KR101011124B1 - 차량의 연료증발가스 누출 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 연료탱크로부터 연료증발가스가 누출되는지의 여부를 감지 및 검사하기 위한 차량의 연료증발가스 누출 감지장치에 관한 것으로, 상기 장치는, 연료에서 발생된 가스를 배출하는 벤트 라인과 연료 주입시 주유기를 안내하는 필러넥을 구비한 연료탱크; 오리피스를 구비하여 상기 연료탱크의 상부에 구비된 ROV 밸브; 제1 배관 라인에 의해 상기 ROV 밸브와 연결되는 캐니스터; 및 상기 캐니스터와 엔진을 연결하는 제2 배관 라인에 설치되는 PCSV;를 포함함으로써, 국내 기준의 차량의 생산 라인과 기존 부품 및 설계 기준을 크게 바꾸지 않고서도 연료 증발 가스 누출 여부를 검출하여 검사할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

연료탱크, 캐니스터, ROV 밸브, PCSV, 증발가스

Description

차량의 연료증발가스 누출 감지장치{Device for monitoring leakage of fuel vapor gas of vehicle}

본 발명은 차량의 연료증발가스 누출 감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 연료탱크 내에서 발생된 증발가스가 누출되는 곳이 없는지를 감지 및 검사하는 차량의 연료증발가스 누출 감지장치에 관한 것이다.

최근 들어 차량의 유해물질 배출에 대한 규제가 더욱더 강화되고 있고, 특히 한국뿐만 아니라 북미지역 등에서 차량의 배출 물질 중 HC 가스에 대한 규제가 새로운 규제법으로 발효되어 차량의 연료계통 누출 검사 시스템의 채용이 의무화되고 있는 실정에 있다.

일례로, 북미에서 운행되는 차량 검사의 기준에 의하면 엔진 측에서 부압을 걸어 연료탱크로부터 연료증발가스가 새는지 검사를 하는데 연료탱크에 미세한 틈이 있으면 부압이 걸리지 않게 되고 안전하면 적정 부압이 걸리는 것으로 하여 안정성을 판단하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같은, 종래의 북미에 주로 수출하는 차량의 연료증발가스 누출 감지장치는, 벤트라인(1-1)과 필러넥(1-2)을 구비한 연료탱크(1)와, 상기 연료탱크(1)의 상부에 구비된 ROV 밸브(2) 및 ORVR 밸브(3)와, 제1 배관라인(L1)에 의해 상기 ROV 밸브(2) 및 ORVR 밸브(3)와 연결된 캐니스터(4)와, 상기 캐니스터(4)와 엔진(미도시)을 연결하는 제2 배관라인(L2)에 설치된 PCSV(5)로 구성된다.

여기서, 상기 연료탱크(1)에는 ROV 밸브 외에 ORVR 밸브가 별도로 장착되는 것을 볼 수 있는데, 상기 ORVR 밸브의 오리피스(3-2) 사이즈는 지름이 16mm 이상이 되어 충분한 부압이 형성되는 것이 가능하였다.

그러나, 상기 ROV 밸브(2)의 오리피스(2-1)는 그의 사이즈가 작기 때문에 충분한 부압이 걸리기에는 부족하였다.

이에, 연료탱크(1)로부터 연료의 증발가스가 새는지 검사하기 위해서는 연료탱크(1) 내에 일정한 부압이 걸려야 검사가 가능하지만, 상기와 같은 사이즈가 작은 오리피스(2-1)에 있어서는 일정한 부압이 걸리지 않기 때문에 증발가스의 누출을 감지할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 한국에서 적용된 KOBD와 북미 등에서 적용된 OBD에 대비하여 큰 지름을 갖는 ORVR 밸브의 추가적인 설치 없이 기존 부품 및 설계 기준을 바꾸지 않고 ROV 밸브 하나만을 가지고 연료 증발가스의 누출 여부를 감지 및 검사할 수 있도록 한 차량의 연료증발가스 누출 감지장치를 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 차량의 연료탱크로부터 연료증발가스가 누출되는지의 여부를 감지 및 검사하기 위한 차량의 연료증발가스 누출 감지장치는, 연료에서 발생된 가스를 배출하는 벤트 라인과 연료 주입시 주유기를 안내하는 필러넥을 구비한 연료탱크; 제1 오리피스를 구비하여 상기 연료탱크의 상부에 구비된 ROV 밸브; 제1 배관 라인에 의해 상기 ROV 밸브와 연결되는 캐니스터; 및 상기 캐니스터와 엔진을 연결하는 제2 배관 라인에 설치되는 PCSV;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 오리피스의 지름을 8.5mm 이상으로 하고 지름이 1.5mm인 제 2 오리피스(50)가 구비되게 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 오리피스의 닫힘 위치는 상기 연료탱크 공칭용량의 95%에 위치시키고, 상기 제2 오리피스의 닫힘 위치는 상기 연료탱크 공칭용량의 105%에 위치시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 오리피스는 ROV 밸브의 측면에 구비되게 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 차량의 연료증발가스 누출 감지장치를 이용함으로써, 환경 보호 측면에서 한국에 적용되고 있는 KOBD와 북미 등에서 적용된 OBD에 대비하여 ORVR 밸브의 추가 없이 국내 기준의 차량의 생산 라인과 기존 부품 및 설계 기준을 크게 바꾸지 않고 연료 증발가스의 누출 여부를 자가 검사할 수 있게 하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량의 연료증발가스 누출 감지장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 연료증발가스 누출 감지장치를 보인 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라서 차량의 연료탱크로부터 연료증발가스가 누출되는지의 여부를 감지하기 위한 차량의 연료증발가스 누출 감지장치는, 연료탱크(10), ROV 밸브(Roll Over Valve, 20), 캐니스터(canister, 30) 및 PCSV(Purge Control Solenoid Valve, 40)를 구성하고, 추가로 상기 ROV 밸브(20)에 별도의 제2 오리피스(50)가 구비된다.

상기 연료탱크(10)는 연료에서 발생된 가스를 배출하는 벤트 라인(11)과 연료 주입시 주유기를 안내하는 필러넥(12)을 구비하며, 연료를 일시적으로 저장하여 서 그에 내장된 연료 펌프(미도시)의 펌핑 작용에 의하여 연료 공급 라인을 통해 딜리버리 파이프(미도시)로 공급되게 하는 역할을 한다.

상기 딜리버리 파이프에 공급된 연료는 계속되는 연료 펌프의 펌핑작용에 의하여 각각의 연소실로 연료를 분사하는 인젝터(미도시)로 공급된다.

그러나, 연료를 내장하는 연료탱크(10)는 딜리버리 파이프에서 리턴되는 고온의 연료에 의하여 연료탱크(10) 내의 온도가 상승하게 되어 연료탱크(100 내에서 증발가스가 발생하게 된다.

상기와 같이 발생된 증발가스, 즉 HC 가스로 인하여 연료탱크(10) 내의 압력이 상승하게 되고, 그 압력 상승으로 인하여 가스가 연료탱크(10)로부터 누출되어 대기를 오염시키는 환경 오염의 주원인을 제공하게 된다.

따라서, 상기 연료탱크(10) 내부에서 발생된 증발가스가 외부로 누출되지 않도록 하기 위한 장치로서 ROV 밸브(20)가 이용된다.

상기 ROV 밸브(20)는 제1 오리피스(22)를 구비하여 상기 연료탱크(10)의 상부에 구비되어 있으며, 차량이 45°이상 기울어지거나 전복시 연료가 연료탱크(10)의 외부로 유출되지 않도록 연료 차단 기능을 함과 동시에 차량의 연료탱크로부터 연료증발가스가 누출되는지의 여부를 감지하는 역할을 한다.

일반적으로 상기 제1 오리피스(22) 사이즈는 1.5mm정도의 크기가 사용되고 있다.

상기 캐니스터(30)는 제1 배관 라인(25)에 의해 상기 ROV 밸브(20)와 연결된다.

상기 캐니스터(30)는 차량의 엔진이 정지되었을 때 기화기(미도시)의 뜨개실과 연료 탱크(10)에서 증발하는 연료가스를 포집하고, 그의 내부에 포한된 활성탄을 통해서 연료 증발 가스가 대기 중으로 방출되는 것을 막는 역할을 한다.

상기 PCSV(40)는 캐니스터(30)와 엔진을 연결하는 제2 배관 라인(35)에 설치되어서, 캐니스터(30)에 포집된 연료의 HC 증발가스를 엔진측으로 퍼지해 주는 역할을 한다.

한편, 차량의 연료 배출가스 제도인 OBD 또는 KOBD 시스템이 작동하면 엔진에서 연료탱크(10) 내의 연료 증발가스가 제2 배관 라인(35)을 통해서 매니폴드(미도시)로 빠져나가는데, 이에 따라 부압이 걸리게 되고 PCSV(40) 밸브를 닫으면서 일정한 시간에 따른 압력을 연료탱크압력센서(FTPS, 미도시)가 감지하여 증발가스의 누출을 판단하게 된다.

그러나, 상기 ROV 밸브(20)에 설치된 1.5mm의 제1 오리피스(22)만으로는 충분한 부압이 형성되지 못한다.

따라서, 본 발명에서는 상기 제1 오리피스(22)의 지름을 8.5mm 이상으로 구성되게 하고 ROV 밸브(20)의 측면에 제2 오리피스(50) 지름이 1.5mm로 추가로 구비되게 하여 충분한 부압이 형성될 수 있도록 하였다.

상기 ROV 밸브(20)의 제1 오리피스(22)와 제2 오리피스(50)의 지름의 합이 10mm 이상이 되게 하여, OBD가 작동하는 공칭용량 15% ~ 85% 구간 사이에서는 제 1 오리피스(22)와 제 2 오리피스(50)를 통해 충분한 부압이 형성되게 하고 오리피스의 지름이 큰 관계로 발생될 과급유 문제는 제1 오리피스(22)를 연료탱크 공칭용량 95%에 위치시켜서 주유건을 1차 차단시키고 제 2 오리피스(50)를 연료탱크 공칭용량 105%에 위치시켜 공칭용량의 105%에서 주유건을 차단시켜 더 이상 연료가 주유가 되지 않게 함으로써 과급유를 방지함과 동시에 증발가스의 유출을 검사할 수 있도록 한다.

즉, 상기 연료탱크(10) 내에 장착되는 ROV 밸브(20)의 오리피스를 제1 오리피스(22)와 제2 오리피스(50)로 구성되게 함으로써 그의 사이즈를 부압이 형성될 수 있을 정도로 충분히 확보한 뒤 과급유의 문제를 해소하기 위한 것이며, 그를 위해 제1 오리피스(22)의 위치는 상술된 바와 같이 연료탱크(10) 공칭용량의 95%에 위치시키고 증발가스의 벤팅(venting) 확보 및 과급유 방지를 위해서 ROV 밸브(20)의 측면에 추가의 제2 오리피스(50)를 확보하여 주유성을 해치지 않으면서 연료시스템의 증발가스 누출유무를 쉽게 감지 및 검사할 수 있게 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래의 차량의 연료증발가스 누출 감지장치를 보인 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 연료증발가스 누출 감지장치를 보인 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*

1: 벤트 라인 2: 필러넥

10: 연료탱크 20: ROV 밸브

22: 제1 오리피스 25: 제1 배관라인

30: 캐니스터 35: 제2 배관라인

40: PCSV 50: 제2 오리피스

Claims (4)

1. 연료에서 발생된 가스를 배출하는 벤트 라인(11)과 연료 주입시 주유기를 안내하는 필러넥(12)을 구비한 연료탱크(10);

   제1 오리피스(22)를 구비하여 상기 연료탱크(10)의 상부에 구비된 ROV 밸브(20);

   제1 배관 라인(25)에 의해 상기 ROV 밸브(20)와 연결되는 캐니스터(30); 및

   상기 캐니스터(30)와 엔진을 연결하는 제2 배관 라인(35)에 설치되는 PCSV(40);로 형성되어, 차량의 연료탱크로부터 연료증발가스가 누출되는지의 여부를 감지 및 검사하기 위한 차량의 연료증발가스 누출 감지장치에 있어서,

   상기 ROV 밸브(20)에는 지름이 8.5mm 이상인 제1 오리피스(22)와 지름이 1.5mm인 제 2 오리피스(50)가 구비되게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 연료증발가스 누출 감지장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 오리피스(22)의 닫힘 위치는 상기 연료탱크(10) 공칭용량의 95%에 위치시키고, 상기 제2 오리피스(50)의 닫힘 위치는 상기 연료탱크(10) 공칭용량의 105%에 위치시키는 것을 특징으로 하는 차량의 연료증발가스 누출 감지장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 오리피스(50)는 ROV 밸브(20)의 측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 연료증발가스 누출 감지장치.

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