KR101882600B1

KR101882600B1 - 퍼지 공기 펌프를 갖는 밸브 유닛

Info

Publication number: KR101882600B1
Application number: KR1020167023736A
Authority: KR
Inventors: 만프레드 바이글; 필리프 그라스
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2018-07-26
Also published as: WO2016026696A1; EP3077654B1; US20170184057A1; DE102014216454A1; CN106030107A; CN106030107B; EP3077654A1; KR20160114164A

Abstract

본 발명은, 연료 탱크(16)와, 탄화수소(23)를 일시적으로 저장하기 위한 저장 요소(19)를 갖는 내연 엔진(2)의 연료 탱크 시스템(1)에 사용되는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9)으로서, 상기 연료 탱크(16)와 상기 저장 요소(19)는, 상기 연료 탱크(16)에 위치된 연료(17)로부터 가스화된 탄화수소(23)가 상기 저장 요소(19)에 저장되는 방식으로, 서로 연결되고, 상기 저장 요소(19)는 흡입측(21)과 압력측(22)을 구비하는 상기 퍼지 공기 펌프(7)에 연결되며, 신선한 공기(24)는 상기 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 상기 저장 요소(19)로 운반될 수 있고, 이에 의해 탄화수소(23)는 상기 저장 요소로부터 방출되고, 연소를 위해 상기 내연 엔진에 공급될 수 있는, 상기 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9)에 관한 것이다. 자동차의 주행 동작 동안 연료 탱크 시스템의 기밀성을 정기적으로 체크하는 방식으로 구성된 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9)을 제시하기 위하여, 상기 밸브 유닛(9)은, 회전축(38) 주위로 회전될 수 있도록 상기 밸브 유닛(9)에 장착된 밸브 실린더(27)를 구비하고, 상기 퍼지 공기 펌프(7)는, 상기 밸브 실린더(27)의 제1 위치에서, 제1 밸브 실린더 통로(31)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 압력측(22)을 제1 라인(29)에 연결하고, 제2 밸브 실린더 통로(32)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 흡입측(21)을 제2 라인(30)에 연결하고, 상기 밸브 실린더(27)의 제2 위치에서, 제3 밸브 실린더 통로(33)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 압력측(22)을 제2 라인(30)에 연결하고, 제4 밸브 실린더 통로(34)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 흡입측(21)을 제1 라인(29)에 연결하는 방식으로 상기 밸브 유닛(9)에 연결된다.

Description

퍼지 공기 펌프를 갖는 밸브 유닛{VALVE UNIT WITH PURGE AIR PUMP}

본 발명은 내연 엔진의 연료 탱크 시스템에 사용되는 퍼지 공기 펌프를 갖는 밸브 유닛에 관한 것이다.

자동차로부터 방출되는 오염물을 감소시키기 위하여, 최근 수십 년 간 다수의 조치들이 도입되었다. 이들 조치들 중 하나는 탄화수소를 일시적으로 저장하기 위해 연료 탱크가 저장 요소(storage element)에 연결된 연료 탱크 시스템을 사용하는 것이다. 탄화수소계 연료를 자동차에 재급유할 때, 탄화수소는 연료로부터 가스화(gasify)되는데, 이 탄화수소는 대기로 진입하여서는 안 된다. 높은 온도에서 또는 불균일한 지면 위를 주행할 때, 연료로부터 탄화수소가 가스화되는 것이 증가되는데, 이 탄화수소는 대기로 누출되지 않는 것이 효과적으로 보장되어야 한다. 특히 내연 엔진이 장거리 동안 완전히 셧다운되는 하이브리드 차량에서, 가스화된 탄화수소는 내연 엔진이 재시동될 때 차후에 연소되기 위하여 효과적으로 일시적으로 저장되어야 한다. 이를 위해, 연료 탱크와, 탄화수소를 일시적으로 저장하기 위한 저장 요소로 구성된 연료 탱크 시스템이 유용한 것으로 입증되었고, 연료 탱크에 존재하는 연료로부터 가스화되는 탄화수소가 저장 요소에 저장되도록 이 연료 탱크와 저장 요소는 함께 연결되고, 이 저장 요소는 신선한 공기를 저장 요소로 운반할 수 있는 제1 라인에 연결되고, 그리고 이 저장 요소는 저장 요소를 내연 엔진의 흡기 트랙트(intake tract)에 연결하는 제2 라인에 연결되고, 이 제2 라인을 통해 탄화수소가 풍부한 신선한 공기가 저장 요소로부터 흡기 트랙트로 운반될 수 있다. 이런 방식으로, 저장 요소에는 신선한 공기가 순환적으로 플러시(flushed)될 수 있고, 저장된 탄화수소는 흡기 트랙트에 공급되고 이 흡기 트랙트는 내연 엔진을 공기 필터에 연결하고 연소를 위해 공기를 내연 엔진에 공급할 수 있다. 따라서 연료 탱크로부터 가스화된 탄화수소는 내연 엔진에서 연소될 수 있고, 탄화수소가 대기로 누출되는 것이 안정적으로 방지된다. 탄화수소를 저장 요소로부터 흡기 트랙트로 운반하기 위해, 종래 기술에 따라 퍼지 공기 펌프가 사용되는데, 이 퍼지 공기 펌프는 예를 들어 레이디얼 펌프(radial pump)로 구성될 수 있다. 연료 탱크 시스템이 결함-없이 기능하는 것을 보장하기 위해, 전체 연료 탱크 시스템의 기밀성(tightness)을 정기적으로 체크하는 것이 필요하다. 이 기밀성 테스트는 자동차 공장을 방문하는 것으로 제한되지 않고, 기밀성 테스트는 자동차의 주행 동작에 걸쳐 차량에서, 즉 탑재된 상태에서 수행되어야 한다.

그리하여 본 발명의 목적은 연료 탱크 시스템의 기밀성이 자동차의 주행 동작 동안 정기적으로 체크될 수 있도록 구성된 퍼지 공기 펌프를 갖는 경제적인 밸브 유닛을 제시하는 것이다.

본 목적은 디바이스에 관한 독립 청구항에 따른 연료 탱크 시스템에 의해 달성된다.

상기 밸브 유닛은 회전축 주위로 회전가능하게 상기 밸브 유닛에 장착된 밸브 실린더를 구비하기 때문에, 상기 퍼지 공기 펌프는, 상기 밸브 실린더의 제1 위치에서, 제1 밸브 실린더 통로가 상기 퍼지 공기 펌프의 압력측을 제1 라인에 연결하고, 제2 밸브 실린더 통로가 상기 퍼지 공기 펌프의 상기 흡입측을 제2 라인에 연결하고, 상기 밸브 실린더의 제2 위치에서, 제3 밸브 실린더 통로가 상기 퍼지 공기 펌프의 상기 압력측을 제2 라인에 연결하고, 제4 밸브 실린더 통로가 상기 퍼지 공기 펌프의 상기 흡입측을 제1 라인에 연결하도록, 상기 밸브 유닛에 연결되고, 단일 펌프가 상기 연료 시스템에서 상기 저장 요소를 퍼지하는데 그리고 상기 연료 시스템의 기밀성을 테스트하는데 모두 사용될 수 있다.

상기 밸브 실린더의 제3 위치에서, 상기 밸브 실린더가 상기 퍼지 공기 펌프의 상기 흡입측과 상기 압력측을 상기 제1 라인으로부터 및/또는 상기 제2 라인으로부터 분리하는 경우, 상기 밸브 유닛은, 전술한 기능에 더하여, 차단 밸브(shut-off valve)로도 사용될 수 있다.

일 개선에서, 상기 밸브 실린더는 제5 밸브 실린더 통로와 제6 밸브 실린더 통로를 구비하고, 상기 제5 밸브 실린더 통로와 상기 제6 밸브 실린더 통로의 단면은 상기 제1 밸브 실린더 통로와 상기 제2 밸브 실린더 통로의 단면보다 더 작다. 상기 밸브 실린더의 제4 위치에서, 상기 제5 밸브 실린더 통로가 상기 퍼지 공기 펌프의 상기 압력측을 상기 제1 라인에 연결하고, 제6 밸브 실린더 통로가 상기 퍼지 공기 펌프의 상기 흡입측을 상기 제2 라인에 연결하는 경우, 상기 저장 요소를 매우 완만하게 퍼지하는 것이 일어날 수 있다. 상기 퍼지 공기 펌프에 의해 정밀하게 조절될 수 있는 신선한 공기의 볼륨 흐름은 낮기 때문에, 탄화수소는 상기 저장 요소로부터 매우 균일하게 방출될 수 있고, 이에 의해 최적의 공기/연료 혼합이 람다 제어 시스템에 의해 내연 엔진의 연소 챔버에서 설정될 수 있는 것이 보장될 수 있으나, 추가적인 탄화수소가 상기 저장 요소를 퍼지하는 것으로부터 상기 연소 챔버에 도달될 수 있다.

일 개선에서, 상기 퍼지 공기 펌프는 레이디얼 펌프로 구성된다. 레이디얼 펌프는, 운반되는 공기의 물리적 파라미터, 예를 들어, 온도가 알려진 경우, 상기 펌프가 생성하는 압력과, 상기 펌프가 구동되는 회전 속력 또는 상기 펌프가 흡수하는 전력 사이에 용이하게 재생가능한 비율(reproducible ratio)을 구비한다. 따라서 상기 연료 탱크 시스템에서 생성된 포지티브 압력은 상기 레이디얼 펌프의 전력 소비에 기초하여 상기 제어 유닛에 의해 용이하게 모니터링될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 저장 요소는 활성탄 필터로 구성된다. 탄화수소는, 특히 입자 형태로 활성탄에 잘 부착되어서, 일시적으로 저장될 수 있다.

본 발명의 일 개선에서, 압력 센서는 상기 연료 탱크 시스템에 배열된다. 상기 압력 센서는 상기 연료 탱크 시스템의 기밀성을 간단히 테스트할 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예는 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 탱크 시스템을 갖는 내연 엔진을 도시하는 도면;
도 2는 밸브 실린더의 제1 위치를 도시하는 도면;
도 3은 밸브 실린더의 제2 위치를 도시하는 도면;
도 4는 밸브 실린더의 제3 위치를 도시하는 도면;
도 5는 밸브 실린더의 제4 위치를 도시하는 도면.

도 1은 본 발명에 따른 연료 탱크 시스템(1)을 갖는 내연 엔진(2)을 도시한다. 내연 엔진(2)은 배기 트랙트(3)와 흡기 트랙트(4)를 구비한다. 배기 가스에 포함된 운동 에너지를 회수하기 위하여, 배기 트랙트는 흡기 트랙트(4)에서 흡기 공기를 압축할 수 있는 터보차저를 구비한다. 내연 엔진(2)에는 흡기 트랙트(4)를 통해 신선한 공기(24)가 공급된다. 신선한 공기측으로부터 시작하여, 신선한 공기(24)는 공기 필터(6)를 통해 흡기 트랙트(4)로 가이드되고, 배기 터보차저(5) 또는 압축기를 사용하여 압축되고 나서, 내연 엔진(2)의 연소 챔버로 공급될 수 있다. 나아가, 연료(17)는 연료 라인(37)을 통해 연료 탱크(16)로부터 내연 엔진(1)으로 공급된다.

도 1은, 연료 탱크(16)와, 탄화수소(23)를 일시적으로 저장하기 위한 저장 요소(19)를 갖는 연료 탱크 시스템(1)을 더 도시한다. 연료 탱크(16)와 저장 요소(19)는, 연료 탱크(16) 내 연료(17)로부터 가스화되는 탄화수소(23)가 저장 요소(19)에 저장될 수 있도록, 함께 연결된다. 저장 요소(19)는 예를 들어 활성탄 저장소로 구성될 수 있다. 활성탄 저장소는, 저장될 탄화수소(23)가 탄소에 침착될 수 있도록 일반적으로 탄소 입자가 내부에 배열된 폐쇄된 캐니스터(canister)이다. 그러나 저장 요소(19)는 제한된 저장 용량만을 구비하여서, 저장 요소(19)는 정기적으로 소기(evacuated)되어야 하는데, 예를 들어, 신선한 공기(24)가 퍼지 공기 필터(20)를 통해 유입되고, 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 라인을 통해 저장 요소(19) 안으로 흡입되거나 또는 프레스되어야 한다. 신선한 공기(24)는 저장 요소(19) 내 활성탄을 통해 흐르며 탄화수소(23)를 수집하고, 그리하여 탄화수소(23)가 풍부한 신선한 공기(20)가 추가적인 라인을 따라 흡기 트랙트(4)로 운반된다.

탄화수소(23)가 풍부한 신선한 공기(24)는 공기 필터(6)를 통해 유입된 신선한 공기(24)와 흡기 트랙트(4)에서 혼합된다. 따라서 탄화수소(23)는 내연 엔진(2)으로 공급될 수 있고, 여기서 탄화수소(23)는 내연 엔진(2)의 연소 챔버에서 연소된다. 연료 탱크 시스템(1)은 매우 휘발성인 탄화수소(24)를 포함하므로, 전체 연료 탱크 시스템(1)의 기밀성을 정기적으로 테스트하는 것이 필요하다.

도 1에 도시된 연료 탱크 시스템(1)의 핵심적인 부분은 밸브 유닛(9)이다. 이 예에서, 밸브 유닛(9)은 제1 밸브(11), 제2 밸브(12), 제3 밸브(13), 제4 밸브(14), 및 제5 밸브(15)로 구성된다. 제5 밸브(15)는 퍼지 공기 밸브(10)와 함께 연료 탱크 시스템(1)을 완전히 밀봉하는 기능을 한다. 따라서 제5 밸브(15)와 퍼지 밸브(10)가 폐쇄되고, 연료 탱크 시스템에 누설이 없는 경우, 제5 밸브(15)와 퍼지 공기 밸브(10)의 폐쇄시 연료 탱크 시스템(1)에 존재하는 압력은 이들 밸브들 중 하나의 밸브가 다시 개방될 때까지 일정하게 유지된다. 이 일정한 압력은 압력 센서(8)에 의해 검출될 수 있고, 제어 유닛(25)에 의해 모니터링될 수 있다. - 밸브 유닛(9)의 일부인 - 제1 밸브(11), 제2 밸브(12), 제3 밸브(13), 및 제4 밸브(14)는 신선한 공기(24)의 흐름 방향을 역전시키는 기능을 하고, 이에 의해 첫째 신선한 공기(24)가 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 내연 엔진(2)의 방향으로 운반될 수 있고, 둘째 신선한 공기(24)가 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 연료 탱크(16) 안으로 운반될 수 있다. 저장 요소(19)를 퍼지하기 위하여, 퍼지 공기 밸브(10)는 개방되고, 밸브 유닛(9)에서, 제2 밸브(12), 제4 밸브(14), 및 제5 밸브(15)가 개방된다. 밸브 유닛(9)에서 제1 밸브(11)와, 밸브 유닛(9)에서 제3 밸브(13)는 폐쇄된다. 이제 - 레이디얼 펌프로 구성되고 그리하여 흡입측(21)으로부터 압력측(22)으로만 펌핑되는 매체를 운반할 수 있는 - 퍼지 공기 펌프(7)가 동작되는 경우, 신선한 공기는, 퍼지 공기 필터(20)로부터 퍼지 공기 밸브(10)를 통해 저장 요소(19)를 거쳐 내연 엔진(2)의 흡기 트랙트(4)로 공급된다. 그리하여 이 구성에서 활성탄 필터로 구성될 수 있는 저장 요소(19)는 신선한 공기(24)로 플러시되고, 여기서 저장 요소(19)에 침착된 탄화수소(23)가 밖으로 플러시되어 내연 엔진(2)으로 공급된다.예를 들어, 탄화수소(23)의 충전량이 낮은 것으로 인해, 저장 요소(19)가 퍼지될 필요가 없는 경우, 퍼지 공기 밸브(10)는 폐쇄될 수 있다. 나아가, 밸브 유닛(9)에서 제2 밸브(12)와 제4 밸브(14)는 또한 폐쇄될 수 있다. 초기에 제5 밸브(15)는 개방된 채 유지된다. 이제 퍼지 공기 펌프(7)가 동작되는 경우, 신선한 공기(24)는 공기 필터(6)를 통해 유입되고 저장 요소(19)와 연료 탱크(17)의 방향으로 프레스된다. 따라서 제어된 압력 상승이 연료 탱크 시스템(1)에서 일어난다. 연료 탱크 시스템(1)에서 압력 상승은 압력 센서(8)를 통해 및/또는 퍼지 공기 펌프(7)의 회전 속력 또는 전력 소비를 통해 모니터링될 수 있다. 이를 위해, 압력 센서(8)와 퍼지 공기 펌프(7)가 모두 전자 제어 유닛(25)에 연결된다. 상기 밸브(10, 11, 12, 13, 14, 15)는 모두 또한 제어 유닛(25)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 온도 센서(39)가 제어 유닛에 연결될 수 있다. 이제 연료 탱크 시스템이 미리 한정된 압력으로 가압되는 경우, 제5 밸브(15)는 셧오프될 수 있고, 이에 의해 연료 탱크 시스템(1)에서 형성된 압력이, 연료 탱크 시스템(1)에 누설이 없는 한, 일정하게 유지된다. 여기서 설명된 연료 탱크 시스템(1)을 사용하여, 자동차의 정상 동작 동안, 환경과 대기를 보호하는 규제사항으로부터 발생하는 중요한 요구조건인 연료 탱크 시스템(1)의 기밀성이 정기적으로 체크될 수 있다.

밸브 유닛(9)으로 인해, - 그 구조로 인해, 일 방향으로, 즉 흡입측(21)으로부터 압력측(22)으로만 매체를 운반할 수 있는 - 레이디얼 펌프(7)는 저장 요소(19)를 퍼지하는데 그리고 연료 탱크 시스템(1)을 가압하는데 모두 사용될 수 있다. 퍼지 공기 펌프로 사용되는, 매우 간단하고 내구성 있고 경제적인 레이디얼 펌프(7)는 밸브 유닛(9)과 협력하여 이중 기능을 수행할 수 있어서, 전체 연료 탱크 시스템이 경제적이고 효율적이게 된다.

연료 탱크 시스템(1)의 여러 위치에 배열될 수 있는 온도 센서(39)에 의해, 레이디얼 펌프(7)에 의해 생성된 압력과, 펌프가 구동되는 회전 속력, 또는 펌프가 소비하는 전력 사이에 상관 관계가 형성될 수 있다. 따라서 연료 탱크 시스템(1)에서 생성된 포지티브 압력이 레이디얼 펌프(7)의 전력 소비에 기초하여 제어 유닛(25)에 의해 용이하게 모니터링될 수 있다.

밸브 유닛(9)의 하나의 구성이 도 2 내지 도 4에 설명된다. 밸브 유닛(9)은 조절 요소(27)와 제1 내지 제6 조절 요소 통로(31, 32, 33, 34, 40, 41)를 구비한다. 조절 요소(27)는 예를 들어 밸브 유닛(9)에서 이동가능하게 장착된 선형 슬라이더로 구성될 수 있고, 이 선형 슬라이더는 제1 내지 제6 조절 요소 통로(31, 32, 33, 34, 40, 41)를 형성하는 6개의 보어를 구비한다. 아래의 예에서, 본 발명은 조절 요소(27)가 밸브 실린더로 구성되어 있는 밸브 유닛(27)을 참조하여 설명되고, 제1 내지 제6 조절 요소 통로(31, 32, 33, 34, 40, 41)는 제1 내지 제6 밸브 실린더 통로로 구성된다.

도 2는 흡입측(21)과 압력측(22)에서 밸브 유닛(9)에 연결된 퍼지 공기 펌프(7)를 도시한다. 이 도 2 및 이후 도면에서, - 도 1에 이미 도시된 - 퍼지 공기 펌프(7)와 밸브 유닛(9)은 제어 유닛(25)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 유닛(25)은 예를 들어 밸브 실린더(27)를 여러 위치로 이동시킬 수 있다. 도 2에서, 밸브 실린더(27)는 제1 위치에 있고, 제1 밸브 실린더 통로(31)와 제2 밸브 실린더 통로(32)를 구비한다. 제1 내지 제6 밸브 실린더 통로는 밸브 실린더(27)를 통해 공기 또는 공기-탄화수소 혼합물을 전달하도록 의도된다. 밸브 구동부(26)를 사용하여, 밸브 실린더(27)는 회전 축(38) 주위로 제1 위치로 회전될 수 있다. 제1 밸브 실린더 통로(31)가 퍼지 공기 펌프(7)의 압력측(22)을, 내연 엔진(2)으로 이어지는 제1 라인(29)에 연결하는 경우 밸브 실린더(27)의 제1 위치가 실린더 위치 마킹(28)으로 표시된다. 이 제1 위치에서, 흡입측(21)은 또한 제2 밸브 실린더 통로(32)에 의해 제2 라인(30)에 연결되고, 이 제2 라인은 저장 요소(19)를 통해 연료 탱크(16)로 이어진다. 밸브 실린더(27)의 이 제1 위치에서, 저장 요소(19)는 신선한 공기(24)가 제2 라인(30)을 통해 흡입되기 때문에 퍼지될 수 있고, 여기서 신선한 공기는 저장 요소(19)를 통과하고, 흡입측(21)을 통해 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 압력측(22)으로 운반되고 나서, 제1 밸브 실린더 통로(31)와 제1 라인(29)을 통해 내연 엔진(2)의 흡기 트랙트(4)로 전달된다. 밸브 유닛(9)은 밸브 실린더(27)가 장착되는 밸브 하우징(35)을 구비한다. 밸브 실린더(27)는 밸브 구동부(26)를 통해 회전 축(38) 주위로 회전될 수 있다. 전기 모터로 구성될 수 있는 밸브 구동부(26)에 의해 밸브 실린더(27)가 회전 축(38) 주위로 회전될 때, 밸브 유닛(9)은 신선한 공기(24)의 흐름 방향을 역전시킬 수 있고, 이에 의해 신선한 공기(24)는 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 내연 엔진(2) 쪽으로 더 이상 운반되지 않고, 대신 신선한 공기(24)는 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 연료 탱크로 운반된다. 이 상황은 도 3에 도시된다.

도 3에서, 밸브 실린더(27)는 실린더 위치 마킹(28)으로 식별될 수 있는 제2 위치로 회전 축(38) 주위로 180도 만큼 회전되어 있다. 이제 제1 밸브 실린더 통로(31)와 제2 밸브 실린더 통로(32) 중 그 어느 것도 퍼지 공기 펌프(7)의 흡입측(21) 또는 압력측(22)에 연결되지 않는다. 그러나, 제3 밸브 실린더 통로(33)와 제4 밸브 실린더 통로(34)가 흡입측(21)과 압력측(22)에 각각 연결된다. 이제 퍼지 공기 펌프(7)가 동작하는 것으로 설정되면, 신선한 공기(24)는 공기 필터(6)를 통해 유입되고, 제4 밸브 실린더 통로(34)에 연결된 제1 라인(29)을 통해 퍼지 공기 펌프(7)의 흡입측(21)으로 운반된다. 퍼지 공기 펌프(7)는 이 신선한 공기(24)를 압력측(22)과 제3 밸브 실린더 통로(33)를 통해 제2 라인(30) 쪽으로 프레스하고, 이에 의해 연료 탱크 시스템(1)에, 즉 연료 탱크(16) 그 자체에, 그리고 저장 요소(19)에, 그리고 연결된 라인에 압력이 형성된다. 이를 위해, 명백히 퍼지 공기 밸브(10)는 폐쇄되어야 한다. 충분한 압력이 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 연료 탱크 시스템(1)에 형성되었을 때, 밸브 실린더(27)는 밸브 구동부(26)에 의해 회전 축(38) 주위로 예를 들어 추가적인 90도만큼 회전될 수 있고, 이에 의해 제1 밸브 실린더 통로(31), 제2 밸브 실린더 통로(32), 제3 밸브 실린더 통로(33), 및 제4 밸브 실린더 통로(34) 중 그 어느 것도 흡입측(21) 또는 압력측(22)에, 또는 제1 라인(29) 또는 제2 라인(30)에 각각 연결되지 않는다. 밸브 실린더(27)의 이 위치에서, 전체 연료 탱크 시스템(1)은, 연료 탱크 시스템(1)에 누설이 없는 한, 압력-기밀하게 폐쇄된다.

도 4에 도시된 밸브 실린더(27)의 제3 위치는 도 1에 있는 폐쇄된 제5 밸브(15)의 가능한 실시예를 구성한다. 전체 연료 탱크 시스템(1)이 도 4에 도시된 밸브 실린더(27)의 위치와 폐쇄된 퍼지 공기 밸브(10)에 의해 압력-기밀하게 가압되고 폐쇄되면, 연료 탱크 시스템(1)에 존재하는 압력이 떨어지는지 여부를 압력 센서(8)에 의해 체크할 수 있는데, 이 압력이 떨어지는 것은 연료 탱크 시스템(1)에 누설이 있는 것을 나타낼 수 있다. 이것은 연료 탱크 시스템(1)으로부터 탄화수소(23)의 제어되지 않는 누출을 방지하기 위하여 현대 연료 탱크 시스템(1)을 모니터링하는 중요한 기능이다.

퍼지 공기 펌프(7)와 밸브 유닛(9)은 공통 하우징(36) 내에 형성될 수 있고, 이에 의해 퍼지 공기 펌프(7)와 밸브 유닛(9)의 시스템이 용이하게 기밀 밀봉될 수 있다. 이런 방식으로, 퍼지 공기 펌프(7)와 밸브 유닛(9)의 시스템으로부터 탄화수소(23)의 누출이 효과적으로 방지될 수 있다.

도 5는 밸브 실린더(27)의 제4 위치를 도시한다. 밸브 실린더(27)의 제4 위치는 실린더 위치 마킹(28)의 배향으로부터 식별될 수 있다. 제1 밸브 실린더 통로(31), 제2 밸브 실린더 통로(32), 제3 밸브 실린더 통로(33), 및 제4 밸브 실린더 통로(34)뿐만 아니라 밸브 실린더(27)는 제5 밸브 실린더 통로(40)와 제6 밸브 실린더 통로(41)를 구비한다. 제5 밸브 실린더 통로(40)와 제6 밸브 실린더 통로(41)의 흐름 단면은 제1 밸브 실린더 통로(31)와 제2 밸브 실린더 통로(32)의 흐름 단면보다 더 작고 이는 도 5에 명확히 도시되어 있다.

밸브 실린더(27)의 제4 위치에서, 제5 밸브 실린더 통로(40)는 퍼지 공기 펌프(7)의 압력측(22)을 제1 라인(29)에 연결한다. 나아가, 제6 밸브 실린더 통로(41)는 퍼지 공기 펌프(7)의 흡입측(21)을 제2 라인(30)에 연결하고; 이제 퍼지 공기 펌프(7)가 구동되면, 신선한 공기(24)는 저장 요소(19)를 통해 유입되고, 제2 라인과 제6 밸브 실린더 통로(41)를 통해 퍼지 공기 펌프(7)로 운반될 수 있다. 이제 탄화수소(23)가 저장 요소(19)로부터 방출되고, 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 압력측(22)과 제5 밸브 실린더 통로(40)를 통해 제1 라인(29)으로 운반되고, 여기서 제1 라인은 내연 엔진(2)의 흡기 트랙트(4)에 연결된다. 제5 밸브 실린더 통로(40)와 제6 밸브 실린더 통로(41)의 흐름 단면이 더 작은 것으로 인해, 저장 요소(19)는 매우 낮은 퍼지 속도(purge rate)로 퍼지될 수 있다. 제5 밸브 실린더 통로(40)와 제6 밸브 실린더 통로(41)의 흐름 단면이 더 작은 것으로 인해, 퍼지 공기 펌프(7)는 낮은 퍼지 속도로 매우 정밀하게 조절될 수 있고, 이에 의해 매우 작은 볼륨 흐름이 생성될 수 있고, 이에 의해 저장 요소(19)를 매우 효율적으로 퍼지할 수 있다.

Claims

연료 탱크(16)와, 탄화수소(23)를 일시적으로 저장하기 위한 저장 요소(19)를 갖는 내연 엔진(2)의 연료 탱크 시스템(1)에 사용되는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9)으로서,
상기 연료 탱크(16)와 상기 저장 요소(19)는, 상기 연료 탱크(16)에 존재하는 연료(17)로부터 가스화되는 탄화수소(23)가 상기 저장 요소(19)에 저장되도록, 함께 연결되고, 상기 저장 요소(19)는 흡입측(21)과 압력측(22)을 구비하는 상기 퍼지 공기 펌프(7)에 연결되며, 신선한 공기(24)는 상기 퍼지 공기 펌프(7)에 의해 상기 저장 요소(19)로 운반될 수 있고, 이에 의해 상기 탄화수소(23)는 상기 저장 요소로부터 방출되며, 연소를 위해 상기 내연 엔진으로 공급되고,
상기 밸브 유닛(9)은 상기 밸브 유닛(9)에서 이동가능하게 장착된 조절 요소(27)를 구비하고, 상기 퍼지 공기 펌프(7)는, 상기 조절 요소(27)의 제1 위치에서, 제1 조절 요소 통로(31)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 압력측(22)을 제1 라인(29)에 연결하고, 제2 조절 요소 통로(32)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 흡입측(21)을 제2 라인(30)에 연결하고, 상기 조절 요소(27)의 제2 위치에서, 제3 조절 요소 통로(33)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 압력측(22)을 제2 라인(30)에 연결하고, 제4 조절 요소 통로(34)가 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 흡입측(21)을 제1 라인(29)에 연결하도록, 상기 밸브 유닛(9)에 연결된 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).
제1항에 있어서, 상기 조절 요소(27)의 제3 위치에서, 상기 조절 요소(27)는 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 흡입측(21)과 상기 압력측(22)을 상기 제1 라인(29)으로부터 및/또는 상기 제2 라인(30)으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).
제1항에 있어서, 상기 조절 요소(27)는 제5 조절 요소 통로(40)와 제6 조절 요소 통로(41)를 구비하고, 상기 제5 조절 요소 통로(40)와 상기 제6 조절 요소 통로(41)의 단면은 상기 제1 조절 요소 통로(31)와 상기 제2 조절 요소 통로(32)의 단면보다 더 작은 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).
제3항에 있어서, 상기 조절 요소(27)의 제4 위치에서, 상기 제5 조절 요소 통로(40)는 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 압력측(22)을 제1 라인(29)에 연결하고, 제6 조절 요소 통로(41)는 상기 퍼지 공기 펌프(7)의 상기 흡입측(21)을 제2 라인(30)에 연결하는 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퍼지 공기 펌프(7)는 레이디얼 펌프(radial pump)로 구성된 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장 요소(19)는 활성탄 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 센서(8)가 상기 연료 탱크 시스템(1)에 배열된 것을 특징으로 하는 퍼지 공기 펌프(7)를 갖는 밸브 유닛(9).