KR100486833B1 - DURABILITY TEST SYSTEM FOR FUEL INJECTOR IN LPLi VEHICLES - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LPLi 시스템을 장착한 LPG 차량용 연료분사기를 통하여 연료를 분사하고 이를 다시 회수함으로써 연료분사기의 반복적인 분사실험을 할 수 있는 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an endurance test system for an LPLi vehicle fuel injector capable of repeatedly injecting a fuel injector by injecting fuel and recovering the fuel through an LPG vehicle fuel injector equipped with an LPLi system.
본 발명에 따른 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템은, LPG가 액체상태로 저장되어 있는 LPG 봄베(bombe)와; 상기 LPG 봄베의 내부에 설치되어 LPG 연료를 포화증기압 이상으로 가압하여 외부로 이송시키는 LPG 연료펌프와; 상기 LPG 연료펌프와 연료 공급라인을 통하여 연결되어 있어 이로부터 연료를 공급받아 분사구를 통해 연료를 분사하는 연료분사기와; 상기 연료분사기의 분사구와 연결되고 이 분사구로부터 분사되는 연료를 받아 임시 저장하였다가 이 연료를 연료 회수라인을 통해 상기 LPG 봄베로 이송시키는 LPG 연료탱크; 및 상기 연료분사기와 LPG 연료탱크에 연료 이송라인을 통해 연결되어 상기 연료분사기에서 분사되지 않은 연료의 압력을 상기 LPG 연료탱크 압력으로 감압하여 상기 LPG 연료탱크로 이송시키는 레귤레이터(regulator)를 포함한다.An endurance test system for an LPLi vehicle fuel injector according to the present invention includes: an LPG bombe in which LPG is stored in a liquid state; An LPG fuel pump installed inside the LPG cylinder to pressurize the LPG fuel to a saturated steam pressure or higher and to transfer the LPG fuel to the outside; A fuel injector connected to the LPG fuel pump through a fuel supply line to receive fuel from the LPG fuel pump and to inject fuel through an injection hole; An LPG fuel tank connected to an injection hole of the fuel injector and temporarily storing fuel injected from the injection hole and transferring the fuel to the LPG cylinder through a fuel recovery line; And a regulator connected to the fuel injector and the LPG fuel tank through a fuel transfer line to reduce the pressure of the fuel not injected from the fuel injector to the LPG fuel tank pressure to transfer the LPG fuel tank to the LPG fuel tank.
Description
본 발명은 LPLi 차량용 부품의 평가 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LPLi 차량용 연료분사기를 통하여 연료를 분사하고 이를 다시 회수함으로써 연료분사기의 반복적인 분사실험을 할 수 있는 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for evaluating parts for LPLi vehicles, and more particularly, to a durability test system for an LPLi vehicle fuel injector capable of repeatedly injecting a fuel injector by injecting fuel and recovering the fuel through an LPLi vehicle fuel injector. It is about.
최근 트럭 또는 버스 등의 대형상용 디젤 차량으로부터 배출되는 입자상 물질과 질소산화물 등의 유해배출가스가 대도시의 주된 환경오염원으로 인식되면서 여러 가지 환경 친화적 대체연료 엔진의 개발이 모색되고 있다.Recently, as particulates emitted from large commercial diesel vehicles such as trucks and buses, and harmful emissions such as nitrogen oxides are recognized as major environmental pollution sources in large cities, various environmentally friendly alternative fuel engines are being sought.
그 중 LPG(Liquefied Petroleum Gas, 액화 석유 가스) 연료는 저공해성뿐만 아니라 안전성, 경제성의 측면에서 가장 각광받고 있으며, 이러한 LPG 연료와 관련된 연료공급기술은 1세대 단순 믹서방식에서 2세대의 피드백 믹서방식으로 발전하였고, 현재 3세대의 가스 또는 액상 포트분사방식으로 전환이 이루어지고 있다.LPG (Liquefied Petroleum Gas) LPG (Liquefied Petroleum Gas) fuel is attracting the most attention in terms of safety and economics as well as low pollution, and the fuel supply technology related to such LPG fuel is the first-generation simple mixer and the second-generation feedback mixer. Has been developed and is currently being converted to the third generation gas or liquid port injection method.
특히 LPLi(Liquid Phase LPG injection) 시스템은 LPG 연료를 액상상태로 분사하는 방식을 채택한 것으로 분사 시 액상 LPG 연료의 기화잠열에 의한 흡입공기온도의 감소로 인하여 흡입 체적효율 및 출력의 상승과 배기가스온도 감소 그리고 노킹(knocking) 저감 등의 이점을 가지고 있다.In particular, LPLi (Liquid Phase LPG injection) system adopts the method of injecting LPG fuel into the liquid phase.Injection volume efficiency and output increase and exhaust gas temperature are reduced due to the reduction of the intake air temperature by the latent heat of vaporization of liquid LPG fuel during the injection. It has advantages such as reduction and knocking reduction.
이러한 LPLi 시스템을 장착한 LPG 차량에 있어서 LPG 연료는 액상분사가 이루어지도록 연소실까지 연료공급라인을 따라 이송되는 동안 액상으로 유지되어야 하며, 이를 위해 고압 연료펌프 및 압력 조절기를 이용하여 LPG의 액화에 필요한 압력 이상으로 가압하여 공급하게 된다.In the LPG vehicle equipped with the LPLi system, the LPG fuel must be maintained in the liquid phase while being transported along the fuel supply line to the combustion chamber so that the liquid injection is performed. For this purpose, LPG fuel is required for the liquefaction of the LPG using a high pressure fuel pump and a pressure regulator. The pressure is supplied above the pressure.
따라서, 이러한 LPLi 시스템에 장착되는 연료분사기(injector)의 성능을 측정하기 위해서는 연료분사기에서 분사될 때까지 LPG 연료를 액상으로 공급/회수할 수 있어야 하며, 기존의 가솔린 또는 디젤엔진용 연료분사기의 내구실험 시스템으로는 이러한 기능을 수행할 수 없었다.Therefore, in order to measure the performance of the fuel injector installed in the LPLi system, it is necessary to be able to supply / recover the LPG fuel in the liquid phase until it is injected from the fuel injector. The experimental system could not perform this function.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 액상의 LPG 연료를 LPLi 시스템에 장착되는 연료분사기로 공급하여 분사한 다음 회수하는 과정을 반복함으로써 연료분사기의 내구실험을 할 수 있는 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to endurance experiment of the fuel injector by repeating the process of supplying and injecting the liquid LPG fuel to the fuel injector mounted on the LPLi system To provide an endurance testing system for LPLi vehicle fuel injectors.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, LPG가 액체상태로 저장되어 있는 LPG 봄베(bombe)와; 상기 LPG 봄베의 내부에 설치되어 LPG 연료를 포화증기압 이상으로 가압하여 외부로 이송시키는 LPG 연료펌프와; 상기 LPG 연료펌프와 연료 공급라인을 통하여 연결되어 있어 이로부터 연료를 공급받아 분사구를 통해 연료를 분사하는 연료분사기와; 상기 연료분사기의 분사구와 연결되고 이 분사구로부터 분사되는 연료를 받아 임시 저장하였다가 이 연료를 연료 회수라인을 통해 상기 LPG 봄베로 이송시키는 LPG 연료탱크; 및 상기 연료분사기와 LPG 연료탱크에 연료 이송라인을 통해 연결되어 상기 연료분사기에서 분사되지 않은 연료의 압력을 상기 LPG 연료탱크 압력으로 감압하여 상기 LPG 연료탱크로 이송시키는 레귤레이터(regulator)를 포함하는 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, LPG bombe (LPPE) and the LPG is stored in a liquid state; An LPG fuel pump installed inside the LPG cylinder to pressurize the LPG fuel to a saturated steam pressure or higher and to transfer the LPG fuel to the outside; A fuel injector connected to the LPG fuel pump through a fuel supply line to receive fuel from the LPG fuel pump and to inject fuel through an injection hole; An LPG fuel tank connected to an injection hole of the fuel injector and temporarily storing fuel injected from the injection hole and transferring the fuel to the LPG cylinder through a fuel recovery line; And a regulator connected to the fuel injector and the LPG fuel tank through a fuel transfer line to reduce the pressure of the fuel not injected from the fuel injector to the LPG fuel tank to transfer the regulator to the LPG fuel tank. Provided is an endurance test system for a vehicle fuel injector.
상기 연료 공급라인에는 차단밸브(shut-off valve)가 설치되어 연료의 흐름을 차단 또는 밀봉할 수 있으며, 상기 연료분사기에는 연료분사 제어기가 연결되어 연료의 분사시기 및 분사회수를 조절할 수 있다.A shut-off valve may be installed in the fuel supply line to block or seal the flow of fuel, and a fuel injection controller may be connected to the fuel injector to control the injection timing and the number of injection parts of the fuel.
상기 연료 이송라인에는 레귤레이터가 설치되어 LPG 연료를 적당한 압력(탱크내의 압력)으로 감압하게 되며, LPG 연료탱크와 연료 공급라인에는 각각 온도 및 압력센서가 설치되어 내구실험을 하는 동안 전체 시스템의 안정성을 판단하는 데 도움을 준다.A regulator is installed in the fuel transfer line to reduce the LPG fuel to an appropriate pressure (pressure in the tank), and a temperature and pressure sensor is installed in the LPG fuel tank and the fuel supply line, respectively, to maintain stability of the entire system during the durability test. Help to judge
본 발명에 따른 내구실험 시스템은 특히 LPG 액상분사(LPLi) 방식 전용 연료분사기에 적용하는 것이 바람직하다.In particular, the durability test system according to the present invention is preferably applied to an LPG liquid injection (LPLi) type fuel injector only.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a durability test system of an LPLi vehicle fuel injector according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템은 LPG 연료펌프(12)에서 LPG 연료를 가압하여 연료분사기(16)로 공급하면, 연료분사기(16)는 연료를 LPG 연료탱크(20)로 분사하고, LPG 연료탱크(20)는 분사된 연료를 회수하였다가 다시 LPG 연료펌프(12)로 보내게 된다.Referring to FIG. 1, when the durability test system of an LPLi vehicle fuel injector pressurizes LPG fuel from an LPG fuel pump 12 and supplies the fuel to the fuel injector 16, the fuel injector 16 supplies fuel to the LPG fuel tank 20. And the LPG fuel tank 20 recovers the injected fuel and sends it back to the LPG fuel pump 12.
LPG 봄베(bombe)(10)는 LPG를 액체상태로 저장하는 역할을 하며, 연료 공급라인(14)과 연료 회수라인(25)이 동시에 연결된다.LPG bombe (bombe) 10 serves to store the LPG in a liquid state, the fuel supply line 14 and the fuel recovery line 25 is connected at the same time.
LPG 연료펌프(12)는 LPG 봄베(10)의 내부에 설치되며, LPG 연료를 포화증기압 이상으로 가압하여 연료 공급라인(14)을 통하여 외부로 이송시킨다. 일례로 LPG 연료펌프(12)는 상기 LPG 연료를 증기압 + 5기압 (대략 10기압) 정도의 압력으로 공급할 수 있다.The LPG fuel pump 12 is installed inside the LPG cylinder 10 and pressurizes the LPG fuel above the saturated steam pressure and transfers it to the outside through the fuel supply line 14. For example, the LPG fuel pump 12 may supply the LPG fuel at a pressure of about +5 atm (about 10 atm).
LPG 연료펌프(12)로부터 시작되는 연료 공급라인(14)은 연료분사기(16)까지 연결되며, 그 중간에는 차단밸브(15)가 설치되어 연료의 흐름을 차단 또는 밀봉할 수 있다. 이러한 연료 공급라인(14)은 연료 파이프 또는 연료 호스로 이루어진다.The fuel supply line 14 starting from the LPG fuel pump 12 is connected to the fuel injector 16, and in the middle thereof, a shutoff valve 15 may be installed to block or seal the flow of fuel. This fuel supply line 14 consists of a fuel pipe or fuel hose.
연료분사기(16)는 연료 공급라인(14)으로부터 연료를 공급받아 분사구(16b)를 통하여 연료를 이와 연결된 LPG 연료탱크(20) 내로 분사하게 된다. 이 때, 연료분사기(16)에는 연료분사 제어기(27)가 연결되어 연료의 분사시기 및 분사회수를 조절할 수 있으며, 이러한 연료분사 제어기(27)에는 전원 공급장치(29)가 연결되어 작동에 필요한 전원을 공급하게 된다.The fuel injector 16 receives fuel from the fuel supply line 14 and injects fuel into the LPG fuel tank 20 connected thereto through the injection hole 16b. At this time, the fuel injection controller 16 is connected to the fuel injection controller 27 to adjust the injection timing and the number of injection of the fuel, the fuel injection controller 27 is connected to the power supply 29 is required for operation It will supply power.
연료분사기(16)는 LPG 연료탱크(20)와 분사구(16b)를 통해 직접 연결되는 것 외에 연료 이송라인(23)을 통해서 별도로 연결된다. 즉, 연료분사기(16)에는 연료 공급라인(14)이 연결되는 공급구(16a), 연료를 분사하는 분사구(16b), 분사되지 않은 연료를 배출하는 배출구(16c)가 형성되는 바, 연료 이송라인(23)이 연료분사기(16)의 배출구(16c)와 LPG 연료탱크(20) 사이에 연결되어 분사되지 않은 연료를 상기 LPG 연료탱크(20)로 회수하게 된다. 연료 이송라인(23)은 연료 파이프 또는 연료 호스로 이루어진다.The fuel injector 16 is connected directly through the fuel transfer line 23 in addition to being directly connected through the LPG fuel tank 20 and the injection port 16b. That is, the fuel injector 16 is provided with a supply port 16a to which the fuel supply line 14 is connected, an injection port 16b for injecting fuel, and an outlet port 16c for discharging uninjected fuel, thereby providing fuel transfer. A line 23 is connected between the outlet 16c of the fuel injector 16 and the LPG fuel tank 20 to recover the uninjected fuel to the LPG fuel tank 20. The fuel transfer line 23 consists of a fuel pipe or a fuel hose.
연료 이송라인(23)의 중간에는 압력센서(18)와 레귤레이터(21)가 이 순서대로 설치되게 된다. 압력센서(18)는 연료분사기(16)의 배출구(16c)로부터 배출되는 LPG 연료의 압력을 감지하여 엔진이 ECU(중앙처리장치)(미도시)로 신호를 보내며, 레귤레이터(21)는 그 압력을 기준으로 LPG 연료의 압력을 연료탱크 압력까지 감압시켜 LPG 연료탱크(20)로 이송시킨다. 따라서 LPG 연료탱크(20)에는 연료분사기(16)로부터 분사된 LPG 연료뿐만 아니라 분사되지 않은 연료까지 모을 수 있게 된다.In the middle of the fuel transfer line 23, the pressure sensor 18 and the regulator 21 are installed in this order. The pressure sensor 18 senses the pressure of the LPG fuel discharged from the outlet 16c of the fuel injector 16, and the engine sends a signal to an ECU (Central Processing Unit) (not shown), and the regulator 21 controls the pressure. By reducing the pressure of the LPG fuel to the fuel tank pressure on the basis of the transfer to the LPG fuel tank (20). Therefore, the LPG fuel tank 20 can collect not only the LPG fuel injected from the fuel injector 16 but also the fuel not injected.
LPG 연료탱크(20)는 LPG 봄베(10)와 연료 회수라인(25)으로 연결되어 있으며, LPG 연료탱크(20)에 임시로 저장된 LPG 연료는 이 연료 회수라인(25)을 통해 LPG 봄베(10)로 회수된다. 연료 회수라인(25)은 연료 파이프 또는 연료 호스로 이루어지며, LPG 연료탱크(20)로부터 LPG 봄베(10)로의 원활한 연료 운송을 위하여 펌프 시스템(미도시)이 설치될 수 있다.The LPG fuel tank 20 is connected to the LPG cylinder 10 and the fuel recovery line 25, and LPG fuel temporarily stored in the LPG fuel tank 20 is connected to the LPG cylinder 10 through the fuel recovery line 25. ) Is recovered. The fuel recovery line 25 is composed of a fuel pipe or a fuel hose, and a pump system (not shown) may be installed for smooth fuel transportation from the LPG fuel tank 20 to the LPG cylinder 10.
LPG 봄베(10)에 회수된 연료는 LPG 연료펌프(12)에 의하여 다시 연료 공급라인(14)으로 공급되면서 본 발명에 따른 내구실험 시스템을 순환하게 된다.The fuel recovered in the LPG cylinder 10 is supplied to the fuel supply line 14 by the LPG fuel pump 12 to circulate the durability test system according to the present invention.
이렇게 LPG 연료가 분사 및 회수의 과정을 반복하면서 일정한 횟수나 시간을 운전한 전/후에 내구성을 판단할 수 있는 여러 가지 항목, 예를 들면 연료분사기의 분사량, 분사패턴, 분사각, 분사길이 등을 광학적인 실험장치(미도시)를 이용하여 측정하여 내구실험을 함으로써 발생하는 연료분사기의 이상정도를 판단하게 된다. 본 발명에 따른 내구실험 시스템에 의하여 연료분사기(16)의 내구성능을 평가할 수 있도록 장기간의 반복분사를 가능하게 하는 것으로, 특히 LPG 액상분사(LPLi) 방식 전용 연료분사기의 내구성능을 측정하기 위하여 적용하는 것이 바람직하다.As LPG fuel repeats the process of injection and recovery, various items that can judge durability before and after driving a certain number or time, for example, injection quantity, injection pattern, injection angle, injection length of fuel injector, etc. The abnormality of the fuel injector generated by the endurance test by measuring by using an optical experimental device (not shown) is determined. By the durability test system according to the present invention to enable the long-term repeated injections to evaluate the durability of the fuel injector 16, in particular applied to measure the durability of the LPG liquid injection (LPLi) type fuel injector It is desirable to.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험시스템에 의하면, LPG 액상분사 방식 전용 연료분사기의 반복 분사에 의하여 분사된 연료를 폐기하지 않고 회수하여 재공급함으로써, 연료의 낭비를 막을 수 있고 장시간 운전 시에도 시스템의 안정성을 확보하여 연료분사기의 내구성 평가를 원활히 수행할 수 있도록 해주는 효과가 있다.As described above, according to the endurance test system of the LPLi vehicle fuel injector according to the present invention, it is possible to prevent the waste of fuel by recovering and re-supplying the injected fuel without repeating the injection of the LPG liquid injection type fuel injector. It also has the effect of ensuring the durability of the fuel injector by ensuring the stability of the system even during long operation.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LPLi 차량용 연료분사기의 내구실험 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a durability test system of an LPLi vehicle fuel injector according to an exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: LPG 봄베 12: LPG 연료펌프10: LPG Bomb 12: LPG Fuel Pump
13, 15: 차단 밸브 14: 연료 공급라인13, 15: shutoff valve 14: fuel supply line
16: 연료분사기 18: 압력센서16: fuel injector 18: pressure sensor
20: LPG 연료탱크 21: 레귤레이터20: LPG fuel tank 21: regulator
23: 연료 이송라인 25: 연료 회수라인23: fuel transfer line 25: fuel recovery line
27: 연료분사 제어기 29: 전원 공급장치27: fuel injection controller 29: power supply
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