이 관통공(62)의 양측에는 관통공(62)을 사이에 두고 광섬유(52a, 52b)가 각각 연결되어 있다. 이러한 일측의 광섬유(52a)의 앞쪽 끝단에는 광원(64)이 결합되어 있고, 타측의 광섬유(52b)의 뒤쪽 끝단에는 전송되어오는 펄스 형태의 광을 감지하기 위한 디텍터(66)가 결합되어 있다. 디텍터(66)에는 카운터(68)와 모니터(58a)가 연결되어 있다.

즉, 연료공급관(46)을 통해 노즐(42)쪽으로 연료가 공급되면 터빈(50)은 연료의 유체력에 의해 회전하게 되고, 광원(64)에서는 광섬유(52a)를 통해 관 통공(62) 쪽으로 빛을 보낸다. 이 때 터빈(50)의 아래쪽 날개(50a)가 관통공(62)을 막고 있으면 빛은 반대편의 광섬유(52b) 쪽으로 전달되지 않고 관통공(62)을 막고 있지 않으면 빛은 반대편의 광섬유(52b) 쪽으로 전달된다. 따라서, 터빈(50)의 회전 속도에 따라 서로 다른 주기 광펄스신호가 발생된다. 예를 들어 연료분사량이 많아 연료공급관을 통해 공급되는 연료의 공급속도가 빨라지면 터빈(50)의 회전속도로 빨라지고 광펄스신호의 주기도 빨라진다.

디텍터(66)는 광섬유(52b)를 통해 전달되어 오는 빛을 감지하고, 카운터(68)는 디텍터(66)에서 감지된 빛의 수를 세어 컴퓨터(58)로 보내 모니터(58a)에 표시하게 한다.

연료공급관(46)을 통해 노즐(42)로 공급되는 연료량, 즉, 연료분사량은 터빈(50)의 회전수에 비례하고 광펄스의 주파수는 터빈(50)의 회전수예 비례한다. 따라서, 연료분사량은 광펄스의 주파수에 비례하므로 카운터(68)에서 카운터되는 광펄스의 주파수를 알면 연료분사량을 알 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료분사량 측정장치를 이용하면 노출을 통해 분사되는 연료의 양을 직접 측정할 수 있어 매우 정확하게 연료 분사량을 측정할 수 있다.

Claims

연료공급관을 통해 공급되는 연료를 분사하는 노즐의 연료분사량 측정 장치에 있어서,

상기 연료공급관의 경로 상에 날개의 일부가 삽입되어 상기 연료공급관으로 흐르는 연료에 의해 회전될 수 있게 지지부재에 회전 가능케 설치되고 다수의 날개를 갖는 터빈;

상기 터빈의 회전측과 평행하게 상기 지지부재에 형성된 관통공;

상기 관통공을 사이에 두고 양측으로 설치된 광섬유;

상기 일측의 광섬유를 통해 상기 관통공 쪽으로 빛을 발생하는 광원;

상기 타측의 광섬유를 통해 전송되어오는 펄스 형태의 광을 감지하기 위한 디텍터; 및

상기 디텍터에서 감지된 광 펄스의 수를 세기 위한 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사량 측정장치.
제 1항에 있어서. 상기 터빈의 날개 선단은 상기 연료관 내부 유로 높이의 1/4높이에 위치하도록 한 것을 특징으로 하는 연료분사량 측정장치.
제 1항에 있어서, 상기 카운터에는 상기 터빈의 회전수를 화상으로 표시하기 위한 모니터가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사량 측정장치.