KR102165282B1 - 이중 분사 가스 엔진 - Google Patents

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KR102165282B1
KR102165282B1 KR1020190065540A KR20190065540A KR102165282B1 KR 102165282 B1 KR102165282 B1 KR 102165282B1 KR 1020190065540 A KR1020190065540 A KR 1020190065540A KR 20190065540 A KR20190065540 A KR 20190065540A KR 102165282 B1 KR102165282 B1 KR 102165282B1
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KR
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injection injector
combustion chamber
direct injection
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port
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KR1020190065540A
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박철웅
최영
이정우
김용래
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한국기계연구원
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

이중 분사 가스 엔진이 개시된다. 이중 분사 가스 엔진은, 흡기 포트가 형성되며 내부에는 왕복 운동하는 피스톤이 설치된 실린더와, 흡기 포트에 연료를 분사하여 엔진 연소실에 가스 연료를 공급하는 포트 분사 인젝터와, 엔진의 연소실에 가스 연료를 직접 분사하는 직접 분사 인젝터와, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터를 단독 구동 제어 또는 포트 분사 인젝터 및 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

이중 분사 가스 엔진{DUAL INJECTION GAS ENGINE}
본 발명은 연소 효율과 출력의 증대가 가능한 이중 분사 가스 엔진에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스를 포함한 가스 엔진은, 탄소배출량이 적고 연소시 배출되는 유해배출량을 크게 감소시킬 수 있지만, 관련 인프라 구축에 많은 비용과 기간이 소요된다.
따라서, 가스 엔진은 현재 버스 및 중대형 화물차 위주의 상용차 형태로 개발되었고 보급되어 왔다.
가스 엔진에서의 연료 공급은 가스 연료의 고압화 및 연료분사기 개발에 대한 부담으로 인해 대부분 전통적인 포트 분사식 시스템을 갖추고 있다.
이러한 포트 분사식 시스템은, 혼합 특성이 좋은 혼합기를 제공하지만, 연소를 위해 공급되어야 하는 공기의 일부가 가스 연료로 대체되기 때문에 직접분사식 시스템에 비교하여 출력이 감소하는 문제점이 있다.
이는 포트 분사방식 시스템의 특성상 저속 엔진 운전조건에서 밸브 오버랩 시에 연소실로 공급되어야 하는 혼합기의 일부가 배기포트로 직접 배출되는 바, 미연연료의 증가 및 저속 토크가 손실되게 만드는 원인으로 작용한다.
본 발명의 일 실시예는, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 가스 연료의 공급 비율을 달리하고, 연소실의 내부에 압축 공기를 공급하여 연소 효율의 향상이 가능한 이중 분사 가스 엔진을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 흡기 포트가 형성되며 내부에는 왕복 운동하는 피스톤이 설치된 실린더와, 흡기 포트에 연료를 분사하여 엔진 연소실에 가스 연료를 공급하는 포트 분사 인젝터와, 엔진의 연소실에 가스 연료를 직접 분사하는 직접 분사 인젝터와, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터를 단독 구동 제어 또는 포트 분사 인젝터 및 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하는 제어부를 포함한다.
제어부는, 차량의 저부하 운전 조건에서, 직접 분사 인젝터를 단독 구동하고, 포트 분사 인젝터는 구동 정지 제어하여, 가스 연료가 엔진의 연소실에 공급되도록 제어할 수 있다.
제어부는, 차량의 저속 고부하 운전 조건에서, 포트 분사 인젝터 및 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하여. 가스 연료가 흡기 포트를 통해 연소실로 공급되는 것과 동시에 연소실로 직접 분사 공급되도록 제어할 수 있다.
제어부는, 차량의 저속 고부하 운전 조건에서, 포트 분사 인젝터와 직접 분사 인젝터의 각각에서 연소실로 공급되는 가스 연료는 5:5 비율로 공급되도록 제어할 수 있다.
직접 분사 인젝터에 연결되어 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부를 더 포함할 수 있다.
제어부는, 차량의 저속 고부하 운전 조건에서. 가스 연료는 포트 분사 인젝터의 작동으로 흡기 포트에 분사되어 연소실로 공급되도록 제어하고, 압축 공기는 직접 분사 인젝터를 통해 연소실로 공급되도록 제어할 수 있다.
제어부는, 차량의 고속 운전 조건에서, 포트 분사 인젝터 및 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하고, 차량 부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터와 직접 분사 인젝터의 각각에서 연소실로 공급되는 가스 연료의 공급 비율을 변경 제어할 수 있다.
제어부는, 차량의 고속 저부하 운전 조건에서, 포트 분사 인젝터와 직접 분사 인젝터의 각각에서 연소실로 공급되는 가스 연료는 5:5 비율로 공급되도록 제어할 수 있다.
제어부는, 차량의 고속 고부하 운전 조건에서, 상기 포트 분사 인젝터와 상기 직접 분사 인젝터의 각각에서 상기 연소실로 공급되는 가스 연료는 8:2 비율로 공급되도록 제어할 수 있다.
직접 분사 인젝터에 연결되어 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부를 더 포함할 수 있다.
제어부는, 차량의 고속 저부하 운전 조건에서. 가스 연료는 포트 분사 인젝터의 작동으로 흡기 포트에 분사되어 연소실로 공급되도록 제어하고, 압축 공기는 직접 분사 인젝터를 통해 연소실로 공급되도록 제어할 수 있다.
직접 분사 인젝터에 가스 연료 라인으로 연결되어 가스 연료를 공급하는 가스 연료 공급부와, 직접 분사 인젝터에 압축 공기 공급라인으로 연결되어 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부와, 가스 연료 라인과 압축 공기 공급라인에 함께 연결되어 가스 연료 또는 압축 공기를 직접 분사 인젝터에 공급하도록 연결되는 메인 라인을 포함할 수 있다.
메인 라인에 압축 공기 공급라인과 가스 연료 라인을 선택적으로 연결하는 쓰리 웨이 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터 및 직접 분사 인젝터의 선택적인 구동 제어에 의해 가스 연료가 연소실에 공급하여 고효율 연소가 구현되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 부하 조건에 따라 적절한 가스 연료가 연소실에 공급되어 연소실의 난류가 형성되도록 하는 바, 엔진의 연소 효율의 향상이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저속 고부하 운전 조건에서 압축 공기를 연소실에 공급하여, 연소실의 내부에 난류가 형성되도록 하여 연소 효율의 향상이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진(100)은, 일측에 흡기 포트(11)가 형성되고 타측에 배기 포트가 형성되며 내부에는 왕복 운동하는 피스톤(13)이 설치된 실린더(10)와, 흡기 포트(11)에 연료를 분사하여 엔진 실린더에 가스 연료를 공급하는 포트 분사 인젝터(20)와, 엔진 실린더(10)의 내부에 가스 연료를 직접 분사하여 가스 연료를 공급하는 직접 분사 인젝터(30)와, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터(20)의 단독 구동 제어 또는 포트 분사 인젝터(20) 및 직접 분사 인젝터(30)의 동시 구동 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
실린더(10)는 가스 연료를 적용하는 가스 엔진에 적용되는 것으로 흡기 포트(11)가 형성되고, 내부에는 왕복 운동하는 피스톤(13)이 설치된다.
흡기 포트(11)는 가스 엔진의 작동을 위한 에어가 유입되는 부분이며 흡기 포트(11)에는 포트 분사 인젝터(20)가 설치된다. 그리고 실린더(10)에는 가스 연료를 연소실(12)로 직접 분사 공급하는 직접 분사 인젝터(30)가 설치될 수 있다.
이와 같이, 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)가 각각 설치되는 것은, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 가스 연료가 연소실에 공급되는 경로를 변경하고 압축 공기를 연소실에 선택적으로 공급하여. 고효율의 연소가 이루어지도록 하기 위한 것이다. 이에 대해 이하에서 구체적으로 설명한다.
포트 분사 인젝터(20)는, 흡기 포트(11)에 연결된 상태로 설치되어 가스 연료를 흡기 포트(11)를 통해 실린더(10)의 연소실로 공급하도록 설치될 수 있다.
즉, 포트 분사 인젝터(20)는 실린더(10)에 설치된 상태로 흡기 포트(11)의 일부분에 연결되도록 설치되는 것으로, 제어부(40)의 제어 작동에 따라 가스 연료가 흡기 포트(11)에 분사되도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 포트 분사 인젝터(20)를 이용하여 가스 연료를 흡기 포트(11)를 통해 실린더(10)의 연소실 내부에 공급하고, 점화 플러그의 스파크 발생에 의해 엔진 구동이 이루어지도록 할 수 있다.
포트 분사 인젝터(20)는 가스 연료를 흡기 포트(11)의 내부에 분사하여 엔진 실린더(10)의 내부에 가스 연료를 공급하도록 설치되는 것으로, 엔진의 운전 조건 및 부하 조건에 따라 가스 연료를 엔진 실린더(10)에 선택적으로 공급하도록 작동될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 제어부(40)를 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다.
한편, 엔진 실린더(10)의 내부에 가스 연료를 공급하는 직접 분사 인젝터(30)가 설치될 수 있다.
직접 분사 인젝터(30)는, 실린더(10)의 연소실(12)의 내부에 가스 연료를 직접 공급하도록 설치될 수 있다.
직접 분사 인젝터(30)는 흡기 포트(11) 또는 배기 포트의 인접 위치 등의 실린더(10)에 적절한 위치에 설치되어 가스 연료를 연소실(12)의 내부에 직접 분사 가능하도로 설치될 수 있다.
즉, 직접 분사 인젝터(30)는 실린더(10)의 내부에 가스 연료를 직접 분사하는 것으로, 가스 연료를 연소실(12) 내부에 직접 분사 공급하여 흡입 공기량의 감소 발생을 방지하고 차량의 저속 운전 조건에서 밸브 오버랩 시에 연소실로 공급되어야 하는 혼합기의 일부가 배기 포트로 직접 배출되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 직접 분사 인젝터(30)는 단독 구동에 의해 연소실(12)에 가스 연료를 공급하는 경우, 고부하 운전 조건 또는 고속 운전 조건 등과 같이 다량의 가스 연료가 국부적으로 과다하게 농후하거나 희박한 혼합기를 형성하는 상태에서 미연 연료의 배출 및 출력이 감소될 수 있다.
따라서 직접 분사 인젝터(30)의 작동 과정에서 미연 연료의 배출 및 출력 감소되는 것을 방지하기 위해, 제어부(40)는 차량의 운전 및 부하 조건에 따라 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)의 작동 상태를 적절하게 제어할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 제어부(40)는, 차량의 저속 운전 조건과, 저부하 운전 조건과, 저속 고부하 운전 조건 및 고부하 운전 조건 등과 같이, 운전/부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)를 선택적으로 구동 제어하여 가스 연료의 공급 과정에서 연소실(12) 내의 난류 발생을 유도하여 연소 효율을 향상시키도록 제어할 수 있다. 제어부(40)는 ECU(Engine Control Unit) 으로 적용될 수 있다.
먼저, 차량의 저부하 운전 조건에서는, 제어부(40)는, 직접 분사 인젝터(30)를 단독 구동하고, 포트 분사 인젝터(20)는 구동 정지하도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부(40)는 직접 분사 인젝터(30)의 단독 구동에 의해 가스 연료를 연소실(12)의 내부로 공급하도록 제어하고, 포트 분사 인젝터(20)는 작동 정지되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 가스 연료는 차량 저부하 운전 조건에서 직접 분사 인젝터(30)의 단독 작동에 의해 연소실(12)의 내부에 공급될 수 있다.
이는 차량의 저부하 운전 조건에서는 엔진의 효율이 낮기 때문에 직접 분사 인젝터(30)의 단독 구동에 의해 연소실(12)의 내부에 가스 연료를 직접적으로 분사 공급되도록 하여 고효율의 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
즉, 차량의 저부하 운전 조건에서 가스 연료는 직접 분사 인젝터(30)의 작동에 따라 연소실(12)의 내부에 직접 분사되는 바, 연소실(12)의 내부에는 직접 분사된 가스 연료에 의해 난류가 발생되어 가스 연료의 고효율의 연소가 이루어질 수 있다.
그리고, 차량의 저속 고부하 운전 조건에서는, 포트 분사 인젝터(20) 및 직접 분사 인젝터(30)를 동시 구동 제어할 수 있다.
따라서, 가스 연료는 포트 분사 인젝터(20)의 작동에 의해 흡기 포트(11)에 분사되어 실린더 연소실(12)의 내부로 공급되고, 이와 동시에 가스 연료는 직접 분사 인젝터(30)의 작동에 의해 실린더 연소실(12)의 내부에 공급될 수 있다.
즉, 차량의 저속 고부하 운전 조건에서는, 상대적으로 가스 연료와 공기의 혼합 특성이 저하되는 바, 본 실시예에서 가스 연료의 일부는 포트 분사 인젝터(20)에 의해 흡기 포트(11)에 분사되어 연소실(12)의 내부로 공급되도록 하고, 가스 연료의 나머지 일부분은 직접 분사 인젝터(30)에 의해 연소실(12)의 내부로 직접 공급되도록 하여, 흡기 매니 폴드에서 필요한 정도의 연료가 적절하게 혼합된 혼합기가 공급되도록 할 수 있다.
여기서, 제어부는 차량의 저속 고부하 운전 조건에서, 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)에서 가스 연료가 연소실에 공급되는 비율을 5:5로 적용할 수 있다.
따라서, 차량의 저속 고부하 운전 조건에서 가스 연료와 공기의 혼합 특성의개선이 가능한 바, 효율적인 가스 연료의 연소가 가능한 혼합기의 형성에 의해 고효율 연소가 가능하도록 할 수 있다.
한편, 차량의 고속 운전 조건에서는 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)에서 가스 연료가 분사되는 비율을 달리할 수 있다.
여기서, 차량의 고속 저부하 운전 조건과, 고속 고부하 운전 조건에서 가스 연료가 연소실의 내부에 공급되는 공급 비율을 달리할 수 있다.
즉, 5,000rpm 내지 6,000rpm과 같은 고속 운전 조건의 경우 연소 속도가 느린 가스 연료의 특성에 비해 피스톤의 움직임이 빠르기 때문에 연료를 포트 분사 인젝터 및 직접 분사 인젝터의 어느 하나만을 이용하여 공급하는 경우, 가스 연료의 효율적인 연소가 이루어지지 않는다.
따라서 차량의 고속 운전 조건에서는 포트 분사 인젝터(20) 및 직접 분사 인젝터(30)를 동시 구동하고, 고속 저부하 운전 조건 또는 고속 고부하 운전 조건의 각각에서 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)에 의해 가스 연료가 연소실에 공급되는 비율을 적절하게 변경하여 효율적인 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 차량의 고속 저부하 운전 조건에서는, 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)에서 가스 연료가 연소실에 공급되는 비율을 5:5로 적용할 수 있다.
이는 차량의 고속 저부하 조건에서는 차량의 최대 출력 보다 연료 공급량의 증대가 우선되는 바, 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)에서 가스 연료가 공급되는 비율을 5:5로 적용하여 가스 연료의 효율적인 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
그리고, 차량의 고속 고부하 운전 조건에서는, 최대 출력이 중요하고 연료공급량이 상대적으로 많은바, 직접분사 방식의 연료 비율을 높이게 되면 혼합에 필요한 시간이 부족하게 되어 엔진 출력이 부족할 수 있다. 이에 따라 차량 고속 고부하 운전 조건에서는 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)에서 가스 연료가 연소실로 공급되는 비율을 8:2로 하여, 가스 연료가 혼합되는 충분한 시간을 확보하여 효율적인 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 이중 분사 가스 엔진(100)은, 포트 분사 인젝터(20)와 직접 분사 인젝터(30)를 설치하고, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 포트 분사 인젝터(20)의 단독 작동 또는 포트 분사 인젝터(20) 및 직접 분사 인젝터(30)의 동시 작동에 의해 연소실(12)의 내부에 가스 연료의 분사가 가능하다.
따라서, 차량의 부하 조건의 변경에 따라 가스 연료가 국부적으로 과다하게 농후되지 않도록 하고, 희박한 혼합기가 형성되는 것을 방지하여, 미연 연료가 배출되는 것을 효과적으로 저감하며, 적절한 엔진 출력이 발생되도록 하는 것이 가능하다.
아울러, 저부하 운전 조건에서 연소실(12)의 내부에 난류가 형성되도록 하는 바, 고효율의 연소가 구현되도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다. 도 1과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진(100)은, 직접 분사 인젝터(30)에 가스 연료 라인(111)으로 연결되어 가스 연료를 공급하는 가스 연료 공급부(110)와, 직접 분사 인젝터(30)에 압축 공기 공급라인(121)으로 연결되어 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부(120)와, 가스 연료 라인(111)과 압축 공기 공급라인(121)에 함께 연결되어 가스 연료 또는 압축 공기를 직접 분사 인젝터(30)에 공급하도록 연결되는 메인 라인(130)을 포함할 수 있다.
가스 연료 공급부(110)는 직접 분사 인젝터(30)에 연결된 메인 라인(130)에 가스 연료 라인(111)으로 연결되어, 가스 연료를 직접 분사 인젝터(30)에 공급하도록 설치될 수 있다.
메인 라인(130)은 직접 분사 인젝터(30)에 가스 연료 공급부(110) 및 압축 공기 공급부(120)를 연결하는 것으로, 가스 연료 또는 압축 공기가 선택적으로 공급되도록 연결될 수 있다.
압축 공기 공급부(120)는 제어부(40)의 제어 작동에 의해 작동되는 것으로 차량의 고속 저부하 운전 조건에서 작동되어, 직접 분사 인젝터(30)에 압축 공기를 공급할 수 있다.
즉, 차량 고속 저부하 운전 조건에서. 압축 공기는 직접 분사 인젝터(30)를 통해 실린더 연소실(12)의 내부에 공급되고, 가스 연료는 포트 분사 인젝터(20)를 통해 흡기 포트(11)를 통과하여 연소실(12)의 내부에 공급될 수 있다.
따라서, 고속 저부하 운전 조건에서, 가스 연료를 포트 분사 인젝터(20)로 연소실로 공급하는 동시에 직접 분사 인젝터(30)를 통해 연소실(12) 내부에 압축 공기를 공급하는 바, 연소실(12)의 내부에 난류가 형성될 수 있다.
이와 같이 고속 저부하 조건에서는 가스 연료와 공기의 혼합에 대한 시간이 부족한 바, 가스 연료는 포트 분사 인젝터(20)를 통해 연소실에 공급하고, 압축 공기는 직접 분사 인젝터(30)를 통해 연소실에 분사되도록 함으로써 연소실 내부에 난류를 형성하여 고효율의 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다. 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 분사 가스 엔진(300)은, 메인 라인(130)에는 압축 공기 공급라인(121) 또는 가스 연료 라인(111)을 선택적으로 연결하는 쓰리 웨이 밸브(210)가 설치될 수 있다.
쓰리 웨이 밸브(210)는 고속 저부하 운전 조건과, 저부하 운전 조건과, 저속 고부하 운전 조건에 따라 제어부(40)의 제어에 의해 선택적으로 개폐 작동될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 쓰리 웨이 밸브(210)는 고속 저부하 운전 조건에서는 압축 공기 공급라인(121)을 메인 라인(130)에 연결하도록 작동되어 압축 공기를 연소실(12)로 공급하도록 하도록 작동될 수 있다.
그리고, 저부하 운전 조건에서, 쓰리 웨이 밸브(210)는 메인 라인(130)을 폐쇄하여 가스 연료가 직접 분사 인젝터(30)의 단독 구동에 의해 연소실(12)로 공급되도록 작동될 수 있다.
또한, 저속 고부하 운전 조건에서, 쓰리 웨이 밸브(210)는 가스 연료 라인(111)을 메인 라인(130)에 연결하여 직접 분사 인젝터(30)를 통해 가스 연료가 연소실(12)의 내부로 공급되도록 작동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 쓰리 웨이 밸브(210)의 개폐 작동에 따라 직접 분사 인젝터(30)에서 차량 부하 조건에 따라 가스 연료 또는 압축 공기가 연소실로 선택적으로 공급되는 바, 엔진 연소 효율의 효과적인 향상이 가능하다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...실린더 11...흡기 포트
12...연소실 13...피스톤
20...포트 분사 인젝터 30...직접 분사 인젝터
110..가스 연료 공급부 111..가스 연료 라인
120..압축 공기 공급부 121..가스 연료 라인
130..메인 라인 210..쓰리 웨이 밸브

Claims (11)

  1. 흡기 포트가 형성되며 내부에는 왕복 운동하는 피스톤이 설치된 실린더;
    상기 흡기 포트에 연료를 분사하여 엔진 연소실에 가스 연료를 공급하는 포트 분사 인젝터;
    엔진의 연소실에 가스 연료를 직접 분사하는 직접 분사 인젝터;
    차량의 부하 조건의 변경에 따라 상기 포트 분사 인젝터를 단독 구동 제어 또는 상기 포트 분사 인젝터와 상기 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하는 제어부;
    상기 직접 분사 인젝터에 가스 연료 라인으로 연결되어 가스 연료를 공급하는 가스 연료 공급부;
    상기 직접 분사 인젝터에 압축 공기 공급라인으로 연결되어 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부;
    상기 가스 연료 라인과 상기 압축 공기 공급라인에 함께 연결되어 가스 연료 또는 압축 공기를 상기 직접 분사 인젝터에 공급하도록 연결되는 메인 라인; 및
    상기 메인 라인에 상기 압축 공기 공급라인과 상기 가스 연료 라인을 선택적으로 연결하는 쓰리 웨이 밸브
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    차량의 고속 저부하 운전 조건에서. 가스 연료는 상기 포트 분사 인젝터의 작동으로 흡기 포트에 분사되어 연소실로 공급되도록 제어하고, 압축 공기는 상기 직접 분사 인젝터를 통해 연소실로 공급되도록 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 저부하 운전 조건에서, 상기 직접 분사 인젝터를 단독 구동하고, 상기 포트 분사 인젝터는 구동 정지 제어하여, 가스 연료가 상기 엔진의 연소실에 공급되도록 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 저속 고부하 운전 조건에서, 상기 포트 분사 인젝터 및 상기 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하여. 가스 연료가 흡기 포트를 통해 연소실로 공급되는 것과 동시에 연소실로 직접 분사 공급되도록 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 저속 고부하 운전 조건에서, 상기 포트 분사 인젝터와 상기 직접 분사 인젝터의 각각에서 상기 연소실로 공급되는 가스 연료는 5:5 비율로 공급되도록 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 고속 운전 조건에서, 상기 포트 분사 인젝터 및 상기 직접 분사 인젝터를 동시 구동 제어하고, 차량 부하 조건의 변경에 따라 상기 포트 분사 인젝터 와 상기 직접 분사 인젝터의 각각에서 연소실로 공급되는 가스 연료의 공급 비율을 변경 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 고속 저부하 운전 조건에서, 상기 포트 분사 인젝터와 상기 직접 분사 인젝터의 각각에서 상기 연소실로 공급되는 가스 연료는 5:5 비율로 공급되도록 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    차량의 고속 고부하 운전 조건에서, 상기 포트 분사 인젝터와 상기 직접 분사 인젝터의 각각에서 상기 연소실로 공급되는 가스 연료는 8:2 비율로 공급되도록 제어하는 이중 분사 가스 엔진.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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