KR100486834B1 - A FUEL PUMP TEST EQUIPMENT FOR LPLi VEHICLES - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고압상태의 LPG 액상 연료를 송출할 수 있는 LPLi 전용펌프의 내구성을 평가하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for evaluating the durability of a dedicated LPLi pump capable of delivering LPG liquid fuel at high pressure.
본 발명에 따르는 LPLi 차량용 연료펌프 내구성 평가장치는, LPG 연료가 저장되는 LPG 연료탱크와; 상기 LPG 연료탱크 내에 설치되어 LPG 연료를 포화증기압 이상으로 가압하여 이송시키는 LPG 연료펌프와; 상기 LPG 연료탱크의 상단에 장착되고 상기 LPG 연료탱크의 내부에서 상기 LPG 연료펌프와 연료 이송라인을 통해 연결되어 이로부터 공급되는 연료의 불순물을 걸러내는 연료 필터와; 상기 LPG 연료탱크의 상단에 장착되고 상기 연료 필터와 커넥터로 연결되어 상기 LPG 연료펌프로부터 토출되는 연료량을 측정하는 유량계; 및 상기 LPG 연료탱크의 상단에 장착되고 상기 유량계와 연료 이송라인을 통해 연결되며 상기 LPG 연료탱크와 커넥터로 연결되어, 상기 유량계를 거쳐 이송되는 연료의 압력을 일정하게 조절하여 상기 LPG 연료탱크로 회수시키는 레귤레이터를 포함한다. 또한 상기 LPG 연료탱크와 상기 연료 필터 각각에는 온도-압력 센서가 장착되어 가압 전후의 LPG 연료의 온도 및 압력을 측정할 수 있다.LPLi vehicle fuel pump durability evaluation apparatus according to the present invention, LPG fuel tank for storing LPG fuel; An LPG fuel pump installed in the LPG fuel tank to pressurize and transport LPG fuel above a saturated steam pressure; A fuel filter mounted on an upper end of the LPG fuel tank and connected to the LPG fuel pump and a fuel transfer line in the LPG fuel tank to filter impurities of the fuel supplied therefrom; A flow meter mounted on an upper end of the LPG fuel tank and connected to the fuel filter and a connector to measure an amount of fuel discharged from the LPG fuel pump; And mounted on top of the LPG fuel tank, connected through the flow meter and the fuel transfer line, connected to the LPG fuel tank and a connector, and constantly adjusting the pressure of the fuel transferred through the flow meter to recover the LPG fuel tank. It includes a regulator. In addition, each of the LPG fuel tank and the fuel filter is equipped with a temperature-pressure sensor can measure the temperature and pressure of the LPG fuel before and after pressurization.
Description
본 발명은 LPLi 차량용 부품의 평가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압상태의 LPG 액상연료를 송출할 수 있는 LPG 전용펌프의 내구성을 평가하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for evaluating parts for LPLi vehicles, and more particularly, to a system for evaluating durability of an LPG exclusive pump capable of delivering LPG liquid fuel at high pressure.
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) 방식은 LPG 연료를 액상상태로 분사하는 방식을 채택한 것으로 분사 시 액상 LPG 연료의 기화잠열에 의한 흡입공기온도의 감소로 인한 흡입 체적효율 및 출력의 상승과 배기가스온도 감소 그리고 노킹(knocking) 저감 등의 이점을 가지고 있다.In particular, LPLi (Liquid Phase LPG injection) method 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 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 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, the pressure required for the liquefaction of the LPG using a fuel pump and a pressure regulator is required. It is pressurized and supplied above.
따라서, 이러한 LPLi 시스템에 필요한 LPG 전용펌프는 고압상태(10기압 이상)의 LPG 연료를 송출하도록 설계되어 있으며 평가장치는 이러한 LPG 전용펌프를 장착하여 평가할 것이 요구되지만, 종래의 평가장치는 저압상태(3기압 이하)에서 작동하는 연료펌프를 기준으로 설계되어 있었으므로 LPG 전용펌프를 장착하여 평가할 수 없는 문제점이 있었다.Therefore, the LPG dedicated pump required for this LPLi system is designed to deliver LPG fuel at high pressure (10 atm or more), and the evaluation device is required to be equipped with the LPG dedicated pump for evaluation. Since it was designed based on the fuel pump operating at 3 atm or less, there was a problem that the LPG dedicated pump could not be installed.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 연료 이송압력을 조절하여 순환시킴으로써 고압상태의 LPG 액상연료를 송출할 수 있도록 설계된 LPG 전용펌프의 내구성을 평가할 수 있는 LPLi 차량용 연료펌프 내구성 평가장치를 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the problems as described above, the purpose of the LPLi vehicle that can evaluate the durability of the LPG dedicated pump designed to deliver the high pressure LPG liquid fuel by circulating by controlling the fuel transfer pressure It is to provide a fuel pump durability evaluation device.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, LPG 연료가 저장되는 LPG 연료탱크와; 상기 LPG 연료탱크 내에 설치되어 LPG 연료를 포화증기압 이상으로 가압하여 이송시키는 LPG 연료펌프와; 상기 LPG 연료탱크의 상단에 장착되고 상기 LPG 연료탱크의 내부에서 상기 LPG 연료펌프와 연료 이송라인을 통해 연결되어 이로부터 공급되는 연료의 불순물을 걸러내는 연료 필터와; 상기 LPG 연료탱크의 상단에 장착되고 상기 연료 필터와 커넥터로 연결되어 상기 LPG 연료펌프로부터 토출되는 연료량을 측정하는 유량계; 및 상기 LPG 연료탱크의 상단에 장착되고 상기 유량계와 연료 이송라인을 통해 연결되며 상기 LPG 연료탱크와 커넥터로 연결되어, 상기 유량계를 거쳐 이송되는 연료의 압력을 일정하게 조절하여 상기 LPG 연료탱크로 회수시키는 레귤레이터를 포함하는 LPLi 차량용 연료펌프 내구성 평가장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, LPG fuel tank is stored LPG fuel; An LPG fuel pump installed in the LPG fuel tank to pressurize and transport LPG fuel above a saturated steam pressure; A fuel filter mounted on an upper end of the LPG fuel tank and connected to the LPG fuel pump and a fuel transfer line in the LPG fuel tank to filter impurities of the fuel supplied therefrom; A flow meter mounted on an upper end of the LPG fuel tank and connected to the fuel filter and a connector to measure an amount of fuel discharged from the LPG fuel pump; And mounted on top of the LPG fuel tank, connected through the flow meter and the fuel transfer line, connected to the LPG fuel tank and a connector, and constantly adjusting the pressure of the fuel transferred through the flow meter to recover the LPG fuel tank. It provides an LPLi vehicle fuel pump durability evaluation apparatus comprising a regulator.
상기 LPG 연료탱크와 상기 연료 필터의 장착부 각각에는 온도-압력 센서가 설치되어, 상기 LPG 연료탱크 내에 저장되는 LPG 연료의 온도 및 압력과 상기 LPG 연료펌프로부터 토출된 LPG 연료의 온도 및 압력을 각각 측정할 수 있다.Each of the LPG fuel tank and the mounting portion of the fuel filter is provided with a temperature-pressure sensor to measure the temperature and pressure of the LPG fuel stored in the LPG fuel tank and the temperature and pressure of the LPG fuel discharged from the LPG fuel pump, respectively. can do.
상기 LPG 연료펌프와 연료 필터 사이와 상기 유량계와 레귤레이터 사이를 각각 연결하는 연료 이송라인은 가요성(可撓性, flexible) 튜브로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the fuel transfer line connecting between the LPG fuel pump and the fuel filter and between the flowmeter and the regulator is made of a flexible tube.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LPLi 차량용 연료펌프 내구성 평가장치를 도시한 부분절개 사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing an LPLi vehicle fuel pump durability evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 평가장치는 LPG 연료탱크(12)의 내부에 LPG 연료펌프(14)가 설치되고, LPG 연료탱크(12)의 상단에 연료필터(20), 유량계(25) 및 레귤레이터(regulator)(30)가 장착되어 LPG 연료가 순차적으로 이송되도록 연결되어 있다.Referring to FIG. 1, in the evaluation apparatus according to the present exemplary embodiment, an LPG fuel pump 14 is installed inside an LPG fuel tank 12, and a fuel filter 20 and a flow meter at an upper end of the LPG fuel tank 12. 25) and a regulator (30) is mounted so that the LPG fuel is sequentially transferred.
LPG 연료탱크(12)는 상단이 막혀있는 낮은 실린더로 이루어지며 사각형의 베이스 플레이트(10) 상에 밀폐되도록 오링(O-ring)을 장착하여 고정 설치된다. 이러한 LPG 연료탱크(12)에는 LPG 연료가 저장된다.LPG fuel tank 12 is made of a low cylinder with the top closed, and is fixed by mounting an O-ring (O-ring) to be sealed on the square base plate (10). LPG fuel is stored in the LPG fuel tank 12.
LPG 연료펌프(14)는 LPG 연료탱크(12) 내에 설치되며 LPG 연료탱크(12) 상단에 설치된 BLDC 모터(16)에 의하여 구동되도록 이와 연결된다. 이러한 LPG 연료펌프(14)는 LPG 연료를 포화증기압 이상으로 가압하여 하기 연료필터(20)로 이송시킨다.The LPG fuel pump 14 is installed in the LPG fuel tank 12 and connected thereto so as to be driven by a BLDC motor 16 installed on the LPG fuel tank 12. The LPG fuel pump 14 pressurizes the LPG fuel to the saturated steam pressure or more and transfers the LPG fuel to the following fuel filter 20.
LPG 연료탱크(12)의 측벽면에는 연료탱크 온도-압력 센서(13)가 장착되어, LPG 연료탱크(12) 내에 저장되는 LPG 연료의 온도와 압력을 측정할 수 있다. 이 때 측정되는 LPG 연료의 온도와 압력은 LPG 연료펌프(14)에 의하여 가압되기 전 상태의 LPG 연료의 온도 및 압력이다.The fuel tank temperature-pressure sensor 13 is mounted on the sidewall surface of the LPG fuel tank 12 to measure the temperature and pressure of the LPG fuel stored in the LPG fuel tank 12. The temperature and pressure of the LPG fuel measured at this time are the temperature and pressure of the LPG fuel in a state before being pressurized by the LPG fuel pump 14.
연료필터(20)는 LPG 연료탱크(12)의 상단에 장착되며, LPG 연료펌프(14)와 연료 이송라인(18)을 통해 연결되어 LPG 연료펌프(14)로부터 공급되는 연료의 불순물을 걸러낸다. 연료 이송라인(18)은 LPG 연료탱크(12)의 내부에서 연료필터(20)의 하단과 LPG 연료펌프(14)를 연결한다. 이러한 연료 이송라인(18)은 소정의 규격을 갖는 가요성(可撓性, flexible) 튜브로 이루어지는 것이 바람직한 바, 일례로 1/8" 플렉시블 라인(flexible line)이 사용될 수 있다.The fuel filter 20 is mounted on the upper end of the LPG fuel tank 12 and is connected through the LPG fuel pump 14 and the fuel transfer line 18 to filter impurities of the fuel supplied from the LPG fuel pump 14. . The fuel transfer line 18 connects the lower end of the fuel filter 20 and the LPG fuel pump 14 in the LPG fuel tank 12. The fuel transfer line 18 is preferably made of a flexible tube having a predetermined size. For example, a 1/8 ″ flexible line may be used.
연료필터(20)의 장착부에는 방출연료 온도-압력 센서(21)가 장착되어, LPG 연료펌프(14)로부터 토출되어 나오는 LPG 연료의 온도와 압력을 측정할 수 있다. 이 때 측정되는 LPG 연료의 온도와 압력은 LPG 연료펌프(14)에 의하여 가압된 상태의 LPG 연료의 온도 및 압력이다.The discharge fuel temperature-pressure sensor 21 is mounted on the mounting portion of the fuel filter 20 to measure the temperature and pressure of the LPG fuel discharged from the LPG fuel pump 14. The temperature and pressure of the LPG fuel measured at this time are the temperature and pressure of the LPG fuel in the pressurized state by the LPG fuel pump 14.
연료탱크 온도-압력 센서(13)와 방출연료 온도-압력 센서(21)는 각각 컴퓨터(미도시)에 연결되며, 이 컴퓨터에서는 각각의 센서에서 주기적으로 측정된 온도와 압력 데이터를 수집 및 비교·분석함으로써 LPG 연료펌프(14)가 정상적으로 작동하고 있는지를 판단할 수 있게 한다. 따라서 비정상적으로 고온, 고압이 측정될 경우 장치의 구동을 멈추고 이상 유무를 확인할 수 있는 등 장치의 안정성을 확보할 수 있다.The fuel tank temperature-pressure sensor 13 and the discharged fuel temperature-pressure sensor 21 are each connected to a computer (not shown), which collects and compares temperature and pressure data periodically measured by each sensor. By analyzing, it is possible to determine whether the LPG fuel pump 14 is operating normally. Therefore, when abnormally high temperature and high pressure are measured, the stability of the device can be secured by stopping the operation of the device and checking whether there is an abnormality.
유량계(25)는 LPG 연료탱크(12)의 상단에 장착되고 소정의 규격을 갖는 커넥터(23)에 의하여 연료필터(20)와 연결되는 바, 일례로 1/2" 커넥터가 사용될 수 있다. The flow meter 25 is mounted on the top of the LPG fuel tank 12 and connected to the fuel filter 20 by a connector 23 having a predetermined size. For example, a 1/2 ″ connector may be used.
유량계(25)는 LPG 연료펌프(14)로부터 연료필터(20)를 거쳐서 이송된 LPG 연료를 정량적으로 측정함으로써 LPG 연료펌프(14)로부터 토출되는 연료량을 측정할 수 있게 된다.The flowmeter 25 can measure the amount of fuel discharged from the LPG fuel pump 14 by quantitatively measuring the LPG fuel transferred from the LPG fuel pump 14 through the fuel filter 20.
이러한 유량계(25)도 컴퓨터(미도시)와 연결되며, 이 컴퓨터는 유량계(25)로부터 일정시간마다 취득되는 유량데이터를 수집 및 비교·분석함으로써 LPG 연료펌프(14)의 장시간 운전에 따른 유량의 변화를 관찰하여 이 LPG 연료펌프(14)의 내구성 정도를 평가할 수 있다.Such a flowmeter 25 is also connected to a computer (not shown), which collects, compares and analyzes the flow rate data acquired from the flowmeter 25 at regular intervals to determine the flow rate of the LPG fuel pump 14 for a long time operation. The change can be observed to evaluate the degree of durability of this LPG fuel pump 14.
유량계(25)는 1/2" 엘보우(27)를 사용하여 연료 이송라인(29)에 연결된다.Flowmeter 25 is connected to fuel transfer line 29 using a 1/2 "elbow 27.
레귤레이터(30)는 LPG 연료탱크(12) 상단에 장착되어 유량계(25)와 연료 이송라인(29)을 통해 연결되고, 또한 LPG 연료탱크(12)와 연결된다. 레귤레이터(30)를 LPG 연료탱크(12) 또는 연료 이송라인(29)과 연결하는 데에는 커넥터(32)가 사용된다. 연료 이송라인(29)은 가요성 튜브로 이루어지는 것이 바람직한 바, 일례로 1/8'' 플렉시블 라인이 사용될 수 있으며, 커넥터(32)는 1/8" 커넥터가 사용될 수 있다.The regulator 30 is mounted on the top of the LPG fuel tank 12 is connected via the flow meter 25 and the fuel transfer line 29, and also connected to the LPG fuel tank 12. The connector 32 is used to connect the regulator 30 with the LPG fuel tank 12 or the fuel transfer line 29. The fuel transfer line 29 is preferably made of a flexible tube. For example, a 1/8 '' flexible line may be used, and the connector 32 may use a 1/8 "connector.
이러한 레귤레이터(30)는, LPG 연료펌프(14)에서 가압되어 연료필터(20)와 유량계(25)를 거쳐 이송되는 연료의 압력을 일정하게 감압하여 LPG 연료탱크(12)로 회수시킨다. 상기 레귤레이터(30)에서는 연료의 압력을 연료탱크 압력정도로 감압하는 것이 바람직하다.The regulator 30 recovers the pressure of the fuel pressurized by the LPG fuel pump 14 and transferred through the fuel filter 20 and the flowmeter 25 to the LPG fuel tank 12 by constantly reducing the pressure. In the regulator 30, the pressure of the fuel is preferably reduced to about the fuel tank pressure.
LPG 연료탱크(12)로 회수된 연료는 LPG 연료펌프(14)에서 가압되어 재송출되면서 상기 시스템을 순환한다.The fuel recovered to the LPG fuel tank 12 is circulated through the system while being pressurized and resent from the LPG fuel pump 14.
한편, LPG 연료탱크(12)의 측벽면에는 연료 확인창(31)이 구비되어 LPG 연료탱크(12) 내부에 어느 정도의 연료가 저장되어 있는 지를 확인할 수 있다. 이는 초기에 LPG 연료탱크(14)에 LPG 연료를 주입할 때 어느 정도의 LPG 연료가 주입되는 지 확인할 때 필요하며, 장시간 순환하는 과정에서 발생할 수 있는 연료누출 시, 연료탱크 내 LPG 연료량의 감소 정도를 확인할 때에도 필요하다. On the other hand, the fuel confirmation window 31 is provided on the side wall surface of the LPG fuel tank 12 to determine how much fuel is stored in the LPG fuel tank 12. This is necessary to check how much LPG fuel is injected when LPG fuel is initially injected into the LPG fuel tank 14, and the amount of reduction of the amount of LPG fuel in the fuel tank when the fuel leak may occur during a long cycle It is also necessary when checking.
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 연료펌프 내구성 평가장치에 의하면, 고압상태로 액상의 LPG 연료를 송출하고 그 유량을 측정한 다음 적절한 압력으로 감압하여 회수하는 과정을 반복함으로써 여러 가지 상황 (예를 들면 LPG 연료의 품질에 따라서)에서의 LPG 전용 연료펌프의 내구성을 안정적으로 평가할 수 있는 효과가 있다. 또한 각 부위의 온도와 압력을 측정함으로써 유량과 함께 내구시간에 따른 연료펌프의 성능 및 시스템의 안정성을 동시에 고려할 수 있다. As described above, according to the LPLi vehicle fuel pump durability evaluation apparatus according to the present invention, the LPG fuel is discharged at high pressure, the flow rate is measured, and the pressure is reduced and recovered at an appropriate pressure. For example, it is possible to stably evaluate the durability of the LPG fuel pump in accordance with the LPG fuel quality). In addition, by measuring the temperature and pressure of each part, it is possible to simultaneously consider the performance of the fuel pump according to the flow rate and the stability of the system along with the flow rate.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LPLi 차량용 연료펌프 내구성 평가장치를 도시한 부분절개 사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing an LPLi vehicle fuel pump durability evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 베이스 플레이트 12: LPG 연료탱크10: base plate 12: LPG fuel tank
13: 연료탱크 온도-압력 센서 14: LPG 연료펌프13: Fuel tank temperature-pressure sensor 14: LPG fuel pump
16: BLDC 모터 18, 29: 연료 이송라인16: BLDC motor 18, 29: fuel transfer line
20: 연료필터 21: 방출연료 온도-압력 센서20: fuel filter 21: discharge fuel temperature-pressure sensor
23, 32: 커넥터 25: 유량계23, 32: connector 25: flow meter
27: 엘보우 30: 레귤레이터27: elbow 30: regulator
31: 연료 확인창31: fuel confirmation window
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