KR102021892B1 - 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진에서 연료의 맥동을 저감하기 위한 댐핑기구에 있어서: 엔진으로 연결되는 연료계통에 맥동댐퍼(20)가 장착되고, 상기 맥동댐퍼(20)는 하우징(22)의 내부에 원통체(35)를 개재하여 댐핑판(25)을 수용한 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, LPDI 또는 LPI 엔진의 연료계통에 비교적 컴팩트한 구조로 적용되어 연료펌핑의 유로저항 증대를 방지하고 연료호스에 체결하기 용이하므로 원가절감과 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

Description

엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구 {Damping device for reducing fuel pulsation of engine}

본 발명은 엔진의 연료 맥동저감용 댐퍼에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 LPDI 또는 LPI 방식의 엔진에서 연료계통에 탑재하기 위한 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구에 관한 것이다.

통상적으로 LPG 등의 가스를 연료로 사용하는 차량에서 엔진의 효율 향상과 연비 개선을 위해 펌핑 연료의 맥동(fuel pulsation)을 감쇄(damping)하는 연료댐퍼(fuel damper)를 채용한다. 이와 같은 연료댐퍼는 내부에 스프링과 체크밸브를 탑재한 구조를 기반으로 형성되고, 연료계통의 연료호스에 삽입한 후에 클램프로 체결하는 방식으로 설치된다.

차량의 연료 맥동을 저감하기 위한 기술과 관련하여 하기의 한국 등록특허공보 제0655711호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2002-0073727호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 딜리버리 파이프의 일단에 압입 장착되는 압입부가 일 측에 형성되며, 타 측에는 다수개 돌출된 컬링부가 형성된 댐퍼 플러그와, 댐퍼 플러그에 삽입되며, 컬링부에 고리 형상의 변형됨으로 고정되는 댐퍼와, 댐퍼에 장착되어 연료의 누출을 방지하는 실링부재를 구비한다. 이에, 엔진의 조립 편의성이 향상되며 내진동 신뢰성이 향상되는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 탄성스프링의 지지를 받는 다이어프램과, 이 탄성스프링과 다이어프램을 감싸주는 용기 형상의 댐퍼 캡으로 이루어지되, 상기 댐퍼 캡은 딜리버리 파이프에 결합되는 면에 커링(curling)이 형성되어 있는 구성을 제안한다. 이에, 부품수의 감소로 비용 및 작업공수를 줄여 원가를 절감하고, 결속력을 강화시켜 누유 및 누압을 방지하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 내부에 스프링을 수용하는 구조상 경박단소 설계에 한계성을 드러내고, 상대적으로 복잡한 구조에 기인하여 유로저항을 증가시키므로 효율 향상에도 한계성을 보인다.

한국 등록특허공보 제0655711호 "연료 맥동 저감 댐퍼" (공개일자 : 2006.12.08.) 한국 공개특허공보 제2002-0073727호 "연료 장치용 연료 전달 파이프 일체형 맥동 댐퍼 구조" (공개일자 : 2002.09.28.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, LPDI 또는 LPI 엔진의 연료계통에 비교적 컴팩트한 구조로 적용되어 연료펌핑의 유로저항 증대를 방지하고 연료호스에 체결하기 용이한 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엔진에서 연료의 맥동을 저감하기 위한 댐핑기구에 있어서: 엔진으로 연결되는 연료계통에 맥동댐퍼가 장착되고, 상기 맥동댐퍼는 하우징의 내부에 원통체를 개재하여 댐핑판을 수용한 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 하우징은 각각 상단과 하단으로 연장되는 체결관의 내부에 연료호스와 맞물리는 물림턱을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 맥동댐퍼의 원통체는 축방향의 중심공과 반경방향의 외주공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 맥동댐퍼의 댐핑판은 탄성변형을 유발하도록 환형의 주름부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 맥동댐퍼의 댐핑판은 상류방향 및 하류방향 중의 적어도 일방향으로 돌출되는 원추부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, LPDI 또는 LPI 엔진의 연료계통에 비교적 컴팩트한 구조로 적용되어 연료펌핑의 유로저항 증대를 방지하고 연료호스에 체결하기 용이하므로 원가절감과 생산성 향상에 기여하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 맥동댐퍼를 LPDI 엔진에 적용한 구성도
도 2는 본 발명에 따른 맥동댐퍼를 LPI 엔진에 적용한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 맥동댐퍼의 작동 상태를 나타내는 구성도
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 맥동댐퍼를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 엔진에서 연료의 맥동을 저감하기 위한 댐핑기구에 관하여 제안한다. LPDI 또는 LPI 방식의 가스엔진(10)을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 댐핑기구는 엔진의 효율 향상과 연비 개선을 위해 연료계통에 필수적으로 설치된다.

본 발명에 따르면 엔진으로 연결되는 연료계통에 맥동댐퍼(20)가 장착된다. 도 1의 LPDI 가스엔진(10) 및 도 2의 LPI 가스엔진(10)을 참조하면 연료계통에 다소 차이가 있으나 LPG봄베(11)와 연료펌프(13)를 포함하여 구성된다. 어느 경우에나 맥동댐퍼(20)는 연료계통에서 연료호스(15)의 하류측에 설치되어 펌핑ㆍ이송되는 연료의 맥동을 댐핑한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 맥동댐퍼(20)는 하우징(22)의 내부에 원통체(35)를 개재하여 댐핑판(25)을 수용한 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다. 하우징(22)과 원통체(35)는 모두 통형으로 형성되고, 원통체(35)가 하우징(22)에 동심상으로 수용된다. 하우징(22), 댐핑판(25), 원통체(35)는 금속으로 형성하는 것이 선호되지만 적어도 하나는 수지재로 형성할 수도 있다. 댐핑판(25)은 원통체(35)의 내부 공간을 이분할하도록 중심에 수용된다. 이와 같은 구성에 의하면 종래의 스프링과 체크밸브가 배제되므로 경박단소한 구조를 구현할 수 있다.

한편, 양산에 있어서 원통체(35)는 댐핑판(25)을 기준으로 상류통체와 하류통체를 별도로 형성한 후에 댐핑판(25)과 함께 코킹, 용접, 나선결합 등에 의한 일체화 구조를 이루도록 제조할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 하우징(22)은 각각 상단과 하단으로 연장되는 체결관(31)의 내부에 연료호스(15)와 맞물리는 물림턱(33)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 하우징(22)에서 상단과 하단으로 돌출된 체결관(31)은 연료호스(15)에 결합되는 부분으로서 종래에 통상적으로 사용되는 클램프를 배제하고 물림턱(33)을 이용하여 결합한다. 물림턱(33)은 체결관(31)의 내면에 연료호스(15)의 단부와 맞물리도록 형성되지만 반드시 억지끼움을 요구하지 않는다. 연료호스(15)는 자체의 탄성으로 체결관(31)과 물림턱(33)에 긴밀하게 결합된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 맥동댐퍼(20)의 원통체(35)는 축방향의 중심공(36)과 반경방향의 외주공(37)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 원통체(35)는 댐핑판(25)을 기준으로 상류통체와 하류통체로 구분되며, 상류통체와 하류통체는 각각 동일한 규격의 중심공(36)과 외주공(37)을 구비한다. 외주공(37)의 전체 유로단면적은 중심공(36)의 유로단면적보다 크게 유지한다.

도 3을 참조하면, 연료호스(15)로 펌핑되는 연료가 원통체(35)의 상류통체에서 중심공(36)과 외주공(37)을 통과하여 이송되고, 다시 원통체(35)의 하류통체에서 외주공(37)과 중심공(36)으로 통과하여 이송된다. 이와 같은 구조에 의하면 스프링이나 밸브의 배제에 더하여 유로단면적을 충분히 확보하기 유리하므로 유로저항 축소로 연료 병목현상을 완화하여 연료 이송의 지연이 발생하지 않는다.

한편, 본 발명에서 도시하지 않으나, 축방향으로 배치되는 중심공(36)은 원형으로 형성하지만 반경방향으로 배치디는 다수의 외주공(37)은 타원형으로 형성할 수도 있다. 그리고 타원형의 외주공(37)은 크기(직경)이 다른 2종류를 교호로 배치할 수 있다. 이는 연료펌프(13)의 규격, 연료호스(15)의 규격, 이송되는 연료의 맥동 특성 등을 고려하여 결정된다.

본 발명의 변형예로서, 상기 맥동댐퍼(20)의 댐핑판(25)은 탄성변형을 유발하도록 환형의 주름부(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 4(a)에서 주름부(40)는 원형의 댐핑판(25)에서 동심의 원주상에 일정한 폭을 유지하도록 형성된 상태를 예시한다. 댐핑판(25)은 원통체(35)의 상류통체와 하류통체를 이동하는 연료에 의해 압력변동(충격)을 받는다. 이 과정에서 주름부(40)의 신축이 유발되면서 댐핑판(25)이 전후방향으로 유동하여 충격을 흡수한다. 주름부(40)는 댐핑판(25)의 다른 부분에 비하여 두께를 축소하는 구성도 가능하다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 맥동댐퍼(20)의 댐핑판(25)은 상류방향 및 하류방향 중의 적어도 일방향으로 돌출되는 원추부(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 4(b)에서 원추부(45)는 원형의 댐핑판(25)이 전체적으로 상류측으로 돌출된 상태로 예시하며, 이와 동시에 댐핑판(25)이 전체적으로 하류측으로 돌출된 부호 45ㅄ의 원추부도 예시한다. 어느 경우에나 원추부(45)(45ㅄ)는 완만한 곡률로 형성되어 연료가 원통체(35)의 상류통체와 하류통체를 이동하는 과정에서 유로저항을 축소할 수 있다.

물론, 상류방향의 원추부(45) 및 하류방향의 원추부(45ㅄ)는 동시에 적용될 수도 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 변형예로서, 댐핑판(25)의 주름부(40)와 원추부(45)는 동시에 적용될 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 가스엔진 11: LPG봄베
13: 연료펌프 15: 연료호스
20: 맥동댐퍼 22: 하우징
25: 댐핑판 31: 체결관
33: 물림턱 35: 원통체
36: 중심공 37: 외주공
40: 주름부 45: 원추부

Claims (5)

1. 엔진에서 연료의 맥동을 저감하기 위한 댐핑기구에 있어서:
   엔진으로 연결되는 연료계통에서 일직선 상의 체결관(31)에 맥동댐퍼(20)가 장착되고,
   상기 맥동댐퍼(20)는 하우징(22)의 내부에 원통체(35)를 개재하여 댐핑판(25)을 수용한 구조로 형성하되,
   상기 맥동댐퍼(20)의 원통체(35)는 축방향의 중심공(36)과 반경방향의 외주공(37)을 구비하고,
   상기 중심공(36)은 맥동댐퍼(20)의 대향하는 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징(22)은 각각 상단과 하단으로 연장되는 체결관(31)의 내부에 연료호스(15)와 맞물리는 물림턱(33)을 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 맥동댐퍼(20)의 댐핑판(25)은 탄성변형을 유발하도록 환형의 주름부(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 맥동댐퍼(20)의 댐핑판(25)은 상류방향 및 하류방향 중의 적어도 일방향으로 돌출되는 원추부(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료맥동 저감용 댐핑기구.

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