KR19980052981A

KR19980052981A - Air assist injector using explosive gas

Info

Publication number: KR19980052981A
Application number: KR1019960072016A
Authority: KR
Inventors: 심현성
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-09-25

Abstract

본 발명은 가솔린 엔진의 연료장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어 어시스트 인젝터에 있어서 연료분사에 요구되는 압축공기를 폭발행정시에 발생하는 폭발가스에서 얻게 함으로써, 압축공기를 만들기 위한 별도의 장치가 필요없게 되고, 시동 직후에도 고압의 공기를 얻을 수 있도록 한 폭발가스를 이용한 에어 어시스트 인젝터에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel device of a gasoline engine, and more particularly, to obtain a compressed air required for fuel injection in the air assist injector from the explosion gas generated during the explosion stroke, a separate device for making compressed air The present invention relates to an air assist injector using explosive gas, which eliminates the need for high pressure air even after starting.

본 발명의 폭발가스를 이용한 에어 어시스트 인젝터는, 흡기다기관이 연결된 실린더 헤드(1)에 설치되어 밸브기구에 의해 작동되는 흡입밸브(3) 및 배기밸브(4)와, 연료를 분사하는 인젝터(2)를 포함한 것에 있어서, 연료분사가 요구되는 행정인 압축행정에 있는 실린더(10)와 폭발행정에 있는 실린더(20)가 서로 연결되도록 실린더 헤드(1)에 연결통로(30)를 형성하고, 상기 연결통로(30)에 솔레노이드 밸브(40)를 설치한 것을 특징으로 한다.The air assist injector using the explosive gas of the present invention includes an intake valve 3 and an exhaust valve 4 installed in a cylinder head 1 to which an intake manifold is connected and operated by a valve mechanism, and an injector 2 for injecting fuel. ), A connecting passage 30 is formed in the cylinder head 1 such that the cylinder 10 in the compression stroke, which is the stroke required for fuel injection, and the cylinder 20 in the explosion stroke, are connected to each other. It characterized in that the solenoid valve 40 is installed in the connecting passage (30).

이에 따라 초기시동시 공기압이 올라가는데 요구되는 시간문제를 해결하게 되고, 별도의 압축공기를 만들기 위한 에어콤푸레서 등의 장치가 요구되지 않아 그 설치구조가 단순화되어 지며, 엔진의 공간적 활용이 유리하게 되며, 나아가 원가를 절감하게 되는 등의 효과를 발휘한다.Accordingly, it solves the time problem required to increase the air pressure during initial startup, and does not require a device such as an air compressor to make a separate compressed air, thereby simplifying the installation structure and advantageously utilizing the engine space. In addition, the cost is reduced and the like.

Description

Air assist injector using explosive gas

자동차의 연료장치는 엔진의 모든 작동조건하에서 요구되는 연료를 분사시켜주기에 충분한 기능과 규정의 압력을 유지시켜주는 역할을 한다.The vehicle's fuel system maintains a function and regulation pressure sufficient to inject the required fuel under all operating conditions of the engine.

연료탱크 내의 연료는 전기로 구동되는 연료펌프에 의하여 약 2.5kg/㎠의 압력으로 연료여과기를 통하여 연료공급파이프로 공급된다.The fuel in the fuel tank is supplied to the fuel supply pipe through the fuel filter at a pressure of about 2.5 kg / cm 2 by an electrically driven fuel pump.

연료공급파이프에서 연료는 인젝터와 연료압력 제어기로 공급된다.In the fuel supply pipe, fuel is supplied to the injector and the fuel pressure controller.

연료압력 제어기는 흡기다기관의 부압정도에 따라 연료의 압력을 조절하여 공급하고 남은 연료는 연료탱크로 되돌아가게 한다.The fuel pressure controller adjusts the pressure of the fuel according to the degree of negative pressure of the intake manifold and supplies the remaining fuel back to the fuel tank.

인젝터에서 ECU의 신호에 의하여 여자되면 인젝터 내부의 니들밸브가 완전히 열려서 각 실린더의 점화순서 순으로 흡기다기관내에 연료를 분사시켜준다.When the injector is excited by the ECU's signal, the needle valve inside the injector is completely opened to inject fuel into the intake manifold in the order of ignition of each cylinder.

연료분사장치의 흡입계통구성은 공기청정기, 공기유량 감지기, 드로틀 보디, 서지탱크, 흡기다기관 등으로 구성된다.The inlet system of the fuel injection device is composed of an air purifier, an air flow detector, a throttle body, a surge tank, an intake manifold, and the like.

특히 전자제어 가솔린 분사장치의 흡입계통의 작동은 공기청정기로 들어온 공기가 공기유량 감지기의 베인을 밀어서 열고 들어와 흡입공기량이 결정되면 드로틀 보디의 열림정도에 따라서 서지탱크로 들어간다.In particular, the operation of the suction system of the electronically controlled gasoline injector pushes the vane of the air flow sensor to open the air flow detector vane, and when the intake air is determined, it enters the surge tank according to the opening degree of the throttle body.

드로틀보디와 공기유량감지기에는 공기의 바이패스 통로가 있고, 각 통로에는 통로의 면적을 바꾸어 바이패스 공기량을 조절하기 위한 조정스크류가 설치되어있다.The throttle body and the air flow sensor have a bypass passage of air, and each passage is provided with an adjusting screw for adjusting the bypass air volume by changing the area of the passage.

공기의 유입량은 드로틀밸브의 열림정도에 따라서 조절되며, 최근에는 엔진이 공회전할 때에는 드로틀밸브의 열림은 ECU에 의해 조절되는 공전속도 조절기에 의해 조절되는 방식도 있으며 공전속도 조절기는 엔진의 감속시 및 웜업시에도 드로틀밸브의 열림을 조절해준다.The inflow of air is controlled according to the opening degree of the throttle valve. Recently, when the engine is idling, the opening of the throttle valve is also controlled by an idle speed controller controlled by the ECU. It controls the opening of the throttle valve even during warm up

최근에는 별도로 발생시킨 압축공기를 인젝터에 공급되게 함으로써, 초기시동시 연료분사를 보조하여 공기압이 올라가는데 요구되는 시간문제를 해결하게 한 에어 어시스트 인젝터(air assisted injector)가 사용되고 있다.In recent years, an air assisted injector has been used, in which compressed air generated separately is supplied to an injector, thereby assisting fuel injection during initial start-up to solve a time problem required to increase air pressure.

이러한 에어 어시스트 인젝터를 이용한 연료분사방법을 도 1에 의거 설명한다.A fuel injection method using such an air assist injector will be described with reference to FIG. 1.

도시된 바와 같이 종래의 에어 어시스트 인젝터를 이용한 연료분사장치는, 흡기다기관이 연결된 실린더 헤드(1)에 설치되어 밸브기구에 의해 작동되는 흡입밸브(3) 및 배기밸브(4) 및 연료를 분사하는 인젝터(2)를 포함한 것에 있어서, 상기 인젝터(2)에 별도의 에어콤푸레셔(5)에서 발생시킨 압축공기를 공급되도록 구성된다.As shown, the fuel injection device using the conventional air assist injector is installed in the cylinder head 1 to which the intake manifold is connected to inject the fuel and the intake valve 3 and the exhaust valve 4 operated by the valve mechanism. In including the injector (2), it is configured to supply the compressed air generated by the separate air compressor (5) to the injector (2).

즉 에어콤푸레셔(5)에서 발생시킨 압축공기에 의해 초기시동시 연료분사를 보조하여 공기압이 올라가는데 요구되는 시간문제를 해결하게 되는 것이다.That is, the compressed air generated by the air compressor (5) to solve the problem of time required to increase the air pressure to assist the fuel injection during the initial startup.

그런데 이러한 압축공기를 얻기 위한 방법으로 별도의 에어콤푸레셔(5)를 설치함에 따른 여러 문제점이 대두되었다.By the way, a number of problems have arisen by installing a separate air compressor (5) as a method for obtaining such compressed air.

즉 에어콤푸레셔(5)를 구동시키기 위해 축전지의 전원 또는 캠 샤프트의 회전력을 이용하게 되어 그 설치구조가 복잡하게 되고, 이에 따라 엔진의 공간적 활용을 저해하게 되며, 나아가 원가를 상승시키게 되는 등이 그것이다.That is, to use the rotational force of the power source of the battery or the camshaft to drive the air compressor 5, the installation structure is complicated, thereby hindering the spatial utilization of the engine, and further increase the cost will be.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료분사에 요구되는 압축공기를 폭발행정시에 발생하는 폭발가스에서 얻게 함으로써, 압축공기를 만들기 위한 별도의 장치가 필요없게 되고, 시동 직후에도 고압의 공기를 얻을 수 있도록 한 폭발가스를 이용한 에어 어시스트 인젝터를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to obtain the compressed air required for fuel injection from the explosion gas generated during the explosion stroke, a separate device for making compressed air The present invention provides an air assist injector using explosive gas, which eliminates the need for high pressure air even after starting.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폭발가스를 이용한 에어 어시스트 인젝터는, 연료분사가 요구되는 행정인 압축행정에 있는 실린더와 폭발행정에 있는 실린더를 연결통로를 통하여 서로 연결되게 하고 상기 연결통로를 개폐하는 솔레노이드 밸브를 설치하는 구성으로, 연료분사 요구시점에서 상기 솔레노이드 밸브를 작동시켜 연결통로를 열게 되면 폭발행정의 실린더에서 발생한 폭발가스가 압축행정의 실린더로 유입되어져 연료분사를 보조하도록 한 것을 특징으로 한다.The air assist injector using the explosive gas of the present invention for achieving the above object, the cylinder in the stroke stroke stroke stroke and the cylinder in the explosion stroke to be fuel injection is required to be connected to each other through a connecting passage and to open and close the connecting passage. When the solenoid valve is opened at the time of fuel injection request, the solenoid valve is operated to open the connection passage so that the explosion gas generated from the cylinder of the explosion stroke flows into the cylinder of the compression stroke to assist fuel injection. do.

상기 특징에 의해 초기시동시 공기압이 올라가는데 요구되는 시간문제를 해결하게 되고, 별도의 압축공기를 만들기 위한 에어콤푸레서 등의 장치가 요구되지 않아 그 설치구조가 단순화되어 지며, 엔진의 공간적 활용이 유리하게 되며, 나아가 원가를 절감하게 되는 등의 효과를 발휘한다.The above feature solves the time problem required to increase the air pressure at initial startup, and does not require a device such as an air compressor to make a separate compressed air, thereby simplifying the installation structure and space utilization of the engine. It is advantageous, and further reduces the cost.

도 1은 종래의 에어 어시스트 인젝터를 나타낸 실린더 헤드부의 단면도,1 is a cross-sectional view of a cylinder head portion showing a conventional air assist injector,

도 2는 본 발명에 따른 에어 어시스트 인젝터를 나타낸 실린더 헤드부의 단면도,2 is a cross-sectional view of a cylinder head showing an air assist injector according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 에어 어시스트 인젝터의 작용을 나타낸 실린더 헤드부의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a cylinder head showing the action of the air assist injector according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1: 실린더 헤드2: 인젝터1: cylinder head 2: injector

3: 흡입밸브4: 배기밸브3: intake valve 4: exhaust valve

5: 에어콤푸레셔6: 스파크 플러그5: air compressor 6: spark plug

7: 실린더 블록8: 피스턴7: cylinder block 8: piston

10: (압축행정)실린더20: (폭발행정)실린더10: (compression stroke) cylinder 20: (explosion stroke) cylinder

30: 연결통로40: 솔레노이드 밸브30: connecting passage 40: solenoid valve

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 에어 어시스트 인젝터를 나타낸 실린더 헤드부의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 에어 어시스트 인젝터의 작용을 나타낸 실린더 헤드부의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view of the cylinder head portion showing the air assist injector according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the cylinder head portion showing the action of the air assist injector according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 폭발가스를 이용한 에어 어시스트 인젝터는, 흡기다기관이 연결된 실린더 헤드(1)에 설치되어 밸브기구에 의해 작동되는 흡입밸브(3) 및 배기밸브(4)와, 연료를 분사하는 인젝터(2)를 포함한 것에 있어서, 연료분사가 요구되는 행정인 압축행정에 있는 실린더(10)와 폭발행정에 있는 실린더(20)가 서로 연결되도록 실린더 헤드(1)에 연결통로(30)를 형성하고, 상기 연결통로(30)에 솔레노이드 밸브(40)를 설치한다.As shown, the air assist injector using the explosive gas of the present invention is installed in the cylinder head 1 to which the intake manifold is connected, and is operated by the valve mechanism to inject the fuel and the intake valve 3 and the exhaust valve 4. Including the injector 2, the connecting passage 30 to the cylinder head 1 so that the cylinder 10 in the compression stroke and the cylinder 20 in the explosion stroke are connected to each other, the fuel injection is required. The solenoid valve 40 is installed in the connection passage 30.

상기 연결통로(30)는 연료분사 인젝터(2)에 연결되도록 한다.The connecting passage 30 is connected to the fuel injection injector 2.

미설명 부호 6은 스파크 플러그이고, 7은 실린더 블록이며, 8은 피스턴이다.Reference numeral 6 is a spark plug, 7 is a cylinder block, and 8 is a piston.

이러한 구성으로, 흡기밸브(3)가 열리고 피스턴(8)이 하강하게 되면, 압축행정에 있는 실린더(10)의 연소실에 인젝터(2)로 부터 연료가 분사되고 다시 피스톤(8)은 상승하게 되는 상태가 되고, 상기 압축행정에 있는 실린더(10)의 옆에 있는 폭발행정에 있는 실린더(20)에서는 폭발행정에 따른 폭발가스가 발생하게 된다.With this configuration, when the intake valve 3 is opened and the piston 8 is lowered, fuel is injected from the injector 2 into the combustion chamber of the cylinder 10 in the compression stroke and the piston 8 is raised again. In a state where the cylinder 20 is in an explosion stroke next to the cylinder 10 in the compression stroke, an explosion gas is generated according to the explosion stroke.

이때 즉시로 ECU의 신호에 따라 솔레노이드 밸브(40)가 작동되어 연결통로(30)를 개방시키게 되고, 이에 따라 폭발행정에 있는 실린더(20)에서 발생된 폭발가스는 상기 개방된 연결통로(30)를 통해 압축행정에 놓인 실린더(10)의 연소실에 유입된다.At this time, the solenoid valve 40 is actuated according to the signal of the ECU to open the connection passage 30. Accordingly, the explosion gas generated from the cylinder 20 in the explosion stroke is connected to the open connection passage 30. Through the flow into the combustion chamber of the cylinder 10 placed in the compression stroke.

즉 연료분사 요구시점에서 상기 솔레노이드 밸브(30)가 작동되어 연결통로를 열게 되면 폭발행정의 실린더(20)에서 발생한 폭발가스가 압축행정의 실린더(10)로 유입되어져 연료분사를 보조하게 되는 것이다.That is, when the solenoid valve 30 is operated to open the connection passage at the time of the fuel injection request, the explosive gas generated from the cylinder 20 of the explosion stroke flows into the cylinder 10 of the compression stroke to assist fuel injection.

이에 따라 별도의 압축공기를 만들기 위한 에어콤푸레셔 등의 장치가 필요없이 압축공기를 이용할 수 있게 되어 초기시동시 공기압이 올라가는데 요구되는 시간문제를 해결하게 된다.Accordingly, it is possible to use compressed air without the need for a device such as an air compressor for making separate compressed air, thereby solving the time problem required to increase the air pressure during initial startup.

한편 압축행정의 실린더(10)에서 폭발행정이 완료되면, 솔레노이드(40)의 반대작동에 의해 연결통로(30)는 폐쇄된다.On the other hand, when the explosion stroke is completed in the cylinder 10 of the compression stroke, the connection passage 30 is closed by the opposite operation of the solenoid 40.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 폭발가스를 이용한 에어 어시스트 인젝터는, 연료분사가 요구되는 행정인 압축행정에 있는 실린더와 폭발행정에 있는 실린더를 연결통로를 통하여 서로 연결되게 하고, 상기 연결통로를 개폐하는 솔레노이드 밸브를 설치하는 구성으로, 연료분사 요구시점에서 상기 솔레노이드 밸브를 작동시켜 연결통로를 열게 되면 폭발행정의 실린더에서 발생한 폭발가스가 압축행정의 실린더로 유입되어져 연료분사를 보조하도록 되고, 이에 따라 초기시동시 공기압이 올라가는데 요구되는 시간문제를 해결하게 되고, 별도의 압축공기를 만들기 위한 에어콤푸레서 등의 장치가 요구되지 않아 그 설치구조가 단순화되어 지며, 엔진의 공간적 활용이 유리하게 되며, 나아가 원가를 절감하게 되는 등의 효과를 발휘한다.As described above, the air assist injector using the explosive gas of the present invention connects the cylinders in the stroke stroke and the cylinders in the explosion stroke to be connected to each other through a connecting passage, and opens and closes the connecting passage. When the solenoid valve is opened at the time of fuel injection request, the solenoid valve is operated to open the connection passage so that the explosion gas generated from the cylinder of the explosion stroke flows into the cylinder of the compression stroke to assist fuel injection. It solves the time problem that is required to increase the air pressure at the initial start-up, and does not require a device such as an air compressor to make a separate compressed air, the installation structure is simplified, the space utilization of the engine is advantageous, Furthermore, the cost is reduced.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the spirit and scope of the invention, and such variations or modifications will belong to the appended claims. .

Claims

In the case including an intake valve 3 and an exhaust valve 4 installed in a cylinder head 1 to which an intake manifold is connected and operated by a valve mechanism, and an injector 2 for injecting fuel,

A connecting passage 30 is formed in the cylinder head 1 such that the cylinder 10 in the compression stroke, which is a fuel injection, and the cylinder 20 in the explosion stroke are connected to each other, and in the connection passage 30. Air assist injector using the explosion gas, characterized in that the solenoid valve 40 is installed.

The compression stroke cylinder 10 of claim 1, wherein the solenoid valve 40 is operated by receiving a signal from the ECU at the time of the fuel injection request and connects the explosion gas generated in the explosion stroke cylinder 20 through the connection passage 30. Air assist injector using the explosion gas, characterized in that the flow into).