KR20060064220A

KR20060064220A - 이중 연료 차량용 인젝터

Info

Publication number: KR20060064220A
Application number: KR1020040102946A
Authority: KR
Inventors: 정도근
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-13
Also published as: KR101021118B1

Abstract

본 발명은 이중 연료 차량용 인젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료선택 밸브를 인젝터의 내부에 설치하여, 하나의 인젝터로 LPG 또는 가솔린 연료를 선택 사용할 수 있도록 한 이중 연료 차량용 인젝터에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 LPG 연료의 입출구가 좌우면에 형성되고, 상부면에는 가솔린 공급체가 부착되며, 내부는 LPG 연료통로로 형성된 인젝터 하우징과; 상기 인젝터 하우징의 내부에서 그 상면 중앙에 일체로 형성된 중공의 가솔린 공급용 하우징과; 상기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 개폐하거나, 상기 LPG 연료통로를 개폐할 수 있도록 상기 가솔린 공급용 하우징의 내부에 승하강 가능하게 장착되는 연료선택 밸브와; 상기 인젝터 하우징의 하단부에 장착되는 연료공급 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터를 제공한다.

이중 연료, 인젝터, 연료선택밸브, 가솔린, LPG

Description

이중 연료 차량용 인젝터{Injector for bi-fuel}

도 1은 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터를 나타내는 일부 단면 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터의 가솔린 연료 분사 상태를 보여주는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터의 LPG 연료 분사 상태를 보여주는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터의 작동 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인젝터 하우징 12 : 입구

14 : 출구 16 : 가솔린 공급체

18 : 가솔린 공급구 20 : 가솔린 공급용 하우징

22 : 경사면 24 : 연료선택 밸브

26 : 로드 28 : 제1차단판

30 : 제2차단판 32 : 가솔린 공급경로

34 : 분사용 하우징 36 : 연료유입홀

38 : 연료공급밸브 40 : 차단면

현재 사용되고 있는 이중 연료(BI-FUEL) 차량의 경우 가솔린을 공급하기 위한 인젝터와 LPG를 공급하기 위한 인젝터가 따로 구성되어 있다.

이로 인해, 연료 공급 계통은 복잡해지고, 레이 아웃(LAY-OUT) 구성에 어려움이 있어 흡기 매니폴드의 형상을 변경해야 하는 설계상 어려움이 있고, 또한 설계 구조상의 한계가 있어 이중 연료 차량을 개발하기 위해 여러가지 구성을 변경해야 하는 문제점도 있다.

이러한 점을 감안하여 미국특허 US6431471 과 US6067964에는 하나의 인젝터로 두 개의 연료를 선택 사용할 수 있는 이중-연료용 인젝터가 공개되어 있는 바, 이들 특허의 인젝터는 그 구조가 복잡하여 제작비용의 상승 및 설계의 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 이중 연료 차량에서 하나의 연료만을 공급/차단하여 공연비를 맞추는 구조로 되어 있는 기존의 인젝터와 달리, 이중 연료 차량에서 인젝터의 내부에 가솔린 또는 LPG 연료를 선택 사용할 수 있는 연료선택 밸브를 설치하여 간단한 구조의 통합 인젝터로 구성하면서 연료 공급계통의 단순화를 실현할 수 있도록 한 이중 연료 차량용 인젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LPG 연료의 입출구가 좌우면에 형성되고, 상부면에는 가솔린 공급체가 부착되며, 내부는 LPG 연료통로로 형성된 인젝터 하우징과; 상기 인젝터 하우징의 내부에서 그 상면 중앙에 일체로 형성된 중공의 가솔린 공급용 하우징과; 상기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 개폐하거나, 상기 LPG 연료통로를 개폐할 수 있도록 상기 가솔린 공급용 하우징의 내부에 승하강 가능하게 장착되는 연료선택 밸브와; 상기 인젝터 하우징의 하단부에 장착되는 연료공급 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 인젝터 하우징의 하단부는 아래로 갈수록 좁아지는 직경의 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 연료선택 밸브는 전자석과 스프링을 포함하는 솔레노이드 밸브로서, 상기 스프링 안쪽에 위치되는 중공형 로드의 상단에는 상 기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 차단하는 제1차단판이 형성되고, 로드의 하단에는 상기 인젝터 하우징의 경사면에 밀착되는 제2차단판이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로드의 제1차단판의 상면에서 가장자리면은 상기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 차단하는 차단면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로드의 중공부는 제1차단판의 중앙 위치에서 상기 제2차단판의 중앙 위치까지 관통된 가솔린 공급경로로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인젝터 하우징의 하단부에는 연료 유입홀이 상면에 형성된 분사용 하우징이 일체로 형성되고, 이 분사용 하우징의 내부에는 상기 연료공급 밸브가 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터를 나타내는 일부 단면 사시도이다.

본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터는 LPG와 가솔린을 선택 사용할 수 있도록 한 구조로서, 도면부호 10은 인젝터 하우징을 나타낸다.

상기 인젝터 하우징(10)은 LPG 연료의 입출구(12,14)가 좌우면에 형성되고, 상부면에는 가솔린 공급수단(연료계)과 연결된 가솔린 공급체(16)가 부착되며, 인젝터 하우징의 내부는 중공부는 LPG 연료통로 또는 가솔린 연료공급 통로로 형성된다.

상기 가솔린 공급체(16)의 저면에서 그 가장자리면에 여러개의 가솔린 공급구(18)가 형성된다.

특히, 상기 인젝터 하우징(10)의 내부에서 그 상면 중앙에 중공의 가솔린 공급용 하우징(20)이 일체로 형성되며, 이 가솔린 공급용 하우징(20)의 내부는 일단 상기 가솔린 공급체(16)의 저면에 형성된 가솔린 공급구(18)와 연통되는 상태가 된다.

또한, 상기 인젝터 하우징(10)의 하단부는 아래로 갈수록 좁아지는 직경의 경사면(22)으로 형성된다.

여기서, 상기 가솔린 공급체(16)의 저면에 형성된 가솔린 공급구(18)를 개폐하거나, 상기 LPG 연료통로를 개폐할 수 있는 연료선택 밸브(24)가 상기 가솔린 공급용 하우징(20)의 내부에 승하강 가능하게 장착된다.

보다 상세하게는, 상기 연료선택 밸브(24)는 코일 형태의 전자석과 스프링을 포함하는 솔레노이드 밸브로서, 상기 스프링 안쪽에 승하강 피스톤 역할을 하는 중공형 로드(26)가 위치된다.

또한, 상기 중공형 로드(26)의 상단부에는 상기 가솔린 공급체(16)의 저면에 형성된 가솔린 공급구(18)를 선택 차단할 수 있는 제1차단판(28)이 일체로 형성되고, 로드(26)의 하단부에는 상기 인젝터 하우징(10)의 경사면(22)에 선택 밀착되는 제2차단판(30)이 일체로 형성된다.

이때, 상기 로드(26)의 제1차단판(28)의 상면에서 가장자리면이 상기 가솔린 공급체(16)의 저면에 형성된 가솔린 공급구(18)를 차단하는 차단면(40)으로 형성되 고, 상기 로드(26)의 중공부는 제1차단판(28)의 중앙 위치에서 상기 제2차단판(30)의 중앙 위치까지 관통된 경로로서, 가솔린 공급경로(32)로 형성된 것이다.

한편, 상기 인젝터 하우징(10)의 하단부에는 분사용 하우징(34)이 일체로 형성되고, 이 분사용 하우징(34)의 상면에는 연료유입홀(36)이 형성되며, 그 내부에는 솔레노이드 타입의 연료공급 밸브(38)가 장착되어, 최종적인 가솔린 또는 LPG 연료의 분사 역할을 하게 된다.

여기서, 상기와 같이 이루어진 본 발명의 인젝터에 대한 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터의 작동 상태 순서도이고, 도 2는 가솔린 분사가 이루어지는 상태의 작동 상태도이다.

차량의 시동 온과 함께 상기 연료 선택밸브(24)의 코일 형태 전자석에 전원이 공급되어 상기 로드(26)가 스프링을 압축하면서 하강하게 된다.

상기 로드(26)가 하강하게 되면 로드(26)의 하단 즉, 제2차단판(30)이 상기 인젝터 하우징(10)의 경사면(22)에 밀착되는 바, 상기 제2차단판(30)에 의하여 경사면(22) 아래쪽 공간에는 LPG 연료가 차단되는 상태가 된다.

또한, 상기 로드(26)가 하강함에 따라, 로드(26)의 제1차단판(28)이 상기 가솔린 공급체(16) 저면의 가솔린 공급구(18)로부터 이격 분리된 상태가 되고, 즉 가솔린 공급구(18)를 막고 있던 제1차단판(28)의 차단면(40)이 가솔린 공급구(18)로부터 분리되어, 상기 가솔린 공급체(16)로부터 가솔린이 배출 공급된다.

연이어, 상기 가솔린 공급체(16)의 가솔린 공급구(18)를 통해 빠져나온 가솔 린 연료가 상기 로드(26)의 중공부 즉, 가솔린 공급경로(32)를 따라 상기 제2차단판(30)과 인젝터 하우징(10)의 경사면(22) 사이 공간으로 공급된다.

계속해서, 상기 가솔린 연료는 분사용 하우징(34)의 연료유입홀(36)을 통과하는 동시에 상기 연료공급 밸브(38)(시동 온과 함께 ECU 제어에 의거 열림 상태로 구동됨)를 통하여 실린더 내부로 분사된다.

여기서, LPG 연료로 전환하여 사용하는 상태에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터의 LPG 연료 분사 상태를 보여주는 단면도이다.

시동 온과 함께 LPG 스위치를 온시키면, 엔진 ECU에 제어에 의하여 상기 연료선택 밸브(24)에 전원이 차단되어, 연료선택 밸브(24)의 로드(26)가 원래의 위치로 승강하게 된다.

즉, 연료선택 밸브(24)의 로드(26)의 승강에 따라, 제2차단판(30)이 인젝터 하우징(10)의 경사면(22)으로부터 분리되고, 제1차단판(28)의 차단면(40)이 상기 가솔린 공급체(16)의 가솔린 공급구(18)에 밀착되어 가솔린 공급을 차단하게 된다.

이때, LPG 연료가 상기 인젝터 하우징(10)의 LPG 연료의 입구를 통하여 인젝터 하우징(10)의 내부로 유입된다.

이에, 상기 인젝터 하우징(10)의 내부로 유입된 LPG 연료가 상기 분사용 하우징(34)의 연료유입홀(36)을 통과하는 동시에 상기 연료공급 밸브(38)(시동 온과 함께 ECU 제어에 의거 열림 상태로 구동됨)를 통하여 실린더 내부로 분사된다.

또한, 상기 인젝터 하우징(10)의 내부로 유입된 LPG 연료는 인젝터 하우징(10)의 반대측에 형성된 출구(14)를 통하여 다음의 인젝터 하우징 내부로 공급되고, 이때 마지막 인젝터인 경우에는 리턴라인으로 빠져나가게 된다.

이와 같이, 인젝터 하우징(10)에 연료선택 밸브(24)를 장착하는 간단한 구조로, 가솔린 연료와 LPG 연료를 하나의 인젝터로 선택 사용할 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 연료 차량용 인젝터에 의하면,이중 연료 차량에서 인젝터의 내부에 가솔린 또는 LPG 연료를 선택 사용할 수 있는 연료선택 밸브를 설치하여 간단한 구조의 통합 인젝터로 구성할 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 연료 공급계통의 단순화를 실현하여 원가절감을 달성할 수 있다.

Claims

LPG 연료의 입출구가 좌우면에 형성되고, 상부면에는 가솔린 공급체가 부착되며, 내부는 LPG 연료통로로 형성된 인젝터 하우징과;

상기 인젝터 하우징의 내부에서 그 상면 중앙에 일체로 형성된 중공의 가솔린 공급용 하우징과;

상기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 개폐하거나, 상기 LPG 연료통로를 개폐할 수 있도록 상기 가솔린 공급용 하우징의 내부에 승하강 가능하게 장착되는 연료선택 밸브와;

상기 인젝터 하우징의 하단부에 장착되는 연료공급 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터.
청구항 1에 있어서, 상기 인젝터 하우징의 하단부는 아래로 갈수록 좁아지는 직경의 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 연료선택 밸브는 전자석과 스프링을 포함하는 솔레노이드 밸브로서, 상기 스프링 안쪽에 위치되는 중공형 로드의 상단에는 상기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 차단하는 제1차단판이 형성되 고, 로드의 하단에는 상기 인젝터 하우징의 경사면에 밀착되는 제2차단판이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터.
청구항 3에 있어서,

또한, 상기 로드의 제1차단판의 상면에서 가장자리면은 상기 가솔린 공급체의 저면에 형성된 가솔린 공급구를 차단하는 차단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터.
청구항 1 또는 4에 있어서, 상기 로드의 중공부는 제1차단판의 중앙 위치에서 상기 제2차단판의 중앙 위치까지 관통된 가솔린 공급경로로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터.
청구항 1에 있어서, 상기 인젝터 하우징의 하단부에는 상기 로드의 가솔린 공급경로와 일치되는 가솔린 공급홀이 상면에 형성된 분사용 하우징이 일체로 형성되고, 이 분사용 하우징의 내부에 상기 연료공급 밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 이중 연료 차량용 인젝터.