KR101124158B1 - Diesel engine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A diesel engine is provided to reduce non-combustion fuel amount by completely performing combustion in a second fuel injection process. CONSTITUTION: A diesel engine comprises a cylinder(1), a piston(2), and induction and exhaust valves(6,7), a cylinder head(3), a fuel injection pump(20), and a fuel supply flow path. The fuel injection pump injects successively the fuel to the cylinder using a fuel injection nozzle(60) in combustion and expansion stroke. A first fuel injection pump(21) and a second fuel injection pump(22) are formed in the fuel injection pump. The fuel pumped to the fuel supply existence in the first and second fuel injection pump is supplied to the fuel injection nozzle.

Description

디젤기관{Diesel Engine}Diesel Engine

본 발명은 디젤기관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료의 연소효율은 향상시키고 배기가스에 포함된 유해성분의 함량은 저감시킬 수 있도록 마련된 디젤기관에 관한 것이다. The present invention relates to a diesel engine, and more particularly to a diesel engine provided to improve the combustion efficiency of the fuel and to reduce the content of harmful components contained in the exhaust gas.

일반적으로 디젤기관은 공기를 고압축하고 이때의 압축열로 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 내연기관을 가리킨다. In general, a diesel engine refers to an internal combustion engine that generates power by compressing air and burning fuel with compressed heat at this time.

즉 이러한 디젤기관은 일단 공기만을 고온 고압의 상태로 압축하고, 고온 고압상태의 공기 내에 중유나 경유 등의 착화성이 좋은 연료를 분무방식으로 분사하여 자연발화시킴으로써, 이때 발생하는 폭발력을 통해 동력을 발생시키게 되는 것이다. That is, such a diesel engine first compresses only air in a state of high temperature and high pressure, and spontaneously ignites by spraying fuel having good ignition such as heavy oil or light oil into the air of high temperature and high pressure state by spontaneous ignition. To be generated.

통상의 디젤기관은 먼저 일반적인 내연기관과 같이, 피스톤이 이동가능하게 배치된 실린더와, 실린더에 결합되고 흡기 및 배기밸브가 설치된 실린더헤드와, 피스톤의 왕복운동이 회전운동으로 전환되도록 하는 커넥팅로드 및 크랭크축을 구비한다. Conventional diesel engines, like general internal combustion engines, include a cylinder in which a piston is movably disposed, a cylinder head coupled to the cylinder and provided with intake and exhaust valves, a connecting rod for converting the reciprocating motion of the piston into a rotational motion; It has a crankshaft.

그리고 연료를 자연발화방식으로 연소시키는 디젤기관은 가솔린기관 등과 같은 다른 내연기관과 차별되도록 연료분사노즐과 인젝션펌프를 구비한다. In addition, a diesel engine that burns fuel by spontaneous combustion includes a fuel injection nozzle and an injection pump so as to be differentiated from other internal combustion engines such as gasoline engines.

연료분사노즐은 인젝션펌프와 연결된 상태로 흡기 및 배기밸브와 함께 실린더헤드에 설치되어 폭발행정시 인젝션펌프가 구동되면 연소실로 미립자상 무화상태의 연료를 분사시키게 된다. 이러한 연료분사노즐과 인젝션펌프는 각각 단일개로 구성되어 폭발행정에서 연소실로 1회에 한하여 연료를 분사하게 된다. The fuel injection nozzle is installed in the cylinder head together with the intake and exhaust valves in a state connected to the injection pump, and when the injection pump is driven during the explosion stroke, the atomized fuel is injected into the combustion chamber. Each of these fuel injection nozzles and injection pumps is composed of a single unit to inject fuel only once from the explosion stroke into the combustion chamber.

그러나 전술한 바와 같이 단일로 구성된 연료분사노즐과 인젝션펌프를 이용하여 폭발행정에서 연소실로 1회에 한하여 연료를 분사하도록 마련된 종래 디젤기관은 연소실에서 연료의 연소량을 증대시키는데 한계가 있어 연료 연소효율을 높이기가 어려웠다. 또 연소실에서 미연소 되는 연료의 량이 클 때는 배기행정에서 기관 외부로 배출되는 배기가스 중에 질소산화물과 같은 유해성분의 함량도 커지게 되므로, 종래 디젤기관의 경우 유해성분 방출을 억제하여 환경오염문제를 개선하는 데에도 아직까지 많은 한계를 가지고 있다. However, as described above, the conventional diesel engine, which is configured to inject fuel only once from the explosion stroke into the combustion chamber by using a single fuel injection nozzle and an injection pump, has a limitation in increasing the combustion amount of fuel in the combustion chamber, thereby improving fuel combustion efficiency. It was difficult to raise. In addition, when the amount of unburned fuel in the combustion chamber is large, the content of harmful components such as nitrogen oxides also increases in the exhaust gas discharged from the outside of the engine in the exhaust stroke, and thus, in the case of conventional diesel engines, the emission of harmful components is suppressed to prevent environmental pollution. There are still many limitations to improving.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연료의 연소효율은 향상시키고 배기가스에 포함된 유해성분의 함량은 저감시킬 수 있도록 마련된 디젤기관을 제공하는 것이다. The present invention is to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a diesel engine provided to improve the combustion efficiency of the fuel and reduce the content of harmful components contained in the exhaust gas.

이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 디젤기관은 실린더와, 상기 실린더 내에 이동가능하게 설치된 피스톤과, 상기 실린더에 결합되고 흡기 및 배기밸브와 연료분사노즐이 설치된 실린더헤드와, 상기 연료분사노즐을 통해 상기 실린더 내부로 연료가 분사되도록 하는 인젝션펌프를 구비하고, 상기 인젝션펌프는 폭발행정시 상기 연료분사노즐을 통해 상기 실린더 내부로 연료를 2회에 걸쳐 순차적으로 분사시키도록 마련된 것을 특징으로 한다. To solve this problem, a diesel engine according to the present invention includes a cylinder, a piston movably installed in the cylinder, a cylinder head coupled to the cylinder and provided with an intake and exhaust valve and a fuel injection nozzle, and the fuel injection nozzle. An injection pump is provided to allow fuel to be injected into the cylinder, and the injection pump is configured to sequentially inject the fuel twice into the cylinder through the fuel injection nozzle during the explosion stroke.

상기 연료분사노즐은 제1연료분사노즐과 제2연료분사노즐을 포함하여 한 쌍으로 마련되고, 상기 인젝션펌프는 상기 제1연료분사노즐과 연결된 제1인젝션펌프와, 상기 제2연료분사노즐과 연결된 제2인젝션펌프를 포함하여 한 쌍으로 마련된 것을 특징으로 한다. The fuel injection nozzle is provided in a pair including a first fuel injection nozzle and a second fuel injection nozzle, and the injection pump includes a first injection pump connected to the first fuel injection nozzle, the second fuel injection nozzle and It characterized in that provided in a pair including a second injection pump connected.

상기 제1 및 제2인젝션펌프를 구동시키는 펌프구동부와, 상기 폭발행정시 상기 제1 및 제2인젝션펌프가 순차적으로 구동되도록 상기 펌프구동부의 제어를 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And a pump driver for driving the first and second injection pumps and a controller for controlling the pump driver so that the first and second injection pumps are sequentially driven during the explosion stroke.

상기 연료분사노즐은 하나로 마련되고, 상기 인젝션펌프는 제1인젝션펌프와 제2인젝션펌프를 포함하여 한 쌍으로 마련되며, 상기 제1 및 제2인젝션펌프에서 펌핑된 연료를 상기 연료분사노즐로 공급하는 연료공급유로를 더 포함하되, 상기 연료공급유로는 상기 제1인젝션펌프에서 펌핑된 연료를 안내하는 제1안내유와, 상기 제2인젝션펌프에서 펌핑된 연료를 안내하는 제2안내유로와, 상기 제1 및 제2연결유로로 안내된 연료를 상기 연료분사노즐로 안내하는 제3연결유로를 포함하고, 상기 제1 및 제2안내유로의 하류와 상기 제3안내유로의 상류는 상호 교차되도록 마련되며, 상기 제1 내지 제3안내유로의 교차지점에는 상기 제1안내유로와 제2안내유로 중 어느 하나가 상기 제3안내유로와 연결된 상태에서는 상기 제1안내유로와 제2안내유로 중 나머지 다른 하나가 상기 제3안내유로와 차단되도록 상기 연료공급유로의 유로를 전환시키는 유로전환밸브가 마련된 것을 특징으로 한다. The fuel injection nozzle is provided in one, the injection pump is provided in a pair including a first injection pump and a second injection pump, supplying the fuel pumped from the first and second injection pump to the fuel injection nozzle. The fuel supply passage further comprises a first guide oil for guiding the fuel pumped from the first injection pump, and a second guide passage for guiding the fuel pumped from the second injection pump; And a third connection passage for guiding the fuel guided to the first and second connection passages to the fuel injection nozzle, wherein the downstream of the first and second guide passages and the upstream of the third guide passages cross each other. The first and second guide passages are provided at the intersections of the first to third guide passages in a state in which one of the first guide passage and the second guide passages is connected to the third guide passages. All Characterized in that provided for the flow path switching valve switches the flow path of the fuel supply passage so that the one is blocked and the third guide passage.

상기 제1 및 제2인젝션펌프를 구동시키는 펌프구동부와, 상기 유로전환밸브를 구동시키는 밸브구동부와, 상기 폭발행정시 상기 제1 및 제2인젝션펌프가 순차적으로 구동되고, 상기 제1인젝션펌프가 구동된 상태에서는 상기 제1안내유로와 제3안내유로가 연결되고 상기 제2인젝션펌프가 구동된 상태에서는 상기 제2안내유로와 제3안내유로가 연결되도록 상기 펌프구동부와 밸브구동부의 제어를 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. A pump driver for driving the first and second injection pumps, a valve driver for driving the flow path switching valve, and the first and second injection pumps are sequentially driven during the explosion stroke, and the first injection pump In the driven state, the first guide passage and the third guide passage are connected, and in the state where the second injection pump is driven, the second guide passage and the third guide passage for controlling the pump driving unit and the valve driving unit It further comprises a control unit.

상기 인젝션펌프를 구동시키는 펌프구동부와, 상기 폭발행정시 상기 인젝션펌프가 순차적으로 2회 구동되도록 상기 펌프구동부의 제어를 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit for controlling the pump driving unit so that the injection pump drives the injection pump and the injection pump is sequentially driven twice during the explosion stroke.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤기관은 폭발행정시 인젝션펌프를 통해 실린더 내부로 연료를 2회에 걸쳐 순차적으로 분사시키게 된다. As described above, the diesel engine according to the present invention sequentially injects fuel twice into the cylinder through the injection pump during the explosion stroke.

따라서 본 발명에 따른 디젤기관은 폭발행정의 1차 연료 분사과정에서 연소되지 않은 미연소 연료를 폭발행정의 2차 연료 분사과정에서 마저 연소시킬 수 있게 되므로, 미연소 연료량 저감을 통해 연료의 연소효율을 증대시킬 수 있게 된다. Therefore, the diesel engine according to the present invention can burn the unburned fuel that is not burned in the first fuel injection process of the explosion stroke even in the second fuel injection process of the explosion stroke, and thus the combustion efficiency of the fuel by reducing the unburned fuel amount Can be increased.

또 폭발행정에서 미연소 연료의 량이 저감되도록 마련된 디젤기관은 배기가스에 포함된 유해성분의 량도 효과적으로 줄일 수 있게 되어 환경오염문제도 개선시킬 수 있게 된다.In addition, the diesel engine is designed to reduce the amount of unburned fuel in the explosion stroke can effectively reduce the amount of harmful components contained in the exhaust gas to improve the environmental pollution problem.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디젤기관의 흡입행정시 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 디젤기관의 압축행정시 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 디젤기관의 폭발행정시 실린더에 연료가 1차로 분사되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 디젤기관의 폭발행정시 실린더에 연료가 2차로 분사되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 디젤기관의 배기행정시 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 디젤기관의 폭발행정시 실린더에 연료가 1차로 분사되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 디젤기관의 폭발행정시 실린더에 연료가 2차로 분사되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 디젤기관의 폭발행정시 실린더에 연료가 1차로 분사되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 디젤기관의 폭발행정시 실린더에 연료가 2차로 분사되고 있는 상태를 도시한 것이다.Figure 1 shows the structure of the intake stroke of a diesel engine according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the structure of the compression stroke of the diesel engine according to the first embodiment of the present invention.
3 illustrates a state in which fuel is first injected into a cylinder during an explosion stroke of a diesel engine according to the first embodiment of the present invention.
4 illustrates a state in which fuel is secondarily injected into a cylinder during the explosion stroke of the diesel engine according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the structure of the exhaust stroke of the diesel engine according to the first embodiment of the present invention.
6 illustrates a state in which fuel is first injected into a cylinder during an explosion stroke of a diesel engine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a state in which fuel is secondarily injected into a cylinder during an explosion stroke of a diesel engine according to a second exemplary embodiment of the present invention.
8 illustrates a state in which fuel is first injected into a cylinder during an explosion stroke of a diesel engine according to a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a state in which fuel is secondarily injected into a cylinder during an explosion stroke of a diesel engine according to a third exemplary embodiment of the present invention.

다음은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 디젤기관(A)의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Next will be described in detail with reference to the accompanying drawings the structure of the diesel engine (A) according to a first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 다른 디젤기관(A)은 실린더(1)와, 실린더(1) 내부에 직선왕복운동 가능하도록 배치된 피스톤(2)과, 실린더(1)의 밀폐를 위해 실린더(1) 일단에 결합되는 실린더헤드(3)를 구비한다. As shown in Fig. 1 to Fig. 5, the diesel engine A according to the present embodiment includes a cylinder 1, a piston 2 arranged to enable linear reciprocating motion inside the cylinder 1, and a cylinder 1; ) Is provided with a cylinder head (3) coupled to one end of the cylinder (1) for sealing.

피스톤(2)의 왕복운동이 회전운동으로 전환되도록 피스톤(2)은 커넥팅로드(4)를 통해 크랭크축(5)과 연결된다. The piston 2 is connected to the crankshaft 5 via the connecting rod 4 so that the reciprocating motion of the piston 2 is converted to rotational motion.

실린더헤드(3) 양측으로는 흡입행정에서 실린더(1) 내부로 공기가 흡입되도록 동작되는 흡기밸브(6)와, 배기행정에서 실린더(1) 내부 배기가스가 외부로 배출되도록 동작되는 배기밸브(7)가 각각 설치된다.On both sides of the cylinder head 3, an intake valve 6 which is operated to suck air into the cylinder 1 in the intake stroke, and an exhaust valve which is operated to discharge the exhaust gas inside the cylinder 1 to the outside in the exhaust stroke ( 7) are installed respectively.

또한 연료를 실린더(1) 내부로 분무방식을 통해 분사할 수 있도록 흡기밸브(6)와 배기밸브(7) 사이의 실린더헤드(3)에는 연료분사노즐(10)이 함께 설치되며, 폭발행정시 연료분사노즐(10)을 통해 실린더(1) 내부로 연료를 분사시키도록 연료분사노즐(10)에는 인젝션펌프(20)가 연료공급유로(30)를 통해 연결된다. In addition, a fuel injection nozzle 10 is installed in the cylinder head 3 between the intake valve 6 and the exhaust valve 7 so that fuel can be injected into the cylinder 1 by spraying. An injection pump 20 is connected to the fuel injection nozzle 10 through the fuel supply passage 30 to inject fuel into the cylinder 1 through the fuel injection nozzle 10.

인젝션펌프(20)는 도시되지 않은 연료펌프를 통해 연료탱크의 연료를 전달받아 이를 가압함으로써 폭발행정시 연료분사노즐(10) 쪽으로 고압의 연료를 압송하게 되며, 연료분사노즐(10)은 이러한 인젝션펌프(20)의 동작시 연료압에 의해 개방되어 실린더(1) 내부로 연료를 분사하게 된다. 인젝션펌프(20)는 캠이나 플런저 방식의 펌프구동부(40)를 통해 구동될 수 있다. The injection pump 20 receives the fuel from the fuel tank through a fuel pump (not shown) and pressurizes it to pressurize the high-pressure fuel toward the fuel injection nozzle 10 during the explosion stroke, and the fuel injection nozzle 10 injects such an injection. In operation of the pump 20, the fuel is opened by the fuel pressure to inject fuel into the cylinder 1. The injection pump 20 may be driven by the pump driver 40 of the cam or plunger type.

한편, 상기 인젝션펌프(20)는 폭발행정시 상기 연료분사노즐(10)을 통해 상기 실린더(1) 내부로 연료를 2회에 걸쳐 순차적으로 분사시키도록 마련되며, 이에 따라 본 실시예에 따른 디젤기관(A)은 폭발행정에서 실린더(1) 내부로 연료가 1차 분사된 직후 소정의 시차를 두고 다시 순간적으로 2차 분사된다. On the other hand, the injection pump 20 is provided to sequentially inject the fuel twice in the cylinder (1) through the fuel injection nozzle 10 during the explosion stroke, according to the diesel according to this embodiment The engine A is secondarily injected again with a predetermined time difference immediately after the fuel is first injected into the cylinder 1 in the explosion stroke.

이와 같이 폭발행정에서 실린더(1)로 연료가 2회에 걸쳐 순차적으로 분사되도록 마련된 디젤기관(A)의 구성은 폭발행정의 1차 연료 분사과정에서 연소되지 않은 미연소 연료를 폭발행정의 2차 연료 분사과정에서 마저 연소될 수 있도록 한 것으로, 미연소 연료량 저감을 통해 연료의 연소효율을 증대시키기 위한 것이다. As such, the configuration of the diesel engine A, which is configured to sequentially inject fuel into the cylinder 1 twice in an explosion stroke, is configured to supply unburned fuel that has not been burned in the first fuel injection process of the explosion stroke. In order to burn even during the fuel injection process, it is to increase the combustion efficiency of the fuel by reducing the amount of unburned fuel.

또 이처럼 폭발행정에서 미연소 연료의 량이 저감되도록 한 디젤기관(A)은 배기가스에 포함된 유해성분의 량도 줄일 수 있게 되어 환경오염문제 개선에도 보다 효과적으로 이용될 수 있게 된다. In addition, the diesel engine (A), which reduces the amount of unburned fuel in the explosion stroke, can also reduce the amount of harmful components contained in the exhaust gas, which can be used more effectively in improving environmental pollution.

폭발행정에서 실린더(1)로 연료가 2회에 걸쳐 순차적으로 분사되도록 본 실시예에서 상기 연료분사노즐(10)은 제1연료분사노즐(11)과 제2연료분사노즐(12)을 포함하여 한 쌍으로 마련되고, 상기 인젝션펌프(20)는 제1연료분사노즐(11)과 연결된 제1인젝션펌프(21)와, 제2연료분사노즐(12)과 연결된 제2인젝션펌프(22)를 포함하여 한 쌍으로 마련된다. In this embodiment, the fuel injection nozzle 10 includes a first fuel injection nozzle 11 and a second fuel injection nozzle 12 so that fuel is sequentially injected into the cylinder 1 in an explosion stroke. The injection pump 20 is provided in a pair, and the first injection pump 21 connected to the first fuel injection nozzle 11 and the second injection pump 22 connected to the second fuel injection nozzle 12. Including a pair is provided.

또 상기 연료공급유로(30)는 제1연료분사노즐(11)과 제1인젝션펌프(21) 사이를 연결하는 제1연료공급유로(31)와, 제2연료분사노즐(12)과 제2인젝션펌프(22) 사이를 연결하는 제2연료공급유로(32)를 포함하고, 상기 펌프구동부(40)는 제1인젝션펌프(21)의 구동을 담당하는 제1펌프구동부(41)와, 제2인젝션펌프(22)의 구동을 담당하는 제2펌프구동부(42)를 포함하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2펌프구동부(41,42)는 폭발행정에서 상기 제1 및 제2연료분사노즐(11,21)을 통해 실린더(1) 내부로 연료가 2회에 걸쳐 순차적으로 분사되도록 제어부(50)에 의해 제어된다. 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)를 하나의 펌프구동부(40)를 통해 순차적으로 구동시킬 수 있는 경우 펌프구동부(40)는 하나로 구성될 수 있다. In addition, the fuel supply passage 30 may include a first fuel supply passage 31 connecting the first fuel injection nozzle 11 and the first injection pump 21, a second fuel injection nozzle 12, and a second fuel injection nozzle 12. And a second fuel supply passage 32 connecting between the injection pumps 22, wherein the pump driver 40 includes a first pump driver 41 for driving the first injection pump 21, and It is configured to include a second pump driving part 42 responsible for driving the injection pump 22, the first and second pump driving parts 41, 42 are the first and second fuel injection nozzle in the explosion stroke It is controlled by the controller 50 so that fuel is sequentially injected twice into the cylinder 1 via 11 and 21. When the first and second injection pumps 21 and 22 can be sequentially driven through one pump driver 40, the pump driver 40 may be configured as one.

다음은 이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 디젤기관(A)의 동작 및 효과를 흡입행정-압축행정-폭발행정-배기행정 순서로 설명하도록 한다. Next, the operation and effects of the diesel engine A according to the present embodiment configured as described above will be described in the order of an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke.

도 1에 도시된 바와 같이, 흡입행정에서는 배기밸브(7)가 닫히고 흡기밸브(6)가 열린 상태에서 피스톤(2)이 하사점으로 이동하면서 실린더(1) 내의 기압이 외기보다 낮아지게 되고, 이에 따라 실린더(1) 내부로 공기가 흡입된다. As shown in FIG. 1, in the intake stroke, the air pressure in the cylinder 1 becomes lower than outside air while the piston 2 moves to the bottom dead center with the exhaust valve 7 closed and the intake valve 6 opened. As a result, air is sucked into the cylinder 1.

이후 도 2에 도시된 압축행정에서는 흡기 및 배기밸브(6,7)가 닫힌 상태에서 피스톤(2)이 상사점으로 이동하게 되면서 실린더(1) 내부로 흡입된 공기가 고온 고압의 상태로 압축되며, 폭발행정에서는 이 상태의 압축된 공기에 분무상태의 연료가 분사되어 자연발화방식으로 폭발하면서 연소된다. Then, in the compression stroke shown in FIG. 2, the piston 2 is moved to the top dead center in the state in which the intake and exhaust valves 6 and 7 are closed, and the air sucked into the cylinder 1 is compressed to a high temperature and high pressure. In the explosion stroke, sprayed fuel is injected into the compressed air in this state, and the fuel is exploded and burned by spontaneous combustion.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 폭발행정에서 제어부(50)는 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)가 소정의 시차를 두고 순차적으로 구동되도록 제1 및 제2펌프구동부(41,42)를 제어하게 된다. As shown in FIGS. 3 and 4, in the explosion stroke, the control unit 50 controls the first and second pump driving units 41 so that the first and second injection pumps 21 and 22 are sequentially driven with a predetermined time difference. , 42).

그러면 고온 고압의 실린더(1) 내부로는 피스톤이 상사점에 위치되었을 때 제1연료분사노즐(11)을 통해 연료가 1차 분사된 직후 순간적으로 바로 다시 제2연료분사노즐(12)을 통해 연료가 2차로 분사되고, 이에 따라 실린더(1)에서는 1차 연료분사에 따른 1차폭발과 2차 연료분사에 따른 2차폭발이 거의 연속적으로 유도된다. Then, inside the cylinder 1 of the high temperature and high pressure, when the piston is located at the top dead center, immediately after the first injection of the fuel through the first fuel injection nozzle 11, the second fuel injection nozzle 12 immediately again. The fuel is injected secondly, and thus, in the cylinder 1, the first explosion following the primary fuel injection and the second explosion following the secondary fuel injection are induced almost continuously.

여기서 2차분사의 경우 거의 피스톤(2)이 상사점에서 하사점 방향으로 이동하는 시점에서 이루어지게 되는데, 이에 따라 1차폭발 직후 연료의 2차분사가 이루어지는 시점에서는 피스톤(2)과 실린더헤드(3) 사이의 체적은 미세하게 증가된 반면, 1차폭발로 인해 실린더(1) 내부의 온도와 압력은 1차 연료분사 시점보다 더 커지게 되면서 실린더(1) 내부가 보다 유리한 발화조건을 갖추게 되므로, 2차로 분사된 연료와 1차폭발시 연소되지 않고 남아 있던 잔여 연료는 2차폭발시 거의 완전 연소에 가깝도록 연소될 수 있게 된다. In the case of secondary injection, the piston 2 is almost moved from the top dead center to the bottom dead center. Accordingly, the piston 2 and the cylinder head 3 at the time of secondary injection of fuel immediately after the first explosion. While the volume between them increased slightly, the first explosion caused the temperature and pressure inside the cylinder 1 to be greater than the time of the first fuel injection, so that the interior of the cylinder 1 had more favorable ignition conditions. The fuel injected into the car and the remaining fuel which remained unburned in the first explosion can be burned to near almost complete combustion in the second explosion.

따라서 본 실시예에 따른 디젤기관(A)을 이용하여 기존 디젤기관의 폭발행정에서 한 번에 분사되는 연료의 량에 대응하는 량을 폭발행정에서 2회에 걸쳐 나누어 분사하는 방식 등을 사용하게 되면 종래보다 연료의 연소 효율을 높일 수 있게 되는 것이다. Therefore, when the diesel engine A according to the present embodiment uses a method of injecting an amount corresponding to the amount of fuel injected at one time in an explosion stroke of an existing diesel engine by dividing it twice in an explosion stroke, etc. It is possible to increase the combustion efficiency of the fuel than conventional.

이러한 폭발행정 이후에는 배기행정이 이루어지게 되며, 이때는 도 5에 도시된 바와 같이, 흡기밸브(6)는 닫히고 배기밸브(7)가 개방된 상태로 피스톤(2)이 상사점으로 이동하게 되면서 실린더(1) 내부 배기가스가 실린더 외부로 배출된다. 이로써 디젤기관(A)의 1사이클은 종료되며, 이러한 흡입-압축-폭발-배기행정을 디젤엔진(A)의 구동시 연속적으로 이루어지게 된다. After this explosion stroke, the exhaust stroke is made. In this case, as shown in FIG. 5, the intake valve 6 is closed and the piston 2 is moved to the top dead center with the exhaust valve 7 open. (1) The internal exhaust gas is discharged out of the cylinder. As a result, one cycle of the diesel engine A is finished, and this suction-compression-explosion-exhaust stroke is continuously performed when the diesel engine A is driven.

한편, 도 6과 도 7에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 디젤기관(B)과 같이, 본 발명에서 디젤기관은 하나의 연료분사노즐(60)과 한 쌍의 인젝션펌프(21,22)를 이용해서도 폭발행정에서 실린더(1)로 2회에 걸쳐 연료를 순차적으로 분사할 수 있게 된다. On the other hand, like the diesel engine (B) according to the second embodiment of the present invention shown in Figures 6 and 7, in the present invention, the diesel engine has one fuel injection nozzle 60 and a pair of injection pumps 21, 22), it is also possible to sequentially inject fuel twice into the cylinder 1 in the explosion stroke.

보다 상세히 설명하자면, 본 실시예에서 연료분사노즐(60)은 하나로 구성되고, 인젝션펌프(20)는 제1인젝션펌프(21)와 제2인젝션펌프(22)를 포함하여 한 쌍으로 마련되며, 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)에서 펌핑된 연료를 연료분사노즐(60)로 공급하는 연료공급유로(80)는 제1인젝션펌프(21)에서 펌핑된 연료를 안내하는 제1안내유로(81)와, 제2인젝션펌프(22)에서 펌핑된 연료를 안내하는 제2안내유로(82)와, 제1 및 제2연결유로(81,82)로 안내된 연료를 연료분사노즐(60)로 안내하도록 마련된 제3연결유로(83)를 포함하여 구성된다. More specifically, in the present embodiment, the fuel injection nozzles 60 are configured as one, and the injection pump 20 is provided in a pair including the first injection pump 21 and the second injection pump 22, The fuel supply passage 80 for supplying the fuel pumped from the first and second injection pumps 21 and 22 to the fuel injection nozzle 60 includes a first guide for guiding fuel pumped from the first injection pump 21. Fuel injection nozzles (2), fuel guide nozzles (2) guide the fuel pumped from the second injection pump (22), and the first and second connection flow paths (81, 82). And a third connection flow path 83 provided to guide 60.

제1 및 제2안내유로(81,82)의 하류와 제3안내유로(83)의 상류는 상호 교차되도록 마련되며, 제1 내지 제3안내유로(81,82,83)의 교차지점에는 제1안내유로(81)와 제2안내유로(82) 중 어느 하나가 제3안내유로(83)와 연결된 상태에서는 제1안내유로(81)와 제2안내유로(82) 중 나머지 다른 하나가 제3안내유로(83)와 차단되도록 상기 연료공급유로(80)의 유로를 전환시키는 유로전환밸브(90)가 마련된다. Downstream of the first and second guide passages 81 and 82 and upstream of the third guide passage 83 are provided to intersect with each other, and at the intersections of the first to third guide passages 81, 82 and 83, When any one of the first guide passage 81 and the second guide passage 82 is connected to the third guide passage 83, the other of the first guide passage 81 and the second guide passage 82 is the first one. A flow path switching valve 90 for switching the flow path of the fuel supply flow path 80 so as to be blocked from the three guide flow paths 83 is provided.

제1실시예와 마찬가지로 상기 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)를 구동시키는 펌프구동부(40)는 각각 제1인젝션펌프(21)와 제2인젝션펌프(22)의 구동을 담당하게 되는 제1펌프구동부(41)와 제2펌프구동부(42)를 포함하도록 한 쌍으로 구성될 수 있고, 상기 유로전환밸브(90)는 밸브구동부(100)를 통해 구동되며, 상기 펌프구동부(40)와 밸브구동부(100)는 폭발행정시 단일의 연료분사노즐(60)을 통해 실린더(1) 내부로 2회에 걸쳐 순차적으로 연료가 분사되도록 제어부(110)를 통해 제어된다. Like the first embodiment, the pump driving unit 40 driving the first and second injection pumps 21 and 22 is responsible for driving the first injection pump 21 and the second injection pump 22, respectively. It may be configured in a pair to include a first pump driver 41 and the second pump driver 42, the flow path switching valve 90 is driven through the valve driver 100, the pump driver 40 And the valve driving unit 100 is controlled by the control unit 110 so that fuel is sequentially injected twice into the cylinder (1) through a single fuel injection nozzle (60) during the explosion stroke.

즉 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디젤기관(B)의 폭발행정에서 제어부(110)는 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)가 소정의 시차를 두고 순차적으로 구동되도록 제1 및 제2펌프구동부(41,42)를 제어함과 동시에 제1인젝션펌프(21)가 구동된 상태에서는 유로전환밸브(90)가 제1안내유로(81)와 제3안내유로(83)를 연결시키고 제2인젝션펌프(22)가 구동된 상태에서는 유로전환밸브(90)가 제2안내유로(82)와 제3안내유로(83)를 연결시키도록 상기 밸브구동부(100)를 제어하게 되다. That is, as shown in Figure 6 and 7, in the explosion stroke of the diesel engine (B) according to the present embodiment, the control unit 110 is the first and second injection pump (21, 22) with a predetermined time sequential While controlling the first and second pump driving units 41 and 42 to be driven at the same time, and the first injection pump 21 is driven, the flow path switching valve 90 is the first guide flow path 81 and the third guide. When the flow path 83 is connected and the second injection pump 22 is driven, the valve driving unit 100 connects the flow path switching valve 90 to the second guide flow path 82 and the third guide flow path 83. To be controlled).

그러면 폭발행정시 고온 고압의 실린더(1) 내부로는 하나의 연료분사노즐(60)을 통해 연료가 1차 분사된 직후 바로 다시 2차로 분사되며, 이에 따라 본 실시예에서도 폭발행정시 실린더(1)에서는 1차 연료분사에 따른 1차폭발과 2차 연료분사에 따른 2차폭발이 거의 연속적으로 유도될 수 있게 된다.Then, the cylinder 1 of the high temperature and high pressure during the explosion stroke is injected into the secondary immediately after the primary injection of the fuel through one fuel injection nozzle 60, accordingly in the present embodiment the cylinder (1) ), The first explosion following the first fuel injection and the second explosion following the second fuel injection can be induced almost continuously.

또한 도 8과 도 9에는 본 발명의 제3실시예에 따른 디젤기관(C)으로써, 하나의 연료분사노즐(60)과 하나의 인젝션펌프(120)를 이용하여 폭발행정시 실린더(1) 내부로 2회에 걸쳐 연료를 순차적으로 분사할 수 있도록 마련된 구조가 도시된다. 8 and 9, the diesel engine C according to the third embodiment of the present invention uses one fuel injection nozzle 60 and one injection pump 120 to explode the inside of the cylinder 1. A structure provided to sequentially inject fuel twice a furnace is shown.

이를 위해 본 실시예의 경우 인젝션펌프(120)의 구동을 위한 펌프구동부(130)는 폭발행정시 단일의 상기 인젝션펌프(120)가 순차적으로 2회에 걸쳐 구동되도록 제어부(140)에 의해 제어된다.To this end, in the present embodiment, the pump driving unit 130 for driving the injection pump 120 is controlled by the controller 140 such that the single injection pump 120 is sequentially driven twice in an explosion stroke.

따라서 폭발행정시 상기 인젝션펌프(120)는 연료분사노즐(60)이 2회에 걸쳐 순차적으로 분사되도록 순간적으로 시차를 두고 2회 연속 구동되며, 이에 따라 본 실시예에서도 폭발행정시 실린더(1)에서는 1차 연료분사에 따른 1차폭발과 2차 연료분사에 따른 2차폭발이 거의 연속적으로 유도될 수 있게 된다.Therefore, the injection pump 120 is continuously driven two times at a time instantaneously so that the fuel injection nozzle 60 is sequentially injected two times during the explosion stroke, and thus in the present embodiment, the cylinder 1 In, the first explosion following the first fuel injection and the second explosion following the second fuel injection can be induced almost continuously.

제2 및 제3실시예의 경우 연료분사 관련 구성을 제외한 나머지 구성과 폭발행정을 제외한 흡입 압축 배기행정은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. In the case of the second and third embodiments, the rest of the configuration except for the fuel injection related configuration and the intake compression exhaust stroke except for the explosion stroke are the same as those of the first embodiment described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.

참고로 전술한 제1 내지 제3실시예에서는 4행정 1사이클방식에 따른 디젤기관을 예로 들어 설명하겠으나, 본 발명은 인젝션펌프가 폭발행정시 연료분사노즐을 통해 상기 실린더 내부로 연료를 2회에 걸쳐 순차적으로 분사시키도록 마련되는 범위 내에서 2행정 1사이클을 포함하는 여러 가지 다양한 방식의 디젤기관에 적용될 수 있다. For reference, in the above-described first to third embodiments, a diesel engine according to a four-stroke, one-cycle system will be described as an example. It can be applied to various types of diesel engines including two strokes and one cycle within a range provided to sequentially inject.

1: 실린더 2: 피스톤
3: 실린더헤드 4: 커넥팅로드
5: 크랭크축 6: 흡기밸브
7: 배기밸브 10: 연료분사노즐
11: 제1연료분사노즐 12: 제2연료분사노즐
20: 인젝션펌프 21: 제1인젝션펌프
22: 제2인젝션펌프 30: 연료공급유로
40: 펌프구동부 41: 제1펌프구동부
42: 제2펌프구동부 50: 제어부1: cylinder 2: piston
3: cylinder head 4: connecting rod
5: crankshaft 6: intake valve
7: Exhaust valve 10: Fuel injection nozzle
11: 1st fuel injection nozzle 12: 2nd fuel injection nozzle
20: injection pump 21: first injection pump
22: second injection pump 30: fuel supply flow path
40: pump driving unit 41: first pump driving unit
42: second pump driving unit 50: control unit

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 실린더(1)와, 상기 실린더(1) 내에 이동가능하게 설치된 피스톤(2)과, 상기 실린더(1)에 결합되고 흡기 및 배기밸브(6,7)와 연료분사노즐(60)이 설치된 실린더헤드(3)와, 상기 연료분사노즐(60)을 통해 상기 실린더(1) 내부로 연료가 분사되도록 하는 인젝션펌프(20)를 구비하는 디젤기관에 있어서,
상기 인젝션펌프(20)는 폭발행정시 상기 연료분사노즐(60)을 통해 상기 실린더(1) 내부로 연료를 2회에 걸쳐 순차적으로 분사시키도록 마련되되,
상기 연료분사노즐(60)은 하나로 마련되고, 상기 인젝션펌프(20)는 제1인젝션펌프(21)와 제2인젝션펌프(22)를 포함하여 한 쌍으로 마련되며,
상기 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)에서 펌핑된 연료를 상기 연료분사노즐(60)로 공급하는 연료공급유로(80)를 더 포함하되,
상기 연료공급유로(80)는 상기 제1인젝션펌프(21)에서 펌핑된 연료를 안내하는 제1안내유로(81)와, 상기 제2인젝션펌프(22)에서 펌핑된 연료를 안내하는 제2안내유로(82)와, 상기 제1 및 제2안내유로(81,82)로 안내된 연료를 상기 연료분사노즐(60)로 안내하는 제3안내유로(83)를 포함하고,
상기 제1 및 제2안내유로(81,82)의 하류와 상기 제3안내유로(83)의 상류는 상호 교차되도록 마련되며,
상기 제1 내지 제3안내유로(81,82,83)의 교차지점에는 상기 제1안내유로(81)와 제2안내유로(82) 중 어느 하나가 상기 제3안내유로(83)와 연결된 상태에서는 상기 제1안내유로(81)와 제2안내유로(82) 중 나머지 다른 하나가 상기 제3안내유로(83)와 차단되도록 상기 연료공급유로(80)의 유로를 전환시키는 유로전환밸브(90)가 마련된 것을 특징으로 하는 디젤기관. A cylinder head 1, a piston 2 movably installed in the cylinder 1, a cylinder head coupled to the cylinder 1 and having intake and exhaust valves 6, 7 and a fuel injection nozzle 60 installed therein. (3) and a diesel engine including an injection pump (20) for injecting fuel into the cylinder (1) through the fuel injection nozzle (60),
The injection pump 20 is provided to sequentially inject the fuel twice in the cylinder (1) through the fuel injection nozzle 60 during the explosion stroke,
The fuel injection nozzle 60 is provided in one, the injection pump 20 is provided in a pair including a first injection pump 21 and the second injection pump 22,
Further comprising a fuel supply passage 80 for supplying the fuel pumped from the first and second injection pump (21, 22) to the fuel injection nozzle (60),
The fuel supply passage 80 may include a first guide passage 81 for guiding fuel pumped from the first injection pump 21 and a second guide for guiding fuel pumped from the second injection pump 22. A flow path 82 and a third guide flow path 83 for guiding fuel guided to the first and second guide flow paths 81 and 82 to the fuel injection nozzle 60;
Downstream of the first and second guide passages 81 and 82 and upstream of the third guide passage 83 are provided to cross each other,
At the intersection of the first to third guide passages 81, 82, and 83, any one of the first guide passage 81 and the second guide passage 82 is connected to the third guide passage 83. In the flow path switching valve 90 for switching the flow path of the fuel supply flow path 80 so that the other one of the first guide flow path 81 and the second guide flow path 82 is blocked from the third guide flow path (83). Diesel engine, characterized in that provided. 제 4항에 있어서,
상기 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)를 구동시키는 펌프구동부(40)와,
상기 유로전환밸브(90)를 구동시키는 밸브구동부(100)와,
상기 폭발행정시 상기 제1 및 제2인젝션펌프(21,22)가 순차적으로 구동되고, 상기 제1인젝션펌프(21)가 구동된 상태에서는 상기 제1안내유로(81)와 제3안내유로(83)가 연결되고 상기 제2인젝션펌프(22)가 구동된 상태에서는 상기 제2안내유로(82)와 제3안내유로(83)가 연결되도록 상기 펌프구동부(40)와 밸브구동부(100)의 제어를 위한 제어부(110)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤기관.
The method of claim 4, wherein
A pump driving part 40 for driving the first and second injection pumps 21 and 22;
A valve driving part 100 for driving the flow path switching valve 90;
The first and second injection pumps 21 and 22 are sequentially driven during the explosion stroke, and in the state where the first injection pump 21 is driven, the first guide passage 81 and the third guide passage ( 83 is connected and the second injection pump 22 is driven so that the second guide passage 82 and the third guide passage 83 are connected to each other so that the pump driver 40 and the valve driver 100 are connected. A diesel engine further comprising a control unit 110 for control.
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