KR100569305B1 - 엘피아이 엔진의 연료공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진이 작동후 정지하여 냉각되는 동안에 연료공급라인 및 연료리턴라인 내부에 잔류하는 연료를 압력조절기를 바이패스하여 봄베로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 연료의 인젝터를 통한 누설을 방지하여 연료의 외부 누출 및 시동시의 오염물질 저감에 기여할 수 있도록 하며, 엔진의 정비시에 연료의 외부 누출량이 현저히 저감됨에 의해 정비성이 우수해지는 효과를 거둘 수 있다.

LPG, 압력조절기, 인젝터, LPI

Description

엘피아이 엔진의 연료공급시스템{fuel feeding system for an LPI engine}

도 1은 종래 기술에 의한 엘피아이 엔진의 연료공급시스템을 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료공급시스템의 일실시예를 도시한 것으로서 압력조절기 부분을 도시한 단면도,

도 3은 도 2의 필터를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 연료리턴라인 3; 압력조절기

5; 미세관 7; 체크밸브

9; 테이퍼부 11; 필터

13; 삽입돌기 15; 삽입홈

17; 여과부

본 발명은 엘피아이 엔진(LPI(Liquefied Petroleum Injection) engine)의 연료공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행후에 엔진이 대기온과 같아지는 동안에 연료공급라인상에 존재하는 액상의 연료가 인젝터를 통해 누출되 는 것을 방지하도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래의 엘피아이 엔진에서 사용되고 있는 연료공급시스템을 도시한 것으로서, 봄베(100)의 내부에는 액상의 연료를 펌핑하기 위한 연료펌프(102)가 장착되어 있으며, 상기 연료펌프(102)에서 펌핑된 연료는 멀티밸브(104)를 통하여 연료공급라인(106)으로 보내지고, 보내진 연료는 인젝터(108)를 통해 엔진의 연소실(110)로 분사되며, 잉여의 연료는 연료리턴라인(112)을 통해 봄베(100)로 리턴되도록 되어 있다.

한편, 상기 연료공급라인(106)에는 엔진의 정지시에 연료의 공급을 차단하기 위한 공급차단밸브(114)와, 연료의 온도를 측정하기 위한 온도센서(116) 및 연료에서 발생되는 기체를 포집하여 연료의 액상을 유지해주기 위한 서비스밸브(118)가 설치되어 있으며, 상기 연료리턴라인(112)에는 연료의 압력을 측정하기 위한 압력센서(120)와 연료의 압력을 일정한 수준으로 유지시켜주기 위한 압력조절기(122)가 설치되어 있다.

상기와 같은 종래의 엘피아이 엔진의 연료공급시스템은 차량이 주행을 마치고 엔진이 정지하면, 상기 공급차단밸브(114)가 봄베(100)로부터 연료공급라인(106)으로 연료가 공급되지 못하도록 연료를 차단하지만, 상기 압력조절기(122)에 의해 상기 연료공급라인(106)의 공급차단밸브 설치부로부터 연료리턴라인(112)의 압력조절기 설치부 사이의 구간에는 연료가 잔류하게 되는데, 상기와 같은 잔류 연료는 엔진이 서서히 상온상태로 식어가는 동안에 압력이 상승됨에 따라 인젝터(108)를 통하여 연소실로 누설되게 된다.

상기와 같이 연소실로 누설된 연료는 외부로 새어나가거나 엔진의 초기 시동시에 과도한 오염물질을 배출시키게 하는 등의 문제점을 발생시킨다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진이 작동후 정지하여 냉각되는 동안에 연료공급라인 및 연료리턴라인 내부에 잔류하는 연료를 봄베로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 연료의 인젝터를 통한 누설을 방지하여 연료의 외부 누출 및 시동시의 오염물질 저감에 기여할 수 있도록 한 엘피아이 엔진의 연료공급시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엘피아이 엔진의 연료공급시스템은, 조절압력이 3~10bar인 압력조절기가 설치된 연료리턴라인에 상기 압력조절기를 바이패스하도록 상기 압력조절기 내부의 연료유입측과 연료유출측을 관통하되, 그 직경이 0.1~0.5mm 범위로 형성된 미세관과;
상기 미세관과 봄베의 사이에 상기 미세관으로부터 봄베로 향하는 연료의 유동만 허용하도록 설치된 체크밸브;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 엘피아이 엔진의 연료공급시스템의 일 실시예를 도시한 것으로서, 연료리턴라인(1)에 압력조절기(3)가 설치되어 있고, 상기 압력조절기(3)에는 압력조절기(3)를 바이패스하도록 미세관(5)이 구비되어 있으며, 상기 미세관(5)과 봄베의 사이에 상기 미세관(5)으로부터 봄베로 향하는 연료의 유동만 허용하고 그 반대방향의 유동은 차단하는 체크밸브(7)가 설치되어 있다.

상기 미세관(5)의 직경은 상기 압력조절기(3)의 조절압력이 3~10bar인 경우 0.1~0.5mm의 범위 내로 설정한다.
이는 상기 압력조절기(3)의 조절압력이 3~10bar인 상태에서, 상기 미세관(5)의 직경이 상기 0.1mm보다 작은 경우에는 미세관(5)의 막힘 현상이 자주 발생하게 되고, 미세관(5)의 직경이 0.5mm 보다 큰 경우에는 압력조절기(3)가 정상적인 기능을 수행하지 못하게 되기 때문이다.
또한, 상기와 같이 미세관(5)의 직경을 설정하는데는 다음과 같은 사항을 고려하였다.
즉, 엔진 정지 후 재시동성의 문제인데, 상기 범위 이상으로 미세관(5)의 직경이 설정될 경우 미세관(5)을 통해 봄베로 빠져나가게 되는 연료의 양이 과도하게 증가하여 라인상에 정상적인 연료공급압력이 형성되지 않아 엔진 시동성능이 저하되는 문제점이 있게 된다.
따라서, 많은 수의 반복 실험을 거쳐 상기와 같은 압력 조건에서 재시동성능의 저하를 유발하지 않는 최적의 미세관(5) 직경을 찾아내게 되었다.

특히 상기 압력조절기(3)의 조절압력이 5bar인 경우를 기준으로 하면 상기 미세관(5)의 직경은 0.2~0.4mm범위 이내로 함이 바람직하다. 그 이유는 상기한 바와 같다.

또한, 상기 압력조절기(3)의 미세관(5)은 그 입구부에 압력조절기(3)의 연료유입측으로부터 연료유출측을 향하여 단면적이 좁아지는 테이퍼부(9)가 형성된다.

그리고, 상기 테이퍼부(9)의 입구에는 필터(11)가 설치되어 상기 미세관(5)이 연료중의 이물질에 의해 막히게 되는 것을 방지하도록 하고 있는데, 상기 필터(11)는 중앙에 여과부(17)가 구비되고, 상기 여과부(17)의 상하로 삽입돌기(13)가 구비되며, 상기 압력조절기(3)에 상기 삽입돌기(13)가 삽입되는 삽입홈(15)이 구비되어, 상기 필터(11)를 약간 구부려서 상기 삽입돌기(13)가 삽입홈(15)에 끼워지도록 하여 필터(11)를 장착하게 된다.

여기서, 상기 필터(11)의 설치위치를 상기와 같이 테이퍼부(9)의 입구로 한 것은, 필터(11)가 상기 미세관(5)에 설치되면 필터(11)의 크기가 너무 작아져서 이 물질에 의해 지나치게 쉽게 필터(11)가 막히게 되는 문제점을 피하고, 또한 필터(11)를 연료리턴라인(1)의 압력조절기(3) 입구에 두게 되면 리턴되는 모든 연료가 이 필터(11)를 통과하므로 쉽게 필터(11)가 막히게 되어 적정한 연료압 형성에 문제를 발생시키게 되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기와 같이 압력조절기(3)를 바이패스하는 미세관(5)이 구비되면, 엔진의 작동시에는 상기 압력조절기(3)가 연료리턴라인(1)의 연료압을 적절히 조절하는 작용을 하는 동안, 상기 미세관(5)을 통하여 연료가 유동하여도 인젝터에 공급할 적정 연료압을 형성하는 데에는 영향을 주지 않지만, 엔진이 정지한 후에는 상기 미세관(5)을 통하여 공급차단밸브와 압력조절기(3) 사이의 연료를 상기 압력조절기(3)를 바이패스하여 봄베로 드레인시키게 되므로, 연료가 인젝터를 통해 누출되는 현상이 발생하지 않게 된다.
또한, 상기와 같이 압력조절기(3)를 우회하는 바이패스관이 압력조절기(3)상에 미세관(5)으로 형성됨으로써 라인상에 압력조절기(3)를 우회하는 별도의 바이패스관을 설치할 경우에 비하여 연료공급시 바이패스관을 차단시키는 바이패스밸브를 설치할 필요가 없게 되고, 더불어 상기 바이패스밸브를 제어하기 위한 로직을 ECU(엔진제어유니트)에 추가할 필요가 없게 되는 장점도 있다.

상기 바이패스되는 연료는 상기 필터(11)를 통과하면서 여과되어 상기 미세관(5)이 이물질에 의해 손쉽게 막히게 되는 것을 방지하게 되며, 상기 체크밸브(7)는 봄베쪽으로부터 연료가 상기 미세관(5)을 통해 역류하는 것을 방지하는 기능을 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 엔진이 작동후 정지하여 냉각되는 동안에 연료공급라인 및 연료리턴라인 내부에 잔류하는 연료를 압력조절기를 바이패스하여 봄베로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 연료의 인젝터를 통한 누설을 방지하여 연료의 외부 누출 및 시동시의 오염물질 저감에 기여할 수 있도록 하며, 엔진의 정비시에 연료의 외부 누출량이 현저히 저감됨에 의해 정비성이 우수해지는 효과를 거둘 수 있다.
또한, 압력조절기를 우회하는 별도의 바이패스관을 설치할 경우에 비하여 연료의 공급여부에 따라 바이패스관을 개폐할 바이패스밸브를 설치할 필요가 없게 되고, 이 바이패스밸브를 제어하기 위한 로직을 ECU에 추가할 필요도 없게 되어 보다 단순한 구조로써 엔진 정지후 연료라인상의 연료누출을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 조절압력이 3~10bar인 압력조절기가 설치된 연료리턴라인에 상기 압력조절기를 바이패스하도록 상기 압력조절기 내부의 연료유입측과 연료유출측을 관통하되, 그 직경이 0.1~0.5mm 범위로 형성된 미세관과;

   상기 미세관과 봄베의 사이에 상기 미세관으로부터 봄베로 향하는 연료의 유동만 허용하도록 설치된 체크밸브;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료공급시스템.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 미세관은 그 입구부에 상기 압력조절기의 연료유입측으로부터 연료유출측으로 단면적이 좁아지는 테이퍼부가 형성되고,

   상기 테이퍼부의 입구에 필터가 설치된 것

   을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료공급시스템.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,

   상기 필터는 중앙에 여과부가 구비되고, 상기 여과부의 상하로 삽입돌기가 구비되며;

   상기 삽입돌기는 압력조절기에 형성된 삽입홈에 삽입되는 것

   을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료공급시스템.

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