KR20140001432A - Direct injection type liquefied petroleum-gas injection system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a direct injection LPI system including: a fuel pump which pumps and supplies fuel to an engine by being installed inside a cylinder; a high pressure pump which pressurizes a part of the fuel pumped and supplied by the fuel pump at high pressure and delivers remaining fuel to a fuel collecting line in order to collect the fuel in the cylinder; a delivery pipe which is connected to the high pressure pump and is filled with the fuel pressurized by the high pressure; an injector which is connected to the delivery pipe and directly injects the fuel of liquid state filled by the high pressure to the inside of a combustion chamber; an electronic control unit which controls the driving of the injector in order to directly inject the fuel pressurized by the high pressure pump to the inside of the combustion chamber based on the target RPM of the engine; and a bypass line which circulates the fuel filled in the delivery pipe to the front end of the high pressure pump of the fuel supply line. By using the direct injection LPI system like the forementioned, the present invention prevents an engine abnormality and a start-off which are caused by vaporization of LPG fuel by circulating fuel supplied to the delivery pipe with the high pressure pump through the bypass line. [Reference numerals] (18) Motor controller

Description

직접분사 엘피아이 시스템{DIRECT INJECTION TYPE LIQUEFIED PETROLEUM-GAS INJECTION SYSTEM}DIRECT INJECTION TYPE LIQUEFIED PETROLEUM-GAS INJECTION SYSTEM}

본 발명은 직접분사 엘피아이 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘피지 연료를 고압으로 가압하여 엔진에 직접분사함으로써 차량의 동력성능을 향상시키고, 연비를 향상시키며, 탄소발생량을 저감하는 효과를 구현하는 직접분사 엘피아이 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a direct injection Elpiy system, and more particularly, to pressurize the LPG fuel to a high pressure directly to the engine to improve the power performance of the vehicle, improve fuel efficiency, and reduce the amount of carbon generated Direct injection Elpia is about this system.

최근에는 엘피지 연료를 고압으로 가압하여 엔진의 실린더 내부에 직접분사하는 직접분사 엘피아이 시스템이 개발되고 있다. In recent years, a direct injection Elpia system has been developed, which pressurizes the LPG fuel to a high pressure and directly sprays it into the cylinder of the engine.

이러한 직접분사 엘피아이 시스템은 차량의 동력 성능을 향상시키고, 연료소비량을 절감하여 연비를 향상시키고, 탄소발생량을 저감하는 효과를 가진다. The direct injection Elpiai system has the effect of improving the power performance of the vehicle, reducing fuel consumption, improving fuel economy, and reducing carbon emissions.

본 출원인은 대한민국 특허 출원번호 제10-2009-0070720호(2009년 7월 31일 출원, 이하 '특허문헌 1'이라 함)에 직접분사 엘피아이 시스템을 개시하여 출원한 바 있다. The present applicant has filed and disclosed a direct injection Elpia system in Korean Patent Application No. 10-2009-0070720 (filed on July 31, 2009, hereinafter referred to as 'Patent Document 1').

도 1은 특허문헌 1에 따른 직접분사 엘피아이 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a direct injection Elpii system according to Patent Document 1.

특허문헌 1에 따른 직접분사 엘피아이 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 연료가 저장되는 봄베(1), 봄베(1) 내에 설치되어 연료를 펌핑하는 연료펌프(3), 연료펌프(3)에서 펌핑된 연료를 엔진(E)으로 공급하는 연료공급라인(S), 엔진(E)의 연료를 봄베(1)로 회수하는 연료회수라인(R), 연료공급라인(S) 상에 설치되어 연료펌프(3)에서 펌핑된 연료를 고압으로 가압시켜 엔진(E)으로 공급하는 고압펌프(7), 고압펌프(7)의 토출측에 연결되어 고압으로 가압된 연료가 충진되는 딜리버리 파이프(9), 연료의 압력이 딜리버리 파이프(9) 내에서 고압상태로 일정하게 유지하는 고압레귤레이터(8)를 포함한다.As illustrated in FIG. 1, the direct injection ELP system according to Patent Document 1 includes a cylinder 1 in which fuel is stored, a fuel pump 3 installed in the cylinder 1, and a fuel pump 3 and a fuel pump 3. Fuel supply line (S) for supplying the pumped fuel to the engine (E), the fuel recovery line (R), the fuel recovery line (R) for recovering the fuel of the engine (E) to the cylinder (1) A high pressure pump 7 for pressurizing the fuel pumped from the fuel pump 3 to a high pressure to supply the engine E, and a delivery pipe 9 connected to the discharge side of the high pressure pump 7 to fill the pressurized fuel at high pressure. And a high pressure regulator 8 in which the pressure of the fuel is kept constant in the high pressure state in the delivery pipe 9.

딜리버리 파이프(9)에 고압으로 충진된 연료를 엔진(E)의 연소실에 직접분사하는 인젝터(I)는 딜리버리 파이프(9)로부터 연결관을 통해 연결되고, 엔진(E)의 실린더 헤드에 점화플러그(P)와 인접하여 장착된다.The injector I which directly injects the fuel filled with the delivery pipe 9 at high pressure into the combustion chamber of the engine E is connected through a connecting pipe from the delivery pipe 9, and the spark plug is connected to the cylinder head of the engine E. It is mounted adjacent to (P).

그리고 연료공급라인(S)에는 고압펌프(7)의 전단에 셧오프밸브(SV)가 설치되며, 고압펌프(7)는 연료펌프(3)에서 펌핑되어 연료공급라인(S)으로 이송된 연료를 100~200bar로 가압한다.In addition, a shutoff valve SV is installed at the front end of the high pressure pump 7 in the fuel supply line S, and the high pressure pump 7 is pumped from the fuel pump 3 and transferred to the fuel supply line S. Press to 100 ~ 200bar.

고압레귤레이터(8)는 인젝터(I)를 통해 분사되는 연료의 압력이 딜리버리 파이프(9) 내에서 고압상태, 예컨대 약 120bar 정도로 일정하게 유지되도록 하고, 그 이상의 오버플로우되는 압력을 봄베(1)로 회수되도록 하는 기능을 한다.The high pressure regulator 8 ensures that the pressure of the fuel injected through the injector I is kept constant in the delivery pipe 9 at a high pressure, for example, about 120 bar, and further overflows the pressure to the cylinder 1. It has a function to make a recall.

그리고 고압레귤레이(8)로부터 회수되는 연료는 연료 압력 레귤레이터(6)에 의해 감압된 후 봄베(1) 내로 회수된다. The fuel recovered from the high pressure regulator 8 is reduced in pressure by the fuel pressure regulator 6 and then recovered into the cylinder 1.

이에 따라, 특허문헌 1에 따른 직접분사 엘피아이 시스템은 엔진에서 잔류된 연료 또는 고압레귤레이터에서 오버플로우된 연료를 봄베로 회수함으로써 봄베 내의 액상 연료 수위를 적정하게 유지하고, 봄베 내부의 빈 공간이 급격하게 증가하는 것을 방지하여 캐비테이션을 억제시켜 열평형 상태를 이루도록 한다.Accordingly, the direct injection ELPAI system according to Patent Document 1 maintains the liquid fuel level in the cylinder properly by recovering the fuel remaining in the engine or the fuel overflowed from the high-pressure regulator, and the empty space inside the cylinder is suddenly reduced. It is possible to prevent the increase and to suppress the cavitation to achieve the thermal equilibrium state.

즉, 특허문헌 1에 따른 직접분사 엘피아이 시스템은 연료 압력 레귤레이터를 통해 회수되는 연료의 압력을 감압하여 봄베로 회수하지만, 봄베로 회수되는 연료가 여전히 고온 상태이므로 봄베 내부에 저장된 엘피지 연료 전체의 온도가 상승한다.In other words, the direct injection Elpiai system according to Patent Document 1 reduces the pressure of the fuel recovered through the fuel pressure regulator to recover to the cylinder, but since the fuel recovered to the cylinder is still at a high temperature, the temperature of the entire Elpji fuel stored in the cylinder Rises.

이에 따라, 특허문헌 1에 따른 직접분사 엘피아이 시스템은 봄베 내부에서 엘피지 연료가 기체상태로 변화하면서 연료의 가압송출시 캐비테이션이 발생하는 문제점이 있었다. Accordingly, the direct injection ELP system according to Patent Document 1 has a problem that cavitation occurs during pressurized delivery of fuel while the LPG fuel is changed into a gaseous state inside the bombe.

그리고 특허문헌 1은 딜리버리 파이프의 연료 압력을 일정하게 유지하는 고압레귤레이터와 회수되는 연료의 압력을 감압하는 연료 압력 레귤레이터를 각각 구비함에 따라 부품수가 증가하여 직접분사 엘피아이 시스템의 구성이 복잡해지고, 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다. In addition, Patent Document 1 has a high-pressure regulator for maintaining a constant fuel pressure of the delivery pipe and a fuel pressure regulator for reducing the pressure of the recovered fuel, thereby increasing the number of parts, which complicates the construction of the direct injection Elpia system. There was a problem of rising costs.

또한 특허문헌 1을 포함한 종래의 직접분사 엘피아이 시스템은 고압펌프로부터 딜리버리 파이프로 전달된 연료가 지속적으로 연료공급라인 및 딜리버리 파이프 내부에 충진된 상태를 유지함에 따라, 엔진의 열에 의해 엘피지 연료의 온도가 상승하면서 기화된다. In addition, the conventional direct injection ELPI system including Patent Document 1, as the fuel delivered from the high pressure pump to the delivery pipe is continuously maintained in the fuel supply line and the inside of the delivery pipe, the temperature of the Lizzy fuel by the heat of the engine. Vaporizes as it rises.

이와 같이, 종래의 직접분사 엘피아이 시스템은 연료공급라인 및 딜리버리 파이프에 충진된 엘피지 연료의 기화하면서 연료 압력이 상승하여 고압펌프로부터 연료 송출이 불가능해지는 문제점이 있었다. As described above, the conventional direct injection ELP system has a problem in that the fuel pressure is increased while vaporizing the LLP fuel filled in the fuel supply line and the delivery pipe, and thus fuel delivery from the high pressure pump is impossible.

이로 인해, 종래의 직접분사 엘피아이 시스템은 엔진에 정상적인 연료공급이 불가능하여 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상이 발생하는 문제점이 있었다. For this reason, the conventional direct injection Elpia system has a problem that it is impossible to normal fuel supply to the engine, the engine relief and starting off phenomenon occurs.

대한민국 특허 출원번호 제10-2009-0070720호(2009년 7월 31일 출원)Republic of Korea Patent Application No. 10-2009-0070720 (filed July 31, 2009)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액체 상태의 엘피지 연료를 고압으로 가압하여 엔진에 직접분사하는 직접분사 엘피아이 시스템을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems as described above, an object of the present invention is to provide a direct injection Elpiai system for direct injection into the engine by pressurizing the pressure of the liquid lipji fuel in the high pressure.

본 발명의 다른 목적은 딜리버리 파이프로 공급된 엘피지 연료를 고압펌프로 순환시켜 엔진의 열에 의한 연료의 온도 상승을 방지하는 직접분사 엘피아이 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a direct injection Elpia system that circulates the Elpji fuel supplied to the delivery pipe with a high pressure pump to prevent the temperature rise of the fuel due to the heat of the engine.

본 발명의 또 다른 목적은 딜리버리 파이프로 공급된 후 고압펌프로 순환되는 엘피지 연료를 다시 봄베로 회수시켜 엘피지 연료의 온도 상승으로 인한 봄베 내부의 캐비테이션을 방지해서 엔진에 엘피지 연료를 원활하게 공급하는 직접분사 엘피아이 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to directly recover the vellum fuel circulated to the high pressure pump after being supplied to the delivery pipe back to the cylinder to prevent the cavitation inside the cylinder caused by the temperature rise of the levitation fuel to directly supply the pleasing fuel to the engine Injection Elpia is to provide this system.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 봄베에 내장된 액체 상태의 엘피지 연료를 엔진의 연소실 내부로 직접분사하는 직접분사 엘피아이 시스템에 있어서, 상기 봄베 내부에 내장되어 연료를 펌핑하여 엔진 쪽으로 공급하는 연료펌프, 상기 연료펌프에 의해 펌핑되어 공급되는 연료 중에서 일부를 고압으로 가압하고 나머지 연료를 상기 봄베로 회수하도록 연료회수라인에 전달하는 고압펌프, 상기 고압펌프에 연결되어 고압으로 가압된 연료가 충진되는 딜리버리 파이프, 상기 딜리버리 파이프에 연결되며 고압으로 충진된 액체 상태의 연료를 상기 연소실 내부로 직접분사하는 인젝터, 상기 엔진의 목표 RPM에 기초하여 상기 고압펌프로부터 가압된 연료를 연소실 내부에 직접분사하도록 상기 인젝터의 구동을 제어하는 전자제어유닛 및 상기 딜리버리 파이프 내부에 충진된 연료를 상기 연료공급라인의 고압펌프 전단으로 순환시키는 바이패스라인을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a direct injection Elpia system for directly injecting the liquid lipid fuel in the cylinder into the combustion chamber of the engine, in the interior of the cylinder To pump the fuel and supply the fuel to the engine, a high pressure pump for supplying a portion of the fuel pumped by the fuel pump to a high pressure and transferring the fuel to a fuel recovery line to recover the remaining fuel to the cylinder; A delivery pipe connected to the pressurized fuel to be filled with high pressure, an injector connected to the delivery pipe and directly injecting the liquid fuel filled with high pressure into the combustion chamber, and pressurized from the high pressure pump based on a target RPM of the engine. Drive the injector to inject the spent fuel directly into the combustion chamber. A control electronic control unit and the fuel filled in the inside of the delivery pipe, which comprises a bypass line to the high-pressure pump for circulating the front end of the fuel supply line.

본 발명은 상기 연료공급라인의 고압펌프 전단 및 연료회수라인의 고압펌프 후단에 설치되어 상기 고압펌프의 저압부로부터 봄베로 회수되는 연료의 압력을 감압하고 상기 고압펌프로 공급되는 연료의 공급량을 일정하게 유지하는 레귤레이터 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is installed at the front of the high pressure pump of the fuel supply line and the rear end of the high pressure pump of the fuel recovery line to reduce the pressure of the fuel recovered from the low pressure portion of the high pressure pump to the cylinder and to supply a constant amount of fuel supplied to the high pressure pump. It characterized in that it further comprises a regulator unit for maintaining.

상기 고압펌프는 바디, 상기 바디의 일측에 형성된 유입구를 통해 상기 봄베로부터 공급되는 연료 중에서 일부를 고압으로 가압하는 가압수단 및 상기 유입구를 통해 유입된 연료 중에서 상기 가압수단에 의해 가압되기 이전의 저압상태인 나머지 연료를 상기 연료회수라인으로 전달하는 저압부를 포함하고, 상기 저압부는 상기 유입구를 통해 유입된 저압상태의 연료를 상기 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부를 경유하여 상기 연료회수라인으로 전달하는 경로인 것을 특징으로 한다.The high pressure pump is a body, a pressure means for pressurizing a part of the fuel supplied from the bomb through the inlet formed on one side of the body to a high pressure and a low pressure state before being pressed by the pressurization means from the fuel introduced through the inlet And a low pressure portion for delivering the remaining fuel to the fuel recovery line, wherein the low pressure portion is a path for delivering the low pressure fuel introduced through the inlet to the fuel recovery line via a damper for reducing the pulsation of the fuel. It is characterized by.

상기 가압수단은 상기 바디의 내부에 구비되어 연료의 흡입력 및 가압력을 발생하는 피스톤과 리턴스프링, 상기 유입구에 결합되고 연료의 공급유량 및 토출압력을 제어하는 스필밸브, 상기 스필밸브에 연결되는 입구측 체크밸브 및 상기 피스톤에 의해 가압된 연료를 토출하는 토출공에 결합되는 토출측 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pressurizing means is provided inside the body to generate a suction force and a pressing force of the fuel piston and return spring, a spill valve coupled to the inlet to control the supply flow rate and discharge pressure of the fuel, the inlet side connected to the spill valve And a discharge side check valve coupled to a check valve and a discharge hole for discharging the fuel pressurized by the piston.

상술한 바와 같이, 본 발명은 바이패스라인을 통해 딜리버리 파이프로 공급된 연료를 고압펌프로 순환시켜 엘피지 연료의 기화로 인한 엔진 부조 및 시동 꺼짐을 방지할 수 있다. As described above, the present invention can circulate the fuel supplied to the delivery pipe through the bypass line with a high-pressure pump to prevent engine relief and start-up due to the vaporization of the LPG fuel.

그리고 본 발명은 인젝터를 통해 분사된 분사량과 동일한 양만큼 고압펌프에 의해 가압된 연료를 딜리버리 파이프에 공급하여 딜리버리 파이프 내부의 압력을 고압으로 유지함으로써 엔진의 연소실에 공급되는 연료의 기화를 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent the vaporization of the fuel supplied to the combustion chamber of the engine by supplying the fuel pressurized by the high-pressure pump to the delivery pipe by the same amount as the injection amount injected through the injector to maintain a high pressure inside the delivery pipe. have.

이에 따라, 본 발명은 종래의 직접분사 엘피아이 시스템에서 딜리버리 파이이프에서 오버플로우된 연료의 압력을 고압으로 유지하기 위해 구비되는 고압 레귤레이터를 제거하여 시스템의 구성을 간결하게 하고, 제작 비용을 절감할 수 있다. Accordingly, the present invention eliminates the high-pressure regulator provided to maintain the pressure of the fuel overflowed in the delivery pipe in the conventional direct injection Elpia system at a high pressure to simplify the configuration of the system and reduce the manufacturing cost Can be.

또 본 발명은 연료펌프의 지속적인 펌핑 동작에 의해 고압펌프로 공급되는 연료 중에서 일부를 고압펌프의 저압부로부터 봄베로 회수하도록 하여 봄베 내부의 열평형을 유지시켜 봄베 내부의 연료온도 상승으로 인한 엘피지 연료의 기화를 방지한다.In addition, the present invention is to recover some of the fuel supplied to the high-pressure pump from the low pressure portion of the high-pressure pump by the continuous pumping operation of the fuel pump to maintain the thermal equilibrium inside the cylinder to keep the Elpji fuel due to the fuel temperature rise inside the cylinder To prevent vaporization.

이에 따라, 본 발명은 연료의 가압 송출과정에서 엘피지 연료의 기화로 인해 발생되는 캐비테이션을 최소화하여 펌프 효율을 향상시키고, 엔진에 엘피지 연료를 원활하게 공급할 수 있다.Accordingly, the present invention can improve the pump efficiency by minimizing the cavitation caused by the vaporization of the vellum fuel in the pressurized delivery process of the fuel, it is possible to smoothly supply the lpgi fuel to the engine.

결국, 본 발명은 고압의 액체 상태인 엘피지 연료를 엔진에 직접 분사하고, 엔진에 공급하기 이전에 저압 상태인 나머지 연료를 봄베로 회수함으로써, 가솔린연료의 직접분사 방식과 유사하게 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소발생량을 저감하는 효과가 있다.
As a result, the present invention directly injects the high-pressure liquid liquid LPG fuel into the engine, and recovers the remaining fuel under low pressure to the cylinder before supplying it to the engine, thereby reproducing the power performance of the vehicle similar to the direct injection method of gasoline fuel. Improve fuel economy and reduce the amount of carbon generated.

도 1은 종래기술에 따른 엘피아이 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사 엘피아이 시스템의 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 고압펌프의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 A-A'선에 대한 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 B-B'선에 대한 단면도.
1 is a configuration diagram of an Elpiai system according to the prior art,
2 is a block diagram of a direct injection Elpiyi system according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a perspective view of the high pressure pump shown in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB ′ shown in FIG. 3. FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사 엘피아이 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the direct injection Elpia system according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사 엘피아이 시스템의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 고압펌프의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 A-A'선에 대한 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 B-B'선에 대한 단면도이다. FIG. 2 is a configuration diagram of a direct injection ELPIA system according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view of the high pressure pump shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a line A-A 'shown in FIG. 3. 5 is a cross-sectional view taken along line BB ′ shown in FIG. 3.

본 실시 예에서는 엔진 시동시 연료펌프(12)의 펌핑동작에 의해 연료공급라인(S)을 통해 공급되는 연료가 초기에 일정 압력, 예컨대 약 2bar의 압력으로 고압펌프(14)로 전달되는데, 이와 같이 시동 초기에 공급되는 연료 압력을 '저압 상태'라 한다.In this embodiment, the fuel supplied through the fuel supply line (S) by the pumping operation of the fuel pump 12 at the start of the engine is initially delivered to the high pressure pump 14 at a constant pressure, for example, a pressure of about 2 bar. Likewise, the fuel pressure supplied at the start of the start is called a 'low pressure state'.

그리고 저압 상태인 엘피지 연료를 고압펌프(14)의 유입구(21)로부터 댐퍼부(25)를 통해 연료회수라인(R)으로 전달하는 전달경로를 '저압부(30)'라 한다.In addition, the transfer path for transferring the low-pressure LPG fuel from the inlet 21 of the high pressure pump 14 to the fuel recovery line R through the damper 25 is referred to as a 'low pressure part 30'.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사 엘피아이 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 연료가 저장되는 봄베(11), 봄베(11) 내에 설치되어 연료를 펌핑하는 연료펌프(12), 연료펌프(12)에서 펌핑된 연료를 엔진(E)으로 공급하는 연료공급라인(S), 연료펌프(12)에 의해 펌핑된 연료를 고압으로 가압시키는 고압펌프(14), 고압펌프(14)에 공급된 연료 중에서 일부를 고압펌프(14)의 저압부에서 봄베(11)로 회수하는 연료회수라인(R), 고압펌프(14)로부터 가압된 연료가 고압으로 충진되는 딜리버리 파이프(15), 딜리버리 파이프(9)에 고압으로 충진된 연료를 엔진(E)의 연소실 내부에 직접분사하는 인젝터(I), 엔진(E)의 목표 RPM에 기초하여 연료펌프(12) 내부의 모터 및 인젝터(I)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 ECU(17) 및 ECU(17)의 제어신호에 따라 상기 모터 및 인젝터(I)의 구동을 제어하는 모터 컨트롤러(18)를 포함한다. As illustrated in FIG. 2, the direct injection Elpia system according to the preferred embodiment of the present invention is installed in a cylinder 11 in which fuel is stored, a fuel pump 12 installed in the cylinder 11, and a fuel pump 12. A fuel supply line S for supplying the fuel pumped from the engine 12 to the engine E, a high pressure pump 14 for pressurizing the fuel pumped by the fuel pump 12 to a high pressure, and a high pressure pump 14 A fuel recovery line (R) for recovering a portion of the used fuel from the low pressure portion of the high pressure pump (14) to the cylinder (11), a delivery pipe (15) and a delivery pipe in which the fuel pressurized from the high pressure pump (14) is filled with high pressure. The injector I which directly injects fuel filled at 9 into the combustion chamber of the engine E, the motor and the injector I in the fuel pump 12 based on the target RPM of the engine E. The motor and the motor according to the control signals of the ECU 17 and the ECU 17 which generate a control signal for controlling the driving. A motor controller 18 for controlling the driving of the projector (I).

그리고 연료공급라인(S)의 고압펌프(14) 전단 및 연료회수라인(R)의 고압펌프(14) 후단에는 고압펌프(14)의 저압부(30)로부터 봄베(11)로 회수되는 연료의 압력을 감압하고 고압펌프(14)로 공급되는 연료의 공급량을 일정하게 유지하는 레귤레이터 유닛(16)이 설치된다. And the front of the high pressure pump 14 of the fuel supply line (S) and the rear end of the high pressure pump 14 of the fuel recovery line (R) of the fuel recovered from the low pressure portion 30 of the high pressure pump 14 to the cylinder 11 A regulator unit 16 is installed to reduce the pressure and keep the supply amount of fuel supplied to the high pressure pump 14 constant.

레귤레이터 유닛(16)은 도면에 미도시하고 있지만, 연료 압력 레귤레이터, 가스 압력 측정센서, 가스 온도 측정센서 및 셧오프밸브를 내장하고 있으며, 이를 통해 연료공급라인(S) 및 연료회수라인(R)의 연료 공급 및 차단을 제어한다.Although not shown in the drawing, the regulator unit 16 includes a fuel pressure regulator, a gas pressure measuring sensor, a gas temperature measuring sensor, and a shutoff valve, and through this, a fuel supply line S and a fuel recovery line R are provided. To control fuel supply and shutdown.

연료펌프(12)는 봄베(11) 내부에 저장된 엘피지 연료를 펌핑하여 연료공급라인(S)으로 공급한다. 이때, 연료공급라인(S)을 통해 공급되는 연료는 초기에는 저압상태, 예컨대 약 2bar의 압력으로 고압펌프(14)로 전달된다.The fuel pump 12 pumps the LLP fuel stored in the cylinder 11 and supplies it to the fuel supply line S. At this time, the fuel supplied through the fuel supply line S is initially delivered to the high pressure pump 14 at a low pressure, for example, a pressure of about 2 bar.

고압펌프(14)는 연료펌프(12)에 의해 펌핑되어 연료공급라인(S)을 통해 저압으로 공급되는 연료 중에서 일부를 고압, 예컨대 약 40~150bar로 가압하여 딜리버리 파이프(15)로 공급하고, 나머지 연료를 내부의 저압부(30)로부터 연료회수라인(R)을 통해 봄베(11)로 회수되도록 한다.The high pressure pump 14 is pumped by the fuel pump 12 to supply a portion of the fuel supplied to the low pressure through the fuel supply line (S) to a high pressure, for example about 40 ~ 150 bar to supply to the delivery pipe 15, The remaining fuel is to be recovered to the cylinder 11 through the fuel recovery line (R) from the low pressure portion 30 therein.

특히, 고압펌프(14)의 전단에 연결되는 연료공급라인(S)은 딜리버리 파이프(15)로 공급된 연료 중에서 일부를 순환시키도록 딜리버리 파이프(15)와 바이패스라인(B)을 통해 연결된다. In particular, the fuel supply line (S) connected to the front end of the high-pressure pump 14 is connected through the delivery pipe 15 and the bypass line (B) to circulate some of the fuel supplied to the delivery pipe (15). .

즉, 바이패스라인(B)의 일단은 딜리버리 파이프(15)의 후단에 연결되고, 바이패라인(B)의 타단은 연료공급라인(S)의 고압펌프(14) 전단에 연결된다. That is, one end of the bypass line (B) is connected to the rear end of the delivery pipe 15, the other end of the bypass line (B) is connected to the front end of the high-pressure pump 14 of the fuel supply line (S).

이에 따라, 본 발명은 바이패스라인을 통해 딜리버리 파이프로 공급된 연료 중에서 일부를 다시 고압펌프로 순환시켜 엔진의 열에 의한 연료의 온도 및 압력 상승을 방지할 수 있다. Accordingly, the present invention can circulate some of the fuel supplied to the delivery pipe through the bypass line to the high-pressure pump again to prevent the temperature and pressure rise of the fuel due to heat of the engine.

도 3 내지 도 5를 참조하여 고압펌프의 구조를 상세하게 설명한다. Referring to Figures 3 to 5 will be described in detail the structure of the high pressure pump.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 고압펌프(14)의 외형을 형성하는 바디(20)의 측면에는 유입구(21) 및 토출구(22)가 형성되고, 바디(20)의 내부에 연료의 흡입력 및 가압력을 발생하는 가압수단으로서 피스톤(23)과 리턴스프링(24)이 구비되며, 바디(20)의 상부에는 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부(25)가 장착된다.3 to 5, the inlet 21 and the outlet 22 are formed on the side of the body 20 forming the outer shape of the high-pressure pump 14, the fuel of the inside of the body 20 A piston 23 and a return spring 24 are provided as a pressurizing means for generating suction force and a pressing force, and a damper portion 25 for reducing pulsation of fuel is mounted on the upper portion of the body 20.

유입구(21)에는 공급 유량 및 토출 압력을 제어하는 스필 밸브(26)와 스필 밸브(26)에 연결된 입구측 체크밸브(27)가 결합되고, 토출구(22)에 토출측 체크밸브(28)가 결합된다.The inlet 21 has a spill valve 26 for controlling the supply flow rate and the discharge pressure and an inlet check valve 27 connected to the spill valve 26, and a discharge check valve 28 is coupled to the outlet 22. do.

댐퍼부(25)의 내면에는 연료의 맥동을 감소시키도록 다수의 골(251)이 형성되고, 댐퍼부(25)의 측면에는 저압부(30)와 연결되는 연결공(252)이 형성된다.A plurality of valleys 251 are formed on the inner surface of the damper portion 25 to reduce pulsation of the fuel, and a connection hole 252 connected to the low pressure portion 30 is formed on the side of the damper portion 25.

고압펌프(14)는 엔진(E)이 구동되면 캠축(도면 미도시)과 연동하여 엔진 구동력을 전달받아 펌핑 동작한다. When the engine E is driven, the high pressure pump 14 receives the engine driving force in conjunction with a camshaft (not shown) to operate the pumping operation.

그리고 연료펌프(12)와 고압펌프(14)는 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(23)이나 다이어프램, 기어, 베인 등을 이용한 용적형 펌프로 구비되는 것이 바람직하다. And the fuel pump 12 and the high pressure pump 14 is preferably provided as a volumetric pump using a piston 23, a diaphragm, gears, vanes and the like, as shown in FIG.

터빈 펌프와 같은 임펠러형 펌프는 2개의 펌프를 이용한 가압과정에서 더하기의 가압능력을 나타내지만, 용적형 펌프로 구비된 연료펌프(12)와 고압펌프(14)는 연료 가압시 각 펌프(12,14)의 펌핑 능력을 곱한 가압능력의 효과를 나타낼 수 있다.Impeller-type pumps, such as turbine pumps, have a positive pressurizing capacity in the pressurization process using two pumps, but the fuel pump 12 and the high-pressure pump 14, which are provided as a volumetric pump, have each pump 12, It can represent the effect of the pressure capacity multiplied by the pumping capacity of 14).

실험치에 따르면, 고압펌프(14)는 연료펌프(12)에 의해 펌핑되어 고압펌프(14)로 공급된 연료 중에서 엔진(E)의 아이들(idle) 시 약 95%의 연료를 연료회수라인(R)을 통해 봄베(11)로 회수하도록 하고, 엔진(E)의 정상운전 시에는 약 60%의 연료를 봄베(11)로 회수하도록 한다.According to the experimental value, the high pressure pump 14 pumps about 95% of the fuel pumped by the fuel pump 12 and supplied to the high pressure pump 14 when the engine E is idle. ) To recover to the cylinder 11, and during the normal operation of the engine (E) to recover about 60% of the fuel to the cylinder (11).

레귤레이터 유닛(16)의 연료 압력 레귤레이터는 고압펌프(14)의 저압부(30)로부터 봄베(11)로 회수되는 연료의 압력이 연료펌프(12)의 지속적인 펌핑 동작에 의해 저압상태(2bar)로부터 미리 설정된 가압압력, 예컨대 Δ5bar만큼 가압되어 약 7bar가 되면, 내부의 밸브가 개방되어 연료를 봄베(11)로 전달한다.In the fuel pressure regulator of the regulator unit 16, the pressure of the fuel recovered from the low pressure portion 30 of the high pressure pump 14 to the cylinder 11 is reduced from the low pressure state (2 bar) by the continuous pumping operation of the fuel pump 12. When a predetermined pressurization pressure, for example, Δ5bar is pressed to about 7bar, an internal valve is opened to deliver fuel to the cylinder 11.

그리고 연료 압력 레귤레이터(16)는 개방된 밸브를 통해 연료가 봄베(11)로 전달됨에 따라 내부의 압력이 상기 약 7bar보다 낮아지면, 상기 밸브를 폐쇄한 후 내부의 압력이 다시 약 7bar보다 높아지면 개방하는 동작을 반복 수행한다. When the pressure inside the fuel is lower than about 7 bar as the fuel is delivered to the cylinder 11 through the open valve, the pressure inside the fuel pressure regulator 16 is higher than about 7 bar after closing the valve. Repeat the opening operation.

상기 가압압력은 봄베(11) 내부의 열평형을 이루기 위해 봄베(11)로 회수되는 연료를 가압하여 기화를 방지하도록 미리 설정되는 압력이다. The pressurized pressure is a pressure set in advance to pressurize the fuel recovered to the cylinder 11 to achieve thermal equilibrium in the cylinder 11 to prevent vaporization.

이에 따라, 봄베(11) 내부에서는 연료펌프(12)에 의해 배출되는 연료와 고압펌프(14)로부터 회수되는 연료에 의해 열평형이 이루어진다. Accordingly, in the cylinder 11, thermal equilibrium is achieved by the fuel discharged by the fuel pump 12 and the fuel recovered from the high pressure pump 14.

상세하게 설명하면, 종래의 엘피아이 시스템에서는 봄베(1) 내의 연료가 송출됨으로써 봄베(1)에 저장된 연료는 내측 하부에서 액체상태를 유지하지만, 그 상부의 공간에서는 기화가 발생하여 봄베(1) 내부의 포화 증기압이 낮아지게 된다.In detail, the fuel stored in the cylinder 1 is discharged by the fuel in the cylinder 1 in the conventional Elpia system, but the liquid stored in the cylinder 1 remains in the liquid state, but vaporization occurs in the space above the cylinder 1. The internal saturated vapor pressure is lowered.

이로 인해, 봄베(1)의 내부 온도가 급격히 내려가며, 연료가 더욱 쉽게 기화되어 1차 펌핑 과정에서 캐비테이션이 발생함에 따라 연료펌프(3)의 연료 송출능력이 현저히 저하된다.As a result, the internal temperature of the cylinder 1 is drastically lowered, the fuel is more easily vaporized, and as the cavitation occurs in the first pumping process, the fuel delivery capacity of the fuel pump 3 is significantly reduced.

반면, 본 발명에서는 연료회수라인을 통해 적절한 양의 연료를 회수함으로써 봄베 내부의 열평형을 이루는 것이다.On the other hand, in the present invention to achieve a heat balance inside the cylinder by recovering the appropriate amount of fuel through the fuel recovery line.

즉, 본 발명은 고압펌프의 저압부에서 연료를 봄베로 곧바로 회수함으로써 봄베 내의 액상 연료의 수위를 적정하게 유지할 수 있고, 봄베 내부의 빈 공간이 급격하게 증가하는 것을 방지함으로써 캐비테이션을 억제할 수 있다.That is, the present invention can maintain the level of the liquid fuel in the cylinder appropriately by immediately recovering fuel from the low pressure portion of the high pressure pump, and can suppress cavitation by preventing the empty space inside the cylinder from rapidly increasing. .

특히, 본 발명은 고압펌프를 통해 딜리버리 파이프로 공급하기 이전에 저압상태의 연료를 회수함에 따라 연료의 온도를 저온 상태로 유지할 수 있어 봄베 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. In particular, the present invention can maintain the temperature of the fuel in a low temperature state by recovering the fuel in a low pressure state before supplying to the delivery pipe through the high pressure pump can maintain a constant temperature inside the cylinder.

이에 따라, 봄베(11) 내부는 열평형 상태를 유지하게 된다. 이와 같이, 봄베(11) 내부에서 열평형이 이루어지면, 연료의 가압 송출과정의 원활하게 이루어질 수 있으며, 이로 인해 엘피지 연료 공급 시스템의 성능이 최상으로 발휘될 수 있다. Accordingly, the inside of the cylinder 11 is to maintain the thermal equilibrium state. As such, when the thermal equilibrium is made in the cylinder 11, the pressurized delivery process of the fuel may be smoothly performed, and thus, the performance of the LLP fuel supply system may be best exhibited.

여기서 회수되는 연료의 양은 봄베(11)의 크기, 차량의 배기량에 따라 적절한 평가를 통해 열평형에 필요한 양으로 제어될 수 있다. The amount of fuel recovered may be controlled to an amount necessary for thermal balance through an appropriate evaluation according to the size of the cylinder 11, the displacement of the vehicle.

한편, 딜리버리 파이프(15)에는 인젝터(I)를 통해 분사된 연료의 분사량과 동일한 양의 연료가 고압펌프(14)에 의해 고압으로 가압된 상태로 공급됨에 따라, 딜리버리 파이프(15) 내부의 압력을 상기한 고압, 즉 약 40~150bar로 일정하게 유지된다.On the other hand, as the fuel of the same amount as the injection amount of the fuel injected through the injector I is supplied to the delivery pipe 15 in a state of being pressurized to a high pressure by the high pressure pump 14, the pressure inside the delivery pipe 15 It is maintained at a constant high pressure, that is about 40 ~ 150bar.

이와 같이, 고압으로 유지되는 딜리버리 파이프(15) 내부에서는 높은 압력으로 인해 연료의 기화가 억제되어 인젝터(I)를 통해 엔진(E)의 연소실에 공급되는 엘피지 연료는 액체상태로 유지된다. As described above, in the delivery pipe 15 maintained at a high pressure, vaporization of the fuel is suppressed due to the high pressure, so that the LLP fuel supplied to the combustion chamber of the engine E through the injector I is maintained in the liquid state.

특히, 딜리버리 파이프에 충진된 연료 중에서 일부는 바이패스라인을 통해 연료공급라인으로 순환하면서 엔진의 열에 의해 상승한 온도 및 압력이 낮아져 액체상태로 유지된다. 이 낮아지게 된다.In particular, some of the fuel filled in the delivery pipe is circulated through the bypass line to the fuel supply line while the temperature and the pressure raised by the heat of the engine are lowered to maintain the liquid state. Will be lowered.

본 발명은 연료펌프의 지속적인 펌핑 동작에 의해 고압펌프로 공급되는 연료 중에서 일부를 고압펌프의 저압부로부터 봄베로 회수하도록 하여 봄베 내부의 열평형을 유지시켜 봄베 내부의 연료온도 상승으로 인한 엘피지 연료의 기화를 방지한다.The present invention is to recover some of the fuel supplied to the high pressure pump to the cylinder by the continuous pumping operation of the fuel pump to maintain the thermal equilibrium inside the cylinder to maintain the thermal equilibrium of the fuel oil due to the fuel temperature rise inside the cylinder Prevent vaporization

이에 따라, 본 발명은 연료의 가압 송출과정에서 엘피지 연료의 기화로 인해 발생되는 캐비테이션을 최소화하여 펌프 효율을 향상시키고, 연료를 원활하게 공급하여 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소 발생량을 저감하는 효과를 얻을 수 있다. Accordingly, the present invention improves pump efficiency by minimizing cavitation generated by vaporization of LLP fuel in pressurized delivery of fuel, and smoothly supplies fuel to improve vehicle power performance and fuel economy, and reduce carbon generation amount. You can get the effect.

또 본 발명은 딜리버리 파이프로 공급된 연료 중 일부를 고압펌프로 순환시켜 엔진의 열에 의한 연료의 온도 및 압력 상승을 방지하여 연료의 기화로 인한 엔진 부조 및 시동 꺼짐 현상을 예방할 수 있다. In addition, the present invention circulates some of the fuel supplied to the delivery pipe to the high pressure pump to prevent the temperature and pressure rise of the fuel due to the heat of the engine to prevent the engine relief and starting off due to the vaporization of the fuel.

한편, 연료공급라인(S)의 고압펌프(14) 전단과 연료회수라인(R)의 고압펌프(14) 후단에는 이동하는 연료 압력을 확인할 수 있도록 연료 압력을 감지하는 제 1 및 제 2압력센서(도면 미도시)가 설치되고, 딜리버리 파이프(15)에는 제 3압력센서(도면 미도시)가 설치되는 것이 바람직하다. On the other hand, the first and second pressure sensors for detecting the fuel pressure to check the moving fuel pressure in the front of the high pressure pump 14 of the fuel supply line (S) and the rear of the high pressure pump 14 of the fuel recovery line (R). (Not shown) is preferably provided, and the delivery pipe 15 is preferably provided with a third pressure sensor (not shown).

ECU(17)는 제 1 및 제 2압력센서와 딜리버리 파이프(15)에 설치된 제 3압력센서로부터 감지된 연료 압력에 따라 셧오프밸브, 연료펌프(12), 멀티밸브(13) 및 연료 압력 레귤레이터의 구동을 제어하도록 모터 컨트롤러(18)에 제어신호를 발생한다.
The ECU 17 is a shut-off valve, fuel pump 12, multi-valve 13 and fuel pressure regulator in accordance with the fuel pressure detected from the first and second pressure sensors and the third pressure sensor installed in the delivery pipe 15. A control signal is generated in the motor controller 18 to control the driving of the motor.

다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사 엘피아이 시스템의 작동방법을 상세하게 설명한다. Next, a method of operating the direct injection Elpia system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

이그니션 키(도면 미도시)가 조작되어 전원이 공급되면, ECU(17)는 연료펌프(12)에 내장된 모터를 구동하고 레귤레이터 유닛(16)의 셧오프밸브를 개방하도록 모터 컨트롤러(18)의 구동을 제어하는 제어신호, 엔진(E)을 목표 RPM으로 회전시키도록 점화플러그(P) 및 인젝터(I)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생한다.When the ignition key (not shown) is operated to supply power, the ECU 17 drives the motor embedded in the fuel pump 12 and opens the shutoff valve of the regulator unit 16. A control signal for controlling the driving and a control signal for controlling the driving of the spark plug P and the injector I are generated to rotate the engine E to the target RPM.

이에 따라, 봄베(11) 내부의 연료펌프(12)가 구동되어 봄베(11) 내부에 저장된 연료를 펌핑하여 연료공급라인(S)을 통해 공급하고, 셧오프밸브는 공급되는 연료가 고압펌프(14)로 전달되도록 개방 동작한다.Accordingly, the fuel pump 12 inside the cylinder 11 is driven to pump fuel stored in the cylinder 11 and supplied through the fuel supply line S, and the shutoff valve is supplied with a high pressure pump ( 14) open operation to be delivered.

이때, 딜리버리 파이프(15) 내부에는 고압의 액체상태인 엘피지 연료가 충진된 상태이므로, 인젝터(I) 및 점화플러그(P)는 ECU(17)의 제어신호에 따라 구동되어 엔진(E)이 구동된다.At this time, since the inside of the delivery pipe 15 is filled with a high-pressure liquid of the liquid oil, the injector I and the spark plug P are driven in accordance with the control signal of the ECU 17 to drive the engine E. do.

그러면, 고압펌프(14)는 엔진(E)의 캠축과 연동하여 엔진의 구동력을 이용해 구동되고, 셧오프밸브를 통해 공급된 연료 중에서 일부를 고압으로 가압하여 딜리버리 파이프(15)로 전달하고, 나머지 연료를 저압부(30)인 댐퍼부(25)의 연결공(252)을 통해 연료회수라인(R)으로 전달한다. Then, the high pressure pump 14 is driven using the driving force of the engine in conjunction with the camshaft of the engine E, pressurizes a part of the fuel supplied through the shutoff valve to a high pressure to deliver to the delivery pipe 15, the rest The fuel is transferred to the fuel recovery line R through the connection hole 252 of the damper part 25, which is the low pressure part 30.

이때, 레귤레이터 유닛(16)의 연료 압력 레귤레이터 내부의 밸브가 개폐 동작함에 따라 연료회수라인(R)을 통해 가압압력인 약 Δ5bar만큼 가압된 연료가 봄베(11)로 회수된다.At this time, as the valve inside the fuel pressure regulator of the regulator unit 16 is opened and closed, fuel pressurized by about Δ5 bar, which is a pressurized pressure, is recovered to the cylinder 11 through the fuel recovery line R.

이에 따라, 봄베(11) 내부에는 연료펌프(12)에 의해 펌핑되어 배출되는 연료와 연료 압력 레귤레이터(16)에 의해 가압되어 회수되는 연료 사이에 열평형이 이루어지게 된다.Accordingly, in the cylinder 11, thermal equilibrium is achieved between the fuel pumped and discharged by the fuel pump 12 and the fuel pressurized and recovered by the fuel pressure regulator 16.

한편, ECU(17)의 제어신호에 따라 인젝터(I)에서 고압의 액체상태인 엘피지 연료가 엔진(E)의 연소실에 직접분사됨에 따라 연소실에 분사된 연료량과 동일한 양만큼의 고압 연료가 딜리버리 파이프(15)로 공급된다.Meanwhile, according to the control signal of the ECU 17, the high-pressure fuel in the injector I is directly injected into the combustion chamber of the engine E as the high pressure liquid is directly injected into the combustion chamber of the engine E. Supplied to (15).

이와 같이, 딜리버리 파이프(15)는 항상 고압상태를 유지하므로, 딜리버리 파이프(15) 내부의 연료는 액체 상태를 유지할 수 있다.As such, since the delivery pipe 15 always maintains a high pressure state, the fuel inside the delivery pipe 15 may maintain a liquid state.

하지만, 차량의 주행으로 인해 엔진 온도가 상승함에 따라, 딜리버리 파이프 내부에 충진된 연료의 온도도 상승하게 된다. However, as the engine temperature increases due to the driving of the vehicle, the temperature of the fuel filled in the delivery pipe also increases.

그래서 바이패스라인(B)은 딜리버리 파이프(15)로 공급된 연료 중에서 일부를 고압펌프(14)로 순환시켜 연료의 온도 및 압력을 낮춘다.Thus, the bypass line B circulates some of the fuel supplied to the delivery pipe 15 to the high pressure pump 14 to lower the temperature and pressure of the fuel.

이에 따라, ECU(17)는 엔진(E)의 연소실에 분사되는 고압의 액체 상태인 엘피지 연료의 분사량을 정밀하게 제어하여 가솔린 연료의 직접분사 방식과 유사하게 차량의 동력성능 및 연비를 향상시키며, 탄소 발생량을 저감할 수 있다.Accordingly, the ECU 17 precisely controls the injection amount of the high-pressure liquid Ellipse fuel injected into the combustion chamber of the engine E to improve the power performance and fuel economy of the vehicle, similar to the direct injection method of gasoline fuel, The amount of carbon generated can be reduced.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 바이패스라인을 통해 딜리버리 파이프로 공급된 연료를 고압펌프로 순환시켜 엘피지 연료의 기화로 인한 엔진 부조 및 시동 꺼짐을 방지한다.Through the process as described above, the present invention circulates the fuel supplied to the delivery pipe through the bypass line with a high pressure pump to prevent engine relief and starting off due to the vaporization of the LPG fuel.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다. Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 액체 상태의 엘피지 연료를 고압으로 가압하여 엔진에 직접분사하는 직접분사 엘피아이 시스템에서 바이패스라인을 통해 딜리버리 파이프 내부에 충진된 연료를 고압펌프로 순환시켜 엔진의 열에 의한 엘피지 연료의 기화를 방지하여 엔진 부조 및 시동 꺼짐을 방지하는 기술에 적용된다. The present invention is a direct injection Elpii system that pressurizes the liquid state of the LPG fuel to a high pressure directly circulating the fuel filled inside the delivery pipe through a bypass line in a high-pressure pump in the system of the direct injection Elpia by the heat of the engine vaporization Technology to prevent engine relief and starting off by preventing

10: 직접분사 엘피아이 시스템 11: 봄베
12: 연료펌프 13: 멀티밸브
14: 고압펌프 15: 딜리버리 파이프
16: 레귤레이터 유닛 17: ECU
18: 모터 컨트롤러 20: 바디
21: 유입구 22: 토출구
23: 피스톤 24: 리턴스프링
25: 댐퍼부 251: 골
252: 연결공 26: 스필밸브
27: 입구측 체크밸브 28: 토출측 체크밸브
30: 저압부 S: 연료공급라인
R: 연료회수라인 B: 바이패스라인
10: Direct Injection Elpiai System 11: Bombe
12: fuel pump 13: multi-valve
14: high pressure pump 15: delivery pipe
16: Regulator Unit 17: ECU
18: motor controller 20: body
21: inlet 22: outlet
23: piston 24: return spring
25: damper portion 251: goal
252: connection hole 26: spill valve
27: inlet check valve 28: discharge check valve
30: low pressure part S: fuel supply line
R: Fuel recovery line B: Bypass line

Claims (4)

봄베에 내장된 액체 상태의 엘피지 연료를 엔진의 연소실 내부로 직접분사하는 직접분사 엘피아이 시스템에 있어서,
상기 봄베 내부에 내장되어 연료를 펌핑하여 엔진 쪽으로 공급하는 연료펌프,
상기 연료펌프에 의해 펌핑되어 공급되는 연료 중에서 일부를 고압으로 가압하고 나머지 연료를 상기 봄베로 회수하도록 연료회수라인에 전달하는 고압펌프,
상기 고압펌프에 연결되어 고압으로 가압된 연료가 충진되는 딜리버리 파이프,
상기 딜리버리 파이프에 연결되며 고압으로 충진된 액체 상태의 연료를 상기 연소실 내부로 직접분사하는 인젝터,
상기 엔진의 목표 RPM에 기초하여 상기 고압펌프로부터 가압된 연료를 연소실 내부에 직접분사하도록 상기 인젝터의 구동을 제어하는 전자제어유닛 및
상기 딜리버리 파이프 내부에 충진된 연료를 상기 연료공급라인의 고압펌프 전단으로 순환시키는 바이패스라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 직접분사 엘피아이 시스템.
In the direct injection Elpiai system that directly injects the liquid Elfiji fuel in the cylinder into the combustion chamber of the engine,
A fuel pump built in the cylinder to pump fuel and supply it to an engine;
A high pressure pump which presses a part of the fuel pumped and supplied by the fuel pump to a high pressure and delivers the remaining fuel to the cylinder;
A delivery pipe which is connected to the high pressure pump and filled with fuel pressurized at high pressure;
An injector connected to the delivery pipe and directly injecting the liquid fuel filled at high pressure into the combustion chamber;
An electronic control unit for controlling the driving of the injector to directly inject the fuel pressurized from the high pressure pump into the combustion chamber based on the target RPM of the engine;
And a bypass line for circulating the fuel filled in the delivery pipe to the front of the high pressure pump of the fuel supply line.
제1항에 있어서,
상기 연료공급라인의 고압펌프 전단 및 연료회수라인의 고압펌프 후단에 설치되어 상기 고압펌프의 저압부로부터 봄베로 회수되는 연료의 압력을 감압하고 상기 고압펌프로 공급되는 연료의 공급량을 일정하게 유지하는 레귤레이터 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직접분사 엘피아이 시스템.
The method of claim 1,
It is installed at the front of the high pressure pump of the fuel supply line and the rear of the high pressure pump of the fuel recovery line to reduce the pressure of the fuel recovered from the low pressure portion of the high pressure pump to the cylinder and to maintain a constant supply amount of the fuel supplied to the high pressure pump. Direct injection Elpiay system further comprises a regulator unit.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고압펌프는
바디,
상기 바디의 일측에 형성된 유입구를 통해 상기 봄베로부터 공급되는 연료 중에서 일부를 고압으로 가압하는 가압수단 및
상기 유입구를 통해 유입된 연료 중에서 상기 가압수단에 의해 가압되기 이전의 저압상태인 나머지 연료를 상기 연료회수라인으로 전달하는 저압부를 포함하고,
상기 저압부는 상기 유입구를 통해 유입된 저압상태의 연료를 상기 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부를 경유하여 상기 연료회수라인으로 전달하는 경로인 것을 특징으로 하는 직접분사 엘피아이 시스템.
The method of claim 1 or 2, wherein the high pressure pump
body,
Pressing means for pressurizing a portion of the fuel supplied from the bomb through the inlet formed on one side of the body at high pressure;
Among the fuel introduced through the inlet comprises a low pressure portion for delivering the remaining fuel in the low pressure state before being pressed by the pressurizing means to the fuel recovery line,
The low pressure portion is a direct injection Elpia system, characterized in that the path for passing the low-pressure fuel flowing through the inlet to the fuel recovery line via a damper for reducing the pulsation of the fuel.
제3항에 있어서, 상기 가압수단은
상기 바디의 내부에 구비되어 연료의 흡입력 및 가압력을 발생하는 피스톤과 리턴스프링,
상기 유입구에 결합되고 연료의 공급유량 및 토출압력을 제어하는 스필밸브,
상기 스필밸브에 연결되는 입구측 체크밸브 및
상기 피스톤에 의해 가압된 연료를 토출하는 토출공에 결합되는 토출측 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접분사 엘피아이 시스템.
The method of claim 3, wherein the pressing means
A piston and a return spring provided inside the body to generate a suction force and a pressing force of the fuel,
A spill valve coupled to the inlet to control a supply flow rate and a discharge pressure of the fuel;
An inlet check valve connected to the spill valve;
And a discharge side check valve coupled to the discharge hole for discharging the fuel pressurized by the piston.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017018646A1 (en) * 2015-07-24 2017-02-02 (주)모토닉 Direct-type lpi system and high-pressure fuel pump applied to same
KR20180131282A (en) * 2017-05-31 2018-12-10 (주)모토닉 Direct injection type liquid fuel system and control method thereof
KR101975826B1 (en) * 2017-11-28 2019-05-08 (주)모토닉 Liquid petroleum-gas direct injection system and fuel supply control method thereof
KR101975824B1 (en) * 2017-11-28 2019-05-08 (주)모토닉 Liquid petroleum-gas direct injection system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101975829B1 (en) 2017-11-28 2019-05-08 (주)모토닉 Liquid petroleum-gas direct injection system and fuel supply control method thereof
KR101975828B1 (en) 2017-11-28 2019-05-08 (주)모토닉 Liquid petroleum-gas direct injection system and fuel supply control method thereof
KR20200134106A (en) 2019-05-21 2020-12-01 (주)모토닉 Fule pump module having separator
KR102277081B1 (en) 2020-04-13 2021-07-14 (주)모토닉 Fuel supply structure of high pressure pump for LPDI automobile

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2795138B2 (en) * 1993-09-10 1998-09-10 三菱自動車工業株式会社 Fuel supply device for internal combustion engine
JP3882207B2 (en) * 1995-07-12 2007-02-14 三菱自動車工業株式会社 Fuel supply device for internal combustion engine
KR20110012836A (en) * 2009-07-31 2011-02-09 (주)모토닉 Direct injection type lpi system
KR101199321B1 (en) * 2010-12-10 2012-11-09 (주)모토닉 Direct injection type liquefied petroleum-gas injection system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017018646A1 (en) * 2015-07-24 2017-02-02 (주)모토닉 Direct-type lpi system and high-pressure fuel pump applied to same
KR20180131282A (en) * 2017-05-31 2018-12-10 (주)모토닉 Direct injection type liquid fuel system and control method thereof
KR101975826B1 (en) * 2017-11-28 2019-05-08 (주)모토닉 Liquid petroleum-gas direct injection system and fuel supply control method thereof
KR101975824B1 (en) * 2017-11-28 2019-05-08 (주)모토닉 Liquid petroleum-gas direct injection system

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