KR20020024680A - 디젤기관용 축압식 연료분사장치 - Google Patents

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김희춘
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박상록
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Abstract

본 발명은 디젤엔진의 축압식 연료분사장치에 있어서, 아마추어 밸브바디면을 습동하는 전자밸브와, 아마추어 밸브바디와 아웃렛 오리피스를 일체화하여 아웃렛 오리피스의 개폐를 볼로서 제어하여 솔레노이드 응답성을 개선하고, 안정된 분사율과 균일한 분사성능을 확보되게 한 디젤기관용 축압식 연료분사장치에 관한 것으로,
인젝터의 분사노즐의 분공으로부터 고압연료를 가능한 고압측 연료통로와, 고압측 연료통로를 가진 인젝터 바디와, 분사노즐의 반분사측에 설치된 제어압력실의 압력을 제한하는 아마추어 밸브바디의 습동면을 습동하는 전자밸브와, 아마추어 밸브 바디와 아웃렛 오리피스를 일체로 형상화하여 제어압력실의 압력변화에 의해 아웃렛 오리피스의 개폐를 볼로서 제어하여 제어압력실로부터 저압측으로 유출되는 연료유량을 규제하는 아웃렛 오리피스를 갖고, 고압측 연료통로에서 제어압력실로의 유입되는 고압연료를 제어하는 인렛 오리피스를 갖는 것이다.

Description

디젤기관용 축압식 연료분사장치{Compressible Fuel Injection Device for Diesel Engine}
본 발명은 디젤엔진의 축압식 연료분사장치에 있어서, 아마추어 밸브바디면을 습동하는 전자밸브와, 아마추어 밸브바디와 아웃렛 오리피스를 일체화하여 아웃렛 오리피스의 개폐를 볼로서 제어하여 솔레노이드 응답성을 개선하고, 안정된 분사율과 균일한 분사성능을 확보되게 한 디젤기관용 축압식 연료분사장치에 관한 것이다.
종래에는 디젤엔진의 축압식 연료분사장치에 있어서, 인젝터에 수용되는 제어피스톤을 반분사측에 제어압력실을 설치하여 제어압력실과 저압측 연료통로를 전자밸브로 제어하는 것에 의해 연료분사시기를 제어하는 것이 알려져 있다.
이러한 연료분사장치의 일예를 도 2에 도시하였다.
전자밸브(211)의 폐변시 제어압력실(203)과 저압측 연결통로(208)와의 연결은 차단되며, 도시하지 않은 커먼레일로부터 공급되는 고압연료가연료유입구(218), 인렛 오리피스(206)의 연료구를 지나 제어압력실(203)로 공급된다.
따라서 제어압력실(203)의 연료압력에 의해 제어피스톤(202)과 같이 니들밸브(201)가 분공을 폐쇄하므로 연료분사는 수행되지 않는다.
전자밸브(211)의 개변시 밸브부(212)가 리프트하는 것에 의하여 제어압력실(203)과 저압측 연료통로(208)가 연결되어 아웃렛 오리피스(207) 연료구를 지나 제어압력실(203)로부터 고압연료가 저압측 연료통로(208)로 유출하고, 제어압력실(203)의 연료압력이 저하하면 제어피스톤(202)과 같이 니들밸브(201)가 리프트하여 연료가 분사된다.
전자밸브(211)는 솔레노이드(213)의 작동에 의해 밸브부(212)가 아웃렛 오리피스(207)를 개폐함으로 분사를 제어한다.
도 2의 도시와 같이 전자밸브(211)는 아웃렛 오리피스(207)의 상방향에 설치되어 있으며, 아마추어 밸브바디(210)는 소켓(219)에 의해 인젝터바디(204)에 결합되고, 리테이닝너트(214)와 소켓(219)의 나사체결에 의해 솔레노이드(213), 스페이서(215), 전자밸브(211)의 밸브부(212)는 아마추어 밸브바디(210)에 왕복 이동 가능하게 지지되어 있으며, 스프링(216)에 의해 아웃렛 오리피스(207)의 연료구를 차단하는 방향으로 작용하고 있다.
밸브부(212)의 아웃렛 오리피스(207)에 의해 착좌함에 의하여 제어압력실(203)과 아마추어 밸브바디(210)에 형성된 저압측 연료통로와의 연결은 차단되는 것이다.
그러므로 전기한 구성의 연료분사장치에 있어서, 아웃렛 오리피스(207)의 개폐를 전자밸브(211)의 밸브부(212)로 제어하는 플랫타입에서는 아웃렛 오리피스(207)를 통과하여 유출되는 유효통과면적이 볼(313)로서 아웃렛 오리피스(305)를 제어하는 것보다 작게 되어 스트로크가 커져 솔레노이드의 응답성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것이며, 안정된 분사율을 갖고 균일한 분사성능을 낼 수 있는 연료분사장치를 제공함에 발명의 목적이 있다.
도 1 은 디젤기관용 축압식 연료분사장치의 시스템 설명도
도 2 는 종래 축압식 연료분사장치의 단면설명도
도 3 은 본 발명 축압식 연료분사장치의 전체 단면설명도
도 4 는 본 발명 축압식 연료분사장치의 요부확대 단면설명도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
301 : 니들밸브 302 : 제어피스톤
303 : 연료유입구 304 : 인렛 오리피스
305 : 아웃렛 오리피스 306 : 아웃렛 오리피스판
307 : 제어압력실 308 : 아마추어 밸브바디
309 : 밸브부 310 : 솔레노이드
311 : 리테이닝너트 312 : 스페이서
313 : 볼 314 : 저압측 연료통로
315 : 고압측 연료통로 316 : 인렛 오리피스판
318 : 리테이닝너트 319 : 스프링시트
320 : 노즐바디 321 : 분사노즐
322 : 인젝터바디 323 : 전자밸브
324 : 스페이서 325 : 스프링
326 : 슈(shoe)
전기한 목적을 이루기 위한 수단으로서는, 아마우처 밸브바디의 습동면을 습동하는 전자밸브와 아마추어 밸브바디와 아웃렛 오리피스를 일체로 형상화하여 제어압력실의 압력변화에 의해 아웃렛 오리피스의 개폐를 볼로서 제어하므로서 유효통과면적을 확대시킨다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명 연료분사장치의 전체단면설명도이고, 도 4 는 그 요부의 확대도이다.
인젝터 하단부에 설치된 분사노즐(321)의 노즐바디(320)에는 도시하지 않은 분공을 개폐하는 니들밸브(301)가 왕복 이동 가능하게 설치되어 있다.
노즐바디(320)와 인젝터바디(322)는 스페이서(324)를 끼워서 리테이닝너트(318)에 의해 결합된다.
니들밸브(301)의 반분사측에는 스프링시트(319) 및 스프링시트(319)와 반분사측에서 접촉 혹은 연결되는 제어피스톤(302)이 설치되어 있다.
제어피스톤(302)은 스프링(317)내에 관통하여 삽입되어 있으며, 스프링(317)은 스프링시트(319)를 도 3 의 아래방향으로 작용시키고 있다.
연료유입구(303)를 통하여 도시하지 않은 커먼레일로부터 연료를 고압측 연료통로(315)의 고압연료가 분사노즐(321)의 분공으로부터 분사된다.
제어피스톤(302)의 반분사측 단면, 인젝터 바디(322)의 내주벽 및 후술하는 아마추어 밸브바디(308)와 아웃렛 오리피스(305) 일체의 아웃렛 오리피스판(306) 하단부가 제어압력실(307)의 경계를 형성하고 있다.
제어압력실(307)과 저압측 연료통로(314)와의 연결은 전자밸브(323)의 리프트에 의한 볼(313)에 의해 제어된다.
인렛 오리피스판(316)은 원판형상이며, 인젝터 바디(322)와 아마추어 밸브바디(308)와 일체인 아웃렛 오리피스판(306)의 사이에 설치된다.
인렛 오리피스판(316)에는 저압측 연료통로(314), 인렛오리피스(304), 제어압력실(307)이 설치되어 있고, 인렛 오리피스판(316)의 상단에는 저압측 연료통로(314)와 연결을 위한 홈부가 있고, 하단에는 인젝터 바디(322)와의 체결을 위한 도시하지 않은 핀 고정용 구멍이 있다.
아마추어 밸브바디(308)의 하단 중앙부에 제어압력실(307)에서 저압측 연료통로(314)와의 연결을 차단 및 제어하기 위한 아웃렛 오리피스(305)가 설치되어 있다.
인젝터 바디(322)에는 종래의 기술과 같이 고압측 연료통로(315), 저압측 연료통로(314)와 제어피스톤(302), 스프링(317)과 스프링시트(319)를 수납하기 위한 통로가 중앙부에 설치되어 있다.
인젝터 바디(322)의 고압측 연료통로(315)와 인렛 오리피스판(316)의 고압측 연료통로(315)와 연결 가능하게 하였다.
전자밸브(323)는 이방향 전자밸브이며, 아웃렛 오리피스(305)의 상방향에 설치되어 있으며, 아마추어 밸브바디(308)는 하단에 아웃렛 오리피스(305)와 일체로 형성되어 있다.
아마추어 밸브바디(308)는 인젝터 바디(322)에 결합되고, 리테이닝 너트(311)와 인젝터 바디(322)의 체결에 의해 솔레노이드(310), 스페이서(312), 전자밸브(323), 아마추어 밸브바디(308), 볼(313)과 볼(313)을 감싸주는 슈(326), 인렛 오리피스판(316)이 인젝터바디(322)와 결합된다.
전자밸브(323)의 밸브부(309)는 아마추어 밸브바디(308)에 왕복 이동 가능하게 지지되어 있으며, 스프링력에 의해 슈(326), 볼(313)과 함께 아웃렛 오리피스(305)의 연료구를 차단하는 방향으로 작용하고 있다.
아웃렛 오리피스(305)에 착좌함에 의하여 제어압력실(307)과 아마추어 밸브바디(308)에 형성된 저압측 연료통로(314)와의 연결은 차단된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.
솔레노이드(310)의 통전 오프시 전자밸브(323)의 밸브부(309) 하단의 볼(313)이 아웃렛 오리피스(305)를 차단하고 있으므로 제어압력실(307), 아웃렛 오리피스(305)와 저압측 연료통로(314)와의 연결은 차단되므로 제어압력실(307) 및 인렛오리피스(304), 아웃렛 오리피스(305)의 연료압력은 고압이 된다.
솔레노이드(310)의 통전을 온하면 솔레노이드(310)의 흡인력에 의하여 스프링(325)의 작용력에 반대하여 밸브부(309) 하단의 볼(313)이 아웃렛 오리피스(305)의 연료구를 개변하고 제어압력실(307)은 저압측 연료통로(314)와 연결된다.
제어압력실(307)로부터 저압측 연료통로(314)로 유출되는 유량은 아웃렛 오리피스(305)의 연료구에 의해 규제되므로 제어압력실(307)의 연료압력은 완만하게 저하된다.
따라서 제어피스톤(302)과 같이 니들밸브(301)가 리프트하여 연료분사가 개시된다.
이때 니들밸브(301)는 완만하게 리프트하므로 연료분사의 초기 분사율을 저하할 수 있다.
제어압력실(307)로부터 아마추어 밸브바디(308)의 저압측 연료통로(314)로 유출된 연료는 인젝터바디(322)의 저압측 연료통로(314)를 통해 인젝터 외부로 배출되며, 도시되지 않은 연료탱크로 환류된다.
솔레노이드(310)의 통전을 온에서 오프되면 스프링(325)의 작용력에 의해 밸브부(309) 하단의 볼(313)이 아웃렛 오리피스(305)의 연료구를 차단하고 제어압력실(307), 아웃렛 오리피스(305)와 저압측 연료통로(314)와의 연결이 차단되므로 제어압력실(307)의 연료압력이 상승한다.
제어압력실(307)의 압력이 소정의 압력에 달하면 제어피스톤(302)과 동시에 니들밸브(301)가 도시하지 않은 분공을 폐쇄방향으로 이동하여 연료분사자 종료된다.
이상 서술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 아마추어 밸브바디(308)의 습동면을 습동하는 전자밸브(323)와 아마추어 밸브바디(308)와 아웃렛 오리피스(305)를 일체로 형상화하여 제어압력실(307)의 압력 변화에 의해 아웃렛 오리피스(305)의 개폐를 볼(313)로서 제어함으로서 아웃렛 오리피스(305)를 통과하여 유출되는 유효통과면적이 커지게 되어 기존의 스트로크보다도 적은 스트로크에서 동일한 효과가 있게 되므로 솔레노이드의 응답성이 개선되어 안정된 분사율과 균일한 분사성능을 갖는 인젝터를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 인젝터의 분사노즐(321)의 분공으로부터 고압연료를 가능한 고압측 연료통로(315)와, 고압측 연료통로(315)를 가진 인젝터 바디(322)와, 분사노즐(321)의 반분사측에 설치된 제어압력실(307)의 압력을 제한하는 아마추어 밸브바디(308)의 습동면을 습동하는 전자밸브(323)와, 아마추어 밸브 바디(308)와 아웃렛 오리피스(305)를 일체로 형상화하여 제어압력실(305)의 압력변화에 의해 아웃렛 오리피스(305)의 개폐를 볼(313)로서 제어하여 제어압력실(307)로부터 저압측으로 유출되는 연료유량을 규제하는 아웃렛 오리피스(305)를 갖고, 고압측 연료통로(315)에서 제어압력실(307)로의 유입되는 고압연료를 제어하는 인렛 오리피스(304)를 갖는 것을 특징으로 하는 디젤기관용 축압식 연료분사장치.
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