KR100279157B1

KR100279157B1 - Air and fuel mixing device of fuel injection nozzle for diesel engine

Info

Publication number: KR100279157B1
Application number: KR1019970061015A
Authority: KR
Inventors: 신범식
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990040570A

Abstract

본 발명은 디젤 엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치에 관한 것으로서,The present invention relates to an air and fuel mixing device of a fuel injection nozzle for a diesel engine,

노즐바디(10)의 최하단에 연료분사용 연료분사구멍(11)이 형성되고, 노즐바디(10)의 내측으로 니들밸브(12)가 설치되어있는 디젤엔진용 연료분사노즐에 있어서,In a fuel injection nozzle for a diesel engine, in which a fuel injection hole 11 is formed at a lowermost end of the nozzle body 10, and a needle valve 12 is provided inside the nozzle body 10,

공기 분사구멍(21)이 상기 연료 분사구멍(11)의 부근에 연통되고 그 타측은 공기펌프와 연통된 공기공급홀(20)을 노즐바디(10) 내부에 형성하고, 노즐바디(10)의 중간부에 상기 공기공급홀(20)과 연통된 별도의 연통홀(30)을 형성하며, 상기 연통홀(30)의 내부에는 일측이 니들밸브(12)의 측단부에 밀착되고 그 타측은 스프링(31)에 의해 탄지되어 공기 공급홀(20)을 개폐시키는 개폐부재(32)를 형성하되, 상기 니들밸브(12)의 측면 일정위치에 유동홈(33)을 형성한 것을 특징으로하여 연료분사구멍으로 연료가 분사될때 공기 분사구멍을 통해 일정압의 공기가 연료와 함께 분사되도록 하므로서, 연료와 공기가 고압으로 혼합됨에 따라 배기가스의 스모크를 현저히 감소시킬 수 있도록 한 디젤 엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치에 관한 것이다.The air injection hole 21 is in communication with the vicinity of the fuel injection hole 11 and the other side is formed in the nozzle body 10, the air supply hole 20 in communication with the air pump, the nozzle body 10 of A separate communication hole 30 communicating with the air supply hole 20 is formed in the middle portion, and one side of the communication hole 30 is in close contact with the side end of the needle valve 12, and the other side thereof is a spring. Fuel injection, characterized in that the opening and closing member 32 to be opened and closed by the 31 to open and close the air supply hole 20, the flow groove 33 is formed at a predetermined position on the side of the needle valve (12) When a fuel is injected into the hole, a constant pressure air is injected together with the fuel through the air injection hole, so that the smoke of the exhaust gas is significantly reduced as the fuel and air are mixed at a high pressure. It relates to an air and fuel mixing device.

Description

Air and fuel mixing device of fuel injection nozzle for diesel engine

본 발명은 디젤 엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치에 관한 것으로서, 특히 연료분사구멍이 형성된 노즐바디의 일측에 공기분사구멍을 별도로 형성하고, 니들밸브의 상,하 왕복운동에 따라 공기분사구멍을 개폐시키는 수단을 구성하여 연료분사구멍으로 연료가 분사될때 공기 분사구멍을 통해 일정압의 공기가 연료와 함께 분사되도록 하므로서, 연료와 공기가 고압으로 혼합됨에 따라 배기가스의 스모크를 현저히 감소시킬 수 있도록 한 디젤 엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air and fuel mixing device of a fuel injection nozzle for a diesel engine, and in particular, an air injection hole is separately formed on one side of a nozzle body in which a fuel injection hole is formed, and air injection is performed according to the up and down reciprocating motion of the needle valve. By means of opening and closing the hole, a certain pressure of air is injected together with the fuel through the air injection hole when the fuel is injected into the fuel injection hole, thereby significantly reducing the smoke of the exhaust gas as the fuel and air are mixed at a high pressure. It relates to an air and fuel mixing device of a fuel injection nozzle for a diesel engine.

도 1 은 종래의 연료 분사노즐을 도시한 것으로서,1 shows a conventional fuel injection nozzle,

노즐바디(1)의 최하단에 연료분사용 연료분사구멍(3)이 형성되고, 노즐바디(1)의 내측으로는 연료압에 의해 상,하 연동되어 연료의 분사여부를 단속하는 니들밸브(2)가 설치된다.A fuel injection hole 3 is formed at the bottom of the nozzle body 1, and a needle valve 2 interlocks up and down by fuel pressure inside the nozzle body 1 to control the injection of fuel. ) Is installed.

그리고, 상기 노즐바디(1)의 상단 내측으로는 연료가 유입되기 위한 연료공급통로(4)가 형성되고, 니들밸브(2)의 중간부분에는 원추형의 가압부(5)가 형성되어있는 구성이다.In addition, a fuel supply passage 4 for introducing fuel is formed inside the upper end of the nozzle body 1, and a conical press portion 5 is formed in the middle portion of the needle valve 2. .

이와같이 구성된 종래 연료 분사노즐의 작용을 설명하면,Referring to the operation of the conventional fuel injection nozzle configured in this way,

인젝션펌프에서 배출된 연료가 연료공급통로(4)를 통해 유입되면, 연료압이 상승하여 니들밸브(2)의 가압부(5)에 소정의 상승압력이 가해진다.When the fuel discharged from the injection pump flows through the fuel supply passage 4, the fuel pressure rises and a predetermined upward pressure is applied to the pressurizing portion 5 of the needle valve 2.

상기 상승압력에 의해 상기 니들밸브(2)가 일정거리 상승하면 연료 분사구멍(3)을 막고있던 니들밸브(2)의 최하단부가 상승하면서 연료 분사구멍(3)이 개방되어 연료공급통로(4)를 통해 유입된 연료가 엔진 내부로 분사되는 것이다.When the needle valve 2 is raised by the rising pressure for a predetermined distance, the fuel injection hole 3 is opened while the lowest end of the needle valve 2 which is blocking the fuel injection hole 3 is opened to open the fuel supply passage 4. Fuel injected through is injected into the engine.

그러나, 종래의 연료 분사노즐에는 별도의 공기,연료 혼합수단이 구성되어있지 않기 때문에 엔진에 분사되는 연료를 고압화하여 분사할 수 없었으며, 연료가 고압화되어 엔진으로 분사되지 않게됨에 따라 디젤엔진이 불완전연소되어 배기가스에 다량의 유해성분이 포함되어 배출되는 문제점이 있었다.However, since the conventional fuel injection nozzle is not provided with a separate air and fuel mixing means, the fuel injected into the engine cannot be injected at a high pressure, and as the fuel is pressurized and is not injected into the engine, the diesel engine This incomplete combustion has a problem that the exhaust gas contains a large amount of harmful components are discharged.

즉, 연료와 공기를 혼합해주는 별도의 수단이 제공되지 않았기 때문에 엔진의 연소실 내의 공기 유동만으로 공기와 연료가 혼합되므로, 연료와 공기의 혼합율이 하락하여 엔진의 연소율이 하락하고, 나아가서는 배기가스에 다량의 유해성분이 포함되게 되는 문제점이 있는 것이다.That is, since a separate means for mixing fuel and air is not provided, air and fuel are mixed only by the air flow in the combustion chamber of the engine, so that the mixing ratio of fuel and air decreases, and thus the combustion rate of the engine decreases, There is a problem that a large amount of harmful components are included.

따라서, 상기 문제점을 해결하기위한 본 발명은 연료분사구멍이 형성된 노즐바디의 일측에 공기분사구멍을 별도로 형성하고, 니들밸브의 상,하 왕복운동에 따라 공기분사구멍을 개폐시키는 수단을 구성하여 연료분사구멍으로 연료가 분사될때 공기 분사구멍을 통해 일정압의 공기가 연료와 함께 분사되도록 하므로서, 연료와 공기가 고압으로 혼합됨에 따라 배기가스의 스모크를 현저히 감소시킬 수 있도록 한 디젤 엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention for solving the above problems is formed by separately forming an air injection hole on one side of the nozzle body in which the fuel injection hole is formed, the means for opening and closing the air injection hole in accordance with the up and down reciprocating motion of the needle Fuel injection nozzles for diesel engines that allow a certain amount of air to be injected together with the fuel through the air injection holes when the fuel is injected into the injection holes, thereby significantly reducing the smoke of the exhaust gas as the fuel and air are mixed at a high pressure. To provide an air, fuel mixing device.

도 1 은 종래의 디젤엔진용 연료 분사노즐을 보인 부분 단면도.1 is a partial cross-sectional view showing a conventional fuel injection nozzle for a diesel engine.

도 2 는 본 발명의 디젤엔진용 연료 분사노즐은 보인 부분 단면도.2 is a partial cross-sectional view showing a fuel injection nozzle for a diesel engine of the present invention.

도 3 은 본 발명에 적용된 공기 흡입량 조절수단을 상세히 보인 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing in detail the air intake adjustment means applied to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

10 : 노즐 바디10: nozzle body

11 : 연료 분사구멍11: fuel injection hole

12 : 니들밸브12: needle valve

13 : 연료 공급홀13: fuel supply hole

20 : 공기 공급홀20: air supply hole

21 : 공기 분사구멍21: air injection hole

30 : 연통홀30: communication hole

31 : 스프링31: spring

32 : 차폐부재32: shielding member

33 : 유동홈33: flow groove

상기 목적달성을 위한 본 발명의 특징은Features of the present invention for achieving the above object

노즐바디의 최하단에 연료분사용 연료분사구멍이 형성되고, 노즐바디의 내측으로 니들밸브가 설치되어있는 디젤엔진용 연료분사노즐에 있어서,In a fuel injection nozzle for a diesel engine, in which a fuel injection hole for fuel injection is formed at the bottom of the nozzle body, and a needle valve is installed inside the nozzle body.

공기 분사구멍이 상기 연료 분사구멍의 부근에 연통되고 그 타측은 공기펌프와 연통된 공기공급홀을 노즐바디 내부에 형성하고, 노즐바디의 중간부에 상기 공기공급홀과 연통된 별도의 연통홀을 형성하며, 상기 연통홀의 내부에는 일측이 니들밸브의 측단부에 밀착되고 그 타측은 스프링에 의해 탄지되어 공기 공급홀을 개폐시키는 개폐부재를 형성하되, 상기 니들밸브의 측면 일정위치에 유동홈을 형성한 것을 특징으로 한다.An air injection hole communicates with the vicinity of the fuel injection hole and the other side forms an air supply hole communicating with the air pump in the nozzle body, and a separate communication hole communicating with the air supply hole in the middle of the nozzle body. In one embodiment, one side of the communication hole is in close contact with the side end of the needle valve and the other side thereof is supported by a spring to form an opening / closing member for opening and closing the air supply hole. It is characterized by one.

이하, 첨부된 도면 도 2 와 도 3 을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 and 3.

상기 도 2 와 도 3 은 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로서, 도 2 는 본 발명의 디젤엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치를 보인 부분 측 단면도이고, 도 3 은 본 발명에 적용된 공기공급홀 개폐수단을 상세히 보인 도면 이다.2 and 3 show an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partial side cross-sectional view showing an air, fuel mixing device of a fuel injection nozzle for a diesel engine of the present invention, Figure 3 is applied to the present invention The drawing shows in detail the opening and closing means of the air supply hole.

상기 도면에 의하면 본 발명은According to the drawings the present invention

노즐 바디(10)의 내부에 별도의 공기공급홀(20)을 형성하는데, 상기 공기공급홀(20)의 일단은 노즐바디(10)의 최하단 일정위치에 연통시켜 공기분사구멍(21)을 형성하고, 상기 공기공급홀(20)의 타단은 미도시된 공기펌프와 연통시켰다.A separate air supply hole 20 is formed in the nozzle body 10, and one end of the air supply hole 20 communicates with a lowermost predetermined position of the nozzle body 10 to form an air injection hole 21. And, the other end of the air supply hole 20 was in communication with the air pump not shown.

그리고, 상기 공기공급홀(20)을 통해 유입되는 공기의 공급여부를 단속하기위한 개폐수단으로서, 노즐바디(10)의 일정위치에 공기공급홀(20)과 연통된 별도의 연통홀(30)을 형성하고, 상기 연통홀(30) 내부에는 개폐부재(32)가 스프링(31)에 의해 탄지되어 좌우연동되도록 하였다.In addition, as an opening and closing means for controlling whether the air introduced through the air supply hole 20 is intermittent, a separate communication hole 30 communicated with the air supply hole 20 at a predetermined position of the nozzle body 10. To form, the communication hole 30 inside the opening and closing member 32 is supported by the spring 31 to be interlocked left and right.

이때, 상기 개폐부재(32)의 일측은 니들밸브(12)의 측면에 밀착시키고, 그 타측은 공기공급홀(20)을 관통하도록 하였으며, 상기 개폐부재(32)의 중간부분에는 걸림부(32A)를 돌출시켜 이부분에 스프링(31)이 탄지되도록 하였다.At this time, one side of the opening and closing member 32 is in close contact with the side of the needle valve 12, the other side is to pass through the air supply hole 20, the locking portion 32A in the middle of the opening and closing member 32 ) To protrude so that the spring 31 is touched.

그리고, 상기 니들밸브(12)의 일정위치 즉, 개폐부재(32)와 접촉된 부분의 하단에 일정크기의 유동홈(33)을 형성하여 니들밸브(12)가 상승할경우 차폐부재(32)가 상기 유동홈(33)에 삽입되면서 좌측으로 이동하여 공기공급홀(20)이 개방되도록 하였다.In addition, when the needle valve 12 is raised by forming a certain size of the flow groove 33 at a predetermined position of the needle valve 12, ie, at the lower end of the contact portion 32, the shield member 32 is raised. Is inserted into the flow groove 33 to move to the left to open the air supply hole (20).

상기 설명된 공기공급홀(20)과 차폐부재(32) 및 연통홀(30)은 서로 대향되는 노즐 바디(10)의 양측에 형성하여 노즐바디(10)의 최하단에 형성된 2개의 연료 분사구멍(11) 부근에 각각 공기 분사구멍(21)이 형성되도록 하였다.The air supply hole 20, the shielding member 32, and the communication hole 30 described above are formed at both sides of the nozzle body 10 facing each other to form two fuel injection holes formed at the bottom of the nozzle body 10. 11) Air injection holes 21 were formed in the vicinity of each other.

상기 미설명된 도면부호 13은 연료공급홀 이다.The above-described reference numeral 13 is a fuel supply hole.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

인젝션 펌프에서 배출된 연료가 연료공급홀(13)을 통해 유입되면, 노즐 바디(10)의 내부 공간에 소정의 압력이 가해져 니들밸브(12)가 상승하게 된다.When the fuel discharged from the injection pump flows through the fuel supply hole 13, a predetermined pressure is applied to the internal space of the nozzle body 10 to raise the needle valve 12.

상기 니들밸브(12)가 일정거리 상승함에 따라 연료분사구멍(11)이 개방되어 일정양의 연료가 상기 연료분사구멍(11)을 통해 엔진의 연소실로 공급된다.As the needle valve 12 rises by a predetermined distance, the fuel injection hole 11 is opened to supply a predetermined amount of fuel to the combustion chamber of the engine through the fuel injection hole 11.

이때, 상기 니들밸브(12)가 일정거리 상승함에 따라 니들밸브(12)의 측면부에 밀착되어있는 개폐부재(32)가 유동홈(33)에 삽입되면서 스프링(31)의 탄성에 의해 개폐부재(32)는 내측으로 이동하게 된다.At this time, as the needle valve 12 rises by a predetermined distance, the opening / closing member 32 which is in close contact with the side portion of the needle valve 12 is inserted into the flow groove 33 and the opening / closing member ( 32 is moved inward.

이에따라, 공기공급홀(20)을 차단하고 있던 개폐부재(32)의 끝단이 내측으로 이동하여 개방되므로서, 공기펌프에서 배출된 공기가 공기공급홀(20)을 통해 이동하여 공기 분사구멍(21)을 통해 분사되는 것이다.Accordingly, the end of the opening and closing member 32, which has blocked the air supply hole 20, moves inward to open, so that the air discharged from the air pump moves through the air supply hole 20 to open the air injection hole 21. Is sprayed through).

상기 설명과 같이 연료 분사구멍(11)을 통해 연료가 분사될때 공기 분사구멍(21)을 통해서도 고압의 공기가 분사됨으로서, 엔진의 연소실로 공급되는 연료와 공기가 잘 혼합되어 엔진의 연소율이 상승하게 되는 것이다.As described above, when the fuel is injected through the fuel injection hole 11, the high pressure air is also injected through the air injection hole 21, so that the fuel and the air supplied to the combustion chamber of the engine are well mixed to increase the combustion rate of the engine. Will be.

한편, 엔진으로 공급되는 연료를 차단하기위해 별도의 전자제어수단이 동작하여 연료 공급홀(13)로 공급되던 연료가 차단되면, 상기 니들밸브(12)가 복원력에 의해 하강하여 니들밸브(12)의 최 하단부가 연료 분사구멍(11)을 막아줌으로서, 연료 분사구멍(11)으로는 더이상의 연료가 분사되지 않게된다.On the other hand, when the fuel supplied to the fuel supply hole 13 is cut off by operating a separate electronic control means to block the fuel supplied to the engine, the needle valve 12 is lowered by the restoring force to the needle valve 12 The bottom of the block closes the fuel injection hole 11 so that no more fuel is injected into the fuel injection hole 11.

그리고, 상기 니들밸브(12)가 하강함에 따라 니들밸브(12)의 유동홈(33)에 삽입되어있던 개폐부재(30)가 유동홈(33)을 이탈하여 니들밸브(12)의 측면부에 밀착하게 되므로서, 개폐부재(30)는 스프링(31)의 탄성을 이기고 외측으로 이동하여 개폐부재(30)의 끝단이 공기 공급홀(20)을 완전히 막아주게 되는 것이다.As the needle valve 12 descends, the opening / closing member 30 inserted into the flow groove 33 of the needle valve 12 leaves the flow groove 33 to be in close contact with the side surface of the needle valve 12. By doing so, the opening and closing member 30 is to overcome the elasticity of the spring 31 and move to the outside to the end of the opening and closing member 30 to completely block the air supply hole (20).

상기 공기 공급홀(20)이 막히게되면 공기 분사구멍(21)을 통해서는 더이상 공기가 분사되지 않게된다.When the air supply hole 20 is blocked, no more air is injected through the air injection hole 21.

즉, 본 발명은 연료 분사구멍(11)을 통해 연료가 분사될때 연료 분사구멍(11)의 부근에 형성되어있는 공기 분사구멍(21)을 통해 일정압의 공기가 분사되어 연료와 공기가 자연스럽게 잘 혼합되어 엔진의 연소율이 향상되도록 한 것이다.That is, in the present invention, when the fuel is injected through the fuel injection hole 11, air of a constant pressure is injected through the air injection hole 21 formed in the vicinity of the fuel injection hole 11, so that the fuel and the air are naturally well. It is mixed to improve the combustion rate of the engine.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 연료분사구멍이 형성된 노즐바디의 일측에 공기분사구멍을 별도로 형성하고, 니들밸브의 상,하 왕복운동에 따라 공기분사구멍을 개폐시키는 수단을 구성하여 연료분사구멍으로 연료가 분사될때 공기 분사구멍을 통해 일정압의 공기가 연료와 함께 분사되도록 하므로서, 연료와 공기가 고압으로 혼합됨에 따라 배기가스의 스모크를 현저히 감소시킬 수 있도록 한 디젤 엔진용 연료 분사노즐의 공기,연료 혼합장치 이다.As described above, the present invention forms an air injection hole separately on one side of the nozzle body in which the fuel injection hole is formed, and constitutes a means for opening and closing the air injection hole according to the up and down reciprocating motion of the needle valve. When the fuel is injected, the air of the fuel injection nozzle for the diesel engine, which allows a certain pressure of air to be injected together with the fuel through the air injection hole, thereby significantly reducing the smoke of the exhaust gas as the fuel and air are mixed at a high pressure, It is a fuel mixer.

Claims

In a fuel injection nozzle for a diesel engine, in which a fuel injection hole 11 is formed at a lowermost end of the nozzle body 10, and a needle valve 12 is provided inside the nozzle body 10,

The air injection hole 21 is in communication with the vicinity of the fuel injection hole 11 and the other side is formed in the nozzle body 10, the air supply hole 20 in communication with the air pump, the nozzle body 10 of A separate communication hole 30 communicating with the air supply hole 20 is formed in the middle portion, and one side of the communication hole 30 is in close contact with the side end of the needle valve 12, and the other side thereof is a spring. A diesel engine characterized in that the opening and closing member 32 is opened by the 31 to open and close the air supply hole 20, the flow groove 33 is formed at a predetermined position on the side of the needle valve 12. And fuel mixing device for fuel injection nozzles.