KR20070003029A - 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘피아이 엔진의 연료 시스템에서 사용되는 인젝터에서 엔진의 동작 정지 후 재 동작시 연료 누출을 방지하는 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치에 관한 것으로서, 엘피아이 엔진의 연료공급시스템에 있어서, 연료 탱크(1)의 연료 펌프(2)와 제 1 차단밸브(3) 사이에 설치되어 연료 펌프(2)의 공급 압력이 설정 압력을 초과하면 연료를 연료 탱크(1)로 순환시키는 압력 레귤레이터(100), 인젝터(5)의 연료리턴라인(7) 측에 설치되어 인젝터(5) 동작시 발생되는 맥동음을 제거하는 맥동음 흡수기(200), 엔진 동작시에는 연료가 연료 탱크로 복귀되지 않도록 하고 엔진 동작 정지시 개방 동작하여 인젝터(5)에 남아있는 연료를 연료 탱크로 복귀시키는 제 3 차단 밸브(300)를 포함하여 구성된다.

차량, 엘피아이, 인젝터

Description

엘피아이 엔진의 연료 공급 장치{A fuel supplying apparatus in LPI engine}

도 1은 종래의 엘피아이 엔진에서 사용되고 있는 연료공급시스템의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 기술에서 사용하는 인젝터의 단부에 설치되는 연료 누설 차단 밸브의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 엘피아이 엔진의 연료 누설 방지 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에서 사용하는 제 3 차단 밸브의 구성을 나타내는 단면도.

-도면의 주요부분에 대한 부호설명-

100 : 압력 레귤레이터 110 : 연료 순환관

200 : 맥동음 흡수기 300 : 제 3 차단 밸브

본 발명은 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치에 관한 것으로서, 특히 엘피아이 엔진의 연료 시스템에서 사용되는 인젝터에서 엔진의 동작 정지 후 재 동작시 연료 누출을 방지하는 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로 LPG 엔진은 공급되는 연료를 믹서와 기화기를 통해 기화시켜 엔진에 공급되도록 구성되어 있으나, 정밀제어가 어려워 겨울철 시동이 어렵고 동력성능 및 연비수준이 저하될 뿐만 아니라 LPG 연료의 타르 문제로 인해 아이들 불안정 및 시동꺼짐 현상이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것이 믹서와 기화기를 사용하지 않고 LPG 연료를 인젝터를 통해 직접 분사하는 LPI(Liquefied Petroleum Injection) 엔진이 제공되었다.

상기와 같은 LPI 엔진은 LPG 연료를 인젝터를 통해 직접 분사하므로 차량의 ECU에 의해 인젝터를 정밀제어하여 연비 및 동력 성능을 개선하고, 겨울철 시동성 및 정비주기의 불만 등을 해결할 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 엘피아이 엔진에서 사용되고 있는 연료공급시스템을 도시한 것으로서, 연료 탱크(1)의 내부에는 액상의 LPG 연료를 펌핑하기 위한 연료펌프(2)가 장착되어 있으며, 상기 연료펌프(2)에서 펌핑된 연료는 제 1 차단밸브(3)를 통하여 연료공급라인(4)으로 보내지고, 보내진 연료는 인젝터(5)를 통해 엔진의 연소실(6)로 분사되며, 잉여의 연료는 연료리턴라인(7)을 통해 연료 탱크(1)로 리턴되도록 되어 있다.

한편, 상기 연료공급라인(4)에는 엔진의 정지시에 연료의 공급을 차단하기 위한 제 2 차단밸브(8)와, 연료의 온도를 측정하기 위한 온도센서(9) 및 연료에서 발생되는 기체를 포집하여 연료의 액상을 유지해주기 위한 서비스밸브(10)가 설치 되어 있으며, 상기 연료리턴라인(7)에는 연료의 압력을 측정하기 위한 압력센서(11)가 설치되어 있다.

상기와 같은 종래의 엘피아이 엔진의 연료공급시스템은 차량이 주행을 마치고 엔진이 정지하면, 상기 제 2 차단밸브(8)가 연료 탱크(1)로부터 연료공급라인(4)으로 연료가 공급되지 못하도록 연료를 차단하지만, 상기 압력조절기(122)에 의해 상기 연료공급라인(4)의 제 2 차단밸브 설치부로부터 연료리턴라인(7)의 압력조절기 설치부 사이의 구간에는 연료가 잔류하게 되는데, 상기와 같은 잔류 연료는 엔진이 서서히 상온상태로 식어가는 동안에 압력이 상승됨에 따라 인젝터(5)를 통하여 연소실로 누설되게 된다.

인젝터에서의 연료 누설에 의해 연소실의 연료가 농후하여 엔진을 다시 시동하게 되면 엔진 시동 초기에는 탄화 수소의 과다 배출을 초래하게 되어 배기 가스 규제 대응을 만족하지 못하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 인젝터의 단부에 연료 누설 차단 밸브를 추가 장착하는 기술이 개시되었다. 도 2는 인젝터의 단부에 설치되는 연료 누설 차단 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 인젝터(5)에 설치된 연료 누설 차단 밸브(5a)는 점화 장치가 동작하면 개방되어 인젝터(5)에서 분사되는 연료가 실린더로 흡입되도록 하고, 점화 장치의 동작이 멈춰지면 폐쇄되어 엔진의 연료 압력이 상승되도록 하고, 인젝터(5)에서 누설되는 연료를 포집하여 흡기 매니폴드로 누설되는 것을 방지한다.

상기한 기술의 경우 차량 엔진에 설치된 인젝터마다 차단 밸브를 설치해야 하므로 추가 비용이 많아지는 문제점이 있었다. 또한, 차단 밸브에 고장이 발생되면 인젝터에서의 연료 분사가 원활하지 않아 엔진 동작이 불안해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엘피아이 엔진의 연료 시스템에서 사용되는 인젝터에서 엔진의 동작 정지 후 재 동작시 연료 누출이 방지되도록 하는 엘피아이 엔진의 연료 누설 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 사용되는 엘피아이 엔진의 연료 누설 방지 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에서 사용하는 제 3 차단 밸브의 구성을 나타내는 단면도로서, 엘피아이 엔진의 연료공급시스템에 있어서, 연료 탱크(1)의 연료 펌프(2)와 제 1 차단밸브(3) 사이에 설치되어 연료 펌프(2)의 공급 압력이 설정 압력을 초과하면 연료를 연료 탱크(1)로 순환시키는 압력 레귤레이터(100), 인젝터(5)의 연료리턴라인(7) 측에 설치되어 인젝터(5) 동작시 발생되는 맥동음을 제거하는 맥동음 흡수기(200), 엔진 동작시에는 연료가 연료 탱크로 복귀되지 않도록 하고 엔진 동작 정지시 개방 동작하여 인젝터(5)에 남아있는 연료를 연료 탱크로 복귀시키는 제 3 차단 밸브(300)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.

상기 압력 레귤레이터(100)에는 연료 공급 압력이 설정 압력을 초과하였을 때 연료를 순환시키는 연료 순환관(110)이 추가로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제 3 차단 밸브(300)는 엔진 동작 신호를 입력받는 신호선(310), 상기 신호선(310)을 통해 입력되는 신호에 의해 동작하는 솔레노이드(320), 상기 솔레노이드(320)의 동작시 하향 이동하는 프랜져(340), 상기 솔레노이드(320)의 동작 정지시 인장력을 인가하여 프랜져(340)를 상부로 원상 복귀시키는 복원 스프링(330), 상기 구성 요소들을 내장하여 외부의 영향으로 부터 보호하는 케이스(360)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

엘피아이 엔진에서 사용되는 연료는 연료 탱크(1)에 저장되어 있고, 엔진의 점화 동작이 시작되면 제 1 차단밸브(3)가 개방되고 동시에 연료 펌프(2)가 동작하여 연료 탱크(1)의 연료를 연료공급라인(4)을 통하여 엔진으로 공급하여 엔진에서 동력이 발생될 수 있도록 한다. 이때 연료 펌프(2)의 이상 동작에 의해 연료 공급 압력이 적정 수준을 넘어서게 되면 압력 레귤레이터(100)는 연료를 외부로 보내지 않고 연료 순환관(110)을 통해 연료 탱크(1) 내부로 순환시켜 연료공급라인(4)을 통하여 과도한 연료가 공급되지 않도록 한다.

연료공급라인(4)을 통하여 엔진으로 공급되는 연료는 제 2 차단밸브(300)와 온도센서(9) 및 압력센서(11)를 통하여 인젝터(5)로 공급된다.

인젝터(5)는 외부에서 공급되는 연료를 분사하고 엔진의 동작에 의한 동력이 발생되도록 한다. 이때 제 3 차단 밸브(300)는 폐쇄되도록 하여 연료가 연료리턴라인(7)을 통하여 연료 탱크(1)로 유입되지 않도록 한다. 즉, 엔진이 동작되면 엔진 동작 신호가 신호선(310)을 통해 제 3 차단 밸브(300)로 입력되어 솔레노이드(320) 가 동작되도록 한다.

솔레노이드(320)의 동작에 의해 프랜져(340)가 하부로 이동하면서 연료 공급로(350)가 폐쇄되도록 하여 연료가 연료 탱크로 복귀되지 않는다. 이때 엔진의 동작이 정지되면 솔레노이드(320)의 동작은 정지되고 복원 스프링(330)의 탄성력에 의해 프랜져(340)는 원래의 위치로 상향 이동하면서 연료 공급로(350)가 개방된다.

상기와 같이 제 3 차단 밸브(300)이 동작이 개시될 때 엔진 동작 개시 시점에서 일정 시간이 경과된 후에 제 3 차단 밸브(300)의 폐쇄가 이루어지도록 하고, 엔진의 동작과 연료 탱크(1)에 설치되어 있는 연료 펌프(2)는 엔진 동작 개시와 동시에 동작하는 것이 바람직하다.

제 3 차단 밸브(300)의 폐쇄가 연료 펌프(2)의 동작보다 늦게 이루어지는 것은 연료 공급 라인(4) 내에 연료를 완전히 채우기 위함이다. 연료 라인 내에 연료가 완전히 채워지기 전에 제 3 차단 밸브(300)가 폐쇄되면 연료 라인 내부에 존재하는 연료와 공기가 인젝터를 통해 동시에 분사되어 엔진으로 분사된 연료의 혼합기중 연료가 희박하게 되어 정밀한 공연비 제어를 할 수 없게 된다.

이후 엔진의 동작이 진행되다가 정지되었을 때, 제 3 차단 밸브(300)는 개방 상태가 되고, 연료 펌프(2)는 정지되어, 인젝터(5)에서 분사되지 않은 연료는 인젝터(5)측에 계속 머물러 있지 않고, 개방되어 있는 제 3 차단 밸브(300)를 통해 연료 탱크(1)측으로 재순환된다.

상기한 제 3 차단 밸브(300)의 구성 요소들은 케이스(360)에 내장되어 외부의 영향을 받지 않도록 하고, 케이스(360)는 볼트에 의해 고정된다.

또한, 엔진의 동작이 개시되고 동작될 때 인젝터(5)에서 맥동음이 발생되는 데 인젝터(5)에서 발생되는 맥동음은 맥동음 흡수기(200)에 의해 흡수되도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 엘피아이 엔진의 연료 시스템에서 사용되는 인젝터에있어 엔진의 동작이 정지된 후 인젝터에 남은 연료를 연료 탱크로 순환시켜 엔진의 재 동작시 연소실의 연료가 농후하여 엔진 시동 초기에 탄화 수소의 과다 배출을 초래하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 엘피아이 엔진의 연료공급시스템에 있어서, 연료 탱크(1)의 연료 펌프(2)와 제 1 차단밸브(3) 사이에 설치되어 연료 펌프(2)의 공급 압력이 설정 압력을 초과하면 연료를 연료 탱크(1)로 순환시키는 압력 레귤레이터(100), 인젝터(5)의 연료리턴라인(7) 측에 설치되어 인젝터(5) 동작시 발생되는 맥동음을 제거하는 맥동음 흡수기(200), 엔진 동작시에는 연료가 연료 탱크로 복귀되지 않도록 하고 엔진 동작 정지시 개방 동작하여 인젝터(5)에 남아있는 연료를 연료 탱크로 복귀시키는 제 3 차단 밸브(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 레귤레이터(100)에는 연료 공급 압력이 설정 압력을 초과하였을 때 연료를 순환시키는 연료 순환관(110)이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 차단 밸브(300)는 엔진 동작 신호를 입력받는 신호선(310), 상기 신호선(310)을 통해 입력되는 신호에 의해 동작하는 솔레노이드(320), 상기 솔레노이드(320)의 동작시 하향 이동하는 프랜져(340), 상기 솔레노이드(320)의 동작 정지시 인장력을 인가하여 프랜져(340)를 상부로 원상 복귀시키는 복원 스프링(330), 상기 구성 요소들을 내장하여 외부의 영향으로 부터 보호하는 케이스(360)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엘피아이 엔진의 연료 공급 장치.

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