KR100261547B1 - 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디젤엔진용 연료분사장치에 있어서, 연소실에 분사시키는 연료의 분사량을 제어하는 가버너에 관한 것으로, 펌프하우징의 일측에 타이머가 구비되어 컨트롤랙의 작동에 의해 분사량을 제어하는 연료분사 장치에 있어서, 콘트롤랙의 일측에는 외주면에 전자코일이 설치된 원통형의 가동코아를 연결볼트로 연결 설치하고, 이를 원통형 요크의 내부 중앙에 설치된 파이프상의 코아장착부에 삽입 설치하되, 가동코아의 외주면에 설치된 전자코일과 요크의 내주면 사이에 파이프상의 영구자석을 설치하여 구성한 액츄에이터를 펌프하우징에 고정 설치한 것이다.

Description

디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조

본 고안은 디젤엔진용 연료분사장치에 있어서, 연소실에 분사시키는 연료의 분사량을 제어하는 가버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘트롤랙에 영구자석과 전자코일로 구성한 액츄에이터를 설치하여 전기적 제어에 의한 액츄에이터 구동과 센서를 이용한 피이드백 제어를 이룰 수 있는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너 구조에 관한 것이다.

디젤엔진용 연료분사장치는 디젤엔진의 연소실에 연료를 분사 시키는 기능을 갖는 것으로, 엔진이 필요로 하는 시기에 필요로 하는 연료량을 분사시키는 것이 주된 기능으로 연료분사장치는 이러한 기능을 만족 시키기 위하여 분사압력을 고압으로 가압하는 펌프부, 분사시기를 제어하는 타이머부, 분사량을 제어하는 가버너부의 3가지 장치가 조합되어 있다.

이러한 기능중 분사량을 제어하기 위한 종래의 가버너 장치는 도 1의 도시와 같이 펌프 회전에 따른 풀라이 웨이트 원심력을 이용하고 콘트롤랙(30)과 연결하기 위한 각종 레버(20)류 및 스프링(40)류로 조합되어 있는 복잡한 기계식 구조를 갖고 있다.

그러나 상기와 같은 구조의 기계식 가버너는 엔진이 요구하는 복잡한 성능을 내기 위해 구성 부품수가 많고, 이 때문에 제작 단가가 높아지며, 조립에 따른 인력과 시간의 낭비가 심하고, 구성 부품들의 개별 성능에 차이가 많다.

특히 기계식 구조를 갖고 있기 때문에 엔진의 성능을 최적으로 유지하기 위한 기능을 확보 하는데 한계성이 있을 수밖에 없고, 장시간 사용할 때 각 기계부품들의 열화 때문에 성능이 악화되어 엔진의 성능을 저하 시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 콘트롤랙을 요크 내부에 설치된 영구자석과 전자코일에 의해 작동하는 가동코아로 구성된 액츄에이터에 연결하여 전기적 제어에 의한 액츄에이터 구동과 센서를 이용한 피이드백 제어를 이룰 수 있어 제어 정밀도를 향상 시키고, 기계식 가버너의 제어 한계성을 탈피하여 완전 자유로운 제어가 가능 하여 엔진이 요구하는 성능을 충족 시킬 수 있고, 장시간 사용에 따른 부품 열화를 줄일 수 있어 분사량제어 기능의 장시간 유지가 가능한 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조를 제공코저 한 것이다.

제1도는 종래 연료분사장치의 전체 설명도.

제2도는 본 발명 연료분사장치 가버너의 분리 사시도.

제3도는 본 발명 영구자석의 다른실시예도.

제4도는 본 발명 요크의 다른 실시예도.

제5도는 본 발명 액츄에이터의 다른실시예도.

제6도는 본 발명 콘트롤랙과 가동코아의 다른실시예도.

제7도는 본 발명 액츄에이터의 구동회로를 나타낸 블록도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 펌프하우징 2 : 타이머

3 : 콘트롤랙 4 : 랙센서

5 : 액츄에이터 6 : 요크

7 : 영구자석 8 : 가동코아

9 : 전자코일 10 : 실링구

11 : 연결볼트 12 : 코아장착부

13 : 공기유동공 14 : 마찰력 감소용 돌기

15 : 공기 유동공 16 : 가이드 핀

17 : 핀 18 : 가이드 공

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 분리 사시도로서, 펌프하우징(1)의 일측에 타이머(2)가 구비되어 컨트롤랙(3)의 작동에 의해 분사량을 제어하는 연료분사 장치에 있어서, 콘트롤랙(3)의 일측에 외주면에 전자코일(9)이 설치된 원통형의 가동코아(8)를 연결볼트(11)로 연결 설치하고, 이를 원통형 요크(6)의 내부 중앙에 설치된 파이프상의 코아장착부(12)에 삽입 설치하되, 가동코아(8)의 외주면에 설치된 전자코일(9)과 요크(6)의 내주면 사이에 파이프상의 영구자석(7)을 설치하여 구성한 액츄에이터(5)를 펌프하우징(1)에 고정 설치한 것이다.

펌프 하우징(1)과 요크(6)의 접촉면 에는 오링이나 가스켓등의 실링구(10)를 설치하여 액츄에이터(5) 내부에 이물질이 침투하는 것을 방지 할 수 있는 것이다.

또한 도 7의 도시와 같이 코일에 인가되는 전류의 량을 펄스폭제어를 함으로서 가능하고, 정확한 위치를 제어하기 위한 방법으로 액츄에이터(5)와 연결된 콘트롤랙(3) 반대쪽에 랙센서(4)를 장치하고 이 센서의 위치를 액츄에이터(5) 구동회로에 입력하여 액츄에이터(5) 구동명령값과 비교하여 피이드백 제어함으로서 정확한 위치제어가 가능한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 보면, 가동코아(8)에 감겨져 있는 전자코일(9)에 전류를 인가하게 되면 전자코일(9)에 발생하는 전자기력과 영구자석(7)이 갖고 있는 전자기력 사이의 극성 변화에 따른 흡입력 및 반발력이 생기게 된다.

이때, 영구자석(7)은 내측이 N극 외측이 S극(또는 내측이 S극 외측이 N극)으로 고정되어 있기 때문에 전기력의 방향이 일정하게 된다.

그리고, 전자코일(9)에 전류를 인가하여 전자기를 발생 시킬때에 전류 흐름의 방향을 바꾸어 줌으로서 콘트롤랙(3)쪽에 발생하는 극성을 N극 그 반대 방향에 생기는 극성을 S극으로 또는 그 반대로 극성을 나타낼 수 있다.

상기와 같이 작용하는 가동코아(8)의 전자코일(9)에 인가되는 전류의 방향은 액츄에이터(5) 구동회로에서 일정한 주기로 계속 스위칭 하고 있으므로, 영구자석(7)과 가동코아(8)에 발생하는 전자기력의 작용에 의해 가동코아(8)가 좌,우 방향으로 작동할 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명 영구자석을 나타낸 다른 실시예도로서, 원통형의 영구자석(7)을 다수개로 분할하여 내,외주면을 각각 동일한 극성으로 구성하므로서 액츄 에이터의 조립이 용이 하면서도, 요크의 내경과 가동코아의 외경 크기에 관계없이 자유롭게 영구자석을 설치 할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 요크를 나타낸 다른 실시예로서, 요크를 원통상의 외부요크(6)와 코아 장착부(12)를 갖는 내부요크(6′)로 분리 형성하여 작업성을 향상 시킬 수 있는 것이다.

또한, 요크(6)의 내부 중앙에 설치된 코아장착부(12)의 외주면에 마찰력 감소용 돌기(14)를 다수 설치하여 가동코아(8)와의 마찰력을 최소화 할 수 있다.

그리고, 영구자석(7)과 코아장착부(12)사이의 요크(6) 저면에는 다수개의 공기 유동공(15)를 천공하여 가동코아(8)가 우측으로 이동시 요크(6)와 영구자석(7) 사이의 작은 클리어런스 때문에 생기는 공기저항을 줄일 수 있다.

도 5는 본 발명 액츄에이터의 다른 실시예도로서, 가동코아(8)와 코아 장착부(12)를 가이드핀(16)으로 고정 하므로서 요크(6)내의 가동코아(8)의 회전을 방지할 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명 콘트롤랙과 가동코아의 다른 실시예로서, 콘트롤랙(3)의 일측에 핀(17)을 설치하고 가동코아(8)의 상면에 장방형의 가이드공(18)을 설치한 연결구 설치하여 전기한 핀(17)을 가이드공(18)에 삽입하여 연결 사용하므로서 조립을 보다 간편히 할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조는 기계식 가버너 보다 구조가 간단하고 소형 이므로 설계가 용이하며, 콘트롤랙의 위치 제어센서를 사용하고 액츄에이터를 피이드백 제어함으로서 분사량의 정밀제어가 가능하여 궁극적으로 엔진의 성능을 향상시킬 수 있고, 기계식의 복잡한 구조에 의한 제어 한계성을 해소할 수 있으므로 다양한 엔진의 요구를 만족 시킬 수 있고, 동일한 액츄에이터로 여러 가지 연료분사장치에 적용이 가능하여 설계적 로스를 줄일 수 있고, 기계적 마모등의 장시간 사용에 따른 성능저하를 방지하고 초기성능을 장시간 유지할 수 있을 뿐 아니라, 종래장치 보다 부품수를 감소 시켜 제작단가와 조립 및 조정 시간을 감소 시키는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 펌프하우징(1)의 일측에 타이머(2)가 구비되어 컨트롤랙(3)의 작동에 의해 분사량을 제어하는 연료분사 장치에 있어서, 콘트롤랙(3)의 일측에는 외주면에 전자코일(9)이 설치된 원통형의 가동코아(8)를 연결볼트(11)로 연결 설치하고, 이를 원통형 요크(6)의 내부 중앙에 설치된 파이프상의 코아장착부(12)에 삽입 설치하되, 가동코아(8)의 외주면에 설치된 전자코일(9)과 요크(6)의 내주면 사이에 파이프상의 영구자석(7)을 설치하여 구성한 액츄에이터(5)를 펌프하우징(1)에 고정 설치함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
2. 제1항에 있어서, 액츄에이터(5)와 연결된 콘트롤랙(3)의 반대편에 액츄에이터(5)를 피이드백 제어하는 센서(4)를 설치함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
3. 제1항에 있어서, 펌프 하우징(1)과 요크(6)의 접촉면에 실링구(10)를 설치하여 액츄에이터(5) 내부를 밀폐 시킴을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
4. 제1항에 있어서, 전자코일(9)과 요크(6)의 내주면 사이에 설치된 영구자석(7)을 다수개로 분리하여 형성함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
5. 제4항에 있어서, 영구자석(7)의 극성을 내부가 N극, 외부가 S극으로 되게 함을 특징으로하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
6. 제4항에 있어서, 영구자석(7)의 극성을 내부가 S극, 외부가 N극으로 되게 함을 특징으로하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
7. 제1항에 있어서, 요크(6)를 원통상의 외부요크(6)와 코아 장착부(12)를 갖는 내부요크(6′)로 분리 형성함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
8. 제1항에 있어서, 요크(6)의 내부 중앙에 설치된 코아장착부(12)의 외주면에 마찰력 감소용 돌기(14)를 다수 설치하여 구성 함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
9. 제1항에 있어서, 영구자석(7)과 코아장착부(12)사이의 요크(6) 저면에는 다수개의 공기 유동공(15)를 천공하여 구성 함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
10. 제1항에 있어서, 가동코아(8)와 코아 장착부(12)를 회전 방지용 가이드핀(16)으로 고정 하여 구성 함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.
11. 제1항에 있어서, 콘트롤랙(3)의 일측에 핀(17)을 설치하고 가동코아(8)의 상면에 장방형의 가이드공(18)을 설치한 연결구 설치하여 전기한 핀(17)을 가이드공(18)에 삽입하여 구성함을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치의 가버너구조.

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