KR102412062B1 - 디젤 엔진의 연료분사노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사공의 입구측과 출구측을 중심측에 비해 넓게 형성함으로써 연료가 압축 후 팽창된 상태에서 분사되기 때문에 연료를 확산하여 분사할 수 있어 분사 효율을 증대시킬 수 있는 디젤 엔진의 연료분사노즐를 제공한다. 본 발명은 분사공의 입구측과 출구측 중 어느 하나 이상의 내주면 상에 나사부를 형성함으로써 연료가 분사시 나사부와 충돌하여 연료가 더욱 확산되어 분사되기 때문에 분사 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 노즐몸체의 분사공과 캡의 분사공을 역삼각형의 형상으로 이루어 역삼각형의 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성함으로써 분사공의 가공이 용이하기 때문에 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

디젤 엔진의 연료분사노즐{Fuel Injection Nozzle of Diesel Engine}

본 발명은 디젤 엔진의 연료분사노즐에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 분사공의 입구측과 출구측을 중심측에 비해 넓게 형성함으로써 연료가 압축 후 팽창된 상태에서 분사되기 때문에 연료를 확산하여 분사할 수 있어 분사 효율을 증대시킬 수 있는 디젤 엔진의 연료분사노즐에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 디젤 엔진은 실린더 안에 공기만을 흡입, 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때, 연료를 안개 모양의 입자로 고압 분사하여 이 분사 연료가 공기의 압축열에 의해 자기착화, 연소하게 된다. 이때 발생한 가스의 압력에 의해 동력을 얻는다. 여기서, 분사 펌프에서 압송되는 고압 연료는 최종적으로 노즐에서 무화되어 연소실 안에 분사된다.

따라서, 상기 노즐의 기능은 인젝션 펌프의 성능을 최대한으로 발휘되고 또한 각 엔진마다 다른 연소실 안의 공기 흐름에 적합하여 엔진의 성능을 최대로 발휘하는 것이 요구된다.

도 1은 종래 기술에서 디젤 엔진의 연료 분사 노즐 중 홀 노즐이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 니들(1)에 따라 개구 면적이 변화하지 않고, 분공(12)의 지름과 수의 선택으로 각 엔진의 연소에 적합하게 한다. 즉, 시이트(14) 부분을 통과하는 연료는 색홀(16)에 들어가서 방향이 다른 각의 분공(12)으로 갈라져 연소실에 분사된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 디젤 엔진의 연료 분사 노즐은 엔진 저속시에나 고속시에도 일정하게 연료를 분사하는 한계를 갖고 있다.

따라서, 본 발명자는 연료를 분사시 분사 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 기술을 제안하기에 이르렀다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 분사공의 입구측과 출구측을 중심측에 비해 넓게 형성함으로써 연료가 압축 후 팽창된 상태에서 분사되기 때문에 연료를 확산하여 분사할 수 있어 분사 효율을 증대시킬 수 있는 새로운 형태의 디젤 엔진의 연료분사노즐을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

그리고, 분사공의 입구측과 출구측 중 어느 하나 이상의 내주면 상에 나사부를 형성함으로써 연료가 분사시 나사부와 충돌하여 연료가 더욱 확산되어 분사되기 때문에 분사 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 새로운 형태의 디젤 엔진의 연료분사노즐을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 노즐몸체의 분사공과 캡의 분사공을 역삼각형의 형상으로 이루어 역삼각형의 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성함으로써 분사공의 가공이 용이하기 때문에 제작 단가를 줄일 수 있는 새로운 형태의 디젤 엔진의 연료분사노즐을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 노즐몸체(20)의 내부에 이동 가능한 니들밸브(30)가 구비되고, 상기 니들밸브(30)의 상하 동작으로 연료를 분사할 수 있도록 분사공(40)이 형성된 디젤 엔진의 연료분사노즐에 있어서, 상기 분사공(40)은 입구측(41), 중심측(42), 출구측(43)으로 구분되되, 상기 입구측(41)과 출구측(43)은 넓고, 상기 중심측(42)은 상기 입구측(41)과 출구측(43)에 비해 좁은 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 상기 분사공(40)의 입구측(41)과 중심측(42)의 거리는 상기 중심측(42)과 출구측(43)의 거리에 비해 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 상기 분사공(40)의 입구측(41) 또는 출구측(43) 중 어느 하나 이상의 내주면 상에 나사부(44)가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 상기 분사공(40)은 다공 또는 단공 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 노즐몸체(20)의 내부에 이동 가능한 니들밸브(30)가 구비되고, 상기 니들밸브(30)의 상하 동작으로 연료를 분사할 수 있도록 분사공(40)이 형성된 디젤 엔진의 연료분사노즐에 있어서, 상기 노즐몸체(20)는 상기 분사공(40)과 연통되는 분사공(60)이 형성된 캡(50)을 구비하고, 상기 노즐몸체(20)의 분사공(40)과 상기 캡(50)의 분사공(60)은 역삼각형의 형상으로 이루어져 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에 의하면, 분사공의 입구측과 출구측을 중심측에 비해 넓게 형성함으로써 연료가 압축 후 팽창된 상태에서 분사되기 때문에 연료를 확산하여 분사할 수 있어 분사 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 분사공의 입구측과 출구측 중 어느 하나 이상의 내주면 상에 나사부를 형성함으로써 연료가 분사시 나사부와 충돌하여 연료가 더욱 확산되어 분사되기 때문에 분사 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 노즐몸체의 분사공과 캡의 분사공을 역삼각형의 형상으로 이루어 역삼각형의 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성함으로써 분사공의 가공이 용이하기 때문에 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐의 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 분사공의 구성을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 분사공에 나사부가 형성된 상태를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 분사공의 단공 상태를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2 내지 도 6에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐(10)은 노즐몸체(20)의 내부에 이동 가능한 니들밸브(30)가 구비되고, 니들밸브(30)의 상하 동작으로 연료를 분사할 수 있도록 분사공(40)을 갖는다. 니들밸브는 연료압이 일정 이상이면 상측으로 이동되어 연료통로가 개방되어 연료가 분사공을 통해 분사되도록 하는 것으로, 연료가 분사되는 구성 등은 일반적인 구성으로 상세한 설명은 생략하기로 하고, 본 발명의 특징부인 분사공에 대하여 설명하도록 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐(10)에서 분사공(40)은 다공 또는 단공의 형상으로 이루어진다.

먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 분사공(40)이 다공으로 형성될 경우를 설명하도록 한다.

분사공(40)은 도 2에서 보는 바와 같이 입구측(41), 중심측(42), 출구측(43)으로 구분되어 진다. 이때, 입구측(41)과 출구측(43)은 넓고, 중심측(42)은 입구측(41)과 출구측(43)에 비해 좁은 형상을 갖도록 한다.

한편, 분사공(40)은 도 3에서 보는 바와 같이 입구측(41)과 중심측(42)의 거리(d₁)는 중심측(42)과 출구측(43)의 거리(d₂)에 비해 길게 형성되어 진다.

상술한 구성에서 입구측(41)과 중심측(42) 사이는 연료가 분사시 압축되고, 중심축(42)과 출구측(43) 사이는 연료가 팽창되어 분사되어 진다. 즉, 중심측(42)은 입구측(41)에 비해 좁도록 형성되어 있어 연료가 좁은 통로로 이동되면서 압축되고, 압축된 연료가 중심측(42)을 지나 출구측(43)으로 이동시 출구측(43)은 중심측(42)에 비해 넓도록 형성되어 있어 연료는 팽창하여 분사되어 지는 것이다.

이와 같이 분사공(40)의 입구측(41)과 출구측(43)을 중심측(42)에 비해 넓게 형성함으로써 연료가 압축 후 팽창된 상태에서 분사되기 때문에 연료를 확산하여 분사할 수 있어 분사 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 분사공(40)의 입구측(41)과 중심측(42)의 거리(d₁)를 중심측(42)과 출구측(43)의 거리(d₂)에 비해 길게 형성함으로써 압축된 연료가 순간적으로 팽창하여 순간적인 팽창효과를 높일 수 있는 효과가 있다.

한편, 분사공(40)은 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이 입구측(41)의 내주면, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이 출구측(43)의 내주면 또는 도 4의 (c)에서 보는 바와 같이 입구측(41)과 출구측(43)의 내주면 상에 나사부(44)가 형성되어 진다.

이와 같이 분사공(40)의 입구측(41), 출구측(43)에 나사부(44)를 형성함으로써 연료가 분사시 나사부(44)와 충돌하여 연료가 더욱 확산되어 분사되기 때문에 분사 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐에서 분사공이 단공으로 형성될 경우를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 분사공(40)은 노즐몸체(20)의 끝단부에 형성되되, 분사공(40)은 입구측(41), 중심측(42), 출구측(43)으로 구분되어 형성된다. 이때, 입구측(41)과 출구측(43)은 넓고, 중심측(42)은 입구측(41)과 출구측(43)에 비해 좁은 형상을 갖도록 형성되어 진다.

한편, 단공으로 형성되는 분사공(40)은 도시하지 않았지만, 상기 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같이 입구측(41)의 내주면, 출구측(43)의 내주면 또는 입구측(41)과 출구측(43)의 내주면 상에 나사부가 형성되어 질 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐의 단면도로써, 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐(10')에서 노즐몸체(20)는 분사공(40)과 연통되는 분사공(60)이 형성된 캡(50)을 구비하여 이루어진다.

노즐몸체(20)의 분사공(40)과 캡(50)의 분사공(60)은 역삼각형의 형상으로 이루어진다. 이때, 역삼각형의 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성되어 연료가 통과하도록 한다.

이와 같이 노즐몸체(20)의 분사공(40)과 캡(50)의 분사공(60)을 역삼각형의 형상으로 이루어 역삼각형의 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성함으로써 분사공(40)의 가공이 용이하기 때문에 제작 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

한편, 노즐몸체(20)의 분사공(40)의 내주면과 캡(50)의 분사공(60)의 내주면 중 어느 하나 이상에는 도시하지 않았지만 나사부가 형성되어 연료가 분사시 나사부와 충돌하여 분사 반경을 확산시킬 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료분사노즐을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10, 10' : 디젤 엔진의 연료분사노즐
20 : 노즐몸체 30 : 니들밸브
40, 60 : 분사공 41 : 입구측
42 : 중심측 43 : 출구측
50 : 캡

Claims (5)

1. 노즐몸체(20)의 내부에 이동 가능한 니들밸브(30)가 구비되고, 상기 니들밸브(30)의 상하 동작으로 연료를 분사할 수 있도록 분사공(40)이 형성된 디젤 엔진의 연료분사노즐에 있어서,
   상기 분사공(40)은 입구측(41), 중심측(42), 출구측(43)으로 구분되되,
   상기 입구측(41)과 출구측(43)은 넓고, 상기 중심측(42)은 상기 입구측(41)과 출구측(43)에 비해 좁은 형상을 갖고, 상기 입구측(41)과 중심측(42)의 거리는 상기 중심측(42)과 출구측(43)의 거리에 비해 길게 형성되며, 상기 입구측(41) 또는 출구측(43) 중 어느 하나 이상의 내주면 상에 나사부(44)가 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료분사노즐.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 분사공(40)은 다공 또는 단공 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료분사노즐.
   
5. 노즐몸체(20)의 내부에 이동 가능한 니들밸브(30)가 구비되고, 상기 니들밸브(30)의 상하 동작으로 연료를 분사할 수 있도록 분사공(40)이 형성된 디젤 엔진의 연료분사노즐에 있어서,
   상기 노즐몸체(20)는 상기 분사공(40)과 연통되는 분사공(60)이 형성된 캡(50)을 구비하고,
   상기 노즐몸체(20)의 분사공(40)과 상기 캡(50)의 분사공(60)은 역삼각형의 형상으로 이루어져 좁은 부분이 서로 연통되도록 형성되고,
   상기 노즐몸체(20)의 분사공(40)의 내주면과 캡(50)의 분사공(60)의 내주면 중 어느 하나 이상에는 나사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료분사노즐.

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