KR200245197Y1 - 자동차의캐니스터퍼지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연료탱크에서 증발하는 연료가스를 포집하여 대기중으로 방출되는 것을 방지하는 캐니스터의 퍼지유량을 안정화 할 수 있도록 하는 캐니스터 퍼지장치에 관한 것이다.

본 고안은 도입라인(12)을 통해 연료탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 공급받아 하이드로카본성분을 흡착저장하고 대기압을 적용받는 캐니스터(14)를 갖춘 자동차에 있어서, 엔진부압에 의해 외부공기를 도입하는 흡기통로(100)와, 흡기통로(100)의 일측에 흡기통로와 나란하게 형성되고, 중앙부에 벤츄리부(112)를 갖는 바이패스유로(110)와, 상기 벤츄리부(112)에 연결되어 대기압과 벤츄리부와의 압력차에 의해 캐니스터(14)내에 흡착저장되어 있던 하이드로카본을 바이패스유로(110)로 공급하는 퍼지라인(16)과, 바이패스유로(110)의 입구측에 설치되어 벤츄리부(112)로 도입되는 공기량을 제어하는 유량제어밸브(120)와; 엔진회전수 및 트로틀개도에 따라 상기 유량제어밸브(120)를 제어하는 전자제어모듈(130)로 이루어진 자동차의 캐니스터 퍼지장치를 제공한다.

Description

자동차의 캐니스터 퍼지장치

본 고안은 자동차의 캐니스터 퍼지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료탱크에서 증발하는 연료가스를 포집하여 대기중으로 방출되는 것을 방지하는 캐니스터의 퍼지유량을 안정화 할 수 있도록 하는 캐니스터 퍼지장치에 관한 것이다.

통상적으로 자동차에는 주행시의 흔들림 및 연료펌프의 펌핑작용등 여러 원인에 의해 연료탱크로부터 증발가스가 발생된다. 이 증발가스는 대부분 연료의 주성분인 하이드로카본(hydrocarbon)으로 이루어져 있으므로 대기중으로 방출되면 대기오염의 원인이 된다. 따라서 자동차에는 연료탱크에 연결되어 상기와 같은 작용에 의해 생성되는 증발가스를 포집하고 이를 다시 외부공기에 편승시켜 실린더로 공급 함으로써 연료의 손실 및 대기오염을 방지하는 캐니스터(canister)가 제공되어 있다.

캐니스터는 통상 하이드로카본을 흡착하게 되는 활성탄(charcoal granules)을 내장하고 있는 것으로, 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 도입라인을 통해 공급받아 활성탄이 증발가스에 포함되어 있는 하이드로카본을 흡착저장하고 공기만을 대기중으로 방출한다. 그리고, 엔진기동시에 흡기매니폴드의 부압작용에 의해 흡입되는 공기가 캐니스터를 통과하며 퍼지라인을 따라 기화기로 흡입되는데, 이때 활성탄에 흡착저장되어 있던 하이드로카본이 기화기로 이동하는 공기에 편승하여 엔진으로 공급된다.

또한, 상기 퍼지라인에는 기화기로 공급되는 증발가스를 단속하는 퍼지밸브가 설치되어 있다. 퍼지밸브는 트로틀포지션센서(TPS)의 신호를 인가받아 제어신호를 출력하는 전자제어모듈에 의해 제어된다.

캐니스터에서 기화기로 공급되는 퍼지유량은 항시 일정한 량을 유지하는 것이 바람직하다.

본 고안은 이러한 캐니스터 퍼지장치에 관련된 것으로서, 도 1에는 종래의 캐니스터 퍼지장치의 일례가 도시되어 있다. 이를 개략적으로 살펴보면, 도입라인(12)을 통해 연료탱크(10)에서 발생되는 증발가스가 도입되는 캐니스터(14)가 구비된다. 캐니스터(14)내에는 활성탄이 내장되어 도입되는 증발가스중의 하이드로카본성분을 흡착하게 되고, 공기는 배출구(14a)를 통해 배출하게 된다. 한편, 일단은 캐니스터(14)에 연결되고 타단은 흡기통로(20)에 연결되는 퍼지라인(16)이 갖추어져 있다. 퍼지라인(16)은 흡기통로(20)의 트로틀바디 설치지점의 이전에 연결된다. 또한, 상기 퍼지라인(16)에는 퍼지라인(16)을 통해 퍼지되는 흡착연료를 단속하는 퍼지밸브(18)가 설치되어 있다. 퍼지밸브(18)는 트로틀포지션센서에 의해 트로틀개도를 파악하고 있는 전자제어모듈(22)에 의해 제어된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 퍼지장치는 엔진 정지시에는 연료탱크(10)에서 기화된 증발가스가 도입라인(12)을 통해 캐니스터(14)로 도입되면, 활성탄이 증발가스중의 하이드로카본성분을 흡착하고 배출구(14a)를 통해 대기만을 대기중으로 방출한다. 그리고, 엔진이 가동되면, 흡기매니폴드의 부압작용에 의해 배출구(14a)를 통해 공기가 도입되고, 도입된 공기는 캐니스터(14)를 통과하여 퍼지라인(16)을 통해 흡기통로(20)로 유입된다. 따라서, 캐니스터(14)를 통과하는 공기가 활성탄에 흡착되어 있던 하이드로카본 성분을 흡수하여 흡기통로(20)로 공급되어 엔진에서 연소시키게 되는 것이다. 한편, 전자제어모듈(22)에서는 트로틀개도가 예정된 각도 만큼 열리지 않으면, 퍼지밸브(18)를 차단하여 캐니스터(14)의 퍼지작용 즉, 흡기매니폴드의 부압이 캐니스터에 작용하지 않도록 하여 흡착되어 있는 하이드로카본성분이 퍼지라인(16)을 통해 흡기통로(20)로 공급되는 것을 제한하게 된다.

그러나 상기와 같은 구성을 갖는 퍼지장치는 퍼지밸브(18)에 의해 퍼지라인을 통한 하이드로카본성분의 흐름을 단속하게 되므로 퍼지유량을 효과적으로 제어할 수 없는 문제를 갖고 있는 것이다.

즉, 트로틀개도가 요구되는 수치 이상에서 퍼지작용이 수행될 때에는 퍼지밸브(18)는 전량 개방되므로 흡기통로를 통해 유입되는 공기량이 많아지게 된다. 따라서, 흡기통로내의 압력이 급격하게 떨어지고 이 압력이 캐니스터(14)에 걸리므로 퍼지작용시 상대적으로 많은 량의 하이드로카본성분이 흡기통로(20)로 도입되어 불필요한 연료의 과공급 현상이 발생하게 되는 것은 물론 그로인해, 엔진에서의 이상폭발 및 배기가스의 과다 발생등의 부작용이 수반되고 있는 것이다.

특히, 흡기매니폴드에서의 압력(부압)은 항시 일정하게 유지되지 않고 운전조건(엔진회전수)에 따라 가변되는 바, 상기와 같은 구조는 이와 같은 흡기매니폴드의 압력변화에 대처할 수 없게 되므로 퍼지유량이 필요이상 많게 되어 공기와 연료의 이상적인 혼합비의 균형이 무너지는 문제를 갖게 되는 것이다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 흡기통로를 통한 유량변화시 퍼지라인에 걸리는 압력을 일정하게 유지하여 퍼지유량의 안정화를 도모함과 동시에 공기와 연료의 이상적인 연소비를 유지토록하여 배기가스를 저감시킬 수 있는 캐니스터 퍼지장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 캐니스터 퍼지장치의 구성을 보인 개략도

도 2는 본 고안에 따른 캐니스터 퍼지장치의 구성을 보인 개략도

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 연료탱크 12: 도입라인

14: 캐니스터 14a: 배출구

16: 퍼지라인 100: 흡기통로

110: 바이패스유로 112: 벤츄리부

120: 유량제어밸브 122: 스텝모터

130: 전자제어모듈

상기한 바와 같은 본 고안의 목적은 도입라인을 통해 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 공급받아 하이드로카본성분을 흡착저장하고 대기압을 적용받는 캐니스터를 갖춘 자동차에 있어서, 엔진부압에 의해 외부공기를 도입하는 흡기통로와; 흡기통로의 일측에 흡기통로와 나란하게 형성되고, 중앙부에 벤츄리부를 갖는 바이패스유로와; 상기 벤츄리부에 연결되어 대기압과 벤츄리부와의 압력차에 의해 캐니스터내에 흡착저장되어 있던 하이드로카본을 바이패스유로로 공급하는 퍼지라인과; 바이패스유로의 입구측에 설치되어 벤츄리부로 도입되는 공기량을 제어하는 유량제어밸브와; 엔진회전수 및 트로틀개도에 따라 상기 유량제어밸브를 제어하는 전자제어모듈로 이루어진 자동차의 캐니스터 퍼지장치에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 자동차의 캐니스터 퍼지장치의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.(종래와 동일한 구성을 부호를 동일하게 부여하여 설명한다.)

도 2에는 본 고안에 따른 자동차의 캐니스터 퍼지장치의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 본 고안은 도입라인(12)을 통해 연료탱크(10)에서 발생되는 증발가스가 도입되는 캐니스터(14)가 구비된다. 캐니스터(14)내에는 활성탄이 내장되어 도입되는 증발가스중의 하이드로카본성분을 흡착하게 되고, 공기는 배출구(14a)를 통해 배출하게 된다. 한편, 일단은 캐니스터(14)에 연결되고 타단은 흡기통로(100)에 연결되는 퍼지라인(16)이 갖추어져 있다.

본 고안에 따르면, 상기 흡기통로(100)에는 일측에 유입되는 공기를 다른 경로를 통해 흐르도록 하는 바이패스유로(110)가 형성되어 있다. 또한, 바이패스유로(110)에는 바이패스되는 공기의 유속을 증가시키는 벤츄리부(112)가 형성되어 있다. 상기 퍼지라인(16)은 벤츄리부(112)에 직교하는 방향으로 연결되어 벤츄리부(112)에 걸리는 압력의 영향을 받게 된다.

그리고, 상기 바이패스유로(110)의 입구에는 벤츄리부(112)로 공급되는 공기량을 제어하는 유량제어밸브(120)가 설치되어 있다. 이 유량제어밸브(120)는 트로틀개도 및 엔진회전수를 인가받아 제어신호를 출력하는 전자제어모듈(130)에 의해 제어되도록 구성되어 있다.

본 고안에 따르면, 상기 유량제어밸브(120)는 스텝모터(122)에 의해 구동되며, 회전에 의해 유량을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 퍼지장치는 엔진 정지시에는 연료탱크(10)에서 기화된 증발가스가 도입라인(12)을 통해 캐니스터(14)로 도입되면, 활성탄이 증발가스중의 하이드로카본성분을 흡착하고 배출구(14a)를 통해 대기만을 대기중으로 방출한다. 그리고, 엔진이 가동되면, 흡기매니폴드의 부압작용에 의해 배출구(14a)를 통해 공기가 도입되고, 도입된 공기는 캐니스터(14)를 통과하여 퍼지라인(16)을 통해 흡기통로(100)로의 바이패스유로(110)로 유입된다. 바이패스유로(110)로 도입된 퍼지연료는 바이패스유로를 통과하는 흡입공기와 함께 흡기통로(100)로 유입된다. 따라서, 캐니스터(14)를 통과하는 공기가 활성탄에 흡착되어 있던 하이드로카본 성분을 흡수하여 흡기통로(100)로 공급하여 엔진에서 연소시키게 되는 것이다.

한편, 엔진회전수가 낮을 때에는 흡기통로(100)를 통한 흡기유량이 작으므로 전자제어모듈(130)에서 유량제어밸브(120)의 개방량을 늘려 바이패스유로(110)로 도입되는 공기량을 증가시킨다. 따라서, 바이패스유로(110)내의 압력은 감소되면서 퍼지라인(16)을 통하여 캐니스터(14)의 하이드로카본 성분을 보다 많이 흡입하게 된다.

그리고 엔진회전수가 높을 때에는 흡기통로(100)를 통한 흡기유량이 많아지므로 전자제어모듈(130)에서는 엔진회전수를 판단하여 유량제어밸브(120)의 개방량을 줄임으로써, 바이패스유로(110)로 도입되는 공기량을 줄인다. 따라서, 바이패스유로(110)내의 압력은 증가되며, 퍼지라인(16)을 통하여 유입되는 캐니스터(14)의 하이드로카본 성분도 줄게되는 것이다.

결과적으로, 본 고안은 흡기통로의 압력변화에 따라 퍼지유량을 조절할 수 없는 종래와는 달리 흡기통로의 압력변화에 따라 퍼지유량을 적절하게 조절할 수 있으므로 하이드로카본 성분의 과도한 공급을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 캐니스터 퍼지장치는 흡기통로에 퍼지라인이 연결되는 벤츄리부를 갖는 바이패스유로를 형성하고, 바이패스유로로 도입되는 공기량을 제어하는 유량제어밸브를 설치함과 동시에 전자제어모듈에서 흡기통로로 도입되는 공기량에 따라 유량제어밸브를 제어하여 벤츄리부와 대기압의 압력차를 일정하게 유지할 수 있게 되므로 흡기통로의 압력변화에 따라 퍼지유량을 조절할 수 없는 종래와는 달리 흡기통로의 압력변화에 따라 퍼지유량을 적절하게 조절할 수 있으므로 하이드로카본 성분의 과도한 공급을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 도입라인(12)을 통해 연료탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 공급받아 하이드로카본성분을 흡착저장하고 대기압을 적용받는 캐니스터(14)를 갖춘 자동차에 있어서,

   엔진부압에 의해 외부공기를 도입하는 흡기통로(100)와;

   흡기통로(100)의 일측에 흡기통로와 나란하게 형성되고, 중앙부에 벤츄리부(112)를 갖는 바이패스유로(110)와;

   상기 벤츄리부(112)에 연결되어 대기압과 벤츄리부와의 압력차에 의해 캐니스터(14)내에 흡착저장되어 있던 하이드로카본을 바이패스유로(110)로 공급하는 퍼지라인(16)과;

   바이패스유로(110)의 입구측에 설치되어 벤츄리부(112)로 도입되는 공기량을 제어하는 유량제어밸브(120)와;

   엔진회전수 및 트로틀개도에 따라 상기 유량제어밸브(120)를 제어하는 전자제어모듈(130)로 이루어진 자동차의 캐니스터 퍼지장치.