KR101515010B1 - 차량용 인젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 인젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 연료시스템에 적용되어 연료를 고압 액상화 시켜 기통별로 연료를 연소실에 분사시키는 차량용 인젝터에 관한 것이다.
본 발명의 차량용 인젝터는, 차량의 연료시스템에 적용되어 연료를 연소실에 분사시키는 차량용 인젝터에 있어서, 외부에서 연료가 유입되고 하부로 연료가 분사되는 인젝터바디, 상기 인젝터바디의 하부에 끼워지며, 연료가 분사되는 분사홀이 형성된 밸브시트, 외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제1유출구가 형성되고, 상기 인젝터바디의 내부에서 직선으로 이동가능하게 배치되는 중공형상의 니들, 상기 니들의 하부에 결합되고, 직선으로 이동하는 상기 니들과 함께 이동하여 상기 분사홀을 개폐하는 볼밸브, 상기 니들의 내부에 삽입 배치되어 상기 제1유출구를 통해 유출되는 연료를 필터링하는 필터를 포함하여 이루어진다.
외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제1유출구가 형성된 중공형상의 차량용 인젝터의 니들 내부에 삽입 배치되어 상기 제1유출구를 통해 유출되는 연료를 필터링한다.

Description

차량용 인젝터 {INJECTOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 인젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 연료시스템에 적용되어 연료를 고압 액상화 시켜 기통별로 연료를 연소실에 분사시키는 차량용 인젝터에 관한 것이다.

최근 트럭 또는 버스 등의 대형상용 디젤 차량으로부터 배출되는 입자상 물질과 질소산화물 등의 유해배출가스가 대도시의 주된 환경 오염원으로 인식되면서 여러 가지 환경 친화적 대체연료 엔진의 개발이 모색되고 있다.

그 중, 대형 상용 LPG(Liquefied Petroleum Gas, 액화 석유 가스) 엔진이 저공해성뿐만 아니라, 안전성 및 경제성의 측면에서 가장 각광받고 있으며, 이러한 LPG 엔진과 관련된 연료공급기술은 1세대 단순 믹서방식에서 2세대의 피드백 믹서방식으로 발전하였고, 현재 3세대의 가스 또는 액상 포트 분사방식으로 전환이 이루어지고있다.

특히 LPI(Liqufied Petroleum Injection) 시스템은 LPG 액상분사 방식을 채택한 것으로서, LPG 연료를 고압 액상화 시켜 인젝터(Injector)를 이용하여 기통별로 연료를 분사하는 기술이다.

이 LPI 시스템은 가솔린엔진과 같은 MPI(Multi Point Injecter)방식으로 연비 우수 및 출력/가속성능 등이 대폭 향상되었다.

상기 LPI 및 MPI시스템은 인젝터를 이용항 연료를 직접 분사하는 것으로서,상기 LPI 시스템 또는 상기 MPI 시스템 등에 사용되는 차량용 인젝터는 공개특허공보 제10-2012-0060616호에 나타나 있는 바와 같이 외부로부터 내부로 연료가 주입되어 하부로 연료를 분사하는 인젝터바디(11)와, 상기 인젝터바디(11)를 내부에 삽입고정하는 하우징(12)을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 인젝터바디(11)의 하부에는 볼밸브(16)와, 밸브시트(17)와, 분사홀(18) 및 니들(19)을 포함하여 이루어진다.

상기 종래의 차량용 인젝터는 조립하는 과정에서 각종 부품들간의 접촉 및 유량 셋팅 과정 등으로 인해 이물질이 발생 될 수 있다.

이러한 이물질들이 발생되는 경우 이물질들이 상기 니들(19)의 내부로 유입되었으며, 예를 들어 상기 분사홀(18)보다 비교적 크기가 큰 이물질의 경우 이물질이 상기 분사홀(18)을 통과하지 못하고 상기 밸브시트(17)와 볼밸브(16) 사이에 고착된다.

즉, 상기 밸브시트(17)와 볼밸브(18)가 이물질을 사이에 두고 반복적인 접촉 및 이격에 의해 상기 밸브시트(17)와 볼밸브(16)가 서로 접촉되는 면의 마모를 촉진시켰고, 상기 밸브시트(17)와 볼밸브(16)의 접촉면에 이물질의 찍힘 현상이 발생되었다.

또한, 이물질이 상기 분사홀(18)의 크기보다 작은 경우 상기 연료와 함께 상기 아이싱 튜브(14)를 통해 연소실로 유입되는 문제가 있었다.

따라서, 상기 연료에 섞인 이물질이 연소실로 유입됨으로써, 엔진의 성능을 악화시켜 출력 및 연비와 같은 차량의 성능에 악영향을 끼치는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 상기 필터가 상기 니들 내부에 삽입됨으로써, 제조공정 및 조립공정에서 발생하는 이물질에 의해 상기 밸브시트와 볼밸브의 접촉면이 마모되고 찍힘현상이 발생되는 것을 방지하고, 상기 니들 내부로 주입된 연료 중 연료에 섞인 이물질이 상기 니들의 외부로 유출되어 상기 연소실에 유입되는 것을 저지할 수 있는 차량용 인젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 인젝터는, 차량의 연료시스템에 적용되어 연료를 연소실에 분사시키는 차량용 인젝터에 있어서, 외부에서 연료가 유입되고 하부로 연료가 분사되는 인젝터바디, 상기 인젝터바디의 하부에 끼워지며, 연료가 분사되는 분사홀이 형성된 밸브시트, 외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제1유출구가 형성되고, 상기 인젝터바디의 내부에서 직선으로 이동가능하게 배치되는 중공형상의 니들, 상기 니들의 하부에 결합되고, 직선으로 이동하는 상기 니들과 함께 이동하여 상기 분사홀을 개폐하는 볼밸브, 상기 니들의 내부에 삽입 배치되어 상기 제1유출구를 통해 유출되는 연료를 필터링하는 필터를 포함하여 이루어진다.

상기 필터는, 상기 니들의 내부에 삽입 배치되어 외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제2유출구가 형성되고, 하부는 상기 볼밸브의 상면에 결합되며, 상부가 개방된 중공형상의 필터바디부, 상기 제2유출구의 내주면에 결합되어 상기 필터바디부의 내부에 유입된 연료를 필터링하는 여과막을 포함하여 이루어진다.

중공형상으로 형성되어 상기 니들의 외주면에 장착되고, 솔레노이드와의 상호작용에 의해 상기 니들을 직선으로 이동시키는 아마추어를 더 포함하되, 상기 필터는, 상기 필터바디부의 상부 외주면을 따라 외측방향으로 돌출 형성되어 하면은 상기 니들의 상면과 맞닿고, 외주면은 상기 아마추어의 내주면과 맞닿는 플랜지부를 더 포함하여 이루어진다.

상기 필터는, 상기 필터바디부의 하부에 형성되어 상기 볼밸브와 결합되는 상기 필터바디부의 하부를 밀폐시키는 폐쇄부를 더 포함한다.

외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제1유출구가 형성된 중공형상의 차량용 인젝터의 니들 내부에 삽입 배치되어 상기 제1유출구를 통해 유출되는 연료를 필터링한다.

상기 니들의 내부에 삽입 배치되어 외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제2유출구가 형성되고, 상부가 개방된 중공형상의 필터바디부, 상기 제2유출구의 내주면에 결합되어 상기 필터바디부의 내부에 유입된 연료를 필터링하는 여과막을 포함하여 이루어진다.

상기 필터바디부의 하부에는 상기 필터바디부의 하부를 밀폐시키는 폐쇄부가형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 필터가 상기 니들 내부에 삽입됨으로써, 상기 밸브시트와 볼밸브 사이에 위치한 이물질에 의해 상기 밸브시트와 볼밸브의 접촉면이 마모되고, 찍힘현상이 발생되는것을 방지한다.

또한, 상기 니들 내부로 주입된 연료 중 연료에 섞인 이물질이 상기 니들의 외부로 유출되어 상기 연소실에 유입되는 것이 저지된다.

상기 필터의 하부가 상기 볼밸브의 하면과 밀착 형성되고, 상기 필터의 제2유출구 내주면에 결합된 여과막이 형성됨으로써, 제조공정 및 조립공정에서 발생된 이물질이 연료에 섞여 상기 연료가 상기 필터의 외부로 함께 유출될 때, 연료에 섞인 이물질이 상기 필터의 외부로 유출되는 것을 필터링 하고, 연료만 상기 필터의 외부로 유출될 수 있다.

상기 플랜지부의 외주면은 상기 아마추어의 내주면과 맞닿고, 하부는 상기 니들의 상면과 맞닿음으로써, 제조공정 및 조립공정에서 발생된 이물질이 섞인 연료가 상기 필터와 니들 사이로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

상기 필터바디부의 하부를 밀폐함으로써, 제조공정 및 조립공정에서 발생된 이물질이 섞인 연료가 상기 필터와 니들 사이로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 인젝터를 나타낸 도면이다.
도 2는본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터의 필터를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터의 작동과정을 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터의 필터를 나타낸 사시도이다.

본 발명에서 설명하는 차량용 인젝터는 LPI(Liqufied Petroleum Injection)시스템과 MPI(Multi Point Injecter)시스템 등 다양한 연료시스템에 적용가능 한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 인젝터(100)는 차량의 연료시스템에 적용되어 연료를 연소실에 분사시키는 것으로서 인젝터바디(110)와, 밸브시트(120)와, 니들(130)과, 볼밸브(140)와, 아마추어(150)와, 필터(160)를 포함하여 이루어진다.

상기 인젝터바디(110)는 상부와 하부가 서로 연통된 중공형상으로 형성되어 외부로부터 연료가 유입되고, 하부로 연료가 분사되며, 하부에는 상기 밸브시트(120)가 결합된다.

상기 밸브시트(120)는 중공형상으로 형성된 상기 인젝터바디(110)의 하부에 끼워지고, 내부에는 상기 볼밸브(140)가 수용될 수 있는 크기의 공간이 형성된다.

그리고, 상기 밸브시트(120)의 하부 중심에는 상기 밸브시트(120)의 내부보다 작은 크기의 분사홀(121)이 형성되어 상기 인젝트바디의 외부로부터 유입된 연료가 상기 분사홀(121)을 통하여 연소실로 분사된다.

상기 니들(130)은 중공형상의 상기 인젝터바디(110)의 내부에 배치되어 솔레노이드(170)와의 상호작용에 의해 전자기력이 발생되면 상기 인젝터바디(110)의 내부에서 직선방향으로 이동하는 것으로서, 바람직하게는 상부와 하부가 서로 연통된 중공형상으로 이루어진다.

상기 니들(130)의 내부에는 상기 인젝터의 외부로부터 유입된 연료가 유입되고, 상기 니들(130)의 외주면에는 상기 니들(130)의 내부로 유입된 연료가 상기 니들(130)의 외부로 유출되도록 제1유출구(131)가 형성된다.

상기 제1유출구(131)는 상기 니들(130)의 외주면에 바람직하게는 적어도 1개 이상 형성되고, 상기 중공형상의 니들(130) 내부와 외부가 서로 연통되어 상기 니들(130)의 내부에 유입된 연료가 상기 볼밸브(140)에 의해 폐쇄되었던 상기 분사홀(121)이 개방되면 상기 니들(130)의 외부로 유출된다.

상기 볼밸브(140)는 상기 니들(130)의 하부에 결합되고, 상기 밸브시트(120)의 내부에 수용되어 상기 분사홀(121)을 개폐하는 것으로서, 솔레노이드(170)와의 상호작용으로 인하여 발생된 전자기력에 의해 직선으로 이동하는 상기 니들(130)과 함께 직선으로 이동한다.

따라서, 상기 볼밸브(140)는 상기 밸브시트(120)의 접촉면과 맞닿아 상기 분사홀(121)을 직접적으로 개폐한다.

또한, 상기 밸브시트(120)와 볼밸브(140)의 이격 정도에 따라 연료 공급량이 조절된다.

상기 아마추어(150)는 상부와 하부가 서로 연통된 중공형상으로 형성되어 상기 니들(130)의 상부 외주면에서 장착되는 것으로서, 솔레노이드(170)와의 상호작용에 의한 전자기력에 의해 상기 니들(130)을 직선으로 이동시킨다.

상기 필터(160)는 중공형상으로 형성된 상기 니들(130)의 내부에 삽입 배치되어 상기 니들(130)과 함께 직선으로 이동한다.

상기 필터(160)는 상기 차량용 인젝터(100)를 제조 및 조립하는 과정에서 발생된 이물질이 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 유입된 연료와 섞여 상기 니들(130)의 외부로 유출되는 것을 필터링 하고, 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 유입된 순수한 연료만 유출될 수 있도록 한다.

따라서, 밸브시트(17)와 볼밸브(18)가 이물질을 사이에 두고 반복적인 접촉 및 이격에 의해 밸브시트(17)와 볼밸브(16)가 서로 접촉되는 면의 마모를 촉진시키고, 밸브시트(17)와 볼밸브(16)의 접촉면에 이물질의 찍힘 현상이 발생되었던 종래와는 달리, 본 발명의 차량용 인젝터(100)는 이물질이 상기 필터(160)에 의해 상기 연료에 섞인 이물질이 필터링됨으로서, 이물질이 상기 밸브시트(120)와 볼밸브(140)의 접촉면에 안착되지 않아, 상기 밸블시트와 볼밸브(140)의 접촉면이 마모되거나 찍힘현상의 발생이 방지된다.

이러한 상기 필터(160)는 필터바디부(161)와, 리브(162)와, 제2유출구(163)와, 여과막(164)과, 플랜지부(165)와, 폐쇄부(166)를 포함하여 이루어진다.

상기 필터바디부(161)는 상기 필터(160)의 몸체를 이루는 것으로서, 하부가 상기 볼밸브(140)의 상면과 결합되고, 상부가 개방된 중공형상으로 형성된다.

그리고, 필터바디부(161)의 외주면은 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 간격으로 이격된 4개의 테두리들이 각각의 끝단부가 서로 연결되어 폐루프 형상으로 이루어져 상기 제2유출구(163)가 형성되고, 상기 리브(162)에 의해 보강된다.

여기서, 상기 리브(162)는 적어도 1개 이상 형성되고, 상기 제2유출구(163)를 상기 볼밸브(140)방향으로부터 상기 아마추어(150) 방향으로 가로질러 양쪽 끝단부가 상기 필터바디부(161)에 연결된다.

따라서, 상기 리브(162)는 상기 필터바디부(161)가 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 유입되는 연료의 과도한 압력으로 인해 상기 필터(160)의 전체적인 형상이 변하지 않도록 상기 필터바디부(161)의 강도를 보강한다.

상기 제2유출구(163)는 상기 니들(130)의 외주면에 형성되고, 상기 중공형상의 필터(160) 내부와 외부가 서로 연통되어 상기 필터(160)의 내부에 유입된 연료가 상기 볼밸브(140)에 의해 폐쇄되었던 상기 분사홀(121)이 개방되면 상기 니들(130)의 외부로 유출된다.

상기 여과막(164)은 상기 제2유출구(163)의 내주면에 결합 고정되는 것으로서, 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 상기 필터바디부(161)의 내부로 유입된 연료에 섞인 상기 차량용 인젝터(100)를 조립하는 과정에서 발생된 이물질이 상기 니들(130) 외부로 유출되는 것을 필터링한다.

상기 플랜지부(165)는 상기 필터바디부(161)의 상부 외주면을 따라 외측방향으로 돌출 형성되어 상기 플런저(150)의 상부 내주면에 압입방식으로 결합되는 것으로서, 상기 플랜지부(165)의 하면은 상기 니들(130)의 상면과 맞닿고, 외주면은 상기 플런저(150)의 내주면과 맞닿는다.

따라서, 상기 플랜지부(165)의 하면이 상기 니들(130)의 상면과 맞닿음으로써, 연료에 섞인 이물질이 상기 필터(160)와 니들(130) 사이로 유입되는 것이 방지되고, 상기 플랜지부(165)의 외주면이 상기 아마추어(150)의 내주면과 맞닿음으로써, 연료에 섞인 이물질이 상기 아마추어(150)와 니들(130) 사이로 유입되는 것이 방지된다.

폐쇄부(166)는 상기 필터바디부(161)의 하부에 형성되어 상기 필터바디부(161)의 하부를 밀폐하는 것으로서, 상기 볼밸브(140)와 맞닿는다.

상기 폐쇄부(166)는 상기 필터(160)의 내부로 유입된 연료 및 이물질이 상기 니들(130)과 상기 볼밸브(140) 사이로 유출되는 것을 방지한다.
그리고, 상기 폐쇄부(166)의 하면에는 상기 볼밸브(140)의 상부가 삽입되는 오목한 형상의 안착홈(167)이 형성되어 있다.
상기 폐쇄부(166)의 하면에 형성된 상기 안착홈(167)에 상기 볼밸브(140)가 안착됨으로써 상기 연료의 유입시 상기 필터(160)가 좌우방향으로 유동되는 것을 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터의 작동과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 인젝터의 작동과정을 나타낸 단면도이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 솔레노이드(170)가 작동되지 않는 상태에서는 상기 볼밸브(140)는 상기 밸브시트(120)와 맞닿아 상기 밸브시트(120)와 볼밸브(140)의 접촉면이 완전히 밀착되어 상기 분사홀(121)이 폐쇄됨으로써 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 유입된 연료 공급이 완전히 차단된다.

그리고, 도 4의 (b)를 참조하면, 솔레노이드(170)가 작동되면 상기 밸브시트(120)와 볼밸브(140)의 접촉면이 서로 이격되어 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 유입된 연료가 상기 분사홀(121)을 통해 분사된다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 차량용 인젝터(100)는 상기 필터(160)의 상부 외주면으로부터 외측방향으로 돌출된 플랜지부(165)가 상기 니들(130)의 상면과 상기 아마추어(150)의 내측면에 맞닿음으로써, 상기 인젝터바디(110)의 외부로부터 유입된 연료에 섞인 이물질이 상기 니들(130)과 상기 인젝터바디(110) 사이로 유출되는 것이 저지된다.

또한, 상기 필터(160)의 하부에 폐쇄부(166)가 형성되어 상기 필터(160)의 하부가 밀폐됨으로써, 상기 필터(160) 내부로 유입된 연료 및 이물질이 상기 필터(160)와 볼밸브(140) 사이로 유출되는 것이 저지된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 차량용 인젝터 110: 인젝터 바디
120: 밸브시트 121: 분사홀
130: 니들 131: 제1유출구
140: 볼밸브 150: 아마추어
160: 필터 161: 필터바디부
162: 리브 163: 제2유출부
164: 여과막 165: 플랜지부
166: 폐쇄부 170: 솔레노이드

Claims (7)

1. 차량의 연료시스템에 적용되어 연료를 연소실에 분사시키는 차량용 인젝터에 있어서,
   외부에서 연료가 유입되고 하부로 연료가 분사되는 인젝터바디;
   상기 인젝터바디의 하부에 끼워지며, 연료가 분사되는 분사홀이 형성된 밸브시트;
   외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제1유출구가 형성되고, 상기 인젝터바디의 내부에서 직선으로 이동가능하게 배치되는 중공형상의 니들;
   상기 니들의 하부에 결합되고, 직선으로 이동하는 상기 니들과 함께 이동하여 상기 분사홀을 개폐하는 볼밸브;
   중공형상으로 형성되어 상기 니들의 외주면에 장착되고, 솔레노이드와의 상호작용에 의해 상기 니들을 직선으로 이동시키는 아마추어;
   상기 니들의 내부에 삽입 배치되어 상기 제1유출구를 통해 유출되는 연료를 필터링하는 필터;를 포함하여 이루어지되,
   상기 필터는,
   상기 니들의 내부에 삽입 배치되어 외주면에 내부로 유입된 연료가 유출되는 제2유출구가 형성되고, 상부가 개방된 중공형상의 필터바디부;
   상기 제2유출구의 내주면에 결합되어 상기 필터바디부의 내부에 유입된 연료를 필터링하는 여과막;
   상기 필터바디부의 상부 외주면을 따라 외측방향으로 돌출 형성되어 하면은 상기 니들의 상면과 맞닿고, 외주면은 상기 아마추어의 내주면과 맞닿는 플랜지부;
   상기 필터바디부의 하부에 형성되어 상기 필터바디부의 하부를 폐쇄하고, 상기 볼밸브와 맞닿는 폐쇄부;를 포함하여 이루어지며,
   상기 폐쇄부의 하면에는 상기 볼밸브가 삽입되는 오목한 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 인젝터.
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