KR100411053B1 - A fuel supply system for a diesel engine - Google Patents
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Abstract
연료 분사시기 및 연료 분사량을 보다 정밀하게 제어할 수 있도록,To precisely control the fuel injection timing and fuel injection amount,
연료펌프에서 생성된 연료 압력을 연료 파이프를 통해 인젝터에 공급하여, 상기 인젝터에서는 상기 연료 압력에 의해 연료를 분사하고, 잔류 연료는 리턴 파이프를 통해 연료탱크로 회수되는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 있어서,In the fuel supply system of a diesel engine in which the fuel pressure generated in the fuel pump is supplied to the injector through the fuel pipe, the injector injects fuel by the fuel pressure, and the residual fuel is recovered to the fuel tank through the return pipe. ,
상기 연료 파이프는 인젝터에 연료 압력을 공급하는 공급 파이프 및 상기 리턴 파이프로 분기되는 분기로로 밸브에 의해 분기되어,The fuel pipe is branched by a valve into a branch path branched to a supply pipe and a return pipe for supplying fuel pressure to an injector,
상기 밸브는, 상기 연료펌프로부터 연료 압력을 공급받아, 제어신호에 의해 상기 공급 파이프 및 분기로로 연료 압력의 공급을 제어하며,The valve receives the fuel pressure from the fuel pump, and controls the supply of fuel pressure to the supply pipe and the branch path by a control signal,
상기 밸브와 연결되어 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템을 제공한다.It is connected to the valve provides a fuel supply system of a diesel engine comprising a control unit for controlling the operation of the valve.
Description
본 발명은 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연료 분사시기 및 연료 분사량을 보다 정밀하게 제어하는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system of a diesel engine, and more particularly, to a fuel supply system of a diesel engine for more precisely controlling the fuel injection timing and fuel injection amount.
주지하는 바와 같이 내연기관 엔진은 연소실 내에 공기와 연료를 흡입하여 연소시킴으로써 동력을 발생하는 장치로서, 디젤 엔진은 압축 착화 방식으로 공기와 혼합된 연료를 연소시키고 있다.As is well known, an internal combustion engine is a device that generates power by sucking and burning air and fuel in a combustion chamber, and a diesel engine burns fuel mixed with air in a compression ignition manner.
디젤 엔진에서의 연료의 공급은, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료펌프(110)로부터 연료 파이프(120)를 통해 인젝터(130)에 공급되어 연소실(140)로 분사되며,상기 인젝터(130)에서 분사되지 아니한 연료는 리턴 파이프(150)를 통해 연료탱크(도시하지 않음)로 회수된다.Supply of fuel in the diesel engine, as shown in Figure 1, is supplied to the injector 130 through the fuel pipe 120 from the fuel pump 110 is injected into the combustion chamber 140, the injector 130 Fuel that is not injected at is recovered to a fuel tank (not shown) through the return pipe 150.
상기와 같은 종래의 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에서는, 연료펌프(110)가 연료 압력을 생성하면, 상기 연료 압력은 연료 파이프(120)를 통해 인젝터(130)에 전달되고, 상기 인젝터(130)는 상기 연료 압력이 설정압력 이상이 경우에 연료를 분사한다. 상기 설정압력 이상인 경우에 분사되도록 하기 위하여, 상기 인젝터(130) 내에는 탄성력을 보유하는 스프링을 포함하고 있으며, 상기 연료 압력이 상기 스프링의 탄성력 이상이 되는 경우에 연료가 상기 인젝터(130) 내부를 통과하여 분사되게 되는 것이다.In the fuel supply system of the conventional diesel engine as described above, when the fuel pump 110 generates the fuel pressure, the fuel pressure is transmitted to the injector 130 through the fuel pipe 120, the injector 130 is The fuel is injected when the fuel pressure is higher than the set pressure. In order to be injected when the pressure is greater than the set pressure, the injector 130 includes a spring for holding an elastic force, when the fuel pressure is greater than the elastic force of the spring, the fuel is injected into the injector 130 It will be sprayed through.
그런데 상기와 같은 종래기술의 디젤 엔진의 연료 공급은, 엔진의 회전에 연동하여 구동되는 상기 연료펌프(110)에서 발생되는 연료 압력에 의해 분사시기 및 분사량이 결정됨으로 인하여, 연소실(140) 내에 연소되는 연료 분사시기 및 분사량이 정밀도 및 정확성을 개선할 여지가 많이 있었다.However, the fuel supply of the diesel engine of the prior art as described above, the injection time and the injection amount is determined by the fuel pressure generated in the fuel pump 110 driven in conjunction with the rotation of the engine, the combustion in the combustion chamber 140 There was a lot of room for improvement in precision and accuracy of the fuel injection timing and injection volume.
즉, 연료펌프(110)에서 인젝터(130)로 연결되는 연료 파이프(120)에는 연료가 항상 잔류하게 되고 이 연료는 실제로 100% 비압축 액체가 아니므로, 연료펌프(110)에서 인젝터(130)로 연료 압력이 공급될 때에는 시간차가 발생하게 되는 것이다.That is, fuel always remains in the fuel pipe 120 connected from the fuel pump 110 to the injector 130, and since the fuel is not actually 100% uncompressed liquid, the injector 130 in the fuel pump 110. When the fuel pressure is supplied, a time difference occurs.
따라서, 본 발명의 목적은 연료 분사시기 및 연료 분사량을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel supply system for a diesel engine that can more precisely control the fuel injection timing and fuel injection amount.
도 1은 본 발명의 종래 기술에 의한 디젤 엔진의 연료 공급 시스템의 일예에 관한 구성도이다.1 is a block diagram of an example of a fuel supply system of a diesel engine according to the prior art of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 디젤 엔진의 연료 공급 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a fuel supply system of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
도 3은 솔레노이드 밸브에 관한 도 1의 A 부분의 확대도이다.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1 relating to a solenoid valve.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디젤 엔진의 연료 공급 시스템은,In order to achieve the above object, a fuel supply system of a diesel engine according to the present invention is provided.
연료펌프에서 생성된 연료 압력을 연료 파이프를 통해 인젝터에 공급하여, 상기 인젝터에서는 상기 연료 압력에 의해 연료를 분사하고, 잔류 연료는 리턴 파이프를 통해 연료탱크로 회수되는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 있어서,In the fuel supply system of a diesel engine in which the fuel pressure generated in the fuel pump is supplied to the injector through the fuel pipe, the injector injects fuel by the fuel pressure, and the residual fuel is recovered to the fuel tank through the return pipe. ,
상기 연료 파이프는 인젝터에 연료 압력을 공급하는 공급 파이프 및 상기 리턴 파이프로 분기되는 분기로로 밸브에 의해 분기되어,The fuel pipe is branched by a valve into a branch path branched to a supply pipe and a return pipe for supplying fuel pressure to an injector,
상기 밸브는, 상기 연료펌프로부터 연료 압력을 공급받아, 제어신호에 의해 상기 공급 파이프 및 분기로로 연료 압력의 공급을 제어하며,The valve receives the fuel pressure from the fuel pump, and controls the supply of fuel pressure to the supply pipe and the branch path by a control signal,
상기 밸브와 연결되어 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit connected to the valve to control the operation of the valve.
상기 밸브는 전류의 입력에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.The valve is preferably a solenoid valve actuated by the input of a current.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 디젤 엔진의 연료 공급 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a fuel supply system of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 디젤 엔진의 연료 공급 시스템은,As shown in Figure 2 the fuel supply system of the diesel engine according to an embodiment of the present invention,
연료펌프(110)에서 생성된 연료 압력을 연료 파이프(120)를 통해 인젝터(130)에 공급하여, 상기 인젝터(130)에서는 상기 연료 압력에 의해 연료를 분사하고, 잔류 연료는 리턴 파이프(150)를 통해 연료탱크로 회수되는 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 있어서,The fuel pressure generated by the fuel pump 110 is supplied to the injector 130 through the fuel pipe 120, and the injector 130 injects fuel by the fuel pressure, and the residual fuel is returned to the return pipe 150. In the fuel supply system of a diesel engine that is recovered to the fuel tank through
상기 연료 파이프(120)에는, 상기 연료 파이프(120)를 통해 연료펌프(110)로부터 연료 압력을 공급받아, 제어신호에 의해 구동되어 상기 인젝터(130) 및 리턴 파이프(150)로 연료 압력의 공급을 제어하는 밸브(210)가 설치되고,The fuel pipe 120 receives fuel pressure from the fuel pump 110 through the fuel pipe 120 and is driven by a control signal to supply fuel pressure to the injector 130 and the return pipe 150. To control the valve 210 is installed,
상기 밸브(210)와 연결되어 상기 밸브(210)의 작동을 제어하는 제어부(220)를 포함한다.It is connected to the valve 210 and includes a control unit 220 for controlling the operation of the valve (210).
상기 밸브(210)는 전류의 입력에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브로 하는 것이 바람직하다.The valve 210 is preferably a solenoid valve operated by the input of a current.
상기 제어부(220)는 상기 솔레노이드 밸브에 전류를 공급하여 구동함으로써 상기 연료 파이프(120)로부터 공급되는 연료 압력 중 리턴 파이프(150)와 연결되는 분기로(235)를 통해 회수되는 연료 압력 및 인젝터(130)에 연료를 공급하는 공급 파이프(230)에 공급되는 연료 압력을 조절한다.The controller 220 supplies fuel by driving a current to the solenoid valve to drive the fuel pressure and the injector recovered through the branch passage 235 connected to the return pipe 150 among the fuel pressures supplied from the fuel pipe 120. The fuel pressure supplied to the supply pipe 230 for supplying fuel to 130 is adjusted.
상기 제어부(220)는 엔진의 동작 상태에 따라 상기 밸브를 제어하도록 임의의 구성으로 할 수 있으나, 일예로는 엔진의 동작 상태에 따라 설정된 로직을 수행하도록 프로그램된 마이크로 프로세서로 할 수 있으며, 상기 마이크로 프로세서는 엔진을 제어하는 통상의 전자제어유닛(Electronic Control Unit)으로 할 수 있다.The control unit 220 may be any configuration to control the valve according to the operating state of the engine, for example, may be a microprocessor programmed to perform logic set according to the operating state of the engine, the micro The processor may be a conventional electronic control unit for controlling the engine.
도 3은 상기 솔레노이드 밸브에 관한 도 1의 A 부분의 확대도이다.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1 relating to the solenoid valve.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 솔레노이드 밸브(210)는, 상기 연료 파이프(120)와 연결되는 제1포트(310), 상기 제1포트(310)의 상부에 위치되어 상기 리턴 파이프(150)에 연결된 분기로(235)와 연결되는 제3포트(330) 및 상기 제1포트(310)의 하부에 위치되어 상기 인젝터(130)에 연결되는 공급 파이프(230)와 연결되는 제2포트(320)를 구비하고, 상기 제1,2,3포트(310,320,330) 사이에 개재하여 상기 제1포트(310)로부터 공급되는 연료 압력을 상기 제2포트(320) 및 상기 제3포트(330)에 분할하여 공급하도록 전류 공급에 의해 전후진하는 스풀(340)을 포함하고, 상기 스풀은 상기 제어부(220)에 의해 공급되는 전류에 의해 자기장을 발행하는 솔레노이드(350) 및 스프링(360)의 상호작용에 의해 전후진한다.As shown in FIG. 3, the solenoid valve 210 is located at a first port 310 connected to the fuel pipe 120 and at an upper portion of the first port 310 to return the 150. A third port 330 connected to the branch passage 235 connected to the second port 320 located at a lower portion of the first port 310 and connected to a supply pipe 230 connected to the injector 130. And dividing the fuel pressure supplied from the first port 310 into the second port 320 and the third port 330 between the first, second and third ports 310, 320, and 330. And a spool 340 which is advanced back and forth by a current supply so as to supply the spool, and the spool is formed by the interaction of the solenoid 350 and the spring 360 which generate a magnetic field by the current supplied by the controller 220. Advance back and forth by
이하 본 발명의 디젤 엔진의 연료 공급 시스템의 작동을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the fuel supply system of the diesel engine of the present invention as follows.
설정된 로직에 의해 상기 제어부(220)가 연료의 최대 공급 조건이라고 판단되면, 상기 밸브(210)를 작동하여 상기 연료 파이프(120)의 압력이 전부 공급 파이프(230)에 전달되도록 한다. 따라서 이 때에는 상기 공급 파이프(230) 내의 압력은 상기 분기로(235)의 압력 및 상기 인젝터 내의 스프링 탄성력의 합보다 충분히 높은 압력이 되어 최대량으로 분사된다.When it is determined that the controller 220 is the maximum supply condition of the fuel by the set logic, the valve 210 is operated to transmit all the pressure of the fuel pipe 120 to the supply pipe 230. Therefore, at this time, the pressure in the supply pipe 230 becomes a pressure that is sufficiently higher than the sum of the pressure of the branch passage 235 and the spring elastic force in the injector is injected at the maximum amount.
연료의 최대 공급 조건이 아닌 경우에는, 상기 제어부(220)는 연료의 분사량을 조절하기 위하여 상기 밸브(210)를 조절함으로써 상기 연료 파이프(120)의 압력 중 상기 공급 파이프(230)에 전달되는 압력을 조절한다. 따라서 이 때에는 상기 공급 파이프(230)를 통해 상기 인젝터(130)에 공급되는 연료 압력은, 상기 리턴 파이프(150) 압력 및 상기 인젝터(130) 내의 스프링 탄성력의 합보다는 높되, 그 압력이 제어되어 분사량이 제어되게 된다.When the fuel is not at the maximum supply condition, the controller 220 controls the valve 210 to adjust the injection amount of the fuel, so that the pressure transmitted to the supply pipe 230 of the pressure of the fuel pipe 120 is adjusted. Adjust Therefore, at this time, the fuel pressure supplied to the injector 130 through the supply pipe 230 is higher than the sum of the pressure of the return pipe 150 and the spring elastic force in the injector 130, and the pressure is controlled so that the injection amount Will be controlled.
연료를 공급하지 않을 경우에는 상기 제어부(220)는 상기 밸브(210)를 조절함으로써, 상기 공급 파이프(230)에 공급되는 연료 압력이 상기 리턴 파이프(150) 및 상기 인젝터(130) 내의 스프링 탄성력의 합보다 낮은 임의의 값으로 제어한다.When no fuel is supplied, the control unit 220 adjusts the valve 210 so that the fuel pressure supplied to the supply pipe 230 is reduced by the spring elastic force in the return pipe 150 and the injector 130. Control to any value lower than the sum.
이상으로 본 발명의 디젤 엔진의 연료 공급 시스템에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.As mentioned above, although preferred embodiment regarding the fuel supply system of the diesel engine of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A person of ordinary skill in the art to which this invention belongs from the embodiment of this invention is described. It includes all changes in the range which are easily changed by and deemed to be equal.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제어부는 엔진의 회전수 및 부하의 요구에 따라 분사시기 및 분사율을 설정된 로직에 의해 결정하여 분사할 수 있게 되므로 정확하고 정밀한 연료 분사량 제어가 가능하게 된다.According to the embodiment of the present invention, the control unit can determine and inject the injection timing and the injection rate by the set logic according to the request of the engine speed and the load, thereby enabling accurate and precise fuel injection amount control.
특히 압축 착화식인 디젤 엔진에서는 초기 분사량인 파일럿 분사(Pilot Injection)에 의해 착화시점을 조절하게 되는데 이러한 파일럿 분사를 정밀하게 제어할 수 있게 되므로 엔진의 성능을 향상시킬 수 있고, 노킹을 방지할 수 있게 된다.Particularly, the compression ignition type diesel engine adjusts the ignition time by pilot injection, which is an initial injection amount. The pilot injection can be precisely controlled, so that the engine performance can be improved and knocking can be prevented. do.
또한, 엔진이 회전함에 따라 연료펌프에서 공급되는 연료 압력이 급격하게 증가하는 것을 제어하여 노킹(knocking)을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.In addition, as the engine rotates, the fuel pressure supplied from the fuel pump is controlled to increase rapidly, thereby effectively reducing knocking.
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