KR0144366B1

KR0144366B1 - 연료분사제어장치

Info

Publication number: KR0144366B1
Application number: KR1019890016279A
Authority: KR
Inventors: 도시하루 노기; 데루오 야마우찌; 요시시게 오야마
Original assignee: 가나이쯔도무; 가부시끼가이샤히다찌세이사꾸쇼
Priority date: 1988-11-16
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1998-08-17
Also published as: DE3937867C3; DE3937867A1; JP2848491B2; US5027778A; JPH02136560A; KR900008157A; DE3937867C2

Abstract

공기 분사수단은 연료 분사판의 부근에 제공된다. 실린더내에 혼합 공기연료를 함유한 가솔린 스프레이의 사이즈 직경이 연료 분사판 및 공기 분사수단에 의해 제어된다. 연료 분사판이 가솔린 엔진의 흡기 행정시에 작동될 때, 가솔린 스프레이의 사이즈 직경은 스파크프러그의 방전전극 부근의 일부에서 대체적으로 40㎛와 같은 소정 값으로 제어된다. 가솔린 스프레이의 사이즈 직경이 임의로 제어되기 때문에, 좋은 점화특성을 갖는 가솔린 스프레이 사이즈의 혼합 공기연료가 스파크프러그의 방전전극 부근에 선택적으로 분포된다. 엔진에 대한 안정된 점화조건이 녹킹(knocking) 발생 없이 유지되고, 고온 효율을 갖는 엔진이 획득된다.

Description

연료분사제어장치

제 1 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 1실시예를 표시하는 구성도

제 2A 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치에서 사용하는 연료분사의 1실시예를 표시하는 단면도

제 2B 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치에서 사용하는 연료분사의 1실시예를 표시하는 저면도

제 3 도는 가솔린스프레이사이즈와 점화에 요구되는 에너지사이의 관계를 표시하는 특성도

제 4 도는 가솔린스트레이사이즈와 엔터녹킹특성 사이의 관계를 표시하는 특성도이고 스파크 특성과 가솔린스프레이의 사이즈 사이의 관계를 표시하는 특성도

제 5 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 하나의 실시예의 작동을 설명하는 여러 가지 타이밍 챠트

제 6 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 실시예의 작동을 설명하는 여러 가지 타이밍챠트

제 7 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또다른 실시예의 작동을 설명하는 여러 가지 타이밍챠트

제 8 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치에서 사용하는 연료분사판의 다른 실시예를 표시하는 부분단면도

제 9 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 실시예의 작동을 설명하는 여러 가지 타이밍챠트와 설명도

제 10 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 실시예의 작동을 설명하는 각종 타이밍챠트와 설명도

제 11A 도는 연료분사판과 공기흡입밸브 사이의 한 구성관계를 표시하는 설명도

제 11B 도는 연료분사판과 공기흡입밸브 사이의 다른 구성관계를 표시하는 설명도

제 12 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 실시예의 작동을 설명하는 여러 가지 타이밍챠트

제 13 도는 연료압력과 가솔린스프레이의 사이즈 사이의 관계를 표시하는 특성도

제 14 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 실시예의 작동을 설명하는 각종 타이밍챠트

제 15 도는 본 발명에 따른 복수의 연료분사판을 사용하는 연료분사제어장치의 실시예를 표시하는 블록도

제 16 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 실시예의 작동을 설명하는 각종 타이밍챠트

제 17 도는 본 발명에 따른 실린더에 배치되는 연료분사판을 사용하는 연료분사제어장치의 실시예를 표시하는 구성도

제 18 도는 본 발명에 따른 타게트부분을 가지는 연료분사판을 사용하는 연료분사제어장치의 실시예를 표시하는 구성도

제 19A 도는 본 발명에 따른 타게트 부분을 가지는 연료분사판의 실시예를 표시하는 구성도

제 19B 도는 본 발명에 따른 타게트 부분을 가지는 연료분사판의 1실시예를 표시하는 측면도

제 20 도는 흡입관압력과 가솔린 스프레이를 사이즈사이의 관계를 표시하는 특성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 : 내연기관 2 : 제어장치

3 : 흡기관 4 : 에어프로센서

7 : 공기펌프 8 : 전자공기판

9 : 공기노즐 5 : 조절판

10 : 스파크프러그 6 : 연료분사판

본 발명은 연료분사식 내연기관에서 사용하는 연료분사 제어장치에 관한 것이고 특히 전자 연료분사방식의 자동차용 가솔린엔진에서 사용하기에 적당한 연료분사 제어장치에 관한 것이다.

가솔린엔진 등의 내연기관에서는 엔진을 위한 고압축비를 얻으려면 엔진의 열효율의 개선이 효과적이다.

그러나 엔진을 위한 고압축비를 얻으려면 녹킹발생의 문제가 수반된다.

지금까지 녹킹발생없이 엔진의 압축비를 높이려는 기술에 대하여 여러 가지 제안이 시도되어 왔다.

예를 들면 녹킹발생이 녹크센서를 사용하는 점화 시간을 제어함으로서 임계상태에서 유지되는 방법이 알려져 왔다.

더욱 공기연료혼합비(또는 공기연료비(A/F)가 실린더내의 공기연료혼합비 분포를 제어함으로서 점화프라그의 근방에서 혼합비를 진하게 하는 방법도 알려져 있다.

이 후자의 기술은 예를들면 특개소 179,328/1982호에 개시되어 있다.

일반적으로 알려진 것과 같이 엔진에서의 녹킹은 점화 프라그에 의해 혼합기에 점화되기 전에 실린더 또는 피스톤의 벽면 등으로 되는 연손실내면의 일부의 근방에서 점화된다고 하는 형상이다.

이것을 위해서는 혼합기의 점화성을 저하하게 하는 것이 유효하다.

또한 엔진을 위한 연소의 안정화의 면에서는 혼합기의 점화성의 향상이 바람직하다.

연소가 불안전하면 연소효율이 저하하고, 엔진의 연료비도 저하된다.

연료분사제어에 대한 상기 종래기술에 있어서는 점화시기의 점에서 효율화에 문제가 있고 더욱 혼합비분포제어에 수반되는 공기연료비(A/F) 제어에 대하여도 고려되어 있지 않다.

연료분사식 가솔린엔진에서는 혼합공기연료에 포함되는 연료는 다음과 같이 구성되고 다른 말로하면 혼합공기연료가 주로 가솔린 스프레이가 입상을 가지는 액체의 상태 또는 가솔린 스프레이의 상태로서 실린더의 공기중에 부유하고 있다.

본 발명의 목적은 내연기관의 엔티녹킹특성을 효과적으로 얻을 수 있는 연료분사제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 내연기관의 고열효율을 녹킹발생을 제지함으로서 효과적으로 얻을 수 있는 연료분사제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 더욱 다른 목적은 내연기관의 고압축비를 녹킹발생을 제지함으로서 효과적으로 얻을 수 있는 연료분사제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 혼합공기연료의 안정연소가 녹킹발생을 제지함으로서 효과적으로 얻을 수 있는 연료분사제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 안정 점화상태가 효과적으로 얻을 수 있는 연료분사제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 가솔린 스프레이 사이즈 분포가 자발적으로 제어될 수 있는 연료분사 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 가솔린 스프레이의 사이즈 분포가 내연기관에서 열손실의 일정부분에 대해서 선택적으로 제어될 수 있는 연료분사제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라 연료분사식 내연기관에서 사용하는 연료분사제어장치에 있어서 내연기관의 작동상태를 가리키는 각종 데이터는 제어장치에 취해지고 소정의 계산은 각종 데이터에 따라 제어장치에서 실행되고 필요한 연료분사량은 제어장치에서 계산되고 연료 분사량은 제어장치에서 계산되고 연료분사량은 연료분사판을 통하여 내연기관의 실린더에 공급된다.

연료분사의 내연기관에서 사용하는 연료분사제어장치는 실린더의 혼합공기연료에서의 연료의 스프레이 사이즈의 분포를 제어하는 연료스프레이사이즈 배분제어수단을 포함하고 연료스프레이사이즈 배분제어수단은 소정치에서 실린더내에ㅔ 배치되는 스파크 프러그의 인접부분에서 혼합공기연료에서의 연료의 스프레이사이즈를 제어한다.

본 발명의 상기 목적은 상기 현상에 주의함으로서 달성되고 실린더에서 연료스프레이의 사이즈(직경) 또는 실린더에서 스프레이상태 연료의 스프레이분포가 제어될 수 있다.

주로 연료스프레이를 포함하는 혼합공기연료에서는 점화특성은 연료스프레이의 스프레이사이즈(직경)에 따라 변화하고 예를 들면 점화특성은 약 40㎛과 같은 스프레이 직경의 소정치에서 현저하게 개량된다.

본 발명에 따라 실린더내에서의 연료의 스프레이 분포를 위한 제어를 통하여 스파크프러그의 인근에서 혼합공기연료의 점화특성만을 높게 하고 그밖에 실린더의 표면을 에워싸는 부근 또는 피스톤의 상부표면에서 혼합공기연료의 점화특성은 저하되는 제어방법을 실행하는 것이 가능하고 그것으로 엔진의 압축비는 녹킹발생을 제지함으로서 효과적으로 높일 수 있다.

본 발명에 따라 연료분사제어장치에서 연료스프레이의 스프레이분포는 실린더에서 자발적으로 제어될 수 있기 때문에 좋은 점화특성을 가지는 연료스프레이 사이즈의 혼합공기연료는 스파크프러그의 방전 전극의 부근에서 선택적으로 분포될 수가 있고 또한 나쁜 점화특성을 가지는 연료스프레이사이즈의 혼합공기연료는 스파크프러그의 방전전극의 부근을 제외하고는 연소실의 벽표면부근에서 선택적으로 분포될 수가 있다.

그러므로 비록 엔진의 압축비가 높더라도 안정점화 상태는 효과적으로 유지될 수가 있고 녹킹현상은 발생하지 않고 연료분사제어장치에 고열효율을 가지는 내연기관을 용이하게 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 연료분사제어장치의 1실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 따라 연료분사제어장치의 1실시예를 표시한다.

제 1 도에서는 연료분사제어장치는 가솔린엔진과 같은 내연기관(1) 그리고 거기에 마이크로처리장치를 내장한 제어장치(2)를 포함한다.

엔진(1)은 흡기관(3) 그리고 그 흡기관(3)에 배설된 에어프로센서(air flow sensor)(4)를 포함한다.

그리고 더욱 흡입공기흐름량을 검출하는 에어프로센서(4)를 포함하는 각종 검출센서가 엔진(1)에 배설된다.

기타 각종 검출센서는 조절판(5)의 샤프트에 배설된 조절판 개도(開度) 검출센서, 크랭크 샤프트에 배설된 회전검출센서, 엔진(1)에서 냉각수 온도를 검출하는 수온검출센서, 배기관에 배설된 O₂ 센서(산소농도검출센서)이다.

제어장치(2)는 상기 각종검출센서를 통하여 엔진(1)의 작동상태를 표시하는 각종 데이터에서 취해진다.

즉 제어장치(2)는 예를들면 에어프로센서(4)를 통한 흡입공기흐름량(Qa), 조절판개도검출센서를 통한 조절판개도(θ_th), 회전검출센서를 통한 엔진회전속도(N), 수온검출센서를 통한 엔진온도(T_w) 그리고 O₂ 센서를 통한 공기-연료비율(A/F)신호(리치 또는 린, rich or lean)등을 각종 데이터에 거두어들인다.

상기 각종 데이터에 따라 소정의 계산처리는 제어장치(2)의 마이크로처리장치에서 실행되고 필요한 연료분사펄스폭(T_i)이 계산되고 이 연료분사펄스폭(T_i)은 연료분사판(6)에 공급되고 그것에 의해 엔진(1)이 소정의 공기-연료비(A/F)를 얻도록 제어된다.

연료분사제어장치는 공기펌프(7), 전자(電磁) 공기판(8), 공기노즐(9)로 구성된다.

이러한 장치들은 소정의 공기분사타이밍에서 공기노즐(9)을 통하여 흡기관(3)내에 배설되는 조절판(5)의 상류에서 취해진 공기를 다시 분사하도록 작동한다.

연료분사제어장치는 스파크프러그(10)와 흡기판(11)으로 더욱 구성된다.

이때에 제 2 도에 표시한 것과 같이 공기노즐(9)이 연료분사판(6)의 분사노즐근방에 설치되어 있기 때문에 이 공기노즐(9)은 연료분사판(6)에서 분사되는 연료에 대해 공기를 불어내도록 설치되어 있다.

전자공기판(8)이 열리고 나서 공기노즐(9)에서 공기가 분사될 때 이 분사된 공기는 연료의 스프레이에 충돌되고 연료분사판(6)에서 분사되고 더작은 가솔린스프레이의 분무를 만들도록 작동한다.

다음은 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 이 실시예의 작동을 다음과 같이 설명된다.

우선 제 3 도는 가솔린 스프레이를 포함하는 혼합 공기-연료에서 액상 가솔린의 분무형(스프레이 사이즈)과 액상가솔린의 점화에 필요한 점화 에너지 사이의 관계를 표시하는 특성도이다.

제 3 도에 명확하게 표시된 것과 같이 점화에너지는 혼합공기-연료의 농도, 다른말로는 혼합공기연료비 또는 공기연료비(A/F)에 부적절한 약 40㎛의 스프레이사이즈에서 최소치를 표시하고 예를들면 (A/F)=12, (A/F)=15, (A/F)=17이다.

그밖에 점화에너지가 작을수록 더욱더 용이하게 스파크가 실행된다.

제 4 도는 연료의 스프레이사이즈에 대한 스파크 특성과 연료의 스프레이사이즈에 대한 앤티-녹킹 특성사이의 관계를 표시하는 특성도이다.

제 4 도에 명백하게 표시된 것과 같이 곡선(a)에 표시된 것과 같이 실체상 40㎛의 스프레이 직경을 가지는 가솔린 스프레이에서 점화 용이하게 실행되고 동시에 곡선 (b)에 표시되는 것과 같이 실체상(40㎛)의 스프레이직경을 가지는 가솔린스프레이에서 녹킹이 용이하게 발생한다는 것이 알려지게 되었다.

결과로서 녹킹발생을 지지하기 위해서는 실체상 100㎛ 이상의 스프레이직경을 가지는 가솔린 스프레이를 크게하는 것이 바람직하다는 것도 알려졌다.

따라서 본 발명의 이 실시예에 있어서 연료분사판(6)에 의한 연료분사타이밍과 전자공기판(8)에 의한 공기분출타이밍 둘다가 제어장치(2)에 의해 각각 제어되기 때문에 엔진(1)의 실린더에서 가솔린스프레이사이즈의 분포가 제어될 수가 있다.

스파크타이밍에서는 스파크프러그(10)의 방전전극의 부근에서 약 40㎛의 스프레이직경을 가지는 가솔린 스프레이가 존재하고 스파크프러그(10)의 방전전극에서 떨어진 부분에는 실체상 40㎛의 스프레이직경을 가지는 가솔린 스프레이가 조제한다.

연료분사제어장치의 이 실시예에서의 상기 제어수단은 제 5 도에서 표시된 각종 타이밍챠트를 사용하여 구체적으로 설명된다.

이미 알려진 것과 같이 4행정(Strake)을 갖는 가솔린 엔진에서는 1회 연소사이클은 흡기행정, 압축행정, 연소행정, 배기행정인 4행정으로 구성된다.

통상의 왕복엔진으로는 이 사이클은 매 2회전마다 반복되게 실행된다.

여기서 흡기행정의 경우에는 혼합공기연료가 실린더에 흡입되기 때문에 흡기관(3)내의 공기 유속이 증대한다.

그래서 흡기판(11)이 제 5 도에 표시된 공기분사 타이밍챠트에 따라 열릴 때 연료가 연료분사 타이밍에 따라 분사되고 가솔린 스프레이를 포함하는 공기가 급속히 거두어들이게 된다.

더욱 연료분사판(16)에서 분사되는 가솔린스프레이의 사이즈는 예를들면 약 100㎛의 비교적 큰 값을 가지도록 조정된다.

이때에는 전자공기판(8)이 열리고 공기가 제 5 도에 표시된 분사타이밍챠트에 따라 공기노즐(9)를 통하여 분사될 때 가솔린스프레이의 사이즈는 위에서 언급한 바와 같이 작아진다.

따라서 본 발명의 이 실시예에서는 제 5 도에 표시된 것과 같이 흡기행정에서 흡입공기유속이 크게될 때 연료분사판(6)이 열리고 역시 연료 분사판(6)의 개판(開瓣)시간의 후반에 전자공기판(8)이 더욱 열린다.

그리고 오로지 전자공기판(8)이 열릴 때 연료분사판(6)에서 분사되는 가솔린 스프레이의 사이즈는 예를들면 실제적으로 40㎛의 소정의 작은 값을 가지도록 조정된다.

제 5 도의 가솔린 스프레이 사이즈에 있어서 고정 곡선(a)은 본 발명에서 가솔린스프레이 사이즈를 표시하고 점곡선(b)는 종래의 연료분사제어장치에서 가솔린스프레이 사이즈를 표시한다.

따라서 제 1 도에 표시된 것과 같이 본 발명의 이 실시예에 있어서 가솔린 스프레이의 다음 사이즈 분포를 위한 제어는 얻게 될 수가 있다.

즉 엔진(1)의 실린더내에서의 스파크프러그(10)의 부근에서 가솔린 스프레이의 실체적인 40㎛의 사이즈와 용이한 점화특성을 가지는 혼합공기 연료는 존재할 수가 있고 스파크프러그(10)의 상기 부근을 제외한 부분에 가솔린 스프레이의 100㎛이상의 사이즈와 힘든 점화특성을 가지는 혼합 공기연료는 존재할 수가 있다.

결과로서 제 3 도와 제 4 도에 표시된 것과 같이 적당한 혼합공기연료를 가지는 엔진(1)의 연소는 녹킹발생을 확실하게 제지함으로서 얻게될 수가 있고 따라서 엔진(1)의 고압축비를 효과적으로 달성하는 것이 가능하고 그리고 더욱 엔진(1)의 고열효율을 용이하게 개량하고 얻는 것이 가능하다.

다음은 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또다른 실시예를 다음과 같이 상세하게 설명한다.

제 6 도는 본 발명에 따른 각종 타이밍챠트를 사용하여 연료분사제어장치의 다른 실시예를 표시한다.

제 6 도에 표시된 연료분사제어장치의 기계적인 구성은 제 1 도에 표시된 것과 같다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 가솔린 스프레이의 스프레이직경분포는 4행정을 가지는 엔진(1)의 연소사이클 1회당 연료분사판(6)을 사용하는 것을 2회로 연료분사의 횟수를 분할함으로서 제어된다. 즉 연료분사펄스는 제 6 도에 표시된 연료분사 펄스타이밍챠트의 (a)부분과 (b)부분에서 발생한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 연료분사판(6)의 개판타이밍과 전자공기판(8)의 개판 타이밍 둘다는 제 6 도에 분사타이밍챠트에 따라 각각 제어된다.

이 도면에서 명백하게 이해되는 것과 같이 연료분사판(6)의 제 1 회 개판부분은 배기행정중에 실행되고 그리고 흡기판(11) 닫혀있기 때문에 연료분사판(6)을 통해 분사된 매우 많은 연료는 흡기판(11)에 부착된다.

그후 흡기행정중의 흡기관(3)내에서 연료는 흡기판(11) 주위에서의 공기류에 의해 약 80∼100㎛을 가지는 사이즈를 스프레이하게 되어 그후 가솔린 스프레이는 실린더내에 흡입된다.

다음은 2회개판(b) 부분의 연료분사는 흡기행정중에 실행되고 이때에 전자공기판(8)이 동시에 열리기 때문에 가솔린스프레이의 약 40㎛를 가지는 스프레이직경을 포함하는 혼합공기연료는 실린더에 흡입된다.

제 6 도의 가솔린 스프레이 사이즈에 있어서 고정곡선(a)은 본 발명에서 가솔린 스프레이사이즈를 표시하고 점선곡선(h)은 종래의 연료분사제어장치에서 가솔린스프레이 사이즈를 표시한다.

결과로서 스파크프러그(10)의 주위에는 비교적 좋은 점화특성을 가지는 가솔린스프레이의 약 40㎛을 가지는 스프레이직경을 포함하는 혼합공기연료가 존재한다.

그리고 더욱 연소실내의 벽면에 가까운 부분에서 비교적 나쁜 점화특성을 가지는 가솔린 스프레이의 약 80∼100㎛을 가지는 스프레이직경을 포함하는 혼합공기연료는 존재한다.

따라서 엔진(1)의 고압축비는 녹킹발생을 제지함으로서 효과적으로 얻을 수가 있다.

다음은 제 7 도는 본 발명에 따른 각종 타이밍챠트를 사용하는 연료분사제어장치가 가솔린스프레이의 스프레이직경제어가 가능하도록 제 8 도에 표시된 것과 같은 연료분사판이 사용되는 또다른 실시예이고 이 연료분사판에 의해 가솔린스프레이의 사이즈분포가 제어된다.

제 7 도의 가솔린 스프레이 사이즈에 있어서 고정곡선(a)은 본 발명에서 가솔린 스프레이 사이즈를 표시하고 점곡선(b)은 종래의 연료분사제어장치에서 가솔린 스프레이사이즈를 표시한다.

제 8 도는 가솔린 스프레이의 사이즈분포가 제어되는 그러한 연료분사판의 1실시예를 표시한다.

제 8 도에 표시된 것과 같이 연료분사판(60)은 압전소자(65)의 진동을 이용하여 연료분사판(60)의 혼(horn)이 공진상태로 되어있을 때만 연료는 노즐부분(62)을 통하여 분사되고 그 연료는 분무화된다.

혼부분(61)은 볼판(63)과 누름용수철(64)을 설치한다.

혼부분(61)은 주파수를 변경하여 구동할 수 있고 혼부분(62)은 예를들면 30㎑, 또는 60㎑에서 공진상태를 표시할 수가 있다.

그리고 더욱 연료분사판(60)의 혼부분(61)의 주파수를 변경함으로서 가솔린 스프레이의 소적형이 변경할 수 있고 예를들면 30㎑에서 약 100㎛의 소적경을 만들 수 있고 60㎑에서 약 40㎛의 스프레이직경을 만들 수 있다.

제 9 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 스월(swirl)식 분사판(6A)은 연료분사판으로 사용된다.

스월식 연료분사판(6A)은 연료에 대해 선회류(旋回流)를 줄일 수 있고 그리고나서 연료는 박막상태연료로 만들어진다.

이 스월식 연료분사판(6A)은 이미 알려져 있다.

이 스월식 연료분사판(6A)의 사용에 의해 연료가 흡기 행정중에 분사될 때 가솔린스프레이는 흡기판(3)에서 공기흐름속도에 의해 부서지고 합체가 되고 그리고 나서 합체된 가솔린 스프레이는 큰 사이즈를 가지는 가솔린 스프레이에 변화된다.

따라서 연료분사타이밍이 흡기행정중에 실행될 때 가솔린 스프레이는 연료분사기간의 전반에서 공기류에 의해 부서지고 큰 스프레이의 사이즈를 가지는 가솔린스프레이가 된다.

그리고 연료분사기간의 후반에는 가솔린스프레이가 공기흐름의 큰 영향을 받지 않고 작은 스프레이사이즈를 가지는 스프레이가 되기 때문에 실린더내에서의 가솔린 스프레이 사이즈분포는 제어될 수 있다.

즉 약 40㎛의 사이즈직경을 가지는 가솔린 스프레이는 스파크프러그(10)의 주위부분에서 형성되고 역시 100㎛ 이상의 사이즈직경을 가지는 가솔린스프레이는 스파크프러그(10)의 떨어진 부분에서 형성되고 엔진(1)의 압축비를 녹킹발생 없이 올릴 수가 있다.

제 10 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또 다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 종래의 핀틀(pintle)식 연료분사판(6B)은 연료분사판으로서 사용된다.

이 핀틀식 연료분사판(6B)은 흡기관(3)에서 공기흐름속도에 의해 연료분사제어장치에서 사용될 때 연료는 연료분사기간의 전반기에서 흡기판(3)의 상부표면에 부착되고 가솔린 스프레이는 큰 사이즈를 가지는 스프레이가 된다.

그리고 연료분사기간의 후반기간에서 가솔린 스프레이가 공기류의 영향없이 작은 사이즈를 가지는 스프레이가 되기 때문에 실린더내의 가솔린 스프레이의 사이즈분포가 제어될 수가 있다.

제 11A 도와 제 11B 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 가솔린스프레이의 사이즈제어수단은 2홀식 연료분사판(6C), 핀틀식 연료분사판(6D), 제 1 흡기판(11A), 제 2 흡기판(11B), 제 3 흡기판(11C)으로 구성된다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 제 12 도의 타이밍챠트를 연료분사에 표시한 것과 같이 제 1 흡기판(11A)과 제 2 흡기판(11B)의 개판전에 연료는 2홀식 분사판(6C)을 통해 분사된다.

예를 들면 크랭크각(θ₂)(약 몇도)의 작동후 제 1 흡기판(11A)과 제 흡기판(11B)이 각각 열린다.

그리고 제 1 흡기판(11A)와 제 2 흡기판(11B)의 개판기간의 후반에서 예를들면 크랭크각(θ₁)(약 15도)의 작동후 제 3 흡기판(11C)이 열리고 더욱 연료는 제 2 연료분사판(6D)을 통하여 분사된다.

이것에 의해 본 실시예의 실린더내에서의 가솔린 스프레이의 사이즈분포는 본 발명의 상기 실시예와 동일하게 제어될 수가 있다.

그밖에 연료분사판(6C, 6D)을 통하여 분사되는 가솔린 스프레이의 사이즈는 연료압(연료분사판에 공급되는 가솔린 등과 같은 연료의 압력)에 따라 제 13 도에 표시된 것과 같이 변화한다.

제 14 도는 본 발명에 따른 각종 타이밍챠트를 사용하는 연료분사제어장치의 또다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시에에 있어서 제 14 도의 타이밍챠트에서 표시된 것과 같이 연료압이 연료분사시간동안에 2스테이지에서 변화되기 때문에 따라서 실린더내에서의 가솔린스프레이의 사이즈분포는 제어될 수가 있다.

제 15 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 흡기판(11)의 근방에 있는 분사판(6)에 대해 흡기관(3)의 제어기부분(3A)에 부가된다.

이러한 2개의 연료분사판(6, 6E)은 제 16 도에 표시되는 연료분사타이밍 챠트에 따라 각각 작동된다.

연료는 예를들면 흡기행정전 크랭크각(θ₁)(각 40도)의 작동으로 연료분사타이밍챠트에 따라 연료분사판(6E)을 통하여 분사된다.

흡기행정동안 실린더에 흡입되는 혼합공기연료가 연료분사판(6)을 통한 혼합공기연료와 연료분사판(6E)을 통한 혼합공기연료 순차적으로 계속하기 때문에 실린더내에의 가솔린스프레이의 사이즈 분포가 제어된다.

좋은 점화특성을 가지는 혼합공기연료는 스파크프러그(10)의 부근에 형성되고 그것에 의해 엔진(1)의 고압축비는 녹킹발생을 제지함으로서 얻게될 수가 있다.

제 17 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 연료분사판(6)은 엔진(1)의 흡기포트부의 근방에 배설되고 더욱 다른 연료분사판(6F)이 엔진(1)에 배설되고 이 연료분사판(6F)은 연료를 실린더에 직접 분사할 수가 있다.

실린더내에 연료분사에 있어서 분무연료는 흡기관(3)에 부착되기 어렵고 그것에 의해 가솔린스프레이의 사이즈의 분포를 용이하게 제어하는 것이 가능하다.

흡기행정의 전반기간에 연료는 흡기포트부에 배설된 연료분사판(6)을 통하여 공급되고 그것에 의해 가솔린스프레이의 소정의 사이즈를 가지는 분포가 제어될 수 있다.

제 18 도는 본 발명에 따른 연료분사제어장치의 또다른 실시예를 표시한다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 연료분사판(6G)은 흡기판(11)의 부근에 배설되고 공기통로(14)는 전자공기판(8)을 통해 조절판(5)의 상류측에서 이 연료분사판(6G)에 연결된다.

연료분사제어장치의 연료분사판(6G)의 구성은 제 19 도에 표시된다.

연료분사판(6G)의 타게트부(12)는 연료분사판(6G)의 연료출구노즐의 앞에 설정되고 커버(13)에 고정된다.

연료분사판(6G)의 타게트부(12)는 연료분사방향으로 연료를 분사하는 연료분사 멤버로서 작동한다.

연료분사판(6G)의 이 구성에 있어서 타게트부(12)의 단면은 원주형 또는 삼각형으로 되어있다.

커버(13)는 원주형의 스테인레스 또는 원주형내열성 수지로 만들어진다.

노들구멍부(9A)는 커버(13)의 선단에 설치되고 그리고 공기통로(14)는 노즐구멍부(9A)에 연결된다. 노즐구멍(9A)을 통하여 분사된 연료는 타게트부(12)에 돌출되어 미립화가 되고 더욱 연료는 노즐구멍부(9A)를 통하여 보내어진 공기에 의해 미립화가 된다.

제 20 도는 연료분사판(6G)에서 분사된 가솔린 스프이레이의 사이즈와 흡기관(3)내의 흡기관압력 관계를 표시한다.

타게트부(12)가 연료분사판(6G)에 설정되지 않은 경우 제 20 도의 점곡선(b)에 표시된 것과 같이 흡기관압력이 100KPa 일 때 즉 조절판(5)이 완전히 열리고 이 흡기관압력이 대기압력에 가까우면 그 공기는 공기통로(14)에 흐르지 않고 공기에 의한 연료미립화가 실행되지 않고 따라서 가솔린스프레이의 사이즈는 크게 된다.

한편 타게트부(12)가 연료분사판(6G)에 설정되는 경우에는 제 20 도의 고정곡선(a)에 표시되는 것과 같이 100KPa를 가지는 흡기관압력의 부근에서 연료분사펄스족(T1)이 크게 될 때 노즐구멍부(9A)를 통하여 분사된 연료의 힘이 사전의 진전에 의해 크게 된다.

연료는 타게트부(12)에서 용이하게 미립화되고 가솔린 스프레이는 작은 사이즈로 된다.

더욱 28KPa를 가지는 흡기관압력에서 연료미립화는 공기흐름을 따라 용이하게 실행될 수 있고 그것에 의해 가솔린 스프레이의 사이즈는 작게 유지될 수가 있다.

본 발명의 이 실시예 구성에 따라 비록 연료가 아이드링(idling) 운전시에 연료분사판(6G)의 타게트부(12)에 부착하여도 부착된 연료는 공기흐름에 의해 불려날리게 되고 연료는 툭 떨어지지 않고 그래서 그 연료는 엔진(1)으로 매끄럽게 공급되고 그것에 의해 엔진의 아이드링 운전은 안정될 수 있다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 연료는 흡기행정중에 분산되어 전자공기판(8)이 흡기행정의 후반기간에 열리고 전자공기판(8)은 흡기행정의 전반기간에 닫힌다.

약 15∼40㎛의 사이즈를 가지는 분무가솔린 스프레이는 스파크프러그(10)의 에워싸는 부분에서 형성된다.

그리고 비교적 큰 사이즈직경을 가지는 분무가솔린 스프레이는 스파크프러그(10)의 떨어진 부분에 형성된다.

따라서 녹킹발생은 제지될 수가 있고 엔진(1)의 고압축비도 용이하게 얻을 수 있다.

Claims

내연기관의 작동상태를 표시하는 각종 데이터가 제어장치내에 있으며 소정의 계산이 각 데이터에 따라 상기 제어장치에서 실행되고 필요한 분사량이 상기 제어장치에서 계산되고 그 연료분사량은 연료분사판을 통하여 내연기관의 실린더에 공급되는 연료분사시스템 내연기관에서 사용하는 것에 있어서 실린더내에 혼합 공기연료의 스프레이사이즈의 분포를 제어하는 연료스프레이 사이즈분포제어장치를 포함하고 상기 연료스프레이사이즈 분포제어수단은 소정치에서 실린더내에 배설된 스파크프러그의 부근에서 연료의 스프레이 사이즈를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료 스프레이 사이즈분포 제어수단은 엔진의 흡기행정시에 상기 연료분사판을 작동하는 연료분사판 구동수단과 소정의 공기분사타이밍에서 상기 연료분사판의 분사포트의 부근에서 공기를 분사하는 공기분사수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 2 항에 있어서 상기 연료분사판 구동수단은 엔진의 흡기행정과 엔진의 배기행정동안 적어도 2회로 나누어서 연료분사를 실행하는 것을 특징으로 하는 연료분사 제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료스프레이사이즈 분포제어수단은 압전기소자를 구동함으로서 연료스프레이사이즈를 제어하는 연료분사판과 상기 연료분사판을 통하여 분사되는 연료의 스프레이사이즈를 소정의 연료분사타이밍에서 제어되는 제어장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료스프레이 사이즈 분포제어수단은 스월식 연료분사판과 엔진의 흡기행정마다 적어도 2회 상기 스월식 연료분사판을 작동하는 연료분사판 구동수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료스프레이사이즈 분포제어수단은 핀틀식 연료분사판과 그리고 엔진의 흡기행정마다 적어도 2회 상기 핀틀식 연료분사판을 작동하는 연료분사판 구동수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료스프레이사이즈 분포제어수단은 제 1 연료분사판과 제 2 연료 분사판으로 구성되고 상기 제 1 연료분사판과 상기 제 2 연료분사판은 같은 연료압력하의 상태에서 다른 스프레이사이즈 특성을 각각 가지고 상기 제 1 연료분사판의 제 1 연료분사타이밍과 상기 제 2 연료분사판의 제 2 연료분사타이밍을 개별적으로 제어하는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 하는 연료분사 제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료스프레이사이즈 분포제어수단은 소정의 타이밍에서 상기 연료 분사판에서의 연료압력을 제어하는 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료 스프레이 사이즈 분포제어수단은 제 1 연료분사판과 제 2 연료분사판으로 더욱 구성되고 상기 제 1 연료분사판과 상기 제 2 연료분사판은 엔진의 공기흡입로에 배설된 공기흡입판에서 다른 거리를 각각 가지고 상기 제 1 연료분사판의 제 1 연료분사타이밍과 제 2 연료분사타이밍을 개별적으로 제어하는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 1 항에 있어서 상기 연료스프레이 사이즈 분포제어수단은 실린더에 연료를 분사하는 제 1 연료분사판과 엔진의 흡기관에 연료를 분사하는 제 2 연료분사판으로 더욱 구성되고 상기 제 1 연료분사판의 제 1 연료분사타이밍과 상기 제 2 연료분사판의 제 2 연료분사타이밍은 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 2 항에 있어서 상기 연료분사판은 상기 연료분사판의 분사노즐의 연료분사방향으로 연료를 확산하는 연료분사확산부재를 가지는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
연료분사시스템 가솔린엔진에서 사용되고 가솔린엔진의 작동상태를 표시하는 각종 데이터가 제어유니트내에 있으며 소정의 계산이 그 각종 데이터에 따라 상기 제어장치에서 실행되고 필요한 연료분사량은 상기 제어장치에서 계산되고 연료분사량은 연료분사량을 통하여 가솔린엔진의 실린더에 공급되는 것에 있어서 상기 연료분사판의 분사포트의 부근에서 공기를 분사하는 공기 분사수단과 실린더내의 혼합공기연료에서 가솔린 스프레이의 사이즈직경을 제어하는 사이즈직경제어수단을 포함하고 상기 사이즈 직경제어수단은 소정치에서 실린더에 배치되는 스파크 프러그에서 가솔린 스프레이의 사이즈 직경을 제어하고 상기 공기분사수단은 가솔린엔진의 흡기행정동안 소정의 공기분사타이밍에서 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 연료분사판은 가솔린엔진의 흡기행정과 가솔린엔진의 배기행정동안 연료를 분사하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 연료분사판은 압전기소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 연료분사판은 스월식 연료분사판이고 상기 스월식 연료분사판은 가솔린엔진의 흡기행정마다 2회 실린더에 연료를 분사하는 것을 특징으로하는 연료 분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 연료분사판은 핀틀식 연료분사판이고 상기 핀틀식 연료분사판은 가솔린엔진의 흡식행정마다 2회 시린더에 연료를 분사하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 스프레이의 사이즈 직경 제어수단은 제 1 연료분사판과 제 2 연료분사판으로 구성되고 각 상기 제 1상판과 상기 제 2 연료분사판은 같은 연료압력하 상태에서 다른 스프레이의 사이즈 직경특성을 가지고 각 상기 제 1 분사판과 상기 제 2 연료분사판은 상기 제 2 연료분사판의 제 2 연료분사타이밍과 상기 제 1 연료분사판의 제 1 연료분사판에 따라 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 연료 분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 스프레이의 사이즈 직경 제어수단은 연료제어수단으로 구성되고 상기 연료압력제어수단은 소정의 타이밍에서 상기 연료분사판의 연료압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 스프레이 사이즈직경 제어수단은 제 1 연료분사판과 제 2 연료분사판으로 구성되고 각 상기 제 1 연료 분사판과 상기 제 2 연료분사판은 가솔린 엔진의 흡기통로에 배설된 흡기판에서 다른 거리를 가지고 각 상기 제 1 연료분사판과 상기 제 2 연료분사판은 상기 제 2 연료분사판의 제 2 연료분사 타이밍과 상기 제 1 연료분사판의 제 1 연료분사 타이밍에 따라 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 스프레이 사이즈 직경제어수단은 제 1 연료분사판과 제 2 연료 분사판으로 구성되고 상기 제 1 연료 분사판으로 연료를 실린더에 분사하고 상기 제 2 연료분사판은 연료를 가솔린 엔진의 흡기관에 분사하고 각 상기 제 1 연료분사판과 상기 제 2 연료분사판은 상기 제 2 연료분사판의 제 2 연료분사타이밍과 상기 제 1 연료분사판의 제 1 연료분사판타이밍에 따라 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 연료분사판은 연료분사확산부재를 포함하고 상기 연료 분사확산부재는 상기 연료분사판의 분사노즐의 연료분사방향으로 연료를 확산하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.
제 12 항에 있어서 상기 스프레이의 사이즈 직경 제어수단은 스파크프러그의 방전전극의 부근 약 40㎛에서 가솔린 스프레이의 사이즈 직경을 제어하는 것을 특징으로 하는 연료분사제어장치.