KR100335888B1 - 디젤 엔진의 연료 분사 시스템 - Google Patents

Abstract

디젤 엔진의 연료 분사 시스템이 개시된다. 개시된 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은, 캠축의 일측에 구비된 작동캠과; 상기 작동캠에 의해 작동 가능하게 상기 작동캠의 하부에 설치된 제1플런저와, 제2플런저와; 상기 제1,2플런저의 하부 일측에 각각 형성되어 연료가 공급되는 제1공급부와, 제2공급부와; 상기 제1,2공급부의 하부 일측에 설치되어 연료를 분사하는 노즐과; 상기 제1,2공급부의 일측으로 상기 제1,2공급부와 각각 연통 형성되어 연료가 흐르도록 형성된 제1스필부와, 제2스필부와; 상기 제1,2스필부의 상부에 설치되어 상기 제1,2스필부를 단속하는 솔레노이드 밸브;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 파이롯트 인젝션을 안정적으로 행할 수 있는 이점이 있다.

Description

디젤 엔진의 연료 분사 시스템{FUEL INJECTING SYSTEM FOR DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤 엔진의 연료 분사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파이롯트 인젝션(pilot injection)을 안정적으로 행할 수 있도록 하기 위하여 그 구조가 개선된 디젤 엔진의 연료 분사 시스템에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은 플런저부, 솔레노이드부, 노즐부로 분류할 수 있다. 즉, 캠축(10)에 형성된 작동캠(11)에 의해 작동되는 플런저(12)와, 연료의 스필(spill)을 차단하는 솔레노이드 밸브(13)와, 연료를 분사하는 노즐(14)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은 다음과 같이 작동된다.

연료가 공급되도록 형성된 피드(feed)부(15)를 통하여 약 6∼8bar의 압력을 가진 연료가 디젤 엔진의 연료 분사 시스템 내로 유입되어 스필부(16)로 흘러 나간다. 그리고 작동캠(11) 운동에 의하여 플런저(12)가 하강하면 피드부(15)로부터의 연료 공급은 차단되고, 내부의 연료압은 상승한다. 상기 플런저(12)가 계속 하강하면 내부의 연료압은 계속 상승되고, 솔레노이드 밸브(13)를 작동시켜 연료가 스필되는 것을 차단하게 된다.

이러한 차단으로 가압된 연료는 노즐 스프링(14a)의 힘을 이기는 시점에서 노즐(14)을 통하여 분사된다. 이어서 상기 솔레노이드 밸브(13)를 오프(off) 시키면 연료는 스필되고, 분사는 종료된다.

한편, 엔진 노이즈 및 질소산화물(NOx) 저감을 위해서 예컨대, 디젤 엔진의 경우, 파이롯트 인젝션이 유용한 수단으로 인식되어 이의 구현을 위한 많은 노력들이 있어 왔다.

그러나, 연료 분사 시스템이 채용된 엔진에서 파이롯트 인젝션을 시험적으로 행한 예는 있으나, 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 구조적 특성상 한계를 가질 수밖에 없다. 그리고 파이롯트 인젝션이란, 미소량의 연료를 주 분사시기 이전에 분사시켜 착화 지연 기간을 단축시켜 연소를 원활히 하기 위한 기술이다.

이를 위해서는 디젤 엔진의 연료 분사 시스템 내의 압력 형성기간 내에 두 번의 연료 분사를 실시해야 하나, 도 1에 도시된 바와 같이, 짧은 시간 내에 가압, 압력 형성, 분사, 및 연료 배출의 과정을 하나의 플런저(12)를 이용하여 행하는 것은 불가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 파이롯트 인젝션을 안정적으로 행할 수 있는 디젤 엔진의 연료 분사 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21. 작동캠 22. 제1플런저

23. 제2플런저 24. 제1공급부

25. 제2공급부 26. 노즐

27. 제1스필부 28. 제2스필부

29. 솔레노이드 밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은, 캠축의 일측에 구비된 작동캠과; 상기 작동캠에 의해 작동 가능하게 상기 작동캠의 하부에 설치된 제1플런저와, 제2플런저와; 상기 제1,2플런저의 하부 일측에 각각 형성되어 연료가 공급되는 제1공급부와, 제2공급부와; 상기 제1,2공급부의 하부 일측에 설치되어 연료를 분사하는 노즐과; 상기 제1,2공급부의 일측으로 상기 제1,2공급부와 각각 연통 형성되어 연료가 흐르도록 형성된 제1스필부와, 제2스필부와; 상기 제1,2스필부의 상부에 설치되어 상기 제1,2스필부를 단속하는 솔레노이드 밸브;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 노즐은 상기 제1,2플런저의 하부 중앙에 설치된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 부분 단면도가 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은 파이롯트 인젝션을 안정적으로 행할 수 있는 것으로 그 구성을 상술하기로 한다. 여기서는 일반적인 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 구성은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 특징부의 구성만을 상술하기로 한다.

본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은, 캠축(20)의 일측에 구비된 작동캠(21)과, 상기 작동캠(21)의 하부에 이 작동캠(21)에 의해 작동 가능하게 설치된 제1플런저(22)와, 제2플런저(23)와, 상기 제1,2플런저(22,23)의 하부 일측에 각각 형성되어 연료가 공급되는 제1공급부(24)와, 제2공급부(25)와, 상기 제1,2공급부(24,25)의 하부 일측에 설치되어 연료를 분사하는 노즐(26)과, 상기 제1,2공급부(24,25)의 일측으로 이 제1,2공급부(24,25)와 각각 연통 형성되어 연료가 흐르도록 형성된 제1스필부(27)와, 제2스필부(28)와, 상기 제1,2스필부(27,28)의 상부에 설치되어 이 제1,2스필부(27,28)를 단속하는 솔레노이드 밸브(29)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 있어서, 상기 노즐(26)은 제1,2플런저(22,23)의 하부 중앙에 설치되고, 상기 제1,2플런저(22,23)는 하나의 상기 작동캠(21)에 의하여 작동되도록 설치된다. 그리고 상기 노즐(26)에는 노즐이 작동되도록 하는 노즐 스프링(26a)이구비된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 디젤 엔진의 연료 분사 시스템의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.

도 2를 다시 참조하면, 상기 제1,2피드부(24,25)를 통하여 약 6∼8bar로 가압된 연료가 디젤 엔진의 연료 분사 시스템 내로 유입되어 상기 제1,2스필부(27,28)로 흘러간다. 그리고 상기 작동캠(21)의 운동에 의하여 제1,2플런저(22,23)가 하강하게 되는데 제1플런저(22)와 제2플런저(23)의 압축 시점이 다르게 되어 있다. 이에 따라 상기 제1플런저(22)가 먼저 연료가 가압되기 시작하고, 제1,2스필부(27,28)가 닫혀 있으므로 압력이 형성되어 분사시킬 수 있는 조건이 된다. 즉, 파이롯트 인젝션이 가능하다.

이어서, 상기 작동캠(21)의 회전이 계속되면, 제2플런저(23)도 가압되기 시작하고, 솔레노이드 밸브(29)를 작동시키면 제1스필부(27)는 오픈(open)되어 파이롯트 인젝션이 종료되고, 제2스필부(28)가 클로즈(close)되어 노즐 스프링(26a)의 힘을 이기는 시점에서 메인 인젝션(main injection)이 시작된다. 그리고 상기 솔레노이드 밸브(29)를 오프 시키면 연료는 스필되고 분사는 종료된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 분사 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

파이롯트 인젝션을 안정적으로 구현할 수 있어서, 엔진 소음을 저감시킬 수 있고, 배출가스가 저감될 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 캠축의 일측에 구비된 작동캠과;

   상기 작동캠에 의해 작동 가능하게 상기 작동캠의 하부에 설치된 제1플런저와, 제2플런저와;

   상기 제1,2플런저의 하부 일측에 각각 형성되어 연료가 공급되는 제1공급부와, 제2공급부와;

   상기 제1,2공급부의 하부 일측에 설치되어 연료를 분사하는 노즐과;

   상기 제1,2공급부의 일측으로 상기 제1,2공급부와 각각 연통 형성되어 연료가 흐르도록 형성된 제1스필부와, 제2스필부와;

   상기 제1,2스필부의 상부에 설치되어 상기 제1,2스필부를 단속하는 솔레노이드 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 분사 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐은 상기 제1,2플런저의 하부 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 분사 시스템.