KR20130131783A - Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control - Google Patents

Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control Download PDF

Info

Publication number
KR20130131783A
KR20130131783A KR1020120055607A KR20120055607A KR20130131783A KR 20130131783 A KR20130131783 A KR 20130131783A KR 1020120055607 A KR1020120055607 A KR 1020120055607A KR 20120055607 A KR20120055607 A KR 20120055607A KR 20130131783 A KR20130131783 A KR 20130131783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
fuel injection
target wheel
driven gear
cng engine
Prior art date
Application number
KR1020120055607A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김진희
장양
Original Assignee
대동공업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대동공업주식회사 filed Critical 대동공업주식회사
Priority to KR1020120055607A priority Critical patent/KR20130131783A/en
Publication of KR20130131783A publication Critical patent/KR20130131783A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/345—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Disclosed is an agricultural vehicle CNG engine having a CPS device for controlling fuel injection timing. In the CNG engine according to the present invention, a driving gear is installed on a crank shaft, a driven gear is connected to the driving gear with being electrically driven by the medium of an intermediate gear which is installed at a cylinder block and is able to freely rotate, a target wheel placed on a driven shaft having the driven gear rotates along with the driven gear, and a CPS sensor outputting the positional information of the crank shaft by detecting the rotation of the target wheel is adjacently installed at the target wheel.

Description

연료분사시기 제어를 위한 ＣＰＳ 장치를 갖춘 농작업차용 ＣＮＧ 엔진{CNG engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control}CNG engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control

본 발명은 CNG(압축천연가스)를 연료로 하는 농작업차용 CNG 엔진에 관한 것으로, 상세하게는 크랭크 축의 위치감지를 통해 최적의 연료분사시기를 도출할 수 있도록 CPS(crank shaft sensing) 장치를 적용한 농작업차용 CNG 엔진에 관한 것이다.
The present invention relates to a CNG engine for an agricultural work vehicle using CNG (compressed natural gas) as a fuel. It relates to a CNG engine for farm vehicles.

농작업차는 예컨대, 트랙터(Tractor)의 경우 경작용(耕作用)으로 주로 이용되는 특성상 강력한 힘을 내는 기계식 구조의 디젤엔진을 일반적으로 탑재하고 있다. 종래 농작업차용 디젤엔진은, 실린더 블록을 사이에 두고 위, 아래로 각각 실린더 헤드와 오일 팬이 결합된 일반적인 디젤엔진의 구성과 같고, 실린더 블록에 설치되는 캠축에 의해 연료분사시기가 제어되는 구조로 되어 있다.Agricultural trucks, for example, are generally equipped with a mechanical diesel engine having a strong force due to the characteristics mainly used as a tractor in the case of a tractor. Conventional agricultural engine diesel engine is the same as the configuration of a general diesel engine combined with a cylinder head and an oil pan, respectively, up and down with a cylinder block in between, the fuel injection timing is controlled by a camshaft installed in the cylinder block It is.

즉, 종래 농작업차에 적용되는 디젤엔진은 캠축의 회전으로 연료분사시기가 결정되는 기계식 구조로 되어 있으며, 따라서 엔진 구동환경 예컨대, 부하운전 또는 무부하 고속운전 등에 상관 없이 연료분사시기가 항상 일정하게 유지되는 특성이 있다. 디젤을 연료로 이용하며 고온고압의 압축점화 방식을 이용하는 구조적 특징으로 인하여 다른 엔진에 비해 강력한 힘을 낼 수 있어 출력에는 큰 지장이 없기 때문이다.In other words, the diesel engine applied to the conventional agricultural work vehicle has a mechanical structure in which the fuel injection timing is determined by the rotation of the camshaft. There is a characteristic to be maintained. This is because the diesel engine is used as a fuel and the structural characteristics using the compression ignition method of high temperature and high pressure can produce powerful force compared to other engines, so there is no big problem in the output.

한편, 친환경 엔진으로 주목 받는 CNG 엔진의 경우 유해가스 배출이 거의 없어 대기오염을 방지하는 측면에서는 유리하지만, 디젤엔진에 비해 출력이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 연료인 CNG(압축천연가스)의 안정적인 완전연소를 도모하고 보다 향상된 성능확보를 위해, ECU를 통해 연료분사시기가 운전조건에 따라 최적으로 유지될 수 있도록 전자식으로 제어하기 위한 CPS 장치를 적용하고 있다.On the other hand, the CNG engine, which is attracting attention as an eco-friendly engine, is advantageous in terms of preventing air pollution because there is almost no harmful gas emission, but has a disadvantage in that the output is lower than that of a diesel engine. Therefore, in order to achieve stable and complete combustion of fuel CNG (compressed natural gas) and to improve performance, CPS system is applied to control electronically so that fuel injection timing can be optimally maintained according to the operating conditions through ECU. have.

CPS 장치(crank shaft position sensing device)는 실질적으로 구동력을 출력하는 크랭크 축의 위치감지를 통해, 1번 실린더 폭발 행정에서의 피스톤 상사점(TDC, Top Dead Center)을 찾아 내고 이를 통해 최적의 시기에 각 실린더 별 연료분사가 행해질 수 있도록 한 장치이다. 이와 같은 CPS 장치는 일반적으로, 크랭크 축 또는 상기 캠축의 회전각을 감지하는 센서와 축 상의 돌기(lug)로 구성된다.The crank shaft position sensing device (CPS) finds the piston top dead center (TDC) in the first cylinder explosion stroke by detecting the position of the crankshaft, which actually outputs the driving force, and thereby provides It is a device that enables fuel injection by cylinder. Such a CPS device is generally composed of a sensor for detecting the rotation angle of the crankshaft or the camshaft and a lug on the shaft.

위와 같은 압축천연가스를 연료로 하는 CNG 엔진은, 연료 특성에 기인한 출력차이로 인해 구조에 있어 종래 기계식 디젤엔진과 차이가 있다. 따라서 기계식이던 종래의 농작업차용 디젤엔진을 CNG 엔진으로 전환/개량하여 양산하기 위해서는, CNG 엔진 특성에 맞게 레이아웃을 변경하고 그 레이아웃 변경에 맞추어 전체적인 생산라인 또한 개축하거나 증축해야 하는 등 추가 비용이 막대하게 소요된다.The CNG engine using the above-described compressed natural gas as a fuel is different from the conventional mechanical diesel engine in structure due to the output difference caused by the fuel characteristics. Therefore, in order to mass-produce and convert a conventional diesel engine for agricultural work engines to a CNG engine, additional costs are required, such as changing the layout according to the characteristics of the CNG engine and rebuilding or expanding the entire production line according to the layout change. It takes

대한민국 실용공개 제1999-0000495호Republic of Korea Utility Publication No. 1999-0000495

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 농작업차량에 탑재되는 디젤엔진의 전체적인 구조를 변경하지 않고도 CNG 엔진으로의 전환을 도모할 수 있는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진을 제공하고자 하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is a CNG engine for a farm work vehicle equipped with a CPS device for controlling the fuel injection timing that can be switched to the CNG engine without changing the overall structure of the diesel engine mounted on a conventional agricultural work vehicle Is to provide.

과제의 해결 수단으로서 본 발명은, CNG(압축천연가스)를 연료로 하는 농작업차용 CNG 엔진이며, 크랭크 축 상에 원동기어가 설치되고, 실린더 블록에 회전 자유롭게 장치되는 중간기어를 매개로 종동기어가 상기 원동기어와 전동 가능하게 연결되며, 종동기어가 장착된 종동축 상에는 타겟 휠이 배치되어 상기 종동기어와 함께 회전하고, 타겟 휠의 회전을 감지하여 크랭크 축의 위치정보를 출력하는 CPS 센서가 상기 타겟 휠에 근접 설치된 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진을 제공한다. As a means of solving the problem, the present invention is a CNG engine for a farm truck using CNG (compressed natural gas) fuel, the driven gear is provided on the crankshaft, the driven gear is provided via the intermediate gear rotatably installed in the cylinder block A target wheel is disposed on a driven shaft that is electrically connected to the motive gear, and a driven wheel is disposed to rotate with the driven gear, and a CPS sensor that detects the rotation of the target wheel and outputs position information of the crankshaft is detected by the target gear. It provides a CNG engine for a farm truck with a CPS device for controlling the fuel injection timing, characterized in that installed close to the wheel.

본 실시예에서 상기 종동축은 상기 실린더 블록의 외 측면부 일측에 회전 자유롭게 장치될 수 있다. In the present embodiment, the driven shaft may be freely rotated on one side of the outer side portion of the cylinder block.

이 경우 상기 종동축은 실린더 블록 길이방향을 따라 일정길이로 연장된 구성을 갖고, 그 말단에는 동력 전달을 위한 전동연결부를 형성하고 있으며, 상기 전동연결부에 유압펌프의 입력축이 직결됨으로써 연동되는 구성일 수 있다. In this case, the driven shaft has a configuration extending in a predetermined length along the longitudinal direction of the cylinder block, the end of which forms an electric connection for power transmission, the electric connection is connected to the input shaft of the hydraulic pump directly Can be.

흡입-압축-폭발-배기 사이클을 따르는 4행정 사이클 엔진의 경우 크랭크 축이 2회전하는 사이에 1회의 사이클이 완료되므로, 본 실시예에서 상기 중간기어를 매개로 한 원동기어와 종동기어의 기어비는 2:1일 수 있다.In the case of the four-stroke cycle engine following the suction-compression-explosion-exhaust cycle, one cycle is completed between two rotations of the crankshaft. Therefore, in this embodiment, the gear ratio of the prime gear and the driven gear via the intermediate gear is 2: 1.

본 실시예에서 상기 타겟 휠은 종동축 상에서 상기 종동기어 후방으로 간격을 두고 이격 설치될 수 있다.In the present embodiment, the target wheel may be spaced apart from the rear of the driven gear on the driven shaft.

본 실시예에서 상기 타겟 휠은 바람직하게, 외연에 일정한 피치로 기어 치(齒)가 형성되되 중간에 상기 기어 치 일부가 생략되어 CPS(crank shaft sensing) 센서가 인식하게 되는 센싱구간을 형성한 구성일 수 있다.In the present embodiment, the target wheel is preferably configured to form a sensing section in which gear teeth are formed at a constant pitch on the outer edge, but a part of the gear teeth is omitted in the middle so that the crank shaft sensing (CPS) sensor can recognize them. Can be.

또한, CPS(crank shaft sensing) 센서에 의해 상기 센싱구간을 감지함으로써 크랭크 축의 위치정보를 출력함에 있어서는, 인접 배치된 종동기어의 기어치에 의해 발생할 수 있는 센싱오류가 미연에 방지될 수 있도록, 상기 센싱구간에 대응되는 위치의 종동기어 외연에는 그루브(groove)가 형성될 수 있다.
In addition, when outputting the position information of the crankshaft by sensing the sensing section by a crank shaft sensing (CPS) sensor, the sensing error that may be caused by the gear value of the adjacent driven gear is prevented in advance, Grooves may be formed on the outer edge of the driven gear at a position corresponding to the sensing section.

본 발명의 실시예에 따른 농작업차용 CNG 엔진은, 연료분사시기의 기계적 제어를 위한 종래 디젤엔진에서 캠축을 삭제하고 그 위치에 타겟 휠과 CPS 센서로 이루어진 CPS 장치를 적용한 구성을 이루고 있다. 즉, 종래 농작업차량에 탑재되고 있는 디젤엔진의 전체적인 포맷은 그대로 유지하면서도 연료분사시기를 전자식으로 제어하는 CPS 장치를 구비함으로써 CNG를 연료로 사용할 수 있는 환경을 지원하게 된다.The CNG engine for a farm truck according to an embodiment of the present invention is configured to remove a camshaft from a conventional diesel engine for mechanical control of fuel injection timing and to apply a CPS device composed of a target wheel and a CPS sensor at a position thereof. In other words, by providing a CPS device that electronically controls the fuel injection timing while maintaining the overall format of the diesel engine mounted on a conventional farm vehicle, it is possible to support an environment in which CNG can be used as fuel.

또한, 구조적으로는 위와 같이 종래 디젤엔진의 전체적인 포맷을 유지함으로써, 종래 디젤엔진 부품을 공용할 수 있고 따라서 디젤엔진을 CNG 엔진으로 전환 생산함에 따른 막대한 초기 투자비용의 절감을 꾀할 수 있어 경제적 측면에서 매우 유리하다. 결과적으로는, 유해가스 배출이 거의 없는 환경친화적인 농작업차량으로의 전환 및 양산에 소요되는 제반 비용을 현저히 줄일 수 있다.In addition, by structurally maintaining the overall format of the conventional diesel engine as described above, it is possible to share the conventional diesel engine parts, and thus can save enormous initial investment cost by converting and producing the diesel engine to the CNG engine. Very advantageous. As a result, it is possible to significantly reduce the overall costs for the conversion and mass production of environmentally friendly agricultural work vehicles with little harmful gas emissions.

또한, 본 발명에 따른 농작업차용 CNG 엔진은, 연료분사시기 제어를 위한 캠축이 삭제되어 형성된 공간에 유압펌프가 배치되고, 이 유압펌프는 CPS 장치를 구성하는 축과 직결되어 엔진 출력에 연동됨으로써, 유압펌프 배치를 위한 별도의 스페이스가 요구되지 않으며, 엔진에서 출력되는 동력을 유압펌프 측으로 전달하기 위한 별도의 전동기구 예컨대, 풀리 및 벨트 등을 생략할 수 있어 단가 또한 크게 낮출 수 있다는 장점이 있다.
In addition, in the CNG engine for a farm truck according to the present invention, a hydraulic pump is disposed in a space formed by eliminating a camshaft for controlling fuel injection timing, and the hydraulic pump is directly connected to the shaft constituting the CPS device and interlocked with the engine output. In this case, a separate space for the hydraulic pump is not required, and an additional electric mechanism for transmitting power output from the engine to the hydraulic pump side, for example, a pulley and a belt, can be omitted, thereby reducing the unit cost. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농작업차용 CNG 엔진의 사시도.
도 2는 도 1에 나타난 농작업차용 CNG 엔진의 정면도.
도 3은 도 1에 나타난 농작업차용 CNG 엔진의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 농작업차용 CNG 엔진의 주요부인 도 2의 A부분을 확대 도시한 확대도.
도 5는 도 4의 확대도에 나타난 주요부의 개략 측면도.
도 6은 본 발명인 농작업차용 CNG 엔진의 CPS 장치를 구성하는 핵심 구성요소인 타겟 휠의 정면도.1 is a perspective view of a farm vehicle CNG engine according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of the CNG engine for a farm truck shown in Figure 1;
Figure 3 is a side view of the CNG engine for a farm truck shown in Figure 1;
Figure 4 is an enlarged view showing an enlarged portion A of Figure 2 which is a major part of a CNG engine for a farm truck according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic side view of a main part shown in the enlarged view of FIG. 4;
Figure 6 is a front view of the target wheel which is a key component constituting the CPS device of the present inventors CNG engine for a work truck.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, a detailed description of known configurations will be omitted, and a detailed description of configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농작업차용 CNG 엔진의 사시도이며, 도 2는 도 1에 나타난 농작업차용 CNG 엔진의 정면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 나타난 농작업차용 CNG 엔진의 측면도를 나타내고 있다. 이들 도면을 참조하여 본 발명에 따른 농작업차용 CNG 엔진의 전체적인 구성에 대해 먼저 개략적으로 살펴보기로 한다.1 is a perspective view of a farm vehicle CNG engine according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the farm vehicle CNG engine shown in FIG. 3 shows a side view of the CNG engine for a farm truck shown in FIG. 1. The overall configuration of the CNG engine for a farm truck according to the present invention will be described first with reference to these drawings.

도 1 내지 도 3을 참조하면, CNG 엔진을 구성하는 실린더 블록(10)에는 수 개(4 기통 엔진의 경우 4 개)의 실린더(부호 생략)가 형성된다. 이 실린더 블록(10) 위에는 실린더 헤드(11)가 장착되고, 실린더 헤드(11)에는 실린더로 연료와 공기를 도입시키거나 연소 후 발생된 배기가스 배출을 위한 흡/배기 밸브 및 이들 밸브 개폐를 위한 개폐기구(도시 생략) 설치된다. 1 to 3, the cylinder block 10 constituting the CNG engine is formed of a number of cylinders (not shown) in the cylinder block 10 (four in the case of a four-cylinder engine). The cylinder head 11 is mounted on the cylinder block 10, and the cylinder head 11 has an intake / exhaust valve for introducing fuel and air into the cylinder or exhaust gas generated after combustion, and for opening and closing these valves. Opening and closing mechanism (not shown) is provided.

실린더 블록(10)에 형성되는 상기 실린더에는 피스톤(미도시)이 승강 가능하게 설치되며, 실린더 블록(10) 하부에는 다양한 경로를 통해 엔진 내부로 공급되는 윤활제 저장을 위한 오일 팬(부호 생략)이 장착된다. 상기 실린더 내 각 피스톤의 승강운동은 해당 피스톤과 연결되는 커넥팅 로드를 매개로 크랭크 축(12)에 회전운동으로 전달되고, 따라서 크랭크 축(12)은 회전력을 출력하게 된다. A piston (not shown) is installed in the cylinder formed in the cylinder block 10 so that the cylinder can be lifted, and an oil pan (not shown) for storing a lubricant supplied into the engine through various paths is provided below the cylinder block 10. Is mounted. Lifting motion of each piston in the cylinder is transmitted to the crank shaft 12 in a rotational motion via a connecting rod connected to the piston, so that the crank shaft 12 outputs the rotational force.

실린더 블록(10) 외측으로 뻗어 나온 상기 크랭크 축(12) 선단에는 원동기어(13)가 설치되어 크랭크 축(12) 회전과 함께 회전한다. 그리고 실린더 블록(10) 전면 중앙부에 회전 자유롭게 장치되는 중간기어(14)를 매개로 종동기어(15)가 상기 원동기어(13)와 전동 가능하게 연결되며, 종동기어(15)는 상기 실린더 블록(10)의 외 측면부 일측에 회전 자유롭게 장치된 종동축(16) 상에 설치된다.At the tip of the crank shaft 12 extending out of the cylinder block 10, a motive gear 13 is installed and rotates with the rotation of the crank shaft 12. In addition, a driven gear 15 is electrically connected to the motive gear 13 via an intermediate gear 14 that is rotatably installed at the front center of the cylinder block 10, and the driven gear 15 is connected to the cylinder block ( 10) is provided on the driven shaft 16, which is freely installed on one side of the outer side portion.

종동기어(15)가 설치된 상기 종동축(16) 및 그 근접 위치에는 실린더로 도입되는 연료의 분사시기 제어에 관여하는 CPS 장치(Crank shaft position sensing device, 17)가 장치된다. CPS 장치(17)는 상기 원동기어(13)로부터 입력되는 크랭크 축(12)의 회전정보를 기초로 1번 실린더 폭발 행정에서의 피스톤 상사점(TDC, Top Dead Center)의 위치정보 도출을 위한 신호를 출력한다.The driven shaft 16 and its adjacent position in which the driven gear 15 is installed are equipped with a CPS shaft (Crank shaft position sensing device) 17 which is involved in controlling the injection timing of the fuel introduced into the cylinder. CPS device 17 is a signal for deriving the position information of the piston top dead center (TDC, Top Dead Center) in the first cylinder explosion stroke based on the rotation information of the crankshaft 12 input from the motive gear 13 Outputs

CPS 장치(17)는 구체적으로, 타겟 휠(17a)과 이 타겟 휠(17a)에 근접 설치되는 CPS 센서(17b)로 구성된다. 타겟 휠(17a)은 종동기어(15)가 장착된 종동축(16) 상에 배치되어 종동기어(15)와 함께 같은 회전수로 회전을 하게 되고, CPS 센서(17b)는 타겟 휠(17a)의 회전위치를 검출하여 크랭크 축(12)의 위치정보를 출력하고 이를 ECU에 전달한다.Specifically, the CPS device 17 is composed of a target wheel 17a and a CPS sensor 17b installed in proximity to the target wheel 17a. The target wheel 17a is disposed on the driven shaft 16 on which the driven gear 15 is mounted to rotate at the same rotational speed as the driven gear 15, and the CPS sensor 17b is the target wheel 17a. Detect the rotation position of the crank shaft 12 outputs the position information and transmits it to the ECU.

CPS 센서(17b)에 의해 검출된 타겟 휠(17a)의 회전위치를 기반으로 하는 크랭크 축(12)의 위치정보가 ECU에 전달되면, ECU는 CPS 센서(17b)에서 전달된 크랭크 축(12)의 위치정보를 기초로 하여 각 실린더에 대한 최적의 연료분사시기를 산출하고 이를 토대로 각 실린더에 배치된 연료분사장치의 연료분사시기를 제어한다.When the positional information of the crankshaft 12 based on the rotational position of the target wheel 17a detected by the CPS sensor 17b is transmitted to the ECU, the ECU sends the crankshaft 12 transmitted from the CPS sensor 17b. The fuel injection timing for each cylinder is calculated on the basis of the positional information of and the fuel injection timing of the fuel injection device disposed in each cylinder is controlled.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 농작업차용 CNG 엔진의 주요부를 확대 도시한 확대도이며, 도 5는 도 4의 확대도에 나타난 주요부의 개략 측면도이다. 그리고 도 6은 본 발명인 농작업차용 CNG 엔진의 CPS 장치를 구성하는 핵심 구성요소인 타겟 휠을 정면도에서 바라본 도면을 나타내고 있다.Figure 4 is an enlarged view showing the main part of the agricultural work vehicle CNG engine according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a schematic side view of the main part shown in the enlarged view of FIG. 6 is a front view showing a target wheel which is a key component constituting the CPS device of the CNG engine for a farm vehicle according to the present invention.

도 4 내지 도 5의 도시와 같이, 타겟 휠(17a)은 구체적으로 종동축(16) 상에서 동축 상의 상기 종동기어(15) 후방으로 일정한 간격, 바람직하게는 3 ~ 4mm정도 간격을 두고 이격 설치된다. 그리고 상기 CPS 센서(17b)는 상기 타겟 휠(17a) 측방으로 일정한 거리를 두고 근접 배치되어 타겟 휠(17a)의 회전을 감지하며 타겟 휠에 의해 감지된 신호를 토대로 ECU에 의해 크랭크 축(12)의 위치정보가 출력된다. As shown in FIGS. 4 to 5, the target wheel 17a is specifically spaced apart at regular intervals, preferably about 3 to 4 mm, behind the driven gear 15 on the coaxial shaft on the driven shaft 16. . The CPS sensor 17b is disposed close to the target wheel 17a at a predetermined distance to detect the rotation of the target wheel 17a, and the crank shaft 12 by the ECU is based on a signal detected by the target wheel 17a. Position information is output.

타겟 휠(17a)은 바람직하게 도 6과 같이, 외연에 일정한 피치로 기어 치(齒)가 형성된 구성을 가지면서, 중간에 기어 치 일부가 생략됨으로써 CPS 센서(17b)에 의해서 타겟 휠의 현 회전위치가 인식될 수 있도록 센싱구간(170)이 형성된 구성일 수 있다. 물론 원판 형 휠의 원주면 어느 한 지점에 상기 CPS 센서(17b)에 의해 감지 가능한 크기의 돌기(lug)를 형성시킨 구성의 변형도 가능하다. The target wheel 17a preferably has a configuration in which gear teeth are formed at a constant pitch on the outer periphery, as shown in FIG. 6, and a part of the gear teeth is omitted in the middle so that the current rotation of the target wheel is performed by the CPS sensor 17b. The sensing section 170 may be formed to recognize the location. Of course, it is also possible to modify the configuration in which a lug of a size detectable by the CPS sensor 17b is formed at any one circumferential surface of the disc-shaped wheel.

CPS 센서(17b)에 의해 타겟 휠(17a)에 형성된 상기 센싱구간(170)을 감지함으로써 크랭크 축(12)의 위치정보를 출력함에 있어서는, 동축(同軸) 상에서 상기 타겟 휠(17a)에 인접 배치되는 상기 종동기어(15)의 기어치로 인하여 센싱오류가 발생할 수 있다. 따라서 그 센싱오류 방지를 위해, 상기 센싱구간(170)에 대응되는 위치의 종동기어(15) 외연에는 그루브(groove, 150)를 형성시킴이 바람직하다.In outputting the positional information of the crankshaft 12 by sensing the sensing section 170 formed on the target wheel 17a by the CPS sensor 17b, it is arranged adjacent to the target wheel 17a on the same axis. The sensing error may occur due to the gear value of the driven gear 15. Therefore, in order to prevent the sensing error, it is preferable to form a groove 150 on the outer edge of the driven gear 15 at the position corresponding to the sensing section 170.

한편, 흡입-압축-폭발-배기 사이클을 따르는 4행정 사이클 엔진의 경우 크랭크 축(12)이 2회전하는 사이에 1회의 사이클이 완료된다. 따라서 각 실린더 내부로의 연료분사는 상사점(TDC, Top Dead Center)을 시작점으로 크랭크 축(12)의 2회전이 완료된 직후 다음 사이클이 시작되는 시점에서 행해져야 한다. 그러므로 중간기어(14)를 매개로 한 전술한 원동기어(13)와 종동기어(15) 사이의 기어비는 2:1이 바람직하다.On the other hand, in the case of a four-stroke cycle engine following the suction-compression-explosion-exhaust cycle, one cycle is completed between two rotations of the crankshaft 12. Therefore, the fuel injection into each cylinder should be performed at the beginning of the next cycle immediately after two rotations of the crankshaft 12 are completed, starting from the top dead center (TDC). Therefore, the gear ratio between the above-described prime gear 13 and driven gear 15 via the intermediate gear 14 is preferably 2: 1.

다른 한편, 종동기어(15) 및 타겟 휠(17a)이 장착되는 종동축(16)은 실린더 블록(10)의 길이방향으로 일정길이로 연장되어 그 말단에 동력전달을 위한 전동연결부(160) 예컨대, 스플라인이 형성된 구성을 갖고, 이러한 전동연결부(160)에는 유압펌프(18)의 입력축이 전동 가능하게 직결된다. 이에 따라 유압펌프(18) 동작을 위해 종래 체인 또는 벨트와 같은 별도의 전동수단을 생략시킬 수 있다. On the other hand, the driven shaft 16, on which the driven gear 15 and the target wheel 17a are mounted, extends in a longitudinal direction in the longitudinal direction of the cylinder block 10 so as to provide an electric connection 160 for power transmission at its end, for example. , Has a configuration in which a spline is formed, and the input shaft of the hydraulic pump 18 is directly connected to the electric connection unit 160 so as to be able to rotate. Accordingly, a separate transmission means such as a chain or a belt may be omitted for the operation of the hydraulic pump 18.

도 4 내지 도 5에서 미설명 부호 19는 타겟 휠(17a)과 종동기어(15)가 장착되는 상기한 종동축(16)이 실린더 블록(10) 측부에서 회전 자유롭게 지지될 수 있도록 상기 실린더 블록과 일체로 형성되는 브래킷이며, 20은 이 브래킷 내측에 설치되어 상기 종동축의 회전을 가능하게 하는 베어링을 각각 가리킨다.In FIGS. 4 to 5, reference numeral 19 denotes the cylinder block so that the driven shaft 16, on which the target wheel 17a and the driven gear 15 are mounted, can be rotatably supported on the cylinder block 10 side. It is a bracket integrally formed, and 20 denotes bearings installed inside the bracket to enable rotation of the driven shaft.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 CNG 엔진에 따르면, 연료분사시기의 기계적 제어를 위한 종래 디젤엔진에서 캠축을 삭제하고 그 위치에 타겟 휠과 CPS 센서로 이루어진 CPS 장치를 적용한 구성을 이루고 있다. 즉 종래 농작업차량에 탑재되고 있는 디젤엔진의 전체적인 포맷은 그대로 유지하면서도 연료분사시기를 전자식으로 제어하는 CPS 장치를 구비함으로써 CNG를 연료로 사용할 수 있는 환경을 지원하게 된다.According to the CNG engine of the present invention having the above configuration, the camshaft is removed from the conventional diesel engine for the mechanical control of the fuel injection timing, and the CPS device including the target wheel and the CPS sensor is applied to the position. That is, by providing a CPS device that electronically controls the fuel injection timing while maintaining the overall format of the diesel engine mounted on a conventional farm vehicle, it supports an environment in which CNG can be used as fuel.

또한, 구조적으로는 위와 같이 종래 디젤엔진의 전체적인 포맷을 유지함으로써, 종래 디젤엔진 부품을 공용할 수 있고 따라서 디젤엔진을 CNG 엔진으로 전환 생산함에 따른 막대한 초기 투자비용의 절감을 꾀할 수 있어 경제적 측면에서 매우 유리하다. 결과적으로 유해가스 배출이 거의 없는 환경친화적인 농작업차량으로의 전환 및 양산에 소요되는 제반 비용을 현저히 줄일 수 있다.In addition, by structurally maintaining the overall format of the conventional diesel engine as described above, it is possible to share the conventional diesel engine parts, and thus can save enormous initial investment cost by converting and producing the diesel engine to the CNG engine. Very advantageous. As a result, it is possible to drastically reduce the overall costs for converting and mass-producing to environmentally friendly agricultural work vehicles with little emissions.

또한 본 발명에 따른 농작업차용 CNG 엔진은, 연료분사시기 제어를 위한 캠축이 삭제되어 형성된 공간에 유압펌프가 배치되고, 이 유압펌프는 CPS 장치를 구성하는 축과 직결되어 엔진 출력에 연동됨으로써, 유압펌프 배치를 위한 별도의 스페이스가 요구되지 않으며, 엔진에서 출력되는 동력을 유압펌프 측으로 전달하기 위한 별도의 전동기구 예컨대, 풀리 및 벨트 등을 생략할 수 있어 단가 또한 크게 낮출 수 있다.In addition, in the CNG engine for a farm truck according to the present invention, a hydraulic pump is disposed in a space formed by eliminating the camshaft for fuel injection timing control, and the hydraulic pump is directly connected to the shaft constituting the CPS device, thereby interlocking with the engine output, A separate space for the hydraulic pump is not required, and a separate electric mechanism for transmitting power output from the engine to the hydraulic pump side, for example, a pulley and a belt, etc. can be omitted, and the unit cost can be greatly reduced.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

10 : 실린더 블록 11 : 실린더 헤드
12 : 크랭크 축 13 : 원동기어
14 : 중간기어 15 : 종동기어
16 : 종동축
17 : CPS 장치(Crank shaft Position Sensing device)
17a: 타겟 휠 17b : CPS 센서
18 : 유압펌프
150 : 그루브(Groove) 160 : 전동연결부10 cylinder block 11: cylinder head
12: crankshaft 13: prime move gear
14: middle gear 15: driven gear
16: driven shaft
17 Crankshaft Position Sensing device
17a: target wheel 17b: CPS sensor
18: hydraulic pump
150: Groove 160: Electric connection

Claims (7)

CNG(압축천연가스)를 연료로 하는 농작업차용 CNG 엔진이며,
크랭크 축 상에 원동기어가 설치되고, 실린더 블록에 회전 자유롭게 장치되는 중간기어를 매개로 종동기어가 상기 원동기어와 전동 가능하게 연결되며, 종동기어가 장착된 종동축 상에는 타겟 휠이 배치되어 상기 종동기어와 함께 회전하고, 타겟 휠의 회전을 감지하여 크랭크 축의 위치정보를 출력하는 CPS 센서가 상기 타겟 휠에 근접 설치된 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.
CNG engine for agricultural trucks using CNG (compressed natural gas) as fuel,
A driven gear is installed on the crankshaft, a driven gear is connected to the driven gear so as to be electrically connected to the driven gear via an intermediate gear rotatably mounted on the cylinder block, and a target wheel is disposed on the driven shaft on which the driven gear is mounted. And a CPS sensor for rotating the target wheel and detecting the rotation of the target wheel and outputting position information of the crankshaft in close proximity to the target wheel.
제 1 항에 있어서,
상기 종동축은 상기 실린더 블록의 외 측면부 일측에 회전 자유롭게 장치되는 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.
The method of claim 1,
The driven shaft is a CNG engine for a farm work vehicle having a CPS device for controlling the fuel injection timing, characterized in that the rotatably installed on one side of the outer side of the cylinder block.
제 2 항에 있어서,
상기 종동축은 실린더 블록 길이방향을 따라 일정길이로 연장된 구성을 갖고, 그 말단에는 동력 전달을 위한 전동연결부를 형성하고 있으며, 상기 전동연결부에 유압펌프의 입력축이 직결되는 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.
3. The method of claim 2,
The driven shaft has a configuration extending in a predetermined length along the longitudinal direction of the cylinder block, the end of which forms an electric connection for power transmission, fuel injection, characterized in that the input shaft of the hydraulic pump directly connected to the electric connection CNG engine for agricultural trucks with CPS units for timing control.
제 1 항에 있어서,
상기 중간기어를 매개로 한 원동기어와 종동기어의 기어비가 2:1인 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.
The method of claim 1,
CNG engine for a farm work vehicle having a CPS device for controlling the fuel injection timing, characterized in that the gear ratio of the primary gear and the driven gear via the intermediate gear is 2: 1.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
타겟 휠은 종동축 상에서 상기 종동기어 후방으로 간격을 두고 이격 설치되는 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.
The method according to claim 1 or 4,
A target wheel is a CNG engine for a farm truck with a CPS device for controlling the fuel injection timing, characterized in that spaced apart spaced behind the driven gear on the driven shaft.
제 5 항에 있어서,
상기 타겟 휠은 외연에 일정한 피치로 기어 치(齒)가 형성되되 중간에 상기 기어 치 일부가 생략되어 센싱구간을 형성한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.
The method of claim 5, wherein
The target wheel has a gear tooth (齒) is formed at a constant pitch on the outer edge of the agricultural work with a CPS device for controlling the fuel injection timing, characterized in that the gear tooth is omitted in the middle part of the configuration to form a sensing section Car CNG Engine.
제 6 항에 있어서,
상기 센싱구간에 대응되는 위치의 종동기어 외연에는 그루브(groove)가 형성된 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어를 위한 CPS 장치를 갖춘 농작업차용 CNG 엔진.The method according to claim 6,
Grooves are formed on the outer edge of the driven gear at a position corresponding to the sensing section, and a CNG engine for a farm truck with a CPS device for controlling fuel injection timing.
KR1020120055607A 2012-05-24 2012-05-24 Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control KR20130131783A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120055607A KR20130131783A (en) 2012-05-24 2012-05-24 Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120055607A KR20130131783A (en) 2012-05-24 2012-05-24 Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130131783A true KR20130131783A (en) 2013-12-04

Family

ID=49980827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120055607A KR20130131783A (en) 2012-05-24 2012-05-24 Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130131783A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203835478U (en) Air valve drive device of air exchange air valve used for actuating internal combustion engine
CN109312640B (en) Internal combustion engine
KR20100062721A (en) Variable compression apparatus for vehicle engine
CN114320590A (en) Multi-connecting-rod crankshaft mechanism with combined eccentric shaft and camshaft drive system for an internal combustion engine
CN101603438A (en) A kind of motor car engine
CN104487676A (en) Internal combustion engine
US20140250876A1 (en) Method and apparatus for operating an engine on natural air
KR102203587B1 (en) Operating internal combustion engines
CN201100170Y (en) Gas engine dynamic distribution system
US7743749B1 (en) Fuel pump drive system
KR20130131783A (en) Cng engine for agricultural vehicle with a crank shaft position sensing device for fuel injection timing control
CN105888836A (en) Automobile engine
GB2524110A (en) A fluid pump assembly for an internal combustion engine
CN202746013U (en) Automobile engine
CN201269138Y (en) Car engine
WO2009105842A3 (en) Internal combustion engine
US8783224B2 (en) Crankshaftless internal combustion engine
RU2438026C1 (en) Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine
KR101305572B1 (en) Crank Shaftless Internal Combustion Engine
US11193416B2 (en) Methods and systems for a piston
CN201100171Y (en) Integrated dual idle energy-saving engine
JP5067026B2 (en) Control device for internal combustion engine
WO2023033694A1 (en) Method and control arrangement for restricting engine speed for engines with reduced top-clearance
CN103711574A (en) Double-fuel single-valve rotary engine
KR20130061316A (en) Variable cylinder engine system

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination