KR100488724B1 - Nozzle tip protrusion control device of injector in common rail type diesel engines - Google Patents
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Abstract
차속 및 엔진 부하에 따라 연소실 내부로 돌출되는 인젝터 노즐 팁의 NTP를 최적으로 가변하여 최적의 연소효율을 보장하도록;To optimally vary the NTP of the injector nozzle tip projecting into the combustion chamber according to the vehicle speed and the engine load to ensure optimum combustion efficiency;
커먼 레일 디젤 엔진의 연소실에 대응하여 실린더 헤드 상에서 장착구를 형성하여 상기 연소실에 노즐부분이 배치되도록 인젝터를 장착하고, 상기 인젝터 일측의 걸림홈을 통하여 실린더 헤드 상에 고정하여 이루어지는 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 장착구조에서, Corresponding to the combustion chamber of the common rail diesel engine, the mounting hole is formed on the cylinder head to mount the injector so that the nozzle portion is disposed in the combustion chamber, and fixed to the cylinder head through the locking groove on one side of the injector In the mounting structure of the injector,
상기 인젝터의 하부면과 상기 실린더 헤드의 장착구 사이에 개재되는 탄성부재와; 상기 인젝터의 일측 걸림홈에 일단이 안착되며, 타단에는 관통홀이 형성되고, 하단면의 중앙에는 실린더 헤드 상에 지지되는 돌출된 지지부를 형성하는 클램퍼와; 상기 클램퍼의 관통홀에 끼워져 하단부가 실린더 헤드 상에 나사 체결되며, 상단부에는 벨트풀리가 형성되며, 일측에는 상기 클램퍼 타단을 하부에서 지지하는 스톱퍼가 장착되는 조정볼트와; 상기 실린더 헤드 상에서 상기 조정볼트의 일측으로 장착되며, 그 회전축의 선단에는 구동풀리가 장착되는 스텝모터와; 상기 구동풀리와 벨트풀리를 연결하는 벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치를 제공한다.An elastic member interposed between a lower surface of the injector and a mounting hole of the cylinder head; A clamper configured to have one end seated in one side engaging groove of the injector, a through hole formed at the other end thereof, and a protruding support part supported on the cylinder head at the center of the bottom surface thereof; An adjustment bolt inserted into the through hole of the clamper, the lower end of which is screwed onto the cylinder head, and a belt pulley formed at the upper end thereof, and on one side of which a stopper for supporting the other end of the clamper is mounted; A step motor mounted on one side of the adjusting bolt on the cylinder head and having a driving pulley mounted at a tip of the rotating shaft; It provides an entity control device of the injector for common rail diesel engine, characterized in that consisting of a belt connecting the drive pulley and the belt pulley.
Description
본 발명은 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차속에 따라 연소실 내부로 돌출되는 인젝터 노즐 팁의 돌출 간격(NTP;NOZZLE TIP PROTRUSION, 이하, NTP라 칭함)을 가변하여 최적의 연소효율을 보장하는 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an entity control device for an injector for a common rail diesel engine, and more particularly, to a projection interval (NTP; NOZZLE TIP PROTRUSION, hereinafter NTP) of an injector nozzle tip protruding into a combustion chamber according to a vehicle speed. It is related to an entity control device of an injector for a common rail diesel engine, which guarantees an optimum combustion efficiency.
일반적으로 디젤엔진의 연료분사장치는 분사압력을 얻기 위하여 캠구동 장치가 사용되었으며, 그 원리는 분사압력이 엔진 속도증가와 함께 증가하고, 이에 따라 분사 연료량이 증가하는 방식이었다. In general, the fuel injection device of the diesel engine is a cam drive device to obtain the injection pressure, the principle was that the injection pressure increases with increasing the engine speed, thereby increasing the injection fuel amount.
이러한 캠구동 방식과는 달리 최근에는 디젤엔진의 고출력, 저공해 및 저연비를 달성하기 위하여 전자제어 분사계를 적용하고 있으며, 그 일환으로 분사압력의 발생과 분사과정이 완전히 별개로 이루어지는 커먼 레일 연료분사시스템(Common Rail Fuel Injection System)을 적용하는 추세이다.Unlike the cam driving method, an electronically controlled injection system has recently been applied to achieve high power, low pollution and low fuel consumption of a diesel engine, and as a part of this, a common rail fuel injection system in which injection pressure generation and injection process are completely separate. (Common Rail Fuel Injection System) is being applied.
상기한 바와 같은 커먼 레일 연료분사시스템의 구성은 도 1에서 도시한 바와 같이, 제어용 ECU(1), 연료탱크(3)로부터의 연료를 흡입하여 고압으로 공급하는 고압발생장치인 고압펌프(5), 고압으로 압축된 연료를 축압하는 커먼 레일(7), 커먼 레일(7)의 일측에서 연료압을 검출하는 압력센서(9), 연소실로 연료를 분사하는 인젝터(11) 및 고압 및 저압용 연료 파이프(13,15) 등으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the configuration of the common rail fuel injection system as described above is a high-pressure pump 5 that is a high-pressure generator for sucking and supplying the fuel from the control ECU 1 and the fuel tank 3 at high pressure. A common rail 7 accumulating the compressed fuel at high pressure, a pressure sensor 9 detecting fuel pressure at one side of the common rail 7, an injector 11 for injecting fuel into the combustion chamber, and fuel for high pressure and low pressure; Pipes 13 and 15;
이러한 구성의 커먼 레일 연료분사시스템은 고압펌프(5)에서 연료를 압송하여 커먼 레일(7)에 연료를 축압하여 채우고, 커먼 레일(7) 내의 압력은 압력센서(9)로 감지되며, ECU(1)가 상기 커먼 레일(7)내의 연료압, 엔진 회전수 및 엑셀레이터 페달의 개도 등의 신호를 압력센서(9) 및 각각의 센서(미도시)들로부터 수신하여 설정된 엔진 맵에 따라 연료의 분사시기와 기간을 연산하여 인젝터(11) 상단에 있는 솔레노이드 밸브(미도시)에 전기적인 신호를 인가함으로서, 커먼 레일(7)에 축압된 연료를 연소실내로 분사하도록 작동하는 것이다.The common rail fuel injection system having such a configuration pumps fuel from the high pressure pump 5 to accumulate and fill the fuel in the common rail 7, and the pressure in the common rail 7 is detected by the pressure sensor 9, and the ECU ( 1) receives signals such as fuel pressure, engine speed and opening degree of the accelerator pedal in the common rail 7 from the pressure sensor 9 and the respective sensors (not shown) and injects fuel according to the set engine map. By calculating the timing and duration to apply an electrical signal to the solenoid valve (not shown) on the top of the injector 11, it operates to inject fuel accumulated in the common rail 7 into the combustion chamber.
따라서 엔진의 회전속도가 낮을 때도 고압분사가 가능해져서 완전 연소를 추구할 수 있으며, 파일럿 분사를 통하여 배기가스와 연소소음을 더욱 저감할 수도 있는 것이다.Therefore, even when the engine rotation speed is low, high-pressure injection is possible to pursue complete combustion, it is possible to further reduce the exhaust gas and combustion noise through the pilot injection.
여기서 상기 인젝터(11)는 커먼 레일(7)로부터 공급되는 연료를 ECU(1)로부터 보내진 신호에 따라 노즐을 통해 연소실로 분사하는 기능을 하는데, 종래 기술에 따른 상기 인젝터의 장착 구성은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 인젝터 몸체(21)부분을 실린더 헤드(23)의 형성되는 장착부(25)에 가스켓(27)을 개재하여 삽입한 후, 그 상부의 일측에는 걸림홈(29)을 형성하여 클램프(31)의 일단을 걸치고, 상기 클램프(31)의 타단은 상기 실린더 헤드(23)상에 피봇(33)에 접촉시킨 후, 실린더 헤드(23)상에 체결용 볼트(35)로 단단히 체결 고정하게 된다. Here, the injector 11 functions to inject fuel supplied from the common rail 7 into the combustion chamber through a nozzle in accordance with a signal sent from the ECU 1. The mounting configuration of the injector according to the prior art is illustrated in FIG. 5. As shown in the figure, after inserting the injector body 21 portion through the gasket 27 to the mounting portion 25 is formed of the cylinder head 23, to form a locking groove 29 on one side of the upper portion Hook one end of the clamp 31, the other end of the clamp 31 is in contact with the pivot 33 on the cylinder head 23, and then firmly tightened with a fastening bolt 35 on the cylinder head 23 It will be fixed.
이와 같이, 인젝터(11)를 실린더 헤드(23)에 장착함에 있어서, 노즐 팁(37) 부분이 실린더 헤드(23)의 하부, 연소실(39)로 돌출되는 간격(NTP, NOZZLE TIP PROTRUSION)은 연소계의 특성상, 저속에서는 상기 NTP를 짧게 하여 연료 분사가 유동강도가 큰 연소실 상부를 지향해야 최적의 연소상태를 구현할 수 있게 되며, 분사기간이 매우 길어지는 고속에서는 상기 NTP를 길게 하여 연료 분사가 연소실 하부를 지향하도록 함으로써, 분사말기에 연소실 외부로 유출되는 연료를 줄일 수 있게 되어 최적의 연소상태를 구현할 수 있게 되는 것이다.As described above, in mounting the injector 11 to the cylinder head 23, the interval (NTP, NOZZLE TIP PROTRUSION) in which the nozzle tip 37 protrudes into the combustion chamber 39 under the cylinder head 23 is burned. Due to the characteristics of the system, at the low speed, the NTP is shortened so that the fuel injection should be directed to the upper part of the combustion chamber having a large flow intensity, so that the optimum combustion state can be realized. By directing the lower portion, it is possible to reduce the fuel flowing out of the combustion chamber at the end of the injection to realize the optimum combustion state.
그러나 종래의 인젝터 장착구성에 의하면, 저속 또는 중,고속의 차속에 상기 NTP가 고정되어 차속에 따른 최적의 NTP를 구형할 수 없는 문제점이 있다. However, according to the conventional injector mounting structure, there is a problem in that the NTP is fixed at a low speed, a medium speed, or a high speed vehicle, so that an optimal NTP according to the vehicle speed cannot be spherical.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 차속 및 엔진 부하에 따라 연소실 내부로 돌출되는 인젝터 노즐 팁의 NTP를 최적으로 가변하여 최적의 연소효율을 보장하는 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the object of the present invention is to optimally vary the NTP of the injector nozzle tip protruding into the combustion chamber according to the vehicle speed and engine load to ensure the optimum combustion efficiency To provide an entity control device for an injector for a common rail diesel engine.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치는, 커먼 레일 디젤 엔진의 연소실에 대응하여 실린더 헤드 상에서 장착구를 형성하여 상기 연소실에 노즐부분이 배치되도록 인젝터를 장착하고, 상기 인젝터 일측의 걸림홈을 통하여 실린더 헤드 상에 고정하여 이루어지는 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 장착구조에서, An entity control apparatus for an injector for a common rail diesel engine according to the present invention for achieving the above object includes forming a mounting hole on a cylinder head corresponding to a combustion chamber of a common rail diesel engine so that a nozzle portion is provided in the combustion chamber. In the mounting structure of the injector for the common rail diesel engine made by mounting the injector so as to be arranged and fixed on the cylinder head through a locking groove on one side of the injector,
상기 인젝터의 하부면과 상기 실린더 헤드의 장착구 사이에 개재되는 탄성부재와; 상기 인젝터의 일측 걸림홈에 일단이 안착되며, 타단에는 관통홀이 형성되고, 하단면의 중앙에는 실린더 헤드 상에 지지되는 돌출된 지지부를 형성하는 클램퍼와; 상기 클램퍼의 관통홀에 끼워져 하단부가 실린더 헤드 상에 나사 체결되며, 상단부에는 벨트풀리가 형성되며, 일측에는 상기 클램퍼 타단을 하부에서 지지하는 스톱퍼가 장착되는 조정볼트와; 상기 실린더 헤드 상에서 상기 조정볼트의 일측으로 장착되며, 그 회전축의 선단에는 구동풀리가 장착되는 스텝모터와; 상기 구동풀리와 벨트풀리를 연결하는 벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하며, An elastic member interposed between a lower surface of the injector and a mounting hole of the cylinder head; A clamper configured to have one end seated in one side engaging groove of the injector, a through hole formed at the other end thereof, and a protruding support part supported on the cylinder head at the center of the bottom surface thereof; An adjustment bolt inserted into the through hole of the clamper, the lower end of which is screwed onto the cylinder head, and a belt pulley formed at the upper end thereof, and on one side of which a stopper for supporting the other end of the clamper is mounted; A step motor mounted on one side of the adjusting bolt on the cylinder head, and having a driving pulley mounted at a tip of the rotating shaft; Characterized in that consisting of a belt connecting the drive pulley and the belt pulley,
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention that can specifically realize the above object will be described.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치의 저속 제어시의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치의 고속 제어시의 구성도로써, 먼저, 본 발명이 적용되는 커먼 레일 연료분사시스템의 구성은, 상기 도 1의 설명에서 언급한 바와 같은 구성에 의하며, 그 구체적인 구성의 설명은 생략한다. FIG. 2 is a block diagram of a common rail diesel engine injector according to an embodiment of the present invention at a low speed control of an entity control device, and FIG. 3 is a view illustrating a common rail diesel engine injector according to an embodiment of the present invention. As a configuration diagram in the high-speed control of the entity control device, first, the configuration of the common rail fuel injection system to which the present invention is applied is based on the configuration as mentioned in the description of FIG. Description is omitted.
본 발명에 의한 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 NTP 제어장치의 구성은, 도 2에서 도시한바와 같이, 커먼 레일 디젤 엔진의 연소실(51)에 대응하여 실린더 헤드(53) 상에서 장착구(55)를 형성하여 상기 연소실(51)에 노즐(57)부분이 배치되도록 인젝터(59)를 장착하고, 상기 인젝터(59) 일측에 형성되는 걸림홈(61)을 통하여 본 발명의 NTP 제어장치에 의해 실린더 헤드(53) 상에 고정되어 차속에 따른 NTP를 가변하여 제어하게 된다. The structure of the NTP control device of the injector for the common rail diesel engine according to the present invention, as shown in Fig. 2, the mounting hole 55 on the cylinder head 53 corresponding to the combustion chamber 51 of the common rail diesel engine It is formed by mounting the injector 59 so that the nozzle 57 is disposed in the combustion chamber 51, the cylinder head by the NTP control apparatus of the present invention through the locking groove 61 formed on one side of the injector 59 It is fixed on the 53 to control the variable NTP according to the vehicle speed.
상기 NTP 제어장치의 구성은 먼저, 상기 인젝터(59)의 하부면과 상기 실린더 헤드(53)의 장착구(55) 사이에 탄성부재인 코일 스프링(63)이 개재된다.In the NTP controller, the coil spring 63, which is an elastic member, is interposed between the lower surface of the injector 59 and the mounting hole 55 of the cylinder head 53.
상기 인젝터(59)의 일측 걸림홈(61)에는 클램퍼(65)가 그 일단을 통하여 안착되어 지지하는데, 상기 인젝터(59)의 일측 걸림홈(61)에 안착되는 클램퍼(65)의 일단에는 접촉돌기(67)가 형성된다. The clamper 65 is seated and supported by one end of the injector 59 at one end of the injector 59. The one end of the clamper 65 is seated at the one end of the injector 59 by the clamper 65. The projection 67 is formed.
그리고 상기 클램퍼(65)의 타단에는 상하방향으로 관통홀(69)이 형성되고, 클램퍼(65)의 하단면 중앙에는 실린더 헤드(53) 상에 지지되는 돌출된 지지부(71)를 형성하여 이루어진다. In addition, the other end of the clamper 65 is formed with a through hole 69 in the vertical direction, and a protruding support portion 71 supported on the cylinder head 53 is formed at the center of the lower surface of the clamper 65.
상기 클램퍼(65)의 관통홀(69)에는 조정볼트(73)가 끼워지는데, 상기 조정볼트(73)는 그 하단부에 나사부가 형성되어 상기 실린더 헤드(53) 상에 나사 체결되며, 조정볼트(73)의 상단부에는 벨트풀리(75)가 일체로 형성된다. The adjusting bolt 73 is inserted into the through hole 69 of the clamper 65, and the adjusting bolt 73 is screwed on the lower end thereof, and is screwed onto the cylinder head 53. The belt pulley 75 is integrally formed at the upper end of the 73.
또한, 상기 조정볼트(73)의 일측에는 상기 클램퍼(65)의 상기 관통홀(69)이 형성된 타단을 하부에서 지지하는 스톱퍼(77)가 장착된다. In addition, one side of the adjustment bolt 73 is mounted with a stopper 77 for supporting the other end formed with the through hole 69 of the clamper 65 from the bottom.
그리고 상기 실린더 헤드(53) 상에서, 상기 조정볼트(73)의 일측방으로는 스텝모터(79)가 장착되며, 상기 스텝모터(79)의 회전축 선단에는 구동풀리(81)가 장착되어 상기 벨트풀리(75)와 함께, 벨트(83)로 연결되어 스텝모터(79)의 회전력을 전달하게 된다.On the cylinder head 53, a step motor 79 is mounted to one side of the adjusting bolt 73, and a drive pulley 81 is mounted at the front end of the rotating shaft of the step motor 79, thereby providing the belt pulley. Together with the 75, the belt 83 is connected to transmit the rotational force of the step motor 79.
따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치의 작동을, 도 2 내지 도 4를 통하여 설명한다. Therefore, the operation of the entity control device of the injector for the common rail diesel engine having the configuration as described above will be described with reference to Figs.
먼저, 도 4에서와 같이, 공지의 엔진 RPM센서(미도시)와 연료량 센서(미도시)로부터 검출되는 엔진 RPM 및 연료량 신호가 ECU에 입력되면,(S10) ECU는 상기 엔진 RPM 및 연료량이 설정 RPM 및 설정 연료량 이하인가를 판단하게 되는데,(S20) 여기서, 상기 ECU에서 차속 및 엔진 부하가 저속, 저부하인 것으로 판단되면, ECU는 상기 스텝모터(79)를 시계방향으로 구동 제어하게 된다.(S30) First, as shown in FIG. 4, when the engine RPM and fuel amount signals detected from a known engine RPM sensor (not shown) and a fuel level sensor (not shown) are input to the ECU (S10), the ECU sets the engine RPM and the fuel amount. It is determined whether or not the RPM and the set fuel amount (S20). Here, when it is determined that the vehicle speed and the engine load are low speed and low load in the ECU, the ECU drives the step motor 79 in a clockwise direction. (S30)
그러면, 상기 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 스텝모터(79)의 시계방향 회전력은 벨트(83)를 통하여 조정볼트(73)를 시계방향(조임방향)으로 회전시켜 상기 클램퍼(65)의 타단을 하방향으로 누르게 되며, 이에 따라 상기 인젝터(59)는 코일 스프링(63)의 탄성력에 의해 상승방향으로 움직여 상기 NTP를 좁게 제어하게 된다. Then, as shown in FIG. 2, the clockwise rotational force of the step motor 79 rotates the adjusting bolt 73 clockwise (tightening direction) through the belt 83 to the other end of the clamper 65. Is pressed downward, thereby the injector 59 is moved in the upward direction by the elastic force of the coil spring 63 to narrowly control the NTP.
반대로, 상기 ECU에서 차속 및 엔진 부하가 저속, 저부하인 것으로 판단되면, ECU는 상기 스텝모터(79)를 반시계방향으로 구동 제어하게 된다.(S40) On the contrary, if the vehicle speed and the engine load are determined to be low speed and low load in the ECU, the ECU controls the step motor 79 to be driven counterclockwise.
그러면, 상기 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 스텝모터(79)의 반시계방향 회전력은 벨트(83)를 통하여 조정볼트(73)를 반시계방향(풀림방향)으로 회전시켜 상기 클램퍼(65)의 타단을 상방향으로 이동시키게 되며, 이에 따라 상기 클램퍼(65)의 일단이 코일 스프링(63)의 탄성력을 극복하고 인젝터(59)를 하강방향으로 움직여 상기 NTP를 널게 제어하게 된다. Then, as shown in FIG. 3, the counterclockwise rotational force of the step motor 79 rotates the adjusting bolt 73 counterclockwise (unwinding direction) through the belt 83 to the clamper 65. To move the other end of the upward direction, one end of the clamper (65) to overcome the elastic force of the coil spring (63) to move the injector 59 in the downward direction to control the NTP null.
따라서, 차속 및 엔진의 부하에 따라 인젝터(59)의 NTP를 최적으로 제어함으로써, 최적의 엔진 성능 및 배기가스 저감효과를 구현할 수 있게 되는 것이다. Therefore, by optimally controlling the NTP of the injector 59 in accordance with the vehicle speed and the load of the engine, it is possible to realize the optimum engine performance and exhaust gas reduction effect.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치에 의하면, 차속 및 엔진 부하에 따라 연소실 내부로 돌출되는 인젝터 노즐 팁의 NTP를 최적으로 가변 제어하여 최적의 연소효율을 보장하며, 이로 인한 배기가스 저감 및 출력 향상의 효과를 갖는다.According to the N.P control device of the injector for the common rail diesel engine of the present invention made as described above, the optimum combustion by controlling the NTP of the injector nozzle tip protruding into the combustion chamber according to the vehicle speed and the engine load It guarantees efficiency, thereby reducing emissions and improving output.
도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 디젤 엔진의 커먼 레일 연료분사시스템의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a common rail fuel injection system of a general diesel engine to which the present invention is applied.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치의 저속 제어시의 구성도이다. Fig. 2 is a block diagram of a low speed control of an entity control device of an injector for a common rail diesel engine according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치의 고속 제어시의 구성도이다.3 is a block diagram of a high speed control of the entity control device of the injector for a common rail diesel engine according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 커먼 레일 디젤 엔진용 인젝터의 엔.티.피 제어장치의 제어 흐름도이다. 4 is a control flowchart of the entity control device of the injector for the common rail diesel engine of the present invention.
도 5는 종래 기술에 따른 디젤엔진용 인젝터의 장착 상태도이다. 5 is a mounting state diagram of a diesel engine injector according to the prior art.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040049328A (en) | 2004-06-12 |
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