KR20120051462A - 디젤연료 차량의 연료공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤연료 차량의 연료공급장치에 관한 것으로, 혹한기에 초음파 진동기를 이용하여 연료 내부에 생성된 왁스 성분을 진동 및 분해시킴과 더불어 연료의 온도도 상승시켜 원활한 연료공급이 이루어질 수 있도록 연료필터 내부에 수용된 연료에 초음파를 방사하는 초음파 진동기를 구비한다.

Description

디젤연료 차량의 연료공급장치{Fuel supplying device for a vehicle using diesel fuel}

본 발명은 디젤연료 차량의 연료공급장치에 관한 것으로, 특히 초음파를 이용하여 혹한기에 연료의 온도 강하로 인한 왁스 발생을 억제해서 연료의 공급성능을 향상시킬 수 있도록 한 디젤연료 차량의 연료공급장치에 관한 것이다.

종래 디젤 연료를 사용하는 차량에서는 겨울철에 기온이 강하하면 연료 자체에 함유된 파라핀 성분이 응고되면서 연료의 유동 저항이 증가됨에 따라 연료의 공급이 원활하게 이루어지지 않아서 차량의 시동성 및 가속성이 저하되는 문제점이 있었다.

즉 대기 온도가 대략 영하 -17℃ 이하로 강하하는 경우에는 연료 성분 중에 파라핀계 탄화수소 성분이 응고되면서 왁스 성분이 생성되고, 온도 강하가 지속될 경우에 상기 왁스 성분들이 서로 결집되어 그 결정 크기가 증대되면서 연료의 유동성을 저하시키고, 연료 필터를 통한 연료의 유동성 저하로 인해 연료필터로부터 엔진으로의 원활한 연료 공급이 이루어지지 않아서 차량의 시동 불능이나 꺼짐 혹은 가속 성능의 저하를 야기시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 정특성 서미스터(PTC: Positive Temperature Coefficient Thermistor)를 연료 필터의 내부에 설치하여 연료를 예열하고 있으나, 순간적인 국소부위의 가열로 인해 그 히터 성능이 부족하여 혹한기에는 원만한 효과를 얻을 수 없었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 혹한기에 초음파 진동기를 이용하여 연료 내부에 생성된 왁스 성분을 진동 및 분해시킴과 더불어 연료의 온도도 상승시켜 원활한 연료공급이 이루어질 수 있도록 한 디젤연료 차량의 연료공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료필터 내부에 수용된 연료에 초음파를 방사하는 초음파 진동기를 구비한다.

바람직하기로는 연료의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 이 온도감지센서에 의해 감지된 연료의 온도에 따라 상기 초음파 진동기의 작동을 제어하는 제어기가 추가로 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 제어기는 연료의 온도가 소정 온도 이하일 때에 상기 초음파 진동기가 작동되게 하는 반면에 소정 온도 이상이면 상기 초음파 진동기의 작동을 중지시키도록 상기 초음파 진동기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어기는 연료의 온도가 소정 온도 이하일 때에 상기 초음파 진동기를 소정 시간 동안 작동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디젤연료 차량의 연료공급장치에 의하면, 혹한기에 대기 기온이 소정 온도 이하로 강하되면, 엔진제어유니트가 이를 감지하여 연료필터 측에 장착된 초음파 진동기를 작동시킴에 따라 연료필터 내부의 연료 중에서 미세한 기포의 생성 및 소멸이 초당 수만 횟수 동안 반복되면서 화학적 및 열적 작용이 수반되며, 이로 인해 연료 중에 기온 강화 인해 생성된 왁스 성분들이 분해됨과 더불어 연료의 온도도 상승하게 됨에 따라 연료필터를 통해 유동하는 연료의 유동성이 향상되면서 원활한 연료 공급이 이루어진다.

따라서 혹한기에 연료 중에 왁스 성분의 발생 및 집결로 인한 연료의 유동 성능의 저하에 기인하는 차량의 시동 불능이 방지됨과 더불어 원활한 연료의 공급으로 차량의 가속 성능 향상과 상품성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤연료 차량의 연료공급장치의 구성도이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1에는 디젤 연료 차량의 연료공급장치의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 소정 용량의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크(1)의 토출구에는 연료공급라인(2)을 통해 연료필터(3)가 연료를 공급받을 수 있도록 연결된다.

상기 연료필터(3)는 상기 연료탱크(1)로부터 공급된 연료에 포함되어 있는 이물질을 걸러서 엔진 측으로 정화된 연료가 공급되게 하는 역할을 한다.

상기 연료필터(3)는 상기 연료공급라인(2)을 통해 연료를 공급받을 수 있도록 연료주입구를 구비하고, 내부에 설치된 필터를 통해 정화된 연료를 외부로 토출하기 위한 연료토출구를 각각 구비한다.

상기 연료필터(3)를 구성하는 연료필터 하우징의 하부에는 연료필터(3) 내부에 들어 있는 연료의 온도를 감지하는 온도감지센서(4)가 설치된다.

상기 온도감지센서(4)는 본 발명의 실시예에서 연료필터 하우징의 하부에 설치되어 있지만 연료필터(3) 내부의 연료온도를 적절히 감지할 수 있다면 반드시 하부에 설치할 필요는 없다.

상기 연료필터 하우징의 외측 벽에는 연료 필터 내부에 수용된 연료를 가진할 수 있도록 초음파 진동기(5)가 설치되는 데, 이 초음파 진동기(5)는 연료필터 하우징의 외측 벽에 고정되게 설치하는 것이 바람직하다.

상기 연료필터(3)의 연료토출는 연료공급라인(2)을 통해 연료펌프(6)와 연결된다. 따라서 상기 연료펌프(6)가 구동되면 연료공급라인(2)에 부압이 발생되어 연료탱크(1) 내부에 수용된 연료를 연료공급라인(2)을 통해 연료펌프(6)가 흡입하여 토출하게 된다.

상기와 같이 연료펌프(6)를 통해 토출된 연료는 엔진의 커먼레일(7)로 공급되고, 이렇게 공급된 연료는 인젝트(8)를 통해 엔진의 각 실린더로 분사되어 공급되게 된다.

한편 상기 커먼레일(7)로 공급된 연료 중에 잉여 연료는 커먼레일(7)의 토출구를 통해 연료리턴라인(9)을 경유하여 상기 연료탱크(1)로 복귀되게 된다.

이와 같은 연료의 공급 경로 과정에 대기 기온이 예컨대 영하 -17℃ 이하로 강하되면 디젤 연료에는 파라핀 성분에 의해 소정 크기의 결정 입자를 가진 왁스 성분이 형성되고, 기온 강하가 지속적으로 이루어지면 왁스 성분들이 서로 결집되어 상기 연료필터(3)의 매시를 통과할 수 없는 정도의 크기로 성장하게 되며, 이러한 왁스 성분들을 융해시키지 않으면 연료필터(3)를 통한 연료의 유동 성능이 저하되게 된다.

따라서 이러한 현상을 해소하기 위해 본 발명에서는 상기 초음파 진동기(5)를 매개로 상기와 같이 생성된 왁스 성분을 융해시키게 되는 데, 이를 위해 상기 초음파 진동기(5)의 작동을 제어하도록 엔진제어유니트(ECU; 10)의 출력단에 상기 초음파 진동기(5)가 전기적으로 접속되고, 연료의 온도를 감지하는 온도감지센서(4)는 상기 엔진제어유니트(10)의 입력단에 전기적으로 접속되어 연료의 온도를 감지한 신호를 엔진제어유니트에 입력하게 된다.

상기 엔진제어유니트(10)는 상기 온도감지센서(4)를 통해 입력되는 신호를 매개로 연료의 온도를 항상 감지하고, 감지된 온도가 설정된 온도 이하로 떨어지면, 상기 초음파 진동기(5)에 파워 신호를 보내어 초음파 진동기(5)를 작동시킨다.

이에 따라 상기 초음파 진동기(5)의 작동에 의해 연료필터 내부에 수용된 연료의 입자들이 진동을 받고, 케비테이션이라 불리는 미세한 기포의 발생과 소멸 현상이 초당 수만 횟수 정도로 반복되면서 화학적 및 열적 작용이 수반되어, 연료 성분 중의 결정 입자가 커진 왁스 성분 들이 원만하게 용해된다.

상기 연료 중의 왁스 성분들은 연료의 온도가 대략 영하 -5℃이면 용해되어 소멸되므로, 상기 엔진제어유니트는 연료의 온도를 온도감지센서를 통해 감지하면서 초음파 진동기의 작동을 연료온도에 따라 적절히 제어할 수 있고, 특정 시간 동안만 초음파 진동기가 작동되게 설정할 수 있다.

또한 혹한기에 차량을 시동할 때에 엔진제어유니트가 연료온도를 감지하여 상기와 같은 작동을 함으로써 차량의 시동 성능이 향상되고, 연료중의 왁스 성분들이 용해됨으로써 연료필터를 통한 연료의 공급이 원활해져 차량의 가속 성능도 향상되게 된다.

1-연료탱크 2-연료공급라인
3-연료필터 4-온도감지센서
5-초음파 진동기 6-연료펌프
7-커먼레일 8-인젝터
9-연료리턴라인 10-ECU

Claims (5)

1. 연료필터 내부에 수용된 연료에 초음파를 방사하는 초음파 진동기가 구비된 디젤연료 차량의 연료공급장치.
2. 청구항 1에 있어서, 연료의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 이 온도감지센서에 의해 감지된 연료의 온도에 따라 상기 초음파 진동기의 작동을 제어하는 제어기가 추가로 구비된 것을 특징으로 하는 디젤연료 차량의 연료공급장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어기는 연료의 온도가 소정 온도 이하일 때에 상기 초음파 진동기가 작동되게 하는 반면에 소정 온도 이상이면 상기 초음파 진동기의 작동을 중지시키도록 상기 초음파 진동기를 제어하는 것을 특징으로 하는 디젤연료 차량의 연료공급장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 제어기는 연료의 온도가 소정 온도 이하일 때에 상기 초음파 진동기를 소정 시간 동안 작동시키는 것을 특징으로 하는 디젤연료 차량의 연료공급장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 제어기는 연료의 온도가 영하 -17℃ 이하일 때에 상기 초음파 진동기를 작동시키고, 연료의 온도가 영하 -5℃ 이상일 때에는 상기 초음파 진동기의 작동을 중지시키도록 된 것을 특징으로 하는 디젤연료 차량의 연료공급장치.

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