KR100405784B1 - 인젝터용 입자 크기 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인젝터용 입자크기 조절장치에 관한 것으로서,

종래에는 인젝터에서 분사되는 연료의 입자크기를 자유롭게 조절하지 못하므로 엔진이 저속 또는 고속, 및 냉각수의 온도가 낮거나 높음에 따라 엔진이 최적의 상태로 연소하도록 인젝터에서 분사되는 연료의 입자를 조절해주지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인젝터의 팁부에 배출공이 형성된 하우징을 형성하고, 이 하우징의 내부에 작동하여 배출공의 단면적을 조절하여 분사되는 연료의 입자크기가 조절되도록 하는 조절부재를 형성하며, 엔진 운전조건에 따라 상기 조절부재를 작동시키는 제어수단을 구성하므로서, 엔진의 냉각수온도, 엔진 회전수, 스로틀밸브의 개도각에 따라 흡기포트에 분사되는 연료의 입자크기를 적절히 가변시키므로서 엔진의 운전특성을 향상시키고, 배기가스의 배출량을 현저히 줄일 수 있도록 한 인젝터용 입자크기 조절장치에 관한 것이다.

Description

인젝터용 입자크기 조절장치{Particle size control device for injector}

본 발명은 인젝터용 입자크기 조절장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 냉각수온도, 엔진 회전수, 스로틀밸브의 개도각에 따라 흡기포트에 분사되는 연료의 입자크기를 적절히 가변시키므로서 엔진의 운전특성을 향상시키고, 배기가스의 배출량을 현저히 줄일 수 있도록 한 인젝터용 입자크기 조절장치에 관한 것이다.

엔진은 연료와 공기가 적정량 혼합된 혼합기를 연소시켜 동력을 얻는 것으로서, 이러한 엔진에는 일정양의 연료를 공급하는 인젝터가 장착되고 있다.

도 4 는 종래의 인젝터가 장착된 상태를 도시한 것으로서,

엔진의 연소실(4)에는 혼합기를 압축하기위한 피스톤(5)이 장착되어 있고, 연소실(4)로 연결되어있는 흡기포트(1)에는 연소실(4)로 공급되는 혼합기의 양을 조절하기위한 흡기밸브(3)가 형성되며, 흡기포트(1)의 안쪽에는 일정양의 연료를 분사하기위한 인젝터(2)가 형성된다.

상기 인젝터(2)는 그 선단부에 형성되는 팁부를 통해 연료가 분사되는데, 이러한 인젝터(2)에서 분사되는 연료의 입자크기는 팁부에 형성되는 분사구멍의 크기에 따라 결정된다.

상기 분사구멍의 크기를 목적에 따라 작게 또는 크게 설정된다.

분사구멍이 작으면 그만큼 작은입자가 분사되고, 분사구멍이 크면 그만큼 큰 입자가 분사된다.

상기와같이 인젝터의 분사구멍 크기가 한번 결정되는 그 분사구멍의 크기는 다시 가변시킬 수 없다.

인젝터에서 작은입자의 연료가 분사되면, 엔진이 저속으로 회전하거나 냉간시동시에는 작은입자의 연료가 공기와 잘 혼합되면서 연소실로 공급되어 연소력이 향상되도록 하는 효과가 있으나 엔진이 고속으로 회전하거나 냉각수의 온도가 일정온도 이상 높아졌을때에는 흡기포트(1)로 유입되는 공기 기류에 의해 작은입자로 된 연료가 비산되면서 흡기포트(1)의 내벽면에 붙게되고, 결국에는 흡기포트의 내벽면에 모아진 연료입자가 액막을 형성하면서 연소실 내부로 유입되어 연소에 악영향을 주게되는 문제점을 갖고 있다.

또 인젝터에서 큰입자의 연료가 분사되면 연료의 분사각이 일정해지고 또 연료의 관통거리가 길어지면서 흡기포트를 통해 고속으로 유입되는 공기의 기류에 영향을 크게 받지 않게된다.

따라서, 인젝터에서 큰입자의 연료가 분사되면 엔진이 고속으로 회전하거나 냉각수의 온도가 높을때에는 인젝터에서 분사되는 연료가 정확하게 연소실로 공급되어 적절한 연소력을 발생하게되는데 반해, 엔진이 저속으로 회전하거나 냉간시동시에는 흡기포트로 유입되는 공기의 기류가 약해지면서 인젝터에서 분사되는 연료의 운동성이 약해져 최적의 연소특성을 발휘할 수 없게되는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 인젝터에서 분사되는 연료의 입자크기를 자유롭게 조절하지 못하므로 엔진이 저속 또는 고속, 및 냉각수의 온도가 낮거나 높음에 따라 엔진이 최적의 상태로 연소하도록 인젝터에서 분사되는 연료의 입자를 조절해주지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 인젝터의 팁부에 배출공이 형성된 하우징을 형성하고, 이 하우징의 내부에 작동하여 배출공의 단면적을 조절하여 분사되는 연료의 입자크기가 조절되도록 하는 조절부재를 형성하며, 엔진 운전조건에 따라 상기 조절부재를 작동시키는 제어수단을 구성하므로서, 엔진의 냉각수온도, 엔진 회전수, 스로틀밸브의 개도각에 따라 흡기포트에 분사되는 연료의 입자크기를 적절히 가변시키므로서 엔진의 운전특성을 향상시키고, 배기가스의 배출량을 현저히 줄일 수 있도록 한 인젝터용 입자크기 조절장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

엔진의 흡기포트에 장착되고, 일정양의 연료를 분사하는 인젝터를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 인젝터의 팁부를 감싸도록 형성되며, 그 중앙에는 팁부에서 분사되는 연료가 통과하는 배출공이 형성되어있는 하우징과;

상기 배출공의 양측으로 형성되는 작동실과;

상기 각각의 작동실에 전후진 가능하게 설치되며, 전후진하여 배출공의 단면적이 가변되도록 하는 입자크기조절부재와;

작동실의 일측에 설치되어 상기 입자크기 조절부재가 배출공으로부터 벗어나는 방향으로 탄성을 가하는 스프링과;

유압조절부와 상기 작동실을 연결하는 연결호스와;

외부입력되는 제어신호에 따라 상기 연결호스를 통해 입자크기조절부로 공급되는 유압을 가변시키는 유압조절부와;

엔진 운전조건에 따라 상기 유압조절부를 제어하여 입자크기조절부재가 배출공의 단면적을 적절하게 가변시키도록 하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 ECU는 스로틀밸브의 개도각, 냉각수온도, 엔진회전수에 비례하여 배출공의 단면적이 커지도록 유압조절부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 인젝터용 입자크기 조절장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 전체구성을 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 작동상태를 보인 도면.

도 4 는 종래의 인젝터를 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 흡기포트 2 : 인젝터

2a : 팁부 10 : 하우징

11 : 배출공 12 : 작동실

13 : 입자크기 조절부재 14 : 스프링

15 : 연결호스 16 : 유압조절부

17 : ECU

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

엔진의 연소실(4)에는 혼합기를 압축하기위한 피스톤(5)이 장착되어 있고, 연소실(4)로 연결되어있는 흡기포트(1)에는 연소실(4)로 공급되는 혼합기의 양을 조절하기위한 흡기밸브(3)가 형성되며, 흡기포트(1)의 안쪽에는 일정양의 연료를 분사하기위한 인젝터(2)가 형성되며, 이러한 구성을 종래와 동일하므로 동일부호 처리하여 중복설명을 피했다.

상기 인젝터(2)의 팁부(2a)에는 일정크기의 하우징(10)이 형성되고, 이 하우징(10)의 중앙에는 인젝터(2)로부터 분사되는 연료가 통과되도록 하는 배출공(11)이 형성되어 있다.

상기 배출공(11)의 양측으로는 입자크기 조절부재(13)가 장착되기 위한 일정크기의 작동실(12)이 형성된다.

상기 작동실(12)의 내부에는 배출공(11)을 향하도록 입자크기 조절부재(13)가 형성되는데, 이 입자크기조절부재(13)의 끝부분과 작동실(12) 사이에는 상기 입자크기 조절부재(13)가 배출공(11)으로부터 멀어지도록 하는 방향으로 탄성을 가하는 스프링(14)이 형성된다.

상기 입자크기 조절부재(13)의 선단부 상측(13a)에는 분사되는 연료의 저항갑소를 위해 일정각도 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 입자크기 조절부재(13)는 유압에 의해 전후진 작동하며, 상기 입자크기 조절부재(13)의 구동용 유압이 상기 작동실(12)로 공급되도록 안내하는 연결호스(15)가 작동실(12)과 유압조절부(16)의 사이에 형성된다.

상기 유압조절부(16)는 ECU(17)의 제어신호에 따라 적절한 세기의 유압을 작동실(12)로 공급하여 입자크기 조절부재(13)가 정밀하게 전후진하도록 하는 것이며, 상기 ECU(17)는 엔진의 운전조건에 따라 상기 유압조절부(16)를 구동시킨다.

즉, 상기 ECU(17)는 엔진이 저속으로 구동하거나, 냉각수온도가 낮거나, 스로틀밸브의 개도각(TPS)이 작을경우 상기 유압조절부(16)에서 공급되는 유압이 강해지도록 하므로서 배출공(11)의 양측에 각각 설치되어있는 입자크기조절부재(13)가 동시에 전진하여 배출공(11)의 단면적이 작아지도록 하여 흡기포트(1)로 분사되는 연료의 입자가 작아지도록 하는 것이다.

상기와같이 연료의 입자가 작아지면, 냉간시동시 또는 저속주행시 흡기포트(1)로 유입되는 공기의 온도가 차거나 약하게 유입되더라도 작은입자의 연료 움직임이 비교적 활발하여 연료와 잘혼합되면서 적절한 연소특성을 이루게되는 것이다.

또한, 상기 ECU(17)는 엔진이 고속으로 구동하거나, 냉각수온도가 높거나, 스로틀밸브의 개도각이 클경우 상기 유압조절부(16)에서 공급되는 유압이 작아지도록 하므로서 배출공(11)의 양측에 각각 설치되어있는 입자크기조절부재(13)가 스프링(14)의 탄성에 의해 후진하여 배출공(11)의 단면적이 커지도록 하여 흡기포트(1)로 분사되는 연료의 입자가 커지도록 하는 것이다.

상기와같이 연료의입자가 커지면, 연료의 분사 관통거리가 멀어지므로서 흡기포트를 통해 고속으로 공기가 유입되더라도 연료가 목적하는 방향으로 정확하게 분사되어 흡기포트의 내벽면에 뭍는 양이 작아지고, 이에의해 연소실에서의 연소특성이 향상되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 인젝터의 팁부에 배출공이 형성된 하우징을 형성하고, 이 하우징의 내부에 작동하여 배출공의 단면적을 조절하여 분사되는 연료의 입자크기가 조절되도록 하는 조절부재를 형성하며, 엔진 운전조건에 따라 상기 조절부재를 작동시키는 제어수단을 구성하므로서, 엔진의 냉각수온도, 엔진 회전수, 스로틀밸브의 개도각에 따라 흡기포트에 분사되는 연료의 입자크기를 적절히 가변시키므로서 엔진의 운전특성을 향상시키고, 배기가스의 배출량을 현저히 줄일 수 있도록 한 인젝터용 입자크기 조절장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 엔진의 흡기포트(1)에 장착되고, 일정양의 연료를 분사하는 인젝터(2)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

   상기 인젝터(2)의 팁부(2a)를 감싸도록 형성되며, 그 중앙에는 팁부(2a)에서 분사되는 연료가 통과하는 배출공(11)이 형성되어있는 하우징(10)과;

   상기 배출공(11)의 양측으로 형성되는 작동실(12)과;

   상기 각각의 작동실(12)에 전후진 가능하게 설치되며, 전후진하여 배출공(11)의 단면적이 가변되도록 하고, 그 선단부 상측(13a)에는 분사되는 연료의 저항감소를 위해 일정각도 경사지게 형성된 입자크기조절부재(13)와;

   작동실(12)의 일측에 설치되어 상기 입자크기 조절부재(13)가 배출공(11)으로부터 벗어나는 방향으로 탄성을 가하는 스프링(14)과;

   유압조절부(16)와 상기 작동실(12)을 연결하는 연결호스(15)와;

   외부입력되는 제어신호에 따라 상기 연결호스(15)를 통해 입자크기조절부(13)로 공급되는 유압을 가변시키는 유압조절부(16)와;

   엔진 운전조건에 따라 상기 유압조절부(16)를 제어하여 입자크기조절부재(13)가 배출공(12)의 단면적을 적절하게 가변시키되, 스로틀밸브의 개도각, 냉각수온도, 엔진회전수에 비례하여 배출공(11)의 단면적이 커지도록 유압조절부(16)를 제어하는는 ECU(17)로 구성된 것을 특징으로 하는 인젝터용 입자크기 조절장치.
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