KR19990028331U - 자동차의 연료 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 필요에 따라 연료의 온도를 낮추어 베어퍼 록 현상을 방지토록 하는 자동차의 연료 냉각장치에 관한 것이다.

본 고안은 연료탱크(30)로부터 공급라인(34)을 통해 압송되는 연료를 흡기매니폴드(2)로 분사하는 복수의 인젝터(18)를 갖춘 퓨얼레일(50)과; 퓨얼레일(50)에 연결되어 퓨얼레일(50)로 과공급되는 연료를 배출하는 리턴라인(52)을 갖춘 자동차의 연료장치에 있어서, 상기 리턴라인(52)으로부터 연료를 도입하여 일정한 경로를 따라 회류시키며 대기와 열교환을 이루는 라디에이터(60)와; 상기 라디에이터(60)로 바람을 강제 공급하는 팬모터(70)와; 연료의 온도를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 연료온도센서(80)와; 연료온도센서(80)에서 감지된 신호를 판단하여 연료온도가 설정값 이상일 때 상기 팬모터(70)를 구동신호를 출력하여 라디에이터(60)내를 흐르는 연료를 강제냉각시키는 전자제어모듈(40)을 포함하는 자동차의 연료 냉각장치를 제공한다.

Description

자동차의 연료 냉각장치

본 고안은 자동차의 연료 냉각장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 필요에 따라 연료의 온도를 낮추어 베어퍼 록 현상을 방지토록 하는 자동차의 연료 냉각장치에 관한 것이다.

자동차는 가솔린 또는 디이젤 및 엘피지(액화석유가스)등을 연소시켜 그 폭발력을 이용하여 피스톤을 직선 왕복운동시키고, 피스톤의 운동을 커넥팅로드를 통해 크랭크축의 회전운동으로 전환하여 회전구동력을 얻는 것으로서, 연료와 공기를 적절하게 혼합한 혼합기를 압축하여 이를 연소시키는 내연기관(이하, 엔진이라 함)을 갖추고 있다.

엔진은 복수의 실린더를 형성하고 있는 실린더블록과, 이 실린더 블록의 상부에 제공되어 연소실을 제공하는 실린더 헤드 및 상기 실린더내를 승강하며 폭발력을 발생시키는 피스톤을 갖추고 있다.

또한, 실린더헤드는 흡기구와 배기구를 갖추고 있으며, 각각의 흡.배기구를 통해 혼합기를 공급하거나 또는 연소가스를 배출하는 밸브개폐장치를 포함하고 있다.

최근의 자동차는 엔진의 상태 및 현재 스로틀 밸브의 개도 등을 각종 센서에 의해 감지하여 전자제어모듈에서 이들 신호를 비교 판단하여 현재의 엔진에 필요한 연료의 혼합비 및 공급량을 설정하는 전자제어 방식이 개발되어 있다.

참고적으로, 도 1을 참고하여 일반적인 연료흡기 계통을 개략적으로 살펴보면, 공기는, 에어 클리너(12)를 통과하며 정화된 상태로 유입되고, 흡기통로(10)를 거쳐 실린더(1)로 공급된다. 흡기통로(10)에는 공기의 통과유량을 제어하는 스로틀 밸브(14) 및 이 스로틀 밸브(14)의 개도를 감지하는 스로틀 포지션센서(42)가 설치되고, 흡기통로(10)를 통한 공기의 통과유량을 감지하는 에어 플로미터(22)가 설치되어 있다. 각각의 스로틀 포지션센서(42) 및 에어 플로미터(22)에서 감지되는 신호는 전자제어모듈(40)로 인가된다.

또한, 연료는, 연료펌프(32)에 의해 연료탱크(30)로부터 펌핑되어 흡기통로(10)의 단부에 설치되는 연료 인젝터(18)에 의해 실린더측으로 분사된다. 연료 인젝터(18)는 상기 전자제어모듈(40)에 의해 제어되는 것으로 연료를 고속으로 분사하여 무화상태로 분사하게 된다. 그리고, 상기 연료 인젝터(18)와는 별도로 냉간시동시에 시동성을 향상시키기 위해서 흡기통로(10)상에 형성되는 서지탱크부(16)로 연료를 공급하는 콜드스타트 인젝터(20)가 설치된다.

한편, 상기 인젝터(18)는 실린더의 수에 따라 복수개가 설치되는데, 보통 최근의 자동차에는 4개 또는 6개의 실린더가 설치되므로 이와 대응하는 수만큼 설치된다. 이때 각각의 인젝터(18)는 공급라인(34)으로부터 연료를 공급받는 퓨얼레일(50)에 나란하게 설치된다.

상기 퓨얼레일(50) 내의 연료는 항시 일정한 압력을 유지하여, 인젝터(18) 개방시 요구되는 분사압을 제공하게 된다.

도 2에는 종래의 퓨얼라인의 구성이 구성되어 있는데, 이에 따르면, 퓨얼레일(50)의 일단에는 연료펌프(32)의 펌핑력에 의해 연료를 압송하는 공급라인(34)이 연결되어 있다. 그리고, 길이 방향을 따라 복수의 인젝터(18)가 나란하게 설치된다. 퓨얼레일(50)의 타단으로 리턴라인(52)을 설치하고, 리턴라인(52)상에 정압밸브(54)를 제공하여 퓨얼레일(50)내부의 압력이 설정압을 넘게 되면, 정압밸브(54)가 개방되어 리턴라인(52)을 통해 연료를 배출하게 된다.

그런데, 종래의 연료 냉각장치는 연료의 온도가 상승함에 따라 베어퍼 록 현상이 발생하여 시동성이 불량하게 되는 문제를 갖고 있었다.

즉, 한여름철 등의 혹서기후에서는 연료탱크 및 공급라인등 모든 연료계통이 가열되므로 연료자체의 온도가 상승되어 베이퍼 록(vapor rock)현상에 의해 퓨얼레일(50)내에 기체상태의 연료가 형성된다. 따라서, 퓨얼레일(50)내가 요구되는 압력을 유지하더라도 기체상태의 연료는 퓨얼레일(50)내에 그대로 존재하게 되고, 인젝터를 통해 액상연료중에 기체상태의 연료가 함께 분사되어 맥동이 발생하게 되는 것은 물론 점화가 원활하게 이루어지지 않는 문제를 갖고 있는 것이다.

또한, 퓨얼레일(50)에서 가열된 연료는 리턴라인(52)을 통해 연료탱크(30)로 유입되는 과정에서 연료중에 기포를 형성하게 되어 증발가스의 발생량이 많아지게 되는 것은 물론 이러한 증발가스를 수집하게 되는 캐니스터내의 분위기가 증발가스의 온도보다 저온을 유지할 경우 유입되는 증발가스가 액화되어 수명이 단축되는 등의 문제를 갖고 있는 것이다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 연료의 온도상승시 연료를 냉각할 수 있는 냉각수단을 설치하여 베어퍼 록 현상을 방지함과 동시에 연료분사시의 맥동을 줄이고, 시동성을 향상시킬 수 있는 자동차의 연료 냉각장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 증발가스를 줄임과 동시에 온도차이로 인한 캐니스터내에서의 연료 액화현상을 방지하여 캐니스터의 수명을 연장할 수 있는 자동차의 연료 냉각장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 연료공급장치의 구성을 보인 개략도

도 2는 종래의 연료공급장치의 구성을 보인 도면

도 3은 본 고안에 따른 연료냉각장치의 구성을 보인 도면

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 엔진 10: 흡기통로

18: 인젝터 30: 연료탱크

32: 연료펌프 34: 공급라인

40: 전자제어모듈 50: 퓨얼레일

52: 리턴라인 54: 정압밸브

60: 라디에이터 70: 팬모터

80: 온도감지센서

상기한 바와 같은 본 고안의 목적은 연료탱크로부터 공급라인을 통해 압송되는 연료를 흡기매니폴드로 분사하는 복수의 인젝터를 갖춘 퓨얼레일과; 퓨얼레일에 연결되어 퓨얼레일로 과공급되는 연료를 배출하는 리턴라인을 갖춘 자동차의 연료장치에 있어서, 상기 리턴라인으로부터 연료를 도입하여 일정한 경로를 따라 회류시키며 대기와 열교환을 이루는 라디에이터와, 상기 라디에이터로 바람을 강제 공급하는 팬모터와; 연료의 온도를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 연료온도센서와; 연료온도센서에서 감지된 신호를 판단하여 연료온도가 설정값 이상일 때 상기 팬모터를 구동신호를 출력하여 라디에이터내를 흐르는 연료를 강제냉각시키는 전자제어모듈을 포함하는 자동차의 연료 냉각장치에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 자동차의 연료 냉각장치의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 고안에 따른 자동차의 연료 냉각장치의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 본 고안은 길이방향으로 복수의 인젝터(18)가 나란하게 배열되는 퓨얼레일(50)이 도시되어 있다. 퓨얼레일(50)에는 연료탱크(30)로부터 연료를 압송하는 공급라인(34)이 연결되어 있다. 공급라인(34)에는 연료펌프(32)가 설치되어 연료탱크(30)내의 연료를 압축 펌핑하게 된다.

퓨얼레일(50)내로 공급되는 연료는 인젝터(18)가 개방됨에 따라 흡기매니폴드(2)로 분사되어 실린더내로 공급된다.

그리고, 퓨얼레일(50)에는 퓨얼레일(50)로 공급되는 연료의 과공급량을 배출하는 리턴라인(52)이 설치되어 있다.

본 고안에 따르면, 리턴라인(52)의 내부를 흐르는 연료를 냉각시키는 라디에이터(60)가 설치된다. 한편, 라디에이터(60)의 일측에는 라디에이터(60)를 향해 송풍을 하는 팬모터(70)가 설치된다. 상기 라디에이터(60) 및 팬모터(70)는 연료탱크(30)의 일측에 고정적으로 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 라디에이터(60)내에는 연료의 온도를 측정하여 전기적 신호를 출력하는 연료온도센서(80)가 설치되어 있다. 이 연료온도센서(80)는 연료를 받아들이는 입구측에 설치되는 것이 바람직하다. 본 고안에 따르면, 상기 연료온도센서(80)의 감지신호를 인가받아 연료온도를 판단하고, 이 연료온도가 설정온도 이상으로 상승하게 되면, 상기 팬모터(70)를 구동하여 연료를 강제냉각하는 전자제어모듈(40)이 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안은 연료온도센서(80)내로 도입되는 연료의 온도를 감지하여 전기적신호를 전자제어모듈(40)로 인가하게 되고, 전자제어모듈(40)에서는 연료온도를 판단한다.

이때 감지온도가 설정온도보다 낮으면, 연료는 라디에이터(60)내를 회류하면서 자연냉각이 이루어진다.

한편, 상기 감지 온도가 예정된 온도보다 높을 경우에는 팬모터(70)를 구동하여 라디에이터(60)내를 흐르는 연료를 강게 냉각시키게 된다. 따라서 연료는 냉각이 진행되고, 점차 냉각이 진행되어 감지온도가 예정된 값에 도달하면, 전자제어모듈(40)에서는 팬모터(70)를 정지시키게 된다.

본 고안에 따르면, 리턴라인을 따라 흐르는 연료는 라디에이터를 통과하는 시점에서 자연냉각을 이루게 되므로 외기온도에 따른 온도변화의 편차가 작아지게 된다. 즉, 팬모터(70)에 의한 강제냉각이 진행되지 않을 경우에도 라디에이터(60)는 외기에 노출되어 있고, 또한, 주행중 바람의 영향을 받게 되므로 냉각효율이 매우 높게 되므로 연료가 외기온도에 의해 민감하게 반응하지 않게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 연료 냉각장치는 리턴라인상에 냉각수단을 설치하여 연료의 온도가 설정온도 이상에 도달하면 리턴라인을 통해 연료탱크로 회류하는 연료를 냉각하게 되므로 베이퍼 록 현상을 방지 하게 되는 것은 물론 시동성을 향상시키게 되고, 나아가서 기포의 발생이 줄어들게 되어여 연료탱크내에서의 증발가스의 발생량이 줄고, 그로인해 캐니스터의 수명을 연장할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (1)

1. 연료탱크(30)로부터 공급라인(34)을 통해 압송되는 연료를 흡기매니폴드(2)로 분사하는 복수의 인젝터(18)를 갖춘 퓨얼레일(50)과, 이 퓨얼레일(50)에 연결되어 퓨얼레일(50)로 과공급되는 연료를 배출하는 리턴라인(52)을 갖춘 자동차의 연료장치에 있어서,

   상기 리턴라인(52)으로부터 연료를 도입하여 일정한 경로를 따라 회류시키며 대기와 열교환을 이루는 라디에이터(60)와;

   상기 라디에이터(60)로 바람을 강제 공급하는 팬모터(70)와;

   연료의 온도를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 연료온도센서(80)

   연료온도센서(80)에서 감지된 신호를 판단하여 연료온도가 설정값 이상일 때 상기 팬모터(70)를 구동신호를 출력하여 라디에이터(60)내를 흐르는 연료를 강제냉각시키는 전자제어모듈(40)을 포함하는 자동차의 연료 냉각장치.