KR100663934B1 - 차량용 연료분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 연료분사장치에 관한 것으로, 차량에 사용되는 연료분사장치의 밸브 바디 형태를 일부 변경함으로써 오링의 지탱 및 지지가 용이하여 오링을 지탱하기 위한 별도의 리테이너가 필요치 않으며, 간단한 구조 및 형태의 디렉터 리테이너가 압입되도록 이루어짐으로써 디렉터를 결합시키기 위한 별도의 고가장치가 필요치 않으며, 또한 디렉터 리테이너가 금속재질로 이루어짐으로써 외부의 충격 및 기타 요건에 대한 제품의 내구성 및 강성이 향상되고, 이로 인해 작업시간의 단축 및 작업공정의 간소화로 인해 작업효율을 향상시킴으로써 제품의 비용을 절감시키며, 제품의 신뢰성을 향상시켜 차량의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 차량용 연료분사장치를 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은 ECU의 분사신호에 의해 전자석화되고, 그에 따라 플런저를 흡인하여 상, 하 운동시키는 솔레노이드와, 상기 플런저를 하방으로 지지하는 코일 스프링과, 상기 플런저의 하부에 배치되고, 그 하부에 밸브볼을 갖으며 플런저와 일체로 형성되는 니들 밸브와, 상기 니들 밸브의 외부에 구비되고, 그 외주면에 오링이 구비되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 저면에 밸브홀이 천공되는 밸브 시트와, 상기 밸브 시트의 저면에 밸브홀로부터 토출되는 연료를 분사시키기 위한 연료분사홀을 갖는 디렉터를 포함하는 하우징으로 이루어지는 연료분사장치에 있어서, 상기 밸브 바디가 그 하부로 소정길이 연장형성되고, 외주면 적소에 원주방향으로 걸림환턱이 구비되는 것을 특징으로 한다.

배기가스 연료분사장치, 밸브 바디, 오링, 디렉터 리테이너, 걸림환턱, 절곡편, 관통공

Description

차량용 연료분사장치{Apparatus for Fuel Injector of Car}

도 1은 종래기술에 따른 차량용 연료분사장치를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 연소분사장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

1 : 연료분사장치, 10 : 하우징,

11 : 솔레노이드, 12 : 플런저,

12a : 코일 스프링, 14 : 니들 밸브,

14a : 밸브볼, 15 : 밸브 바디,

15a : 걸림환턱, 16 : 밸브 시트,

16a : 밸브홀, 17 : 오링,

18 : 디렉터, 18a : 연료 분사홀,

20 : 디렉터 리테이너, 21 : 절곡편,

23 : 관통공.

본 발명은 차량에 연료를 분사시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 사용되는 연료분사장치의 밸브 바디 형태를 일부 변경함으로써 오링의 지탱 및 지지가 용이하여 오링을 지탱하기 위한 별도의 리테이너가 필요치 않으며, 간단한 구조 및 형태의 디렉터 리테이너가 압입되도록 이루어짐으로써 디렉터를 결합시키기 위한 별도의 고가장치가 필요치 않으며, 또한 디렉터 리테이너가 금속재질로 이루어짐으로써 외부의 충격 및 기타 요건에 대한 제품의 내구성 및 강성이 향상되고, 이로 인해 작업시간의 단축 및 작업공정의 간소화로 인해 작업효율을 향상시킴으로써 제품의 비용을 절감시키며, 제품의 신뢰성을 향상시켜 차량의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 차량용 연료분사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 엔진의 연료분사장치는 엔진에 흡입되는 연료를 미립화하여 공기와 혼합하는 작용을 컴퓨터의 제어에 따라 연료를 분사시키는 것으로서, 각종 데이터를 검지하는 센서의 종류를 살펴 보면, 크랭크 각 센서, 공기의 유량을 검출하는 에어플로미터, 배출가스 중의 산소량을 검지하는 산소센서 등이 있으며, 이들 센서에서 얻은 각종 데이터, 즉 흡입 공기량, 흡기 온도, 스로틀의 개도, 수온, 엔진의 회전수, 배출가스 둥 산소의 농도 등 각종 데이터가 모두 전자제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)에 입력되어 주행상태와 실린더 내에서의 연료 상태로부터 최적의 공연비를 산출함으로써 연료분사장치에 연료의 토출량을 지시하 는 것이다.

이러한 전자제어식 연료분사장치는 흡기 매니폴드에 연료를 분사하는 싱글 포인트 연료분사장치와 각 실린더 마다 인젝터를 갖추고 각각의 흡기 포트에 따로 연료를 분사하는 멀티 포인트 연료분사장치로 나누어지며, 이때의 인젝터는 ECU에서 보내오는 신호에 의하여 연료를 분사하도록 이루어지는 솔레노이드가 내장되는 분사 노즐로 구성된다.

도 1은 일반적인 연료분사장치를 도시한 것으로서, 종래의 연료분사장치(1)는 그 내부에 솔레노이드(110)가 내장되는 하우징(100)이 구비되고, 상기 솔레노이드(110)는 ECU(미도시)에서 보내오는 분사신호에 의하여 전자석화된다.

그리고, 상기 ECU의 신호에 따라 전자석화된 솔레노이드(110)에 흡인되어 상, 하 운동을 하는 플런저(120)가 하우징(100)의 내부에 설치되고, 상기 플런저(120)는 코일 스프링(120a)에 의해 항상 하방으로 지지되어 있으며, 상기 플런저(120)의 하부에는 니들 밸브(140)가 배치된다.

상기 니들 밸브(140)는 플런저(120)와 일체로 되어 있어 상, 하 운동이 가능하도록 이루어진다.

또한, 하우징(100)의 하부에는 밸브 바디(150)가 설치되어 있으며, 상기 밸브 바디(150)의 저면에는 밸브 시트(160)가 구비되어 있고, 상기 밸브 시트(160)에는 밸브홀(160a)이 천공되어 있다.

여기서, 상기 니들 밸브(140)는 밸브 바디(150)의 내부에서 탄력적으로 이동하면서 밸브볼(140a)을 통하여 밸브 시트(160)의 밸브홀(160a)을 개, 폐하도록 이 루어진다.

한편, 상기 밸브 시트(160)의 저면에는 밸브홀(160a)로부터 토출되는 연료를 분사시키기 위한 연료분사홀(180a)을 갖는 디렉터(Director, 180)가 결합된다.

그리고, 상기 밸브 바디(150)의 외주면 적소에는 환형의 매니폴더 오링(Manifolder O-ring, 170) 및 상기 오링(170)을 지탱하기 위한 리테이너(Retainer, 190)가 구비된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 연료분사장치(1)는 ECU에서 보내오는 신호에 따라 솔레노이드(110)의 코일에 전류가 흐르면 플런저(120)가 흡인되고, 플런저(120)와 일체로 되어 있는 니들 밸브(140)가 밸브 시트(160)의 밸브홀(160a)을 개방함으로써 디렉터(180)의 연료분사홀(180a)을 통하여 연료가 분사된다.

이때, 연료의 분사량은 니들 밸브(140)의 개방시간 즉, 솔레노이드(110)의 코일의 통전시간에 의해 결정된다.

상기한 차량용 연료분사장치(1)는 연료의 스프레이 패턴(Spray Pattern)을 결정하는 디렉터(Director, 180)를 결합시키기 위하여 레이져 웰딩 장치(Laser Welding Machine)를 사용하여야 하나, 이러한 레이져 웰딩 장치가 고가로 이루어짐으로써 제품의 비용을 전반적으로 상승시키는 요인으로 작용한다.

그리고, 연료분사장치(1)의 하부에 구비되는 디렉터(180)가 외부의 충격 및 기타 요건에 의하여 파손 및 회손되는 것을 방지하고, 그 적소에 구비되는 환형의 오링(170)을 지탱 및 지지하기 위한 리테이너(190))를 디렉터(180)의 외부를 감싸도록 밸브 바디(150)의 하부에 결합 및 조립시키도록 이루어짐으로써 별도의 리테 이너(190)를 필요로 하며, 이로 인해 작업시간이 연장되고, 작업공정이 복잡해짐으로써 투자비의 상승 및 작업효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 리테이너(190)가 플라스틱재질로 이루어짐으로써 오링(170)을 지지 및 지탱하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 리테이너(190)가 파손되기 쉬운 재질로 이루어짐으로써 디렉터(180)를 보호하고자 하는 본래의 목적을 달성하기가 어려우며, 이로 인해 차량의 안전사고를 유발시킬 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량에 사용되는 연료분사장치의 밸브 바디 형태를 일부 변경함으로써 오링의 지탱 및 지지가 용이하여 오링을 지탱하기 위한 별도의 리테이너가 필요치 않으며, 간단한 구조 및 형태의 디렉터 리테이너가 압입되도록 이루어짐으로써 디렉터를 결합시키기 위한 별도의 고가장치가 필요치 않으며, 또한 디렉터 리테이너가 금속재질로 이루어짐으로써 외부의 충격 및 기타 요건에 대한 제품의 내구성 및 강성이 향상되고, 이로 인해 작업시간의 단축 및 작업공정의 간소화로 인해 작업효율을 향상시킴으로써 제품의 비용을 절감시키며, 제품의 신뢰성을 향상시켜 차량의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 차량용 연료분사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, ECU의 분사신호에 의해 전자석화되고, 그에 따라 플런저를 흡인하여 상, 하 운동시키는 솔레노이드와, 상기 플런저를 하방으로 지지하는 코일 스프링과, 상기 플런저의 하부에 배치되고, 그 하부에 밸브볼을 갖으며 플런저와 일체로 형성되는 니들 밸브와, 상기 니들 밸브의 외부에 구비되고, 그 외주면에 오링이 구비되는 밸브 바디와, 상기 밸브 바디의 저면에 밸브홀이 천공되는 밸브 시트와, 상기 밸브 시트의 저면에 밸브홀로부터 토출되는 연료를 분사시키기 위한 연료분사홀을 갖는 디렉터를 포함하는 하우징으로 이루어지는 연료분사장치에 있어서, 상기 밸브 바디가 그 하부로 소정길이 연장형성되고, 외주면 적소에 원주방향으로 걸림환턱이 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 디렉터의 하부면에는 그 중심부에 소정크기의 관통공이 형성되고, 그 가장자리에 하측방향으로 소정각도 절곡형성되는 절곡편이 구비되어 대략 그 단면이 ㄷ자형상으로 형성되는 디렉터 리테이너가 구비된다.

바람직하게는, 상기 디렉터의 리테이너의 중심부에 형성되는 관통공의 내주면이 하측방향으로 소정각도 절곡형성되게 이루어진다.

그리고, 상기 디렉터 리테이너가 상기 밸브 바디의 내부에 압입되어 상기 디렉터와 맞닿게 결합되도록 이루어진다.

여기서, 상기 디렉터 리테이너가 금속재질 또는 스테인레스재질로 이루어진다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 차량용 연료분사장치에 있어서, 그 기본적인 구성은 종래기술과 동일하므로, 이하에서는 상기한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 연소분사장치를 개략적으로 나타내는 단면도 이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 연료분사장치(1)는 ECU의 분사신호에 의해 전자석화되고, 그에 따라 플런저(12)를 흡인하여 상, 하 운동시키는 솔레노이드(11)와, 상기 플런저(12)를 하방으로 지지하는 코일 스프링(12a)과, 상기 플런저(12)의 하부에 배치되고, 그 하부에 밸브볼(14a)을 갖으며 플런저(12)와 일체로 형성되는 니들 밸브(14)와, 상기 니들 밸브(14)의 외부에 구비되고, 그 외주면에 오링(17)이 구비되는 밸브 바디(15)와, 상기 밸브 바디(15)의 저면에 밸브홀(16a)이 천공되는 밸브 시트(16)와, 상기 밸브 시트(16)의 저면에 밸브홀(16a)로부터 토출되는 연료를 분사시키기 위한 연료분사홀(18a)을 갖는 디렉터(18)를 포함하는 하우징(10)으로 이루어지는 연료분사장치(1)에 있어서, 상기 밸브 바디(15)가 그 하부로 소정길이 연장형성되고, 외주면 적소에 원주방향으로 걸림환턱(15a)이 구비된다.

상기와 같이 본 발명에 의한 차량용 연료분사장치(1)는 밸브 바디(15)가 그 하부로 소정길이 연장되게 이루어지고, 외주면 적소에 원주방향으로 형성되는 걸림환턱(15a)에 의하여 밸브 바디(15)의 외주면에 구비되는 환형의 오링(17)을 지탱 및 지지하기 위한 별도의 리테이너(미도시)를 필요로 하지 않는다.

즉, 상기 밸브 바디(15)의 외주면에 환형의 오링(17)이 결합되기 위하여 소정형상으로 형성되는 홈에 근접되는 위치, 즉 홈의 하부 적소에 원주방향으로 형성되는 걸림환턱이 형성되는 구조로 이루어짐으로써 밸브 바디의 외주면에 구비되는 환형의 오링을 지탱 및 고정하기 위한 별도의 리테이너를 필요로 하지 않게 된다.

또한, 상기 밸브 바디(15)가 그 하부로 소정길이 연장되게 이루어짐으로써 연료분사를 위한 소정형상의 연료분사홀(18a)이 형성되는 디렉터(18) 및 그 외주면을 보호하기 위한 별도의 리테이너가 필요치 않게 된다.

한편, 상기 디렉터(18)의 하부면에는 그 중심부에 소정크기의 관통공(23)이 형성되고, 그 가장자리에 하측방향으로 소정각도 절곡형성되는 절곡편(21)이 구비되어 대략 그 단면이 ㄷ자형상으로 형성되는 디렉터 리테이너(20)가 구비된다.

그리고, 상기 디렉터의 리테이너(20)의 중심부에 형성되는 관통공(23)의 내주면이 하측방향으로 소정각도 절곡형성되게 이루어진다.

상기 디렉터 리테이너(20)가 상기 밸브 바디(15)의 내부에 압입되어 상기 디렉터(18)와 맞닿게 결합되도록 이루어진다.

상기와 같이 디렉터 리테이너(20)가 밸브 바디(15)의 내부에 압입결합되기 위해서 상기 디렉터 리테이너(20)의 외주면 가장자리에 형성되는 절곡편(21)은 하측방향으로 절곡형성시켜 대략 벌어지는 형상으로 형성시킴으로써 탄성을 갖도록 하여 밸브 바디(15) 내부에 결합 시 디렉터 리테이너(20)의 하향절곡된 절곡편(21)이 밸브 바디(15)의 내주면에 맞닿아 90°절곡형성되면서 밸브 바디(15)의 내주면에 탄성지지되도록 이루어진다.

즉, 상기 디렉터 리테이너(20)가 밸브 바디(15)의 내부에 압입결합 시 탄성을 갖는 상기 디렉터 리테이너(20)의 절곡편(21)이 밸브 바디(15)의 내주면에 맞닿으면서 90°로 가압되어 압입결합되게 이루어지고, 상기 디렉터 리테이너(20)의 절곡편(21)이 밸브 바디(15)의 내주면에 탄성지지되도록 이루어짐으로써 밸브 바디(15)의 내부에 결합되는 디렉터 리테이너(20)의 결합력을 보다 향상시키도록 이루 어진다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 디렉터 리테이너(20)의 중심부에 형성되는 관통공(23)의 가장자리가 하측방향으로 절곡형성되어 하향돌출되게 이루어져 있으나, 상기 디렉터(18)에 형성되는 연료분사홀(18a)의 분사 방향 및 각도를 해치지 않는 범위내에서 그 절곡방향 및 절곡각도는 가변가능하게 이루어진다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 디렉터 리테이너(20)가 상기 밸브 바디(15)의 내부에 압입에 의하여 결합되도록 이루어져 있으나, 상기 디렉터 리테이너(20)의 외주면과 상기 밸브 바디(15)의 내주면이 나사결합에 끼움결합되게 이루어지거나, 기타 다양한 방법에 의하여 상호 결합 및 압입되게 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 디렉터 리테이너(20)가 금속재질 또는 스테인레스재질로 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 디렉터 리테이너(20)가 금속재질 또는 스테인레스재질로 이루어져 있으나, 상기 밸브 바디(15)의 내부에 압입되기 용이하고, 상기 디렉터(18)를 보호하고자 하는 목적을 달성할 수 있다면 상기 디렉터 리테이너(20)가 기타 다양한 재질로 이루어지는 것도 가능하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 차량용 연료분사장치(1)의 작용을 설명한다.

먼저, ECU로 통칭되는 차량의 제어부(미도시)를 통하여 출력되는 신호에 따라 솔레노이드(11)의 코일에 전류가 흐르면 플런저(12)에 의하여 연료가 흡입되고, 상기 플런저(12)와 일체로 형성되어 있는 니들 밸브(14)가 밸브 시트(16)의 밸브홀(16a)을 개방함으로써 디렉터(18)의 연료분사홀(18a)을 통하여 연료가 분사된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 연료 분사장치(1)는 ECU에서 보내오는 신호에 따라 솔레노이드(11)의 코일에 전류가 인가되면 코일 주위에 자계가 형성되어 발생되는 자력에 의하여 플런저(12)가 흡인되고, 상기 플런저(12)가 상측으로 이동되면서 플런저(12)와 일체로 형성되어 있는 니들 밸브(14)가 흡인되어 밸브 바디(15)와 간격이 발생되어 밸브 시트(16)의 밸브홀(16a)을 개방함으로써 디렉터(18)의 연료분사홀(18a)을 통하여 연료가 분사된다.

상기 연료분사홀(18a)을 통하여 분사되는 연료의 양은 흡인되는 니들 밸브(14)가 저지되면서 규제되고, 이때 코일 스프링(12a)이 안정적으로 지지되면서 압축된 상태에 위치하게 된다.

상기 솔레노이드(11)의 코일에 자계가 흐르지 않게 되면, 상기 코일 스프링(12a)이 본래의 위치로 복귀되면서 플런저(12)와 니들 밸브(14)를 이동시켜 연료분사홀(18a)을 폐쇄시키게 된다.

상술한 바와 같이 차량의 연료분사장치(1)의 밸브 바디(10)가 그 하부로 소정길이 연장되게 이루어지고, 상기 밸브 바디(10)의 내부에 위치하는 디렉터(18)의 하부면에는 그 중심부에 소정크기의 관통공(23)이 형성되며, 그 가장자리가 하측방향으로 절곡형성되는 디렉터 리테이너(20)가 구비되게 이루어짐으로써 밸브 바디(10)의 외주면에 구비되는 오링(17)을 지탱 및 지지하거나, 디렉터(18)를 보호하기 위한 별도의 리테이너를 필요로 하지 않음으로 고가의 장치 사용일 불필요하며, 이 로 인해 작업공정 및 작업효율을 향상시킬 수 있어 제조원가를 절감시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 밸브 바디(15)의 내부에 결합되는 디렉터 리테이너(20)가 금속재질 또는 스테인레스재질로 이루어짐으로써 연료분사장치(1)의 내구성을 향상시키는 등 차량의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 차량에 사용되는 연료분사장치의 밸브 바디 형태를 일부 변경함으로써 오링의 지탱 및 지지가 용이하여 오링을 지탱하기 위한 별도의 리테이너가 필요치 않으며, 간단한 구조 및 형태의 디렉터 리테이너가 압입되도록 이루어짐으로써 디렉터를 결합시키기 위한 별도의 고가장치가 필요치 않으며, 또한 디렉터 리테이너가 금속재질로 이루어짐으로써 외부의 충격 및 기타 요건에 대한 제품의 내구성 및 강성이 향상되고, 이로 인해 작업시간의 단축 및 작업공정의 간소화로 인해 작업효율을 향상시킴으로써 제품의 비용을 절감시키며, 제품의 신뢰성을 향상시켜 차량의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

Claims (5)

1. ECU의 분사신호에 의해 전자석화되고, 그에 따라 플런저(12)를 흡인하여 상, 하 운동시키는 솔레노이드(11)와,

   상기 플런저(12)를 하방으로 지지하는 코일 스프링(12a)과,

   상기 플런저(12)의 하부에 배치되고, 그 하부에 밸브볼(14a)을 갖으며 플런저(12)와 일체로 형성되는 니들 밸브(14)와,

   상기 니들 밸브(14)의 외부에 구비되고, 그 외주면에 오링(17)이 구비되는 밸브 바디(15)와,

   상기 밸브 바디(15)의 저면에 밸브홀(16a)이 천공되는 밸브 시트(16)와,

   상기 밸브 시트(16)의 저면에 밸브홀(16a)로부터 토출되는 연료를 분사시키기 위한 연료분사홀(18a)을 갖는 디렉터(18)를 포함하는 하우징(10)으로 이루어지는 연료분사장치(1)에 있어서,

   상기 밸브 바디(15)가 그 하부로 소정길이 연장형성되고, 외주면 적소에 원주방향으로 걸림환턱(15a)이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분사장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디렉터(18)의 하부면에는 그 중심부에 소정크기의 관통공(23)이 형성되고, 그 가장자리에 하측방향으로 소정각도 절곡형성되는 절곡편(21)이 구비되어 대략 그 단면이 ㄷ자형상으로 형성되는 디렉터 리테이너(20)가 구비되는 것을 특징으 로 하는 차량용 연료분사장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 디렉터의 리테이너(20)의 중심부에 형성되는 관통공(23)의 내주면이 하측방향으로 소정각도 절곡형성되게 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분사장치.
4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제3항에 있어서,

   상기 디렉터 리테이너(20)가 상기 밸브 바디(15)의 내부에 압입되어 상기 디렉터(18)와 맞닿게 결합되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분사장치.
5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제4항에 있어서,

   상기 디렉터 리테이너(20)가 금속재질 또는 스테인레스재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 연료분사장치.

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