KR100982115B1 - Two way fuel pump apparatus for lpi vehicle - Google Patents
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Abstract
엔진 정지 요청으로 엔진 정지 후 파워 래치 동안 연료 라인이 남아 있는 잔여 가스 연료를 제거할 수 있도록 한 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치가 개시되어 있다. 이러한 발명은 상,하단부에 연료라인의 호스와 연결되는 다수의 순방향 토출구 및 역방향 회수구가 구비된 연료펌프와, 상기 연료펌프의 내부 양측에 순방향 토출구 및 역방향 회수구와 연통되는 순방향 연료경로 및 역방향 연료경로가 각각 형성되도록 복수로 구비되고 연료를 펌핑하기 위한 연료펌핑부재와, 상기 연료펌핑부재에 의해 연료의 순방향 및 역방향 흐름이 발생되도록 연료펌핑부재를 선택적으로 가압하기 위한 순방향회전자와 역방향회전자, 및 상기 순방향회전자 및 역방향회전자를 선택적으로 구동시키기 위한 방향선택 기어부를 포함한다.Disclosed is a bi-directional fuel pump device for an Elpia vehicle that allows an engine stop request to remove residual gaseous fuel remaining in the fuel line during a power latch after an engine stop. The present invention provides a fuel pump having a plurality of forward discharge ports and a reverse recovery port connected to a hose of a fuel line at an upper and a lower end, and a forward fuel path and a reverse fuel communicating with a forward discharge port and a reverse recovery port on both sides of the fuel pump. Fuel pump members for pumping fuel and a forward rotor and a reverse rotor for selectively pressurizing the fuel pump members so that forward and reverse flows of the fuel are generated by the fuel pump members. And a direction selection gear unit for selectively driving the forward rotor and the reverse rotor.
엘피아이 차량, 연료펌프, 연료펌핑부재, 순방향, 역방향, 방향선택 기어부 Elpia vehicle, fuel pump, fuel pump member, forward, reverse, direction select gear
Description
본 발명은 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 정지 후 연료 라인에 남아 있는 연료를 제거하여 연료 라인의 연료압을 제어할 수 있도록 한 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치에 관한 것이다.The present invention relates to an Elpia two-way fuel pump device for a vehicle, and more particularly to an Elpia two-way fuel pump device for controlling the fuel pressure of the fuel line by removing the fuel remaining in the fuel line after the engine stops. will be.
주지하는 바와 같이, 내연기관 엔진은 연료와 공기를 엔진에서 연소시킴으로써 동력을 발생하는 장치이며, 이러한 내연기관 엔진의 동력을 이용하는 자동차는 엔진에 공급하기 위한 연료를 저장하는 연료탱크를 구비하고 있다.As is well known, an internal combustion engine is a device that generates power by burning fuel and air in an engine, and an automobile using the power of such an internal combustion engine has a fuel tank for storing fuel for supplying the engine.
자동차에 사용되는 연료 중 엘피지(Liquefied Petroleum Gas) 연료는 옥탄가가 높고 내열성이 우수하다는 특징과 연료비가 저렴하다는 장점이 있기 때문에 일부의 승용차와 승합차 등에 사용되고 있으며 대형차에도 적용시킬 예정에 있다.Liquefied Petroleum Gas (Liquefied Petroleum Gas) fuel is used in some passenger cars and vans due to its high octane value, excellent heat resistance, and low fuel cost.
상기 자동차의 엔진에 공급되는 엘피지 연료는 액상이며 이를 기화시키게 되면 공기와의 혼합성이 좋아 가연성이 놓기 때문에 가솔린과 경유에 비해 노킹이 잘 일어나지 않게 되며 베이퍼록(Vapor-Lock)이나 퍼컬레이션(Percolation)과 같은 현상의 발생을 방지할 수 있어 가솔린이나 디젤 연료의 대체 연료로서 그 적용 범위 가 점차로 증가하고 있는 추세이다.The LPG fuel supplied to the engine of the vehicle is a liquid phase, and when it is vaporized, it has a good mixing property with air and thus flammability, so knocking is less likely to occur than gasoline and diesel, and it is vapor-locked or percolated. As it is possible to prevent the occurrence of such a phenomenon, the application range is gradually increasing as an alternative fuel of gasoline or diesel fuel.
이러한 엘피지 연료를 액상으로 인젝터에 직접 분사하는 방식에 채택된 엘피아이(LPI; LPG Injection) 차량 또는 시스템은 연료펌프를 이용하여 LPG를 가압하여 (연료 탱크압 대비 + 5bar) 액체 상태를 유지하고, 이를 인젝터를 통하여 분사시키는 구조로 이루어져 있다.The LPG Injection (LPI) vehicle or system adopted in the method of directly injecting the LPI fuel into the liquid injector maintains the liquid state by pressurizing the LPG using the fuel pump (+5 bar relative to the fuel tank pressure). It consists of a structure that injects through the injector.
그리고 시동을 오프(Off)하게 되면, 연료탱크를 통한 연료공급이 중단되고 셧오프밸브 (Shut-Off Valve)가 닫힘으로써 연료 라인은 잔여 LPG의 증발 가스압 (약 2~ 3 Bar)만 남게 된다.When the engine is turned off, the fuel supply through the fuel tank is stopped and the shut-off valve is closed, leaving the fuel line with only the remaining LPG's evaporative gas pressure (approximately 2-3 bar).
이때 연료 라인의 증발 가스압은 인젝터 분출구와의 압력차이로 연료 라인에 남아 인젝터에 가압하여 연료누설이 발생한다. 누설된 연료는 인젝터 분출구에 침착하여 인젝터 막힘 현상을 초래하기 때문에 이 후 시동 시 실화현상과 엔진부조를 일으키는 근본적인 원인이 된다. At this time, the boil-off gas pressure of the fuel line remains in the fuel line and is pressurized to the injector due to the pressure difference from the injector ejection outlet to generate fuel leakage. Since the leaked fuel is deposited at the injector outlet and causes the injector to become clogged, it is a fundamental cause of misfire and engine damage at the start.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진 정지 후 파워 래치 동안 연료 펌프를 구동하여 연료 라인의 잔여 연료를 연료 탱크로 리턴하거나 엔진을 구동하는 디젤링을 통해 연료 라인의 잔여 연료를 연소함으로써, 엔진 정지 후 연료 라인에 남아 있는 여분의 연료가 인젝터로 누설되는 것을 미연에 방지하여 여분의 연료 누설로 인한 대기 오염을 방지할 수 있고, 인젝터의 연료 분출구에 타르가 누적되어 인젝터 막힘 현상이 발생하는 것을 예방할 수 있는 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치를 제공하고자 함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems as described above, and after the engine is stopped, driving the fuel pump during the power latch to return the remaining fuel of the fuel line to the fuel tank or the remaining of the fuel line through the diesel ring driving the engine. By burning the fuel, it is possible to prevent the excess fuel remaining in the fuel line from leaking to the injector after the engine is stopped, thereby preventing air pollution due to the excess fuel leakage, and tar accumulates at the fuel outlet of the injector. The purpose of the present invention is to provide a bidirectional fuel pump device for an vehicle that can prevent a blockage from occurring.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 따른 기술적 수단은,Technical means according to the present invention for achieving this object,
상,하단부에 연료라인의 호스와 연결되는 다수의 순방향 토출구 및 역방향 회수구가 구비된 연료펌프와,A fuel pump having a plurality of forward discharge ports and reverse recovery ports connected to the hoses of the fuel lines at upper and lower ends thereof;
상기 연료펌프의 내부 양측에 순방향 토출구 및 역방향 회수구와 연통되는 순방향 연료경로 및 역방향 연료경로가 각각 형성되도록 복수로 구비되고 연료를 펌핑하기 위한 연료펌핑부재와,A plurality of fuel pump members for pumping fuel and provided with a plurality of forward fuel paths and reverse fuel paths respectively communicating with the forward discharge port and the reverse recovery port on both sides of the fuel pump;
상기 연료펌핑부재에 의해 연료의 순방향 및 역방향 흐름이 발생되도록 연료펌핑부재를 선택적으로 가압하기 위한 순방향회전자와 역방향회전자와,A forward rotor and a reverse rotor for selectively pressurizing the fuel pump member such that forward and reverse flow of fuel is generated by the fuel pump member;
상기 순방향회전자 및 역방향회전자를 선택적으로 구동시키기 위한 방향선택 기어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a direction selecting gear unit for selectively driving the forward rotor and the reverse rotor.
또한, 상기 연료펌프의 순방향 토출구 및 역방향 회수구에는 연료의 순방향 및 역방향 흐름을 제어하기 위한 체크밸브가 각각 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the forward discharge port and the reverse recovery port of the fuel pump is characterized in that each provided with a check valve for controlling the forward and reverse flow of the fuel.
상기 방향선택 기어부는 연료펌프의 내부에 고정 결합되는 안내부재, 및A guide member fixedly coupled to the inside of the fuel pump;
상기 안내부재에 기어 결합되어 상,하로 안내되어 이동되고 상,하단부에 순방향회전자 및 역방향회전자를 선택적으로 구동시키는 상,하부 편심체가 각각 구비되는 방향선택 기어축, 및Gear direction coupled to the guide member is moved up and down, the direction selection gear shaft is provided with an upper, lower eccentric body for selectively driving the forward and reverse rotor at the upper and lower ends, and
상기 방향선택 기어축의 하단부에 모터축을 매개로 연결되고 연료의 순방향 및 역방향 흐름시 방향선택 기어축을 안내부재를 따라 상,하로 이동시키고 회전시키기 위한 구동모터로 구성된 것을 특징으로 한다.The drive shaft is connected to the lower end of the direction selection gear shaft via a motor shaft and configured to drive and rotate the direction selection gear shaft up and down along the guide member during forward and reverse flow of fuel.
또한, 상기 안내부재와 방향선택 기어축는 헬리컬기어를 매개로 기어 결합된 것을 특징으로 한다.In addition, the guide member and the direction selection gear shaft is characterized in that the gear is coupled via a helical gear.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치는, 연료펌프에 의한 연료의 흐름을 양방향으로 제어함으로써 연료공급과 동시에 엔진정지 후 연료라인에 있는 잔여연료를 연료탱크로 용이하게 회수할 수 있다.As described above, the Elpia vehicle bi-directional fuel pump device according to the present invention, by controlling the flow of the fuel by the fuel pump in both directions to easily supply the remaining fuel in the fuel line after stopping the engine at the same time as the fuel tank to the fuel tank It can be recovered.
또한, 엔진정지 후 연료라인 내부의 잔여연료를 연료탱크로 회수함으로써 인젝터 누기, 불순물 침제, 시동성저하, 배출가스 증가, 및 연비저하 현상이 발생하는 것을 예방할 수 있다.In addition, after the engine stops, the remaining fuel in the fuel line is recovered to the fuel tank, thereby preventing the injector leakage, impregnation of impurities, deterioration of startability, increase of exhaust gas, and reduction of fuel consumption.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention in detail.
도 1은 본 발명이 적용되는 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치의 구성을 보인 도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3와 도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치의 작동을 나타낸 도이다.1 is a view showing the configuration of a bi-directional fuel pump device for an Elpia vehicle to which the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIGS. The figure shows the operation of the fuel pump device.
본 발명의 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료펌프(10), 연료펌핑부재(20,22), 순방향회전자(30)와 역방향회전자(32), 및 방향선택 기어부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the Elpia vehicle bi-directional fuel pump device of the present invention includes a
상기 연료펌프(10)의 상,하단부에는 호스와 연결되는 다수의 순방향 토출구(12) 및 역방향 회수구(14)가 구비된다.Upper and lower ends of the
또한, 순방향 토출구(12) 및 역방향 회수구(14)에는 연료의 순방향 및 역방향 흐름을 위한 체크밸브(16)가 각각 구비된다.In addition, the
즉, 순방향 토출구(12)에는 연료의 순방향 흐름을 위한 체크밸브가 채택되고, 역방향 회수구(14)에는 연료의 역방향 흐름을 위한 체크밸브가 채택됨으로써, 연료의 역류현상이 방지되는 구조로 된 것이다.That is, the check valve for the forward flow of the fuel is adopted in the
상기 연료펌핑부재(20,22)는 연료를 펌핑하는 역할을 하며, 연료펌프(10)의 내부 양측에 순방향 토출구(12) 및 역방향 회수구(14)와 연통되는 순방향 연료경로(21) 및 역방향 연료경로(23)가 각각 형성되도록 구비된다. 이러한 연료펌핑부재(20,22)는 다이아프램으로 형성된다.The
상기 순방향회전자(30)와 역방향회전자(32)는 연료가 순방향 및 역방향으로 펌핑되도록 연료펌프(10)의 순방향 연료경로(21)와 역방향 연료경로(23)를 형성하는 연료펌핑부재(20,22)를 선택적으로 가압하는 역할을 하며, 연료펌핑부재(20,22)와 접하여 연료펌프(10)의 내부에 힌지부를 중심으로 회전 가능하게 구비된다.The
이때, 순방향회전자(30)와 역방향회전자(32)는 방향선택 기어부(40)에 의해 선택적으로 구동되도록 서로 일정한 높이차를 두고 대향되도록 연료펌핑부재(20,22)와 접하여 구비된다.In this case, the
즉, 순방향회전자(30)는 순방향 연료경로(21)를 형성하는 연료펌핑부재(20)와 접하여 연료펌프(10)의 상부측에 배치되고, 역방향회전자(32)는 역방향 연료경로(23)를 형성하는 연료펌핑부재(22)와 접하여 연료펌프(10)의 하부측에 배치된다.That is, the
상기 방향선택 기어부(40)는 연료의 순방향 및 역방향 흐름을 위해 다아아프램(20,22)을 가압하는 순방향회전자(30)와 역방향회전자(32)를 선택적으로 구동시키는 역할을 하며, 연료펌프(10)의 내부에 고정 결합되는 안내부재(42)과, 안내부재(42)에 기어 결합되는 방향선택 기어축(44), 및 방향선택 기어축(44)을 회전시키기 위한 구동모터(46)로 구성된다.The direction
안내부재(42)는 관형상을 가지며 내주연에 기어부가 형성되어 연료펌프(10)의 내부에 고정 결합된다.The
방향선택 기어축(44)은 축형상을 가지며 외주연에 안내부재(42)와 기어 결합되도록 기어부가 형성된다. 방향선택 기어축(44)은 안내부재(42)와 기어 결합됨으로써 구동모터(46)의 작동시 안내부재(42)를 따라 상,하로 안내되어 이동된다.The direction
이때, 안내부재(42)와 방향선택 기어축(44)은 헬리컬기어를 매개로 기어 결합됨으로써 일정한 방향성과 마찰손실을 최소화할 수 있다.At this time, the
여기서, 구동모터(46)의 정,역회전시 방향선택 기어축(44)을 안내부재(42)의 상,하로 이동시키는 기어부는 안내부재(42)와 방향선택 기어축(44)의 내,외주연 전체에 형성되거나 또는 안내부재(42)와 방향선택 기어축(44)의 내,외주연 일부에 형성될 수도 있다.Here, the gear portion for moving the direction
또한, 방향선택 기어축(44)의 상,하단부에는 순방향회전자(30)와 역방향회전자(32)를 선택적으로 구동시키기 위해 서로 대향되도록 편심되는 상,하부 편심체(44A,44B)가 각각 구비된다.In addition, upper and lower
구동모터(46)는 방향선택 기어축(44)의 하단부에 모터축을 매개로 연결되고 연료의 순방향 및 역방향 흐름시 방향선택 기어축(44)이 안내부재(42)를 따라 상,하로 이동되도록 방향선택 기어축(44)을 정,역회전시킨다.The
이러한 방향선택 기어부(40)는 구동모터(46)의 정,역회전시 방향선택 기어축(44)이 안내부재(42)를 따라 상,하로 이동되어 상,하부 편심체(44A,44B)로 순방향회전자(30) 및 역방향회전자(32)를 선택적으로 구동시키는 구조로 된 것이다.The direction
미설명 부호 “24”는 연료펌핑부재(20,22)를 복원시키기 위한 복원스프링을 나타낸 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having such a configuration as follows.
본 발명의 실시 예에 따른 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프 장치는 시동스위치에 온(on) 신호가 들어오면 도 3에 도시된 바와 같이 순방향으로 초기 구동하 게 되어 연료는 순방향 토출구(12)로 토출된다.The bidirectional fuel pump device for an Elpia vehicle according to an embodiment of the present invention is initially driven in the forward direction as shown in FIG. 3 when an on signal is input to the start switch, and the fuel is discharged to the
즉, 시동스위치의 온(on) 신호시 방향선택 기어부(40)를 구성하는 방향선택 기어축(44)은 구동모터(46)의 정회전에 의해 안내부재(42)를 따라 상부로 안내되도록 이동하게 되어 상부 편심체(44A)와 순방향회전자(30)는 서로 접하게 된다.That is, the direction
이러한 상태에서 구동모터(46)에 의한 방향선택 기어축(44)의 회전시 상부 편심체(44A)는 편심회전되어 순방향회전자(30)를 가압하게 된다. 그러면 순방향회전자(30)의 가압에 의해 순방향 연료경로(21)를 형성하는 연료펌핑부재(20)는 펌핑작동되어 연료를 연료펌프(10)의 순방향 토출구(12)를 통해 연료라인 내부로 토출하게 된다.In this state, when the direction
한편, 시동스위치에 오프(off) 신호가 들어오면 도 4에 도시된 바와 같이 순방향으로 연료를 공급하던 연료펌프(10)의 구동이 정지하게 된다. 이때, 차량의 연료계통을 구성하는 연료 컷오프밸브가 차단되어 연료레일 내부가 밀폐되면 연료펌프(10)는 역방향 흐름이 발생되도록 작동되어 연료는 역방향 회수구(14)로 회수된다.On the other hand, when an off signal is input to the start switch, the driving of the
즉, 시동스위치의 오프(off) 신호시 방향선택 기어부(40)를 구성하는 방향선택 기어축(44)은 구동모터(46)의 역회전에 의해 안내부재(42)를 따라 하부로 안내되도록 이동하게 되어 하부 편심체(44ㅠ)는 역방향회전자(32)와 접하게 된다.That is, the direction
이러한 상태에서 구동모터(46)에 의한 방향선택 기어축(44)의 회전시 하부 편심체(44B)는 편심회전되어 역방향회전자(32)를 가압하게 된다. 그러면 역방향회전자(32)의 가압에 의해 역방향 연료경로(23)를 형성하는 연료펌핑부재(22)는 펌핑 작동되어 연료라인 내부의 잔여연료를 역방향 회수구(14)를 통해 연료탱크로 회수하게 된다. 이때, 연료라인 측에 장착된 연료압력센서값을 바탕으로 연료압력이 1ber에 도달할 때까지 계속 회수하게 되고, 연료압력이 회수되면 엔진제어유닛은 파워 래치를 거치면서 완전이 전원이 오프(off)되게 된다.In this state, when the direction
이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing to the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention. .
도 1은 본 발명에 따른 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치의 내부를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the interior of the two-way fuel pump device for Elpia vehicle in accordance with the present invention;
도 2는 도 1의 A-A선 단면도, 그리고2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3와 도 4는 본 발명에 따른 엘피아이 차량용 양방향 연료펌프장치의 작동을 나타낸 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views showing the operation of the two-way fuel pump device for Elpia vehicle in accordance with the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 연료펌프 12 : 순방향 토출구10: fuel pump 12: forward discharge port
14 : 역방향 회수구 16 : 체크밸브14: reverse recovery port 16: check valve
20,22 : 연료펌핑부재 30 : 순방향회전자20,22: fuel pump member 30: forward rotor
32 : 역방향회전자 40 : 방향선택 기어부32: reverse rotor 40: direction selection gear
42 : 안내부재 44 : 방향선택 기어축42: guide member 44: direction selection gear shaft
44A : 상부 편심체 44B : 하부 편심체44A: upper
46 : 구동모터 46: drive motor
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KR20060020358A (en) * | 2004-08-31 | 2006-03-06 | 박동수 | Both direction circular pump |
KR20070062222A (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-15 | 현대자동차주식회사 | Fuel leakage preventing system of lpi engine |
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