KR200198868Y1

KR200198868Y1 - 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐

Info

Publication number: KR200198868Y1
Application number: KR2019960067816U
Authority: KR
Inventors: 조동현
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 2000-10-02
Also published as: KR19980054621U

Abstract

본 고안은 디젤 엔진에서 고압의 연료를 연소실에 분사시키는 분사 노즐에 관한 것으로서, 특히 끝단을 평면으로 가공하여 다공을 형성함으로써 노즐의 돌출량을 줄임과 동시에 유해 배기 가스가 저감되게 연소 효율이 향상되도록 한 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐에 관한 것이다.

상기 본 고안은 끝단부에 분공이 형성된 노즐 팁과, 상기 노즐 팁의 내부에서 상하 이동하면서 상기 분공을 개폐하는 니들이 포함된 디젤 엔진의 분사 노즐에 있어서, 상기 노즐 팁은 그 끝단부가 내측면과 외측면이 일정한 두께를 갖는 평면부로 형성되고, 상기 평면부의 외주면으로부터 상측방향으로 일정 각도 경사지게 형성되는 동시에 복수개의 분공이 나있는 시트면이 형성되며; 상기 니들은 그 하단부에서 상측방향으로 경사진 콘부와 니들 경상면이 각각 형성되되, 상기 콘부의 경사각(θ₁)은 니들 경사면의 경사각(θ₂)보다 크고, 니들 경사면의 경사각(θ₂)은 상기 시트면의 경사각(θ₀)보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

디젤 엔진의 평면형 분사 노즐

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. 여기서, 상기 분사 펌프에서 압송되는 고압 연료는 최종적으로 상기 분사 노즐에서 무화되어 연소실 안에 분사된다.

따라서, 상기 분사 노즐의 기능은 분사 펌프의 성능을 최대한으로 발휘되고 또한 각 기관마다 다른 연소실 안의 공기 흐름에 적합하여 기관의 성능을 최대로 발휘하는 것이 요구된다.

여기서, 종래의 디젤 엔진의 분사 노즐은 제1도에 도시된 바와 같이 연소실에 끝단이 노출되어 연료가 분사되는 노즐 팁(10)과, 상기 노즐 팁(10)에 내재되어 상하 이동되어 연료 분사를 개폐시키는 니들(20)로 구성되어 있다.

상기한 노즐 팁(10)은 그 내면이 상기 니들(20)의 끝단이 형합되도록 역원추모양으로 형성되고 그 경사진 내면에 상기 니들(20)의 경사면(22)이 접촉되는 시트면(12)이 형성됨과 아울러 이 시트면에 연료가 분사되도록 연소실로 관통되는 분공(14)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 니들(20)은 그 끝단이 상기 노즐 팁(10)의 시트면(12)이 형합되어 연료 분사를 제한토록 뾰쪽하게 형성되어 있다.

여기서, 상기한 분사 노즐은 연소실의 모양, 공기 흐름, 노즐 부착 각도 등에 따라 상기 분공(14)의 지름 수와 분무 각도, 오프셋 각 등 여러 가지로 조합하여 각 엔진의 특성에 따라 노즐 팁(10)의 형태를 다르게 취하게 된다. 이것은 같은 노즐 팁(10)이라도 분공(14)의 방향에 따라 분출구의 지름이 다른 것을 결합하여 사용하는 예도 있다.

특히, 현재의 추세는 배기 가스의 규제가 강화되면서 4밸브를 연소실 구조를 많이 사용하고 있으므로 분사 노즐을 연소실의 중앙에 위치시키게 된다. 따라서 연소실 내에 균일한 분사되도록 다공 노즐을 사용하게 된다.

그러나, 상기한 종래 디젤 엔진의 분사 노즐은 노즐 팁(10)의 끝단이 역원추꼴 모양으로 형성되기 때문에 연소실 내에 균일하게 연료가 분사되도록 분공(14)의 크기 및 각을 형성하는데 쉽지 않은 문제점이 발생된다.

특히, 상기 문제를 해결하기 위해 노즐 팁(10)의 끝단 직경을 크게 할 경우에는 그만큼 연소실 내부로의 돌출 면적이 커지게 되어 연소실의 저항 요소로 작용하게 되는 문제점이 발생된다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 노즐의 끝단을 평면형으로 하고 직경을 확대함으로써 노즐의 돌출량이 줄어듦과 아울러 균일한 분사각을 이루는 다공 형성이 유리하여 연소 효율이 향상되도록 한 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐을 제공하는 데 있다.

제1도는 종래 디젤 엔진의 분사 노즐이 도시된 단면도이다.

제2도는 본 고안에 따른 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐이 도시된 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 노즐 팁 52 : 시트면

54 : 분공 56 : 평면부

60 : 니들 62 : 경사면

64 : 콘부

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안의 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐은, 끝단부에 분공이 형성된 노즐 팁과, 상기 노즐 팁의 내부에서 상하 이동하면서 상기 분공을 개폐하는 니들이 포함된 디젤 엔진의 분사 노즐에 있어서, 상기 노즐 팁은 그 끝단부가 내측면과 외측면이 일정한 두께를 갖는 평면부로 형성되고, 상기 평면부의 외주면으로부터 상측방향으로 일정 각도 경사지게 형성되는 동시에 복수개의 분공이 나있는 시트면이 형성되며; 상기 니들은 그 하단부에서 상측방향으로 경사진 콘부와 니들 경상면이 각각 형성되되, 상기 콘부의 경사각(θ₁)은 니들 경사면의 경사각(θ₂)보다 크고, 니들 경사면의 경사각(θ₂)은 상기 시트면의 경사각(θ₀)보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐은 제2도에 도시된 바와 같이 끝단이 뾰족하게 형성되어 연료가 분사되도록 상하 이동되는 니들(60)과, 상기 니들(60)이 삽입되고 니들(60)의 끝단부가 형 합되도록 시트면(52)이 형성되며 연료가 분사되는 분공(54)이 형성된 노즐 팁(50)으로 구성된다.

여기서, 상기 노즐 팁(50)은 그 끝단부가 연소실 내의 돌출량이 최소화되도록 외측면이 일정한 두께를 갖는 평면부(56)로 형성되고, 상기 평면부(56)의 외주면으로부터 상측방향으로 일정 각도 경사지게 형성되는 동시에 복수개의 분공이 나있는 시트면(52)이 형성된다.

상기 니들(60)의 끝단부가 그 중심선에서 양측 방향으로 일정각(θ₁)만큼 상향 경사진 콘부(64)가 형성되고, 상호 접촉되는 니들 경사면(62)과 노즐 팁의 시트면(52)이 끝부분으로 갈수록 상호 일정각을 이루며 점차 벌어지도록 형성된다.

즉, 상기 니들(60)은 그 하단부에서 상측방향으로 경사진 콘부(64)와 니들 경사면(62)이 각각 형성되되, 상기 콘부(64)의 경사각(θ₁)은 니들 경사면(62)의 경사각(θ₂)보다 크고, 니들 경사면의 경사각(θ₂)은 상기 시트면(52)의 경사각(θ₀)보다 크게 형성된다.

그리고, 상기 니들(60)의 콘부(64)와 노즐 팁(50)의 내측 평면부(56)의 간격(h)이 니들 하사점 이동시 최소화되도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐의 작용을 설명하면 다음과 같다.

연료 펌프에서 고압의 연료를 분사 노즐로 압송하면 노즐 팁(50) 내부의 니들(60)이 연료압에 의해 상승되고, 이때, 상기 고압의 연료가 상기 니들(60)의 경사면(62)과 노즐 팁(50)의 시트면(52) 사이를 통과하여 내측 평면부(56)쪽으로 압입되게 된다.

이와 같이 상기 노즐 팁(50)의 내측 평면부(56)와 콘부(64) 사이로 압입된 연료는 분공(54)을 통해 연소실에 분사되게 된다. 이때, 상기 평면부(56)와 콘부(64) 사이의 각이 일정각 이상으로 벌어져 있으므로 연료의 속도가 증가되어 분공을 통해 분사되는 분사 시간이 단축되게 된다.

그리고, 상기 노즐 팁(50)의 끝단부가 평면부(56)로 형성되어 연소실에 노출되는 돌출 크기를 줄일 수 있게 되고, 한정된 작은 구조로 노즐 팁(50)에 다공을 형성할 수 있게 된다. 따라서, 상기와 같이 노즐 팁(70) 및 니들(60)을 통해 연소실에 분사되면 연료와 공기가 고르게 혼합되고, 이에 따라 연소실 내의 연소 효율이 상승하고 유해 배기 가스 성분도 줄어들게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 고안에 의한 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐은 노즐의 끝단을 평면형으로 하고 직경을 확대함으로써 노즐의 돌출량이 줄어듦과 아울러 균일한 분사각을 이루는 다공 형성이 유리하여 연소 효율이 향상되는 이점이 있다.

Claims

끝단부에 분공이 형성된 노즐 팁과, 상기 노즐 팁의 내부에서 상하 이동하면서 상기 분공을 개폐하는 니들이 포함된 디젤 엔진의 분사 노즐에 있어서, 상기 노즐 팁은 그 끝단부가 내측면과 외측면이 일정한 두께를 갖는 평면부로 형성되고, 상기 평면부의 외주면으로부터 상측방향으로 일정 각도 경사지게 형성되는 동시에 복수개의 분공이 나있는 시트면이 형성되며; 상기 니들은 그 하단부에서 상측방향으로 경사진 콘부와 니들 경사면이 각각 형성되되, 상기 콘부의 경사각(θ₁)은 니들 경사면의 경사각(θ₂)보다 크고, 니들 경사면의 경사각(θ₂)은 상기 시트면의 경사각(θ₀)보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 평면형 분사 노즐.