KR19980036643A - Fuel Injection Nozzles for Diesel Engines - Google Patents
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Abstract
주분사가 이루어지기 전에 파일럿 분사를 행하여 연소를 완만하게 이루어지게 함으로써, 배기가스에 포함되어 있는 NOx를 저감시킬 수 있는 연료 분사노즐을 제공하기 위하여,분사 펌프와 연결되어 있는 연료 공급구(4)와, 상기 연료 공급구(4)의 타측과 연결되어 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 유압 쳄버(6)가 내측에 형성되어 있는 노즐 바디(2)와; 상기한 노즐 바디(2)의 내측으로 삽입되어 상측으로 노즐 바디(20)와 슬라이드 가능하게 결합되어 있는 작동로드(8)와, 상기한 작동로드의 하단과 연결되어 유압 쳄버(6) 내측으로 삽입되어 있고, 내측에 연료 공급구(18)가 형성되어 있는 밸브 스템부(12)로 이루어진 노즐 밸브(10)와; 상기한 노즐 밸브(10)의 하단과 노즐 바디(2)의 하단 사이에 주분사 수단과 파일럿 분사 수단으로 구성되어 연소실로 연료를 공급하는 연료 분사부(15)가 형성되어짐을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료 분사노즐을 제공한다.In order to provide a fuel injection nozzle which can reduce NOx contained in exhaust gas by performing a pilot injection before main injection, the fuel supply port 4 connected with the injection pump 4 A nozzle body (2) connected to the other side of the fuel supply port (4) and having a hydraulic chamber (6) formed therein for temporarily storing the high-pressure fuel in a press-fitted manner; An operating rod 8 inserted into the nozzle body 2 and slidably coupled to the nozzle body 20 upwardly, and connected to a lower end of the operating rod, and inserted into the hydraulic chamber 6. A nozzle valve 10 formed of a valve stem portion 12 having a fuel supply port 18 formed therein; A diesel engine comprising a main injection means and a pilot injection means formed between the lower end of the nozzle valve 10 and the lower end of the nozzle body 2 to supply fuel to the combustion chamber. It provides a fuel injection nozzle for.
Description
본 발명은 디젤엔진에서 사용되는 연료 분사노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료 분사노즐의 주분사가 이루어지기 전에 파일럿 분사를 행하여 연소를 완만하게 이루어지게 함으로써, 배기가스에 포함되어 있는 NOx를 저감시킬 수 있는 디젤엔진용 연료 분사노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel injection nozzle used in a diesel engine, and more particularly, to smoothly burn by performing pilot injection before main injection of the fuel injection nozzle, thereby reducing NOx contained in exhaust gas. The present invention relates to a fuel injection nozzle for a diesel engine.
디젤엔진에서 사용되는 연료 분사노즐은, 엔진의 연소실 안에 고온 고압의 연료를 분무상태로 분사하는 일을 한다.A fuel injection nozzle used in a diesel engine sprays high temperature and high pressure fuel in a spray state into an engine combustion chamber.
이러한 연료 분사노즐은, 연료를 고압으로 압송하는 분사 펌프와, 이 분사 펌프에 의해 압송된 연료를 실린더 내부로 분무상태로 분사하는 분사 노즐과, 상기 부품들을 서로 연결하여 주는 파이프 등으로 구성되어 있다.The fuel injection nozzle is composed of an injection pump for pumping fuel at high pressure, an injection nozzle for injecting the fuel pumped by the injection pump into the cylinder in a spray state, and a pipe for connecting the components to each other. .
도 3은 현재 사용중인 연료 분사노즐의 단면도이고, 도 4는 도 3 B부의 확대 단면도로서, 고압의 연료가 공급되는 연료공급로(102)와, 상기 연료 공급로(102)를 통해 고압 연료가 압입되는 유압 쳄버(104)와, 이 유압 쳄버(104)내에 일정압이 이상이 되면 열리도록 조정된 니이들 밸브(106)와, 상기 니이들 밸브(106)를 통하여 분사되는 연료를 연소실에 분무상태로 분사시키는 스프레이홀(108) 등으로 구성되어 있다.3 is a cross-sectional view of a fuel injection nozzle currently in use, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion B of FIG. 3, in which a high pressure fuel is supplied through a fuel supply passage 102 to which a high pressure fuel is supplied, and a fuel supply passage 102. The pressurized hydraulic chamber 104, the needle valve 106 which is adjusted to open when the constant pressure becomes abnormal in the hydraulic chamber 104, and the fuel injected through the needle valve 106 are sprayed into the combustion chamber. It consists of the spray hole 108 etc. which spray in a state.
상기한 공급로(102)는, 노즐 바디(110)의 상측에서 길이방향 형성되어 있는 관로로서, 내측의 유압 쳄버(104)와 연결되어 있고, 연료 분사 펌프에서 압송되는 고압의 연료가 유입되는 통로이다.The supply passage 102 is a conduit formed in the longitudinal direction above the nozzle body 110, connected to an internal hydraulic chamber 104, and a passage through which the high-pressure fuel fed by the fuel injection pump flows. to be.
상기한 유압 쳄버(104)는, 고압의 연료가 유입되어 일정압이 되면 푸시로드(112)를 상방향으로 밀어 올려 니이들 밸브(106)를 작동시킨다.The hydraulic chamber 104 operates the needle valve 106 by pushing the push rod 112 upward when a high pressure fuel is introduced and becomes a constant pressure.
상기한 푸시로드(112)는, 유압 쳄버의 내측에 삽입 장착되어 있고, 내측에 상기 니이들 밸브를 하측을 밀어주는 스프링(105)이 장착되어 있고, 그 끝단에는 니이들 밸브(106)가 일체로 형성되어 있다.The push rod 112 is inserted and mounted inside the hydraulic chamber, and a spring 105 for pushing the needle valve downward is mounted on the inside thereof, and the needle valve 106 is integrated at the end thereof. It is formed.
상기한 니이들 밸브(106)는, 노즐 바디(110)에 형성되어 있는 밸브 시이트(114)와 접촉하고, 푸시로드(112)의 당김 작용을 받아서 연료 구멍을 개폐시키는 역할을 한다.The needle valve 106 is in contact with the valve seat 114 formed in the nozzle body 110, and serves to open and close the fuel hole by receiving the pull action of the push rod 112.
상기한 밸브 시이트(114)의 하단에는 스프레이홀(108)이 형성되어 니이들 밸브(106)의 작동에 의해 연료를 실린더 내로 분무상태로 분사시키는 역할을 한다.A spray hole 108 is formed at the lower end of the valve seat 114 to inject fuel into the cylinder by spraying the needle valve 106.
이러한 연료분사 노즐은, 고압의 연료의 압력이 상기 스프링(105) 탄성을 극복하여 연료분사후 압이 제거되면 스프링(105)의 탄성에 의해 니이들 밸브(106)를 하측으로 밀어 스프레이홀(108)을 닫는다.When the pressure of the high-pressure fuel overcomes the elasticity of the spring 105 and the pressure after the fuel injection is removed, the fuel injection nozzle pushes the needle valve 106 downward by the elasticity of the spring 105 to spray the spray hole 108. ).
그러나 상기한 바와 같이 연료 분사노즐은, 연소가 급격하게 이루어지고 연소실내부에서 와류의 발생이 적어서, 유해 배기 가스의 하나인 NOx가 발생하는 문제가 있다.However, as described above, the fuel injection nozzle has a problem in that combustion is rapid and generation of vortices in the combustion chamber is small, so that NOx, which is one of harmful exhaust gases, is generated.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료 분사노즐의 주분사 전에 파일럿 분사가 이루어지게 하여 연소를 완만하게 이루어지게 함으로써, NOx의 발생을 저감시킬 수 있는 연료 분사노즐을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to make a pilot injection before the main injection of the fuel injection nozzle to make the combustion smoothly, the fuel which can reduce the generation of NOx To provide a spray nozzle.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의, 분사 펌프와 연결되어 있는 연료 공급로와, 상기 연료 공급로의 타측과 연결되어 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 유압 쳄버가 내측에 형성되어 있는 노즐 바디와; 상기한 노즐 바디의 내측에 삽입되어 상측으로 노즐 바디와; 슬라이드 가능하게 결합되어 있는 작동로드와, 상기 작동로드의 하단과 연결되어 유압 챔버 내측으로 삽입되어 있고, 내측에 연료 공급구가 형성되어 있는 밸브 스템부로 이루어진 노즐 밸브와; 상기한 노즐 밸브의 하단과 노즐 바디의 하단 사이에 주분사 수단과 파일럿 분사 수단으로 구성되어 연소실로 연료를 공급하는 연료분사부가 형성되어짐을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료 분사노즐을 제공한다.In order to achieve the above object, a nozzle body having a fuel supply path connected to an injection pump and a hydraulic chamber connected to the other side of the fuel supply path to temporarily pressurize and store high pressure fuel is formed therein. Wow; A nozzle body inserted into an inside of the nozzle body and upward; A nozzle valve comprising a working rod slidably coupled to the lower end of the operating rod, the valve stem being inserted into the hydraulic chamber and having a fuel supply port formed therein; It provides a fuel injection nozzle for the diesel engine, characterized in that the fuel injection unit for supplying fuel to the combustion chamber is formed by the main injection means and the pilot injection means between the lower end of the nozzle valve and the lower end of the nozzle body.
상기한 주분사 수단과 파일럿 분사수단은, 밸브 바디의 하단에 연장 형성되어서 상측으로 주분사홀이 원주방향으로 다수개 형성되어 있고, 하측으로 파일럿 분사홀이 원주방향으로 다수개 형성되어 있는 실린더부와; 상기한 실린더부의 내측으로 상하 이동 가능하게 장착되고, 밸브 스템부 하단과 일체로 연장되어 주분사홀과 파일럿 분사홀을 개폐시키는 밸브 포트로 이루어져 있다.The main injection means and the pilot injection means are formed at the lower end of the valve body, the main injection hole is formed in a plurality of circumferential direction in the upper side, the cylinder portion formed in the circumferential direction a plurality of pilot injection holes in the lower side Wow; It is mounted to the inside of the cylinder so as to be movable up and down, extends integrally with the lower end of the valve stem portion consists of a valve port for opening and closing the main injection hole and the pilot injection hole.
상기한 밸브 포트는, 내측으로 연료 공급구가 하단까지 관통되어 있고, 상측으로 이 연료공급구와 연결되어 주분사홀에 연료를 공급하는 주공급구가 원주방향으로 다수개 형성되어 있고, 하측으로 상기 주분사홀에 비해 그 직경을 작게 한 파일럿 분사홀 측으로 연료를 공급하는 파일럿 공급구가 원주방향으로 다수개 형성되어 있고, 상기 주공급구의 상단에는 주분사홀을 개폐시키는 원주방향으로 제 1 랜드가 형성되어 있고, 상기 주공급구와 파일럿 공급구사이에서 제 2 랜드가 형성되어 있고, 상기 파일럿 공급구의 하측으로 상기 파일럿 분사홀을 개폐시키는 제 3 랜드가 형성되어 있다.In the valve port, a plurality of main supply holes penetrate the inner side to the lower end thereof, and a plurality of main supply holes are connected to the fuel supply holes on the upper side to supply fuel to the main injection hole in the circumferential direction. A plurality of pilot supply holes are provided in the circumferential direction to supply fuel to the pilot injection hole side whose diameter is smaller than that of the injection hole, and a first land is formed at the upper end of the main supply port in the circumferential direction to open and close the main injection hole. A second land is formed between the main supply port and the pilot supply port, and a third land for opening and closing the pilot injection hole is formed below the pilot supply port.
도 1은 본 발명에 따른 연료 분사노즐의 단면도.1 is a cross-sectional view of a fuel injection nozzle according to the present invention.
도 2는 도 1 A부의 확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of the portion A of FIG.
도 3은 종래기술에 의한 연료 분사노즐의 단면도.3 is a cross-sectional view of a fuel injection nozzle according to the prior art.
도 4는 도 3 B부의 확대 단면도.4 is an enlarged cross-sectional view of part 3B.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 연료 분사노즐의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a fuel injection nozzle according to the present invention.
상기한 연료 분사노즐은, 상기 연료 분사노즐의 외관을 형성하는 노즐 바디(2)와, 고압 연료가 공급되는 통로인 연료 공급로(4)와, 상기 공급로(4)와 연결되어 고압 연료가 압입되는 유압 쳄버(6)와, 상기 노즐 바디(2)의 상단에 슬라이드 결합되는 작동로드(8)와, 상기 작동로드(8)의 하단에 연결되어 연료분사의 개폐작용을 하는 노즐 밸브(10) 등으로 구성되어 있다.The fuel injection nozzle is connected to the nozzle body 2 forming the outer appearance of the fuel injection nozzle, a fuel supply path 4 which is a passage through which high pressure fuel is supplied, and the supply path 4 so that a high pressure fuel is formed. A hydraulic chamber 6 that is press-fitted, an operating rod 8 that is slide coupled to the upper end of the nozzle body 2, and a nozzle valve 10 connected to the lower end of the operating rod 8 to open and close the fuel injection. ) And the like.
상기한 노즐 바디(2)는, 상단이 개방되어 작동로드가 끼움 장착되어 있고, 내측으로 유압 쳄버를 형성하기 위한 공간이 형성되어 있고, 하단으로 노즐 밸브와 접촉하여 연소실내로 연료를 분사시키는 작용을 한다.The nozzle body 2 has an open upper end to which the operating rod is fitted, and has a space for forming a hydraulic chamber inward, and injects fuel into the combustion chamber by contacting the nozzle valve at the lower end. Do it.
상기한 연료 공급로(4)는, 노즐 바디(2)의 일측 길이방향으로 형성되어 있는 홈으로서, 일측은 연료 분사 펌프와 연결되어 있고, 타측은 유압 쳄버(6)와 연결되어 연료 분사 펌프의 고압 연료를 유압 쳄버(6)내로 압입시키는 연료 통로 역할을 한다.The fuel supply passage 4 is a groove formed in one longitudinal direction of the nozzle body 2, one side of which is connected to the fuel injection pump, and the other side of the fuel supply pump 4 to the fuel injection pump. It serves as a fuel passage for pressurizing the high pressure fuel into the hydraulic chamber 6.
상기한 유압 쳄버(6)는, 연료 공급로(4)로부터 유입된 고압연료가 압입되어 일시적으로 저장되는 곳으로서, 내부에는 노즐 밸브(10)가 삽입되어 있다.The hydraulic chamber 6 is a place where the high pressure fuel introduced from the fuel supply passage 4 is press-fitted and temporarily stored, and a nozzle valve 10 is inserted therein.
상기한 작동 로드(8)는, 밸브 바디(2)의 상단과 슬라이드 가능하게 결합되어 있고, 상하로 이동가능하며 일측에 탄성부재(17)가 장착되어 있어서, 상기 작동 로드(8)의 하단에 연결되어 있는 노즐 밸브(10)의 개폐작동을 시키는 역할을 한다.The operating rod 8 is slidably coupled to the upper end of the valve body 2, and is movable up and down, and the elastic member 17 is mounted on one side thereof, so that the lower end of the operating rod 8 is provided. It serves to open and close the nozzle valve 10 is connected.
상기한 탄성부재(17)는, 고압 연료의 작용력에 비해 장력이 약하게 형성되어 고압의 연료가 작용하면 상측으로 밀리게 되어 있다.The elastic member 17 has a weaker tension than the action force of the high pressure fuel, and is pushed upward when the high pressure fuel is applied.
상기한 노즐 밸브(10)는, 고압의 연료를 분무상태로 연소실로 유입시키는 개폐 밸브로서, 유압 쳄버(6)내의 고압에 의해 개폐작용을 한다.The nozzle valve 10 is an on / off valve for introducing a high pressure fuel into the combustion chamber in a sprayed state, and opens and closes with a high pressure in the hydraulic chamber 6.
도 2는 도 1A부의 확대단면도로서, 작동 로드(8)와, 연결되어 있고, 연료를 공급하는 밸브 스템부(12)와, 밸브 바디와 밸브 스템부 하단 사이에서 실린더 측으로 연료를 공급하는 연료 공급부(15)로 구성되어 있다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the FIG. 1A part, which includes an operating rod 8, a valve stem portion 12 connected to and supplying fuel, and a fuel supply portion supplying fuel to the cylinder side between the valve body and the lower end of the valve stem portion. It consists of 15.
상기한 밸브 스템부(12)는, 유압 쳄버(6)의 내측에 삽입되어 있고, 상기 유압 쳄버(6)내의 고압 연료를 밸브 포트(14)로 유입시키는 위한 연료 공급구(18)가 형성되어 있다.The valve stem portion 12 is inserted inside the hydraulic chamber 6, and a fuel supply port 18 for introducing a high pressure fuel in the hydraulic chamber 6 into the valve port 14 is formed. have.
상기한 연료 공급부(18)는, 밸브 스템부(20)와, 외측 소정의 부위에 유압 쳄버와 통하는 통로가 형성되어 있고, 이 통로와 연결되어 있는 내측 중심부로 하부의 연료분사부까지 연결되어 있는 관통홀이 형성되어 있다.The fuel supply unit 18 is provided with a valve stem portion 20 and a passage communicating with the hydraulic chamber at a predetermined portion on the outer side, and is connected to an inner central portion connected to the passage to a lower fuel injection portion. The through hole is formed.
상기한 연료 공급부(15)는, 실린더부(16)와 밸브 포트부(14)로 구성되어 있다.Said fuel supply part 15 is comprised from the cylinder part 16 and the valve port part 14.
상기한 실린더부(16)는, 내측에 밸브 포트부(14)가 슬라이드하는 원통이 형성되어 있고, 상측으로는 연소실내 연료를 직접 분사하는 주분사홀(20)이 원주방향으로 다수개 형성되어 있고, 하측으로 상기 주분사홀(20)에 비해 그 직경을 작게 한 파일럿 분사를 위한 파일럿 분사홀(22)이 원주방향으로 다수개 형성되어 있다.The cylinder portion 16 has a cylinder in which the valve port portion 14 slides on the inside thereof, and a plurality of main injection holes 20 for directly injecting fuel in the combustion chamber are formed in the circumferential direction on the upper side thereof. In the lower side, a plurality of pilot injection holes 22 are formed in the circumferential direction for pilot injection, the diameter of which is smaller than that of the main injection hole 20.
상기한 밸브 포트부(14)는, 밸브 스템부(20)의 연료 공급구(18)가 하단까지 관통되어 있고, 상단에 실린더부(16)의 주분사홀(20)측으로 연료를 공급시키는 주공급구(24)가 원주방향으로 다수개 관통되어 있고, 하측으로 파일럿 분사홀(22)에 연료를 공급시키는 파일럿 공급구(26)가 형성되어 있다.In the valve port 14, the main hole through which the fuel supply port 18 of the valve stem 20 penetrates to the lower end and supplies fuel to the main injection hole 20 side of the cylinder part 16 at the upper end. The air supply port 24 penetrates in the circumferential direction, and the pilot supply port 26 which supplies fuel to the pilot injection hole 22 below is formed.
상기한 주공급구(24)의 상측으로 실린더부(16)의 내벽과 연료의 누유되지 않도록 기밀을 유지하면서 슬라이드 하여 주분사홀(24)을 개폐시키는 제 1 랜드(28)가 형성되어 있고, 주공급구(24)와 파일럿 공급구(26) 사이에는 양측으로 연료가 이동하는 것을 방지한 제 2 랜드(30)가 형성되어 있고, 파일럿 공급구(26)의 하측으로 파일럿 분사홀(22)을 개폐시키는 제 3 랜드(32)가 형성되어 있다.A first land 28 is formed on the upper side of the main supply port 24 to slide the main injection hole 24 by opening the slide while maintaining the airtightness so as not to leak the inner wall of the cylinder portion 16 and fuel. A second land 30 is formed between the air supply port 24 and the pilot supply port 26 to prevent the fuel from moving to both sides, and the pilot injection hole 22 is opened and closed below the pilot supply port 26. The third land 32 to be formed is formed.
이러한 노즐 밸브의 작동을 보면, 압입되는 고압연료의 압력에 의해 작동로드의 탄성부재(17)의 탄성을 극복하여 밸브 포트(14)가 약간 상측으로 이동하면, 먼저 파일럿 분사홀(22)을 개방되어 파일럿 분사가 이루어지고, 고압 연료의 압력이 커짐으로 밸브 포트(14)가 상측으로 이동하게 되어 제 3 랜드(26)가 파일럿 분사홀(26)을 폐쇄함을 파일럿 분사가 정지되고, 제 1 랜드(28)가 상측으로 이동하면서 주분사홀(20)을 개방시켜 주분사가 이루어진다.When the nozzle valve is operated, the pilot injection hole 22 is first opened when the valve port 14 moves slightly upward by overcoming the elasticity of the elastic member 17 of the operating rod by the pressure of the pressurized high-pressure fuel. The pilot injection is made, the pressure of the high pressure fuel is increased, the valve port 14 is moved upwards, and the pilot injection is stopped for the third land 26 to close the pilot injection hole 26. Main land injection is made by opening the main injection hole 20 while the land 28 moves upward.
이와 같이 이루어진 연료 분사노즐은, 분사노즐의 주분사 전에 파일럿 분사를 하여 실린더내의 연소가 완만하게 이루어지게 함으로써, 유해 배기가스중의 하나인 NOx을 저감할 수 있는 이점이 있다.The fuel injection nozzle configured as described above has an advantage of reducing NOx, which is one of the harmful exhaust gases, by performing a pilot injection before main injection of the injection nozzle to smoothly burn the cylinder.
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| KR100273586B1 (en) | 2001-03-02 |
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