KR100279466B1 - 디젤엔진용연료분사노즐 - Google Patents

Abstract

니이들 밸브의 개폐수단으로 유압을 사용하여 엔진 회전수에 따라 니이들 밸브를 조정함으로서, 유해 배기 가스량을 절감할 수 있는 연료 분사노즐을 제공하기 위하여, 분사 펌프와 연결되어 있는 연료 공급구(4)와, 상기 연료 공급구(4)의 타측과 연결되어 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 연료챔버(6)가 내측에 형성되어 있고, 하단에 다수개의 스프레이홀(14)이 관통 형성되어 있는 노즐바디(2)와; 상기한 노즐바디(2)의 내측으로 삽입되어 상기 스프레이홀(14)을 개폐시키는 니이들밸브(10)와; 상기한 니이들 밸브(10)의 상단과 연결되어 유압에 의해 상기 니이들 밸브(10)를 가압하는 유압 챔버(16)와; 상기 유압 챔버(16)로 압입되는 유압을 제어하는 유압 제어수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료 분사노즐을 제공한다.

Description

디젤 엔진용 연료 분사노즐

본 발명은 디젤 엔진용 연료 분사노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압분사를 위한 니이들 밸브 가압수단으로 유압을 사용하여 니이들 밸브를 개변압으로 조절함으로서, 유해 배기가스량을 저감시킬 수 있는 디젤 엔진용 연료 분사노즐에 관한 것이다.

디젤 엔진에서 사용되는 연료 분사노즐은, 엔진의 연소실 안에 고온 고압의 연료를 분무 상태로 분사하는 일을 한다.

이러한 연료 분사노즐은, 연료를 고압으로 압송하는 분사 펌프와, 이 분사 펌프에 의해 압송된 연료를 실린더 내부로 분무 상태로 분사하는 분사노즐과, 상기 부품들을 서로 연결하어 주는 파이프 등으로 구성되어 있다.

도 3은 현재 일반적인 연료 분사노즐의 단면도이고, 도 4는 도 3의 B부의 확대단면도로서, 고압의 연료가 공급되는 연료 공급로(102)와, 상기 연료 공급로(102)를 통해 고압 연료가 압입되는 유압챔버(104)와, 이 유압챔버(104)내에 일정압이 이상이 되면 열리도록 조정된 니이들 밸브(106)와, 상기 니이들 밸브(106)를 통하여 분사되는 연료를 연소실에 분무 상태로 분사시키는 스프레이홀(108)등으로 구성되어 있다.

상기 공급로(102)는, 노즐바디(110)의 상측에서 길이방향 형성되어 있는 관로로서, 내측의 유압 챔버(104)와 연결되어 있고, 연료 분사펌프에서 압송되는 고압의 연료가 유입되는 통로이다.

상기 유압 챔버(104)는, 고압의 연료가 유입되어 일정압이 되면 니이들 밸브(106)를 상방향으로 밀어 올려 니이들 밸브(106)를 작동시킨다.

상기 니이들 밸브(106)는, 유압 챔버(104)의 내측에 삽입 장착되어 있고, 내측에 상기 니이들 밸브를 하측을 밀어주는 스프링(105)이 장착되어 있고, 그 끝단에는 니이들 밸브(106)가 일체로 형성되어 있다.

상기 니이들 밸브(106)는, 노즐 바디(110)에 형성되어 있는 밸브 시이트(114)와 접촉하고, 고압의 연료에 의해 누르고 있는 스프링의 힘을 이기고 연료 구멍을 개폐시키는 역할을 한다.

상기 밸브 시이트(114)의 하단에는 스프레이홀(108)이 형성되어 니이들 밸브(106)의 작동에 의해 연료를 실린더 내로 분무 상태로 분사시키는 역할을 한다.

이러한 연료 분사노즐은, 고압의 연료의 압력이 상기 스프링(105) 탄성을 극복하여 연료 분사 후 압이 제거되면 스프링(105)의 탄성에 의해 니이들 밸브(106)를 하측으로 밀어 스프레이홀(108)을 닫는다.

그러나 상기 바와 같은 연료 분사노즐은, 니이들 밸브의 개폐 수단으로 압축 코일 스프링을 사용함으로서, 엔진의 회전수에 관계없이 니이들이 일정한 압력 이상이 되면 열려 유해 배기 가스를 제어하는데 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 니이들 밸브의 개폐수단으로 유압을 사용하여 엔진 회전수에 따라 니이들 밸브를 조정함으로서, 유해 배기가스량을 절감할 수 있는 디젤 엔진용 연료 분사노즐을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 분사노즐의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 유압 제어수단의 회로도.

도 3은 종래 기술에 의한 연료 분사노즐의 단면도.

도 4는 도 3의 B부의 확대 단면도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디젤 엔진용 연료 분사노즐은, 분사 펌프와 연결되어 있는 연료 공급구와, 상기 연료 공급구의 타측과 연결되어 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 연료챔버가 내측에 형성되어 있고, 하단에 다수개의 스프레이홀이 관통 형성되어 있는 노즐바디와; 상기 노즐바디의 내측으로 삽입되어 상기 스프레이홀을 개폐시키는 니이들 밸브와; 상기 니이들 밸브의 상단과 연결되어 유압에 의해 상기 니이들 밸브를 가압하고, 상기 노즐바디의 상측에 형성되어 상기 니이들 밸브의 상단에 형성되어 있는 피스톤이 상하로 이동 가능하게 장착되어 있고, 일측에 유압이 공급되는 유압 공급구와 유압이 배출되는 유압 배출구가 형성된 유압 챔버와; 상기 유압 챔버로 압입되는 유압을 제어하는 것으로, 상기 유압 챔버에 유압을 공급하기 위해 유압 공급라인에 연결되어 유압을 발생시키는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로 공급되거나 배출라인으로 배출되는 연료가 저장되는 연료탱크로 이루어진 유압 공급수단과, 상기 유압 공급수단에 의해 공급되는 엔진 회전수에 따라 제어하는 것으로, 상기 엔진 회전수를 감지하는 엔진 스피드 센서와, 상기 엔진 스피드 센서의 신호를 받는 액추에이터 컨트롤 유닛과, 상기 액추에이터 컨트롤 유닛의 신호에 의해 유압 공급부의 개폐 작용을 하는 제1 액추에이터와, 상기 액추에이터 컨트롤 유닛의 신호에 의해 유압 배출구의 개폐 작용을 하는 제2 액추에이터로 이루어진 유압 작동 수단을 구비하여 된 유압 제어 수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 분사노즐의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료 분사노즐은, 노즐의 외관을 형성하는 노즐 바디(2)와, 고압 연료가 공급되는 통로인 연료 공급로(4)와, 상기 공급로(4)와 연결되어 고압 연료가 압입되는 연료 챔버(6)와, 연료분사의 개폐 작용을 하는 니이들 밸브(10)등으로 구성되어 있다.

상기 노즐바디(2)는, 일측에 분사펌프(미도시)로부터 연료가 유입되는 연료 공급로(4) 형성되어 있고, 내측 하단으로 연료 챔버(6)를 형성하기 위한 공간이 형성되어 있고, 하단으로 니이들 밸브(10)와 접촉하는 밸브 시이트부(12)가 형성되어 있다.

상기 밸브 시이트부(12)는 니이들 밸브(10)와 접촉하여 연료의 개폐 작용을 하는 곳으로 하측으로 직접 연소실로 연료를 분사시키는 스프레이홀(14)이 다수개 형성되어 있다.

상기 연료 공급로(4)는, 노즐 바디(2)의 일측 길이방향으로 형성되어 있는 홈으로서, 일측은 연료 분사펌프와 연결되어 있고, 타측은 유압 챔버(6)와 연결되어 연료 분사펌프의 고압 연료를 연료 챔버(6)내로 압입시키는 연료 통로 역할을 한다.

상기 연료 챔버(6)는, 연료 공급로(4)로부터 유입된 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 곳으로서, 내부에는 니이들 밸브(10)가 삽입되어 있다.

상기 니이들 밸브(10)는, 고압의 연료를 분무 상태로 연소실로 유입시키는 개폐 밸브로서, 연료 챔버(6)내의 고압에 의해 개폐 작용을 한다.

이러한 니이들 밸브(10) 상단에는 유압 챔버(16)내측에 삽입되어 상하로 이동하는 피스톤(18)이 형성되어 있다.

상기 유압 챔버(16)는 유압이 압입되어 상기 니이들 밸브(10)를 하측으로 밀어주는 역할을 하는 실린더로서, 일측에 유압이 공급되는 유압 공급구(20)와 유압이 배출되는 유압 배출구(22)가 형성되어 있다.

이러한 유압 챔버(16)의 유압을 제어하는 유압 제어 수단이 유압 챔버(16)의 일측에 위치한다.

도 2는 상기 유압 제어수단의 회로도로서, 유압을 유압 챔버(16)에 공급하는 유압 공급수단과 이 유압 공급수단에 의해 공급된 유압을 작동시키는 유압 작동수단으로 구성되어 있다.

상기 유압 공급 수단은 유압 공급구(20)에 연결되어 유압을 발생시키는 유압 펌프(24)와 상기 유압 펌프에 공급되는 연료를 저장하는 연료탱크(26)로 구성되어 있다.

상기 연료탱크(26)의 연료가 유압펌프(24)에서 가압되어 유압 유입구(20)를 통해 유압 챔버(16)로 공급되고, 유압 배출구(22)를 통해 다시 연료탱크(26)로 리턴된다.

이러한 유압 공급수단에 의해 공급되는 유압을 제어하는 유압 작동수단이 장착되어 있다.

상기 유압 작동수단은 유압 공급구(20)의 개폐 작용을 하는 제1 액추에이터(28)와, 유압 배출구(22)의 개폐 작용을 하는 제2 액추에이터(30)와 상기 액추에이터를 작동시키는 액추에이터 컨트롤 유닛(이하 ACU라 칭한다)(32)등으로 구성되어 있다.

상기 제1 액추에이터(28)는 유압 공급구(20)의 일측에 장착되어 ACU(32)의 신호에 의해 유압 공급구(20)를 개폐시키는 역할을 한다.

상기 제2 액추에이터(30)는 유압 배출구(22)의 일측에 장착되어 ACU(32)의 신호에 의해 배출 공급구(22)를 개폐시키는 역할을 한다.

이러한 제1 및 제2액추에이터(28),(30)로 유압의 개페가 용이한 솔레노이드 액추에이터가 사용된다.

이러한 제1 및 제2 액추에이터(28),(30)를 작동시키는 액추에이터 컨트롤 유닛(32)이 일측에 장착되어 있고, 이 ACU(32)는 엔진 스피드 센서(34)의 신호에 의해 액추에이터를 작동시킨다.

이러한 유압 작용 수단은 엔진이 회전수를 감지하는 엔진 스피드 센서(34)의 신호에 의해 ACU(32)가 제1 액추에이터(28) 또는 제2액추에이터(30)를 작동시켜 유압 챔버(16)내의 유압을 조절한다.

즉, 연소실로 유입되는 연료량을 엔진 회전수에 따라 달리 공급할 수 있는 구조로 되어 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료 분사노즐은, 니이들 밸브의 제어를 유압을 이용함으로서 엔진 회전수에 따라 노즐의 개변압이 가능하여 연료 효율을 향상시키고, 유해 배기가스를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 분사펌프와 연결되어 있는 연료 공급구와, 상기 연료 공급구의 타측과 연결되어 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 연료챔버가 내측에 형성되어 있고, 하단에 다수개의 스프레이홀이 관통 형성되어 있는 노즐바디와;

   상기 노즐바디의 내측으로 삽입되어 상기 스프레이홀을 개폐시키는 니이들 밸브와;

   상기 니이들 밸브의 상단과 연결되어 유압에 의해 상기 니이들 밸브를 가압하고, 상기 노즐바디의 상측에 형성되어 상기 니이들 밸브의 상단에 형성되어 있는 피스톤이 상하로 이동 가능하게 장착되어 있고, 일측에 유압이 공급되는 유압 공급구와 유압이 배출되는 유압 배출구가 형성된 유압 챔버와;

   상기 유압 챔버로 압입되는 유압을 제어하는 것으로, 상기 유압 챔버에 유압을 공급하기 위해 유압 공급라인에 연결되어 유압을 발생시키는 유압펌프와, 상기 유압펌프로 공급되거나 배출라인으로 배출되는 연료가 저장되는 연료탱크로 이루어진 유압 공급수단과, 상기 유압 공급수단에 의해 공급되는 엔진 회전수에 따라 제어하는 것으로, 상기 엔지 회전수를 감지하는 엔진 스피드 센서와, 상기 엔진 스피드 센서의 신호를 받는 액추에이터 컨트롤 유닛과, 상기 액추에이터 컨트롤 유닛의 신호에 의해 유압 공급구의 개폐 작용을 하는 제1액추에이터와, 상기 액추에이터 컨트롤 유닛의 신호에 의해 유압 배출구의 개폐 작용을 하는 제2 액추에이터로 이루어진 유압 작동수단을 구비하여 된 유압 제어 수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 연료 분사노즐.