KR100947385B1

KR100947385B1 - 디젤엔진의 연료공급장치

Info

Publication number: KR100947385B1
Application number: KR1020080046246A
Authority: KR
Inventors: 김영준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2010-03-15
Also published as: KR20090120287A

Abstract

연료펌프와 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상에 연료 바이패스 유닛을 구성하고, 상기 워터 세퍼레이터 내부에는 내부 연료를 선택적으로 상기 연료 바이패스 유닛으로 공급하는 보조펌프를 구성하여 상기 연료라인의 위상차에 의해 리턴되는 연료에 의해 발생되는 연료라인 내부의 에어를 제거하고, 엔진으로의 신속한 연료공급을 가능하게 하는 디젤엔진의 연료공급장치를 제공한다.

디젤엔진, 연료공급장치, 연료펌프, 워터 세퍼레이터, 뜨게실

Description

디젤엔진의 연료공급장치{SYSTEM FOR FEEDING FUEL OF DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤엔진의 연료공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료펌프와 워터 세퍼레이터 사이에 연료 바이패스 유닛과 보조펌프를 구성하여 연료라인 내부의 에어를 제거하고, 신속한 연료공급을 가능하게 하는 디젤엔진의 연료공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진을 탑재하는 대형 상용차량은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 연료탱크(101)에서 엔진(103)까지의 연료라인(L1,L2)이 매우 길고, 연료펌프(105)와 연료탱크(101)간의 높이차이도 있다.

이러한 대형 상용차량을 장기간 방치하는 경우에는 엔진(103)이 높은 위치에 있기 때문에 연료 자체의 무게로 인해 연료펌프(105)에 가까이 위치된 연료라인(L1,L2)의 내부 연료가 연료탱크(101)로 흘러 내려가 연료라인(L1,L2) 내부에 빈 공간에 에어가 유입된다.

이러한 경우에는 엔진 시동을 걸어도 연료가 없어 시동이 잘 거리지 않게 되며, 엔진(103) 측에 구비된 수동 연료공급펌프(107)를 작동하여 연료를 공급시켜도 엔진9103)이 전자식으로 되어 있어 기밀 때문에 에어의 배출이 잘 이루어지지 않아 연료가 원활히 공급되지 않는 단점이 있다.

또한, 엔진(103) 선단에 장착된 배출밸브(109)를 열어도 연료라인(L1,L2)이 길고, 수동연료공급의 용량이 적어도 수십분 이상 작동시켜야 연료라인 내부의 에어를 제거할 수 있어 작업성이 극히 떨어지는 문제점이 있다.

단, 미설명부호 "111"은 워터 세퍼레이터를 지칭한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점 및 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 연료펌프와 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상에 연료 바이패스 유닛을 구성하고, 상기 워터 세퍼레이터 내부에는 내부 연료를 선택적으로 상기 연료 바이패스 유닛으로 공급하는 보조펌프를 구성하여 상기 연료라인의 위상차에 의해 리턴되는 연료에 의해 발생되는 연료라인 내부의 에어를 제거하고, 엔진으로의 신속한 연료공급을 가능하게 하는 디젤엔진의 연료공급장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 디젤엔진의 연료공급장치는 엔진의 일측에 구성되는 연료펌프와, 상기 연료펌프에 연료 공급 파이프 및 연료 리턴 파이프를 통하여 연결되는 연료탱크, 및 상기 연료 공급 파이프 상의 일측에 구성되는 워터 세퍼레이터를 포함하는 디젤엔진의 연료공급장치에 있어서,

상기 연료펌프와 상기 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상의 일측에 구성되며, 내부에는 상기 연료 공급 파이프와 연결되는 뜨게실을 형성하여 상기 연료 리턴 파이프와 바이패스 통로로 연결하고, 상기 뜨게실의 일측에는 연료의 부력에 의해 작동하는 뜨게에 의해 전극이 연결된 상태로, 외부전원의 연결에 따라 개폐밸브가 상기 바이패스 통로를 개폐 제어하도록 구성되는 연료 바이패스 유닛; 상기 워터 세퍼레이터의 내부에 구성되어 상기 뜨게에 의해 전극이 연결된 상태에서 외부전원에 의해 작동되어 상기 워터 세퍼레이터 내부의 연료를 상기 연료 바이패스 유닛으로 공급하는 보조펌프를 더 포함한다.

상기 연료 바이패스 유닛은 상기 연료펌프와 상기 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상의 일측에 구성되며, 내부에는 상기 연료 공급 파이프를 연결하는 뜨게실을 형성하고, 상기 뜨게실의 일측으로는 바이패스 통로를 통하여 연결되는 상기 연료 리턴 파이프가 관통되는 바이패스 하우징; 상기 뜨게실의 하부 양측에 각각 형성되어 일측은 접지되고, 타측은 상기 개폐밸브와 전기적으로 연결되는 2개의 전극; 상기 뜨게실 내부에 배치되어 연료의 부력에 의해 작동하도록 원형 링형상으로 형성되며, 상기 2개의 전극에 대응하는 하부면에는 금속판이 일체로 부착되는 뜨게; 솔레노이드 밸브로 이루어져 상기 바이패스 하우징 내부의 상기 바이패스 통로 하부에 설치되며, 외부전원에 의해 밸브로드를 통하여 상기 바이패스 통로를 개폐 제어하는 개폐밸브로 이루어진다.

여기서, 상기 바이패스 하우징은 상기 뜨게실 내부를 확인할 수 있도록 그 일측면에 투명한 확인창이 장착되는 것으로 할 수 있다.

그리고 상기 바이패스 통로에는 상기 연료 리턴 파이프를 향하여 유로를 형성하도록 일측에 체크밸브가 설치되는 것으로 할 수 있다.

상기 보조펌프는 상기 워터 세퍼레이터의 내부에서, 상기 개폐밸브 및 외부전원과 전기적으로 연결되며, 상기 연료 공급 파이프로부터 분기되는 보조관 상에 설치되는 배인펌프(vane pump)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 외부전원과 상기 보조펌프는 외부 스위치에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 워터 세퍼레이터 내부의 상기 연료 공급 파이프와 상기 보조관 사이의 분기단에는 스프링에 의해 지지되는 역류 방지판이 힌지 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 디젤엔진의 연료공급장치에 의하면, 연료펌프와 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상에 연료 바이패스 유닛을 구성하고, 상기 워터 세퍼레이터 내부에는 내부 연료를 선택적으로 상기 연료 바이패스 유닛으로 공급하는 보조펌프를 구성하여 상기 연료라인의 위상차에 의해 리턴되는 연료에 의해 발생되는 연료라인 내부의 에어를 제거할 수 있도록 함으로써, 엔진으로의 신속한 연료공급을 가능하게 하는 효과가 있다.

이하, 상기기한 바와 같은 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료공급장치의 부분 구성도이다.

본 실시예에 따른 디젤엔진의 연료공급장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 엔진(미도시)의 일측에 연료펌프(1)가 구비된다.

상기 연료펌프(1)에는 연료 공급 파이프(L1) 및 연료 리턴 파이프(L2)를 통하여 연료탱크(미도시)가 연결되고, 상기 연료 공급 파이프(L1) 상의 일측에는 워 터 세퍼레이터(3)가 구성된다.

그리고 본 실시예에 따른 디젤엔진의 연료공급장치는 상기 연료펌프(1)와 상기 워터 세퍼레이터(3)를 연결하는 연료 공급 파이프(L1) 상의 일측에 연료 바이패스 유닛(5)이 구성되고, 상기 워터 세퍼레이터(3)의 내부에는 보조펌프(7)가 구성된다.

상기 연료 바이패스 유닛(5)은 상기 연료펌프(1)와 상기 워터 세퍼레이터(3)를 연결하는 연료 공급 파이프(L1) 상의 일측에 바이패스 하우징(11)을 구성한다.

상기 바이패스 하우징(11)의 내부에는 상기 연료 공급 파이프(L1)와 연결되는 뜨게실(13)이 일측에 형성되고, 상기 뜨게실(13)의 타측으로는 바이패스 통로(BL)를 통하여 연결되는 상기 연료 리턴 파이프(L2)가 관통되어 구성된다.

즉, 상기 바이패스 통로(BL)는 상기 바이패스 하우징(11)의 내부에서 상기 뜨게실(13)의 상부 일측과 상기 연료 리턴 파이프(L2)를 연결하여 형성된다.

여기서, 상기 바이패스 하우징(11)은 그 일측면에 상기 뜨게실(13) 내부를 확인할 수 있도록 투명한 플라스틱으로 이루어지는 확인창(15)이 장착되는 것이 바람직하다.

상기 뜨게실(13)의 하부 양측에는 2개의 전극(E1,E2)이 각각 형성되는데, 상기 전극 중, 일측 전극(E1)은 접지전극으로 이루어지고, 타측 전극(E2)은 외부전원(17)과 연결된다.

그리고 상기 뜨게실(13) 내부에는 원형 링형상의 뜨게(19)가 배치되는데, 이 뜨게(19)는 상기 뜨게실(13) 내부에 공급되는 연료의 부력에 의해 뜨도록 작동하 며, 상기 2개의 전극(E1,E2)에 대응하는 하부면에는 금속판(21)이 일체로 부착되어 상기 2개의 전극(E1,E2)을 전기적으로 연결하거나 차단하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 바이패스 하우징(11) 내부에서, 상기 바이패스 통로(BL)의 하부에는 개폐밸브(23)가 설치되는데, 상기 개폐밸브(23)는 솔레노이드 밸브로 이루어지며, 외부전원(17)에 의해 밸브로드(25)를 전후진 작동시켜 상기 바이패스 통로(BL)를 개폐 제어하도록 구성된다.

이러한 개폐밸브(23)는 상기한 2개의 전극(E1,E2) 중, 접지전극이 아닌 타측 전극(E2)과 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 개폐밸브(23)에 의해 개폐 제어되는 상기 바이패스 통로(BL)에는 상기 뜨게실(13)로부터 연료 리턴 파이프(L2)를 향하여 유로를 형성하도록 일측에 체크밸브(27)가 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 연료 바이패스 유닛(5)은 상기 연료 공급 파이프(L1)와 연결되는 뜨게실(13)을 바이패스 통로(BL)를 통하여 상기 연료 리턴 파이프(L2)와 연결하고, 상기 뜨게실(13)의 일측에는 연료의 부력에 의해 작동하는 뜨게(19)에 의해 두 전극(E1,E2)이 연결된 상태로, 외부전원(17)의 연결에 따라 개폐밸브(23)가 상기 바이패스 통로(BL)를 개폐 제어하도록 구성되는 것이다.

한편, 상기 워터 세퍼레이터(3)의 내부에 구성되는 보조펌프(7)는 상기 개폐밸브(23) 및 외부전원(17)과 전기적으로 연결된 상태로, 상기 워터 세퍼레이터(3) 내부의 상기 연료 공급 파이프(L1)로부터 분기되는 보조관(L3) 상에 설치되는 배인펌프(vane pump)로 이루어진다.

이러한 보조펌프(7)는 외부 스위치(29)에 의해 상기 외부전원(17)과 전기적으로 연결되도록 구성되며, 상기 보조펌프(7)에 외부전원(17)이 입력되면, 상기 개폐밸브(23)에도 외부전원(17)이 입력되도록 상기 개폐밸브(23)와 전기적으로 연결된다.

그리고 상기 워터 세퍼레이터(3) 내부의 상기 연료 공급 파이프(L1)와 상기 보조관(L3) 사이의 분기단에는 스프링(31)에 의해 지지되는 역류 방지판(33)이 힌지 장착되어 상기 연료 공급 파이프(L1)로 유입되는 연료가 상기 보조관(L3)으로 역류되지 않도록 체크밸브의 역할을 수행하게 된다.

상기한 바와 같은 보조펌프(7)는 상기 뜨게(19)에 의해 두 전극(E1,E2)이 연결된 상태에서만 외부전원(17)이 인가될 경우, 작동되어 상기 워터 세퍼레이터(3) 내부의 연료를 보조관(L3)을 통하여 흡입하여 연료 공급 파이프(L1)를 통해 상기 연료 바이패스 유닛(5)의 뜨게실(19)로 공급하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 디젤엔진의 연료공급장치의 구체적인 작동은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 평상 시, 정상적으로 연료펌프(1)가 구동하여 연료탱크(미도시)의 연료가 워터 세퍼레이터(3)에 의해 수분이 제거된 상태로 연료 공급 파이프(L1)를 통하여 연료 바이패스 유닛(5)으로 공급된다.

상기 연료 바이패스 유닛(5)으로 공급된 연료는 바이패스 하우징(11) 내부의 뜨게실(13)을 거쳐 연료펌프(1)에 흡입되어 엔진(미도시)으로 공급된다.

이때, 상기 뜨개실(13) 내부의 뜨게(19)는 연료의 부력에 의해 상부로 이동한 상태이며, 이에 따라 상기 뜨게실(13) 내부의 두 전극(E1,E2)은 연결이 차단된 상태를 유지하여 외부 스위치(29)의 온 오프(On/Off)에 관계없이 개폐밸브(23)는 그 밸브로드(25)를 전진시켜 바이패스 통로(BL)를 항상 폐쇄한 상태를 유지하게 된다.

이러한 정상 상태에서, 엔진 탈착 작업 후 또는 엔진 관련 작업 중, 연료 공급라인(L1)의 정비 및 장기간 엔진의 미사용으로 인해 연료라인, 즉 연료 공급 파이프(L1) 내부의 연료가 제거되어 에어가 유입된 경우에는, 운전자가 확인창(15)을 통하여 뜨게실(13) 내부에 연료의 유무를 점검하고, 연료가 없는 경우, 외부 스위치(29)를 온(on)시킨다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 뜨게실(13) 내부에 연료가 없는 경우에는 뜨게(19)가 뜨게실(13) 아래로 내려와 있는 상태로, 두 전극(E1,E2)을 연결되어 통전된다.

이에, 운전자가 상기 외부 스위치(29)를 온(on) 시키면, 상기 개폐밸브(23)가 작동하여 밸브로드(25)를 당기게 되어 바이패스 통로(BL)를 오픈(Open) 시키게 되며, 이와 동시에 상기 워터 세퍼레이터(3) 내부의 보조펌프(7)도 구동하게 된다.

상기 보조펌프(7)가 구동되면, 상기 보조관(L3)과 연료 공급 파이프(L1)를 통하여 워터 세퍼레이터(3) 내부의 연료를 바이패스 하우징(11)의 뜨게실913) 내부로 공급하게 된다.

이때, 상기 보조관(L3)과 연료 공급 파이프(L1)의 분기단에 구성된 역류 방지판(33)은 스프링(31)의 장력을 이기고 열리면서 연료 공급 파이프(L1)의 유입단(SS)을 막고 상기 바이패스 하우징(11)으로 공급하게 된다.

이와 같이, 바이패스 하우징(11)의 뜨게실(13) 내부에 연료가 차게 되면, 상기 뜨게(19)는 부력에 의해 상승하여 두 전극(E1,E2)이 떨어져 상기 개폐밸브(23)와 보조펌프(7)에 전원이 차단되는데, 이때 상기 개폐밸브(23)는 바이패스 통로(BL)를 다시 막게 되며, 동시에 상기 보조펌프(7)는 구동이 정지된다.

이러한 보조펌프(7)의 작동 이후, 엔진 시동 시, 약간의 크랭킹(Cranking)으로 연료계통 전체에 연료가 충진되어 정상적인 연료펌프(1)의 구동에 의한 연료공급이 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 디젤엔진용 연료공급장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연료공급장치의 작동 상태도이다.

Claims

엔진의 일측에 구성되는 연료펌프와, 상기 연료펌프에 연료 공급 파이프 및 연료 리턴 파이프를 통하여 연결되는 연료탱크, 및 상기 연료 공급 파이프 상의 일측에 구성되는 워터 세퍼레이터를 포함하는 디젤엔진의 연료공급장치에 있어서,

상기 연료펌프와 상기 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상의 일측에 구성되며, 내부에는 상기 연료 공급 파이프와 연결되는 뜨게실을 형성하여 상기 연료 리턴 파이프와 바이패스 통로로 연결하고, 상기 뜨게실의 일측에는 연료의 부력에 의해 작동하는 뜨게에 의해 전극이 연결된 상태로, 외부전원의 연결에 따라 개폐밸브가 상기 바이패스 통로를 개폐 제어하도록 구성되는 연료 바이패스 유닛;

상기 워터 세퍼레이터의 내부에 구성되어 상기 뜨게에 의해 전극이 연결된 상태에서 외부전원에 의해 작동되어 상기 워터 세퍼레이터 내부의 연료를 상기 연료 바이패스 유닛으로 공급하는 보조펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.
제1항에서,

상기 연료 바이패스 유닛은

상기 연료펌프와 상기 워터 세퍼레이터를 연결하는 연료 공급 파이프 상의 일측에 구성되며, 내부에는 상기 연료 공급 파이프를 연결하는 뜨게실을 형성하고, 상기 뜨게실의 일측으로는 바이패스 통로를 통하여 연결되는 상기 연료 리턴 파이프가 관통되는 바이패스 하우징;

상기 뜨게실의 하부 양측에 각각 형성되어 일측은 접지되고, 타측은 상기 개폐밸브와 전기적으로 연결되는 2개의 전극;

상기 뜨게실 내부에 배치되어 연료의 부력에 의해 작동하도록 원형 링형상으로 형성되며, 상기 2개의 전극에 대응하는 하부면에는 금속판이 일체로 부착되는 뜨게;

솔레노이드 밸브로 이루어져 상기 바이패스 하우징 내부의 상기 바이패스 통로 하부에 설치되며, 외부전원에 의해 밸브로드를 통하여 상기 바이패스 통로를 개폐 제어하는 개폐밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.
제1항에서,

상기 바이패스 하우징은

상기 뜨게실 내부를 확인할 수 있도록 그 일측면에 투명한 확인창이 장착되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.
제1항 또는 제2항에서,

상기 바이패스 통로에는

상기 연료 리턴 파이프를 향하여 유로를 형성하도록 일측에 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.
제1항에서,

상기 보조펌프는

상기 워터 세퍼레이터의 내부에서, 상기 개폐밸브 및 외부전원과 전기적으로 연결되며, 상기 연료 공급 파이프로부터 분기되는 보조관 상에 설치되는 배인펌프(vane pump)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.
제1항 또는 제5항에서,

상기 외부전원과 상기 보조펌프는 외부 스위치에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.
제5항에서,

상기 워터 세퍼레이터 내부의 상기 연료 공급 파이프와 상기 보조관 사이의 분기단에는 스프링에 의해 지지되는 역류 방지판이 힌지 장착되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료공급장치.