KR101340888B1 - Piezo injector with direct driven type - Google Patents

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KR101340888B1
KR101340888B1 KR1020120120911A KR20120120911A KR101340888B1 KR 101340888 B1 KR101340888 B1 KR 101340888B1 KR 1020120120911 A KR1020120120911 A KR 1020120120911A KR 20120120911 A KR20120120911 A KR 20120120911A KR 101340888 B1 KR101340888 B1 KR 101340888B1
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needle
piezo
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pressure
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이진욱
권지원
이중협
정명철
조인수
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

A direct drive piezo injector is disclosed. The disclosed direct drive piezo injector having a guide part in an inside comprises: a body having a spraying part for spraying a fuel to a combustor chamber in a lower part of the guide part; a piezo stack arranged inside the body along an axis direction of the body; a pressure controlling part formed in a lower part of the piezo stack; a niddle, which is arranged in a lower part of the pressure controlling part, for opening and closing the spraying part by being moved up and down by a pressure of the pressure controlling part; an accumulator, which is formed between the piezo stack and the guide part, for storing a fuel provided from an outside; and a fuel inflow path, which is connected to the accumulator, and which is formed by penetrating the body and the needle. According to the present invention, a time and an amount of spraying a fuel, which is sprayed from the injector, can be controlled more minutely by controlling the fuel, which is provided for the injector, by using a movement of the needle.

Description

직접 구동방식 피에조 인젝터{Piezo injector with direct driven type}Piezo injector with direct driven type

본 발명의 실시예들은 인젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피에조 소자를 이용한 직접 구동방식의 피에조 인젝터에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to an injector, and more particularly, to a piezo injector of a direct drive method using a piezo element.

일반적으로 디젤 차량에 이용되는 커먼레일(Common Rail) 엔진은 액츄에이터(Actuator)를 이용하여 니들밸브를 상하 운동시켜 노즐 팁에 뚫린 분공으로부터 고압의 연료를 연소실에 직접 분사한다. In general, a common rail engine used in a diesel vehicle uses an actuator to vertically move a needle valve to inject high-pressure fuel directly into a combustion chamber from a hole drilled in a nozzle tip.

연료탱크에 저장되어 있는 연료가 고압펌프에 의해 펌핑되어 커먼레일로 공급되면, 연소실마다 설치된 인젝터에 공통으로 연결된 커먼레일은 소정의 압력을 유지하면서 인젝터에 연료를 공급하며, ECU(Electronic Control Unit)는 커먼레일의 압력 및 엔진의 각종 정보를 센서류를 통해 입력받고, 이를 이용하여 인젝터의 분사량 및 분사시기 등을 제어하도록 되어 있다.When the fuel stored in the fuel tank is pumped by the high pressure pump and supplied to the common rail, the common rail commonly connected to the injectors installed in each combustion chamber supplies fuel to the injector while maintaining a predetermined pressure, and the ECU (Electronic Control Unit) Receives a common rail pressure and a variety of information of the engine through the sensors, by using this to control the injection amount and injection timing of the injector.

도 1은 커먼레일로부터 고압의 연료를 공급받아 연소실로 분사하는 종래의 인젝터의 일례를 도시한 도면이다.1 is a view showing an example of a conventional injector supplied with a high-pressure fuel from the common rail and injected into the combustion chamber.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 인젝터는 인젝터 노즐부의 외곽을 이루는 바디(101), 상하로 섭동하여 연료를 분사하는 니들 밸브(102), 니들 밸브(102)의 상하 이동을 제어하는 액츄에이터(103), 인젝터의 바디(101)에 설치되어 커먼레일의 고압 연료를 안내하는 연료 유입로(104), 다수개의 분사공이 형성된 노즐 팁(105), 커먼레일로부터 유입된 고압의 연료가 충진되는 고압연료 충진부(106) 및 압력을 조절하여 액츄에이터(103)의 상하 이동을 제어하는 압력 조절 벨브(107)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional injector includes a body 101 forming an outer portion of the injector nozzle unit, a needle valve 102 that perturbs up and down to inject fuel, and an actuator 103 that controls the vertical movement of the needle valve 102. ), The fuel inlet 104 is installed in the body 101 of the injector to guide the high-pressure fuel of the common rail, the nozzle tip 105 formed with a plurality of injection holes, the high-pressure fuel filled with the high-pressure fuel introduced from the common rail It consists of a pressure regulating valve 107 which controls the up-and-down movement of the actuator 103 by adjusting the filling part 106 and pressure.

그러나, 도 1과 같은 종래의 인젝터는 액츄에이터(103)의 상하 이동을 위해 연료가 주입되고 리턴이 수행되는 복잡한 서보 유압 회로를 요구하므로 인젝터의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.However, the conventional injector as shown in FIG. 1 requires a complicated servohydraulic circuit in which fuel is injected and a return is performed for the vertical movement of the actuator 103, and thus the configuration of the injector is complicated.

한편, 상기한 종래의 인젝터의 문제점을 해결하기 위해 피에조 소자를 이용한 액츄에이터를 이용하여 니들을 직접 제어하는 피에조 인젝터가 제안되었다.On the other hand, in order to solve the problems of the conventional injector described above, a piezo injector for directly controlling a needle using an actuator using a piezo element has been proposed.

도 2는 피에조 소자를 이용하여 니들을 직접 제어하는 피에조 인젝터의 일례를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a piezo injector for directly controlling a needle using a piezo element.

피에조 인젝터에서 사용되는 피에조 액츄에이터(Piezo Actuator)는 100~300개의 얇은 세라믹 소자들이 적층된 하나의 피에조 스택(Piezo Stack) 으로 형성되며, 세라믹 소자 사이에는 양극과 음극의 금속전극이 연결되어 전기적으로 병렬회로를 구성하며, 피에조 스택에 전압이 가해지면 각각의 세라믹 소자는 팽창하게 된다.The piezo actuator used in the piezo injector is formed as a single piezo stack in which 100 to 300 thin ceramic elements are stacked. In the circuit, each ceramic element expands when a voltage is applied to the piezo stack.

도 2를 참조하여 피에조 인젝터(200)의 간략한 작동 과정을 설명하면 다음과 같다. 전원이 피에조 스택(210)에 가해지면 피에조 스택(210)의 상하방향의 길이가 증가하여 압력 조정부(220)를 작동시키고, 압력 조정부(220)의 동작에 의해 니들 밸브(230)가 개폐됨으로써 어큐뮬레이터(240)내의 연료 분사가 제어된다.Referring to Figure 2 describes the brief operation of the piezo injector 200 as follows. When power is applied to the piezo stack 210, the length in the vertical direction of the piezo stack 210 increases to operate the pressure adjusting unit 220, and the needle valve 230 is opened and closed by the operation of the pressure adjusting unit 220 to accumulate the accumulator. Fuel injection in 240 is controlled.

이러한 피에조 스택(210)은 반응시간이 빠르고 미세제어가 가능하기 때문에 이러한 피에조 스택(210)을 이용하여 피에조 인젝터(200)에서 분사되는 연료의 분사량과 분사시기를 보다 세밀하게 제어하기 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.Since the piezo stack 210 has a fast reaction time and fine control, various researches for more precisely controlling the amount and timing of injection of the fuel injected from the piezo injector 200 using the piezo stack 210 are possible. Is going on.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 인젝터에서 분사되는 연료의 분사량과 분사시기를 보다 세밀하게 제어할 수 있는 피에조 인젝터를 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to propose a piezo injector that can more precisely control the injection amount and injection timing of the fuel injected from the injector.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 내부에 가이드부가 형성되어 있고, 상기 가이드부의 하부에는 연소실로 연료를 분사하기 위한 분사부가 형성된 바디; 상기 바디의 축 방향을 따라 상기 바디의 내부에 배치되는 피에조 스택; 상기 피에조 스택의 하부에 형성되는 압력 조정부; 상기 압력 조정부의 하부에 배치되고, 상기 압력 조정부의 압력에 의해 상하로 이동하며 상기 분사부를 개폐하는 니들; 상기 피에조 스택과 상기 가이드부 사이에 형성되어 외부로부터 공급되는 연료를 저장하는 어큐뮬레이터; 및 상기 어큐뮬레이터와 연결되며, 상기 바디 및 니들을 관통하여 형성되는 연료 유입로를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, a guide portion is formed therein, the lower portion of the guide portion is formed with an injection portion for injecting fuel to the combustion chamber; A piezo stack disposed inside the body along an axial direction of the body; A pressure adjusting unit formed at a lower portion of the piezo stack; A needle disposed below the pressure adjusting part and moving up and down by the pressure of the pressure adjusting part to open and close the injection part; An accumulator formed between the piezo stack and the guide part to store fuel supplied from the outside; And a fuel inlet path connected to the accumulator and formed through the body and the needle.

상기 니들과 상기 가이드부 사이에 형성되어 상기 연료 유입로를 통해 유입되는 연료를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The storage unit may further include a storage unit formed between the needle and the guide unit to store fuel introduced through the fuel inlet.

상기 연료 유입로는 상기 바디를 관통하여 형성되는 제1 연료 유입로 및 상기 니들을 관통하여 형성되는 제2 연료 유입로를 포함할 수 있다.The fuel inflow path may include a first fuel inflow path formed through the body and a second fuel inflow path formed through the needle.

상기 니들이 하측으로 이동하여 상기 분사부가 폐쇄되는 경우, 상기 제1 연료 유입로와 상기 제2 연료 유입로는 서로 연결되며, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 연료는 상기 제1 연료 유입로 및 상기 제2 연료 유입로를 통해 상기 저장부로 유입될 수 있다.When the needle moves downward to close the injection portion, the first fuel inflow path and the second fuel inflow path are connected to each other, and the fuel stored in the accumulator is connected to the first fuel inflow path and the second fuel inflow path. It may be introduced into the storage through.

상기 니들이 상측으로 이동하여 상기 분사부가 개방되는 경우, 상기 제1 연료 유입로와 상기 제2 연료 유입로는 서로 어긋나게 배치되며, 상기 제1 연료 유입로를 통해 유입되는 연료는 상기 니들의 외측면에 의해 차단되어 상기 저장부로 유입되지 않을 수 있다.When the needle moves upward and the injection portion is opened, the first fuel inflow path and the second fuel inflow path are disposed to be offset from each other, and the fuel introduced through the first fuel inflow path is disposed on the outer surface of the needle. It may be blocked by the flow does not flow into the storage.

전기신호를 이용하여 상기 피에조 스택의 수축 및 팽창을 제어하는 엔진 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.It may further include an engine control module for controlling the contraction and expansion of the piezo stack using an electrical signal.

상기 전기신호에 의해 피에조 스택이 수축되어 상기 압력 조정부의 압력이 감소하는 경우, 상기 니들은 상측으로 이동하여 상기 분사부를 개방하며, 상기 전기신호에 의해 피에조 스택이 팽창하여 상기 압력 조정부의 압력이 증가하는 경우 상기 니들은 하측으로 이동하여 상기 분사부를 폐쇄할 수 있다.When the piezo stack is contracted by the electric signal to decrease the pressure of the pressure adjusting part, the needle moves upwards to open the injection part, and the piezo stack is expanded by the electric signal to increase the pressure of the pressure adjusting part. The needle may move downward to close the injection unit.

본 발명에 따르면, 니들의 움직임을 이용하여 인젝터에 공급되는 연료를 제어함으로써 인젝터에서 분사되는 연료의 분사량과 분사시기를 보다 세밀하게 제어할 수 있다.According to the present invention, by controlling the fuel supplied to the injector using the needle movement, it is possible to more precisely control the injection amount and the injection timing of the fuel injected from the injector.

도 1은 커먼레일로부터 고압의 연료를 공급받아 연소실로 분사하는 인젝터의 일례를 도시한 도면.
도 2 는 피에조 인젝터의 일례를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 단면도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 단면도를 도시한 도면.
도 5는 피에조 스택의 동작원리를 설명하기 위해 도시한 도면.1 is a diagram illustrating an example of an injector supplied with a high pressure fuel from a common rail and injected into a combustion chamber.
2 shows an example of a piezo injector.
3 is a cross-sectional view of an injector according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an injector according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the operation principle of the piezo stack.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 단면도를 도시한 도면이다.3 and 4 are cross-sectional views of the injector according to an embodiment of the present invention.

도 3는 연료가 분사되지 않는 경우의 피에조 인젝터의 단면도를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 피에조 인젝터가 연료를 분사하는 경우의 단면도를 도시한 도면이다. 3 is a cross-sectional view of a piezo injector when no fuel is injected, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a piezo injector shown in FIG. 3 injecting fuel.

도 3 및 도 4를 참조하면, 인젝터(300)는 바디(301), 바디(301)의 내부에서 바디(301)의 축 방향을 따라 배치되는 피에조 스택(305), 피에조 스택(305)과 바디(301)의 내경 사이에 링 형태의 공간으로 형성되어 외부로부터 공급되는 연료를 저장하는 어큐뮬레이터(accumulator)(308), 바디(301)의 내부에서 피에조 스택(305)과 연결되는 압력 조정부(307), 압력 조정부(307)와 연결되며 압력 조정부(307)의 압력에 따라 바디(301)의 축 방향을 따라 움직이는 니들(303), 어큐뮬레이터(308)와 연결되며 바디(301) 및 니들(303)을 관통하여 형성되는 연료 유입로(309), 바디(301)의 종단에 형성되며 연료가 분사되는 분사부(313), 연료 유입로(309)를 통해 유입된 연료를 일시적으로 저장하는 저장부(315)를 포함할 수 있다.3 and 4, the injector 300 includes a body 301, a piezo stack 305, a piezo stack 305, and a body disposed along an axial direction of the body 301 within the body 301. An accumulator 308 is formed in the ring-shaped space between the inner diameter of the 301 to store the fuel supplied from the outside, the pressure adjusting unit 307 connected to the piezo stack 305 inside the body 301 , Connected to the pressure adjusting unit 307 and connected to the needle 303 moving along the axial direction of the body 301 according to the pressure of the pressure adjusting unit 307, the accumulator 308, and the body 301 and the needle 303. A fuel inlet 309 formed through the fuel inlet 309 formed at the end of the body 301 and a fuel injector 313 through which the fuel is injected, and a storage unit 315 for temporarily storing fuel introduced through the fuel inlet 309. ) May be included.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피에조 스택(305)은 엔진 제어 모듈(ECU: Engine Control Unit)(미도시)의 전기신호에 의해 팽창 또는 수축되며, 이에 따라 니들(303)이 상측 또는 하측으로 이동하여 분사부(313)가 개폐됨으로써 연료 분사가 제어된다.According to an embodiment of the present invention, the piezo stack 305 is expanded or contracted by an electrical signal of an engine control unit (ECU) (not shown), so that the needle 303 is moved upward or downward. The fuel injection is controlled by moving and opening and closing the injection unit 313.

보다 상세하게, 바디(301)의 내부에는 니들(303)이 삽입되는 가이드부(311)가 형성되며, 가이드부(311)의 하부에는 연료를 연소실로 분사하도록 하는 분사부(313)가 형성된다,In more detail, a guide part 311 into which the needle 303 is inserted is formed in the body 301, and an injection part 313 is formed below the guide part 311 to inject fuel into the combustion chamber. ,

가이드부(311)는 니들(303)이 상하로 움직일 수 있도록 가이드하는 것으로, 니들(303)의 하단이 가이드부(311)의 하단 내주면에 밀착되는 경우 분사부(313)를 통하여 연료가 분사되지 않는다. 또한 가이드부(311)와 니들(303) 사이에 형성된 저장부(315)는 연료 유입로(309)와 연결되어 연료를 공급받아 이를 일시적으로 저장한다. The guide part 311 guides the needle 303 to move up and down. When the lower end of the needle 303 is in close contact with the inner peripheral surface of the lower end of the guide part 311, the fuel is not injected through the injection part 313. Do not. In addition, the storage unit 315 formed between the guide unit 311 and the needle 303 is connected to the fuel inlet path 309 and receives the fuel to temporarily store it.

니들(303)은 가이드부(311)에 삽입되며, 상하로 움직이며 분사부(313)를 개폐한다. 연료를 분사하지 않은 상태에서 니들(303)은 분사부(313)를 폐쇄하고 있으나, 피에조 스택(305)이 수축하여 니들(303)을 들어올리면 분사부(313)가 개방된다. 이 경우 저장부(315)에 있던 연료는 연소실과 저장부(315)간의 압력차에 의해 분사부(313)를 통해 연소실로 분사된다.The needle 303 is inserted into the guide part 311 and moves up and down to open and close the injection part 313. The needle 303 closes the injection portion 313 in the state where no fuel is injected, but when the piezo stack 305 contracts and lifts the needle 303, the injection portion 313 is opened. In this case, the fuel in the storage unit 315 is injected into the combustion chamber through the injection unit 313 by the pressure difference between the combustion chamber and the storage unit 315.

피에조 스택(305)은 압력 조정부(307)에 연결되고, 피에조 스택(305)의 팽창 및 수축을 통해 압력 조정부(307)의 압력이 조정되며, 이에 따라 압력 조정부(307)에 연결된 니들(303)의 움직임이 제어된다. The piezo stack 305 is connected to the pressure adjusting unit 307, the pressure of the pressure adjusting unit 307 is adjusted through the expansion and contraction of the piezo stack 305, and thus the needle 303 connected to the pressure adjusting unit 307. Movement is controlled.

여기서, 피에조 스택(305)은 수백 개의 얇은 세라믹 소자들이 적층된 하나의 스택으로 형성된다. 세라믹 소자 사이에는 양극과 음극의 금속전극이 연결되어 전기적으로는 병렬회로를 구성하며 피에조 스택(305)에 전압이 가해지면 각각의 세라믹 소자는 팽창하게 된다.Here, the piezo stack 305 is formed of one stack in which several hundred thin ceramic elements are stacked. The metal electrodes of the anode and the cathode are connected between the ceramic elements to electrically form a parallel circuit. When the voltage is applied to the piezo stack 305, each ceramic element is expanded.

도 5는 피에조 스택의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the operation principle of the piezo stack.

도 5를 참조하면, 세라믹 소자 사이에는 양극과 음극의 금속 전극이 연결되어 전기적으로 병렬회로를 구성한다. A 전극에 (+) 전압이 인가되는 경우 피에조 스택(305)은 수축하며, (-) 전압이 인가되는 경우에는 피에조 스택(305)은 팽창한다. Referring to FIG. 5, metal electrodes of an anode and a cathode are connected between ceramic elements to form an electrically parallel circuit. The piezo stack 305 contracts when a positive voltage is applied to the A electrode, and the piezo stack 305 expands when a negative voltage is applied.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력 조정부(307)는 압력 조정부(307)의 내부에 유체가 차있는 유압 증폭 수단일 수 있으며, 유체는 피에조 스택(305)의 하부와 니들(303)의 상부와의 사이에 형성되는 밀폐된 공간에 채워질 수 있다.According to one embodiment of the invention, the pressure adjusting unit 307 may be a hydraulic amplification means filled with a fluid inside the pressure adjusting unit 307, the fluid is the lower portion of the piezo stack 305 and the upper portion of the needle 303 It may be filled in a closed space formed between and.

따라서, 피에조 스택(305)이 수축하면 압력 조정부(307)내의 유압 감소로 압력 조정부(307)가 수축하며, 이에 따라 니들(303)이 상측으로 이동함으로써 분사부(313)가 개방된다. 반대로, 피에조 스택(305)이 팽창하면, 압력 조정부(307)내의 유압 증가로 압력 조정부(307)가 팽창하며, 이에 따라 니들(303)이 하측으로 이동함으로써 분사부(313)가 폐쇄된다.Therefore, when the piezo stack 305 is contracted, the pressure regulator 307 is contracted due to the reduction in hydraulic pressure in the pressure regulator 307, and thus the needle 303 is moved upward to open the spray unit 313. On the contrary, when the piezo stack 305 is inflated, the pressure adjusting part 307 expands due to the increase in the hydraulic pressure in the pressure adjusting part 307, and thus the injection part 313 is closed by moving the needle 303 downward.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연료 유입로(309)는 어큐뮬레이터(308)와 연결되며 바디부(301)의 일부를 관통하도록 형성되는 제1 연료 유입로(309a) 및 니들(303)을 관통하여 형성되는 제2 연료 유입로(309b)로 구성될 수 있다. 여기서, 제2 연료 유입로(309b)는 니들(303)이 분사부(313)를 막고 있는 경우 제1 연료 유입로(309a)와 연결되어 관통될 수 있도록 하는 위치에 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the fuel inlet 309 is connected to the accumulator 308 and passes through the first fuel inlet 309a and the needle 303 which are formed to penetrate a part of the body 301. It may be composed of a second fuel inlet (309b) formed. Here, the second fuel inlet 309b may be formed at a position that allows the needle 303 to be penetrated through the first fuel inlet 309a when the needle 303 blocks the injector 313.

일례로, 니들(303)이 분사부(313)를 막고 있는 경우, 도 3과 같이 제1 연료 유입로(309a)로 유입되는 연료는 제2 연료 유입로(309b)를 통해 저장부(315)로 유입된다. 그러나, 피에조 스택(305)이 작동하여 니들(303)이 상측으로 이동하면, 도 4와 같이 제1 연료 유입로(309a)와 제2 연료 유입로(309b)는 서로 어긋나게 되며, 이에 따라 제2 연료 유입로(309b)를 통해 저장부(315)로 유입되던 연료는 니들(303)의 외측면에 의해 차단된다. 이 경우, 저장부(315)에 저장되어 있는 연료가 분사부(313)를 통해 분사됨으로써 저장부(315)의 압력은 낮아지게 되고 피에조 스택(305) 주변의 압력과 큰 차이가 발생된다. 이때 발생된 큰 압력차이는 니들(303)의 닫히는 응답을 향상시킬 수 있다. For example, when the needle 303 blocks the injection part 313, the fuel flowing into the first fuel inflow path 309a is stored in the storage part 315 through the second fuel inflow path 309b as shown in FIG. 3. Flows into. However, when the piezo stack 305 is operated to move the needle 303 upward, the first fuel inflow path 309a and the second fuel inflow path 309b are shifted from each other, as shown in FIG. Fuel introduced into the storage unit 315 through the fuel inlet 309b is blocked by the outer surface of the needle 303. In this case, as the fuel stored in the storage unit 315 is injected through the injection unit 313, the pressure of the storage unit 315 is lowered, and a large difference occurs with the pressure around the piezo stack 305. The large pressure difference generated at this time may improve the closing response of the needle 303.

다시 말해, 종래 기술은 연료 분사 시에도 저장부(315)에 연료가 공급되나, 본 발명은 니들(303)이 상측으로 이동하여 연료가 분사되는 경우 저장부(315)에 공급되는 연료 공급이 차단된다. 따라서, 본 발명은 연료 분사 시 저장부(315)에 연료가 계속 공급되는 경우보다 저장부(315)와 피에조 스택(305) 주변의 압력 차를 더 크게 함으로써 니들(303)의 닫히는 응답 시간을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 니들(303)의 움직임을 이용하여 인젝터에 공급되는 연료를 제어함으로써 인젝터에서 분사되는 연료의 분사량과 분사시기를 보다 세밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.In other words, in the conventional technology, fuel is supplied to the storage unit 315 even when the fuel is injected, but in the present invention, when the needle 303 moves upward, fuel is supplied to the storage unit 315 when the fuel is injected. do. Accordingly, the present invention improves the closing response time of the needle 303 by increasing the pressure difference around the storage 315 and the piezo stack 305 larger than when fuel is continuously supplied to the storage 315 during fuel injection. You can. That is, the present invention has an advantage of controlling the injection amount and the injection timing of the fuel injected from the injector by controlling the fuel supplied to the injector using the movement of the needle 303.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

101: 바디 102: 니들 밸브
103: 액츄에이터 104: 연료 유입로
105: 노즐 팁 106: 충진부
107: 압력 조절 벨브 200: 피에조 인젝터
210: 피에조 스택 220: 압력 조정부
230: 니들 밸브 240: 어큐뮬레이터
300: 인젝터 301: 바디
303: 니들 305: 피에조 스택
307: 압력 조정부 308: 어큐뮬레이터
309: 연료 유입부 309a: 제1 연료 유입부
309b: 제2 연료 유입부 311: 가이드부
313: 분사부 315: 저장부101: body 102: needle valve
103: actuator 104: fuel inlet
105: nozzle tip 106: filling part
107: pressure control valve 200: piezo injector
210: piezo stack 220: pressure regulator
230: needle valve 240: accumulator
300: injector 301: body
303: needle 305: piezo stack
307: pressure adjustment unit 308: accumulator
309: fuel inlet 309a: first fuel inlet
309b: second fuel inlet 311: guide
313: injection unit 315: storage unit

Claims (7)

내부에 가이드부가 형성되어 있고, 상기 가이드부의 하부에는 연소실로 연료를 분사하기 위한 분사부가 형성된 바디;
상기 바디의 축 방향을 따라 상기 바디의 내부에 배치되는 피에조 스택;
상기 피에조 스택의 하부에 형성되는 압력 조정부;
상기 압력 조정부의 하부에 배치되고, 상기 압력 조정부의 압력에 의해 상하로 이동하며 상기 분사부를 개폐하는 니들;
상기 피에조 스택과 상기 가이드부 사이에 형성되어 외부로부터 공급되는 연료를 저장하는 어큐뮬레이터; 및
상기 어큐뮬레이터와 연결되며, 상기 바디 및 니들을 관통하여 형성되는 연료 유입로를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터.A body having a guide portion formed therein, and a lower portion of the guide portion having an injection portion for injecting fuel into a combustion chamber;
A piezo stack disposed inside the body along an axial direction of the body;
A pressure adjusting unit formed at a lower portion of the piezo stack;
A needle disposed below the pressure adjusting part and moving up and down by the pressure of the pressure adjusting part to open and close the injection part;
An accumulator formed between the piezo stack and the guide part to store fuel supplied from the outside; And
And a fuel inlet path connected to the accumulator and formed through the body and the needle. 제1항에 있어서,
상기 니들과 상기 가이드부 사이에 형성되어 상기 연료 유입로를 통해 유입되는 연료를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터.The method of claim 1,
And a storage unit formed between the needle and the guide unit to store fuel flowing through the fuel inlet. 제2항에 있어서,
상기 연료 유입로는 상기 바디를 관통하여 형성되는 제1 연료 유입로 및 상기 니들을 관통하여 형성되는 제2 연료 유입로를 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터. 3. The method of claim 2,
And the fuel inlet path comprises a first fuel inlet path formed through the body and a second fuel inlet path formed through the needle. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 has been abandoned due to the setting registration fee. 제3항에 있어서,
상기 니들이 하측으로 이동하여 상기 분사부가 폐쇄되는 경우, 상기 제1 연료 유입로와 상기 제2 연료 유입로는 서로 연결되며, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 연료는 상기 제1 연료 유입로 및 상기 제2 연료 유입로를 통해 상기 저장부로 유입되는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터The method of claim 3,
When the needle moves downward to close the injection portion, the first fuel inflow path and the second fuel inflow path are connected to each other, and the fuel stored in the accumulator is connected to the first fuel inflow path and the second fuel inflow path. Piezo injector, characterized in that introduced into the storage through 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제3항에 있어서,
상기 니들이 상측으로 이동하여 상기 분사부가 개방되는 경우, 상기 제1 연료 유입로와 상기 제2 연료 유입로는 서로 어긋나게 배치되며, 상기 제1 연료 유입로를 통해 유입되는 연료는 상기 니들의 외측면에 의해 차단되어 상기 저장부로 유입되지 않는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터The method of claim 3,
When the needle moves upward and the injection portion is opened, the first fuel inflow path and the second fuel inflow path are disposed to be offset from each other, and the fuel introduced through the first fuel inflow path is disposed on the outer surface of the needle. Piezo injector, characterized in that blocked by the flow does not flow into the storage unit 제1항에 있어서,
전기신호를 이용하여 상기 피에조 스택의 수축 및 팽창을 제어하는 엔진 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터;The method of claim 1,
A piezo injector, further comprising an engine control module for controlling contraction and expansion of the piezo stack by using an electrical signal; 제6항에 있어서,
상기 전기신호에 의해 피에조 스택이 수축되어 상기 압력 조정부의 압력이 감소하는 경우, 상기 니들은 상측으로 이동하여 상기 분사부를 개방하며,
상기 전기신호에 의해 피에조 스택이 팽창하여 상기 압력 조정부의 압력이 증가하는 경우 상기 니들은 하측으로 이동하여 상기 분사부를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 피에조 인젝터.
The method according to claim 6,
When the piezo stack is contracted by the electric signal to decrease the pressure of the pressure adjusting unit, the needle moves upward to open the injection unit.
And the needle moves downward to close the injection unit when the piezo stack is expanded by the electric signal to increase the pressure of the pressure adjusting unit.
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