KR960007882Y1 - 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

액화가스 엔진의 연료압력 조절장치

제1도는 본 고안의 액화가스 연료압력 조절장치의 구성을 나타내는 측단면도

제2도는 본 고안에 관련되는 연료통로 개폐수단을 나타내는 도면

제3도는 종래 기술의 액화가스 연료압력 조절장치의 구성을 나타내는 측단면도

제4도는 종래 기술에 관련되는 연료통로 개폐수단을 나타내는 도면이다

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 1차실8 : 2차실

9 : 탄성부재10 : 레버

11 : 2차밸브12 : 진공챔버

14,18 : 다이어프램15 : 공회전 혼합비 조정나사

19 : 니들20 : 혼합실

21 : 공급포트22 : 니이들 밸브

25 : 액츄에이터

본 고안은 액화가스 연료압력 조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혼합기의 유동손실을 줄여 체적효율을 증대시킴과 아울러 정밀한 연료를 제어할 수 있도록 한 액화가스 연료압력 조절장치에 관한 것이다.

액화가스를 연료로 하는 엔진은 점화계통이나 연소방식이 가솔린엔진과 동일하지만, 연료의 특성상 액화가스를 공기와 혼합하여 실린더로 도입하기 전에 베이퍼라이저(Vaporizer)를 통하여 액화가스를 감압 기화시킴으로써 혼합기에서 적정한 공연비를 얻게되는 연료계통으로 되어 있다.

그런데 상기한 연료계통에 있어서 베이퍼라이저는 1차실에서 2차실에 이르는 가스통로를 개폐시켜주는 2차밸브에 의해 엔진의 모든 운전범위에 걸쳐 제어를 행하는 것이므로 아이들링 운전이 불안정하게 되고, 더욱이 주지된 바와 같이 액화가스는 성분에 따라 기화압력에 큰 차이가 있고, 또 이 압력은 온도에 따라 변하는 것이므로 장시간 정차후의 시동 혹은 한냉기의 시동 초기부터 엔진 위밍 업 상태에 이르기 까지는 액화가스의 감압기화가 고농도로 됨에 따라 엔진 부조 및 유해가스 배출을 초래하는 문제를 안고 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 엔진의 냉각수를 베이퍼라이저로 도입시켜서 냉각수의 수온으로 액화연료 감압 기화를 촉진하는 방식으로 된 베이퍼라이저가 실용화되고 있으나, 아이들링 운전시의 안정상태를 향상할 수 있었을 뿐, 시동 초기에서 엔진 워밍 업까지 엔진 불안정과 유해가스 배출은 해결치 못하고 있기 때문에 이에 따른 베이퍼라이저의 많은 연구가 행하여지고 있다.

제3도는 종래 기술의 액화가스 연료압력 조절장치의 구성을 나타내는 측단면도로서, 부호(1)은 도시되지 않은 봄베로 부터 여과되어 공급된 연료를 감압 조절하는 베이퍼라이저를 나타내고 있다.

상기한 베이퍼라이저(1)는 연료가 공급되는 공급포트(2)가 일측에 형성되어 액화가스를 기화함과 동시에 감압하는 1차실(3)과 연통됨과 아울러 그 공급포트(2)를 선택적으로 개폐하는 1차밸브(4)가 선회 가능하게 설치되고, 이 1차밸브(4)의 자유단은 1차실(3)의 압력을 조절하도록 탄성부재(5)로 탄발설치된 다이어프램(6)에 계지되어 1차실(3)의 압력에 따라 연료가 공급 또는 차단되도록 되어 있다.

상기한 1차실(3)과 일측이 공급포트(7)로 연통된 2차실(8)은 1차실(3)에서 감압된 압력을 대기압에 가깝게 감압하여 압력을 조절하게 되며, 상기한 2차실(8)의 소정위치에 탄성부재(9)로 탄발 설치된 레버(10)의 일측이 선회 가능하게 설치된 2차밸브(11)에 계지되어 레버(10)의 작동에 따라 공급포트(7)를 선택적으로 개폐하도록 되어 있다.

상기한 레버(10)의 타측은 2차실(8)의 압력을 조절하도록 홉기매니홀드(도시생략)의 부압이 ECU(전자 제어 유닛)(도시생략)의 출력신호에 따라 선택적으로 작용하는 진공포트(12a)를 보유하는 진공챔버(12)를 형성함은 물론 탄성부재(13)로 탄발 설치된 다이어프램(14)에 고정 설치되어 다이어프램(14)의 승강에 따라 함께 연동되도록 되어 2차밸브(11)를 개폐하도록 되어 있다.

또한, 상기한 레버(10)의 타측은 2차실(8)에 제공됨과 아울러 공회전 혼합비 조정나사(15)에 의해 연동되는 레버(16)의 자유단에 탄성부재(17)가 탄발 설치되어 아이들링 상태를 이루도록 하는 다이어프램(18)의 상측면에 제공된 니들(19)이 접촉되어 공회전시 공회전속도에 알맞은 연료를 공급할 수 있도록 2차밸브(11)를 개방하도록 되어 있다.

제4도는 종래 기술에 관련되는 연료통로 개폐수단을 나타내는 도면으로, 별도로 마련되어 ECU의 제어에 따라 작동되는 진공펌프(도시생략)와 연통됨과 아울러 2차실(8)로 부터 벤츄리(도시생략)를 보유하는 혼합실(20)에 연료가 공급되는 공급포트(21)의 간격을 점차적으로 조절하는 니이들 밸브(22)를 보유하고, 탄성부재(23)로 탄발 설치된 다이어프램(24)이 내장된 액츄에이터(25)에 의해 혼합실(20)에 공급되는 연료의 양을 제어하도록 되어 있다.

상기한 니이들 밸브(22)는 엔진이 작동하지 않을 때에는 진공챔버(12)에 부압이 작용하지 않기 때문에 2차밸브(11)가 차단되어 대기압 상태를 보전하는 2차실(8)의 연료가 혼합실(20)에 공급되지 않음에 기인하여 완전히 개방된 상태를 유지하게 되어 엔진 시동시 많은 양의 연료가 공급되도록 되어 있다.

도면중 미설명 부호 26, 27은 시동시 진한 혼합기가 공급되도록 시동시에만 작동하는 스타터 솔레노이드 밸브와, 액화가스의 기화를 촉진시키기 위한 수온센서(도시생략)를 보유하는 냉각수 통로를 지칭한다.

이와 같이 구성되는 종래 기술의 연료압력 조절장치는, 엔진의 회전속도 및 배출되는 배기가스의 산소량을 감지하는 산소센서(도시생략)의 출력신호에 따라 선택적으로 신호를 출력하는 ECU의 출력신호에 의해 진공포트(12a)에 흡기매니홀드의 부압이 작용되면, 그 부압이 진공챔버(12)에 작용함에 따라 다이어프램(14)은 탄성부재의 탄성력을 이기고 소정거리 상승되어 2차실(8)의 압력이 조절된다.

상기한 다이어프램(14)이 소정거리 상승함에 의해 레버(10)가 도면에서 보아 힌지를 중심으로 반시계방향으로 선회됨으로써, 2차밸브(11)가 레버(12)의 선회된 양만큼 개방되어 연료가 공급포트(7)를 통해 1차실(3)로부터 2차실(8)로 공급됨과 동시에 별도로 마련된 진공펌프에 ECU의 전기적인 출력신호가 출력되어 엔츄에이터(25)가 작동되면, 제4도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 니이들 밸브(22)가 소정거리 상승되어 2차실(8)과 혼합실(20)이 연통되는 공급포트(21)의 간격을 점차적으로 조절하여 엔진의 상태에 따라 연료가 공급되지만, 이러한 연료 공급은 혼합실(20)에 마련된 벤츄리의 압력과 2차실(8)의 압력 차이에 의해 연료가 공급되는바, 벤츄리의 유동저항에 의한 체적효율 감소가 초래되어 출력이 저하됨을 물론 시동시와 부분적인 부하발생시 정밀한 연료량 조절이 불가능하기 때문에 배출되는 배기가스의 유해성분이 과다하게 배출되는 문제점이 있다.

이 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이 고안의 목적은 2차실의 연료압력을 대기압 보다 높게 셋팅함에 따라 벤츄리를 없애도 혼합실의 압력과 2차실의 연료압력 차이가 있게 되어 혼합실의 유동저항 손실을 줄임으로써 연소실 내의 체적효율을 증대시킴과 아울러 정밀한 연료량을 제어하여 기관의 출력 향상을 도모하고 배출되는 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있는 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 이 고안은, 1차실의 연료가 2차밸브에 의해 선택적으로 공급됨과 아울러 대기압 상태를 유지하는 2차실에 ECU의 제어에 의해 흡기매니홀드의 부압이 작용되는 진공챔버가 형성된 다이어프램을 보유하고, 상기한 다이어프램에 자유단이 고정 설치됨과 아울러 타측은 탄성부재로 탄발 설치되어 진공챔버의 부압 작용력에 의해 2차밸브의 개도를 조절하는 레버, 그리고 공회전 혼합비 조정나사에 의해 공회전 상태가 조절되는 다이어프램 및 ECU의 전기적인 출력신호에 의해 선택적으로 작용하는 진공펌프에 의해 작동되는 액츄에이터의 니이들 밸브가 초기 상태에서는 혼합실의 공급포트를 개방하고 엔진의 작동상태에 따라 점차적으로 간격을 조절하는 액화가스 엔진의 연료, 압력 조절장치에 있어서, 상기한 레버의 자유단 아래측이 공회전 혼합비를 조정하는 다이어프램에 제공된 니들이 접촉되어 다이어프램의 작용에 따라 2차밸브가 선택적으로 개폐되고, 상기한 2차실의 압력은 기관의 정지시 대기압 보다 높은 상태를 유지하도록 2차밸브가 개방됨은 물론 2차실의 압력이 일정한 상태를 유지할 수 있도록 공회전 혼합비를 조정하는 다이어프램이 대기압 상태보다 높은 압력에서 작동되도록 소정의 탄성력을 구비함과 아울러 ECU의 전기적인 출력신호에 의해 작동되는 액츄에이터의 니이들 밸브가 2차실과 혼합실이 연통되는 공급포트의 상측에 위치되어 기관의 정지상태에서는 연료가 혼합실로 공급되는 공급포트를 차단하고, 기관의 작동상태에 따라 그 간격을 점차적으로 조절하도록 이루어진 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치를 제공한다.

상기한 액츄에이터는 니이들 밸브의 개폐정도를 감지하는 센서의 출력신호에 의해 제어되는 정밀한 연료공급이 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 이 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 이 고안의 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치의 구성을 나타내는 측단면도로서, 종래 기술의 구성과 동일한 구성의 설명은 생략하고 중요한 부분만 설명한다.

1차실(3)의 연료를 2차실(8)로 선택적인 공급을 위해 선회 가능하게 설치된 2차밸브(11)가 탄성부재(9)로 탄발 설치된 레버(10)의 일측이 계지됨과 아울러 레버(10)의 자유단 아래측은 공회전 혼합비 조정나사(15)에 의해 연동되는 레버(16)의 자유단에 탄성부재(17)로 탄발 설치됨과 아울러 2차실(8)의 압력이 대기압 보다 높은 압력에서 작용하도록 소정의 탄성력을 구비한 다이어프램(18)의 상측에 마련된 니들(19)이 접촉되어 2차실(8)의 압력이 대기압 상태보다 높아지면 상기한 다이어프램(18)이 탄성부재의 탄성력을 이기고 하강함에 따라 니들(19)이 접촉된 레버(10)는 탄성부재(9)의 탄성력에 의해 2차밸브(11)를 선회시켜 공급포트(7)를 차단하게 되어 2차실(8)의 압력이 높아지지 않고 일정한 상태를 유지하게 되며, 2차실(8)의 연료가 공급되어 압력이 낮아지면 다이어프램(18)이 탄성부재(17)의 복원력에 의해 상승됨에 따라 2차밸브(11)가 개방되어 1차실(3)로 부터 연료가 공급된다.

제2도는 이 고안에 관련되는 연료통로 개폐수단을 나타내는 도면으로, ECU의 전지적인 출력신호에 의해 작동되는 진공펌프에 의해 작동되는 액츄에이터(25)의 니이들 밸브(22)는 2차실(8)과 혼합실(20)이 연통되는 공급포트(21)의 상측에 위치됨과 아울러 기관의 정지시 2차실(8)의 압력이 대기압 보다 높은 상태를 유지하고 있기 때문에 그 압력에 의해 혼합실(20)로 유입되는 것을 방지하도록 차단된 상태를 유지하게 되어 있으며, 기관의 작동상태에 따라 그 간격을 점차적으로 조절하도록 되어 있다.

상기한 액츄에이터(25)는 니이들 밸브(22)의 개폐정도를 감지하는 감지센서(도시생략)의 출력신호에 따라 ECU에 의해 제어되어 정밀한 연료공급이 이루어지도록 함이 좋다.

이와 같이 구성되는 이 고안의 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치는, 기관이 정지한 상태에서 시동을 걸면 ECU의 전기적인 출력신호에 의해 별도로 마련된 진공펌프를 작동시킨다.

상기한 진공펌프가 작동됨에 따라 액츄에이터(25)의 다이어프램(24)이 탄성부재(23)의 탄성력을 이기고 제2도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 소정거리 상승함에 따라 니이들 밸브(22)가 개방됨과 동시에 2차실(8)에 저장된 연료의 압력이 대기압 상태보다 높기 때문에 혼합실(20)의 압력차이에 의해 많은 양의 연료가 공급포트(21)를 통해 공급되어 시동시 진한 혼합기 상태를 유지하게 됨은 물론 2차실(8)과 혼합실(20)의 압력차이에 의해 연료가 공급되어 혼합실(20)의 유동저항 손실을 방지하므로 혼합실의 체적효율을 증대시켜 기관의 출력향상을 이루게 된다.

이러한 상태에서 2차실(8)의 연료가 공급됨과 동시에 기관의 상태에 따라 니이들 밸브(22)의 개폐정도를 감지센서가 감지하여 그 출력신호를 ECU에 출력하면 이 ECU는 메모리된 값과 비교하여 기관의 운전상태에 알맞는 연료를 공급하도록 진공펌프를 작동시켜 액츄에이터(25)를 제어함으로써 니이들 밸브(22)의 개폐정도를 조절시킴에 따라 정밀한 연료공급이 이루어져 연료비가 향상됨은 물론 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있다.

이와 같이 2차실(8)의 연료가 혼합실(20)로 공급되면 1차실(3)로 부터 연료가 지속적으로 공급됨에 따라 2차실(8)의 연료압력이 대기압상태 보다 더욱 높아지면, 다이어프램(18)이 탄성부재(17)의 탄성력을 이기고 하강됨에 따라 다이어프램(18)에 제공된 니들(19)에 접촉된 레버(10)가 탄성부재(9)의 탄성력에 의해 선회되어 2차밸브(11)가 1차실(3)로 부터 연료가 공급되는 공급포트(7)를 차단함으로써 2차실(8)의 압력상승을 방지하고, 2차실(8)의 연료가 혼합실(20)로 연료가 공급됨에 따라 압력이 낮아지면 다이어프램(18)이 초기 상태로 복원됨과 아울러 2차밸브(11)가 개방되어 일련의 사이클의 반복 진행되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 이 고안은, 기관의 운전상태에 따라 연료공급이 혼합실과 2차실의 압력차이와 니이들 밸브의 개폐정도를 감지하는 감지센서의 출력신호에 의해 액츄에이터가 제어되어 정밀하게 공급되기 때문에 종래의 혼합실에 형성된 벤츄리의 유동저항 손실을 해결할 수 있으므로 연소실의 체적효율을 증대시켜 기관의 출력 향상을 도모함은 물론 기관의 운전상태에 따라 정밀한 연료 공급이 이루어져 연비가 향상되고, 배출되는 배기가스의 유해성분을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1차실(3)의 연료가 2차밸브(11)에 의해 선택적으로 공급됨과 아울러 대기압 상태를 유지하는 2차실(8)에 ECU의 제어에 의해 흡기매니홀드의 부압이 작용되는 진공챔버(12)가 형성된 다이어프램(14)을 보유하고, 상기한 다이어프램(14)에 자유단이 고정 설치됨과 아울러 타측은 탄성부재(9)로 탄발 설치되어 진공챔버(12)의 부압 작용력에 의해 2차밸브(11)의 개도를 조절하는 레버(10), 그리고 공회전 혼합비 조정나사(15)에 의해 공회전 상태가 조절되는 다이어프램(18) 및 ECU의 전기적인 출력신호에 의해 선택적으로 작용하는 진공펌프에 의해 작동되는 액츄에이터(25)의 니이들 밸브(22)가 초기 상태에서는 혼합실(20)의 공급포트(21)를 개방하고 엔진의 작동상태에 따라 점차적으로 간격을 조절하는 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치에 있어서, 상기한 레버(10)의 자유단 아래측이 공회전 혼합비를 조정하는 다이어프램(18)에 제공된 니들(19)이 접촉되어 다이어프램(18)의 작용에 따라 2차밸브(11)가 선택적으로 개폐되고, 상기한 2차실(8)의 압력은 기관의 정지시 대기압보다 높은 상태를 유지하도록 2차밸브(11)가 개방됨은 물론 2차실(8)의 압력이 일정한 상태를 유지할 수 있도록 공회전 혼합비를 조정하는 다이어프램(18)이 대기압 상태보다 높은 압력에서 작동되도록 소정의 탄성력을 구비함과 아울러 ECU의 전기적인 출력신호에 의해 작동되는 액츄에이터(25)의 니이들 밸브(22)가 2차실(8)과 혼합실(20)이 연통되는 공급포트(21)의 상측에 위치되어 기관의 정지상태에서는 연료가 혼합실(20)로 공급되는 공급포트(21)를 차단하고, 기관의 작동상태에 따라 그 간격을 점차적으로 조절하도록 이루어짐을 특징으로 하는 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치.

제1항에 있어서, 액츄에이터(25)는 니이들 밸브(22)의 개폐정도를 감지하는 감지센서의 출력신호에 의해 제어되어 정밀한 연료공급이 이루어짐을 특징으로 하는 액화가스 엔진의 연료압력 조절장치.