KR200233416Y1

KR200233416Y1 - Fuel injection device for automobile

Info

Publication number: KR200233416Y1
Application number: KR2019970040955U
Authority: KR
Inventors: 최용환
Original assignee: 정주호; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2001-10-25
Also published as: KR19990028329U

Abstract

본 고안은 다수의 인젝터를 갖추고 있는 퓨얼레일내의 압력을 가변토록하여 연료의 온도 변화에 따라 압력을 가변할 수 있도록 하는 자동차의 연료 분사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel injector of a vehicle that can vary the pressure according to the temperature change of the fuel by varying the pressure in the fuel rail equipped with a plurality of injectors.

본 고안은 연료탱크(30)로부터 연료를 펌핑하여 퓨얼라인(34)을 통해 압송하는 메인펌프(32)와, 퓨얼라인(34)으로 압송되는 공급받아 흡기매니폴드(2)로 분사하는 복수의 인젝터(18)를 갖춘 퓨얼레일(50)을 갖춘 자동차의 연료 공급장치에 있어서, 퓨얼라인(34)에 설치되어 메인펌프(32)에서 압축된 연료를 더욱 압축하여 퓨얼레일(50)로 압송하는 보조펌프(60)와,냉각수의 온도를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 냉각수온도센서(44)와, 냉각수 온도센서의 신호를 받아 냉각수의 온도를 판단하고, 이 온도가 설정온도보다 높을 때 상기 보조펌프(60)를 구동하는 엔진콘트롤러(40)를 포함하는 자동차의 연료 분사장치를 제공한다.The present invention pumps the fuel from the fuel tank 30 to the main pump 32 to be pumped through the fuel line 34, and is fed to the fuel line 34 is injected to the intake manifold (2) In the fuel supply apparatus of an automobile provided with a fuel rail 50 having a plurality of injectors 18, the fuel rail is installed on the fuel line 34 to further compress the fuel compressed by the main pump 32, Auxiliary pump (60) pumped to 50, a coolant temperature sensor 44 for sensing the temperature of the coolant and outputting an electrical signal, and the coolant temperature sensor receives the signal of the coolant temperature sensor to determine the temperature of the coolant, this temperature is set temperature It provides a fuel injector for a vehicle including an engine controller 40 for driving the auxiliary pump 60 when higher.

Description

Car fuel injector

본 고안은 자동차의 연료 분사장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다수의 인젝터를 갖추고 있는 퓨얼레일내의 압력을 가변토록하여 연료의 온도 변화에 대처할 수 있도록 하는 자동차의 연료 분사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel injector of a vehicle, and more particularly, to a fuel injector of a vehicle to vary the pressure in the fuel rail having a plurality of injectors to cope with the temperature change of the fuel.

자동차는 가솔린 또는 디이젤 및 엘피지(액화석유가스)등을 연소시켜 그 폭발력을 이용하여 피스톤을 직선 왕복운동시키고, 피스톤의 직선운동을 커넥팅로드를 통해 크랭크축의 회전운동으로 전환하여 회전구동력을 얻는 것으로서, 연료와 공기를 적절하게 혼합한 혼합기를 압축하여 이를 연소시키는 내연기관(이하, 엔진이라 함)을 갖추고 있다.The car burns gasoline or diesel and LPG (liquefied petroleum gas) and uses the explosive force to linearly reciprocate the piston, and converts the linear movement of the piston into the rotational movement of the crankshaft through the connecting rod to obtain rotational driving force. It is equipped with an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) that compresses and mixes a mixture of fuel and air properly.

엔진은 복수의 실린더를 형성하고 있는 실린더블록과 이 실린더 블록의 상부에 제공되어 연소실을 제공하는 실린더 헤드 및 상기 실린더내를 승강하며 폭발력을 발생시키는 피스톤을 갖추고 있다.The engine has a cylinder block forming a plurality of cylinders, a cylinder head provided on an upper portion of the cylinder block to provide a combustion chamber, and a piston for raising and lowering the cylinder and generating an explosive force.

또한, 실린더헤드는 흡기구와 배기구를 갖추고 있으며, 각각의 흡.배기구를 통해 혼합기를 공급하거나 또는 연소가스를 배출하는 밸브개폐장치를 포함하고 있다.In addition, the cylinder head has an inlet port and an exhaust port, and includes a valve opening and closing device for supplying a mixer or exhausting combustion gas through each inlet and exhaust port.

최근의 자동차는 엔진의 상태 및 현재 스로틀 밸브의 개도 등을 각종 센서에 의해 감지하여 엔진 콘트롤러에서 이들 신호를 비교 판단하여 현재의 엔진에 필요한 연료혼합비를 설정하는 전자제어 방식이 개발되어 있다.Recently, automobiles have developed an electronic control scheme that detects the state of an engine and the current throttle valve opening by various sensors, and compares these signals with an engine controller to set fuel mixing ratios required for the current engine.

참고적으로, 제1도을 참고하여 일반적인 연료흡기 계통을 개략적으로 살펴보면, 에어 클리너(12)를 통해 유입되는 공기는흡기통로(10)를 거쳐 실린더(1)로 공급된다. 흡기통로(10)에는 공기의 통과유량을 제어하는 스로틀 밸브(14) 및 이 스로틀 밸브(14)의 개도를 감지하는 스로틀 포지션센서(42)가 설치되고, 흡기통로를 통한 공기의 통과유량을 감지하는 에어플로미터(22)가 설치되어 있다. 각각의 스로틀 포지션센서(42) 및 에어 플로미터(22)에서 감지되는 신호는 엔진 콘트롤러(40)로 인가된다.For reference, referring to FIG. 1 schematically illustrating a general fuel intake system, air introduced through the air cleaner 12 is supplied to the cylinder 1 through the intake passage 10. The intake passage 10 is provided with a throttle valve 14 for controlling the flow rate of air and a throttle position sensor 42 for detecting the opening degree of the throttle valve 14, and detecting the flow rate of air through the intake passage. An air flow meter 22 is provided. The signal sensed by each throttle position sensor 42 and the air flow meter 22 is applied to the engine controller 40.

또한, 흡기통로(10)의 단부에는 메인연료펌프(32)에 의해 연료탱크(30)로부터 펌핑 공급되는 연료를 분사하는 연료 인젝터(18)가 설치되어 있다. 연료 인젝터(18)는 상기 엔진 콘트롤러(40)에 의해 제어되는 것으로 연료를 고속으로 분사하여 무화상태로 분사하게 된다. 그리고, 상기 연료 인젝터(18)와는 별도로 냉간시동시에 시동성을 향상시키기 위해서 흡기통로(10)상에 형성되는 서지탱크부(16)로 연료를 공급하는 콜드스타트 인젝터(20)가 설치된다.Further, at the end of the intake passage 10, a fuel injector 18 for injecting fuel pumped from the fuel tank 30 by the main fuel pump 32 is provided. The fuel injector 18 is controlled by the engine controller 40 and injects fuel at a high speed to inject into an atomized state. In addition to the fuel injector 18, a cold start injector 20 for supplying fuel to the surge tank 16 formed on the intake passage 10 is installed to improve startability at cold start.

한편, 상기 인젝터(18)는 실린더의 수에 따라 복수개가 설치되는데, 보통 최근의 자동차에는 4개 또는 6개의 실린더가 설치되므로 이와 대응하는 수만큼 설치된다. 이때 각각의 인젝터(18)는 퓨얼라인(34)으로부터 연료를 공급받는 퓨얼레일(50)에 나란하게 설치된다.On the other hand, a plurality of the injector 18 is installed in accordance with the number of cylinders, usually four or six cylinders are installed in recent cars, so that the corresponding number is installed. At this time, each injector 18 is installed side by side on the fuel rail (50) supplied with fuel from the fuel line (34).

본 고안은 이러한 퓨얼라인에 관련된 것으로, 퓨얼레일(50)내의 연료는 항시 일정한 압력을 유지하여, 인젝터 개방시 요구하는 분사압을 제공하게 된다.The present invention relates to such a fuel line, and the fuel in the fuel rail 50 maintains a constant pressure at all times, thereby providing the required injection pressure when opening the injector.

제2(a)도에는 종래의 퓨얼라인의 구성이 구성되어 있는데, 이에 따르면, 퓨얼레일(50)의 일단에는 메인연료펌프(32)의 펌핑력에 의해 연료를 압송하는 퓨얼라인(34)이 연결되어 있다. 그리고, 길이 방향을 따라 복수의 인젝터(18)가 나란하게 설치된다. 이러한 형식을 이른바, 리턴레스 퓨얼 시스템(returnless fuel system)이라 한다. 따라서, 메인연료펌프(32)의펌핑압이 항시 퓨얼레일(50)내에 작용하므로 연료는 일정한 압력을 유지하게 된다. 한편, 제2(b)도에 도시된 바와 같이 최근에는 퓨얼레일(50)의 타단으로 리턴라인(52)을 설치하고, 리턴라인(52)상에 정압밸브(54)를 제공하여 퓨얼레일(50)내부의압력이 설정압을 넘게 되면, 정압밸브(54)가 개방되어 리턴라인(52)을 통해 연료를 배출하는 리턴 퓨얼 시스템(return fuel system)이 개발되어 있다.In FIG. 2 (a), a conventional fuel line configuration is constructed. According to this, one end of the fuel rail 50 is a fuel line for pumping fuel by the pumping force of the main fuel pump 32 ( 34) is connected. A plurality of injectors 18 are installed side by side along the longitudinal direction. This type is called a returnless fuel system. Therefore, since the pumping pressure of the main fuel pump 32 always operates in the fuel rail 50, the fuel maintains a constant pressure. On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), the return line 52 is recently installed at the other end of the fuel rail 50, and the positive pressure valve 54 is provided on the return line 52. When the pressure in the work 50 exceeds the set pressure, a return fuel system has been developed in which the positive pressure valve 54 is opened to discharge fuel through the return line 52.

그런데, 종래의 연료 분사장치는 연료의 온도가 상승함에 따라 베어퍼 록현상이 발생하여 시동성이 불량하게 되는 문제를 갖고 있었다.By the way, the conventional fuel injector has a problem that the bearer lock phenomenon occurs as the temperature of the fuel rises, so that startability is poor.

즉, 한 여름철 등의 혹서기후에서는 연료탱크 및 공급라인등 모든 연료계통이 가열되므로 연료자체의 온도가 상승되어 퓨얼레일(50)내에 기체상태의 연료가 형성되는 이른바, 베이퍼 록(vapor lock)현상이 발생된다. 따라서, 퓨얼레일(50)내부가 요구되는 압력을 유지하더라도 기체상태의 연료는 퓨얼레일(50)내에 그대로 존재하게 되고, 인젝터를 통해 액상연료중에 기체상태의 연료가 포함된 상태로 분사되어 맥동이 발생하게 되는 것은 물론 점화성공율이 급격하게 떨어지는 문제를갖고 있는 것이다.That is, in a cold weather such as mid-summer, all fuel systems such as fuel tanks and supply lines are heated, so that the temperature of the fuel itself is increased, so that gaseous fuel is formed in the fuel rail 50, vapor lock. Phenomenon occurs. Therefore, even if the pressure inside the fuel rail 50 maintains the required pressure, the gaseous fuel remains in the fuel rail 50 as it is, and is injected into the gaseous fuel in the liquid fuel through the injector. Not only will pulsation occur, but the ignition success rate drops sharply.

특히, 상기와 같은 문제는 연료가 퓨얼레일(50)내에서 정체된 상태를 유지하는 리턴레스 퓨얼 시스템에서는 더욱 심각하게 발생되고 있다.In particular, the above problem is more serious in a returnless fuel system in which fuel is kept stagnant in the fuel rail 50.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 연료의 온도상에 따라 퓨얼레일내의 압력을 상승시켜 베어퍼 록현상을 방지하여 연료분사시의 맥동을 줄이고 시동성을 향상시킬 수 있는 자동차의 연료 분사장치를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to increase the pressure in the fuel rail according to the temperature of the fuel, to prevent the bearer lock phenomenon, to reduce the pulsation during fuel injection and to start the The present invention provides a fuel injector for an automobile that can be improved.

제1도는 일반적인 연료 및 공기의 흡기계통의 전체 구성을 보인 개략도.1 is a schematic view showing an overall configuration of a general fuel and air intake cylinder.

제2(a)도는 종래 리턴레스 퓨얼 시스템을 채용한 분사장치의 구성을 보인 도면.Figure 2 (a) is a view showing the configuration of the injection device employing a conventional returnless fuel system.

제2(b)도는 종래의 리턴 퓨얼 시스템을 채용한 분사장치의 구성을 보인 도면.Figure 2 (b) is a view showing the configuration of an injection apparatus employing a conventional return fuel system.

제3도는 본 고안에 따른 분사장치의 구성을 보인 도면.3 is a view showing the configuration of the injector according to the present invention.

제4도는 본 고안에 따른 분사장치의 보조펌프의 구성을 보인 확대단면도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the auxiliary pump of the injection device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 엔진 2 : 흡기매니폴드1: engine 2: intake manifold

18 : 인젝터 30 : 연료탱크18: injector 30: fuel tank

32 : 메인연료펌프 34 : 퓨얼라인32: main fuel pump 34: fuel line

40 : 엔진콘트롤러 50 : 퓨얼레일40: engine controller 50: fuel rail

60 : 보조펌프 62 : 케이스60: auxiliary pump 62: case

64 : 필터 66 : 모터64: filter 66: motor

68 : 임펠러68 impeller

상기한 바와 같은 본 고안의 목적은 연료탱크로부터 연료를 펌핑하여 퓨얼라인을 통해 압송하는 메인펌프와, 퓨얼라인으로 압송되는 공급받아 흡기매니폴드로 분사하는 복수의 인젝터를 갖춘 퓨얼레일을 갖춘 자동차의 연료 공급장치에 있어서, 퓨얼라인에 설치되어 메인펌프에서 압축된 연료를 더욱 압축하여 퓨얼레일로 압송하는 보조펌프와, 냉각수의 온도를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 냉각수온도센서와, 냉각수 온도센서의 신호를 받아 냉각수의 온도를 판단하고, 이 온도가설정온도보다 높을 때 상기 보조펌프를 구동하는 엔진콘트롤러를 포함하는 자동차의 연료 분사장치에 의해 달성될 수 있다.An object of the present invention as described above is a fuel pump having a main pump pumping the fuel from the fuel tank and pumped through the fuel line, and a plurality of injectors that are fed to the fuel line and injected into the intake manifold. A fuel supply apparatus for a vehicle, comprising: an auxiliary pump installed at the fuel line to further compress the fuel compressed by the main pump and pump the fuel to the fuel rail, a coolant temperature sensor that senses the temperature of the coolant and outputs an electrical signal; The temperature of the coolant may be determined by receiving a signal of the coolant temperature sensor, and the fuel injector of the vehicle may include an engine controller for driving the auxiliary pump when the temperature is higher than the preset temperature.

상기 보조펌프는, 연료가 유입되는 입구와 배출되는 출구를 갖는 펌프케이스와, 입구측에 위치하도록 펌프케이스에 내장되어 연료중의 불순물을 걸러내는 필터와, 펌프케이스의 내측에는 상기 엔진콘트롤러의 제어신호에 의해 선택적으로 작동되는 모터와, 모터에 고정되어 필터를 통과한 연료를 압축하여 출구측으로 배출하는 임펠러로 이루어 진다The auxiliary pump includes a pump case having an inlet for injecting fuel and an outlet for discharging the fuel, a filter embedded in the pump case to be located at the inlet side to filter out impurities in the fuel, and a control of the engine controller inside the pump case. It consists of a motor that is selectively operated by a signal, and an impeller that is fixed to the motor and compresses fuel passing through the filter and discharges it to the outlet side

이하, 본 고안에 따른 자동차의 연료 분사장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a fuel injector of an automobile according to the present invention will be described.

제3도에는 본 고안에 따른 자동차의 연료 분사장치의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 본 고안은 길이방향으로 복수의 인젝터(18)가 나란하게 배열되는 퓨얼레일(50)이 도시되어 있다. 퓨얼레일(50)에는 연료탱크(30)로부터 연료를 압송하는 퓨얼라인(34)이 연결되어 있다. 퓨얼라인(34)에는 메인연료펌프(32)가 설치되어 연료탱크(30)내의 연료를 압축 펌핑하게된다.3 is a configuration of a fuel injector of a vehicle according to the present invention. According to this, the present invention shows a fuel rail 50 in which a plurality of injectors 18 are arranged side by side in the longitudinal direction. The fuel rail 50 is connected to a fuel line 34 for pumping fuel from the fuel tank 30. The main fuel pump 32 is installed at the fuel line 34 to compress and pump the fuel in the fuel tank 30.

푸얼레일(50)내로 공급되는 연료는 인젝터(18)가 개방됨에 따라 흡기매니폴드(2)로 분사되어 실린더내로 공급된다.The fuel supplied into the fuel rail 50 is injected into the intake manifold 2 as the injector 18 is opened and supplied into the cylinder.

한편, 상기 퓨얼라인(34)에는 메인연료펌프(32)와는 별도로 퓨얼라인을 따라 흐르고 있는 연료를 압축하여 이송압을 증대시키는 보조펌프(60)가 설치된다. 이 보조펌프(60)는 상기 엔진콘트롤러(40)에 의해 구동되는 것으로, 엔진콘트롤러(40)는 냉각수온도센서(44)로부터 감지된 온도값이 설정온도 이상이 되면 보조펌프(60)의 구동신호를 인가하게 된다.On the other hand, the fuel line 34 is provided with an auxiliary pump 60 for compressing the fuel flowing along the fuel line, apart from the main fuel pump 32 to increase the transfer pressure. The auxiliary pump 60 is driven by the engine controller 40, the engine controller 40 is a drive signal of the auxiliary pump 60 when the temperature value detected from the coolant temperature sensor 44 is above the set temperature Will be applied.

도 4에는 본 고안에 따른 보조펌프(60)의 구성이 상세히 도시되어 있다. 이에 따르면, 보조펌프(60)는 연료가 유입되는 입구(62a)와 배출되는 출구(62b)를 갖는 펌프케이스(62)와, 입구(62a)측에 위치하도록 펌프케이스(62)에 내장되어 연료중의 불순물을 걸러내는 필터(64)를 포함한다. 또한, 펌프케이스(62)의 내측에는 상기 엔진콘트롤러(40)의 제어신호에 의해 선택적으로 작동되는 모터(66) 및 모터(66)에 고정되어 필터(64)를 통과한 연료를 압축하여 출구(62b)측으로 배출하는 임펠러(68)가 설치되어 있다.4 shows the configuration of the auxiliary pump 60 according to the present invention in detail. According to this, the auxiliary pump 60 has a pump case 62 having an inlet 62a into which the fuel is introduced and an outlet 62b to discharge the fuel, and is built into the pump case 62 so as to be located at the inlet 62a. The filter 64 which filters out impurities in the filter is included. In addition, the pump case 62 is fixed to the motor 66 and the motor 66 which are selectively operated by the control signal of the engine controller 40, and compresses the fuel passing through the filter 64 to the outlet ( The impeller 68 discharged to 62b) side is provided.

따라서, 본 고안은 통상의 주행조건에서는 제3도에 도시된 바와 같이 퓨얼레일(50)내부에 있는 연료압은 메인펌프(32)의 압축력에 의해 결정된다. 이때에는 메인펌프(32)에서 압축되는 연료는 퓨얼라인 및 상기 보조펌프(60)를 통과하게 되고, 이때 보조펌프(60)는 구동되지 않으며, 필터(64)에서 연료를 필터 후 그대로 퓨얼레일(50)로 공급하게 된다.Therefore, in the present invention, the fuel pressure in the fuel rail 50 is determined by the compression force of the main pump 32 as shown in FIG. At this time, the fuel compressed in the main pump 32 passes through the fuel line and the auxiliary pump 60, and at this time, the auxiliary pump 60 is not driven, and after the fuel is filtered in the filter 64, the fuel is intact. Supply to work (50).

한편, 고온의 주행조건에서는 제4도에 도시된 바와 같이 냉각수의 온도가 상승하게 되므로 엔진콘트롤러(40)에서는 모터(66)를 구도하여 임펠러(68)가 회전하게 되면, 필터(64)를 통과한 연료가 압축된다. 따라서, 메인펌프(32)의 펌핑압력을유지하던 연료는 보조펌프(60)를 통과한후 더욱 압축된 상태에서 퓨얼레일(50)로 공급하게 된다. 따라서, 퓨얼레일(50)내의 압력이 증가하여 연료의 비등점이 높아지게 되므로 베이퍼 록현상을 억제하게 된다.On the other hand, under high temperature driving conditions, as shown in FIG. 4, the temperature of the coolant is increased, so that when the impeller 68 is rotated by forming the motor 66 in the engine controller 40, the filter 64 passes through the filter 64. One fuel is compressed. Therefore, the fuel maintaining the pumping pressure of the main pump 32 passes through the auxiliary pump 60 and is then supplied to the fuel rail 50 in a more compressed state. Therefore, since the pressure in the fuel rail 50 increases and the boiling point of fuel becomes high, vapor lock phenomenon is suppressed.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 연료 분사장치는 퓨얼라인상에 고온주행조건시에 연료의 펌핑압을 증대시키는 보조펌프를 설치하여 퓨얼레일내의 압력을 높혀 비등점을 상승시켜 베이퍼 록현상을 방지하게 됨으로써 분사되는 연료의 맥동을 줄이게 되는 것은 물론 시동성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.As described above, the fuel injector of an automobile according to the present invention is provided with an auxiliary pump on the fuel line to increase the pumping pressure of the fuel under high temperature driving conditions, thereby increasing the pressure in the fuel rail to increase the boiling point, thereby causing the vapor lock phenomenon. By preventing the will not only reduce the pulsation of the fuel injected, but also has the effect of improving the startability.

Claims

A plurality of injectors for pumping fuel from the fuel tank 30 and pumping the fuel through the fuel line 34 and a plurality of injectors that are fed and fed to the fuel line 34 and injected into the intake manifold 2. A fuel supply apparatus for an automobile provided with a fuel rail (50) provided with (18), wherein the fuel installed in the fuel line (34) is further compressed by the main pump (32) to the fuel rail (50). An auxiliary pump 60 for pumping; Cooling water temperature sensor 44 for sensing the temperature of the cooling water and outputs an electrical signal; A fuel injector of an automobile including an engine controller (40) for driving the auxiliary pump (60) when the temperature of the coolant is determined by receiving a signal of the coolant temperature sensor and the temperature is higher than the set temperature.

The auxiliary pump of claim 1, further comprising: a pump case (62) having an inlet (62a) into which fuel is introduced and an outlet (62b) to be discharged; A filter 64 embedded in the pump case 62 so as to be located at the inlet 62a to filter out impurities in the fuel; A motor 66 which is selectively operated by a control signal of the engine controller 40 inside the pump case 62; A fuel injector of an automobile comprising an impeller 68 fixed to the motor 66 and compressing the fuel passing through the filter 64 to be discharged to the outlet 62b.