KR20000010763A

KR20000010763A - 연료 공급 장치

Info

Publication number: KR20000010763A
Application number: KR1019980708883A
Authority: KR
Inventors: 쿠르트 프랑크; 데트레프 클라세; 알베르트 게어하르트; 울리히 프로얀
Original assignee: 클라우스 포스, 게오르그 뮐러; 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 2000-02-25
Also published as: EP0910737A1; BR9805936A; DE19709446C1; US6092500A; WO1998040621A1; JP2000509789A

Abstract

연료 탱크를 포함하는 내연기관에 연료를 공급하기 위한 연료 공급 장치의 경우 내연기관의 작동이 멈추거나 사고가 발생하면 연료 탱크 내부에서 압력을 받는 연료가 연료 공급 장치로부터 누출될 위험이 있다.

따라서 연료 탱크(16)에 차단 장치(33)를 설치해서, 내연기관(10)의 작동이 멈추거나 사고가 발생한 후에는 차단 장치(33)가 전자기적으로 작동되는 로킹 핀(38)에 의해 톱니가 있는 작동 바(28)에 맞물리도록 함으로써, 압축 스프링(21)이 연료 탱크(16)의 가동 벽(17)에 가하던 힘이 중단되어, 약간의 연료만 누출되도 연료관(5) 내부의 압력이 완전히 감소되도록 한다.

이러한 연료 공급 장치는 혼합 기체를 압축하는 불꽃 점화 내연기관에 사용하기에 적합하다.

Description

연료 공급 장치

종래 소개된 연료 공급 장치의 경우 펌프 작용을 통해 연료를 연료 탱크 안으로 공급한다. 이로써 자동차 내연기관의 분사 장치도 이 연료 탱크에서 연료를 공급받을 수 있게 된다. 이때 내연기관의 작동이 중단되면 분사 밸브가 완전히 밀폐되지 않음으로써 연료 탱크에 의해 계속 압력을 받으면서 연료 탱크 안에 저장되어 있던 연료가 밀폐되지 않은 분사 밸브를 통해 외부로 누출될 위험이 있다. 또한 자동차 사고가 발생할 경우 연료관이 손상되어, 연료 탱크 안에 저장되어 있던 연료가 이 손상 부위에서 누출될 위험도 있다.

본 발명은 주(主)청구항의 유형에 따른 연료 공급 장치에 관한 것이다.

도 1은 연료 탱크가 있는 내연기관으로 연료를 공급하는 연료 공급 장치를 도시한 도면.

도 2는 도 1에 따른 연료 탱크의 부분 단면도를 다른 축적으로 도시한 도면.

도 3은 연료관 내부의 차단 장치를 도시한 도면.

이에 비해 주청구항에 제시된 특징들을 가진, 본 발명에 따른 연료 공급 장치는 내연기관의 작동을 정지시키거나 사고가 발생했을 때 연료가 연료 탱크로부터 누출되는 현상을 간단하게 방지할 수 있다는 장점이 있다.

하위 청구항에 제시된 조치들을 통해 주청구항에 설명된 연료 공급 장치를 유리하게 개선 및 발전시킬 수 있다.

내연기관의 작동이 정지되거나 사고가 발생하면 연료에 압력을 가하는, 연료 탱크의 가동 벽(movable wall)이 차단 장치에 의해 저지되고, 이로써 연료 분사 장치에서 아주 적은 양의 연료만 누출되어도 연료 분사 장치 내부에서 연료의 압력이 낮아져서, 중력에 의한 경우를 제외하고는 연료가 더 이상 누출되지 않는다는 점이 특히 유리하다. 이때 차단 장치는 가동 벽과 연결된 작동 바(actuating bar)를 포함하기 때문에 유리하다. 내연기관의 작동을 정지시키거나 사고가 발생하면 전자기적으로 작동되는 로킹 핀(locking pin)이 작동 바 안으로 맞물리고, 그 결과 가동 벽 위로 연료를 향해 작용하는 힘이 저지된다.

차단 장치로서 연료 탱크에서 연료가 흐르는 아래 방향으로 연료관 안에 차단 밸브를 배치한다는 점도 유리하다. 내연기관의 작동이 정지되거나 사고가 발생하면 차단 밸브가 연료 탱크에 대해 연료관을 차단함으로써, 차단 밸브에서 연료가 흐르는 아래 방향으로는 연료 탱크에 의해 생성되는 압력이 더 이상 작용하지 않게 되거나 연료 탱크로부터 연료가 더 이상 누출되지 않게 된다. 차단 밸브는 전자기로 작동할 수 있어 유리하다. 차단 밸브가 폐쇄되었을 때 내연기관을 통해 연료를 재충전하기 위해 내연기관의 작동을 정지시킨 다음에 차단 밸브와 분사 밸브 사이에 둘러싸인 연료가 파손을 일으키지 않도록, 차단 밸브로 향하는 분기관(bypass) 안에 연료 탱크 쪽으로 개방된 압력 제어 밸브를 설치하는 것이 유리하다. 압력 제어 밸브는 차단 밸브 안에 통합할 수 있다. 본 발명의 여러 실시예를 도면에 간단하게 도시하였으며, 다음 설명 부분에서 상세히 설명하고자 한다.

도 1에서 1로 표시된 연료 탱크 안에는 소위 탱크 조립 유니트(2)이 삽입되어 있다. 탱크 조립 유니트(2)는 탱크 조립 유니트의 벽 안에 있는 보상 구멍(compensating hole)(3)을 통해 연료 탱크(1)로부터 연료를 공급받는다. 탱크 조립 유니트(2) 안에는 연료 펌프(4)가 배치되어 있다. 전동기 등에 의해 구동되는 연료 펌프(4)는 연료를 연료관(5) 안으로 연료 탱크(1)의 외부를 향해 전달한다. 연료관(5)은 이른바 연료 분배 장치(8)로 이어지고, 연료는 연료 분배 장치(8)로부터 이 안에 설치된 분사 밸브(9)에 도달하게 된다. 분사 밸브들 중 일례로 네 개를 도면에 도시하였다. 분사 밸브(9)에서 분사가 이루어지는 끝은 연료와 기체의 혼합 기체를 압축하는 불꽃 점화 내연기관(10)의 실린더에 설치된 각 하나의 흡입관 안에 삽입되어 있어, 각 실린더의 유입 밸브와 바로 인접한 지점에 연료를 분사한다.

연료 탱크(1)의 외부의 분기점(11)에서 연료관(5)으로부터 분기관(12)이 분기한다. 분기관(12)은 연료 탱크(16)의 연료실(15)과 연결된다. 도면에는 도시하지 않은 방법으로서 분기관(12) 대신 연료실(15)을 연료관(5)과 직접 연결해서, 연료 분배 장치(8)로 흐르는 연료가 연료실(15)을 완전히 관통하게 할 수도 있다. 연료 탱크(16) 내부에서는 연료실(15)이 도 2에 도시한 것처럼 일례로 막으로 형성된 가동 벽(17)에 의해 상대실(counter-chamber)(18)과 분리된다. 연료 탱크(16) 안에 밀착해서 움직이는 피스톤도 가동 벽(17)의 역할을 할 수 있다. 연료 탱크(16)는 어큐뮬레이터의 형태를 갖는다. 이때 도면에 도시한 실시예에서는 압력을 생성하기 위해 압축 스프링(21)을 설치한다. 압축 스프링(21)은 상대실(18) 안에 배치하며, 한 쪽 끝은 가동 벽(17)과 접하는 스프링 플레이트(22)에 접하고, 다른 쪽 끝은 상대실(18)을 관통하는 칸막이 벽(23)에 접한다. 도면에는 도시하지 않은 방법으로서 가동 벽(17)에 가하는 압력을 압축 스프링(21) 대신 상대실(18)에서도 공기압이나 유압에 의해 생성하거나, 자력이나 전자기력이 가동 벽(17)에 작용하게 함으로써 생성할 수 있다. 연료 탱크(16)의 상대실(18)에도 제어 장치(26)를 배치한다. 제어 장치(26)는 가동 벽(17)을 이동시킴으로써 작동가능한 접점(27)을 포함한다. 접점(27)은, 스프링 플레이트(22)와 연결되고, 칸막이 벽(23)을 관통하는 작동 바(28) 등에 연결되어 있다. 접점(27)을 통해 연료 펌프(4)의 공급 전압을 가변 저항기(variable resistor)(31)로 조절하거나, 연료 탱크(16) 내부에 채워져 있는 연료량에 따라 온 오프 제어(on-off control)를 할 수 있다. 이같은 제어에 관해서는 독일 특허 출원 196 25 754 등을 참조한다. 상기 출원에서 공포된 내용은 본 출원에도 적용된다. 이때 분사 밸브(9)에 이르기까지 연료관(5) 내부의 연료 분사 장치의 시스템 압력(system pressure)은 연료 탱크(16)로 생성된 압력에 의해 직접 결정된다. 따라서 연료 탱크(16) 내부의 현재 압력은 연료관(5) 내부의 압력과 동일하게 되고, 그밖의 압력 조정 장치는 필요하지 않게 된다. 연료 펌프(4)를 제어하는 전자 조정 장치(32)는 전선을 거쳐 가변 저항기(31)의 신호들을 수용해서 연료 펌프(4)를 제어한다.

내연기관(10)의 작동을 정지시킨 후에는 분사 밸브(9)가 완전히 밀폐되지 않음으로써 연료 탱크(16)의 연료실(15) 내부에 있던 연료가 가동 벽(17)의 압력에 의해 분사 밸브(9)를 통해 내연기관(10) 안으로 누출될 위험이 있다. 또한 자동차 사고 발생시 연료관(5)이 손상되어, 연료 펌프(4)를 정지시켰음에도 불구하고 손상된 연료관(5)으로부터 기관실로 연료가 누출될 위험도 있다. 연료 탱크(16)의 연료실(25) 안에 있던 연료가 가동 벽(17)에 작용하는 압력으로 인해 연료관(15) 안으로 밀려 나오기 때문이다. 그 결과 화재나 폭발의 위험이 야기된다. 내연기관(10)을 정지시킨 후 또는 사고가 발생할 경우 연료가 연료 탱크(16)로부터 연료관(5) 안으로 누출되지 않도록 하기 위해 차단 장치(33)를 설치한다. 내연기관(10)을 정지시키거나 사고가 나면 차단 장치(33)가 연료 탱크(16)에서 연료가 흐르는 아래 방향으로 연료 압력을 감소시킨다. 이를 위해 도 1 및 2에 따른 제 1 실시예의 경우 내연기관(10)의 작동을 정지시키면 차단 장치(33)가 연료 탱크(16)의 가동 벽(17)을 저지하도록 제작한다. 이를 위해 작동 바(28)를 래크의 형태로 제작하고, 톱니(36)를 단다. 이밖에도 차단 장치(33)는 전자석(37)을 포함한다. 톱니(36)를 향하도록 정렬시킨 로킹 핀(38)을 연료 탱크 벽에 배치되고, 상대실(18) 내부로 돌출한 전자석(37)으로 작동시킬 수 있다. 내연기관(10)이 정상적으로 작동할 때 로킹 핀(38)은 톱니(36)와 맞물려 있지 않음으로써, 작동 바(28)가 방해받지 않고 가동 벽(17)의 움직임을 따를 수 있게 되고, 압축 스프링(21)의 힘이 방해받지 않고 가동 벽(17)에 작용할 수 있게 된다. 내연기관(10)을 정지시킨 후, 또는 에어백을 작동시킬 때에도 사용가능한 소위 크래쉬 센서(Crash-Sensor)에 의해 경보가 발신되는 사고가 발생했을 경우, 차단 장치(33)의 전자석(37)을 전자 조정 장치(32)로 작동시켜서, 로킹 핀(38)이 톱니(36)를 향해 이동해서 톱니(36) 중 하나와 맞물리게 한다. 이로 인해 압축 스프링이 가동 벽(17)에 가하던 압력이 중단되고, 연료의 비압축성으로 인해 연료관(5)으로부터 아주 적은 양의 연료만 누출되어도 연료관(5) 내부의 연료 압력이 완전히 대기압 수준으로 떨어지고, 그 결과 더 이상 연료가 연료 탱크(16)로부터 누출되지 않게 된다.

도 3에 따른 제 2 실시예의 경우 도 1에 따른 공급 장치의 일부만을 도시하였다. 여기서 동일한 작용을 하는 동일한 부품은 동일한 참조 번호로 표시하였다. 도 3에서는 연료 탱크(16)에 차단 장치를 설치하는 대신 연료 탱크(16) 내지 분기점(11)에서 연료가 흐르는 아래 방향으로 연료관(5) 안에 차단 장치의 역할을 하도록 차단 밸브를 설치하였다. 차단 밸브는 전자 조정 장치(32)를 통해 전자기에 의해 작동된다. 내연기관이 정상적으로 작동할 때에는 차단 밸브가 개방되고, 내연기관의 작동이 정지한 후 또는 사고가 발생했을 경우에는 차단 밸브의 형태로 제작된 차단 장치(33)가 폐쇄됨으로써, 연료 탱크(16)와 분사 밸브(9) 내지 연료 탱크(16)와 연료관(5)의 일부 간의 연결이 차단된다. 연료를 재충전하기 위해 내연기관의 작동을 정지시킨 다음 냉각되지 않은 상태에서 기관실을 가열하는 내연기관 때문에 발생한 연료의 열 팽창으로 연료를 전달하는 부품들이 파열되는 현상을 방지할 수 있도록 차단 밸브(33)로 향하는 분기관(41)을 설치한다. 분기관(41) 안에는 연료 탱크(16) 쪽으로 개방된 압력 제어 밸브(42)를 배치한다. 일례로 압력 제어 밸브(42)는 도 3에 점선으로 표시한 유니트를 형성해서 차단 밸브(33) 안에 통합할 수 있다.

Claims

연료 펌프를 포함하고, 연료 펌프가 연료 탱크로부터 연료를 끌어 올리는 연료관을 포함하며, 연료관이 내부로 연결되는 연료 분배 장치를 포함하고, 연료관과 연결되고, 연료 안에서 압력을 생성시키는 연료 탱크를 포함하는, 연료를 연료 탱크로부터 내연기관으로 공급하기 위한 연료 공급 장치에 있어서,

내연기관(10)의 작동을 정지시킨 후 또는 사고가 발생한 후에는 연료 탱크(16)에서 연료가 흐르는 아래 방향으로 연료 압력을 감소시키는 차단 장치(33)가 설치된 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제 1항에 있어서, 내연기관(10)의 작동을 멈추거나 사고가 발생하면 연료에 압력을 가하는, 연료 탱크(16)의 가동 벽(17)을 차단 장치(33)로 저지할 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제 2항에 있어서, 차단 장치(33)가 가동 벽(17)과 연결된 작동 바(28)를 포함하고, 작동 바(28)에 톱니(36)가 형성되어, 내연기관의 작동을 멈추거나 사고가 발생하면 전자기로 작동되는 로킹 핀(38)이 톱니(36) 안으로 맞물려 저지시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제 1항에 있어서, 연료 탱크(16)에서 연료가 흐르는 아래 방향으로 연료관(5) 안에 배치된 차단 밸브(33)가 차단 장치의 역할을 하며, 내연기관의 작동이 정지한 후 또는 사고가 발생한 후에 차단 밸브(33)가 연료관(5)을 연료 탱크(16)에 대해 차단하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제 4항에 있어서, 차단 밸브(33)를 전자기로 작동가능한 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제 4항 또는 5항에 있어서, 차단 밸브(33)로 향하는 분기관(41) 안에 연료 탱크(16) 쪽으로 개방가능한 압력 제어 밸브(42)를 배치하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
제 6항에 있어서, 차단 밸브(33) 안에 압력 제어 밸브(42)를 통합하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.