KR101219877B1 - Hybrid fuel injection equipment for diesel engine - Google Patents
Hybrid fuel injection equipment for diesel engine Download PDFInfo
- Publication number
- KR101219877B1 KR101219877B1 KR1020110044871A KR20110044871A KR101219877B1 KR 101219877 B1 KR101219877 B1 KR 101219877B1 KR 1020110044871 A KR1020110044871 A KR 1020110044871A KR 20110044871 A KR20110044871 A KR 20110044871A KR 101219877 B1 KR101219877 B1 KR 101219877B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fuel injection
- pressure
- injection
- fuel
- diesel engine
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 177
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 176
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
- F02M59/46—Valves
- F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
- F02M63/0033—Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
Abstract
본 발명은 디젤엔진용 하이브리드형 연료분사장치에 관한 것으로, 그 목적은 전자제어 연료분사 장치에 의해 전분사 주분사 후분사(Pre-Main-Post Injection)의 제어가 가능함과 동시에 사전에 설정된 연료분사 개방압에 의해서 연료가 분사되는 연료분사밸브와 연료분사시기에만 고압을 유지하여 시스템의 안전과 내구성을 유지할 수 있는 연료분사펌프를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 솔레노이드밸브와 병행하여 개방압에 의해서도 개폐되는 압력제어몸체를 구비한 연료분사밸브와 압력상승을 완만하게 유지하도록 연료펌프의 플런져상부에 그루브를 구비한 연료분사펌프를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치를 제공한다. The present invention relates to a hybrid fuel injection device for a diesel engine, the purpose of which is to control the pre-main injection post injection (Pre-Main-Post Injection) by the electronically controlled fuel injection device at the same time The present invention provides a hybrid fuel injection device for a diesel engine including a fuel injection valve in which fuel is injected by an open pressure and a fuel injection pump that maintains high pressure only at a fuel injection time to maintain safety and durability of the system.
To this end, a diesel engine including a fuel injection valve having a pressure control body which is opened and closed by opening pressure in parallel with a solenoid valve and a fuel injection pump having a groove on the plunger of the fuel pump so as to keep the pressure rise smoothly. It provides a hybrid fuel injection device for.
Description
본 발명은 디젤엔진용 연료분사장치에 관한 것으로, 기본적으로 종래의 캠, 롤러, 연료분사 펌프를 이용하여 분사압력을 형성하고, 이 압력 범위내에서 분사시기와 분사기간을 전자방식으로 제어하여 가장 최적의 연소가 가능하게 하며, 전자제어장치가 오작동일 때 기계식장치가 중단없는 연료분사를 할 수 있고, 또한 정상 작동하므로서 연료 분사시기와 분사량을 조절할 수 있는 기계식과 전자식의 장점을 결합한 디젤엔진용 하이브리드형 연료분사장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 종래의 디젤엔진은 개방 압력 보다 높은 압력의 연료가 유입되면 열리고, 개방압력보다 연료압력이 낮아지면 닫히는 하나의 니들밸브와 스프링을 가지고 있다. 이를 통해 연료펌프에서 형성된 고압의 연료가 연료밸브에 들어올 때, 연료밸브 안에서 개방 압력보다 높은 압력이 형성되면 연료유의 압력은 스프링이 니들밸브를 누르는 힘을 이겨내고 니들밸브를 들어 올려 노즐 끝단에 위치한 여러 개의 노즐홀을 통해 연료가 실린더 내로 분사하게 된다. 이와 같은 방법은 정해진 개방 압력에 따라 노즐홀을 통해 연료가 분사되는 하나의 메커니즘으로 구성되어 있다. In general, a conventional diesel engine has a needle valve and a spring that open when a fuel having a pressure higher than the opening pressure is introduced and close when the fuel pressure is lower than the opening pressure. Through this, when the high-pressure fuel formed in the fuel pump enters the fuel valve, if a pressure higher than the opening pressure is formed in the fuel valve, the fuel oil pressure overcomes the force that the spring presses on the needle valve and lifts the needle valve to lift the needle valve. Fuel is injected into the cylinder through the two nozzle holes. This method consists of a mechanism in which fuel is injected through the nozzle hole according to a predetermined opening pressure.
기계식엔진 연료분사밸브의 기본적인 분사패턴은 엔진rpm, 연료캠의 변위, 연료분사펌프에 의한 압력이 단계적으로 형성되고 개방 압력 이상에서 연료를 분사하므로서 연소가 이루어지는데, 이때 분사특성상 저부하 일때의 연료분사압력이 고부하때 보다 상당히 낮게 형성되면서 분무상태가 나빠지며, 이로 인하여 불완전연소가 이루어지기 때문에 매연이 많이 발생된다. 최적의 연소를 돕기 위하여 가변연료분사시기조정장치(VIT)를 사용하는데 기계식에서의 특성상 구조가 복잡하고 제조비용이 증가되는 단점이 있다. 또한 양호한 연소를 위해 개방압력을 높혀야 되나, 이 경우 스프링힘이 과도하게 니들시트에 작용하여 노즐수명이 단축되는 문제가 있다. In the basic injection pattern of the mechanical engine fuel injection valve, the engine rpm, displacement of the fuel cam, and pressure by the fuel injection pump are formed in stages and combustion occurs by injecting the fuel above the open pressure. As the spray pressure is formed considerably lower than at high loads, the spraying state is deteriorated, and thus, a lot of soot is generated because of incomplete combustion. The variable fuel injection timing adjusting device (VIT) is used to help the optimal combustion, but the mechanical structure has a disadvantage in that the structure is complicated and the manufacturing cost is increased. In addition, the opening pressure should be increased for good combustion, but in this case, there is a problem that the spring force acts excessively on the needle seat to shorten the nozzle life.
이를 보완하기위한 전자제어 커먼래일(Common Rail) 분사장치는 항상 일정한 고압의 연료유를 유지하기 때문에 저부하일 때 고압분사로 인한 매연감소 효과는 있으나, 고부하 일 때 연소상태는 종래의 기계식 연료분사장치에 비하여 크게 개선되지 못하고, 오히려 상시 고압유지로 인한 누설 위험성이 크고 구조가 복잡하여 가격이 상승하는 단점이 있다. 또한, 육상발전용이나 선박용 디젤엔진의 경우 저급연료(C중유, HFO)를 사용하므로서, 이물질 등에 의하여 정밀한 기계전자장치의 잦은 고장원인이 되고 있다.
In order to compensate for this, the common rail injection device has a constant high-pressure fuel oil, which reduces the smoke due to high-pressure injection at low loads, but at high loads, the combustion state is a conventional mechanical fuel injection device. It is not greatly improved as compared to the disadvantage, rather the risk of leakage due to the constant high pressure maintenance and the structure is complicated, the price increases. In addition, in the case of onshore power generation or marine diesel engines, low-grade fuels (C heavy oil, HFO) are used, which causes frequent failures of precise mechanical and electronic devices due to foreign matters.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 상시 고압을 유지하는 전자제어 커먼레일 방식과 달리 연료분사가 필요한 시기에만 고압을 유지하고 그 외 사이클에는 저압을 유지하므로서 시스템의 안전성을 높이고, 연료펌프 구동 소요동력을 낮추기 위해 종래보다 개선된 하이브리드(Hybrid)형 연료분사펌프를 구비하여, 분사시기를 자유로이 제어하기 위한 디지털 전자제어 방식과 기계식 제어 기능을 동시에 가진 시스템을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, its purpose is to maintain the high pressure only when the fuel injection is required, unlike other electronically controlled common rail system that always maintains high pressure and low pressure in other cycles to improve the safety of the system The present invention is to provide a system having both a digital electronic control method and a mechanical control function for freely controlling the injection timing by having a hybrid fuel injection pump improved than before to increase the driving force of the fuel pump and lower the driving force of the fuel pump.
본 발명의 또다른 목적은 전자식 기능의 오작동시 기계식 작동에서도 연료분사 시점을 조정하여 분사할 수 있다는 것이다. 이는 연료분사시기를 간단히 조정할 수 있게 하므로서, 전자식일때는 솔레노이드 밸브에 의해 작동범위와 압력을 유지하여 작동하나, 전자식 연료장치의 오작동시에는 기계식으로 간단히 조정할 수 있는 디지털기능과 기계식기능을 결합한 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치를 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to adjust the fuel injection timing even in mechanical operation when the electronic function is malfunctioning. This makes it possible to easily adjust the fuel injection timing.In the case of electronics, it operates by maintaining the operating range and pressure by solenoid valve.However, in case of malfunction of the electronic fuel system, the diesel engine combines the digital and mechanical functions that can be easily adjusted mechanically. It is to provide a hybrid fuel injection device for.
본 발명은 디젤기관에서 실린더에 연료를 분사시켜주는 하이브리드형 연료분사장치에 있어서, The present invention is a hybrid fuel injection device for injecting fuel to a cylinder in a diesel engine,
캠, 롤러 장치에 의해 구동되는 고압의 연료분사펌프와 그 내부에 분사압력을 완만하게 상승시킬 수 있는 하이브리드형 플런져; A high pressure fuel injection pump driven by a cam and a roller device and a hybrid plunger capable of gently raising the injection pressure therein;
고압연료가 공급되는 연료고압관 및 이와 연결되는 연료공급구가 구비된 연료밸브본체; A fuel valve body having a fuel high pressure pipe to which high pressure fuel is supplied and a fuel supply port connected thereto;
상기 연료밸브본체 내부의 연료분사실에 스프링에 의해 노즐홀을 개폐시키는 연료분사니들과 연료분사니들의 상부에 설치되는 압력제어몸체;A fuel injection needle for opening and closing the nozzle hole by a spring in the fuel injection chamber inside the fuel valve body and a pressure control body installed above the fuel injection needle;
상기 압력제어몸체 내부에 위치되고 연료분사실의 압력을 전달하는 개방압 제어구;An open pressure control device located inside the pressure control body and transmitting a pressure of a fuel injection chamber;
상기 압력제어몸체와 연결 설치되고 솔레노이드밸브 작동시 상하로 움직이도록 아마추어에 의해 연결되고, 스프링에 의해 압력제어실의 압력배출구와 개방압 제어구를 개폐하는 분사제어 니들;An injection control needle connected to the pressure control body and connected by an armature to move up and down when the solenoid valve is operated, and to open and close the pressure discharge port and the open pressure control port of the pressure control room by a spring;
상기 분사제어 니들과 스프링의 상부에 설치되어 스프링 탄성을 조정하여 분사시기와 개방압을 제어하는 개방압 조절나사;를 포함하도록 되어 있다.
It is installed on the injection control needle and the top of the spring; an opening pressure adjusting screw for controlling the injection timing and opening pressure by adjusting the spring elasticity;
이와 같이 본 발명은 기계식 연료분사장치의 장점과 전자식장치의 장점을 결합하여 기능을 최적화하였는데, 이는 전자식 방식의 장점인 저부하시 고압분사 및 연료분사시기 제어기능과, 기계식 방식의 장점인 분사필요시에만 고압을 유지하는 단순하고 안전한 특징을 결합한 하이브리드 연료분사장치로, 근본목적은 안전한 구조로서 전자식 커먼레일(Common Rail)보다 더 연소실 내에 유해가스(Smoke, Nox)를 줄이고 연비를 좋게 하는 효과가 있다. As such, the present invention combines the advantages of the mechanical fuel injection device with the advantages of the electronic device to optimize the function, which is the advantage of the electronic method for the control of high pressure injection and fuel injection timing at low loads, and the injection need for the mechanical method. It is a hybrid fuel injection device that combines simple and safe features to maintain high pressure only when operating. The basic purpose is a safe structure, which reduces the harmful gas (Nox) and improves fuel economy in the combustion chamber more than the common rail. have.
또한, 본 발명은 전자식 오작동시에도 기계식으로 설정된 개방압에 의해 분사되므로서 엔진 정지없이 운전할 수 있는 보완기능이 있어 엔진 급정지로 인한 부수적인 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has a complementary function that can be operated without stopping the engine while being injected by the mechanically set opening pressure even in the case of electronic malfunction has the effect of preventing the incidental problems caused by the engine sudden stop.
또한, 본 발명은 연료분사 기간의 종료는 종래의 조속기(Governor)에 의해 제어되므로, 디지털제어기의 기능이 단순화되는 효과도 있다.In the present invention, since the end of the fuel injection period is controlled by a conventional governor, the function of the digital controller is also simplified.
또한, 본 발명은 종래의 방법보다 간단하게 기계식 작동시에 본 발명의 연료분사밸브내에서 연료분사시점을 개방압 조정나사 조작으로 간단히 조정할 수 있으므로 정비가 단순하고 항상 엔진의 성능을 최적상태로 유지할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention can easily adjust the fuel injection point in the fuel injection valve of the present invention by the operation of the open pressure adjustment screw in the mechanical operation than the conventional method, the maintenance is simple and always keep the engine performance at the optimum state. There are advantages to it.
도 1 은 본 발명에 따른 전체 실시 예를 보인 단면예시도
도 2 는 본 발명에 따른 하이브리드형 인젝터의 주요 실시 예로서 압력제어 몸체내부에 압력배출구와 개방압제어구 및 단차를 갖는 분사제어니들의 설치를 보인 단면예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 또다른 하이브리드형 인젝터의 주요 실시 예로서 분사제어니들의 내부에 압력배출구를 갖는 구조의 예를 보인 단면예시도
도 4 는 본 발명에 따른 또다른 하이브리드형 인젝터의 주요 실시 예로서 압력제어몸체 내부에 압력배출구와 개방압제어구를 병행설치하고 분사제제어니들이 동시에 개폐되는 구조의 예를 보인 단면예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 하이브리드형 인젝터의 연료분사가 정지된 상태의 예를 보인 단면예시도
도 6 은 본 발명에 따른 하이브리드형 인젝터의 솔레노이드 전자작동 또는 설정된 개방압에 의해 분사제어니들이 압력배출구를 개방시켜 압력제어실의 압력이 저하되는 작동 실시 예를 보인 단면예시도
도 7 은 본 발명에 따른 하이브리드형 인젝터의 압력제어실의 압력이 저하되므로서 연료분사니들이 상승되어 연료가 분사되는 실시 예를 보인 단면예시도
도 8 은 본 발명에 따른 하이브리드형 고압 연료분사 펌프내의 플런져에 그루브를 설치하므로서 완만한 압력상승효과를 보여주며, 전자식과 기계식방식으로 작동되는 연료압력패턴, 연료분사시기, 연료분사율, 전분사-주분사-후분사(Pre-Main-Post)를 위한 신호작동 예시도
도 9 는 본 발명에 따른 하이브리드 엔진의 전자제어에 의한 전분사-주분사와 종래와 같은 기계식 조속기(Governor) 및 Fuel Rack에 의한 연료분사 종료 제어를 보여주는 예시도
도 10은 본 발명에 따른 하이브리드 엔진시 전자식 오작동시 순수 기계식에 의한 분사 작동 예시도(백업모드).
도 11은 종래의 기계식 엔진의 일반적인 연료압력패턴과 연료분사시기를 보인 예시도
도 12는 종래의 일반적인 전자식 커먼레일 방식의 작동원리 실시예를 보인 단면예시도
도 13은 종래의 일반적인 전자식 커먼레일 방식의 연료압력패턴, 연료분사시기와 전자시그널을 보인 예시도1 is a cross-sectional view showing the whole embodiment according to the present invention
Figure 2 is a cross-sectional view showing the installation of the injection control needle having a pressure discharge port and an open pressure control port and a step inside the pressure control body as a main embodiment of the hybrid injector according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an example of a structure having a pressure outlet inside the injection control needle as a main embodiment of another hybrid injector according to the present invention;
4 is a cross-sectional view illustrating an example of a structure in which a pressure discharge port and an open pressure control port are installed in parallel in a pressure control body as a main embodiment of another hybrid injector according to the present invention, and the injection control needle is opened and closed at the same time.
5 is an exemplary cross-sectional view showing an example of a state in which fuel injection of the hybrid injector according to the present invention is stopped.
6 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an operation in which the pressure of the pressure control chamber is reduced by opening the pressure discharge port of the injection control needle by the solenoid electric operation or the set opening pressure of the hybrid injector according to the present invention;
7 is a cross-sectional view illustrating an embodiment in which fuel injection needles are raised and fuel is injected as the pressure in the pressure control chamber of the hybrid injector decreases.
Figure 8 shows a gentle pressure rise effect by installing a groove in the plunger in the hybrid high-pressure fuel injection pump according to the present invention, the fuel pressure pattern, fuel injection timing, fuel injection rate, electrical Illustrated signal operation for pre-main injection
9 is an exemplary view showing fuel injection end control by pre-injection-main injection by the electronic control of the hybrid engine according to the present invention and mechanical governor and fuel rack as in the prior art
Figure 10 is an illustration of the injection operation (pure mode) by pure mechanical during electronic malfunction of the hybrid engine according to the present invention.
11 is an exemplary view showing a general fuel pressure pattern and fuel injection timing of a conventional mechanical engine.
12 is a cross-sectional view showing an embodiment of the operation principle of a conventional general electronic common rail method
13 is an exemplary view showing a fuel pressure pattern, a fuel injection timing, and an electronic signal of a conventional general electronic common rail method;
본 발명은 디젤기관의 연료를 분사시켜주는 연료분사장치에 있어서, 기계식과 전자식의 장점을 결합하여 시스템의 안전성과 신뢰성을 유지하므로써 보다 안정된 운전과 나아가 대기오염(Smoke, Nox)을 줄이고 연비를 향상시키기 위한 하이브리드형 연료분사장치를 제공한다. The present invention is a fuel injection device for injecting fuel in a diesel engine, by combining the advantages of mechanical and electronic to maintain the safety and reliability of the system, more stable operation and further reduce the air pollution (Smoke, Nox) and improve fuel economy To provide a hybrid fuel injection device for
즉, 본 발명은 디젤기관에서 실린더에 연료를 분사시켜주는 하이브리드형 연료분사장치에 있어서, That is, the present invention is a hybrid fuel injection device for injecting fuel to a cylinder in a diesel engine,
캠, 롤러 장치에 의해 구동되는 고압의 연료분사펌프와 그 내부에 분사압력을 완만하게 상승시킬 수 있는 하이브리드형 플런져; A high pressure fuel injection pump driven by a cam and a roller device and a hybrid plunger capable of gently raising the injection pressure therein;
고압연료가 공급되는 연료고압관 및 이와 연결되는 연료공급구가 구비된 연료밸브본체;A fuel valve body having a fuel high pressure pipe to which high pressure fuel is supplied and a fuel supply port connected thereto;
상기 연료밸브본체는 연료분사니들의 개폐를 제어하기위한 유로와 연료분사제어 니들이 설치되는 압력제어몸체; The fuel valve body includes a pressure control body provided with a flow path and a fuel injection control needle for controlling the opening and closing of the fuel injection needle;
상기 압력제어몸체와 연결되어 압력 제어실을 형성하고 공급압력과 압력제어실의 압력 차이에 의해 개폐되어 연소실로의 연료를 분사시키는 연료분사니들;A fuel injection needle connected to the pressure control body to form a pressure control chamber and opened and closed by a difference between a supply pressure and a pressure control chamber to inject fuel into the combustion chamber;
상기 압력제어몸체 상부는 솔레노이드와 아마츄어, 스프링, 개방압조절나사가 구비된 구조를 포함한다.
The upper portion of the pressure control body includes a structure provided with a solenoid and an amateur, a spring, and an open pressure adjusting screw.
이를 도면에 의거 상세히 설명하면,Referring to this in detail based on the drawings,
도 1 에 예시된바와 같이, 하이브리드 연료분사장치는 캠, 롤러 장치에 의해 구동되는 하이브리드형 연료분사펌프와 고압관, 하이브리드형 연료분사밸브, 이를 전자제어하기위한 ECU로 구성된다. 또한 하이브리드형 연료분사밸브는 Case 1, 2, 3의 3가지 구조로 구성될수 있다. 또한 하이브리드형 연료분사펌프의 내부에는 분사압력을 완만하게 상승시킬 수 있는 하이브리드형 플런져가 구비되어있다. 이로써 연료분사펌프는 고압의 연료를 고압관을 통해 하이브리드형 연료분사밸브로 공급되고, ECU 및 연료분사압력에의해 연료분사패턴이 제어된다.
As illustrated in FIG. 1, the hybrid fuel injection device includes a hybrid fuel injection pump driven by a cam and a roller device, a high pressure tube, a hybrid fuel injection valve, and an ECU for electronic control thereof. In addition, the hybrid fuel injection valve can be composed of three structures, such as
도 2 에 예시된바와 같이, 하이브리드형 연료분사밸브는 As illustrated in FIG. 2, the hybrid fuel injection valve
연료고압관과 연결되는 연료공급구(11)를 통해 고압의 연료가 연료분사실(32)로 유입되며, 유입된 연료 압력은 개방압제어구(13)를 통해 분사제어니들(24)의 단차면(18)에 작용하고, 입구스로틀(16)을 통해 압력제어실(31)로 유입되고, 연료분사니들(14)의 상부에 압력이 작용 된다. The high pressure fuel is introduced into the
또한, 연료분사실(32)에는 연료분사니들(14)이 설치되고, 니들스프링(17)과 상부의 압력제어실(31)의 압력에 의한힘이 하향으로 작용하며, 연료분사실(32)에 유입된 연료 압력에 의한 힘이 상향 작용한다. 해 상부로 힘을 받는다. 따라서, 압력제어실(31)의 압력이 연료분사실(32)의 압력과 동일하면 연료분사니들(14)이 니들스프링(17)에 의해 연료분사구(15)로의 연료분사가 차단되고, 반대로 압력제어실(31)의 압력이 연료분사실(32)의 압력보다 낮아지면 연료분사니들(14)이 상향이동하여 연료분사구(15)로의 연료분사가 이루어진다. In addition, the fuel injection needle (14) is installed in the fuel injection chamber (32), the force by the pressure of the needle spring (17) and the
또한, 압력제어몸체(12)에는 외부의 저압부와 연결된 연료배출구(30)가 구비되어, 압력배출통로(34)를 통해 압력배출구(33)와 연결되어있으며, 분사제어니들(24)의 개폐에 의해 유로가 개폐되므로서 압력제어실(31)의 압력이 제어된다.In addition, the
또한, 압력제어몸체(12)내부에는 분사제어니들(24)이 설치되고, 분사제어니들(24)의 상단부는 솔레노이드(21)의 아마추어(23)와 연결되고, 개방압스프링(22)에 의한 하향력이 작용된다. 또한 분사제어니들(24)의 상부의 직경이 하부의 직경보다 크게 하므로서, 공급압력이 단차면(18)에 작용하여 상향으로 운동할수 있는 구조이다. 또한, 분사제어니들(24)의 하단부는 압력배출구(33)를 개폐하는 구조로서, 연료분사가 불필요한 시기에는 개방압스프링(22)에 의해 압력배출구(33)가 닫혀 있으며, 분사시에는 공급되는 연료압력에 의한 단차면(18) 작용력이 설정된 개방압스프링(22)의 작용력보다 크면 분사제어니들(24)이 압력배출구(33)를 개방하게 되고, 입구스로틀(16)의 직경은 압력배출구(33)의 유로 직경에 비해 아주 작게 설계되므로, 압력제어실(31)의 압력이 낮아져서 연료분사니들(14)이 상향이동하여 연료분사구(15)로의 연료분사가 이루어진다. In addition, an
따라서, 하이브리드형 연료분사밸브는 공급된 연료압력이 설정된 개방압력보다 높으면 자동으로 분사되며, 또한 전자제어에 의해 솔레노이드가 작동하면 연료분사가 제어 가능한 두가지 기능을 수행할 수있는 구조를 구비하고 있다. Therefore, the hybrid fuel injection valve is automatically injected when the supplied fuel pressure is higher than the set opening pressure, and has a structure capable of performing two functions that can control fuel injection when the solenoid is operated by electronic control.
도 3 에 예시된바와 같이, 하이브리드형 연료분사밸브는 분사제어니들(24)의 내부에 연료배출통로(34)를 형성할수 있으며, 그 기능은 도 2 와 동일하다.As illustrated in FIG. 3, the hybrid fuel injection valve may form a
도 4 에 예시된바와 같이, 하이브리드형 연료분사밸브는 분사제어니들(24)의 하단부를 수평으로 구비하여 압력배출구(33)와 개방압제어구(13)을 동시에 제어하는 구조이며, 즉, 공급연료압이 분사제어니들(24)의 하단면에 직접 작용하여 상향 이동하므로써, 압력배출구(33)를 개방할수있는 구조로서 나머지 기능은 도 2 와 동일하다.
As illustrated in FIG. 4, the hybrid fuel injection valve has a lower end portion of the
하이브리드형 연료분사밸브의 기능을 보다 상세히 설명하면,When explaining the function of the hybrid fuel injection valve in more detail,
도 5 에 예시된 바와 같이, 연료분사가 불필요한 시기에는 주로 스프링력에 의해 분사제어니들과 연료분사니들이 차단되어 있으며,As illustrated in FIG. 5, injection control needles and fuel injection needles are mainly blocked by spring force when fuel injection is unnecessary.
도 6 에 예시된 바와 같이, 솔레노이드가 작동하거나, 공급압력이 설정된 개방압보다 높을때, 분사제어니들이 상향 이동하여 압력제어실이 개방되며,As illustrated in FIG. 6, when the solenoid operates or the supply pressure is higher than the set opening pressure, the injection control needle moves upward to open the pressure control chamber.
도 7 에 예시된 바와 같이, 압력제어실의 압력이 낮아져서 연료분사니들이 상향 이동하여 연료가 분사된다.As illustrated in FIG. 7, the pressure in the pressure control chamber is lowered so that the fuel injection needles move upward to inject fuel.
도 8 에 예시된 바와 같이, 하이브리드형 연료분사펌프는 종래보다 더 긴 기간동안 압력이 형성되는 캠을 사용하며, 하이브리드형 연료분사플런져에 의해 완만한 압력상승 패턴을 제공한다. 이러한 고압 기간동안 ECU의 전기신호에 따라 솔레노이드가 작동하여 전분사-주분사-후분사(Pre-Main-Post Injection)를 할 수 있다.As illustrated in FIG. 8, the hybrid fuel injection pump uses a cam in which pressure is formed for a longer period of time than conventional, and provides a gentle pressure increase pattern by the hybrid fuel injection plunger. During this high pressure period, the solenoid can operate according to the electrical signal of the ECU to perform pre-main-post injection.
도 9 에 예시된 바와 같이, 하이브리드형 연료분사펌프는 종래의 방법과 같이 조속기(Governor)와 연료제어 랙(Rack)에 의해 연료분사 종료를 제어할수 있다. 이 경우 하이브리드형 연료분사밸브는 전분사-주분사(Pre-Main Injection)만 할 수 있으며, ECU의 기능은 더욱 단순해진다. As illustrated in FIG. 9, the hybrid fuel injection pump may control the fuel injection end by a governor and a fuel control rack as in the conventional method. In this case, the hybrid fuel injection valve can only pre-main injection, and the ECU's function becomes simpler.
도 10 에 예시된 바와 같이, 하이브리드형 연료분사장치는 ECU 및 솔레노이드 등의 전자장치가 오작동하거나 고장일 경우, 엔진 운전 중단없이 순수 기계식으로도 작동할 수 있으며, 필요시 연료분사 시작시기를 개방압제어나사에 의해 간단히 조정할 수 있다.As illustrated in FIG. 10, the hybrid fuel injection device may be operated even in a purely mechanical manner without stopping the engine when an electronic device such as an ECU or a solenoid malfunctions or fails. It can be easily adjusted by the control screw.
도 11 은 종래의 기계식 연료분사장치의 일반적인 연료압력패턴과 연료분사시기를 보인 예시도이며,11 is an exemplary view showing a general fuel pressure pattern and the fuel injection timing of a conventional mechanical fuel injection device,
도 12 와 도 13 은 종래의 일반적인 전자식 커먼레일 연료분사장치의 작동원리 실시 예와 연료압력패턴, 연료분사시기와 전자시그널을 보인 예시도이다.
12 and 13 are exemplary views illustrating an operation principle embodiment of a conventional general common rail fuel injection device, a fuel pressure pattern, a fuel injection timing, and an electronic signal.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
(10) : 연료밸브본체
(11) : 연료공급구
(12) : 압력제어 몸체
(13) : 개방압 제어구
(14) : 연료 분사니들
(15) : 연료 분사구
(16) : 입구 스로틀
(17) : 니들 스프링
(18) : 단차면
(20) : 개방압 조절나사
(21) : 솔레노이드 밸브
(22) : 개방압 스프링
(23) : 아마추어
(24) : 분사제어 니들
(30) : 연료 배출구
(31) : 압력제어실
(32) : 연료분사실
(33) : 압력 배출구
(34) : 연료배출통로(10): fuel valve body
(11): fuel supply port
(12): pressure control body
(13): opening pressure control
14: fuel injection needle
15: fuel injection port
(16): entrance throttle
17.needle spring
(18): step surface
(20): Opening pressure adjusting screw
21: solenoid valve
(22): release pressure spring
(23): Amateur
24: injection control needle
30: fuel outlet
(31): pressure control room
(32): fuel injection chamber
33: pressure outlet
(34): fuel discharge passage
Claims (8)
전분사, 주분사, 후분사를 위한 압력제어몸체(12)와 그 내부에 압력배출구(33)와 개방압제어구(13)와 분사제어니들(24)을 동시에 구비한 연료분사밸브를 포함하여 구성되어,
디젤엔진의 연료분사 시기에만 고압을 유지하여 전분사 주분사 후분사가 가능토록하는 전자제어방식 및 기계식 연료분사를 구비한 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.
In a hybrid fuel injection device that injects fuel to a cylinder in a diesel engine,
It comprises a pressure injection body 12 for pre-injection, main injection, and post-injection, and a fuel injection valve having a pressure discharge port 33, an open pressure control port 13, and an injection control needle 24 therein. Became,
A hybrid fuel injection device for a diesel engine, comprising an electronic control method and a mechanical fuel injection to maintain a high pressure only at a fuel injection time of a diesel engine to enable pre- injection main injection and post injection.
연료분사펌프 플런져의 상부에 그루브를 설치하고 초기 압력 급상승후 완만하게 압력을 상승시켜 분사시기 제어를 용이하게 하는 고압의 연료분사펌프를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.
The method of claim 1,
A hybrid fuel injection device for a diesel engine, comprising a high pressure fuel injection pump that provides a groove on the fuel injection pump plunger and gently increases the pressure after the initial pressure increase to facilitate injection timing control.
개방압제어구(13)에 의해 분사제어니들(24)이 연료분사밸브 압력배출구(33)를 개폐하는 구조를 가진 연료분사밸브를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.
The method of claim 1,
A hybrid fuel injection device for a diesel engine comprising a fuel injection valve having a structure in which the injection control needle (24) opens and closes the fuel injection valve pressure outlet (33) by the open pressure control port (13).
분사제어니들(24)에 단차를 가공하여 압력면적차에 의해 분사제어니들이 개폐되므로서 연료분사가 제어되는 구조를 가진 연료분사밸브를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.
The method of claim 1,
A hybrid fuel injection device for a diesel engine comprising a fuel injection valve having a structure in which fuel injection is controlled by processing a step in the injection control needle 24 to open and close the injection control needle by a pressure area difference.
분사제어니들(24) 내부에 압력배출구(33)를 설치한 구조를 가진 연료분사밸브를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.
The method of claim 1,
Hybrid fuel injection device for a diesel engine comprising a fuel injection valve having a structure in which a pressure discharge port (33) is provided in the injection control needle (24).
전자식 솔레노이드 장치 작동과 관계없이 사전에 설정된 압력에 의해 연료분사가 가능한 구조를 가진 연료분사밸브를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.
The method of claim 1,
A hybrid fuel injection device for a diesel engine including a fuel injection valve having a structure capable of fuel injection by a predetermined pressure regardless of the operation of the electronic solenoid device.
분사제어니들(24)의 스프링장력을 조정하여 연료분사시기를 제어할 수 있는 압력제어몸체(12)를 구비한 연료분사밸브를 포함하는 디젤엔진용 하이브리드 연료분사 장치.The method of claim 1,
Hybrid fuel injection device for a diesel engine comprising a fuel injection valve having a pressure control body (12) capable of controlling the fuel injection timing by adjusting the spring tension of the injection control needle (24).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110044871A KR101219877B1 (en) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | Hybrid fuel injection equipment for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110044871A KR101219877B1 (en) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | Hybrid fuel injection equipment for diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120126806A KR20120126806A (en) | 2012-11-21 |
| KR101219877B1 true KR101219877B1 (en) | 2013-01-09 |
Family
ID=47512065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110044871A KR101219877B1 (en) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | Hybrid fuel injection equipment for diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101219877B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106555678B (en) * | 2016-12-02 | 2022-10-14 | 斯太尔动力（常州）发动机有限公司 | Oil supply device for pump nozzle of diesel engine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940011343B1 (en) * | 1986-09-09 | 1994-12-05 | 노바-베르케 아크티엔게젤샤프트 | Fuel injection device for a diesel engine with pre-injection |
| WO2003091566A1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Volvo Lastvagnar Ab | Fuel injection system |
| JP2005090501A (en) | 2003-09-15 | 2005-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Pressure regulation valve for accumulator fuel injection system |
| JP3746667B2 (en) * | 2000-09-14 | 2006-02-15 | 三菱重工業株式会社 | Electronic injector for unit injector |
-
2011
- 2011-05-13 KR KR1020110044871A patent/KR101219877B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940011343B1 (en) * | 1986-09-09 | 1994-12-05 | 노바-베르케 아크티엔게젤샤프트 | Fuel injection device for a diesel engine with pre-injection |
| JP3746667B2 (en) * | 2000-09-14 | 2006-02-15 | 三菱重工業株式会社 | Electronic injector for unit injector |
| WO2003091566A1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Volvo Lastvagnar Ab | Fuel injection system |
| JP2005090501A (en) | 2003-09-15 | 2005-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Pressure regulation valve for accumulator fuel injection system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120126806A (en) | 2012-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7549410B2 (en) | Fuel injection system suitable for low-viscosity fuels | |
| KR100580699B1 (en) | Common rail system | |
| US20110048379A1 (en) | Fluid injector with rate shaping capability | |
| US8881709B2 (en) | Fluid injector with back end rate shaping capability | |
| JP6181748B2 (en) | Fuel injector and method for controlling a fuel injector | |
| US20140182552A1 (en) | Dual fuel common rail system and diesel only method of operating same | |
| ATE537352T1 (en) | FUEL INJECTOR | |
| KR20090089281A (en) | Fuel-injection system for an internal-combustion engine and corresponding method for controlling fuel injection | |
| JP5580939B2 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engine | |
| JP2007224812A (en) | Fuel injection device | |
| KR101978012B1 (en) | Fuel injection system | |
| KR101219877B1 (en) | Hybrid fuel injection equipment for diesel engine | |
| JP2013521432A (en) | Two-stage fuel injection valve for diesel engines with solenoid valve and shuttle valve | |
| JP2018105209A (en) | Fuel injection device | |
| CN203925840U (en) | Electromagnetic Control pressure accumulation constant-voltage type oil sprayer | |
| KR101303509B1 (en) | Hybrid fuel injection equipment for diesel engine | |
| KR20010062690A (en) | Fuel injector assembly having a combined initial injection and a peak injection pressure regulator | |
| JP2015503706A (en) | Fuel injector | |
| CN101000025B (en) | Plunger even member adopting shoe-shape oil supplying law | |
| EP2187034B1 (en) | A fuel injector with axial sealing element | |
| KR100444050B1 (en) | A common rail type injector of diesel engines | |
| JP4903762B2 (en) | Fuel injection device | |
| KR101270277B1 (en) | Multi-Injector | |
| JP5237427B2 (en) | Accumulated fuel injection system | |
| JP2004028064A (en) | Fuel injection valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160104 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170102 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180102 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181030 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200106 Year of fee payment: 9 |