KR20050003082A

KR20050003082A - Icing preventing device of injector

Info

Publication number: KR20050003082A
Application number: KR1020030043210A
Authority: KR
Inventors: 최홍석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-10
Also published as: KR100569929B1

Abstract

PURPOSE: An icing preventing device of an injector for an LPI(Liquefied Petroleum Injection) engine is provided to remove starting-delay and the increase of the exhaust gas by preventing fuel from leaking out of the injector by intercepting a fuel cut-off valve in turning off the engine. CONSTITUTION: An injector(1) for an LPI engine is composed of the injector and an injector housing(3) fitted and assembled with the injector from the upside and formed with a tip unit(4) disposed at the lower part to guide the fuel jetted from the injector to a combustion chamber. A metal housing is formed in the injector housing to receive an outlet(2) of the injector and an inlet of the tip unit. A heating hot wire(11) is embedded in the housing to prevent the tip unit from icing by supplying an electric current to the hot wire in starting initially the engine.

Description

Icing preventing device of injector

본 발명은 LPI 엔진용 인젝터의 아이싱 방지장치에 관한 것으로서, 특히 초기 시동시 열선에서 발생되는 열에 의해 팁부에 아이싱이 발생하지 않도록 하고, 엔진 오프시에는 연료차단밸브를 차단시켜 인젝터로부터 연료의 유출현상이 발생하지 않도록 하여 시동지연 및 배기가스 증가의 문제를 해결할 수 있도록 한 LPI 엔진용 인젝터의 아이싱 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an icing prevention device for an LPI engine injector, and in particular, to prevent icing from occurring at a tip part by heat generated from a heating wire during initial start-up, and to shut off a fuel shutoff valve when the engine is turned off, to cause fuel leakage from the injector. The present invention relates to an icing prevention device of an injector for an LPI engine, which can solve the problem of start-up delay and exhaust gas increase by preventing this from occurring.

일반적으로 엘피지(LPG) 엔진은 봄베(Bombe)에서 공급된 연료를 믹서와 기화기(Vaporizer)를 통해 기화시켜 엔진에 공급하도록 시스템이 구성되어 있으나, 이러한 엘피지 엔진은 ECU에 의한 정밀제어가 어려워서 겨울철 시동이 어렵고, 동력성능 및 연비수준이 저하될 뿐만 아니라 엘피지 연료의 타르 문제로 인한 소비자의 정비주기 미 준수로 인하여 아이들 불안정 및 시동 꺼짐 현상까지 발생하게 된다.In general, LPG engine is composed of a system to vaporize fuel supplied from Bombe through a mixer and a vaporizer and supply it to the engine, but such an LPG engine is difficult to precisely control by the ECU and thus starts in winter. Not only is this difficult, power performance and fuel economy deteriorated, but it also causes idle instability and start-up due to non-compliance with the customer's maintenance cycle due to tar problems with ELP fuel.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것이 믹서와 기화기를 사용하지 않고 엘피지 연료를 인젝터를 통해 직접 분사하는 LPI 엔진이 제공되고 있다.In order to solve this problem, an LPI engine that directly injects LPI fuel through an injector without using a mixer and a carburetor is provided.

상기와같은 LPI 엔진은 엘피지 연료를 인젝터를 통해 직접 분사하게 되므로 ECU로서 인젝터를 정밀제어하여 연비 및 동력성능을 개선하고, 겨울철 시동성 및 정비주기의 불만 등을 해결할 수 있도록 하는 효과를 제공하고 있다.The LPI engine, as described above, directly injects LPI fuel through an injector, thereby precisely controlling the injector as an ECU, thereby improving fuel efficiency and power performance, and providing an effect to solve complaints of winter startability and maintenance cycles.

도 4 는 LPI 엔진에 적용되는 종래의 인젝터를 도시한 것으로서,4 shows a conventional injector applied to an LPI engine,

실린더헤드 상에 형성되는 인젝터 하우징(3)의 내부로 연료의 분사를 위한 인젝터(1)가 끼워져 조립되고, 상기 인젝터 하우징(3)의 상부 일측에는 봄베로부터 공급되는 연료가 이송 유입되는 연료공급부(5)가 형성되며, 상기 인젝터 하우징(3)의 하측에는 인젝터(1)의 출구(2) 측과 맞대어져 분사된 연료가 연소실로 분사되도록 안내하는 팁부(4)가 일정길이 형성되어 있다.An injector 1 for fuel injection is inserted into the injector housing 3 formed on the cylinder head, and an upper part of the injector housing 3 is provided with a fuel supply unit through which fuel supplied from a cylinder is transported ( 5) is formed, and a tip portion 4 is formed at a lower side of the injector housing 3 so as to contact the outlet 2 side of the injector 1 to guide the injected fuel into the combustion chamber.

그러나, 종래의 인젝터는 시동 초기시 봄베로부터 공급된 액상의 연료가 인젝터(1)를 통해 분사되는 과정에서 기화될때 그 기화잠열에 의해 팁부(4)가 아이싱 되면서 연료의 원활한 공급이 이루어지지 않게되는 문제점이 발생하고 있었고, 또한 엔진 오프후 재시동을 하게되면 엔진 오프 상태일때 연료라인 내의 연료가 봄베 측으로 역류하면서 연료라인 내에 연료가 가득 차 있지 않게되어 재시동시 연료가 다시 인젝터 측으로 공급되는 시간 동안 엔진 시동에 지연이 발생하게되는 문제점이 발생하고 있었으며, 차량이 고부하 영역에서 구동한 후 엔진이 오프되면 엔진룸 내의 온도가 높은 상태이므로 연료라인 내의 연료압이 더욱 상승하게되고, 그 연료라인 내의 연료압이 과도하게 상승(약 10bar 이상)하면 인젝터가 고압을 이기지 못하고 개방되면서 연료가 누출되어 실린더로 공급되므로 인해 향후 재시동시 시동 지연 및 실린더에 고여있는 연료에 의한 공연비 차이로 인해 배기가스가 증가하게되는 문제점이 발생하고 있었다.However, in the conventional injector, when the liquid fuel supplied from the cylinder is vaporized in the process of injecting through the injector 1 at the initial start-up, the tip portion 4 is iced by the latent heat of vaporization, so that the fuel is not smoothly supplied. If the engine was restarted after the engine was turned off, and the engine was in the off state, the fuel in the fuel line flowed back to the cylinder side, and the fuel was not filled in the fuel line. There was a problem that a delay occurred. When the engine is turned off after driving the vehicle in a high load region, the fuel pressure in the fuel line is further increased because the temperature in the engine room is high. Excessively rising (about 10 bar or more) will cause the injector to open The fee for the leakage was caused is supplied to the cylinder is a problem in that the exhaust gas is increased due to the difference in air-fuel ratio by the fuel that accumulates at the time of restarting the next start-up delay and the cylinder.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인젝터의 출구측과 팁부의 입구측을 동시에 수용하는 금속재질의 하우징을 인젝터하우징 내부에 형성하고, 상기 하우징의 내부에 발열용 열선을 형성하며, 인젝터와 팁부의 사이에 연료차단밸브를 형성하므로서, 초기 시동시 열선에서 발생되는 열에 의해 팁부에 아이싱이 발생하지 않도록 하고, 엔진 오프시에는 연료차단밸브를 차단시켜 인젝터로부터 연료의 유출현상이 발생하지 않도록 하여 시동지연 및 배기가스 증가의 문제를 해결할수 있도록 한 LPI 엔진용 인젝터의 아이싱 방지장치를 제공함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention for solving the above problems is formed in the injector housing a metal housing housing the outlet side of the injector and the inlet side of the tip at the same time, to form a heating wire for heating in the interior of the injector, By forming a fuel shutoff valve between the tips, the icing does not occur in the tip due to the heat generated during the initial start-up, and when the engine is turned off, the fuel shutoff valve is shut off so that fuel does not occur from the injector. It is an object of the present invention to provide an icing prevention device for an LPI engine injector that can solve the problem of start-up delay and exhaust gas increase.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

인젝터와,With injector,

상기 인젝터가 상측으로 부터 끼워 조립되고 그 하측에 인젝터로부터 분사된 연료가 연소실로 이송되도록 안내하는 팁부가 형성되어 있는 인젝터 하우징을 포함하는 LPI 엔진용 인젝터에 있어서,In the injector for the LPI engine including an injector housing is inserted from the upper side and the tip portion is formed in the lower portion to guide the fuel injected from the injector to the combustion chamber,

상기 인젝터의 출구측과 팁부의 입구측을 수용하도록 금속재의 하우징을 인젝터 하우징 내부에 형성하고, 상기 하우징의 내부에 발열용 열선을 내장시켜 초기 시동시 상기 열선으로 전류를 공급하여 팁부의 아이싱이 방지되도록 한 것을 특징으로 한다.A metal housing is formed inside the injector housing to accommodate the outlet side of the injector and the inlet side of the tip, and a heating wire for heating is built into the housing to supply current to the hot wire at initial startup to prevent icing of the tip. It is characterized by one.

그리고, 상기 하우징의 내부에 인젝터에서 배출된 연료가 팁부를 통해 연소실로 공급되는 것을 단속하는 연료차단밸브를 형성하여 엔진 오프시 연료차단밸브의 차단 동작에 의해 연료의 유출이 방지되도록 한 것을 특징으로 하며,In addition, a fuel shutoff valve is formed inside the housing to control the fuel discharged from the injector to be supplied to the combustion chamber through the tip portion, so that the fuel is prevented from being leaked by the shutoff operation of the fuel shutoff valve when the engine is turned off. ,

상기 연료차단밸브는,The fuel shutoff valve,

상측으로 인젝터의 출구측이 끼워지고 하측으로 팁부의 입구측이 끼워지는 밸브하우징과;A valve housing in which an outlet side of the injector is inserted upward and an inlet side of the tip portion is fitted downward;

상기 밸브하우징의 내부에 스프링에 의해 탄지된 상태로 팁부의 입구측을 개폐할 수 있도록 상하유동가능하게 설치되는 밸브체와;A valve body installed in the valve housing so as to be movable up and down so as to open and close the inlet side of the tip in a state held by a spring;

상기 밸브하우징의 내부에 설치되고 ECU로부터 공급되는 제어신호에 따라 자화되어 상기 밸브체를 상하로 구동시키는 전자석; 으로 구성된 것을 특징으로한다.An electromagnet installed inside the valve housing and magnetized according to a control signal supplied from an ECU to drive the valve body up and down; Characterized in that consisting of.

상기 밸브하우징의 상측과 하측에는 각각 인젝터와 팁부와의 사이에 O-링이 개재되는 것을 특징으로 한다.The upper and lower sides of the valve housing is characterized in that the O-ring is interposed between the injector and the tip, respectively.

도 1 은 본 발명의 LPI 엔진용 인젝터의 아이싱방지장치를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing an icing prevention device of an injector for an LPI engine of the present invention.

도 2 는 본 발명의 작동상태를 보인 도면.2 is a view showing an operating state of the present invention.

도 3 은 본 발명의 제어과정을 보인 플로우챠트.3 is a flow chart showing a control process of the present invention.

도 4 는 종래의 LPI 엔진용 인젝터를 보인 도면.4 shows an injector for a conventional LPI engine.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 인젝터 2 : 출구1: injector 2: outlet

3 : 인젝터하우징 4 : 팁부3: injector housing 4: tip

10 : 하우징 11 : 열선10 housing 11 heating wire

12 : 열선구동부 13 : ECU12: hot wire drive unit 13: ECU

14 : 연료차단밸브 15 : 밸브하우징14: fuel shutoff valve 15: valve housing

16,17 : O-링 18 : 전자석16,17 O-ring 18 Electromagnet

19 : 밸브체 20 : 스프링19: valve body 20: spring

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 to 3.

본 발명의 설명에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호 표기하여 중복설명을 피하기로 한다.In the description of the present invention, the same components as in the prior art will be denoted by the same reference numerals to avoid redundant description.

상기 도면에 의하면 본 발명은 인젝터(1)와 팁부(4)의 사이에 아이싱 방지를 위한 가열수단과 엔진 오프시 연료의 유출을 방지하기 위한 밸브수단을 형성한 것이다.According to the drawings, the present invention forms a heating means for preventing icing between the injector 1 and the tip portion 4 and a valve means for preventing the outflow of fuel when the engine is turned off.

상기 가열수단은 도 1 에 도시된 바와같이 인젝터(1)의 출구(2) 측과 팁부(4)의 입구측을 동시에 수용할 수 있도록 상측은 넓고 하측은 좁게 형성된 깔데기 형상의 하우징(10)을 형성하고, 이 하우징(10)을 인젝터 하우징(3)의 내부에 설치한다.As shown in FIG. 1, the heating means has a funnel-shaped housing 10 having a wide upper side and a narrow lower side so as to simultaneously accommodate an outlet 2 side of the injector 1 and an inlet side of the tip portion 4. And the housing 10 is installed inside the injector housing 3.

상기 하우징(10)의 내부에는 입력전류에 의해 발열하는 열선(11)을 권회하고, 상기 열선(11)으로 전류를 공급하는 열선구동부(12)를 별도 형성하며, 상기 열선구동부(12)는 ECU(13)의 제어에 따라 구동하도록 연결한다.In the housing 10, a heating wire 11 is wound around a heating wire 11 generated by an input current, and a heating wire driver 12 for supplying current to the heating wire 11 is formed separately, and the heating wire driver 12 is an ECU. Connect to drive according to the control of (13).

상기 ECU(13)는 엔진 시동시 상기 열선구동부(12)를 구동시켜 열선(11)으로 전류가 공급되도록 하므로서, 초기 시동시 팁부(4)에서 발생하게 되는 아이싱 현상을 방지할 수 있도록 하였으며, 엔진이 충분히 웜-업 된 후에는 상기 열선(11)으로 전류가 공급되지 않도록 제어한다.The ECU 13 drives the hot wire driving unit 12 to start the engine so that a current is supplied to the hot wire 11, thereby preventing the icing phenomenon occurring in the tip 4 during the initial start-up. After this is sufficiently warmed up, it is controlled so that a current is not supplied to the heating wire 11.

그 이유는 엔진이 충분히 웜-업 되면 실린더헤드와 실린더블럭의 온도가 어느정도 높은 상태이므로 상기 팁부(4)에서 아이싱 현상이 발생하지 않기 때문이다.The reason is that when the engine is sufficiently warmed up, the temperature of the cylinder head and the cylinder block is somewhat high, so that the icing phenomenon does not occur in the tip portion 4.

상기한 하우징(10)은 열선(11)에서 발생하는 열이 인젝터(1)와 팁부(4)에 잘 전달될 수 있도록 하기위해 열전도율이 좋은 금속, 예를들면 황동과 같은 금속으로서 형성하는 것이 바람직하다.The housing 10 is preferably formed of a metal having a good thermal conductivity, for example, a metal such as brass, so that heat generated from the heating wire 11 can be transferred to the injector 1 and the tip portion 4 well. Do.

그리고, 상기 하우징(10)의 상측과 인젝터(1)의 사이에 O-링(21)을 개재시켜 하우징(10)과 인젝터(1) 상호간의 밀폐가 이루어지도록 한다.In addition, the O-ring 21 is interposed between the upper side of the housing 10 and the injector 1 to seal the housing 10 and the injector 1.

한편, 상기 밸브수단은 도 1 에 도시된 바와같이 하우징(10)의 내측, 더욱 상세하게는 인젝터(1)의 출구(2) 측과 팁부(4)의 사이에 ECU(13)의 제어신호에 따라 개폐되는 연료차단밸브(14)를 형성한 것이다.On the other hand, the valve means is connected to the control signal of the ECU 13 inside the housing 10, more specifically, the outlet 2 side of the injector 1 and the tip portion 4 as shown in FIG. The fuel shutoff valve 14 is opened and closed accordingly.

상기 연료차단밸브(14)는 상하측이 뚫려 있는 밸브하우징(15)을 하우징(10)의 내측에 형성하되, 상기 하우징(10)의 상측으로 인젝터(1)의 출구(2) 측이 끼워지고 하측으로 팁부(4)의 입구측이 끼워지도록 하고, 그 상하측에 각각 O-링(16,17)을 개재시켜 기밀이 유지되도록 한다.The fuel shutoff valve 14 has a valve housing 15 having an upper and lower sides formed therein, and the outlet 2 side of the injector 1 is fitted into the upper side of the housing 10. The inlet side of the tip part 4 is fitted downward, and O-rings 16 and 17 are interposed in the upper and lower sides, respectively, to maintain the airtightness.

밸브하우징(15) 내부에는 스프링(20)에 탄지된 상태의 밸브체(19)를 상하 유동가능하게 형성하여 이 밸브체(19)가 팁부(4)의 입구측을 선택적으로 개폐할 수 있도록 하고, 상기 밸브하우징(15)의 내주연에는 ECU(13)로 부터 공급되는 제어전압에 의해 자화되어 상기 밸브체(19)를 구동시키는 전자석(18)이 형성된다.In the valve housing 15, a valve body 19 supported by a spring 20 is formed to be movable up and down so that the valve body 19 can selectively open and close the inlet side of the tip 4. At the inner circumference of the valve housing 15, an electromagnet 18 is magnetized by a control voltage supplied from the ECU 13 to drive the valve body 19.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.

엔진 시동초기시 ECU(13)는 열선구동부(12)를 구동시켜 열선(11)으로 소정의 전류가 공급되도록 함과 동시에 전자석(18)으로 구동전압을 공급한다.At the initial start of the engine, the ECU 13 drives the hot wire driver 12 to supply a predetermined current to the hot wire 11 and simultaneously supplies a driving voltage to the electromagnet 18.

이에따라, 상기 열선(11)이 입력되는 전류에 의해 발열하게되고, 열선(11)에서 발생하는 열은 황동재질의 하우징(10)을 통해 인젝터(1)와 팁부(4)로 전달되어 LPI 엔진의 시동 초기시 팁부(4)에서 발생하게되는 아이싱 현상을 미연에 방지할 수 있게되고, 상기 전자석(18)이 ECU(13)로부터 입력되는 제어전압에 의해 자화되어 밸브체(19)를 상승시키므로서 인젝터(1)에서 분사된 연료가 팁부(4)를 통해 연소실로 공급되게되는 것이다.Accordingly, the heating wire 11 generates heat by the input current, and the heat generated from the heating wire 11 is transferred to the injector 1 and the tip portion 4 through the housing 10 made of brass, and thus, the LPI engine. It is possible to prevent the icing phenomenon occurring in the tip portion 4 at the initial stage of start-up, and the electromagnet 18 is magnetized by the control voltage input from the ECU 13 to raise the valve body 19. The fuel injected from the injector 1 is to be supplied to the combustion chamber through the tip 4.

그리고, 엔진이 웜-업 상태에 도달하게되면 팁부(4)에서 아이싱 현상이 더이상 발생하지 않게되므로 ECU(13)는 열선(11)으로 공급되는 전류를 차단시킨다.When the engine reaches the warm-up state, since the icing phenomenon no longer occurs at the tip portion 4, the ECU 13 cuts off the current supplied to the heating wire 11.

한편, 엔진이 오프되면 ECU(13)는 저자석(18)으로 공급되는 전압을 차단시키므로서 밸브체(19)가 스프링(20)의 복원력에 의해 하강하여 팁부(4)의 입구측을 완전히 차단하게 된다.On the other hand, when the engine is off, the ECU 13 cuts off the voltage supplied to the low-magnet 18, so that the valve body 19 is lowered by the restoring force of the spring 20, thereby completely blocking the inlet side of the tip portion 4. Done.

이에따라, 엔진 오프후 인젝터(1)를 통한 연료의 유출이 일어나지 않게되므로 연료라인 내에 연료가 꽉찬 상태를 유지하게되어 이후 엔진 재시동시 시동지연 현상이 발생하지 않게됨은 물론 배기가스 발생량이 증가하는 현상 또한 방지할 수 있게되는 것이다.Accordingly, since the fuel is not leaked through the injector 1 after the engine is turned off, the fuel is maintained in a full state in the fuel line so that the start-up delay does not occur when the engine is restarted and the amount of exhaust gas is also increased. It will be able to prevent.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 인젝터의 출구측과 팁부의 입구측을 동시에 수용하는 황동재질의 하우징을 인젝터하우징 내부에 형성하고, 상기 하우징의 내부에 발열용 열선을 형성하며, 인젝터와 팁부의 사이에 연료차단밸브를 형성하므로서, 초기 시동시 열선에서 발생되는 열에 의해 팁부에 아이싱이 발생하지 않도록 하고, 엔진 오프시에는 연료차단밸브를 차단시켜 인젝터로부터 연료의 유출현상이 발생하지 않도록 하여 시동지연 및 배기가스 증가의 문제를 해결할 수 있도록 한 LPI 엔진용 인젝터의 아이싱 방지장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.As described above, the present invention forms a housing made of a brass material in the injector housing which simultaneously accommodates the outlet side of the injector and the inlet side of the injector, and forms a heating wire for heating inside the housing, between the injector and the tip portion. By forming a fuel cutoff valve at the start, the icing does not occur at the tip part by the heat generated from the heating wire during the initial start-up, and when the engine is turned off, the fuel cutoff valve is shut off to prevent the occurrence of fuel leakage from the injector. The effect of providing an icing prevention device for an LPI engine injector can be expected to solve the problem of increased exhaust gas.

Claims

With injector,

In the injector for the LPI engine including an injector housing is inserted from the upper side and the tip portion is formed in the lower portion to guide the fuel injected from the injector to the combustion chamber,

A metal housing is formed inside the injector housing to accommodate the outlet side of the injector and the inlet side of the tip, and a heating wire for heating is built into the housing to supply current to the hot wire at initial startup to prevent icing of the tip. An icing prevention device of an injector for an Elpia engine which is characterized in that.

The method of claim 1,

An LP is formed in the housing so that fuel discharged from the injector is regulated to supply the combustion chamber through the tip to prevent the outflow of fuel by the shutoff operation of the fuel shutoff valve when the engine is turned off. Icing prevention device of injector for i engine.

The method of claim 2,

The fuel shutoff valve,

A valve housing in which an outlet side of the injector is inserted upward and an inlet side of the tip portion is fitted downward;

A valve body installed in the valve housing so as to be movable up and down so as to open and close the inlet side of the tip in a state held by a spring;

An electromagnet installed inside the valve housing and magnetized according to a control signal supplied from an ECU to drive the valve body up and down; The icing prevention device of the Elpia engine injector, characterized in that consisting of.

The method of claim 3, wherein

Upper and lower sides of the valve housing, the icing prevention device of the injector for Elpia engine, characterized in that the O-ring is interposed between the injector and the tip, respectively.

The method of claim 1,

The housing is icing prevention device of the injector for Elpia engines, characterized in that formed as a brass material.