KR20010081582A - Cooling system for cooling fuel of a car - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 연료 시스템의 냉각장치에 관한 것으로, 특히 커먼 레일(Common rail)시스템을 사용하는 디젤 엔진의 연료탱크와 엔진 사이의 연료 배관을 냉각시킴과 아울러 연료 배관을 보호하기 위한 보호판넬 기능을 동시에 수행하도록 하는 자동차 연료용 냉각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system for a fuel system of an automobile, and in particular, a protection panel function for cooling a fuel pipe between a fuel tank and an engine of a diesel engine using a common rail system and protecting the fuel pipe. It relates to a cooling device for automobile fuel to perform at the same time.
디젤엔진에서 고성능화와 연비규제에 대응하기 위해서 많은 노력이 이루어져 왔다. 그 중 디젤엔진의 커먼 레일 방식은 배기가스 규제에 대응하기 위해 여러 자동차에서 실용화를 목적으로 많은 연구를 하고 있다. 커먼 레일 방식이라고 함은 고압으로 상승시키기 위한 고압 펌핑을 포함하고 있는 디젤엔진의 연료분사 장치이나, 커먼 레일 방식은 기존에 기계적인 고압분사 방식과는 달리, 연료를 전자제어 고압방식을 채택하고 있다. 따라서, 커먼 레일내에 항상 일정한 연료를 가지고 있으며, 고압분사와 엔진룸 내부의 온도로 인해 연료의 온도는 증가하게 된다. 이때의 온도는 엔진을 가혹조건으로 시험을 행할 때 약 110℃ 이상으로 증가하게 된다. 따라서 증가된 온도는 리턴 라인을 통해 다시 연료탱크로 돌아온다.Much effort has been made to improve the performance and fuel efficiency regulations in diesel engines. Among them, the common rail method of diesel engines has been researched for the purpose of practical use in various automobiles to cope with the emission regulations. The common rail method is a fuel injection device of a diesel engine that includes high pressure pumping to increase the pressure to a high pressure, but the common rail method adopts an electronically controlled high pressure method, unlike a mechanical high pressure injection method. . Therefore, there is always a constant fuel in the common rail, and the temperature of the fuel increases due to the high pressure injection and the temperature inside the engine compartment. The temperature at this time is increased to about 110 ° C or more when the engine is subjected to severe conditions. Thus, the increased temperature returns to the fuel tank through the return line.
자동차가 운행 중에는 이와 같은 상황이 반복되어 커먼 레일로 유입되는 온도가 70℃ 이상이 되면 연료의 부피 팽창으로 인해 엔진 연소실 부위로 유입되는 연료의 양을 정확하게 조절하기가 어렵게 되어 운행중 노킹 현상이나 시동이 꺼질 수 있다. 따라서 널리 쓰이는 열교환기를 사용하는 방법도 고려대상이 되나 열교환기의 높이/폭이 커서 장착 공간이 문제가 되는 경우가 많다.When the vehicle is in operation, such a situation is repeated, and if the temperature flowing into the common rail is 70 ° C or higher, it is difficult to accurately control the amount of fuel flowing into the engine combustion chamber due to the volume expansion of the fuel. Can be turned off. Therefore, the method of using a widely used heat exchanger is also considered, but the mounting space is often a problem because the height / width of the heat exchanger is large.
또한 연료라인은 차량 뒤쪽의 연료탱크에서 차량 앞면의 엔진 룸까지 연결하기 때문에 엔진 룸내에 열교환기를 설치하는 것은 기술적인 어려움이 있었다.In addition, since the fuel line is connected from the fuel tank at the rear of the vehicle to the engine compartment at the front of the vehicle, it is technically difficult to install a heat exchanger in the engine compartment.
이와 같은 기존 차량용 디젤 엔진의 경우에는 커먼 레일 방식을 사용하지 않았기 때문에 기 언급한 연료라인 냉각장치가 필요하지 않았고, 일반 디젤의 연료 탱크와 연료라인을 통해 충분히 연료를 냉각시킬 수 있었다. 기타 차량용 냉각수나 에어컨에 들어가는 냉각장치는 효율을 극대화 하기 위해 디자인 되었기 때문에, 비록 효율이 우수하지만 냉각장치의 크기가 커서 차량 밑바닥에 설치하기가 어려웠다. 더욱이 차량은 운행중에 외부로부터 들어오는 돌 및 모래에 의해 손상되기가 쉬운 구조로 되어 있다.In the case of the conventional vehicle diesel engine, since the common rail method was not used, the aforementioned fuel line cooling device was not needed, and fuel was sufficiently cooled through the fuel tank and the fuel line of the general diesel engine. Cooling devices for other vehicle coolers or air conditioners are designed to maximize efficiency, but they have high efficiency but are difficult to install on the underside of vehicles. Moreover, the vehicle has a structure that is easily damaged by stones and sand coming in from the outside while driving.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연료탱크로부터 엔진 룸까지 연결되는 리턴라인의 연료 배관에 연료 냉각장치를 설치하는 것이다.The present invention is to install a fuel cooler in the fuel pipe of the return line is connected from the fuel tank to the engine room in order to solve the above problems.
또한 차량 밑에 있는 도로에서 차량바닥까지의 거리가 한정되어 있기 때문에 기존 냉각장치와는 매우 다른 형상으로 디자인 되었고, 차량주행 중 돌이 튀거나 하는 부분에서 연료라인의 냉각장치를 보호하기 위해 필요한 보호장치를 냉각장치의 방열판으로 동시에 사용하는 구조로 된 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, because the distance from the road below the vehicle to the floor is limited, it is designed to be very different from the existing cooling system.In addition, the protection device needed to protect the cooling system of the fuel line from the splashing stones during driving It is characterized in that the structure is used at the same time as the heat sink of the cooling device.
본 발명의 연료라인용 냉각장치는 차량 운행중 발생될 수 있는 치핑(chipping) 특성을 얻기 위해 연료라인에 보호장치(protector)를 사용하였으며, 이 보호장치를 알루미늄 또는 열전도율이 좋은 재료를 사용하였다. 그리고 연로라인과 기계적 또는 화학적으로 접합하여 열발산과 더불어 치핑 성능을 향상시킨 구조이다.In the fuel line cooling apparatus of the present invention, a protector is used in the fuel line to obtain a chipping characteristic that may be generated during vehicle operation, and the protector uses aluminum or a material having good thermal conductivity. And it is a structure that improves the chipping performance along with heat dissipation by mechanically or chemically bonding to the furnace line.
도 1은 본 발명에 의한 연료 냉각장치를 가진 자동차의 커먼 레일(Common rail) 시스템 구성도.1 is a configuration of a common rail system of a vehicle having a fuel cooling device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 자동차의 커먼 레일(Common rail) 시스템의 연료냉각장치 구조도.2 is a structural view of a fuel cooling device of a common rail system of a vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 연료 냉각장치를 설치한 경우와 기존의 경우를 비교한 엔진 부하시험시의 온도특성도.3 is a temperature characteristic diagram during an engine load test comparing the case where the fuel cooling device according to the present invention is installed and the conventional case.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 고압 펌프 2 : 가스 회수라인1: high pressure pump 2: gas recovery line
3 : 리턴라인 4 : 연료냉각 장치3: return line 4: fuel cooling device
5 : 연료 탱크 6 : 연료 필터5: fuel tank 6: fuel filter
7 : 전자제어장치 31 : 알루미늄 튜브7: electronic control unit 31: aluminum tube
41 : 보호판넬 42 : 슬릿41: protection panel 42: slit
43 : 클립43: Clip
본 발명은 연료탱크로부터 엔진 룸까지 연결되는 리턴라인의 연료배관을 알루미늄 튜브로 구성하고, 그 알루미늄 튜브로 이루어진 연료라인을 차량 주행 중 바닥에서 올라오는 돌과 같은 이물질로부터 냉각장치를 보호하기 위한 보호판넬의 기능과 동시에 방열판에 의한 냉각기능으로 사용되는 냉각장치를 설치하여 연료를 냉각시키도록 구성된다.The present invention comprises an aluminum tube for the fuel pipe of the return line from the fuel tank to the engine room, and protects the cooling device from the foreign matter such as stones from the floor while driving the vehicle. It is configured to cool the fuel by installing a cooling device that is used as a cooling function by the heat sink together with the function of the panel.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 연료탱크(5)의 연료는 연료 필터(Fuel Filter)(6)를 거쳐 고압 펌프(1)로 공급되고 그 고압 펌프(1)는 전자제어장치(ECU)(7)의 제어를 받아 연료를 고압 펌핑하여 엔진의 커먼 레일로 분사하도록 한다. 이때 커먼레일 시스템을 통해 엔진을 지나 나온 연료는 리턴 라인(3)을 따라 지나가게 되고, 고압에 의해 뜨거워진 연료는 연료냉각장치(4)를 지나면서 온도가 떨어져 연료 탱크(5)로 들어가는 레이아웃으로 이루어져 있다. 여기서 상기 커먼 레일의 상단과 연료탱크(5) 사이에는 기화된 연료를 연료탱크로 회수하기 위한 라인(vapor line)(2)이 더 포함된다.As shown in FIG. 1, the fuel of the fuel tank 5 is supplied to the high pressure pump 1 via a fuel filter 6, and the high pressure pump 1 is an electronic control unit (ECU) 7. Under high pressure pump to inject the fuel to the common rail of the engine. At this time, the fuel passing through the engine through the common rail system passes along the return line (3), and the fuel heated by the high pressure passes through the fuel cooler (4) and drops in temperature to enter the fuel tank (5). Consists of Here, a vapor line 2 is further included between the upper end of the common rail and the fuel tank 5 to recover the vaporized fuel to the fuel tank.
이와 같이 본 발명에서는 연료 리턴라인(3)에 연료 냉각장치(4)를 더 포함시켜 구성하고, 그 연료 냉각장치의 구조는 도 2와 같은 구조로 이루어진다.As described above, in the present invention, the fuel return line 3 further includes the fuel cooler 4, and the fuel cooler has a structure as shown in FIG.
도 2에서 연료 냉각장치(4)는, 엔진 룸으로부터 연료탱크로 리턴되는 리턴라인의 연료 배관을 알루미늄 튜브(31)로 구성하고, 그 연료 리턴라인의 알루미늄 튜브(31)를 보호하기 위한 보호판넬(41)에 열교환을 이룰 수 있도록 지그재그 형태로 밴딩시키고, 그 보호판넬(41)은 판재를 프레스를 이용하여 냉각효율이 극대화 될 수 있고 튜브를 보호하는 형태로 구성되고, 냉각을 위해서 다수의 슬릿(42)을 형성하여 차량의 주행시 하면에서 외부 공기가 슬릿(42)을 통해 통과하면서 냉각시킬 수 있도록 방열판 구조로 구성된다.In FIG. 2, the fuel cooling device 4 comprises an aluminum tube 31 of the fuel pipe of the return line returned from the engine room to the fuel tank, and a protection panel for protecting the aluminum tube 31 of the fuel return line. Banded in a zigzag form to achieve heat exchange to (41), the protective panel 41 is configured in a form that protects the tube to maximize the cooling efficiency by using a press plate and protect the tube, a plurality of slits for cooling 42 is formed in a heat sink structure so that outside air can be cooled while passing through the slit 42 at the lower surface of the vehicle when traveling.
상기 보호판넬(41)에 알루미늄 튜브(31)를 고정하는 방법은, 브레이징이나 기계적인 접합에 의해 서로 붙어 열교환이 충분히 이루어지는 구조가 되도록 한다. 그리고 차량이 작동 중에 발생될 수 있는 피로 특성과 떨림 등에 충분히 견딜 수 있도록 클립(43)을 이용하여 단단히 고정시킨다. 클립(43)은 알루미늄 튜브(31)의 사이사이에 끼워져 밀착되고 보호판넬(41)에 고정되는 구조로서 알루미늄 튜브(31)를 진동이나 요동으로부터 견고하게 고정시키는 역할을 한다.The method of fixing the aluminum tube 31 to the protective panel 41 is such that the heat exchange is sufficient to adhere to each other by brazing or mechanical bonding. And it is firmly fixed using the clip 43 to withstand the fatigue characteristics and tremors that may occur during the operation of the vehicle. The clip 43 is sandwiched between the aluminum tubes 31 to be in close contact with each other and fixed to the protective panel 41 to firmly fix the aluminum tube 31 from vibration or shaking.
또한 연료라인 즉, 알루미늄 튜브(31)의 끝부분을 리턴쪽의 라인과 연료탱크 쪽 라인과 연결할 수 있도록 적절한 가공(예; 콘넥터 결합구조)을 하여 구성한다.In addition, the end of the fuel line, that is, the aluminum tube 31 is configured by appropriate processing (for example, connector coupling structure) to connect the line on the return side and the fuel tank side.
이와같이 구성된 본 발명은, 커먼 레일 시스템을 통해 엔진을 지나 나온 연료는 리턴라인(3)을 따라 지나게 되고, 이때 고압에 의해 뜨거워진 연료는 냉각장치(4)를 지나면서 온도가 떨어져 연료탱크(5)로 되돌아가게 된다.According to the present invention configured as described above, the fuel passing through the engine through the common rail system passes along the return line (3), wherein the fuel heated by the high pressure passes through the cooling device (4) and the temperature drops to the fuel tank (5). Go back to).
도 3에서 2200 cc의 커먼 레일 시스템을 가진 디젤엔진에 연료 냉각장치(4)를 부착한 것과 부착하지 않은 경우에 따라 엔진 부하 시험을 행한 결과를 나타낸 것이다. 도 3에 나타낸 결과에 의하면, 외부온도를 25℃ 실온 시험의 경우 연료냉각장치를 거쳐나온 연료는 연료냉각장치를 부착하지 않은 경우보다 약 7 내지 8℃ 온도 저하를 나타낸다.3 shows the results of the engine load test performed with and without the fuel cooler 4 attached to a diesel engine having a common rail system of 2200 cc. According to the result shown in FIG. 3, the fuel which passed through the fuel cooler in the case of the 25 degreeC room temperature test of external temperature shows about 7-8 degreeC temperature fall compared with the case without attaching a fuel cooler.
이와 같은 결과로부터 연료냉각장치는 커먼 레일 시스템에서 연료온도 상승에 따른 문제점을 개선할 수 있는 결과를 얻었다.From these results, the fuel cooling device has been able to improve the problems caused by the fuel temperature rise in the common rail system.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 커먼 레일을 가진 디젤엔진에 연료 냉각장치를 부착하여 연료온도 상승에 다른 문제점을 개선할 수 있으며, 연료 냉각장치는 냉각장치와 리턴라인의 보호커버 역할을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, a fuel cooler may be attached to a diesel engine having a common rail to improve other problems in increasing fuel temperature, and the fuel cooler simultaneously serves as a protective cover for the cooler and the return line. There is an effect that can be performed.
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KR100717316B1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-05-15 | 기아자동차주식회사 | Oil coiling system |
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2000
- 2000-02-16 KR KR1020000007392A patent/KR20010081582A/en not_active Application Discontinuation
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