KR100394857B1 - Injector for direct injection type diesel engine - Google Patents

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KR100394857B1 KR10-2000-0081021A KR20000081021A KR100394857B1 KR 100394857 B1 KR100394857 B1 KR 100394857B1 KR 20000081021 A KR20000081021 A KR 20000081021A KR 100394857 B1 KR100394857 B1 KR 100394857B1
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Abstract

본 발명은 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터에 관한 것으로서, 몸체의 내측 상부 쪽에 전자 제어 유닛으로부터 입력되는 신호를 받아 연료 복귀 통로를 개폐시킬 수 있도록 볼 부재, 파일럿 니들, 전자석 그리고 밸브 스프링으로 이루어진 솔레노이드 개폐 수단을 갖춘 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터에 있어서, 상기 몸체의 선단에 연료를 분무할 수 있도록 형성된 분공구와, 상기 분공구의 상단에 연료 유입 통로와 연통되도록 형성되어 연료 유입 압력을 축적시킬 수 있는 연료압 축적실과, 상기 연료 복귀 통로의 하단에 연료 유입 통로와 상호 연통되도록 형성되어 연료 복귀 통로의 개폐에 따라 연료의 유입 압력을 조정시킬 수 있는 연료압 조정실과, 상기 연료압 조정실에 상단부가 삽입되고, 상기 연료압 축적실에 하단부가 삽입되어 분공구를 개폐시킬 수 있도록 솔레노이드 개폐 수단의 작동에 따라 상, 하로 작동되는 분사 밸브와, 상기 분사 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 여러 개의 분공을 통하여 분사될 때 불가피했던 공기의 와류 유동이 거의 필요 없으므로 복잡한 형상의 실린더 헤드의 흡기 포트를 구성할 필요가 없고, 이로 인하여 공기량 증가를 야기하여 출력을 더욱 높일 수 있다. 또한 다수의 분공을 뚫을 필요가 없으므로 하나의 분사 분무 패턴을 결정지을 수 있어서 가공 공정을 단순화시킬 수 있다.The present invention relates to an injector for a direct injection diesel engine, the solenoid opening and closing means consisting of a ball member, a pilot needle, an electromagnet and a valve spring to open and close the fuel return passage in response to a signal input from the electronic control unit on the inner upper side of the body. An injector for a direct injection diesel engine, comprising: a split hole formed to spray fuel at the tip of the body; and a fuel formed to communicate with a fuel inflow passage at an upper end of the split hole; A pressure accumulating chamber, a fuel pressure adjusting chamber which is formed at a lower end of the fuel return passage to communicate with a fuel inlet passage, and which adjusts an inlet pressure of the fuel according to opening and closing of the fuel return passage; and an upper end portion is inserted into the fuel pressure adjusting chamber. The lower end is inserted into the fuel pressure storage chamber to open and close the tool hole. It characterized in that it comprises a injection valve which is operated up and down in accordance with the operation of the solenoid opening and closing means, and a valve spring for elastically supporting the injection valve to be able to. Therefore, the present invention does not need to configure the intake port of the cylinder head of a complicated shape since the vortex flow of the air which is inevitable when injected through a plurality of holes is not necessary, thereby increasing the amount of air, thereby increasing the output. . In addition, since there is no need to drill multiple holes, one spray spray pattern can be determined to simplify the processing process.

Description

직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터{INJECTOR FOR DIRECT INJECTION TYPE DIESEL ENGINE}Injector for direct injection diesel engines {INJECTOR FOR DIRECT INJECTION TYPE DIESEL ENGINE}

본 발명은 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 분사시 공기의 와류 유동을 줄여 공기의 이용율을 높일 수 있도록 미립화된 필름 형태의 연료 분무 패턴을 이룰 수 있게 하는 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터에 관한 것이다.The present invention relates to an injector for a direct injection diesel engine, and more particularly, a direct injection diesel engine for achieving a fuel atomization pattern in the form of an atomized film so as to reduce the vortex flow of air during fuel injection to increase the utilization of air. It is related to the injector.

일반적으로 차량의 디젤 엔진은 실린더 내에 공기를 흡입하여 압축하면 500 ~ 550℃ 의 압축열이 발생되며, 이 때 인젝터(Injector)를 통하여 연료를 고압 분사하여 착화 연소시키는 엔진이다. 이러한 디젤 기관의 연소실은 여러 형식이 있는데, 이는 주연소실 하나만으로 되어 있는 직접 분사실식과, 부연소실이 더 필요한 예연소실식, 와류실식, 공기실식으로 구분된다. 최근에는 복잡한 간접 분사 방식의 디젤 엔진은 자취를 감추고 있으며 거의 대부분의 신 엔진들은 직접 분사 방식을 활용하는 추세에 있다.In general, a diesel engine of a vehicle generates compression heat of 500 to 550 ° C. when air is sucked into a cylinder, and at this time, a high-pressure injection of fuel through an injector is an ignition combustion engine. There are several types of combustion chambers of such diesel engines, which are classified into a direct injection chamber consisting of only one main combustion chamber, and a precombustion chamber, a vortex chamber, and an air chamber that require a secondary combustion chamber. In recent years, complicated indirect injection diesel engines have disappeared, and most new engines are using direct injection.

도 1 은 전형적인 직접 분사식 디젤 엔진의 연소실을 나타내고 있는데, 여기에서는 실린더 헤드(2)에 다수의 분공구(1a)를 가진 인젝터(1)가 연료를 분사할 수 있도록 장착된다. 실린더 블록(3) 내에 피스톤(4)이 상, 하로 왕복동되게 결합되고, 이 피스톤(4)의 상면에는 곡면 홈(4a)이 형성된다. 이러한 직분식 디젤 엔진은피스톤(4)의 압축 행정시 인젝터(1)의 분공구(1a)(소형의 경우에는 대략 5 ~ 6 개)에서 분사된 연료 분무를 곡면 홈(4a) 내에서 이루어지는 와류 운동에 의하여 압축 공기와 혼합시켜 주므로 공기 이용율을 높이고 연소를 촉진시킨다.Fig. 1 shows a combustion chamber of a typical direct injection diesel engine, in which an injector 1 having a plurality of holes 1a is mounted in the cylinder head 2 so as to inject fuel. The piston 4 is coupled to the cylinder block 3 in a reciprocating manner up and down, and a curved groove 4a is formed in the upper surface of the piston 4. This direct type diesel engine has a vortex in which the fuel spray injected from the hole 1a of the injector 1 (approximately 5 to 6 in the case of a small size) is formed in the curved groove 4a during the compression stroke of the piston 4. By mixing with compressed air by movement, it increases the air utilization rate and promotes combustion.

이러한 직접 분사식 디젤 엔진의 연료 분사장치에는 기존의 기계식이 전자식 로터리(Rotary), TICS, EUI, 코먼 레일 시스템(Common Rail System) 등으로 대체되고 있으며, 소형 디젤 엔진에서는 여러 분사 매개 변수의 제어에 있어서 자유도가 큰 코먼 레일 시스템이 주류를 이루는 과정에 있다.In the fuel injector of such a direct injection diesel engine, the existing mechanical type is replaced by electronic rotary, TICS, EUI, and common rail system, and in a small diesel engine, in the control of various injection parameters, The common rail system with a large degree of freedom is in the mainstream process.

이러한 종래의 코먼 레일형 연료 분사장치는, 도 2 에서 나타낸 바와 같이, 연료 공급 순으로 연료 탱크(10), 연료 공급 펌프(20), 고압 펌프(30), 연료 레일(Rail)(40), 그리고 복수의 인젝터(Injector)(50)가 연료 공급관(60)에 의하여 일련으로 연결된다. 또한 상기 인젝터(50) 및 고압 펌프(30)는 연료탱크(10)와 연료 복귀관(70)으로도 상호 연결된다. 그리고 연료 레일(40) 상에는 레일압 센서(42)가 장착되고, 고압 펌프(30) 상에는 연료압 조절 밸브(32)(34)가 장착된다. 이 센서(42), 밸브(32)(34), 각 인젝터(50)들은 전자 제어 유닛(ECU)(80)의 신호를 입, 출력시킬 수 있도록 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 2, the conventional common rail fuel injector includes a fuel tank 10, a fuel supply pump 20, a high pressure pump 30, a fuel rail 40, A plurality of injectors 50 are connected in series by the fuel supply pipe 60. In addition, the injector 50 and the high pressure pump 30 are also connected to the fuel tank 10 and the fuel return pipe 70. The rail pressure sensor 42 is mounted on the fuel rail 40, and the fuel pressure regulating valves 32 and 34 are mounted on the high pressure pump 30. The sensor 42, the valves 32, 34 and the injectors 50 are electrically connected to input and output signals of the electronic control unit (ECU) 80.

이와 같은 종래의 연료 분사 장치의 작동 과정을 살펴보면, 연료 공급 펌프(20)를 통하여 연료 탱크(10)로부터 고압 펌프(30)로 보내진 연료는 가압된 후, 연료 레일(40)에 고압으로 축적된다. 연료 레일(40) 내의 연료 압력, 즉 분사 압력은 엔진 운전 조건에 따라 최적값으로 제어된다. 전자 제어 유닛(80)은 레일(40) 내의 연료 압력을 레일 압력 센서(42)를 통하여 측정하고, 고압 펌프(30)에 장착된 연료압 조절 밸브(32)(34)를 작동시켜 운전 조건에 따라 매핑(Mapping)된 값이 유지되도록 피드백(Feedback) 제어한다. 연료 레일(40) 내의 고압 연료는 인젝터(50)의 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)(도시 생략)가 작동되는 시간동안 연소실 내부로 분사된다.Referring to the operation of the conventional fuel injection device, the fuel sent from the fuel tank 10 to the high pressure pump 30 through the fuel supply pump 20 is pressurized, and then accumulates at high pressure in the fuel rail 40. . The fuel pressure in the fuel rail 40, that is, the injection pressure, is controlled to an optimum value in accordance with the engine operating conditions. The electronic control unit 80 measures the fuel pressure in the rail 40 through the rail pressure sensor 42, and operates the fuel pressure regulating valves 32 and 34 mounted on the high pressure pump 30 to operate conditions. Therefore, feedback is controlled to maintain the mapped value. The high pressure fuel in the fuel rail 40 is injected into the combustion chamber during the time that the solenoid valve (not shown) of the injector 50 is operated.

여기서, 종래의 인젝터(50)의 내부 구조는, 도 3 에서 나타낸 바와 같이, 몸체(51)의 내부에는 길이 방향을 따라 연료 유입 통로(51a)를 통하여 공급되는 연료의 흡, 배출을 조절할 수 있는 조정실(51b)이 마련된다. 상기 조정실(51b) 하부에는 피스톤(52) 및 니들(Needle)(53)이 상, 하 이동 가능하게 압력 핀(54)을 사이에 두고 상호 연결된다. 상기 피스톤(52)의 하단 둘레에는 노즐 스프링(Nozzle Spring)(55a)이 장력을 가할 수 있도록 개재된다. 상기 니들(53)은 연료 유입 통로(51a)와 연통되는 연료 축적실(51c)을 통과하여 몸체(51) 하단의 분공구(51d)를 개폐시킬 수 있도록 삽입된다.Here, the internal structure of the conventional injector 50, as shown in Figure 3, the inside of the body 51 can adjust the intake, discharge of the fuel supplied through the fuel inlet passage 51a along the longitudinal direction The adjustment chamber 51b is provided. The piston 52 and the needle 53 are connected to the lower portion of the adjustment chamber 51b with the pressure pins 54 therebetween so as to move up and down. A nozzle spring 55a is interposed around the lower end of the piston 52 to apply tension. The needle 53 is inserted to open and close the hole 51d at the lower end of the body 51 through the fuel accumulation chamber 51c communicating with the fuel inflow passage 51a.

한편, 상기 조정실(51b)의 상단에는 연료 복귀 통로(51e)가 연통되고, 상기 연료 복귀 통로(51e) 상부의 공간(51f)에는 솔레노이드 개폐 수단의 구성 요소들이 배치된다. 즉 볼 부재(56) 및 파일럿 니들(Pilot Needle)(57)이 상기 통로(51e)를 개폐시킬 수 있도록 일체로 구비되고, 상기 파일럿 니들(57)의 상단 둘레에는 밸브 스프링(Valve Spring)(55b)이 장력을 가할 수 있도록 개재된다. 또한 상기 파일럿 니들(57)의 몸통 둘레 쪽에도 복귀 스프링(55c)이 개재된다. 상기 파일럿 니들(57) 둘레에는 전자석(58)이 전원선(59)에 의하여 전원을 공급받도록 구비된다. 물론, 연료 유입 통로(51a)에는 연료 공급관(60)이 연결되고, 연료 복귀 통로(51f)에는연료 복귀관(70)이 연결된다.On the other hand, a fuel return passage 51e communicates with an upper end of the adjustment chamber 51b, and components of the solenoid opening and closing means are disposed in the space 51f above the fuel return passage 51e. That is, the ball member 56 and the pilot needle (Pilot Needle) 57 is integrally provided to open and close the passage (51e), the valve spring (Valve Spring) 55b around the upper end of the pilot needle (57) ) Is interposed so that tension can be applied. In addition, a return spring 55c is also interposed around the body of the pilot needle 57. The electromagnet 58 is provided around the pilot needle 57 to be powered by the power line 59. Of course, the fuel supply pipe 60 is connected to the fuel inflow passage 51a, and the fuel return pipe 70 is connected to the fuel return passage 51f.

이와 같이 구비된 종래의 인젝터(50)의 작동 관계를 도 2 및 도 3 을 참조하여 살펴본다. 평상시에는 연료 레일(40)로부터 공급되는 고압의 연료가 조정실(51b) 내부에 채워져 피스톤(52)을 눌러주게 되면, 이 누름력이 축적실(51c) 내에 채워지는 연료 압력에 의하여 니들(53)을 들어올리려는 힘보다 더 커지게 되므로 니들(53)은 분공구(51d)를 막고 연료는 분사되지 않는 상태로 된다. 반면에, 전자 제어 유닛(ECU)(80)에 의하여 발생된 구동 신호가 전원선(59)을 따라 전자석(58)에 인가되면, 볼 부재(56) 및 파일럿 니들(57)은 전자력에 의하여 잡아 당겨져 상승 이동케 된다. 이 때 조정실(51b) 내에 차있던 연료는 연료 복귀 통로(51e)를 통하여 연료 복귀관(70)으로 빠져나간다. 따라서 니들(53) 및 피스톤(52)의 상단에 작용하던 연료의 압력은 제거되고, 축적실(51c) 내에 차는 연료의 유입 압력에 의하여 니들(53)이 들어올려지면서 분공구(51d)를 통하여 연료가 분사된다.The operation relationship of the conventional injector 50 provided as above will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Normally, when the high-pressure fuel supplied from the fuel rail 40 is filled in the adjustment chamber 51b and presses the piston 52, this pressing force is applied to the needle 53 by the fuel pressure filled in the accumulation chamber 51c. Since the needle 53 becomes larger than the force to lift the needle 53, the needle block 53d is blocked and the fuel is not injected. On the other hand, when the drive signal generated by the electronic control unit (ECU) 80 is applied to the electromagnet 58 along the power supply line 59, the ball member 56 and the pilot needle 57 are held by the electromagnetic force. It is pulled up and moved up. At this time, the fuel filled in the adjustment chamber 51b exits to the fuel return pipe 70 through the fuel return passage 51e. Therefore, the pressure of the fuel acting on the upper ends of the needle 53 and the piston 52 is removed, and the needle 53 is lifted by the inflow pressure of the fuel that is charged in the accumulation chamber 51c, through the hole hole 51d. Fuel is injected

그러나, 연료 분사시 와류 유동이 부족하게 발생되면 공기와 연료가 원활하게 혼합되지 못하므로 공기 이용율이 저하되고, 국부적으로는 농후한 영역이 많아져 매연이 많이 배출되는 등 출력에 크게 제한을 받게 된다. 그러므로 충분한 와류 유동을 확보하기 위해서는 흡기 포트를 헬리컬(Helical)하게 휘어주거나 벽면 쪽으로 휘어져 들어오는 탄젠샬 포트(Tangential Port)를 구성해 주어야 한다. 그러나 이러한 곡선 포트의 곡률이 심할수록 흡기 공기 유동의 와류 강도는 커지지만, 반대 급부로 흡입 공기의 운동 에너지의 상당량이 와류 유동으로 변환되고 포트 길이의 증가로 인한 유동 저항의 증가도 나타나므로 실린더 내부로 진입되는 공기량은 줄어들게 된다. 이는 출력의 한계를 나타낸다. 예를 들어 가솔린 엔진의 경우 희박 연소를 위하여 와류 유동이 필요한 린번(Lean Burn) 엔진의 출력이 보통 엔진 보다 적은 이유와 같다.However, if insufficient vortex flow occurs during fuel injection, air and fuel are not mixed smoothly, and thus the air utilization rate is lowered, and the rich area is increased, so that a lot of soot is emitted. . Therefore, in order to ensure sufficient vortex flow, the intake port must be helically bent or a tangent port bent toward the wall. However, the greater the curvature of these curved ports, the greater the vortex strength of the intake air flow, but on the contrary, a significant amount of kinetic energy of the intake air is converted into vortex flow and an increase in flow resistance due to an increase in port length also results in an increase in flow resistance. The amount of air entering will be reduced. This represents a limit of the output. For example, for gasoline engines, the output of a Lean Burn engine, which requires vortex flow for lean combustion, is usually less than that of an engine.

따라서 목표 출력을 가능케 하는 공기량과 와류 레벨이라는 상반된 매개 변수를 동시에 확보해 주어야 하는 어려움이 있다. 연소계가 요구하는 와류량이 적으면 그만큼 공기량을 더 확보할 수 있으므로 동일 매연 한계에서 출력을 더 높일 수 있는 데 이처럼 와류량을 줄이는 방안의 하나는 연료 분사의 고압화를 들 수 있다. 이는 지금까지 진행되어 왔고 또 계속 진행 중이다. 이는 분공구 면적을 줄이면서 분공 수를 늘이는 것을 가능케 하여 결국 미립화된 분무 패턴으로 연료와 공기의 혼합을 촉진시킨다.Therefore, there is a difficulty in acquiring the opposite parameters of the air volume and the vortex level to enable the target output. If the amount of vortex required by the combustion system is smaller, more air volume can be secured, so that the output can be increased at the same soot limit. One way to reduce the amount of vortex is to increase the pressure of fuel injection. This has been and continues to be done. This makes it possible to increase the number of holes while reducing the area of the holes, which in turn promotes mixing of fuel and air in an atomized spray pattern.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료 분사시 공기의 와류 유동을 줄여 충분한 공기량을 확보할 수 있게 함으로써 연료 및 공기의 혼합을 촉진시킴과 동시에 엔진의 출력도 높일 수 있게 하는 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the vortex flow of air during fuel injection, thereby ensuring sufficient air volume, thereby promoting the mixing of fuel and air, and It is to provide an injector for a direct injection diesel engine that also increases power.

도 1 은 일반적인 직접 분사식 디젤 엔진의 연소실을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a combustion chamber of a general direct injection diesel engine.

도 2 는 종래의 실시예에 따른 직접 분사식 디젤 엔진의 연료 분사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.2 is a view schematically showing the configuration of a fuel injection device for a direct injection diesel engine according to a conventional embodiment.

도 3 은 도 2 에 도시된 인젝터의 내부 구성을 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the injector shown in FIG.

도 4 는 본 실시예에 따른 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터의 내부 구성을 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an injector for a direct injection diesel engine according to the present embodiment.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing

500 : 인젝터 510 : 몸체500: injector 510: body

511 : 연료 유입 통로 512 : 분공구511: fuel inlet passage 512: ball hole

513 : 연료압 축적실 514 : 연료압 조정실513: fuel pressure storage chamber 514: fuel pressure adjustment chamber

515 : 연료 복귀 통로 520 : 분사 밸브515: fuel return passage 520: injection valve

522 : 하단부 524 : 상단부522: lower part 524: upper part

530, 570 : 밸브 스프링 540 : 조정 링530, 570: valve spring 540: adjustment ring

550 : 볼 부재 560 : 파일럿 니들550: ball member 560: pilot needle

580 : 전자석 590 : 전원선580: electromagnet 590: power line

600 : 연료 공급관 700 : 연료 복귀관600: fuel supply pipe 700: fuel return pipe

800 : 전자 제어 유닛(ECU)800: electronic control unit (ECU)

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터는, 몸체의 내측 상부 쪽에 전자 제어 유닛으로부터 입력되는 신호를 받아 연료 복귀 통로를 개폐시킬 수 있도록 볼 부재, 파일럿 니들, 전자석 그리고 밸브스프링으로 이루어진 솔레노이드 개폐 수단을 갖춘 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터에 있어서, 상기 몸체의 선단에 연료를 분무할 수 있도록 형성된 분공구와, 상기 분공구의 상단에 연료 유입 통로와 연통되도록 형성되어 연료 유입 압력을 축적시킬 수 있는 연료압 축적실과, 상기 연료 복귀 통로의 하단에 연료 유입 통로와 상호 연통되도록 형성되어 연료 복귀 통로의 개폐에 따라 연료의 유입 압력을 조정시킬 수 있는 연료압 조정실과, 상기 연료압 조정실에 상단부가 삽입되고, 상기 연료압 축적실에 하단부가 삽입되어 분공구를 개폐시킬 수 있도록 솔레노이드 개폐 수단의 작동에 따라 상, 하로 작동되는 분사 밸브와, 상기 분사 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.The injector for a direct injection diesel engine according to the present invention for achieving the above object, the ball member, pilot needle, electromagnet and valve to receive the signal input from the electronic control unit on the inner upper side of the body to open and close the fuel return passage An injector for a direct injection type diesel engine having a solenoid opening and closing means formed of a spring, comprising: an air outlet formed to spray fuel at a tip of the body, and a fuel inlet pressure formed at an upper end of the air outlet to communicate with a fuel inflow passage; A fuel pressure accumulation chamber capable of accumulating gas, a fuel pressure adjusting chamber configured to communicate with a fuel inflow passage at a lower end of the fuel return passage, and to adjust the inflow pressure of the fuel according to opening and closing of the fuel return passage; An upper end is inserted into the adjustment chamber, and a lower end is inserted into the fuel pressure storage chamber. And the injection valve which mouth is operational minutes up and down according to the operation of the solenoid opening and closing means so as to open and close the tool, characterized in that it comprises a valve spring for elastically supporting the injection valve.

상기 분사 밸브의 둘레에는 분사 밸브의 작동 거리를 제한할 수 있도록 조정 링이 개재되는 것이 바람직하다.It is preferable that an adjustment ring is interposed around the injection valve so as to limit the working distance of the injection valve.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 는 본 실시예에 따른 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터의 내부 구성을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an internal configuration of an injector for a direct injection diesel engine according to the present embodiment.

상기 도면에서, 부호 500 은 본 실시예의 인젝터(Injector)로서, 이 몸체(510)의 선단에 연료를 분무시킬 수 있는 하나의 원뿔 형태로 이루어진 분공구(512)가 개방된 상태로 관통 형성된다. 상기 분공구(512)의 상단에 연료압 축적실(513)이 연료 유입 통로(511)와 연통되게 형성되고, 여기에서는 연료 공급관(600)을 통하여 연료 유입 통로(511) 내부로 유입된 연료의 유입 압력을 축적시켜 후술하는 분사 밸브(520)의 선단부(522)에 작용할 수 있게 된다.In the figure, reference numeral 500 denotes an injector of the present embodiment, and is formed through the hole 512, which is formed in a conical shape that can spray fuel to the tip of the body 510, in an open state. A fuel pressure storage chamber 513 is formed at an upper end of the hole 512 so as to communicate with the fuel inflow passage 511. Here, the fuel pressure accumulation chamber 513 is connected to the fuel inflow passage 511 through the fuel supply pipe 600. The inflow pressure can be accumulated to act on the tip 522 of the injection valve 520 described later.

몸체(510)의 내측 중앙 쪽, 즉 연료 유입 통로(511)와 연료 복귀 통로(515)가 연통되는 중간 위치에 연료압 조정실(514)이 마련되고, 여기에서는 연료 복귀 통로(515)의 개폐 작용에 따라 연료의 유입 압력이 조정되는 곳이다.A fuel pressure adjusting chamber 514 is provided at an inner central side of the body 510, that is, at an intermediate position where the fuel inflow passage 511 and the fuel return passage 515 communicate with each other, and here, the opening and closing action of the fuel return passage 515 is provided. This is where the inlet pressure of the fuel is adjusted.

부호 520 은 분사 밸브로서, 상기 분사 밸브(520)의 상단부(524)는 연료압 조정실(514) 내에 삽입되는 반면, 상기 밸브(520)의 하단부(522)는 연료압 축적실(513)을 관통하여 분공구(512)를 개폐시킬 수 있도록 결합된다. 이 분사 밸브(520)의 하단부(522)는 분공구(512)의 형상과 대응되도록 원뿔 형상을 뒤집어놓은 형태를 이루고 있다.Reference numeral 520 denotes an injection valve, in which an upper end 524 of the injection valve 520 is inserted into the fuel pressure adjusting chamber 514, while a lower end 522 of the valve 520 passes through the fuel pressure storing chamber 513. It is coupled to open and close the ball hole 512. The lower end portion 522 of the injection valve 520 has a shape in which the cone shape is inverted to correspond to the shape of the hole 512.

또한 연료압 조정실(514) 내부에서, 분사 밸브(520)의 몸통 둘레에는 분공구(512)를 폐쇄시킬 수 있는 정도의 장력을 가진 밸브 스프링(530)이 개재된다.In addition, inside the fuel pressure adjusting chamber 514, a valve spring 530 having a tension enough to close the hole 512 is interposed around the body of the injection valve 520.

더욱이, 상기 분사 밸브(520)의 몸통 둘레에 조정 링(Ring)(540)이 더 개재되면, 압력 조정실(514) 내에서 분사 밸브(520)의 작동 거리를 제한할 수 있어서 매우 바람직하다. 즉, 이 조정 링(540)의 길이를 변화시켜 분무량을 조절할 수 있다.Furthermore, if an adjustment ring 540 is further interposed around the body of the injection valve 520, it is highly desirable to limit the working distance of the injection valve 520 in the pressure adjustment chamber 514. That is, the spray amount can be adjusted by changing the length of the adjustment ring 540.

연료 복귀 통로(515)의 상단 쪽 공간부(516)에는 솔레노이드 개폐 수단이 구비된다. 이 솔레노이드 개폐 수단의 구성을 살펴보면, 볼 부재(550) 및 파일럿 니들(Pilot Needle)(560)이 연료 복귀 통로(515)를 개폐시킬 수 있도록 일체로 구비된다. 상기 파일럿 니들(560)의 상단 둘레에는 다른 밸브 스프링(570)이 장력, 즉아래의 연료 복귀 통로(515)를 볼 부재(550)로 폐쇄시킬 수 있는 정도의 장력을 가할 수 있도록 개재된다. 상기 파일럿 니들(560) 둘레에는 전자석(580)이 전자 제어 유닛(ECU)(800)으로부터 전원선(590)을 통하여 개폐 신호를 입력받을 수 있도록 구비된다. 물론, 연료 복귀 통로(515)의 외부에는 연료 탱크(도시 생략)로 통하는 연료 복귀관(700)이 연결된다.The upper space portion 516 of the fuel return passage 515 is provided with solenoid opening and closing means. Looking at the configuration of the solenoid opening and closing means, the ball member 550 and the pilot needle (Pilot Needle) 560 is provided integrally to open and close the fuel return passage (515). Around the top of the pilot needle 560 is interposed so that another valve spring 570 can apply tension, i.e. tension to close the fuel return passage 515 below with the ball member 550. The electromagnet 580 is provided around the pilot needle 560 to receive an open / close signal from the electronic control unit (ECU) 800 through the power line 590. Of course, the fuel return pipe 700 that leads to the fuel tank (not shown) is connected to the outside of the fuel return passage 515.

이와 같이 구비된 본 실시예에 따른 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터(500)의 작동 관계를 살펴본다. 본 실시예는 분공 수를 늘이는 방법의 극한으로 한정된 한 개의 분공구(512)를 사용하여 무한개의 분공구(512)에서 분사되는 연료 분무 패턴을 만들어주는 구조를 취하고 있다. 본 실시예에서는 종래의 니들(도 3 의 53) 대신에 분사 밸브(520)가 사용되고, 분사 방법에 있어서도 니들(53)이 상승되어야 연료가 분사되는 것과는 반대로 분사 밸브(520)가 아래쪽으로 내밀어져야만 연료가 분사되는 형태를 취한다.It looks at the operating relationship of the injector 500 for a direct injection diesel engine according to this embodiment provided as described above. The present embodiment has a structure in which a fuel spray pattern is injected from an infinite number of holes 512 by using one hole 512 limited to the limit of the number of holes. In the present embodiment, the injection valve 520 is used instead of the conventional needle (53 in FIG. 3), and in the injection method, the injection valve 520 must be pushed out downward as opposed to the injection of fuel when the needle 53 is raised. Take the form of fuel injection.

연료 레일(도시 생략)로부터 연료 공급관(600)을 통하여 인젝터(500) 내부로 공급되는 고압의 연료는 연료 유입 통로(511)를 거쳐 연료압 조정실(514) 및 연료압 축적실(512)에 채워진다. 평상시에는 연료압 조정실(514)에 가해지는 연료 압력과 밸브 스프링(530)의 장력과의 합력이 연료압 축적실(513)에 가해지는 연료 압력에 의한 힘보다 더 강하므로 분사 밸브(520)의 하단부(513)는 위로 잡아 당겨져 분공구(512)를 막히게 한다. 따라서 연료는 분사되지 않는다.The high pressure fuel supplied from the fuel rail (not shown) into the injector 500 through the fuel supply pipe 600 is filled in the fuel pressure adjusting chamber 514 and the fuel pressure storing chamber 512 via the fuel inflow passage 511. . In general, the force between the fuel pressure applied to the fuel pressure adjusting chamber 514 and the tension of the valve spring 530 is stronger than the force due to the fuel pressure applied to the fuel pressure storing chamber 513, so that The lower portion 513 is pulled up to block the hole 512. Therefore no fuel is injected.

반면에, 전자 제어 유닛(ECU)(800)에 의하여 발생된 구동 신호가 전원선(590)을 타고 전자석(580), 즉 솔레노이드(Solenoid)에 입력되면, 볼부재(550) 및 파일럿 니들(Pilot Needle)(560)을 위로 끌어 당겨 연료 복귀 통로(515)를 개방시키게 된다. 이 때 연료압 조정실(514)에 차있던 고압의 연료는 연료 복귀 통로(515)를 통하여 연료 복귀관(700)으로 배출된다. 이 후 연료압 조정실(514)의 압력은 떨어지고 연료압 축적실(513)의 압력이 밸브 스프링(530)의 힘보다 더 강해지면 분사 밸브(520)의 하단부(522)에 작용되어 상기 밸브(520)를 분공구(512) 밖으로 밀어내게 된다. 이 때, 분사 밸브(520)의 스토퍼(Stopper) 역할을 하는 조정 링(540)의 조정 간격만큼의 갭을 두고 밸브(520)가 개방되어 연료가 분사된다.On the other hand, when the driving signal generated by the electronic control unit (ECU) 800 is input to the electromagnet 580, that is, the solenoid, by the power line 590, the ball member 550 and the pilot needle (Pilot) The needle 560 is pulled up to open the fuel return passage 515. At this time, the high-pressure fuel filled in the fuel pressure adjusting chamber 514 is discharged to the fuel return pipe 700 through the fuel return passage 515. After that, when the pressure of the fuel pressure adjusting chamber 514 drops and the pressure of the fuel pressure storing chamber 513 becomes stronger than the force of the valve spring 530, the pressure of the fuel pressure adjusting chamber 514 is applied to the lower end portion 522 of the injection valve 520, thereby actuating the valve 520. ) Is pushed out of the tool hole 512. At this time, the valve 520 is opened with a gap equal to the adjustment interval of the adjustment ring 540 serving as a stopper of the injection valve 520 to inject fuel.

본 실시예의 작동 원리는 종래와 유사하나 분무 패턴은 전혀 다르다. 그리고 여러 개로 분리된 분공이 별도로 존재하지 않는다. 다만, 인젝터 몸체(510)의 하단부와 분사 밸브(520)의 하단부(522) 사이의 간극(본 실시예에서 분공구(512)라고 칭함)으로 연료가 분사된다. 따라서, 분무 패턴은 종래와 같이 분공구의 수만큼 분사되는 것과는 달리 하나의 좁은 콘(Cone), 즉 깔때기를 엎어놓은 듯한 필름 형태의 분무가 분사되는 것이다. 물론, 이러한 분사 필름의 두께는 조정 링(540)의 길이로 결정된다.The working principle of this embodiment is similar to the conventional one, but the spray pattern is completely different. And there are no separate separation holes. However, fuel is injected into a gap (called as a hole 512 in this embodiment) between the lower end of the injector body 510 and the lower end 522 of the injection valve 520. Therefore, the spray pattern is sprayed in the form of a film, which looks like an upside down of one narrow cone, that is, a funnel, unlike conventional spraying by the number of holes. Of course, the thickness of this spray film is determined by the length of the adjustment ring 540.

상술한 본 발명에 의하면, 무한 개수의 연료 분무가 분사되는 효과와 같으므로 종래와 같이 여러 개의 분공을 통하여 분사될 때 각 연료 분무들 사이의 공기를 이용하기 위해 불가피하게 필요했던 와류 유동이 거의 필요 없어진다. 따라서 복잡한 형상의 실린더 헤드의 흡기 포트를 구성할 필요가 없고, 이로 인하여 공기량 증가를 야기하여 출력을 더욱 높일 수 있다. 또한 다수의 분공을 뚫을 필요가 없으므로 하나의 분사 분무 패턴을 결정지을 수 있어서 가공 공정을 단순화시킬 수 있다.According to the present invention described above, the same effect as the infinite number of fuel spray is injected, so the vortex flow which was inevitably needed to use the air between each fuel spray when injected through a plurality of holes as in the prior art is almost necessary Disappear. Therefore, it is not necessary to configure the intake port of the cylinder head of a complicated shape, thereby causing an increase in the amount of air, further increasing the output. In addition, since there is no need to drill multiple holes, one spray spray pattern can be determined to simplify the processing process.

Claims (2)

몸체의 내측 상부 쪽에 전자 제어 유닛으로부터 입력되는 신호를 받아 연료 복귀 통로를 개폐시킬 수 있도록 볼 부재, 파일럿 니들, 전자석 그리고 밸브 스프링으로 이루어진 솔레노이드 개폐 수단을 갖춘 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터에 있어서,In the injector for the direct injection diesel engine having a solenoid opening and closing means consisting of a ball member, a pilot needle, an electromagnet and a valve spring to open and close the fuel return passage in response to a signal input from the electronic control unit on the inner upper side of the body, 상기 몸체의 선단에 연료를 분무할 수 있도록 형성된 분공구와,A ball hole formed to spray fuel at the tip of the body; 상기 분공구의 상단에 연료 유입 통로와 연통되도록 형성되어 연료 유입 압력을 축적시킬 수 있는 연료압 축적실과,A fuel pressure accumulation chamber which is formed to communicate with a fuel inflow passage at an upper end of the split hole and can accumulate fuel inflow pressure; 상기 연료 복귀 통로의 하단에 연료 유입 통로와 상호 연통되도록 형성되어 연료 복귀 통로의 개폐에 따라 연료의 유입 압력을 조정시킬 수 있는 연료압 조정실과,A fuel pressure adjusting chamber formed at a lower end of the fuel return passage so as to communicate with the fuel inlet passage and adjusting the inlet pressure of the fuel according to opening and closing of the fuel return passage; 상기 연료압 조정실에 상단부가 삽입되고, 상기 연료압 축적실에 하단부가 삽입되어 분공구를 개폐시킬 수 있도록 솔레노이드 개폐 수단의 작동에 따라 상, 하로 작동되는 분사 밸브와,An injection valve which is inserted into the fuel pressure adjusting chamber and is operated up and down in accordance with the operation of the solenoid opening and closing means so that the lower portion is inserted into the fuel pressure storing chamber so as to open and close the tool hole; 상기 분사 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터.Injector for a direct injection diesel engine comprising a valve spring for elastically supporting the injection valve. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분사 밸브의 둘레에는 분사 밸브의 작동 거리를 제한할 수 있도록 조정링이 개재되는 것을 특징으로 하는 직접 분사식 디젤 엔진용 인젝터.Injector for the direct injection type diesel engine, characterized in that the circumference of the injection valve is provided with an adjustment ring to limit the operating distance of the injection valve.
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