KR20010011465A - 디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 주행하는 지역의 고도에 따라서 연료 분사장치에 의하여 분사되는 연료량을 보상하기 위하여,

엑셀페달의 밟음 정도에 따라 제어래크(322)가 동작되어 연료 분사량을 조정하는 디젤 엔진의 연료 분사량 제어장치에 있어서, 외부 대기압의 압력정도에 따라 신축동작이 이루어지도록 형성되는 신축수단과; 상기 신축수단의 신축운동에 따라 제어래크(322)를 전후진시킬 수 있도록 신축수단과 제어래크사이에 개재되는 전후진 조정수단(120)을 포함하는 디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치를 제공한다.

Description

디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치{A FUEL INJECTION COMPENSATING APPARATUS FOR DIESEL ENGINE IN ACCORDANCE WITH AN ALTITUDE}

본 발명은 디젤 엔진의 연료 공급 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고도(高度)에 따른 대기압의 변화에 따라 연소실 내에 분사되는 연료량을 자동으로 보상하는 고도별 연료 분사량 보상장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디젤 엔진은 실린더 안에 공기만을 흡입, 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때 연료를 분사시켜, 이 분사연료가 공기의 압축열에 의해 자연 착화되어 연소될 때 발생하는 팽창력에 의해 동력을 얻는다.

따라서, 실린더 내의 공기가 일정압력 이상으로 가압되는 압축행정 후에 노즐에서 연료를 안개모양으로 분사하는 동력행정이 이루어지는데, 이 때 연료는 도 3과 같이 연료탱크(311), 연료 공급펌프(312), 연료여과기(313),연료 분사펌프(314), 분사 노즐(315) 및 이들 부품을 연결하는 파이프(316)로 구성되는 연료 공급장치를 따라서 흐르게 되며, 여분의 연료는 리턴 파이프(317)를 거쳐 연료탱크로 돌아온다.

상기에서, 연료 분사펌프(314)에 의한 연료 분사는 연료 분사펌프 내의 타이머측에서 캠을 구동하여 플런져를 승강시켜서 연료를 공급하게 되는데, 이 과정에서 연료의 분사량은 제어래크에 의하여 제어되었다.

상기 제어래크가 제어되는 과정을 도 4에 도시한 기계식 조속기가 설치된 연료 분사펌프를 예로 들면, 엔진이 회전수가 증가하면, 연료 분사펌프내의 캠축(318)의 회전속도가 증가되고 이에 연결된 원심추(319)는 원심력에 의해 조속기 스프링의 장력을 이기고 바깥쪽으로 벌려지고, 이 움직임은 섭동보울트(320)를 거쳐 부동레버(321)에 전달되어 제어래크(322)를 화살표방향으로 잡아당기며, 이에 따라, 플런져(323)에 의한 연료 분사량이 감소되어 엔진회전속도의 증가가 방지된다.

한편, 중속에서는 운전자가 가속페달(324)을 밟으면 제어아암(325) 및 부동레버(321)가 움직여지고, 이 운동이 제어래크(322)를 펌프 하우징 쪽으로 밀어 연료 분사량을 증가시킨다.

상기와 같이, 디젤 엔진의 연료 분사량은 엔진의 회전수에 응답하는 조속기에 의하거나 운전자에 의해 작동되는 가속페달에 의해서만 제어되고 있었다.

상기와 같이 디젤 엔진의 연소실에 연료를 분사하는 장치에 있어서, 종래의 연료 분사 제어는 차량이 주행하는 지역의 고도와는 무관하였다.

따라서, 초기셋팅된 지역보다 고도가 높은 지역에서 차량이 주행시에는 셋팅된 연료 분사량 제어에만 의존할 경우, 흡입되는 공기량이 셋팅된 값보다 희박하므로 연소실내의 흡입 공기량에 비해 연료량이 과분사되게 된다.

이에 따라, 공기와 연료의 혼합비가 기준치 이상으로 증가하므로 불완전연소가 되어 매연이 많이 배출되며, 실린더헤드와 피스톤의 틈새에는 연소하지 않은 공기가 남아서 엔진 수명을 단축시키기도 하였다.

또한, 연소실에 분사되는 연료에 비해 엔진출력이 낮으므로 불필요하게 연료를 낭비되어 차량의 연비가 나빠지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량이 주행하는 지역의 고도에 따라서 연료 분사장치에 의하여 분사되는 연료량을 보상할 수 있는 연료 분사량 보상장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 연료 분사량 보상장치에 대한 개략도

도 2는 본 발명에 의한 연료 분사량 보상장치를 적용한 조속기에 대한 개략도

도 3은 종래의 디젤 엔진 연료 공급장치의 구성도

도 4는 종래의 기계식 조속기에 대한 원리도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

112 : 벨로우즈 114 : 보조스프링

116 : 케이스 118 : 통기공

120 : 전후진 조정수단 122 : 콘트롤바

124 : 테이퍼면 126 : 콘트롤 레버

132 : 플로팅 레버 138 : 리턴스프링

140 : 슬릿홈 319 : 원심추

322 : 제어래크 324 : 액셀페달

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 엑셀패달의 밟음 정도에 따라 제어래크(322)가 동작되어 연료 분사량을 조정하는 디젤 엔진의 연료 분사량 제어장치에 있어서, 외부 대기압의 압력정도에 따라 신축동작이 이루어지도록 형성되는 신축수단과; 상기 신축수단의 신축운동에 따라 제어래크(322)를 전후진시킬 수 있도록 신축수단과 제어래크사이에 개재되는 전후진 조정수단(120)을 포함하는 디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 도시한 것으로서, 부호 112는 벨로우즈와 같은 신축수단을 지칭한다.

상기 벨로우즈(112)는 차량이 통상적으로 운행하는 지역의 대기압과 동일한 내압()을 지니도록 공기가 충진되며, 내부에는 보조스프링(114)이 장착되어 차량외부의 대기압과 벨로우즈내부의 내압의 차이에 따라서 벨로우즈를 팽창 또는 수축시키게 된다.

상기 벨로우즈(112)의 외부로는 벨로우즈를 은폐보호하며 그 내부가 외부 대기압에 노출되는 케이스(116)가 형성된다.

상기 케이스(116)는 조속기 외부에 장착되며, 외부의 대기는 케이스 상에 형성되는 통기공(118)을 통해 케이스 내부와 유통된다.

이에 따라, 벨로우즈의 내압과 대기압의 차이에 의하여 벨로우즈가 신축되며, 이 신축운동을 이용하여 연료 분사펌프의 제어래크(322)를 전후진시키게 된다.

여기서, 벨로우즈의 신축운동이 직접적으로 제어래크에 전달될 경우 연료 분사량이 너무 자주 변하게 되므로 전후진조절수단(120)을 매개로 하여 제어래크 (322)에 전달되도록 한다.

상기 전후진조절수단(120)은 벨로우즈가 팽창시에는 상기 제어래크(322)를 연료 분사 감소방향으로 작동시키고, 수축시에는 연료 분사 증가방향으로 작동시키기 위한 수단으로서, 탄성수단을 갖추어 벨로우즈의 신축운동을 적당한 한도내에서 감쇠시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 상기 전후진조절수단은 콘트롤바(122)와 콘트롤 레버 (126) 및 플로팅 레버(floating lever,132)로 이루어진다.

상기 콘트롤바(122)는 일단은 콘테이너(116)에 형성되는 관통홀을 통하여 벨로우즈에 연결되며, 다른 일단은 조속기내에 형성되고, 조속기내에 형성되는 부위에 상광하협의 형태로 테이퍼진 테이퍼면(124)이 형성된다.

상기 콘트롤 레버(126)는 그 중심이 조속기내에 힌지로 고정되며, 그 일측에 형성되는 제1아암(128)은 상기 콘트롤바의 테이퍼면(124)에 접하면서 상기 콘트롤바의 운동에 따라 슬라이딩하고, 다른 측의 제2아암(130)은 리턴스프링과 같은 탄성수단(138)으로 조속기내에 고정된다.

상기 제1아암(128)은 차량이 운행하는 고도에 따라 콘트롤바(122)에 접하는 부위가 차이 나도록 한다.

즉, 상기 제1아암(128)은 벨로우즈(112)가 팽창시에는 초기셋팅 위치보다 반경이 큰 부위에 접하게 되어 도 1의 화살표 방향으로 밀리게 되며, 벨로우즈(112)가 수축시에는 셋팅 위치보다 반경이 작은 부위에 접하게 되어 상기와 반대방향으로 당겨지게 된다.

상기 제2아암을 고정하는 리턴스프링(138)은 상기 제1아암이 콘트롤바를 따라 슬라이딩될 수 있도록 제1아암(128)을 밀어주는 역할을 하는 동시에 상기 벨로우즈의 신축에 따라 콘트롤 레버(126)가 너무 민감하게 작동하지 않도록 운동을 감쇠하는 역할을 한다.

상기 콘트롤 레버의 힌지운동은 상기 제2아암(130)에 연결되는 플로팅 레버 (132)에 의하여 제어래크(322)에 전달된다.

상기 플로팅 레버(132)는 그 중심은 힌지방식으로 조속기내에 고정되며, 그 일측에 형성되는 제3아암(134)이 상기 콘트롤 레버의 제2아암(130)에 결합되어 콘트롤 레버의 회전운동에 연동하여 작동되며, 다른 측에 형성되는 제4아암(136)은 제어래크(322)에서 제4아암을 수용하기 위해 마련된 슬릿홈(140)에 삽입된다.

이 때, 상기 제3아암(134)은 탄성재질로 형성되어 벨로우즈의 과도한 신축운동을 적당한 범위에서 감쇠하여 플로팅 레버가 빈번히 작동하는 것을 방지함과 아울러 조속기의 원심추 등에 의해 제어래크가 전후진시 벨로우즈가 저항단 역할을 하지 않도록 완충지역의 역할을 하도록 함이 바람직하다.

또한, 플로팅 레버의 제4아암(136)을 수용하는 제어래크의 슬릿홈(140)은 벨로우즈의 신축운동이 제어래크에 충분히 전달되도록 제4아암의 반경과 동일하거나 미세하게 큰 정도의 반경으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 의한 고도별 연료보상장치의 작동과정은 다음과 같다.

평지에서 벨로우즈내에 주입되어 그 내부에 작용하는 내압을라고 하고, 차량이 현재 주행하는 지점에서의 대기압을라고 하면, 차량이 초기셋팅고도와 비교적 비슷한 고도에서 주행시에는 본 발명에 의한 연료보상장치는 작동하지 않고 조속기와 액셀페달에 의해서만 연료 분사량이 제어된다.

그런데, 차량이 초기셋팅고도보다 높은 고도에서 운행되면값이보다 적게 되므로 이에 따라 벨로우즈(112)는 팽창하게 된다.

상기 벨로우즈(112)가 팽창하면 콘트롤바(122)가 하강하여 그 테이퍼면(124)에 접하고 있는 콘트롤 레버(126)를 도 1의 화살표방향으로 회전시키고 이와 연결된 플로팅 레버(132)는 제어래크(322)를 연료 분사량이 감소하는 방향으로 작동시킨다.

한편, 차량이 초기셋팅고도보다 낮은 고도에서 운행되면 벨로우즈(112)는 수축하여 상기와 반대방향으로 콘트롤 레버(126)와 플로팅 레버(132)가 작동되며, 이에 따라 제어래크(322)는 연료 분사량이 증가하는 방향으로 작동된다.

이와 같이, 차량이 운행하는 고도에 따른 벨로우즈의 팽창 또는 수축을 이용하여 제어래크에 의한 연료 분사량을 조절함으로써 고도별 연료 분사량을 보상할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 고도별 연료 분사량 보상장치는 고도에 따라 연소실에 분사되는 연료량을 가감함으로써 차량의 운행지역에 적합한 연료와 공기의 혼합비를 제공하여 불완전연소에 따른 매연발생을 방지하며, 실린더내부의 틈새에 잔류하는 공기가 사라지므로 엔진수명 향상을 도모할 수 있다.

또한, 불필요하게 분사되는 연료를 줄이므로 차량의 연비향상도 함께 도모할 수 있다.

Claims (3)

1. 엑셀패달의 밟음 정도에 따라 제어래크(322)가 동작되어 연료 분사량을 조정하는 디젤 엔진의 연료 분사량 제어장치에 있어서,

   외부 대기압의 압력정도에 따라 신축동작이 이루어지도록 형성되는 신축수단 (112)과;

   상기 신축수단의 신축운동에 따라 제어래크(322)를 전후진시킬 수 있도록 신축수단과 제어래크사이에 개재되는 전후진 조정수단(120)

   을 포함하는 디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 전후진 조정수단(120)은

   상기 신축수단(112)에 연결되고, 일단에 상광하협의 형태로 테이퍼진 테이퍼면(124)이 형성되는 콘트롤바(122)와;

   중앙부가 조속기내에 힌지 결합되고, 일측 제1아암(128)이 상기 콘트롤바의 테이퍼면(124)에 접하여 상기 콘트롤바의 운동에 따라 회전 운동하는 콘트롤 레버 (126) 및;

   중앙부가 조속기내에 힌지 결합되고, 일측 제3아암(134)이 상기 콘트롤 레버에 연결되고, 제4아암(136)은 연료의 분사량을 제어하는 제어래크(322)에 형성되는 슬릿홈(140)에 삽입되어 상기 콘트롤 레버(126)의 회전운동에 따라 제어래크(322)를 전후진시키는 플로팅 레버(floating lever,132)

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 벨로우즈의 신축운동을 적당한 한도에서 감쇠하기 위하여,

   상기 콘트롤 레버의 일측 제2아암(130)은 조속기내에 탄성수단(138)을 매개로 장착되고,

   상기 플로팅 레버의 제3아암(134)은 탄성재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 고도별 연료 분사량 보상장치.