KR20040088411A

KR20040088411A - 자동차의 연료누설 방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR20040088411A
Application number: KR1020040072878A
Authority: KR
Inventors: 박국현
Original assignee: 박국현; (주)모토닉
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2004-10-16
Also published as: KR100724240B1; KR20040028887A

Abstract

본 발명은 자동차의 연료누설 방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브에 관한 것이며 자동차에서 시동키이를 OFF시켰을 때 연료가 인젝터를 통하여 엔진연소실로 누설되지 않도록 하고, 시동시에는 유해배기가스가 과량 배출되는 것을 해소하고 시동성을 향상함에 목적이 있다.

본 발명은 인젝터를 거쳐 연료공급관을 통하여 노즐관으로 이어지는 지점에 솔레노이드 밸브를 설치하여 시동키이를 OFF시키면 솔레노이드 밸브가 연료공급관을 차단시켜 연료가 엔진으로 누설되지 않도록 하는 구성이다.

이와 같은 본 발명은 시동키이를 OFF시키면 밸브가 연료공급관을 차단하고, 시동키이를 ON 시키면 인젝터에서 송출되는 연료가 엔진의 연소실로 공급되게 솔레노이드 밸브가 열리면서 연료가 정상공급되어 시동이 걸리게 되므로 시동성이 향상되고 유해배기가스의 발생량이 감소되는 특징이 있다.

Description

자동차의 연료누설 방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브{The solenoid valve for fuel leakage at a automobile}

본 발명은 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브에 관한 것이며 보다 상세하게는 자동차에서 시동키이를 OFF시키면 솔레노이드 밸브가 연료공급관을 차단하여 연료가 엔진의 연소실 내로 누설되지 않도록 한 것이다.

자동차의 엔진구동에는 연료와 공기를 혼합시킨 연료를 엔진의 흡입되는 연소실 내로 공급시켜서 압축하고, 점화 폭발되면 팽창되고 배가가 반복되게 하여 피스톤의 왕복운동으로 크랭크축이 회전되어 엔진이 구동된다.

이와 같은 엔진은 사용연료에 따라 가솔린엔진과 디젤엔진으로 구분되고 있다.

또한 봄베에 압축된 LPG와 같은 액화가스를 연료로 사용하는 LPG 엔진의 자동차의 경우 엔진의 연료공급과정은 약 5bar의 압력으로 압축된 봄베의 액화LPG가스를 기화시켜주는 베이퍼라이저와, 공기와 혼합시켜주는 믹서를 거쳐 엔진의 연소실로 공급하는 수단과, 봄베 압력과 펌프로서 약15bar로 가압시킨 LPG를 액체 상태로하여 인젝터를 통하여 엔진의 연소실로 공급하는 수단(일명 LPI 엔진)이 사용되거나 알려지고 있다.

여기에서 LPI 엔진의 경우에는 엔진을 정지하더라도 인젝터에는 5∼15bar 상태의 압력이 걸린상태를 유지하게 된다.

또 인젝터는 도8과 같이 액체상태의 LPG 연료를 엔진 내부로 분사하는 노즐로서 인젝터(a)가 케이스(b)에 끼워지고 케이스(b) 선단에는 연료공급관(c)이 내장된 엔진체결관(d)이 결합되어 구성되고, 이는 엑셀레이터의 동작에 따라 액체상태인 LPG 연료가 엔진의 연소실 내로 유입되는 양을 조절하는 기능과, 엔진이 정지하였을때 LPG 연료를 차단하는 기능을 동시에 갖게 되고, 또 동 인젝터는 엔진에 장착되어 엔진의 고열과, 진동이 심한 사용 환경과, 연료량을 조절하는 반복되는 ON-OFF 동작으로 인젝터의 개폐지점에 마모가 진행되어 LPG 연료를 차단하는 기능이 저하되고, 엔진을 정지하더라도 마모로 인하여 압력이 형성된 LPG 연료가 엔진으로 누설되어 엔진을 다시 작동시키면 엔진의 연소실에는 공기량에 비하여 LPG 가스가 과다 공급되어 시동이 걸리지 않거나 또는 시공이 걸리더라도 과량의 유해가스가 배출되어 대기오염의 중요 요인으로 대두하고 있다.

이를 해소하는 수단으로 °국내공개특허공개번호2002-92051호,

°국내공개특허공보2003-16792호,

°국내공개특허공보2003-42380호,

°국내공개특허공보2003-50162호등과 같이 LPG가스 자동차에서 시동키이를 OFF시켰을 때 인젝터에서 LPG가스가 누설되지 않도록 하기 위하여 엔진의 작동시에는 인젝터의 LPG압력을 봄베의 압력과 동일하도록 바이패스 라인을 설치하는 등 여러가지의 수단이 개발되고 있으나 근본적인 해결책이 되지 못하고 있다.

또 가솔린 차량의 경우에도 LPG 자동차와는 연료의 점도와 기화점등에 다소 차이가 있기는 하나 엔진의 작동시에는 엑셀레이터의 동작에 따라 작동하여 연료 공급관에 연료를 주기적으로 반복 공급하게 되고, 엔진을 정지 시키면(OFF 시키면) 인젝터가 연료 공급관을 차단하게 되는 과정에서 자동차의 사용환경과 사용기간이 경과되면서 인젝터의 개폐지점에는 마모가 진행되고, 마모된 부위를 통하여 엔진의 정지시에도 연료가 연소실로 누설되어 엔진의 연소실에 과량의 연료가 유입되어 시동이 걸리는 초기에 과량의 유해가스가 배출되어 대기오염의 요인이 됨은 물론 점화플러그를 손상시켜 시동성을 저해하는 요인이 되고 있다.

이에 본 발명은 자동차 엔진의 연소실에 연료의 유입량을 조절하고 차단 하는 기능을 하는 인젝터에서 엔진의 연소실로 통하는 지점에 연료를 차단하여 엔진의 연소실로 누설되는 것을 근원적으로 차단하는 기능의 솔레노이드 밸브를 구비함에 주된 목적이 있고, 자동차에서 시동성을 개선하고 시동초기에 미연소된 유해 배기가스의 발생량을 줄이는 부수적인 목적을 얻고자 하는 것이다.

도1은 본 발명의 종단면도

도2는 본 발명을 r형으로 변형시킨 상태를 보인 종단면도

도3은 본 발명을 Y형으로 변형시킨 상태를 보인 종단면도

도4는 본 발명을 I형으로 변형시킨 상태를 보인 종단면도

도5는 본 발명을 1형으로 변형시킨 상태를 보인 종단면도

도6은 본 발명의 구성도

도7은 본 발명의 동작상태를 보인 블럭도

도8은 종래 인젝터의 종단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 케이스 1a : 수납구

1b : 나선부 2 : 인젝터

3 : 체결나사 4 : 노즐관

5 : 엔진체결구 5a : 체결나선

6 : 연료공급관 7 : 밸브 작동공간

7a : 원뿔형 입구 10 : 코아

10a : 코일 11 : 축봉코아

12 : 차단구 13 : 스프링 수납홈

14 : 플런져 15 : 스프링

16 : 솔레노이드 밸브 20 : 인젝터 브라켓트

20a, 21a, 24a: 나선 21 : 아답터

22 : 분사관 23 : 밸브시이트

24 : 연료분사 가이드관 25 : 지지관

본 발명에서 도1은 종단면도

도2내지 도5는 변형사용예를 보인 종단면도

도6는 구성도

도7은 동작상태의 블럭도를 보인 것이다.

본 발명은 인젝터가 수납되고 엔진의 연소실에 체결할 수 있는 체결구가 구비되는 케이스에서 인젝의 연료가 연료공급관을 통하여 노즐로 이어지는 일지점에 연료공급관으로 공급되는 연료를 공급하고 차단하는 솔레노이드 밸브를 설치하여서 구성된다.

본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 도1 내지 도4와 같이 인젝터(2)를 수납시키는 케이스(1)의 상부에는 수납구(1a)와 나선부(1b)를 구비하고, 인젝터(2)를 수납구(1a)에 수납시켜 체결나사(3)로 인젝터(2)를 케이스(1)에 장착하고, 케이스(1)의 하부에는 노즐관(4)을 직렬로 위치시켜 외면에 체결나선(5a)이 구비된 엔진체결구(5)로 결합하고, 케이스(1)의 연료출구와 노즐관(4)의 연료공급관(6)이 연결되는 케이스(1)의 일지점에 밸브 작동공간(7)을 구비하고, 밸브 작동공간(7) 후방에 코일(10a)이 권취된 코아(10)를 위치시키고 코아(10)의 중공부 후방에는 축봉코아(11)를 끼워 결합하고, 축봉코아(11) 전방에는 신축소재의 차단구(12)가 선단에 구비되고 후방에는 스프링 수납홈(13)이 구비된 플런져(14)의 스프링수납홈(13)에 스프링(15)을 끼워서 구성하는 플런져(14)를 수납하여 구성되는 밸브(16)의 차단구(12)가 케이스(1)의 밸브 작동공간(7)에 형성되는 원뿔형입구(7a)에 위치되도록 장착시켜서 구성된다.

또 본 발명의 변형실시예로는 도5와 같은 인젝터(2)를 수납하는 케이스(1)상부에는 수납구(1a)와 나선부(1b)를 구비하고, 수납구(1a)에 인젝터(2)를 수납시켜 체결나사(3)로 결합하고, 케이스(1) 하부 나선(1c)에는 인젝터 브라켓트(20)의 상부 나선(20a)으로 결합하고, 인젝터 브라켓트(20) 외면으로는 코일(10a)이 권취된 코아(10)를 끼우고, 분사관(22)과 밸브시이트(23)가 연료분사 가이드관(24)에 수납되어 밸브시이트 지지관(25)으로 고정하고 밸브시이트 지지관(25)내에는 연료공급관(6)과 코아(10)의 전원으로 작동되는 플런져(14)를 위치되도록 하고, 플런져(14)와 인젝터 브라켓트(20) 사이에는 스프링(15)을 끼우고, 연료분사 가이드관(24)의 상부 나선(24a)을 코아(10) 하방의 아답터(21) 내경 나선(21a)에 체결하여 구성된다.

이와 같이 구성된 도1 내지 도4와 같은 본 발명의 연료누설방지장치용 솔레노이드 밸브를 구비시킨 인젝터를 자동차의 엔진의 연소실에 통상과 같이 장착하고 시동키이를 ON 시켜 엔진을 구동시키면 LPG가스 또는 가솔린의 연료가 인젝터로 공급되고, 인젝터(2)에서 밸브 작동공간(7)으로 연료가 송출되면서 솔레노이드 밸브(16)가 함께 동작하여 코아(10)와 축봉코아(11)의 자력으로 플런져(14)를 당기면 스프링(15)을 압축하면서 플런져(14)가 축봉코아(11)로 이동되고 연료공급관(6)으로 이어지는 원뿔형 입구(7a)에서 차단구(12)가 벗어나 연료공급관(6)으로 이어지는 통로가 열려 인젝터(2)에서 공급되는 연료는 노즐관(4)으로 공급되어 연소실로 분사가 이루어져 엔진이 구동하게 되고, 또 자동차 엑셀레이터의 동작에 따라 인젝터(2)에는 연료의 분사량이 조절된다.

또 시동키이를 OFF시키면 인젝터(2)와 솔레노이드 밸브(16)는 동작이 정지되고 인젝터(2)와 연료탱크(봄베)의 연료관 사이에는 연료가 고압의 상태로 잔류되어(바이패스라인이 구비된 경우에는 연료탱크(봄베) 압력과 같이 떨어지고 인젝터(2)에서 엔진의 연소실로 연료가 누설되면 솔레노이드 밸브(16)가 노즐관(4)으로 통하는 연료공급관(6)의 통로를 차단하므로 연소실 내로 연료의 누설이 해소된다.

즉 솔레노이드 밸브(16)가 밸브 작동공간(7)에서 연료공급관(6)의 통로를 차단하는 과정은 시동키이가 OFF되면 솔레노이드 밸브(16)를 구성하는 코아(10)와 축봉코아(11)에 자력으로 접지상태에 있던 플런져(14)는 코아(10)와 축봉코아(11)에 자력이 제거됨과 동시에 스프링(15)의 탄발력으로 플런져(14)가 전진하게 되고 플런져(14) 선단의 차단구(12)가 밸브 작동공간(7)의 원뿔형 입구(7a)에 밀착되어 연료공급관(6)으로 이어지는 통로가 차단되어 연료가 엔진의 연소실로 누설되는 일이 해소되는 것이다.

이 때 차단구(12)는 밸브 작동공간(7)의 원뿔형 입구(7a)에 밀착되어 차단될 때 스프링(15)의 탄력과 함께 차단구(12)는 신축성 있는 소재로 구성되므로 원뿔형 입구(7a)에서 긴밀한 차단이 이루어지게 되는 것이다.

또 시동키이를 ON시켜 시동을 걸게 되면 연료탱크의 연료는 인젝터(2)로 공급되고 솔레노이드 밸브(16)를 거쳐 연료공급관(6)을 통하여 노즐관(4)에서 엔진의 연소실로 분사가 이루어지게 되므로 시동이 걸리는 초기에 초기에 연료의 과량공급이 이루어지지 않게 되므로 시동성이 양호하고 연소실에 연료의 과량유입으로 인하여 시동초기에 과량의 유해 배기가스가 배출되는 폐단을 해소하게 된다.

이와 같은 본 발명은 인젝터, 솔레노이드 밸브, 노즐관의 배치상태에 따라도1과 같이 "ㅏ"형, 도2와 같이 "r"형, 도3과 같이 "Y"형, 도4와 같이 "I"형등 다양한 형태로 구성할 수 있게 된다.

또 본 발명은 도5와 같이 솔레노이드 밸브(16)의 개폐지점을 연료 분사관의 선단지점으로 하고, 1형으로 구성하고, 이를 자동차의 엔진 연소실에 장착하고, 시동키이를 ON시켜 엔진을 구동하게 되면 인젝터를 통하여 공급되는 연료는 연료공급관(6)을 거쳐 선단에 이르면 솔레노이드 밸브(16)에 전원이 연결되어 코아(10)에 자력이 발생되어 플린져(14)를 당겨서 스프링(15)을 압축시키고, 밸브시이트(23)의 연료공급통로가 열리게 되고, 연료공급관(6)으로 공급되는 연료는 플런져(14) 선단의 통공을 거쳐 분사관(22)으로 분사가 이루어지게 된다.

또 시동키이를 OFF시키면 인젝터(2)와 솔레노이드 밸브(16)를 구성하는 플런져(14) 후방의 압축된 스프링(15)이 탄발되어 플런져(14)가 전진되고, 동 플런져(14)는 밸브시이트(23)의 통로로 전진하여 연료를 차단하게 되어 연료공급관(6)의 연료가 밸브시이트(23)를 거쳐 연소실로 누설되는 현상을 해소하게 된다.

또 LPG 가스 자동차와 가솔린 자동차에 본 발명과 같은 연료누설방지장치용 솔레노이드 밸브를 구비한 인젝터를 사용하게 되면 인젝터에 연료가 엔진의 연소실로 누설되는 것을 근원적으로 해소할 수 있게 되므로 시동성이 개선되고, 시동 초기에 연소실에 연료가 과량 유입되어 유해 배출가스가 발생되는 결점을 해소할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 자동차의 인젝터 노즐을 거쳐 연소실로 공급되는 인젝터와 노즐관 사이의 연료공급통로에 솔레노이드 밸브를 설치하여 시동키이가 OFF되었을 때 인젝터에서 누설되는 연료를 솔레노이드 밸브에서 완벽하게 차단할 수 있게 되므로 연료가 연소실로 누설되어 엔진의 시동시에 연료의 과량 유입으로 발생되는 시동성이 떨어지는 점과 시동이 걸리더라도 유해배기가스가 과량이 발생되는 폐단 및 점화 플러그의 손상을 해소할 수 있게 되는 것이다.

따라서 이상과 같은 본 발명은 자동차에서 시동키이를 OFF시키면 솔레노이드 밸브가 인젝터와 노즐관 사이의 연료공급통로에서 연료의 공급을 완벽하게 차단하게 되어 엔진연소실로 연료가 누설되는 것을 방지하고, 시동키이를 ON시켜 시동을 걸 때 연료의 공급을 안정적으로 하여 시동성을 향상시키고 유해배기가스의 발생을 최소화할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims

인젝터가 수납되고 엔진의 연소실에 체결할 수 있는 체결구가 구비되는 케이스에서 인젝터의 연료가 연료공급관을 통하여 노즐관으로 이어지는 일지점에 연료공급관의 연료를 공급하고 차단하는 기능이 구비됨을 특징으로하는 솔레노이드 밸브를 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 있어서,

케이스(1)의 밸브 작동공간(7)에서 연료공급관(6)으로 이어지는 지점에 구비하는 원뿔형 입구(7a)와; 코일(10a)이 권취된 코아(10)의 중공부 후방에 축봉코아(11)를 결합하고, 축봉코아(11) 전방에는 신축소재의 차단구(12)가 구비되고 후방에는 스프링 수납홈(13)이 구비된 플런져(14)의 스프링 수납홈(13)에 스프링(15)을 수납하여 구성되는 솔레노이드 밸브(16)와; 솔레노이드 밸브(16)의 차단구(12)가 밸브 작동공간(7)에 위치되도록 장착하여서 솔레노이드 밸브(16)의 차단구(12)가 케이스(1)의 작동공간(7)에 구비된 원뿔형 입구(7a)에서 연료의 공급이 개폐되도록 구성됨을 특징으로 한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 있어서

인젝터(2)가 구비된 케이스(1)의 선단에 인젝터 브라켓트(20)을 구비하고, 인젝터 브라켓트(20)에 연료분사 가이드관(24)이 구비된 솔레노이드 밸브(16)를 직렬로 결합하여서 구성됨을 특징으로한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 있어서

인젝터(2)와 솔레노이드 밸브(16) 및 노즐관(4)을 ㅏ형으로 배치하여 구성됨을 특지으로 한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 있어서

인젝터(2)와 솔레노이드 밸브(16) 및 노즐관(4)을 r형으로 배치하여 구성됨을 특징으로한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 있어서

인젝터(2)와 솔레노이드 밸브(16) 및 노즐관(4)을 Y형으로 배치하여서 구성됨을 특징으로한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 있어서

인젝터(2)와 솔레노이드 밸브(16) 및 노즐관(4)을 I형으로 배치하여서 구성됨을 특징으로한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항 및 제3항에 있어서

연료분사 가이드관(24)의 출구선단에 위치되도록 분사관(22)과 밸브시이트(23)를 수납하고, 밸브시이트 지지관(25)으로 고정시킨 연료분사 가이드관이 구비됨을 특징으로 한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항에 및 제3항에 있어서

솔레노이드 밸브(16)의 자력에 의해 동작되는 플런져(14)는 내경관으로 연료가 공급되도록 하고, 하방 선단의 개폐봉 주연에 복수개의 연료 출구를 구비한 플린져가 수납됨을 특징으로한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브
제1항 및 제3항에 있어서

인젝터 브라켓트(20)를 수납하는 케이스(1)와 솔레노이드 밸브(16)간을 인젯터 브라켓트(20)로 결합할 수 있도록 인젝트 브라켓트(20)의 상부에는 나선(20a)을 하부 외측으로는 코아 안착부가 구비되는 것을 특징으로 한 자동차의 연료누설방지장치가 구비되는 솔레노이드 밸브