KR20020077762A

KR20020077762A - 가스연료 차량의 연료공급 장치

Info

Publication number: KR20020077762A
Application number: KR1020010017567A
Authority: KR
Inventors: 이병호; 임재규; 김경남; 신용남; 손진우; 이상준
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-14

Abstract

본 발명은 연료탱크 내에 구비되는 연료펌프에 의해 액상의 연료가 인젝터로 공급되어 인젝터에 의한 유량제어에 의해 연료가 분사되는 가스연료 차량의 연료공급 장치에서 단일의 연료레일 구조체를 구비하도록 한 것으로, 이러한 연료레일 구조체의 내부에 복수개의 인젝터를 일정 간격으로 배치시키고, 연료의 입구측에는 연료탱크의 연료펌프를 통해 가스연료가 인젝터로 공급되는 공급측 연료라인을 연결하며, 연료의 출구측에는 인젝터에서 분사되고 남는 가스연료가 회수되는 회수측 연료라인을 연결하며, 내부에는 상기 연료라인들 및 인젝터들과 연통되는 연료통로가 길이방향으로 관통형성함으로써 복수 인젝터 간을 연결하는 연료라인을 배제하여 가스 누설을 방지하도록 하고, 상기 연료통로의 입구측에는 차단밸브를 설치하고, 상기 연료통로의 출구측에는 압력센서 및 압력 레귤레이터를 설치함으로써 연료라인의 감소로 인한 조립성이 향상되도록 한 것이다.

Description

가스연료 차량의 연료공급 장치{Apparatus for supplying fuel of vehicle using gas fuel}

본 발명은 가스연료를 사용하는 차량에서 액상의 연료를 공급하는 연료공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 인젝터를 단일의 구조체에 일체로 설치하여 연료통로를 연통형성하고, 연료공급시 작동되는 타 부품들도 동일 구조체에 장착하여 가스의 누설을 방지함과 아울러 조립성을 향상시킨 가스연료 차량의 연료공급 장치에 관한 것이다.

가스연료를 사용하는 차량에서 연료를 공급하는 방식은 크게 고압의 가스연료를 감압시킨 상태에서 기체상태로 엔진의 흡기관에 공급하는 베이퍼라이저/믹서방식과, 가스연료를 가압하여 액체상태로 유지시킨 상태에서 인젝터에 의해 정확히 유량을 제어하면서 엔진에 공급하는 액상 인젝션 방식으로 구별된다.

가스연료의 액상 인젝션 방식은 베이퍼라이저/믹서 방식에 비하여 엔진운전조건에 따른 정확한 유량제어를 실시함으로써 출력상승, 연비절감, 배기가스저감 및 역화(Back fire)를 억제하는데 탁월한 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.

종래의 가스 액상 인젝션 방식의 연료공급 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 가스 연료(F)가 액화 또는 압축상태로 저장되어 있는 연료탱크(1)와, 연료탱크(1)의 내부에 설치되어 액상 가스 연료를 압송하는 연료펌프(2)와, 가스연료를 공급하는 통로상에 마련된 레귤레이터 유니트(3)의 내부에 설치되는 차단밸브(4), 차단밸브(4)를 거쳐 공급되는 가스연료를 분사하는 엔진(5)의 인젝터(6)와, 레귤레이터 유니트(3)에 회수라인에 설치되는 압력센서(7) 및 압력 레귤레이터(8) 등으로 구성되어 있다. 미설명 부호 9는 연료라인을 나타낸 것이다.

이와 같이 구성되어 있는 가스차량용 연료공급 장치는 연료탱크(1)에 저장된 가스연료가 연료펌프(2)에 의하여 액상연료가 펌핑되면 차단밸브(4)를 거쳐인젝터(6)로 공급되며, 인젝터(6)에서는 엔진(5)의 운전조건 및 연료의 조건에 따라 적절한 연료가 분사되고, 미분사된 연료는 압력센서(7)와 압력 레귤레이터(8)를 통해서 연료탱크(1)로 회수된다. 압력 레귤레이터(8)는 연료펌프(2)에서 압송되는 연료의 압력을 조절하게 된다.

그러나 차단밸브(4), 압력센서(7) 및 압력 레귤레이터(8) 등의 부품이 레귤레이터 유니트(3)에 장착된 상태로 설치되어 있어 별도의 설치공간을 확보해야 하며, 또한, 연료공급 장치의 구성요소들이 산재한 상태로 설치되어 있어 연료라인(9)을 조립하는 공정수가 많아져 작업생산성이 저하되는 문제가 있고, 각 구성 부품들을 연결하기 위한 연료라인(9)의 숫자가 많아지기 때문에 기밀유지의 어려움이 있다.

또한, 연료를 분사하는 인젝터(6)들이 연료라인(9)으로 연결되어 있기 때문에 인젝터의 특성상 누설이 발생됨으로써 열간 재시동성 및 엔진 정지시 가스 유출 등의 문제가 있다.

상기한 문제점들을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 연료공급 장치의 구성요소들을 단일의 구조체에 일체로 형성함으로써 설치공간을 최소화함과 아울러 연료라인의 조립공정을 줄여 작업성을 향상시키려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인젝터들이 단일의 구조체에 배치하도록 하고, 구조체의 내부에 이들의 연료통로를 형성함으로써 가스 연료의 누설을 방지하려는 것이다.

도 1은 종래 액상 인젝션 방식에 의한 연료공급 장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 연료 공급 장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 연료 공급 장치가 적용된 연료레일 구조체의 단면도.

< 도면의 주요 부분에 부호의 설명 >

11 ; 연료탱크 12 ; 연료펌프

13,15 ; 연료라인 14 ; 차단밸브

16 ; 인젝터 17 ; 압력센서

18 ; 압력 레귤레이터 20 ; 연료레일 구조체

21 ; 연료통로

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료탱크 내에 구비되는 연료펌프에 의해 액상의 연료가 인젝터로 공급되어 인젝터에 의한 유량제어에 의해 연료가 분사되는 가스연료 차량의 연료공급 장치에 있어서, 복수개의 인젝터가 일정 간격으로 내부에 배치되고, 일측에는 연료탱크의 연료펌프를 통해 가스연료가 인젝터로 공급되는 공급측 연료라인이 연결되며, 타측에는 인젝터에서 분사되고 남는 가스연료가 회수되는 회수측 연료라인이 연결되고, 내부에는 상기 연료라인들 및 인젝터들과 연통되는 연료통로가 길이방향으로 관통형성된 연료레일 구조체를 구비하되; 상기 연료통로의 입구측에는 차단밸브를 설치하고, 상기 연료통로의 출구측에는 압력센서 및 압력 레귤레이터를 설치한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 가스연료 차량의 연료공급 장치는 부품의 수를 줄일 수 있고, 조립생산성이 향상되며, 조립과정 및 부품에서 발생되는 가스 연료의 누설을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 의한 연료 공급 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 연료 공급 장치가 적용된 연료레일 구조체의 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명 실시예는 가스 연료를 저장하는 연료탱크(11)의 내부에 가스 연료(F)를 액체 상태로 압송하여 인젝터(16)로 공급하는 연료펌프(12)가 구비되어 있다.

이러한 연료펌프(12)에는 인젝터(16)로 가스 연료를 공급하는 공급측 연료라인(13)이 연결되어 있고, 연료탱크(11)에는 인젝터(16)에서 분사하고 남는 가스 연료를 회수하는 회수측 연료라인(15)이 연결되어 있다.

본 발명 실시예에서는 단일한 구조체인 연료레일 구조체(20)에 복수개의 인젝터(16)가 일정 간격으로 배열 설치되어 있고, 이러한 인젝터의 가스 연료 공급유로인 연료통로(21)가 구조체(20)의 하부측에 길이방향으로 관통형성되어 있으며, 연료통로(21)의 입구측(21a)에는 공급측 연료라인(13)이 연결되고, 연료통로(21)의 출구측(21b)에는 회수측 연료라인(15)이 연결되어 있다.

또한, 연료레일 구조체(20)에서 공급측 연료라인(13)이 연결되는 연료통로측에는 인젝터(16)의 전방으로 차단밸브(14)가 설치되어 있고, 회수측 연료라인(15)이 연결되는 연료통로측에는 인젝터(16)의 후방으로 압력센서(17)와 압력 레귤레이터(18)가 순차적으로 설치되어 있다.

본 발명은 단일의 구조체인 연료레일 구조체(20)의 내부에 인젝터(16)가 일렬로 배치되어 있고, 인젝터(16)측으로 연료가 공급되는 연료통로(21)가 연료레일 구조체(20)의 하부측에 관통형성되어 있으며, 연료통로(21)의 입구측에는 공급측 연료라인(13)이, 출구측에는 회수측 연료라인(15)이 연결설치되어 있고, 연료통로(21)에는 각각 차단밸브(14), 압력센서(17) 및 압력 레귤레이터(18)가 일체로 설치되는 구조로서, 차단밸브(14)는 전방측 인젝터와 근접되도록 설치되는 것이 바람직하고, 압력센서(17) 및 압력 레귤레이터(17)는 후방측 인젝터와 근접되도록 설치되는 것이 바람직하다.

미설명 부호 19는 엔진을 나타낸 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 연료공급 작용을 설명한다.

연료탱크(11) 내에 저장된 가스 연료(F)가 연료펌프(12)에 의해 액체 상태로 공급측 연료라인(13)을 통해 연료레일 구조체(20)의 연료통로의 입구(21a)측으로 공급되면, 연료통로(21)에 설치되어 있는 차단밸브(14)를 통과하게 된다. 이때 차단밸브(14)는 엔진구동시에는 개방된 상태이므로 가스 연료가 그대로 통과하게 되며, 엔진정지시 또는 긴급사태 발생시에는 폐쇄됨으로써 가스 연료의 엔진유입이 차단된다.

차단밸브(14)를 통과한 가스 연료는 인젝터(16)에 의해 분사된다. 이때, 인젝터(16)에서 일정한 압력을 유지하면서 연료를 분사하기 위하여 연료레일의 연료통로(21) 및 연결된 공급측 연료라인(13)의 내부 압력이 압력 레귤레이터(18)에 의해 조절되며, 그 압력 값은 압력센서(17)에 의해 전자제어부(미도시)에서 취득된 신호에 따라 인젝터(16)의 분사량 및 연료펌프(12)의 구동회전수가 결정되는 것이다.

본 발명에서 차단밸브(14)와 압력 레귤레이터(18)와의 거리를 최대한 가깝게 설정하고, 연료통로(21)의 내경을 최소화하게 되면 인젝터(16)에서 발생되는 누설을 최소화시킬 수 있게 되는데 이는 인젝터(16)에서의 누설시 차단밸브(14)와 압력 레귤레이터(18) 사이의 공간 체적이 작을수록 누설량은 줄어들기 때문이다.

따라서 차단밸브(14)와 압력 레귤레이터(18) 사이의 공간이 최소화된 상태에서는 엔진을 정지시키기 전에 차단밸브(14)에 의해 연료의 공급을 차단한 상태에서 연료레일 구조체(20) 내부의 연료를 모두 소모시킨 후에 엔진을 정지시키도록 함으로써 연료의 누설을 방지하게 된다.

또한 시동시 전 인젝터를 동시에 개방시켜 기체상태로 존해하는 일부 잔류가스를 엔진으로 흡입시킴으로써 베이퍼에 의해 연료공급이 차단되는 문제를 해결할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 가스연료 차량의 연료공급 장치는 가스연료를 공급하는 부품들을 모듈화된 단일 구조체에 일체로 형성하도록 하고, 이러한 구조체의 내부에 각 부품 및 인젝터를 연결하는 연료통로를 형성하여 연료탱크에서 공급되는 가스 연료가 직접 모듈화된 단일 구조체에 공급됨으로써 부품의 수를 줄일 수 있고, 인젝터들을 연결하는 연료라인을 배제하여 조립생산성이 향상되며, 조립과정 및 부품에서 발생되는 가스 연료의 누설을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 인젝터에서 가스 연료가 누설되더라도 인젝터가 연료레일 구조체 내부에 설치된 상태이기 때문에 가스의 유출을 방지하게 되며, 압력센서를 인젝터와 인접한 상태로 설치되어 연료의 압력 변동에 대해 민감하게 대처할 수 있으므로 엔진 운전이 최적의 상태에서 구동되는 효과가 있다.

Claims

연료탱크 내에 구비되는 연료펌프에 의해 액상의 연료가 인젝터로 공급되어 인젝터에 의한 유량제어에 의해 연료가 분사되는 가스연료 차량의 연료공급 장치에 있어서,

상기 복수개의 인젝터가 일정 간격으로 배치되고, 일측에는 연료탱크의 연료펌프를 통해 가스연료가 인젝터로 공급되는 공급측 연료라인이 연결되며, 타측에는 인젝터에서 분사되고 남는 가스연료가 회수되는 회수측 연료라인이 연결되고, 내부에는 상기 연료라인 및 인젝터들과 연통되는 연료통로가 길이방향으로 관통형성된 연료레일 구조체를 구비한 것을 특징으로 하는 가스연료 차량의 연료공급 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연료통로의 입구측에는 차단밸브를 설치하고, 상기 연료통로의 출구측에는 압력센서 및 압력 레귤레이터를 설치한 것을 특징으로 하는 가스연료 차량의 연료공급 장치.