KR20040041871A - 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치에 관한 것으로서, 특히 연료탱크의 증발가스와 흡기측으로부터 공급되는 흡기를 혼합하여 콤프레서로 공급하는 3방밸브와, 상기 3방밸브에서 공급된 혼합가스를 압축하여 인젝터의 공기주입홀로 공급하여 혼합가스가 인젝터를 통해 분사되는 연료와함께 연소실 내부로 분사되도록 하여 연료의 무화를 촉진시켜 연소실에서의 연소효율 향상 및 배기가스중의 HC 발생량 감소의 효과를 기대할 수 있고, 증발가스 포집을 위한 별도의 캐니스터를 설치하지 않아도 되므로 차량의 중량 및 시스템의 복잡성을 감소시킬 수 있으며, 전부하성능시 엔진의 출력향상을 꾀할 수 있도록 한 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치에 관한 것이다.

Description

증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치{Fuel particlization device using purge gas}

본 발명은 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치에 관한 것으로서, 특히 증발가스가 포함된 혼합가스가 인젝터를 통해 분사되는 연료와함께 연소실 내부로 분사되도록 하여 연료의 무화를 촉진시켜 연소실에서의 연소효율 향상 및 배기가스중의 HC 발생량 감소의 효과를 기대할 수 있고, 증발가스 포집을 위한 별도의 캐니스터를 설치하지 않아도 되므로 차량의 중량 및 시스템의 복잡성을 감소시킬 수 있으며, 전부하성능시 엔진의 출력향상을 꾀할 수 있도록 한 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치에 관한 것이다.

현재 엔진의 출력향상을 위해 여러가지 기술이 제공되고 있는데 그중 하나가 인젝터에서 분사되는 연료를 미립화(무화)하여 연소실에서의 연소효율이 향상되도록 하는 것이다.

연료를 무화시키기 위한 종래의 기술로는 인젝터의 연료분사홀의 직경을 줄이고 갯수를 약 12개 까지 증가시켜 직경이 작은 분사홀에서 분사되는 연료의 입자가 미립화되도록 하는 것과, 흡기의 일부를 압축하여 인젝터에 형성된 공기주입홀로 공급하여 연료가 압축공기에 의해 미립화되도록 하는 것과, 인젝터의 팁(Tip)부에 열선을 설치하여 온도증가에 의해 연료의 기화를 촉진시켜 미립화하는 기술이 제공되고 있다.

그러나, 인젝터에 직경이 작은 다수의 연료분사홀을 형성하는 것은 작은 직경의 분사홀을 정밀가공하기가 매우 어려운 문제점이 있었고, 인젝터의 팁부에 열선을 설치하는 것은 연료 무화 효과가 기대만큼 높지 못한 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 연료탱크의 증발가스와 흡기측으로부터 공급되는 흡기를 혼합하여 콤프레서로 공급하는 3방밸브와, 상기 3방밸브에서 공급된 혼합가스를 압축하여 인젝터의 공기주입홀로 공급하여 혼합가스가 인젝터를 통해 분사되는 연료와함께 연소실 내부로 분사되도록 하여 연료의 무화를 촉진시켜 연소실에서의 연소효율 향상 및 배기가스중의 HC 발생량 감소의 효과를 기대할 수 있고, 증발가스 포집을 위한 별도의 캐니스터를 설치하지 않아도되므로 차량의 중량 및 시스템의 복잡성을 감소시킬 수 있으며, 전부하성능시 엔진의 출력향상을 꾀할 수 있도록 한 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

연료를 분사하는 인젝터를 포함하는 것에 있어서,

흡기와 연료탱크로부터의 증발가스가 입력되는 2개의 입력단과 흡기와 증발가스가 혼합된 혼합가스를 콤프레서로 공급하기 위한 출력단을 구비하고 있으며, 양측 입력단으로 유입된 흡입공기와 증발가스를 혼합하여 출력단을 통해 콤프레서로 공급하는 3방밸브와;

상기 3방밸브로 부터 공급된 혼합가스를 압축하여 인젝터의 공기주입홀로 공급하여 인젝터를 통해 분사되는 연료와함께 혼합가스가 분사되도록 하는 콤프레서; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 연료탱크의 압력상태를 감지하는 압력센서와;

상기 압력센서의 감지정보에 따라 3방밸브의 증발가스 입력단의 개폐동작을 제어하여 연료탱크 내부가 과부압 상태가 되지 않도록 제어하는 ECU; 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치를 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료탱크 2 : 3방밸브

3 : 콤프레서 4 : 인젝터

5 : 압력센서 6 : ECU

이하, 첨부된 도면 도 1 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 엔진으로 공급하기 위한 일정양의 연료를 저장하고 있는 연료탱크(1)를 나타내며, 이 연료탱크(1) 내에는 연료로부터 일정양의 증발가스가 발생된다.

도면부호 2 는 흡기와 증발가스를 혼합하여 콤프레서(3)로 공급하는 3방밸브를 나타낸다.

상기 3방밸브(2)는 2개의 입력단(21,22)과 1개의 출력단(23)을 가지는데, 상기 제 1 입력단(21)으로는 흡기측으로부터 분기된 흡입공기가 유입되며, 상기 제 2 입력단(22)으로는 상기 연료탱크(1) 내에서 발생된 증발가스가 유입되고, 상기 출력단(23)으로는 각각의 입력단(21,22)으로 유입된 흡기와 증발가스가 3방밸브(2)에 의해 혼합되어서 된 혼합가스가 콤프레서(3)측으로 공급된다.

즉, 흡기와 증발가스가 제 1 및 제 2 입력단(21,22)으로 유입되어 상기 출력단(23)을 통해 콤프레서(3) 로 공급되는 것이다.

상기 제 1 입력단(21)으로 유입되는 흡기는 흡기측의 에어플로우미터(Air flow meter)와 스로틀바디(Throttle Body) 사이로부터 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

그이유는 상기 에어플로우미터의 직 후단으로부터 흡기를 공급받아야 흡기공기량을 측정하여 그에맞게 연료량을 설정하여 분사시킬 수 있기 때문이다.

상기 콤프레서(3)는 3방밸브(2)로부터 공급되는 혼합가스를 일정압력으로 압축하여 인젝터(4)의 공기주입홀(미도시되었음)로 공급한다.

상기 콤프레서(3)에 의해 일정압력으로 압축된 혼합가스(공기+증발가스)가 공기주입홀로 공급되면 연료가 인젝터(4)를 통해 분사될때 높은 압력의 혼합가스가공기주입홀을 통해 공급되어 연료와 혼합되는 과정에서 연료의 미립화가 촉진되며, 이와같은 연료의 무화 촉진에 의해 연소실에서의 연소효율 향상과 배기가스중의 HC 발생량이 감소되는 효과를 기대할 수 있게된다.

한편, 본 발명에서는 연료탱크(1) 내부가 과도한 부압상태에 도달하지 않도록 조절해주는 수단으로서 압력센서(5)와 ECU(6)를 구성하였다.

상기 압력센서(5)는 연료탱크(1)에 설치되어 연료탱크(1) 내의 압력상태를 감지하여 ECU(6)로 공급하고, 상기 ECU(6)는 압력센서(5)에서 감지되는 연료탱크(1)의 압력상태에 따라 3방밸브(2)의 제 2 입력단(22)을 선택적으로 개폐시켜 연료탱크(1) 내부가 과부압상태로 존재하지 않도록 한다.

연료탱크(1) 내부가 과부압상태로 존재하게되면 연료의 증발량이 과도해져 연료소비량이 증가되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 상기 ECU(6)의 제어에 의해 3방밸브(2)의 입력단(21,22)의 개폐가 제어되어 공기와 증발가스가 적정한 수준으로 혼합되어 콤프레서(3)로 공급된 후 콤프레서(3)에 의해 가압되어 인젝터(4)로 공급되는 것이다.

또한, 엔진의 운전영역이 많은 양의 공기를 필요로하는 고속운전영역이면 제 2 입력단(22)을 차단시켜 제 1 입력단(21)으로 유입된 공기만이 콤프레서(3)를 통해 가압되어 인젝터(4)로 공급되도록 하므로서 고속운전영역에서 연소실의 공기충진효율을 향상시켜 엔진성능이 향상되도록 한다.

상기 설명과같은 본 발명에 의하면 다음과같은 효과를 기대할 수 있다.

연료탱크(1)에서 발생된 증발가스를 3방밸브(2)를 이용하여 흡기와 혼합시켜인젝터(4)를 통해 직접 흡기포트에 공급함에 따라 연료무화의 촉진에 의한 연소효율 향상과 배기가스중의 HC 발생량이 감소하는 효과를 기대할 수 있으며, 종래에 증발가스의 포집을 위해 사용되는 캐니스터(Canister)를 설치하지 않아도 되므로 작동의 복잡성을 없애줄 수 있고, 부품수를 축소하며, 중량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 연료계의 구조를 단순화할 수 있고, 또 종래에는 캐니스터에 포집된 증발가스를 서지탱크 측으로 재공급하므로서 증발가스가 각각의 실린더에 균등하게 공급되지 못하여 각 실린더별 출력이 달라지게되는 문제점이 발생하였는데 반해, 본 발명을 적용하므로서 인젝터(4)를 통해 각 실린더와 연결된 흡기포트에 직접 증발가스가 혼합된 혼합가스를 공급함에 따라 각 실린더별로 동일한 양의 증발가스를 공급할 수 있게되어 전체적으로 엔진의 출력을 향상시키는 효과를 기대할 수 있게된다.

또한, 아이들상태와 같이 희박공기상태로 연소가 이루어지는 운전영역에서 증발가스가 포함된 혼합가스가 인젝터를 통해 연소실로 공급됨에 따라 아이들상태에서도 연소성이 안정화되고, 냉간시동시 기체상태인 증발가스를 연소실로 공급함에따라 안정된 연소를 구현하여 배기가스의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 연료탱크의 증발가스와 흡기측으로부터 공급되는 흡기를 혼합하여 콤프레서로 공급하는 3방밸브와, 상기 3방밸브에서 공급된 혼합가스를 압축하여 인젝터의 공기주입홀로 공급하여 혼합가스가 인젝터를통해 분사되는 연료와함께 연소실 내부로 분사되도록 하여 연료의 무화를 촉진시켜 연소실에서의 연소효율 향상 및 배기가스중의 HC 발생량 감소의 효과를 기대할 수 있고, 증발가스 포집을 위한 별도의 캐니스터를 설치하지 않아도 되므로 차량의 중량감소, 시스템의 복잡성 감소 및 부품수를 축소시킬 수 있으며, 전부하성능시 엔진의 출력향상을 꾀할 수 있도록 한 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 연료를 분사하는 인젝터를 포함하는 것에 있어서,

   흡기와 연료탱크(1)로부터의 증발가스가 입력되는 2개의 입력단(21,22)과 흡기와 증발가스가 혼합된 혼합가스를 콤프레서(3)로 공급하기 위한 출력단(23)을 구비하고 있으며, 양측 입력단(21,22)으로 유입된 흡입공기와 증발가스를 혼합하여 출력단(23)을 통해 콤프레서(3)로 공급하는 3방밸브(2)와;

   상기 3방밸브(3)로 부터 공급된 혼합가스를 압축하여 인젝터(4)의 공기주입홀로 공급하여 인젝터(4)를 통해 분사되는 연료와함께 혼합가스가 분사되도록 하는 콤프레서(3); 로 구성된 것을 특징으로 하는 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   연료탱크(1)의 압력상태를 감지하는 압력센서(5)와;

   상기 압력센서(5)의 감지정보에 따라 3방밸브의 증발가스 입력단의 개폐동작을 제어하여 연료탱크(1) 내부가 과부압 상태가 되지 않도록 제어하는 ECU(6); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 증발가스를 이용한 연료무화 촉진장치.