KR100300014B1 - Air injector for fuel atomization of engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진의 연료 미립화용 에어 인젝터에 관한 것으로서, 특히 연소실내로 인젝터를 통해 분사된 연료에 고압의 공기를 공급함으로써, 연소효율을 높여 출력을 증가시키고, 배기율을 향상시킬 수 있도록 한 엔진의 미립화용 에어 인젝터에 관한 것이다.The present invention relates to an air injector for atomizing fuel of an engine, and in particular, by supplying high pressure air to fuel injected through an injector into a combustion chamber, an engine capable of increasing output and increasing exhaust rate by increasing combustion efficiency. It relates to an atomizing air injector.
일반적으로 디젤 차량은 에어크리너를 거치면서 먼지 등의 이 물질이 제거된 공기만을 덕트를 통해 드로틀 바디로 유입시키고, 드로틀 바디와 서지탱크 및 흡기매니폴드를 경유하여 실린더 내로 공기를 흡입한 상태에서 압축을 한다.In general, a diesel vehicle enters the throttle body through the duct and removes foreign substances such as dust through the air cleaner, and compresses the air while sucking the air into the cylinder through the throttle body, the surge tank, and the intake manifold. Do it.
압축 행정 말기에 소량의 연료가 인젝터를 통해 분사되면서 압축열에 의해 자연 착화로 팽창력을 얻고, 구동력으로 변환시켜 주행을 가능하게 한 것이다.At the end of the compression stroke, a small amount of fuel is injected through the injector to obtain expansion force due to natural ignition by the heat of compression and convert it into driving force to enable driving.
착화로 인해 생성된 연소 가스는 배기 행정시 배기계를 통해 대기중으로 배출하면서 실린더(연소실)내를 비움으로서, 다음의 흡입행정을 준비하게 된다.The combustion gas generated by the ignition is emptied into the cylinder (combustion chamber) while being discharged to the atmosphere through the exhaust system during the exhaust stroke, thereby preparing for the next intake stroke.
도 1 은 일반적인 디젤 엔진 헤드의 구조를 도시한 단면 구성도로서, 엔진은 워터 재킷이 형성된 실린더 블록(100)과, 실린더 헤드(200)로 구성된다.1 is a cross-sectional configuration diagram showing the structure of a general diesel engine head, wherein the engine is composed of a
실린더 블록(110)은 미도시한 실린더 라이너(114)에 피스톤(300)이 삽입되어 있으며, 그 상부는 연소율을 높이도록 하기 위해 만곡형의 홈으로 이루어진 기화부(310)가 형성되어 있다.The
이 피스톤은 피스톤 헤드의 일측으로 링홈을 형성하고, 이 링홈에 기밀과 윤활 작용을 하는 압축링과 오일링이 삽입되어 있다.The piston forms a ring groove on one side of the piston head, and a compression ring and an oil ring are inserted into the ring groove to provide airtightness and lubrication.
실린더 헤드(200)는 워터 재킷과 제 1 삽입공(210) 및 제 2 삽입공(210a), 그리고 제 3 삽입공(250)이 일체로 형성되어 있으며, 벨브 헤드가 삽입되도록 한 복수개의 구멍(230)(230a)이 저면으로 구비되어 있다.The
제 1 삽입공(210)에 흡기밸브(24)를 고정한 제 1 가이더(220)가 삽입되어 있고, 제 2 삽입공(210a)에는 배기밸브(240a)를 고정한 제 2 가이더(220a)가 삽입되어 있다.The
그리고, 제 3 삽입공(250)에는 미도시한 인젝션 펌프에 연결되어 있는 인젝터(260)가 설치되는 것으로 구성된다.In addition, the
이와 같이 구성된 엔진의 연소과정을 통해 동력을 발생시키게 하는 과정은 다음과 같다.The process of generating power through the combustion process of the engine configured as described above is as follows.
실린더 블록(100)의 내측에 삽입되어 있는 피스톤(300)이 미도시되어 있는 크랭크 축과 커넥팅 로드의 상호작용으로 상부에서 하부로 이동하면서, 흡기밸브(240)가 오픈된 틈으로 외기가 실린더내로 유입이된다.As the
이 상태에서 피스톤이 실린더 헤드(200)로 이동하게 되면서, 유입되어 있던 공기의 체적을 줄이면서 그 온도가 상승하게 된다.As the piston moves to the
피스톤이 실린더 헤드의 저면에 위치하기 직전(압축행정 말기)에 미도시되어 있는 인젝션 펌프의 가동으로 중앙에 설치되어 있는 인젝터(260)를 통해 연소실내로 소량의 연료를 안개모양으로 분사하게 된다.Just before the piston is located at the bottom of the cylinder head (the end of the compression stroke), a small amount of fuel is injected into the combustion chamber through the
고압의 상태에서 안개모양을 분사되면서 자연 기화되고, 압축열에 의해서 착화가 되어 체적이 급격히 증가하면서 피스톤(130)이 하부로 이동하면서 주행에 필요한 토오크를 발생시키게 된다.In the high pressure state, the mist is spontaneously vaporized and is ignited by the heat of compression to rapidly increase the volume while moving the piston 130 to the lower to generate the torque required for running.
그러나, 고온 고압으로 압축되어 있는 연소실내로 인젝터를 통해 분사된 연료는 초기에는 그 분사압력에 의해 미립자로 분사되고, 분사 후기에는 액체상태로 분사되는 원인으로 불완전 연소가 발생하게 되는 문제점이 있다.However, the fuel injected through the injector into the combustion chamber compressed at a high temperature and high pressure is initially injected into the particulates by the injection pressure, there is a problem that incomplete combustion occurs due to the injection into the liquid state after the injection.
또한, 불완전 연소로 인해 출력과 연비가 낮아지게 되는 또 다른 문제점이 있다.In addition, there is another problem that the power and fuel economy is lowered due to incomplete combustion.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 분사 후기에 액체상태로 분사되는 연료에 공기를 과급함으로써, 기화를 촉진시켜 완전연소가 이루어지도록 한 엔진의 연료 미립화용 에어 인젝터를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, by providing a fuel injector air injector for the fuel atomization of the engine to accelerate the vaporization to achieve complete combustion by supercharging air to the fuel injected in the liquid state at the end of the injection Its purpose is to.
도 1 은 일반적인 디젤 엔진 헤드의 구조를 도시한 단면 구성도,1 is a cross-sectional view showing the structure of a typical diesel engine head,
도 2 는 본 발명에 따른 연료 미립화용 에어 인젝터의 설치상태를 도시한 구성도,2 is a configuration diagram showing an installation state of the fuel atomization air injector according to the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10;실린더 헤드 12;구멍10;
14;유로 20;필터14; Euro 20; Filter
30;에어펌프 40;전자밸브30;
42;하우징 44;피스톤42;
46;스프링 50;크랭크각도 감지센서46;
60;ECU 70;코일60; ECU 70; coil
80;제어부80; control unit
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인젝션 펌프와 연결되어 있는 인젝터가 설치되어있는 실린더 헤드에 있어서, 구멍에 연결되는 유로를 형성한 실린더 헤드와, 구멍에 삽입되는 전자밸브와, 전자밸브를 선택적으로 개폐토록한 제어부와, 유로에 연결된 연료펌프와 연료필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진의 미립화용 에어 인젝터에 의해 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder head having an injector connected to an injection pump, the cylinder head having a flow path connected to the hole, an solenoid valve inserted into the hole, and a solenoid valve. It is achieved by the atomizing air injector of the engine, characterized in that consisting of a control unit, opening and closing with a fuel pump and a fuel filter connected to the flow path.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 연료 미립화용 에어 인젝터의 설치상태를 도시한 구성도로서, 종래 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용한다.2 is a configuration diagram showing an installation state of the fuel atomization air injector according to the present invention, and the same reference numerals are used for the same configuration as the conventional configuration.
엔진은 워터 재킷이 형성된 실린더 블록(100)과 실린더 헤드(200)와 미도시되어 있는 오일장치와 흡기계 및 배기계, 그리고 냉각장치로 구성된다.The engine is composed of a
실린더 블록(110)은 상부에 연소율을 높이도록 한 만곡형의 홈으로 이루어진 기화부(310)가 형성된 피스톤(300)이 삽입되어 있으며, 피스톤 헤드의 일측으로 링홈을 형성하여 기밀과 윤활 작용을 하는 압축링과 오일링이 삽입되어 있다.The
실린더 헤드(200)는 워터 재킷과 제 1 삽입공(210) 및 제 2 삽입공(210a), 그리고 제 3 삽입공(250)이 일체로 형성되어 있으며, 밸브 헤드가 삽입되도록 한 복수개의 구멍(230)(230a)이 저면에 구비되어 있다.The
그리고, 제 1 삽입공(210)에 흡기밸브(24)를 고정한 제 1 가이더(220)가 삽입되어 있고, 제 2 삽입공(210a)에는 배기밸브(240a)를 고정한 제 2 가이더(220a)가 삽입되어 있으며, 제 3 삽입공(250)에 인젝터(260)가 설치된 종래의 실린더 헤드에 있어서, 본 실시예는 인젝터로 부터 연료가 분사된 직후 소량의 공기를 연소실내로 공급토록 하여 기화를 촉진시키도록 한 것이다.The
즉, 에어 인젝터는 실린더 헤드(10)에 고정되는 전자밸브(40)와, 전자밸브(40)를 점화직 후 오픈 시키는 제어부(80) 및 공기를 공급하는 에어 펌프(30), 그리고 필터(20)로 구성한다.That is, the air injector is a
실린더 헤드(10)는 피스톤의 상부와 실린더로 연소실을 형성하도록 하는 것으로, 그 상부에는 실린더내로 공기를 흡입하는 밸브를 선택적으로 개폐토록 하는 밸브장치가 설치되어 있으며, 저면으로 피스톤 헤드와 평행한 유로(14)가 형성되어 있고, 이 유로(14)의 단부에 수직 구멍(12)이 형성되어 있다.The
전자밸브(40)는 구멍(12)에 삽입되는 것으로 하우징(42)과, 하우징(42)내에 삽입되어 제어부(80)와 연결되는 코일(70)과, 상하로 이동하는 피스톤(44)으로 구비되며, 코일(70)과 피스톤(44)사이에 삽입되는 스프링(46)으로 이루어진다.The
전자밸브(40)를 개폐시키는 제어부(80)는 냉각수의 온도변화에 따라 그 전류의 량을 가감시키도록 한 것으로 크랭크의 회전각을 감지하는 크랭크 각도 감지센서(60)와, 이 센서로 부터 발생된 시그널을 인가받아 기준 값과 비교하고, 그 차이의 값을 전기적인 신호로 변환시켜 전자밸브(40)의 코일(70)로 인가되도록 한 ECU(60)로 이루어진다.The
이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.
실린더 블록(100)의 내측에 삽입되어 있는 피스톤(300)이 하부로 이동하면서, 흡기밸브(240)가 오픈되어 있음으로 외기가 실린더내로 유입이 된다.As the
피스톤이 실린더 헤드(200)로 이동하게 되면서, 유입되어 있던 공기의 체적을 줄이면서 그 온도가 상승하게 되며, 압축행정 말기에 미도시되어 있는 인젝션 펌프의 가동으로 중앙에 설치되어 있는 인젝터(260)를 통해 연소실내로 소량의 연료를 안개모양으로 분사되는 과정은 종래와 동일하다.As the piston moves to the
이때, 크랭크 축의 회전각을 감지토록 하는 크랭크 각도 감지센서(50)로 부터 그 회전량이 시그널화 되어 ECU(60)에 인가된다.At this time, the amount of rotation is signaled from the
이 시그널을 인가 받은 ECU(60)는 인가된 값과 기준 값을 비교하고, 그 차이의 값이 동일할 경우에는 전자밸브(40)의 상부에 설치되어 있는 코일(70)로 전류를 통전시키게 된다.The
전류로 인가된 코일(70)은 자화되면서 척력이 발생하게 되고, 이 척력에 의해 스프링(46)을 압축시키면서 피스톤(44)이 상부로 이동하게 된다.As the
피스톤(44)의 이동으로 폐쇄되어 있던 유로가 개방이 됨으로써, 필터(20)를 거친 공기가 에어 펌프(30)로 부터 유로관(14) 및 하우징(42)의 저면을 통해 연소실내로 공급되의 연료와 혼합이 된다.When the flow path closed by the movement of the
이후, ECU(60)으로 입력된 신호를 비교하여 기준값과 동일하지 않을 경우(인젝터로 부터 연료가 분사되지 않음) 코일(70)로 인가되는 전류를 차단하게 된다.Thereafter, the signals input to the
이때, 하우징(42)의 내측에 삽입되어 있는 스프링(46)의 탄성력에 의해 피스톤(44)이 하부로 이동하면서 개방되어 있던 유로를 폐쇄하게 되어 공기의 유입을 차단하게 된다.At this time, the
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 인젝터를 통해 연료가 분사된 직 후를 크랭크 축의 회전각으로 감지하여 고압의 공기를 연소실내로 공급하도록 함으로써, 기화를 촉진시켜 완전연소를 이루도록 하고, 연비를 향상시키도록 한 것이다.As described above, the present invention senses the rotation angle of the crankshaft immediately after the fuel is injected through the injector to supply high-pressure air into the combustion chamber, thereby promoting vaporization to achieve complete combustion and improving fuel economy. It was made to be.
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