KR19980044428A

KR19980044428A - 디젤 엔진의 다노즐 인젝터

Info

Publication number: KR19980044428A
Application number: KR1019960062521A
Authority: KR
Inventors: 이세영
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-09-05
Also published as: KR100190871B1; DE19754112A1; JPH10311269A; JP3008276B2

Abstract

본 발명은 디젤 엔진의 연소실에 연료를 분사하는 다노즐 인젝터에 관한 것으로서, 연료 펌프에서 가압된 연료가 연료 공급로(55)를 통해 압입되어 저장되는 연료 저장실(A)과, 상기 연료 저장실(A)에 연결되어 연료가 통과되고 내경이 상호 다르게 형성된 복수개의 인젝션 통로(80,90)와, 상기 복수개의 인젝션 통로(80,90) 끝단에 각각 형성되어 연료가 분사되는 복수개의 노즐(85,95)과, 상기 연료 저장실(A)내에 내재되어 상기 복수개의 인젝션 통로(80,90) 중 어느 하나로 연료가 통과되도록 상하 이동되는 플런저(70)와, ECU(50)의 제어에 의해 상기 플런저(70)를 상하 이동시키는 로터리 솔레노이드(60)로 구성되어, 엔진 조건에 맞게 연소실에 분사되는 연료량을 조절함으로써 엔진의 저속과 저부하에서는 소량의 연료 분사로 연비를 향상시키고 배기가스가 저감되도록 한 디젤 엔진의 다노즐 인젝터에 관한 것이다.

Description

디젤 엔진의 다노즐 인젝터

본 발명은 디젤 엔진의 연소실에 연료를 분사하는 인젝터에 관한 것으로서, 특히 내경이 다른 두 개의 노즐을 형성하여 엔진 조건에 맞게 연소실에 분사되는 연료량을 조절함으로써 엔진의 저속과 저부하에서는 소량의 연료 분사로 연비를 향상시키고 배기가스가 저감되도록 한 디젤 엔진의 다노즐 인젝터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 디이젤 엔진은 실린더 안에 공기만을 흡입, 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때, 연료를 안개모양의 입자로 고압 분사하여 이 분사 연료가 공기의 압축열에 의해 자기착화, 연소하게 된다. 이때 발생한 가스의 압력에 의해 동력을 얻는다. 그리고, 상기 디이젤 엔진의 연료는 연료 펌프로부터 연료가 공급되어 인젝터를 통해서 연소실에 분사된다.

종래의 디젤 엔진의 인젝터는 도 1에 도시된 바와 같이 인젝터를 이루는 본체(11)와, 고압으로 연료를 공급하는 연료 펌프와 연결되어 상기 본체(11) 내에 형성된 연료 공급 통로(12)와, 상기 연료 공급 통로(12) 끝단에 형성되어 연료가 분사되는 노즐(13)과, 상기 노즐(13)을 개폐시키는 니들 밸브(14)와, 상기 니들 밸브(14)의 상단에 연결되어 상하 이동되는 플런저(15)와, 상기 플런저(15)를 상하 이동시켜 상기 노즐(13)을 개방시키는 솔레노이드 코일(16)과, 상기 플런저(15)를 원위치시켜 노즐(13)을 닫아주도록 상기 플런저(15)를 밀어주는 리턴 스프링(17)과, 상기 솔레노이드 코일(16)을 제어하는 ECU(20)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 디젤 엔진의 인젝터의 작동은 다음과 같다.

상기 ECU(20)에서 고압과 저압에 따라 연료 분사량을 결정하여 상기 솔레노이드 밸브(16)에 신호를 보내면 상기 솔레노이드 밸브(16)가 전자석이 되어 상기 플런저(15)를 상측 방향으로 당기게 된다. 이와 동시에 상기 니들 밸브(14)도 상측으로 이동되어 상기 노즐(13)은 열리게 된다.

이때, 상기 연료 펌프에서 가압된 연료가 연료 공급 통로(12)에서 고압으로 가압된 상태에서 대기하고 있다가 상기 노즐(13)이 개방되게 되면 상기 노즐(13)을 통해 연소실에 연료가 분사되게 된다.

반대로, 상기 ECU(20)의 제어에 의해 상기 솔레노이드 코일(16)에 자장이 형성되지 않으면 상기 플런저(15)는 리턴 스프링(17)에 의해 노즐(13) 방향으로 이동하게 되고, 이때 상기 니들 밸브(14)는 상기 플런저(15)의 이동으로 상기 노즐(13)을 닫게 된다. 따라서, 연료 펌프에 가압된 연료는 연소실에 분사되지 않고 대기 상태로 있게 된다.

여기서, 연소실에 분사되는 연료 분사량은 상기 니들 밸브(14)가 열려 있는 시간으로 결정된다. 즉, 상기 ECU(20)의 연료 분사 신호가 오면 상기 솔레노이드 코일(16)이 작동하여 상기 플런저(15)를 흡인하게 되고, 상기 플런저(15)와 일체로 형성된 상기 니들 밸브(14)가 후퇴되면서 상기 노즐(13)을 열게된다. 따라서 연료 분사량은 상기 솔레노이드 코일(16)에 전류가 흘러 상기 니들 밸브(14)가 노즐(13)을 개방하는 시간에 의해 결정된다.

특히, 현재의 추세는 연료 분사량을 조절하여 연소 성능을 향상시키기 위해 가능한 노즐 사이즈를 적게하고 인젝션 압력은 높게하여 연료 미립화 및 착화 지연 기간 동안 분사되는 연료량을 최소화 하는 경향이 있다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동하는 종래의 디젤 엔진의 인젝터는 엔진이 고속 고부하 상태에서는 인젝션 압력을 높이는데 한계가 있고 노즐 구멍이 작으면 적합한 양의 연료가 분사되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엔진의 부하에 따라 내경이 다른 두 개의 노즐을 통해 연료를 선택적으로 분사함으로써 엔진의 연소 성능 및 연비가 향상되고 배기 가스도 저감되도록 한 디젤 엔진의 다노즐 인젝터를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 디젤 엔진의 인젝터를 나타낸 내부 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 다노즐 인젝터를 나타낸 내부 구성도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50 : ECU 55 : 연료 공급로 60 : 로터리 솔레노이드

62 : 코일부 64 : 수나사봉 70 : 플런저

72 : 작동부 74 : 밸브부 76 : 배출구

80 : 인젝션 소통로 85 : 소노즐 90 : 인젝션 대통로

95 : 대노즐 A : 연료 저장실

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 디젤 엔진의 다노즐 인젝터는, 연료 펌프에서 가압된 연료를 ECU의 신호에 따라 연소실에 분사하는 디젤 엔진의 인젝터에 있어서, 상기 연료 펌프에서 가압된 연료가 저장되는 연료 저장실과, 상기 연료 저장실에 연결되어 연료가 통과되고 내경이 상호 다르게 형성된 복수개의 인젝션 통로와, 상기 복수개의 인젝션 통로 끝단에 각각 형성되어 연료가 분사되는 복수개의 노즐과, 상기 연료 저장실 내에 내재되어 상기 복수개의 인젝션 통로 중 어느 하나로 연료가 통과되도록 상하 이동되는 플런저와, 상기 ECU의 제어에 의해 상기 플런저를 상하 이동시키는 로터리 솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 디젤 엔진의 다노즐 인젝터는 도 2에 도시된 바와 같이 연료 펌프에서 가압된 연료가 연료 공급로(55)를 통해 압입되어 저장되는 연료 저장실(A)과, 상기 연료 저장실(A)에 연결되어 연료가 통과되고 내경이 상호 다르게 형성된 복수개의 인젝션 통로(80,90)와, 상기 복수개의 인젝션 통로(80,90) 끝단에 각각 형성되어 연료가 분사되는 복수개의 노즐(85,95)과, 상기 연료 저장실(A)내에 내재되어 상기 복수개의 인젝션 통로(80,90) 중 어느 하나로 연료가 통과되도록 상하 이동되는 플런저(70)와, ECU(50)의 제어에 의해 상기 플런저(70)를 상하 이동시키는 로터리 솔레노이드(60)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 인젝션 통로(80,90) 및 노즐(85,95)은 일정량 이하의 연료가 분사되는 인젝션 소통로(80) 및 소노즐(85)과, 상기 인젝션 소통로(80) 및 소노즐(85) 보다 상대적으로 관경이 크게 형성되고 일정량 이상의 연료가 분사되는 인젝션 대통로(90) 및 대노즐(95)로 형성된다.

특히, 상기 인젝션 소통로(80)와 인젝션 대통로(90)는 상기 연료 저장실(A)에 연결되는 입구부의 높이가 서로 다르게 형성되어 있다.

그리고, 상기 플런저(70)는 그 상측에 상기 로터리 솔레노이드(60)의 일부와 연결되도록 암나사가 형성된 작동부(72)와, 상기 작동부(72) 하측에 원통체로 형성되고 상기 연료저장실(A) 내에 위치되어 상기 인젝션 통로(80,90)로 연료가 배출되도록 배출구(76)가 형성된 밸브부(74)로 구성된다.

또한, 상기 로터리 솔레노이드(60)는 상기 ECU(50)의 제어에 의해 자장을 형성하는 코일부(62)와, 상기 코일부(62)의 중심에서 회전되어 상기 플런저(70)를 상하 이동시키도록 상기 플런저(70)의 암나사와 결합되는 수나사봉(64)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 디젤 엔진의 다노즐 인젝터의 작동을 설명하면 다음과 같다.

연료 펌프에서 가압된 연료가 연료 공급로(55)를 통해 연료 저장실(A)에 대기하고 있는 상태에서 엔진이 고속 고부하로 작동되면 ECU(50)가 이를 판단하여 로터리 솔레노이드(60)를 작동시킨다. 상기 로터리 솔레노이드(60)는 상기 ECU(50)의 제어에 의해 코일부(62)에 자장이 형성되고, 이에 따라 수나사봉(64)이 회전된다.

상기 로터리 솔레노이드(60)의 수나사 봉(64)이 회전하게 되면 암나사가 형성된 플런저(70)의 작동부(72)가 나사산을 따라 회전된 만큼 상승되고, 동시에 플런저의 밸브부(74)도 상승된다. 이때, 상기 밸브부(74)에 형성된 배출구(76)와 인젝션 대통로(90)가 연통되어 연료 저장실(A)에 있던 연료가 상기 배출구(76)와 인젝션 대통로(90)를 통과하여 대노즐(95)을 통해 연소실에 분사된다. 여기서는 상대적으로 많은 양의 연료가 분사된다.

상기와 다르게 엔진이 저속 저부하 상태에서는 상기 ECU(50)가 이를 판단하여 로터리 솔레노이드(60)를 제어하면, 상기 수나사봉(64)이 상기 엔진 고속때와는 반대로 회전되어 상기 플런저(70)는 하측으로 이동하게 된다. 이때, 플런저(70)의 배출구(76)와 인젝션 소통로(80)가 연통되어 연료가 통과되고 소노즐(85)을 통해 소량의 연료가 분사된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 디젤 엔진의 다노즐 인젝터는 엔진부하에 따라 ECU(50)가 이를 판단하여 내경이 다른 두 개의 노즐(85,95)을 통해 연료량을 조절하여 분사하기 때문에 엔진부하에 따라 적합양의 연료를 공급하여 연비 향상은 물론 배기가스가 저감되는 이점이 있다.

Claims

연료 펌프에서 가압된 연료를 ECU의 신호에 따라 연소실에 분사하는 디젤 엔진의 인젝터에 있어서,

상기 연료 펌프에서 가압된 연료가 저장되는 연료 저장실과, 상기 연료 저장실에 연결되어 연료가 통과되고 내경이 상호 다르게 형성된 복수개의 인젝션 통로와, 상기 복수개의 인젝션 통로 끝단에 각각 형성되어 연료가 분사되는 복수개의 노즐과, 상기 연료 저장실 내에 내재되어 상기 복수개의 인젝션 통로 중 어느 하나로 연료가 통과되도록 상하 이동되는 플런저와, 상기 ECU의 제어에 의해 상기 플런저를 상하 이동시키는 로터리 솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 다노즐 인젝터.
제1항에 있어서,

상기 인젝션 통로 및 노즐은 일정량 이하의 연료가 분사되는 인젝션 소통로 및 소노즐과, 상기 인젝션 소통로 및 소노즐 보다 상대적으로 관경이 크게 형성되고 일정량 이상의 연료가 분사되는 인젝션 대통로 및 대노즐로 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 다노즐 인젝터.
제2항에 있어서,

상기 인젝션 소통로와 인젝션 대통로는 상기 연료 저장실에 연결되는 입구부의 높이가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 다노즐 인젝터.
제1항에 있어서,

상기 플런저는 그 상측에 상기 로터리 솔레노이드의 일부와 연결되도록 암나사가 형성된 작동부와, 상기 작동부 하측에 원통체로 형성되고 상기 연료저장실 내에 위치되어 상기 인젝션 통로로 연료가 배출되도록 배출구가 형성된 밸브부로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 다노즐 인젝터.
제4항에 있어서,

상기 로터리 솔레노이드는 상기 ECU의 제어에 의해 자장을 형성하는 코일부와, 상기 코일부의 중심에서 회전되어 상기 플런저를 상하 이동시키도록 상기 플런저의 암나사와 결합되는 수나사봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 다노즐 인젝터.