KR200150238Y1 - 디이젤 기관의 2단 연료분사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 디이젤 엔진의 급격한 연소로 발생되는 문제인 소음및 질 소산화물(NOx)을 줄이는 장치로 초기 착화 기간중에 분사되는 연료량을 줄이기 위해 2단으로 연료가 분사되도록 한 디이젤 기관의 2단 연료분사장치를 제공 하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 고안은 피스톤에 형성된 연소실 내로 연료가 노즐부를 통하여 분사되도록 가압되는 딜리버리밸브 등의 분배수단과; 상기 딜리버리밸브가 승강 작동하도록 설치되면서 연료가 충진되는 실린더부 등의 안내수단과; 상기 실린더부를 캠의 구동에 의해 연료의 흡,배기가 이루어지도록 슬라이드하면서 가압 작동시 일부의 연료가 빠지도록 하여 분사를 늦추는 제3홈을 형성한 플런저 등의 가압수단을 포함하여 이루어지는 디이젤 기관의 2단 연료 분사장치를 특징으로 한다.

Description

디이젤 기관의 2단 연료분사장치

제1도는 본 고안에 따른 연료 분사장치를 도시한 도면.

제2도는 본 고안에 따른 연료 분사장치에 적용되는 플런저를 도시한 도면.

제3도는 본 고안에 따른 분사장치의 연소과정을 그래프로 나타낸 도면.

제4도는 종래기술인 연료 분사장치를 도시한 도면.

제5도는 종래기술인 분사장치의 연소과정을 그래프로 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 피스톤 32 : 연소실

33 : 노즐부 34 : 딜리버리밸브

36 : 캠 37 : 제3홈

38 : 플런저 40 : 제2홈

42 : 흡,배기구 35 : 실린더부

[산업상의 이용분야]

본 고안은 디이젤 기관의 2단 연료 분사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디이젤 엔진의 급격한 연소로 발생되는 문제인 소음 및 질소산화물(NOx)을 줄이는 장치로 초기 착화 기간중에 분사되는 연료량을 줄이기 위해 2단으로 연료가 분사되도록 한 디이젤 기관의 2단 연료분사장치에 관한 것이다.

[종래기술]

제4도는 종래기술인 연료 분사장치를 도시한 도면으로, 부호(1)은 연료분사장치를 지칭한다.

상기한 연료 분사장치(1)는 캠(2)의 구동에 의해 승강 작동하는 플런저(3)와, 이 플런저가 상승할때 연료가 유입되도록 형성된 실린더부(4)와, 이 실린더부의 상측에 슬라이드 작동하면서 탄지되는 딜리버리밸브(5)와, 이 딜리버리밸브에서 연통되어 연료가 피스톤에 형성된 연소실에 분사되도록 하는 노즐부(6)로 이루어져 있다.

상기한 플런저(3)는 외주면에 경사져 형성된 제1홈(7)과, 연통되도록 수직으로 내주에 뚫여 제2홈(8)이 형성되어 이루어짐으로서 실린더부(4)의 일측에 형성된 흡, 배기구(9)와 연통시 상측부에 공급된 연료가 배출되게 되어 있다.

상기한 실린더부(4)에는 플런저(3)의 승강 작동시 연료의 흡,배기가 이루어지도록 한 흡,배기구(9)가 형성되어 있고, 상단에는 탄성부재(10)로 탄지되면서 승강 슬라이드하는 딜리버리밸브(5) 설치되어 있다.

상기한 딜리버리밸브(5)는 플런저(3)의 승강 작동에 의해 작동하면서 피스톤(11)에 형성된 연소실(12)에 연료가 분사되도록 하는 노즐부(6)가 연통되어 이루어져 있다.

상기한 피스톤(11)의 연소실(12)에 연료를 분사하도록하는 연료분사장치(1)의 연료분사 작용은 캠(2)에 의해 플런저(3)가 상승하면 연료가 실린더실(13)에 흡, 배기구(9)를 유입되게 된다.

상기한 플런저(3)에 의해 실린더실(13)에 연료가 유입된 상태에서 플런저(30의 상면(T)이 승강하면 실린더실(13) 차단되어 되어 연료는 가압되고, 더욱 상승하면 딜리버리밸브(5)를 탄지하는 탄성부재(10)의 탄성력을 이기게 된다.

상기한 탄성부재(10)의 탄성력을 이기게 되면 연료는 딜리버리밸브(5)를 ㅌ통하면서 파이프(14)를 거친후 노즐부(6)에 의해 연소실(12)에 분사되게 한다.

상기한 연소실(12)에 연료를 분사하는 노즐부(6)는 플런저(3)가 어느 설정압을 초과하게 되면 니이들(도시생략)을 열게 되면서 분사가 이루어지게 된다.

이때 플런저(3)가 더욱 상승하게 되면 제1홈(7)리 흡,배기구(9)와 연통하게 되면서 실린더실(13)에 압축된 연료가 플런저(3)에 수직으노 형성된 제2홈(8)을 통해 흡,배기구(9)로 빠지게 된다.

상기한 흡,배기구(9)를 통해 연료가 빠지게 되면 실린더실(13)의 압력은 떨어지게 되고, 탄지된 탄성부재(10)에 의해 밀리게 된 딜리버리밸브(5)는 닫히게 되면서 노즐부(6)도 닫히게 되어 분사는 멈추게 된다.

제5도의 a, b에 도시한 그래프는 연소과정을 도시한 도면으로 연료 분사장치(1)로 부터 제1그래프(15)와 같이 압송된 연료는 파이프(14)를 거쳐 노즐부(6)에 이르게 되고, 어느 일정압에 이르면 노즐부(6)의 니이들(도시생략)이 열려 연소실(12)내로 연료가 분사되게 된다.(제2그래프(16)참조).

상기한 연소실(12)내로 연료가 분사되게 되면 제3그래프(17)과 같이 고온, 고압의 공기와 접촉 일정시간 경과후 연소되기 시작한다.(즉, 분사후 연소가 시작되기 가지의 시간 지연을 착화지연(D)이라 함)

그리고 b 그래프는 2단 개변 압력 노즐에 의한 분사상태는 주로 아이들상태에서 제4그래프(18), 제5그래프(19)와, 제6그래프(20)와 같이 실린더내의 입력만 낮추어 분사되도록 하게 한다.

[고안이 해결할려고 하는 문제점]

상기한 종래기술은 착화지연기간 동안에 누적된 연료가 동시에 연소가 되면서 급격한 압력 상승을 수반하게 되는 문제점으로 인해 엔진의 연소소음이 큰 문제와 아울러 질소 산화물의 배출이 높게 되는 문제점이 있다.

또한 2단 개변 압력 노즐은 아이들 상태에서의 소음 저감을 이루는 역할밖에 하지 못하여 질소산화물의 배출 정도는 개선되지 않은 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 디이젤 엔지의 급격한 연소로 발생되는 문제인 소음 및 질 소산화물(NOx)을 줄이는 장치로 초기 착화 기간중에 분사되는 연료량을 줄이기 위해 2단으로 연료가 분사되도록 한 디이젤 기관의 2단 연료분사장치를 제공하는데 있다.

[문제점을 해결하고자 하는 수단]

이를 실현하기 위한 본 고안은 피스톤에 형성된 연소실 내로 연료가 노즐부를 통하여 분사되도록 가압되는 딜리버리밸브 분배수단과; 상기 딜리버리밸브가 승강 작동하도록 설치되면서 연료가 충진되는 실린더부 안내수단과; 상기 실린더부를 캠의 구동에 의해 연료의 흡, 배기가 이루어지도록 슬라이드하면서 가압 작동시 일부의 연료가 빠지도록 하여 분사를 늦추는 제3홈을 형성한 플린저 가압수단을 포함하여 이루어지는 디이젤 기관의 2단 연료 분사장치를 특징으로 한다.

상기한 제3홈은 플린저의 제2홈과 연통되도록 상부 외주연에 형성되어 일부의 연료가 1차분사 후 빠지도록 이루어지는 디이젤 기관의 2단 연료분사장치를 제공하는데 있다.

[작용]

상기한 본 고안은 캠에 의해 플런저가 상승하면 연료가 실린더부에 유입되어 연료가 통과하는 흡,배기구를 차단, 가압하게 되면서 더욱 상승하게 되면 딜리버리밸브가 탄성부재의 탄성력을 이기고 상승하게 됨으로서 개구되어 연료가 파이프를 통해 노즐부에 이르게 된다.

상기한 노즐부에 연료가 이르게 되면 어느 설정압을 초과하게 되면서 노즐부의 니이들을 열고 연소실에 1차 분사하게 된다.

상기한 노즐부를 통해 연소실에 연료를 1차 분사한 후 실린더부의 연료가 플런저의 제2홈과 제3홈을 통해 흡,배기구와 연통하게 됨으로서 실린더실의 일부 연료는 배출되게 된다.

상기한 실린더실의 일부 연료가 배출되면 노즐부를 통해 연료가 분사되는 것을 차단하게 되고, 이후 플런저는 캠의 구동에 의해 상승함으로서 제2홈과 제3홈을 흡,배기구를 넘어 상승하게 된다.

상기한 플런저에 형성된 제2홈과 제3홈이 흡,배기구를 넘어 계속 상승하게 되면 딜리버리밸브를 가압하여 연료가 파이프를 거쳐 노즐부를 통해 열소실에 2차 분사가 이루어짐으로서 누적된 연료의 급격한 연소가 억제되고, 연소로 인한 소음이 저감과 질소 산화물도 저감되게 된다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 여뇰 분사장치를 도시한 도면이고, 제2도는 본 고안에 따른 연료 분사장치에 적용되는 플런저를 도시한 도면으로, 부호(30)은 2단 연료 분사장치를 지칭한다.

상기한 2단 연료 분사장치(30)는 피스톤(31)에 형성된 연소실(32) 내로 연료가 노즐부(33)를 통하여 분사되도록 슬라이드하는 딜리버리밸브(34)와, 상기 딜리버리밸브가 승강 작동하도록 설치되면서 연료가 충진되는 실린더부(35)와, 상기 실린더부를 캠(36)의 구동에 의해 연료의 흡,배기가 이루어지도록 슬라이드되면서 가압 작동시 일부의 연료가 빠지도록하여 분사를 늦추는 제3홈(37)을 형성한 플런저(38)를 포함하여 이루어져 있다.

상기한 제3홈(37)은 플런저(38)의 제2홈(40)과 연통되도록 상부 외주연에 형성되어 일부의 연료가 1차분사 후 빠지도록 이루어져 있다.

상기한 플런저(38)는 외주면에 경사져 형성된 제1홈(41)과, 연통되도록 수직으로 내부에 뚫려 형성된 제2홈(40)과 연통되도록 상부 외주연에 제3홈(37)이 형성되어 있고, 상기 플런저(38)의 승강시 실린저부(35)의 일측에 형성된 흡,배기구(42)와 제2홈(40)와 연통되는 제1홈(41)을 통해 상측부에 공급된 연료가 2차분사후 배출되게 되어 있다.

상기한 실린더부(35)에는 플런저(38)의 승강 작동시 연료의 흡,배기가 이루어지도록 한 흡,배기구(42)가 형성되어 있고, 상단에는 탄성부재(44)로 탄지되면서 승강 슬라이드하는 딜리버리밸브(34)가 설치되어 있다.

상기한 딜리버리밸브(34)는 플런저(38)의 승강 작동에 의해 작동하면서 피스톤(31)에 형성된 연소실(32)에 연료가 분사되도록 하는 노즐부(33)가 연통되어 이루어져 있다.

제3도는 본 고안에 따른 분사장치의 연소과정을 그래프로 나타낸 도면으로, 연료 분사장치(30)로부터 제(가)그래프(S)와 같이 압송된 연료는 파이프(46)를 거쳐 노즐부(33)에 이르게 되고, 어느 일정압에 이르면 노즐부(33)의 니이들(도시생략)이 열려연소실(32) 내로 연료가 분사되게 된다. [제(나),(다)그래프(T),(U)참조].

이와 같이 이루어지는 본 고안의 작용은 피스톤(31)의 연소실(32)에 연료를 분사하도록 하는 연료분사장치(30)는 캠(36)에 의해 플런저(38)가 상승하면 연료가 실린더부(35)에 흡,배기구(42)를 통해 유입되게 된다.

상기한 캠(36)에 의해 플런저(38)가 상승하면 연료가 실린더부(35)에 유입되어 연료가 통과하는 흡, 배기구(42)를 차단, 가압하게 되면서 더욱 상승하게 되면 딜리버리밸브(34)가 탄성부재(44)의 탄성력을 이기고 상승하게 됨으로서 개구되어 연료가 파이프(46)를 통해 노즐부(33)에 이르게 된다.

상기한 플런저(38)에 의해 노즐부(33)에 연료가 이르게 됨은 실린더부(35)에 연료가 유입된 상태에서 플런저(38) 의 상면(47)이 승강하면 실린더부(35)는 차단되게 되어 연료는 가압되고, 더욱 상승하면 딜리버리밸브(34)를 탄지하는 탄성부재(44)의 탄성력을 이기게 된다.

상기한 노즐부(33)에 연료가 이르게 되면 어느 설정압을 초과하게 되면서 노즐부(33)의 니이들을 열고 연소실(32)에 1차 분사하게 된다.

상기한 노즐부(33)를 통해 연소실(32)에 연료를 1차 분사한 후 실린더부(35)의 연료가 플런저(38)의 제2홈(40)과 제3홈(37)을 통해 흡, 배기구(42)와 연통하게 됨으로서 실린더부(35)의 일부 연료는 배출되게 된다.

항기한 실린더부(35)의 일부 연료가 배출되면 노즐부(33)를 통해 연료가 분사되는 것을 차단하게 되고, 이후 플런저(38)는 캠(36)의 구동에 의해 상승함으로서 제2홈(40)과 제3홈(37)은 흡,배기구(42)를 넘어 상승하게 된다.

상기한 플런저에 형성된 제2홈(40)과 제3홈(37)이 흡,배기구(42)를 넘어 계속 상승하게 되면 딜리버리밸브(34)를 가압하여 연료가 파이프(46)를 거쳐 노즐부(33)를 통해 연소실(32)에 2차 분사가 이루어짐으로서 [착화지연(D)] 누적된 연료의 급격한 연소가 억제되고, 연소로 인한 소음이 저감과 질소산화물도 저감되게 된다.

[고안의 효과]

이러한 플런저에 형성된 제2홈과 제3홈의 크기를 적절히 조절하여 연소가 일어날 수 있도록 분사량을 최소한으로 설정함으로서 1차분사가 일어나도록 하고, 이 1차분사후 플런저가 계속 상승하도록 하므로서 2차분사가 일어나기 까지 착화지연이 이루어지게 되어 착화에 필요한 연료의 공급만이 최소로 이루어지는 효과가 있다.

상기한 연료의 1차분사와 2차분사까지의 착화지연 시간이 확보됨으로서 급격한 연소가 억제되는 결과로 인해 소음이 이루어지고, 고온에서 생성되는 질소산화물의 저감에도 큰 효과가 있어 출력이나 연비의 희생없이 배기규제에 만족하게 대처할 수 있는 효과 있으며, 또한 항상 정숙한 운전상태가 유지되는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 피스톤(31)에 형성된 연소실(32) 내로 연료가 노즐부(33)를 통하여 가압 분사되게 실린더부(35)상부에 설치되는 딜리버리밸브(34)와; 상기 딜리버리밸브의 하부에 연료의 충진이 이루어지게 흡, 배기구(42)를 형성한 실린더부(35)와 상기 실린더부(35)에 캠(36)의 구동으로 상승과 하강이 이루어지게 외주면에 제3홈(37)을 형성하여 조립 설치되는 플런저(38)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 디이젤 기관의 2단 연료 분사장치.
2. 제1항에 있어서, 제3홈(37)은 연료의 일부가 1차분사후 흡, 배기구(42)를 통해 빠지게 플런저(38)의 상부 외주면에 제2홈(40)과 연통되게 수평으로 형성되어 이루어지는 디이젤 기관의 2단 연료분사장치.