KR20120062336A

KR20120062336A - Ｌｐｉ 인젝터

Info

Publication number: KR20120062336A
Application number: KR1020100123555A
Authority: KR
Inventors: 송진오
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN102486149B; CN102486149A; JP5813378B2; JP2012122468A

Abstract

LPI 인젝터가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 LPI 인젝터는 분사부, 상기 분사부의 외주를 감싸는 하우징, 상기 하우징의 하부에 결합되며 팁 관통부를 가지는 아이싱 팁, 상기 분사부의 하단과 연통되게 연결되며 상기 팁 관통부를 관통하며 설치되는 분사튜브를 포함하고, 상기 팁 관통부의 하단부에는 테이퍼지게 형성된 테이퍼부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＰＩ 인젝터{LPI INJECTOR}

본 발명은 LPI 인젝터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분사부와 분사튜브 사이에 LPG 연료가 잔류하는 것을 방지하는 LPI 인젝터에 관한 것이다.

일반적으로 LPI(Liquefied Petroleum Injection: LPG 액상 연료분사 장치) 엔진은 봄베(Bombe)의 압력에 의존한 기계식 LPG 연료 방식과는 달리, 봄베 내에 연료펌프를 설치하고, 상기 연료펌프에 의해 LPG 연료를 고압(5 내지 15bar) 액상화시켜 액상 연료를 인젝터(Injector)를 이용하여 기통 별로 분사하여 엔진을 구동하는 신기술(Mono-Fuel방식)이다.

이러한 LPI 엔진은 액상의 연료를 분사하므로, 믹서형식의 LPG 엔진의 구성품인 베이퍼라이저(Vaporizer), 믹서(Mixer) 등의 구성 부품은 필요 없게 되었으며, 새롭게 적용되는 구성품은 고압 인젝터, 봄베에 설치되는 연료펌프, 연료공급라인, LPI 전용 전자제어장치(ECU) 및 연료압력을 조절해주는 레귤레이터 유닛 등이 있다.

이러한 LPI 엔진의 전자제어장치는 각종 센서의 입력 신호를 받아들여 엔진의 상태를 판단하고, 최적의 공연비 및 엔진 성능향상을 위해 연료펌프, 인젝터 및 점화코일을 제어한다. 그리고 엔진에서 요구하는 연료량에 따라 연료펌프를 제어하여 액상 연료를 엔진에 공급하고, LPI 인젝터는 실린더별로 순차적으로 연료를 분사해서 최적의 공연비를 구현한다.

이러한 LPI 인젝터는 분사부와 분사튜브 사이에 조립 공차에 의한 공극이 존재하게 된다. 연료의 분사 시 일부의 액상 연료가 공극에서 기화되면서 타르(Tar)가 발생함과 동시에 타르가 이러한 공극에 고착되어 연료 분사홀을 막아 분사 장애를 일으킬 수 있다. 또한, 이로 인해 연료의 공급이 불량해져 배기 불량이나 엔진 정지등의 문제가 유발될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 분사부와 분사튜브 사이에 공극이 발생하지 않도록 구성되어 LPG 연료가 잔류하는 것을 방지하는 LPI 인젝터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 LPI 인젝터는 분사부, 상기 분사부의 외주를 감싸는 하우징, 상기 하우징의 하부에 결합되며 팁 관통부를 가지는 아이싱 팁, 상기 분사부의 하단과 연통되게 연결되며 상기 팁 관통부를 관통하며 설치되는 분사튜브를 포함하고, 상기 팁 관통부의 하단부에는 테이퍼지게 형성된 테이퍼부가 형성될 수 있다.

상기 분사튜브의 하단부는 상기 팁 관통부의 테이퍼부와 접촉할 수 있다.

상기 팁 관통부의 테이퍼부의 경사각은 상기 팁 관통부를 따라 연장되는 관통축을 기준으로 10도±2도 내지 20도±2도일 수 있다.

상기 분사튜브의 하단부의 직경은 분사튜브의 중간부의 직경보다 작을 수 있다.

상기 하우징은 상기 분사튜브가 관통되며 설치되는 하우징 관통부를 가질 수있다.

상기 하우징 관통부는 상기 팁 관통부와 연통될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 팁 관통부의 하단부에 분사튜브의 하단부와 접촉하는 테이퍼부를 형성함으로써 분사튜브의 위치를 소정 거리만큼 상부로 이동시켜 분사부와 분사튜브의 밀착부위를 증가시켜 기밀을 유지할 수 있다. 이와 같이, 분사부와 분사튜브 사이의 공극을 최소화함으로써 LPG 연료가 잔류하지 않아 연료의 기화를 방지함과 동시에 타르의 발생 및 고착을 최소화하여 분사 튜브가 막히는 것을 방지할 수 있다.

또한, 타르가 분사부와 분사튜브 사이에 고착되지 않으므로 별도의 초음파 세척이 필요하지 않은 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPI 인젝터의 횡단면도이다.
도 2는 도 1의 분사튜브와 아이싱 팁의 분리도이다.
도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.

이하 본 발명의 실시예들에 따른 LPI 인젝터를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPI 인젝터의 횡단면도이고, 도 2는 도 1의 분사튜브와 아이싱 팁의 분리도이고, 도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LPI 인젝터는 연료가 분사되는 분사부(100), 분사부(100)의 외주를 감싸는 하우징(200), 하우징(200)의 하부에 결합되는 아이싱 팁(300), 그리고 아이싱 팁(300)을 관통하여 설치되며 일단은 분사부(100)의 하단에 연통되게 연결되는 분사튜브(400)를 포함한다.

분사부(100)의 상단에는 전원 및 신호공급을 위한 플러그(101)가 구비되며, 상기 분사부(100)의 내부 구성 및 동작은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

하우징(200)은 분사부(100)를 수용하는 메인하우징(210) 및 메인하우징(210)의 개방된 단부를 덮으며 분사부(100)를 메인하우징(210)에 고정시키는 커버(220)를 포함한다.

메인 하우징(210)에는 연료 공급부(211)와 연료 리턴부(212)가 형성되며, 연료 공급부(211)를 통과하여 엔진으로 분사되고 남은 연료는 연료 리턴부(212)를 통해 봄베로 회수된다. 메인 하우징(210)의 내부에는 분사튜브(400)가 관통되는 하우징 관통부(210a)가 형성되어 있다.

메인하우징(210)에는 결합용 플랜지(213)가 측방향으로 돌출되게 형성되어 있으며, 결합용 플랜지(213)에는 내주면에 나선이 형성된 결합공이 관통되게 형성되어 있다. 즉, 결합용 플랜지(213) 및 결합공에 의해 엔진의 매니폴드에 견고하게 조립된다. 여기서, 결합공은 1개만 형성되어도 좋으나, 메인하우징(210)의 둘레를 따라 2개 이상 형성되어 조립 강도를 한층 향상시킬 수 있다.

그리고, 분사부(100)와 하우징(200) 사이, 분사부(100)와 아이싱 팁(300) 사이에는 실링(sealing)을 위한 오링(214)이 설치되어 있다.

아이싱 팁(300)은 공급열원을 받아 분사튜브(400)의 상단부에 발생한 얼음을 녹여주어 아이싱을 방지하게 된다. 즉, LPG 연료가 분사튜브(400)를 통해 매니폴드로 분사할 때, LPG 연료의 기화증발열에 의해 주위의 습기를 포함하는 공기를 냉각하면서 분사튜브(400)의 상단부에 얼름을 발생시킨다. 이러한 얼음을 아이싱 팁(300)이 녹여주어 아이싱을 방지할 수 있다.

아이싱 팁(300)의 내부에는 분사튜브(400)가 관통되며 설치되는 팁 관통부(300a)가 형성되어 있다. 팁 관통부(300a)는 메인 하우징(210)의 하우징 관통부(210a)와 연통되어 위치하고 있다.

팁 관통부(300a)의 하단부에는 테이퍼지게 형성된 테이퍼부(300b)가 형성되어 있다. 그리고, 분사튜브(400)의 내부에는 분사공(400a)이 형성되어 있으며, 분사공(400a)을 따라 연료가 분사된다. 분사튜브(400)의 하단부(410)의 직경(r1)은 분사튜브(400)의 중간부(420)의 직경(r2)보다 작을 수 있다. 이는 분사튜브(400)의 하단부(410)가 팁 관통부(300a)의 테이퍼부(300b)와 접촉하여 안착되기 위함이다.

이러한 팁 관통부(300a)의 테이퍼부(300b)의 경사각(θ)은 팁 관통부(300a)를 따라 연장되는 관통축(Y)을 기준으로 10도±2도 내지 20도±2도일 수 있다.

팁 관통부(300a)의 테이퍼부(300b)의 경사각(θ)이 관통축(Y)을 기준으로 10도±2보다 작은 경우에는 분사튜브(400)의 하단부(410)가 팁 관통부(300a)의 테이퍼부(300b)와 접촉하지 않을 수 있다. 따라서, 이 경우 분사튜브(400)의 위치가 상부로 이동되지 않으므로 분사부(100)와 분사튜브(400) 사이에 공극이 발생하기 쉽다.

또한, 팁 관통부(300a)의 테이퍼부(300b)의 경사각(θ)이 관통축(Y)을 기준으로 20도±2도보다 큰 경우에는 분사튜브(400)의 하단부(410)가 팁 관통부(300a)의 테이퍼부(300b)의 최상부와 접촉하므로 분사튜브(400)의 위치가 상부로 많이 이동하게 되어 분사튜브(400)가 분사부(100)를 밀어내게 된다. 따라서, 메인 하우징(210)과 아이싱 팁(300)이 제대로 결합되지 않을 수 있다.

이와 같이, 팁 관통부(300a)의 하단부에 분사튜브(400)의 하단부(410)와 접촉하는 테이퍼부(300b)를 형성함으로써 분사튜브(400)의 위치를 소정 거리만큼 상부로 이동시켜 분사부(100)와 분사튜브(400)의 밀착부위를 증가시키므로 기밀을 유지할 수 있다. 이와 같이, 분사부(100)와 분사튜브(400) 사이의 공극(d)을 최소화함으로써 LPG 연료가 잔류하지 않아 LPG 연료의 기화를 방지함과 동시에 타르의 발생 및 고착을 최소화하여 분사 튜브(400)의 분사공(400a)이 막히는 것을 방지할 수 있다. 또한, 타르가 분사부(100)와 분사튜브(400) 사이에 고착되지 않으므로 별도의 초음파 세척이 필요하지 않은 장점이 있다.

분사튜브(400)는 열전도율이 낮은 단열 특성을 가지는 테프론 수지로 형성할 수 있다. 이와 같이 분사튜브(400)를 테프론 수지로 형성함으로써 분사튜브(400)을 통과하는 액상의 연료가 하우징(200)를 통해 열을 흡수하면 액상의 연료는 상 변화에 의해 기화되어 기상의 연료로 변경되므로 연료의 흐름이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 분사부 200: 하우징
300: 아이싱 팁 400: 분사튜브

Claims

분사부,
상기 분사부의 외주를 감싸는 하우징,
상기 하우징의 하부에 결합되며 팁 관통부를 가지는 아이싱 팁,
상기 분사부의 하단과 연통되게 연결되며 상기 팁 관통부를 관통하며 설치되는 분사튜브
를 포함하고,
상기 팁 관통부의 하단부에는 테이퍼지게 형성된 테이퍼부가 형성되는 것을 특징으로 하는 LPI 인젝터.
제1항에 있어서,
상기 분사튜브의 하단부는 상기 팁 관통부의 테이퍼부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 LPI 인젝터.
제2항에 있어서,
상기 팁 관통부의 테이퍼부의 경사각은 상기 팁 관통부를 따라 연장되는 관통축을 기준으로 10도±2도 내지 20도±2도인 것을 특징으로 하는 LPI 인젝터.
제3항에 있어서,
상기 분사튜브의 하단부의 직경은 분사튜브의 중간부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 LPI 인젝터.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 분사튜브가 관통되며 설치되는 하우징 관통부를 가지는 것을 특징으로 하는 LPI 인젝터.
제1항에 있어서,
상기 하우징 관통부는 상기 팁 관통부와 연통되는 것을 특징으로 하는 LPI 인젝터.