KR19990005112A - 자동차의 인젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 인젝터에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 자동차의 인젝터는 하우징(1)과, 솔레노이드(3)와, 플런저(5)와, 코일스프링(7)과, 밸브 바디(10)와, 니들 밸브(20)로 구성되어 있는 자동차의 인젝터에 있어서, 상기 인젝터에 공기를 공급함으로써 공기와 연료가 혼합되어 연료를 미립자화하게 하기위하여 다수개의 공기유입공(16)들을 일정간격으로 천공되어 있는 밸브 바디(10)와; 내부에 메인 통로(32)를 형성하고, 상기 메인 통로(32)에서 분기되어 상기 밸브 바디(10)의 공기유입공(16)들과 연통되도록 서브 통로(34)가 형성되어 있으며, 상기 메인 통로(32)로 공기를 유입하는 공기흡기관(36)으로 이루어진 공기공급링(30)을 포함한다. 이러한 본 발명은 공기공급수단을 구비하여 공기와 연료를 혼합함으로써 연료를 더욱 미립자화하여 연료의 발화점을 낮추어 연소효율을 증대시키며, 그로인한 배출가스를 저감하는 효과가 있다.

Description

자동차의 인젝터

본 발명은 자동차의 인젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 실린더내로 공급되는 연료를 더욱 미립자화할 수 있는 자동차의 인젝터에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 섀시와 바디로 구성된다. 상기 섀시는 엔진, 서스펜션, 스티어링 장치, 동력 전달 장치등으로 구성되어 있고, 상기 바디는 자동차의 외부를 이룰 뿐만 아니라 상기 섀시의 각 부품을 지지하게 된다.

엔진은 자동차를 구동시키기 위해 동력을 발생시키는 부분으로서, 엔진의 실린더내로 흡입되는 연료를 압축하여 연소시킴으로써 에너지를 얻고 있다. 한편, 엔진이 작동하는 데는 실린더내에 공기와 연료가 적절히 혼합된 혼합기가 필요로 하게 된다.

주지하는 바와 같이, 엔진에 공급되는 혼합기는 배기가스의 정화, 연료소비량의 저감, 출력향상 등을 동시에 만족시키기 위하여 정밀도가 높은 제어를 필요로 하며, 엔진에서의 혼합기 점화시 발화점을 낮추고, 완전연소를 위한 연료의 입자를 더욱 작게하는 미립화작업이 필요로 하는 것이다. 종래에는 보다 적절한 혼합기 형성을 위하여 분무기의 원리를 사용한 기화기가 사용되어 왔다. 그러나, 모든 운전조건에 적응하며, 연료를 완전연소시키는 이론공연비에 가까운 혼합기를 만들기에는 부적합하였다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 모든 운전조건에 만족하도록 엔진에게 최적의 연료를 공급할 수 있는 전자제어식 연료분사장치가 개발되었다.

상기 전자제어식 연료분사장치는 엔진에 흡입되는 연료를 미립화하여 공기와 혼합하는 작용을 컴퓨터 제어에 따라 연료를 분사시키는 것으로서, 각종 데이터를 검지하는 센서의 종류를 살펴보면, 크랭크각 센서, 공기의 유량을 검지하는 에어플로미터, 배출가스중의 산소량을 검지하는 산소센서 등이 있으며 이들 센서에서 얻은 각종 데이타 즉, 흡입공기량, 흡기온도, 스로틀의 개도(開度), 수온, 엔진 회전수, 배출가스중 산소 농도 등 각종 데이터가 모두 전자제어 유닛(Electronic Control Unit; 이하‘ECU’로 약칭함)에 입력되어 주행상태와 실린더 내에서의 연료상태로부터 최적의 공연비를 산출하여 인젝터에 연료의 토출량을 지시하는 것이다. 이러한 전자제어식 연료분사장치는 흡기매니폴드에 연료를 분사하는 싱글 포인트 인젝션과 각 실린더 마다 인젝터를 갖추고 각각의 흡기 포트에 따로 연료를 분사하는 멀티 포인트 인젝션으로 나누어 진다.

한편, 인젝터는 ECU에서 보내오는 신호에 의하여 연료를 분사하는 솔레노이드가 내장되어 있는 분사 노즐이다. 도 1은 종래의 자동차 인젝터의 구성을 나타내고 있다. 이에 따르면, 인젝터 하우징(1)의 내부에는 솔레노이드(3)가 내장되어 있다. 솔레노이드(3)는 ECU에서 보내오는 분사신호에 의하여 전자석화된다. 그리고 ECU의 신호에 따라 전자석화된 솔레노이드(3)에 흡인되어 상하 운동을 하는 플런저(5)가 하우징(1)의 내부에 설치된다. 플런저(5)는 코일스프링(7)에 의해 항상 하방으로 지지된다. 또한, 플런저(5)의 하부에는 니들 밸브(20)가 배치된다. 니들 밸브(20)는 플런저(5)와 일체로 되어 있어 상하 운동이 가능 하다. 하우징(1)의 하부에는 밸브 바디(10)가 설치되어 있다. 밸브 바디(10)의 저면에는 밸브 시트(12)가 형성되어 있고, 밸브 시트(12)에는 연료분사공(14)이 천공되어 있다. 여기서, 상기 니들 밸브(20)는 밸브 바디(10)의 내부에서 탄력적으로 이동하며, 밸브 시트(12)를 개폐하도록 되어 있다. 이와 같은 구성으로 된 인젝터는 ECU에서 보내오는 신호에 따라 솔레노이드(3)의 코일에 전류가 흐르면 플런저(5)가 흡인되고 플런저(5)와 일체로 되어 있는 니들 밸브(20)가 밸브 시트(12)를 개방함으로써 연료분사공(14)를 통하여 연료가 분사되는 것이다. 특히, 연료의 분사량은 니들 밸브(20)의 개방시간 즉, 솔레노이드(3) 코일의 통전시간에 의해 결정된다.

그러나, 이와 같은 구성으로 되어 있는 종래의 자동차의 인젝터는 연료의 양만을 조정하여 엔진의 실린더내로 분사하기 때문에 연료의 미립자화에 한계가 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상술한 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 엔진의 실린더내로 공급되는 연료를 더욱 미립자화하여 기화하기 좋은 조건을 부여함으로써 연료의 발화점을 낮추어 연소효율을 증대시키며, 그로 인한 배출가스를 저감하기 위한 자동차의 인젝터를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 자동차의 인젝터의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 인젝터의 구성을 나타내는 도면,

도 3은 도 2의 A-A선 단면도,

도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 자동차의 인젝터의 요부확대 단면도 및 작동 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 하우징 3: 솔레노이드

5: 플런저 7: 코일 스프링

10: 밸브 바디 12: 밸브 시트

14: 연료분사공 16: 공기유입공

18: 가이드 돌기 20: 니들 밸브

22: 개폐돌기 30: 공기공급링

32: 메인 통로 34: 서브 통로

36: 공기흡기관 38: 가이드 홈

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하우징과, 솔레노이드와, 플런저와, 코일스프링과, 밸브 바디와, 니들 밸브로 구성되어 있는 자동차의 인젝터에 있어서, 상기 인젝터에 공기를 공급함으로써 공기와 연료가 혼합되어 연료를 미립자화하게 하기위하여 다수개의 공기유입공들을 일정간격으로 천공되어 있는 밸브 바디와; 내부에 메인 통로를 형성하고, 상기 메인 통로에서 분기되어 상기 밸브 바디의 공기유입공들과 연통되도록 서브 통로가 형성되어 있으며, 상기 메인 통로로 공기를 유입하는 공기흡기관으로 이루어진 공기공급링을 포함하는 자동차의 인젝터에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 인젝터의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다.)

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 인젝터의 바람직한 실시예의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 본 발명은 인젝터 하우징(1)의 내부에는 솔레노이드(3)가 내장되어 있다. 솔레노이드(3)는 ECU에서 보내 오는 분사신호에 의하여 전자석화 된다. 그리고 ECU의 신호에 따라 전자석화된 솔레노이드(3)에 흡인되어 상하 운동을 하는 플런저(5)가 하우징(1)의 내부에 설치된다. 플런저(5)는 코일스프링(7)에 의해 항상 하방으로 지지된다. 또한, 플런저(5)의 하부에는 개폐돌기(22)가 형성되어 있는 니들 밸브(20)가 배치된다. 니들 밸브(20)는 플런저(5)와 일체로 되어 있어 상하 운동이 가능하다. 하우징(1)의 하부에는 밸브 바디(10)가 설치되어 있다. 밸브 바디(10)의 둘레에는 다수의 공기유입공(16)들이 일정간격으로 천공되어 있으며, 외면의 소정의 위치에 가이드 돌기(18)가 형성되어 있다. 공기유입공(16)들은 니들 밸브(20)의 개폐돌기(22)에 의하여 항상 폐쇄되어 있으며, 니들 밸브(20)가 상승할 때에만 개방된다. 또한, 밸브 바디(10)의 저면에는 밸브 시트(12)가 형성되어 있고, 밸브 시트(12)에는 연료분사공(14)이 천공되어 있다. 상기 니들 밸브(20)는 밸브 바디(10)의 내부에 탄력적으로 이동하며, 밸브 시트(12)를 개폐하도록 되어 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이 밸브 바디(10)에는 공기유입공(16)들에 공기를 공급하는 공기공급링(30)이 고정설치된다. 공기공급링(30)은 내부에 메인 통로(32)를 원주방향으로 형성하고, 상기 메인 통로(32)에서 분기되어 상기 밸브 바디(10)의 공기유입공(16)들과 연통되도록 서브 통로(34)가 형성되어 있다. 그리고 공기공급링(30)의 내측면에는 가이드 홈(38)이 형성되어 있으며, 이 가이드 홈(38)에는 밸브 바디(10)에 형성된 가이드 돌기(18)가 끼워진다. 한편, 메인 통로(32)로 공기를 유입하는 공기흡기관(36)은 에어클리너(도시하지 않음)에서 분기되어 먼지 및 기타 이물질이 정화된 공기를 공급하도록 하였다.

지금부터는, 도 4a와 도 4b를 참고로하여 본 발명에 따른 자동차의 인젝터의 상술한 구성에 의거한 작동을 설명한다.

도 4a는 솔레노이드(3)가 작동하고 있지 않는 상태로서, 플런저(5)와 일체로 되어 있는 니들 밸브(20)가 코일스프링(7)의 탄성력에 의해 밸브 바디(10)의 밸브 시트(12)를 폐쇄하고 있다. 동시에 니들 밸브(20)에 형성되어 있는 개폐돌기(22)는 공기유입공(16)들을 폐쇄하고 있다. 그러나 이때, 도 4b에 도시된 바와 같이 ECU에서 신호가 보내 오면 솔레노이드(3) 코일에 전류가 흐르게 되고 솔레노이드(3)는 전자석화된다. 이에 따라, 솔레노이드(3)에 플런저(5)가 흡인되며 플런저(5)와 일체로 되어 있는 니들 밸브(20)가 상승된다. 따라서, 밸브 시트(12)가 개방되며 연료분사공(14)을 통하여 연료가 분사됨과 동시에 니들 밸브(20)에 형성되어 있는 개폐돌기(22)가 공기유입공(16)을 개방한다. 이때, 에어클리너에서 정화된 공기는 실린더내부의 부압으로 인하여 공기흡기관(36)을 통하여 연료공급링(30)의 메인 통로(32)로 흡입되며, 메인 통로(32)에서 공기유입공(16)과 연통되어 있는 서브 통로(34)를 통하여 밸브 바디(10)로 유입되는 것이다. 한편, 밸브 바디(10)로 유입된 공기는 연료펌프에 의해 일정한 압력을 지닌 연료와 실린더내의 부압으로 인하여 급속하게 혼합됨으로써 연료의 입자가 더욱 작게되어 기화하기 적합한 조건이 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 인젝터는 인젝터에 공기를 공급할 수 있는 공기공급수단을 구비하여 공기와 연료를 혼합함으로써 연료를 더욱 미립자화하여 연료의 발화점을 낮추어 연소효율을 증대시키며, 그로인한 배출가스를 저감하는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 하우징(1)과, 솔레노이드(3)와, 플런저(5)와, 코일스프링(7)과, 밸브 바디(10)와, 니들 밸브(20)로 구성되어 있는 자동차의 인젝터에 있어서, 상기 인젝터에 공기를 공급함으로써 공기와 연료가 혼합되어 연료를 미립자화하게 하기위하여 다수개의 공기유입공(16)들이 일정간격으로 천공되어 있는 밸브 바디(10)와;

   내부에 메인 통로(32)를 형성하고, 상기 메인 통로(32)에서 분기되어 상기 밸브 바디(10)의 공기유입공(16)들과 연통되도록 서브 통로(34)가 형성되어 있으며, 상기 메인 통로(32)로 공기를 유입하는 공기흡기관(36)으로 이루어진 공기공급링(30)을 포함하는 자동차의 인젝터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공기유입공(16)들은 니들 밸브(20)에 형성된 개폐돌기(22)에 의하여 폐쇄되어 있으며, 상기 니들 밸브(20)가 상승될 때에만 개방되어 지는 자동차의 인젝터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 공기흡기관(36)은 정화된 공기를 흡입하도록 자동차의 에어클리너에서 분기됨을 특징으로 하는 자동차의 인젝터.