KR101222411B1 - Electronic control fuel injection valve - Google Patents

Electronic control fuel injection valve Download PDF

Info

Publication number
KR101222411B1
KR101222411B1 KR1020100136405A KR20100136405A KR101222411B1 KR 101222411 B1 KR101222411 B1 KR 101222411B1 KR 1020100136405 A KR1020100136405 A KR 1020100136405A KR 20100136405 A KR20100136405 A KR 20100136405A KR 101222411 B1 KR101222411 B1 KR 101222411B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
control
needle
pressure chamber
lower pressure
Prior art date
Application number
KR1020100136405A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120074538A (en
Inventor
김동훈
류승협
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020100136405A priority Critical patent/KR101222411B1/en
Priority to JP2013547318A priority patent/JP5779661B2/en
Priority to CN201180062653.7A priority patent/CN103282643B/en
Priority to US13/997,731 priority patent/US9181893B2/en
Priority to EP11853164.9A priority patent/EP2660461B1/en
Priority to PCT/KR2011/010037 priority patent/WO2012091367A2/en
Publication of KR20120074538A publication Critical patent/KR20120074538A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101222411B1 publication Critical patent/KR101222411B1/en
Priority to US14/860,790 priority patent/US9394849B2/en

Links

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
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic 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
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 전자제어 연료분사밸브에 관한 것으로, 기존 기계식 연료분사밸브와는 달리 엔진의 운전 조건과 독립적으로 제어 신호에 따라 연료의 분사시기와 분사량 등을 제어할 수 있도록 하고, 연료 분사의 제어 방식이 제어니들을 통해 고압의 연료를 하부압력챔버로 전달하여 노즐의 니들을 들어올리는 힘을 증가시키는 방식으로, 연료 분사의 제어가 신속하게 이루어질 수 있도록 하며, 유로의 구조가 단순하여 가공이 용이하도록 하는 전자제어 연료 분사 밸브를 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은 연료공급구를 통해 주입되는 연료의 이동을 위한 제1유로가 내부에 형성되고 상부에 제어밸브하우징이 설치되어 있는 밸브몸체; 상기 밸브몸체에 결합되고 제1유로를 통해 공급되는 연료가 채워져 니들을 상부 방향으로 가압해줌으로써, 니들을 들어올려 연료가 분사되도록 하는 노즐챔버가 형성되어 있는 노즐부; 상기 밸브몸체의 내부에 설치되고 상기 노즐부의 니들을 구동해주는 니들구동부; 상기 니들구동부의 상부에 형성되고 연료공급구를 통해 주입되는 연료가 채워짐으로써 니들구동부를 하부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 상부압력챔버; 상기 상부압력챔버의 하부에 위치하고 연료가 채워짐으로써 상기 니들구동부를 상부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 하부압력챔버; 상기 제어밸브하우징을 통해 상기 니들구동부의 내부로 형성되어 상기 하부압력챔버에 연결됨으로써 하부압력챔버에 연료가 공급될 수 있도록 하는 제2유로; 상기 제어밸브하우징에 설치되어 제어신호에 따라 상기 제2유로를 개폐해줌으로써 하부압력챔버로 공급되는 연료의 유량을 제어해주는 제어니들; 상기 하부압력챔버와 연결되도록 밸브몸체에 형성되어 연료의 배출시 하부압력챔버의 연료가 채워지는 제어챔버; 상기 제어챔버에 연결되어 제어챔버 내부의 연료가 밸브몸체의 외부로 배출되도록 하는 제어오리피스;를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 요지로 한다.The present invention relates to an electronically controlled fuel injection valve, and unlike the conventional mechanical fuel injection valve, it is possible to control the injection time and injection amount of the fuel according to a control signal independently of the operating conditions of the engine, and the fuel injection control method This control needle transfers the high pressure fuel to the lower pressure chamber to increase the force to lift the needle of the nozzle, so that the control of fuel injection can be made quickly, and the flow path is simple for easy processing. An electronically controlled fuel injection valve is provided.
The present invention for achieving the above object is a valve body having a first flow path for the movement of the fuel injected through the fuel supply port is formed therein and the control valve housing is installed on the upper portion; A nozzle unit coupled to the valve body and filled with fuel supplied through a first flow path to press the needle upward, thereby forming a nozzle chamber for lifting the needle to inject fuel; A needle driving unit installed inside the valve body and driving the needle of the nozzle unit; An upper pressure chamber formed at an upper portion of the needle driver and configured to pressurize the needle driver in a downward direction by filling a fuel injected through a fuel supply hole; A lower pressure chamber positioned below the upper pressure chamber and configured to form a pressure for pressurizing the needle driving part upward by filling the fuel; A second flow path formed inside the needle driving unit through the control valve housing and connected to the lower pressure chamber to supply fuel to the lower pressure chamber; A control needle installed in the control valve housing to control the flow rate of the fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the second flow path according to a control signal; A control chamber formed in the valve body so as to be connected to the lower pressure chamber so that the fuel of the lower pressure chamber is filled when the fuel is discharged; The technical orifice includes a control orifice connected to the control chamber to discharge fuel inside the control chamber to the outside of the valve body.

Description

전자제어 연료분사밸브{Electronic control fuel injection valve}Electronic control fuel injection valve

본 발명은 전자제어 연료분사밸브에 관한 것으로, 엔진의 운전 조건과 독립적으로 제어 신호에 따라 연료분사 시기와 분사량을 제어할 수 있도록 하는 전자제어 연료분사밸브에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled fuel injection valve, and more particularly, to an electronically controlled fuel injection valve capable of controlling fuel injection timing and injection amount according to a control signal independently of an engine operating condition.

전자제어 기술의 발전에 따라 전자제어 엔진이 급속히 확산되는 추세 속에서, 저 부하에서도 고압 분사가 가능하고 제어 신호에 따라 분사 제어가 용이한 커먼레일 형태의 연료분사 방식이 전자제어 엔진에 주로 적용되고 있다.As the electronic control engine is rapidly spreading with the development of the electronic control technology, the common rail type fuel injection method that is capable of high pressure injection even at low load and easy injection control according to the control signal is mainly applied to the electronic control engine. have.

커먼레일 연료분사시스템의 핵심 장치인 전자제어 연료분사밸브에 대한 많은 연구 개발이 이뤄지고 있으며, 연료분사밸브의 성능 향상을 위해 다양한 형태의 연료분사밸브 구동 방식에 대한 특허가 다수 출원되고 있다.A lot of research and development has been conducted on the electronically controlled fuel injection valve, which is a core device of the common rail fuel injection system, and many patents have been applied for various types of fuel injection valve driving methods to improve the performance of the fuel injection valve.

종래의 기계식 연료분사밸브는 노즐부의 챔버에 주입되는 연료의 압력을 통해서만 니들을 들어올려 연료를 분사하는 구조로써, 연료의 분사 시기와 분사량 등의 분사특성이 항상 일정한 형태를 가지므로, 엔진의 운전 조건과 독립적으로 연료분사 제어가 이루어지 못하는 문제점이 있다.
The conventional mechanical fuel injection valve is a structure for injecting fuel by raising the needle only through the pressure of the fuel injected into the chamber of the nozzle unit, and the injection characteristics such as the injection timing and the injection amount of the fuel are always constant. There is a problem that fuel injection control is not achieved independently of the condition.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 기존 기계식 연료분사밸브와는 달리 엔진의 운전 조건과 독립적으로 제어 신호에 따라 연료의 분사시기와 분사량 등을 제어할 수 있도록 하고, 연료 분사의 제어 방식이 제어니들을 통해 고압의 연료를 하부압력챔버로 전달하여 노즐의 니들을 들어올리는 힘을 증가시키는 방식으로, 연료 분사의 제어가 신속하게 이루어질 수 있도록 하며, 유로의 구조가 단순하여 가공이 용이하도록 하는 전자제어 연료 분사 밸브를 제공함에 있다.
An object of the present invention for solving the above problems, unlike the conventional mechanical fuel injection valve, it is possible to control the injection timing and injection amount of the fuel in accordance with the control signal independent of the operating conditions of the engine, The control method delivers the high pressure fuel through the control needle to the lower pressure chamber to increase the lifting force of the needle of the nozzle, so that the control of the fuel injection can be made quickly, and the flow path is simple to process. It is to provide an electronically controlled fuel injection valve to facilitate.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 연료공급구를 통해 주입되는 연료의 이동을 위한 제1유로가 내부에 형성되고 상부에 제어밸브하우징이 설치되어 있는 밸브몸체; 상기 밸브몸체에 결합되고 제1유로를 통해 공급되는 연료가 채워져 니들을 상부 방향으로 가압해줌으로써, 니들을 들어올려 연료가 분사되도록 하는 노즐챔버가 형성되어 있는 노즐부; 상기 밸브몸체의 내부에 설치되고 상기 노즐부의 니들을 구동해주는 니들구동부; 상기 니들구동부의 상부에 형성되고 연료공급구를 통해 주입되는 연료가 채워짐으로써 니들구동부를 하부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 상부압력챔버; 상기 상부압력챔버의 하부에 위치하고 연료가 채워짐으로써 상기 니들구동부를 상부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 하부압력챔버; 상기 제어밸브하우징을 통해 상기 니들구동부의 내부로 형성되어 상기 하부압력챔버에 연결됨으로써 하부압력챔버에 연료가 공급될 수 있도록 하는 제2유로; 상기 제어밸브하우징에 설치되어 제어신호에 따라 상기 제2유로를 개폐해줌으로써 하부압력챔버로 공급되는 연료의 유량을 제어해주는 제어니들; 상기 하부압력챔버와 연결되도록 밸브몸체에 형성되어 연료의 배출시 하부압력챔버의 연료가 채워지는 제어챔버; 상기 제어챔버에 연결되어 제어챔버 내부의 연료가 밸브몸체의 외부로 배출되도록 하는 제어오리피스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention to achieve the object as described above and to solve the conventional drawbacks, the first flow path for the movement of the fuel injected through the fuel supply port is formed therein and the control valve housing is installed on the top A valve body; A nozzle unit coupled to the valve body and filled with fuel supplied through a first flow path to press the needle upward, thereby forming a nozzle chamber for lifting the needle to inject fuel; A needle driving unit installed inside the valve body and driving the needle of the nozzle unit; An upper pressure chamber formed at an upper portion of the needle driver and configured to pressurize the needle driver in a downward direction by filling a fuel injected through a fuel supply hole; A lower pressure chamber positioned below the upper pressure chamber and configured to form a pressure for pressurizing the needle driving part upward by filling the fuel; A second flow path formed inside the needle driving unit through the control valve housing and connected to the lower pressure chamber to supply fuel to the lower pressure chamber; A control needle installed in the control valve housing to control the flow rate of the fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the second flow path according to a control signal; A control chamber formed in the valve body so as to be connected to the lower pressure chamber so that the fuel of the lower pressure chamber is filled when the fuel is discharged; And a control orifice connected to the control chamber to discharge fuel inside the control chamber to the outside of the valve body.

또한 상기 니들구동부는, 상기 밸브몸체의 내부에서 상기 제어밸브하우징에 끼워지도록 설치되어 제2유로가 내부 중심에 형성되고 상부압력챔버에 채워지는 연료에 의한 압력으로 상기 노즐부의 니들을 하부방향으로 힘을 가해주는 스핀들; 상기 스핀들에 끼워져 스핀들을 하부방향으로 힘을 가해주는 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the needle driving unit is installed to be fitted to the control valve housing in the valve body so that the second flow path is formed in the inner center and the needle of the nozzle portion in the downward direction by the pressure of the fuel filled in the upper pressure chamber A spindle for applying; It is characterized in that it comprises a spring fitted to the spindle to apply a force to the spindle downward.

또한 상기 스핀들에는, 상기 하부압력챔버에 채워지는 연료의 압력을 받아 상부방향으로 구동력이 작용할 수 있도록 단턱진 형태의 압력작용면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
In addition, the spindle, characterized in that the pressure acting surface of the stepped form is formed so that the driving force acts in the upper direction under the pressure of the fuel filled in the lower pressure chamber.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 기계식 연료분사밸브와는 달리 엔진의 운전 조건과 독립적으로 제어신호에 따라 제어니들을 작동하여 연료의 분사시기와 분사량을 제어할 수 있고, 연료분사의 제어방식이 제어니들을 통해 고압의 연료를 하부압력챔버로 전달하여 노즐부의 니들을 들어올리는 힘을 증가시키는 방식으로 연료 분사의 제어가 신속하게 이루어질 수 있게 되며, 구조가 간단하여 부품의 교체가 용이하고, 제2유로가 제어밸브하우징을 통해 스핀들의 내부로 형성됨으로써 하부압력챔버로 연결되는 유로의 구조가 단순화되어 가공이 용이한 매우 유용한 발명이다.
As described above, according to the present invention, unlike the conventional mechanical fuel injection valve, the injection needle and the injection amount of the fuel can be controlled by operating the control needle according to the control signal independently of the operating conditions of the engine. The control method allows the fuel injection to be controlled quickly in such a way that the high pressure fuel is transferred to the lower pressure chamber through the control needle to increase the force for lifting the needle of the nozzle part. In addition, the second flow path is formed inside the spindle through the control valve housing, thereby simplifying the structure of the flow path connected to the lower pressure chamber, which is a very useful invention.

도 1 은 본 발명에 의한 연료분사밸브를 나타낸 예시도,
도 2 는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들의 설치구조를 상세히 나타낸 예시도,
도 3 은 본 발명에 의한 연료분사밸브의 스핀들과 하부압력챔버의 구조를 상세히 나타낸 예시도,
도 4 는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들이 닫혀 연료가 분사되지 않는 경우에서의 작동상태 및 연료의 흐름을 나타낸 예시도,
도 5 는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들이 열려 연료가 분사되는 경우에서의 작동상태 및 연료의 흐름을 나타낸 예시도,
도 6 은 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들이 다시 닫혀 연료분사가 종료되는 경우에서의 작동상태 및 연료의 흐름을 나타낸 예시도. 1 is an exemplary view showing a fuel injection valve according to the present invention,
2 is an exemplary view showing in detail the installation structure of the control needle of the fuel injection valve according to the present invention;
3 is an exemplary view showing in detail the structure of the spindle and the lower pressure chamber of the fuel injection valve according to the present invention;
4 is an exemplary view showing an operating state and a flow of fuel when the control needle of the fuel injection valve according to the present invention is closed and no fuel is injected;
5 is an exemplary view showing an operating state and a flow of fuel when a control needle of a fuel injection valve is opened and fuel is injected according to the present invention;
6 is an exemplary view showing an operating state and a flow of fuel when the control needle of the fuel injection valve according to the present invention is closed again to terminate the fuel injection.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1 은 본 발명에 의한 연료분사밸브를 나타낸 예시도, 도 2 는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들의 설치구조를 상세히 나타낸 예시도, 도 3 은 본 발명에 의한 연료분사밸브의 스핀들과 하부압력챔버의 구조를 상세히 나타낸 예시도, 도 4 는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들이 닫혀 연료가 분사되지 않는 경우에서의 작동상태 및 연료의 흐름을 나타낸 예시도, 도 5 는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들이 열려 연료가 분사되는 경우에서의 작동상태 및 연료의 흐름을 나타낸 예시도, 도 6 은 본 발명에 의한 연료분사밸브의 제어니들이 다시 닫혀 연료분사가 종료되는 경우에서의 작동상태 및 연료의 흐름을 나타낸 예시도로서,1 is an exemplary view showing a fuel injection valve according to the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing in detail the installation structure of the control needle of the fuel injection valve according to the present invention, Figure 3 is a spindle and a fuel injection valve of the present invention 4 is an exemplary view showing the structure of the lower pressure chamber in detail, FIG. 4 is an exemplary view showing the operating state and the flow of fuel when the control needle of the fuel injection valve according to the present invention is closed and no fuel is injected, and FIG. FIG. 6 is an exemplary view illustrating an operating state and a flow of fuel when the control needle of the fuel injection valve is opened and fuel is injected. FIG. 6 is an operation when the fuel injection valve is finished by closing the control needle of the fuel injection valve according to the present invention. As an illustration showing the state and the flow of fuel,

도면에서와 같이 본 발명의 연료분사밸브(100)는, 연료공급구(210)를 통해 주입되는 연료가 이동될 수 있도록 제1유로(220)가 내부에 형성되고, 상부에 제어밸브하우징(281)이 설치되어 있는 밸브몸체(200)와, 상기 밸브몸체(200)의 하부에 결합되고 상기 제1유로(220)를 통해 공급되는 연료가 채워져 내부에 설치되는 니들(320)을 상부 방향으로 가압해줌으로써, 내부에 설치되는 니들(320)을 들어올려 연료가 노즐홀(330)을 통해 분사될 수 있도록 노즐챔버(310)가 형성되어 있는 노즐부(300)와, 상기 밸브몸체(200)의 내부에 설치되고 상기 노즐부(300)의 니들(320)을 구동해주는 니들구동부(240)와, 상기 니들구동부(240) 상부에 형성되고 연료공급구(210)를 통해 주입되는 연료가 채워짐으로써 니들구동부(240)를 하부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 상부압력챔버(230)와, 상기 상부압력챔버(230)의 하부에 위치하도록 밸브몸체(200)에 형성되어 연료가 채워짐으로써 니들구동부(240)를 상부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 하부압력챔버(231)와, 상기 제어밸브하우징(281)을 통해 상기 니들구동부(240)의 내부로 형성되어 상기 하부압력챔버(231)에 연결됨으로써 하부압력챔버(231)에 연료가 공급될 수 있도록 하는 제2유로(221)와, 상기 제어밸브하우징(281)에 설치되어 제어신호에 따라 상기 제2유로(221)를 개폐해줌으로써 하부압력챔버(231)로 공급되는 연료의 유량을 제어해주는 제어니들(280)과, 상기 하부압력챔버(231)와 연결되도록 밸브몸체(200)에 형성되어 연료의 배출시 하부압력챔버(231)의 연료가 채워지는 제어챔버(270)와, 상기 제어챔버(270)에 연결되도록 밸브몸체(200)에 형성되어 제어챔버(270) 내부에 채워진 연료가 밸브몸체(200)의 외부로 배출될 수 있도록 하는 제어오리피스(271)를 포함하여 구성된다. As shown in the drawing, the fuel injection valve 100 of the present invention has a first flow path 220 formed therein so that the fuel injected through the fuel supply port 210 can be moved therein, and a control valve housing 281 at the top. ) Is installed in the valve body 200 and the lower portion of the valve body 200 and the fuel supplied through the first flow path 220 is filled to press the needle 320 installed therein in an upward direction. By lifting the needle 320 installed therein, the nozzle unit 300 having the nozzle chamber 310 is formed so that the fuel can be injected through the nozzle hole 330, and the valve body 200 of the Needle is installed inside and drives the needle 320 of the nozzle unit 300, and the needle is formed on the needle driving unit 240 and the fuel injected through the fuel supply port 210 is filled with the needle An image for forming a pressure for pressing the drive unit 240 in the downward direction The pressure chamber 230 and the valve body 200 are formed at the lower portion of the upper pressure chamber 230 to fill the fuel so that pressure for pressurizing the needle driver 240 in the upper direction can be formed. The lower pressure chamber 231 and the control valve housing 281 may be formed into the needle driver 240 to be connected to the lower pressure chamber 231 to supply fuel to the lower pressure chamber 231. Installed in the second flow passage 221 and the control valve housing 281 to control the flow rate of the fuel supplied to the lower pressure chamber 231 by opening and closing the second flow passage 221 according to a control signal. The control needle 280, the control chamber 270 is formed in the valve body 200 to be connected to the lower pressure chamber 231 is filled with the fuel of the lower pressure chamber 231 when the fuel is discharged, and the control chamber Control chamber formed in the valve body 200 to be connected to the (270) The fuel filled in the burr 270 is configured to include a control orifice 271 to be discharged to the outside of the valve body 200.

상기 제어니들은(280)은 제어신호에 따라 작동되는 구동기(actuator, 도시없음)에 의해 작동되어 상기 제2유로(221)를 개폐하여 상기 하부압력챔버(231)로 유입되는 연료의 유량을 제어할 수 있도록 구성되는 것이다.The control needle 280 is operated by an actuator (not shown) operated according to a control signal to control the flow rate of the fuel flowing into the lower pressure chamber 231 by opening and closing the second flow passage 221. It is configured to do that.

상기 니들구동부(240)는, 상기 밸브몸체(200)의 내부에서 상부압력챔버(230)의 하부에 위치하도록 설치되어 상부압력챔버(230)에 채워지는 연료에 의한 압력으로 상기 노즐부(300)의 니들(320)을 하부방향으로 힘을 가해주는 스핀들(250)과, 상기 스핀들(250)에 끼워져 스핀들(250)을 하부방향으로 힘을 가해주는 스프링(260)을 포함하여 구성된다.The needle driving unit 240 is installed to be positioned below the upper pressure chamber 230 in the valve body 200 and is filled with the upper pressure chamber 230 by the pressure of the fuel to fill the nozzle unit 300. It comprises a spindle 250 for applying a force to the needle 320 in the downward direction, and a spring 260 is inserted into the spindle 250 to apply a force to the spindle 250 in the downward direction.

한편 상기 스핀들(250)은 상기 제어밸브하우징(281)이 삽입될 수 있도록 중심부에 삽입홀(252)이 형성되어 있다.On the other hand, the spindle 250 has an insertion hole 252 is formed in the center so that the control valve housing 281 can be inserted.

상기와 같이 형성되는 삽입홀(252)에 제2유로(221)가 형성되어 있는 제어밸브하우징(281)이 삽입되어 결합됨으로써 스핀들(250)의 내부에 제2유로(221)가 위치하게 되어 제2유로(221)의 구조가 단순해서 제2유로(221)의 가공이 용이하다.As the control valve housing 281 in which the second flow path 221 is formed is inserted into and coupled to the insertion hole 252 formed as described above, the second flow path 221 is positioned inside the spindle 250. Since the structure of the two flow paths 221 is simple, the processing of the second flow path 221 is easy.

한편 상기 삽입홀(252)에는 상기 제2유로(221)를 통해 이동되는 연료가 스핀들(250)의 외부에 형성되어 있는 하부압력챔버(231)에 공급될 수 있도록 하부압력챔버(231)로 연결되는 다수의 연결홀(253)이 형성되어 있다.On the other hand, the insertion hole 252 is connected to the lower pressure chamber 231 so that the fuel moved through the second flow passage 221 can be supplied to the lower pressure chamber 231 formed outside the spindle 250. A plurality of connection holes 253 are formed.

한편 상기 스핀들(250)에는 상기 하부압력챔버(231)에 연료에 채워지는 연료의 압력에 의해 상부방향으로 구동력이 작용할 수 있도록 단턱진 형태의 압력작용면(251)이 형성되어 있다.On the other hand, the spindle 250 is formed with a stepped pressure acting surface 251 so that the driving force acts in the upper direction by the pressure of the fuel filled in the fuel in the lower pressure chamber 231.

한편 상기 제어챔버(270) 및 제어오리피스(271)는 스핀들(250)이 상부방향으로 구동될 때에는 하부압력챔버(231)와 연결되어 하부압력챔버(231) 내부의 연료를 밸브몸체(200)의 외부로 배출하는 반면 스핀들(250)이 구동되지 않은 경우에는 하부압력챔버(231)와 연결이 차단되어 연료가 배출되지 않도록 형성되어 있다.
On the other hand, the control chamber 270 and the control orifice 271 are connected to the lower pressure chamber 231 when the spindle 250 is driven upward to supply fuel in the lower pressure chamber 231 to the valve body 200. When the spindle 250 is not driven while being discharged to the outside, the connection with the lower pressure chamber 231 is blocked so that fuel is not discharged.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연료분사밸브의 작동상태를 설명한다.The operation state of the fuel injection valve according to the present invention configured as described above will be described.

먼저 연료가 분사되지 않을 경우에는, 상기 연료공급구(210)를 통해 공급되는 고압의 연료는 스핀들(250)의 상부에 형성되어 있는 상부압력챔버(230) 및 제1유로(220)를 따라 노즐부(300)의 노즐챔버(310)에 채워진다.First, when the fuel is not injected, the high-pressure fuel supplied through the fuel supply port 210 nozzles along the upper pressure chamber 230 and the first flow path 220 formed on the spindle 250 The nozzle chamber 310 of the part 300 is filled.

이렇게 연료분사가 이루어지지 않는 대기 기간에는 제어니들(280)이 제2유로(221)를 밀폐하여 닫고 있기 때문에 연료가 제2유로(221)를 통해 하부압력챔버(231)로 전달되지 않는다. Since the control needle 280 seals and closes the second flow path 221 in the standby period in which the fuel injection is not performed, fuel is not transferred to the lower pressure chamber 231 through the second flow path 221.

따라서 상부압력챔버(230)에 충전된 연료의 압력에 의해 스핀들(250) 상부에서 하부방향으로 작용하는 힘과 스프링(260)에 의해 하부방향으로 작용하는 힘의 합이 노즐챔버(310)에 채워져 노즐부(300)의 니들(320)에 상부방향으로 작용하는 압력에 의한 힘보다 크기 때문에 니들(320)이 닫힌 상태를 유지하게 되어 노즐홀(330)을 통해 연료분사가 발생하지 않게 된다.Therefore, the sum of the force acting downward from the top of the spindle 250 by the pressure of the fuel charged in the upper pressure chamber 230 and the force acting downward by the spring 260 is filled in the nozzle chamber 310. Since the needle 320 is maintained in a closed state because it is larger than the force caused by the pressure acting upward on the needle 320 of the nozzle unit 300, fuel injection does not occur through the nozzle hole 330.

한편 연료분사가 시작될 경우에는, 제어신호에 따라 구동기가 작동하여 제어니들(280)이 위로 상승되면 제어니들(280)이 막고 있는 제2유로(221)가 개방되어 고압의 연료가 스핀들(250)의 내부에서 연결홀(253)을 통해 하부압력챔버(231)로 전달되고, 하부압력챔버(231)에 채워지는 연료의 압력이 스핀들(250)의 압력작용면(251)에 작용한다.On the other hand, when the fuel injection is started, when the driver operates in response to the control signal and the control needle 280 is raised upward, the second flow path 221 blocked by the control needle 280 is opened, and the high-pressure fuel is supplied to the spindle 250. The pressure of the fuel that is transferred to the lower pressure chamber 231 through the connection hole 253 in the interior of the lower pressure chamber 231 acts on the pressure action surface 251 of the spindle 250.

이에 따라 노즐부(300)의 노즐챔버(310)에 채워진 연료에 의해 니들(320)에 작용하는 압력 및 하부압력챔버(231)에 채워지는 연료에 의해 스핀들(250)에 작용하는 압력에 의해 스핀들(250)과 노즐부(300)의 니들(320)을 상부방향으로 밀어 올리는 힘이 상부압력챔버(230)에 채워져 스핀들(250)의 상부에 작용하는 압력에 의한 힘 및 스프링(260)에 의해 하부방향으로 작용하는 힘의 합력보다 커지면서 스핀들(250)과 노즐부(300)의 니들(320)이 상승하게 되고 노즐홀(330)을 통해 연료의 분사가 이루어지게 된다.Accordingly, the spindle is operated by the pressure acting on the needle 320 by the fuel filled in the nozzle chamber 310 of the nozzle unit 300 and the pressure acting on the spindle 250 by the fuel filled in the lower pressure chamber 231. The force for pushing up the needle 320 of the 250 and the nozzle part 300 in the upward direction is filled in the upper pressure chamber 230 by the force and the spring 260 due to the pressure acting on the upper part of the spindle 250. The needle 320 of the spindle 250 and the nozzle unit 300 is raised while the force of the force acting in the downward direction is increased, and the fuel is injected through the nozzle hole 330.

한편 연료의 분사가 종료될 경우에는 제어신호에 따라 제어니들(280)이 하부방향으로 이동하여 하부압력챔버(231)로 연결되는 제2유로(221)를 차단한다.On the other hand, when the injection of the fuel is finished, the control needle 280 moves in a downward direction according to the control signal to block the second flow path 221 connected to the lower pressure chamber 231.

이렇게 제2유로(221)가 차단되면 하부압력챔버(231)에는 더 이상의 연료 공급이 없는 반면 제어오리피스(270)를 통해 연료가 배출되면서 하부압력챔버(231) 내의 압력이 떨어지게 된다.When the second flow path 221 is blocked in this way, the lower pressure chamber 231 has no fuel supply, while the fuel is discharged through the control orifice 270, and the pressure in the lower pressure chamber 231 falls.

이에 따라 스핀들(250)과 노즐부(300)의 니들(320)을 상승시키는 연료 압력에 의한 힘이 스핀들(250)과 노즐부(300)의 니들(320)을 누르는 스핀들의 상부에 작용하는 압력에 의한 힘과 스프링(260)에 의한 힘의 합력보다 작아지게 되어 노즐부(300)의 니들(320)이 하강하여 유로를 차단하면서 노즐홀(330)을 통한 연료분사가 종료되는 것이다.
Accordingly, a force caused by the fuel pressure for raising the needle 320 of the spindle 250 and the nozzle unit 300 acts on the upper part of the spindle pressing the needle 320 of the spindle 250 and the nozzle unit 300. It becomes smaller than the force of the force by the force and the spring 260 by the needle 320 of the nozzle unit 300 is lowered to block the flow path while the fuel injection through the nozzle hole 330 is finished.

이와 같이 작용하는 본 발명은 기존의 기계식 연료분사밸브와는 달리 엔진의 운전 조건과 독립적으로 제어신호에 따라 제어니들(280)을 작동하여 연료의 분사시기와 분사량을 제어할 수 있게 된다.Unlike the conventional mechanical fuel injection valve, the present invention, which operates as described above, operates the control needle 280 according to a control signal independently of an operating condition of the engine to control the injection timing and the injection amount of the fuel.

또한 연료분사의 제어방식이 제어니들(280)을 통해 고압의 연료를 하부압력챔버(231)로 전달하여 노즐부(300)의 니들(320)을 들어올리는 힘을 증가시키는 방식으로 연료 분사의 제어가 신속하게 이루어질 수 있게 된다.In addition, the fuel injection control method controls fuel injection in such a manner that the high pressure fuel is transferred to the lower pressure chamber 231 through the control needle 280 to increase the force for lifting the needle 320 of the nozzle unit 300. Can be made quickly.

또한 제2유로의 구조가 단순화되어 가공이 쉽고 부품의 조립 및 교체가 용이하다.
In addition, the structure of the second channel is simplified, so that the processing is easy and the assembly and replacement of parts are easy.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

(100) : 연료분사밸브 (200) : 밸브몸체
(210) : 연료공급구 (220) : 제1유로
(221) : 제2유로 (230) : 상부압력챔버
(231) : 하부압력챔버 (240) : 니들구동부
(250) : 스핀들 (251) : 압력작용면
(252) : 삽입홀 (253) : 연결홀
(260) : 스프링 (270) : 제어챔버
(271) : 제어오리피스 (280) : 제어니들
(281) : 제어밸브하우징 (300) : 노즐부
(310) : 노즐챔버 (320) : 니들
(330) : 노즐홀100: fuel injection valve 200: valve body
(210): fuel supply port 220: the first euro
(221): second flow path (230): upper pressure chamber
(231): lower pressure chamber 240: needle drive unit
(250): spindle (251): pressure action surface
(252): Insertion hole (253): Connection hole
260: Spring 270: Control Chamber
(271): control orifice (280): control needle
(281): control valve housing (300): nozzle
(310): nozzle chamber 320: needle
(330): nozzle hole

Claims (3)

연료공급구를 통해 주입되는 연료의 이동을 위한 제1유로가 내부에 형성되고 상부에 제어밸브하우징이 설치되어 있는 밸브몸체;
상기 밸브몸체에 결합되고 제1유로를 통해 공급되는 연료가 채워져 니들을 상부 방향으로 가압해줌으로써, 니들을 들어올려 연료가 분사되도록 하는 노즐챔버가 형성되어 있는 노즐부;
상기 밸브몸체의 내부에 설치되고 상기 노즐부의 니들을 구동해주는 니들구동부;
상기 니들구동부의 상부에 형성되고 연료공급구를 통해 주입되는 연료가 채워짐으로써 니들구동부를 하부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 상부압력챔버;
상기 상부압력챔버의 하부에 위치하고 연료가 채워짐으로써 상기 니들구동부를 상부방향으로 가압하기 위한 압력이 형성될 수 있도록 하는 하부압력챔버;
상기 제어밸브하우징을 통해 상기 니들구동부의 내부로 형성되어 상기 하부압력챔버에 연결됨으로써 하부압력챔버에 연료가 공급될 수 있도록 하는 제2유로;
상기 제어밸브하우징에 설치되어 제어신호에 따라 상기 제2유로를 개폐해줌으로써 하부압력챔버로 공급되는 연료의 유량을 제어해주는 제어니들;
상기 하부압력챔버와 연결되도록 밸브몸체에 형성되어 연료의 배출시 하부압력챔버의 연료가 채워지는 제어챔버;
상기 제어챔버에 연결되어 제어챔버 내부의 연료가 밸브몸체의 외부로 배출되도록 하는 제어오리피스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자제어 연료분사밸브.A valve body in which a first flow path for movement of fuel injected through the fuel supply port is formed and a control valve housing is installed at an upper portion thereof;
A nozzle unit coupled to the valve body and filled with fuel supplied through a first flow path to press the needle upward, thereby forming a nozzle chamber for lifting the needle to inject fuel;
A needle driving unit installed inside the valve body and driving the needle of the nozzle unit;
An upper pressure chamber formed at an upper portion of the needle driver and configured to pressurize the needle driver in a downward direction by filling a fuel injected through a fuel supply hole;
A lower pressure chamber positioned below the upper pressure chamber and configured to form a pressure for pressurizing the needle driving part upward by filling the fuel;
A second flow path formed inside the needle driving unit through the control valve housing and connected to the lower pressure chamber to supply fuel to the lower pressure chamber;
A control needle installed in the control valve housing to control the flow rate of the fuel supplied to the lower pressure chamber by opening and closing the second flow path according to a control signal;
A control chamber formed in the valve body so as to be connected to the lower pressure chamber so that the fuel of the lower pressure chamber is filled when the fuel is discharged;
And a control orifice connected to the control chamber to discharge fuel inside the control chamber to the outside of the valve body. 제 1 항에 있어서,
상기 니들구동부는,
상기 밸브몸체의 내부에서 상기 제어밸브하우징에 끼워지도록 설치되어 제2유로가 내부 중심에 형성되고 상부압력챔버에 채워지는 연료에 의한 압력으로 상기 노즐부의 니들을 하부방향으로 힘을 가해주는 스핀들;
상기 스핀들에 끼워져 스핀들을 하부방향으로 힘을 가해주는 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자제어 연료분사밸브.The method of claim 1,
The needle driving unit,
A spindle installed in the valve body to be fitted to the control valve housing and configured to press the nozzle portion downward with the pressure of the fuel formed in the inner center of the second flow path and filled in the upper pressure chamber;
And a spring inserted into the spindle to apply a force downward to the spindle. 제 2 항에 있어서,
상기 스핀들에는, 상기 하부압력챔버에 채워지는 연료의 압력을 받아 상부방향으로 구동력이 작용할 수 있도록 단턱진 형태의 압력작용면이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자제어 연료분사밸브.The method of claim 2,
The spindle, the electronically controlled fuel injection valve, characterized in that the stepped pressure action surface is further formed so that the driving force acts in the upper direction under the pressure of the fuel filled in the lower pressure chamber.
KR1020100136405A 2010-12-28 2010-12-28 Electronic control fuel injection valve KR101222411B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136405A KR101222411B1 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Electronic control fuel injection valve
JP2013547318A JP5779661B2 (en) 2010-12-28 2011-12-23 Electronically controlled fuel injection valve
CN201180062653.7A CN103282643B (en) 2010-12-28 2011-12-23 Electronic control fuel injection valve
US13/997,731 US9181893B2 (en) 2010-12-28 2011-12-23 Electronically controlled fuel injection valve
EP11853164.9A EP2660461B1 (en) 2010-12-28 2011-12-23 Electronically controlled fuel injection valve
PCT/KR2011/010037 WO2012091367A2 (en) 2010-12-28 2011-12-23 Electronically controlled fuel injection valve
US14/860,790 US9394849B2 (en) 2010-12-28 2015-09-22 Electronically controlled fuel injection valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136405A KR101222411B1 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Electronic control fuel injection valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120074538A KR20120074538A (en) 2012-07-06
KR101222411B1 true KR101222411B1 (en) 2013-01-14

Family

ID=46708644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100136405A KR101222411B1 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Electronic control fuel injection valve

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101222411B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10131828A (en) 1996-10-31 1998-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Injection valve device
US5988533A (en) 1997-04-25 1999-11-23 Daimler Chryser Ag Magnetic valve controlled fuel injector
JP2000087821A (en) 1998-09-14 2000-03-28 Denso Corp Injection valve
JP2010249103A (en) 2009-04-20 2010-11-04 Toyota Motor Corp Fuel injection valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10131828A (en) 1996-10-31 1998-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Injection valve device
US5988533A (en) 1997-04-25 1999-11-23 Daimler Chryser Ag Magnetic valve controlled fuel injector
JP2000087821A (en) 1998-09-14 2000-03-28 Denso Corp Injection valve
JP2010249103A (en) 2009-04-20 2010-11-04 Toyota Motor Corp Fuel injection valve

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120074538A (en) 2012-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6793161B1 (en) Needle lift damper device of injector for fuel injection and needle lift damping method
JP5236018B2 (en) Fuel injector with improved valve control
JP4444234B2 (en) Fuel injection device for internal combustion engine
JP2015519515A (en) Fuel injector
US9394849B2 (en) Electronically controlled fuel injection valve
KR101222411B1 (en) Electronic control fuel injection valve
US11215155B2 (en) Fuel injection valve
KR101211331B1 (en) Electronic control fuel injection valve
KR20170041882A (en) Control Valve Arrangement
CN106089522B (en) A kind of electric-controlled fuel injector
US10458379B2 (en) Injector arrangement
KR101165541B1 (en) Electronic control fuel injection valve
KR101103856B1 (en) Electric fuel injection valve using a step motor
JP5760095B2 (en) Electronically controlled fuel injection valve
JP4329704B2 (en) Fuel injection device
KR101162883B1 (en) Electronic control fuel injection valve
KR101331140B1 (en) Fuel Injector
CN115324796B (en) Fuel injector and internal combustion engine
KR101333795B1 (en) Fuel Injector
KR101219877B1 (en) Hybrid fuel injection equipment for diesel engine
KR20130074449A (en) Injector for direct injection type diesel engine
KR20120140605A (en) Injector for fuel injection system
KR101349647B1 (en) Injector for direct injection type diesel engine
KR20010084677A (en) Compressible Fuel Injection Device for Diesel Engine
KR20130074448A (en) Injector for direct injection type diesel engine

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: 20180205

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181030

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200107

Year of fee payment: 9