KR20030031720A - 디젤 엔진용 연료 분사 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 구조가 간단하고, 연료통로의 직선화로 연료압력의 손실이 작으며, 실린더헤드 주변의 레이아웃성을 향상하는 구조의 디젤엔진용 연료분사노즐을 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 하단에 연료분사공을 가지는 노즐바디와, 잉여 연료가 리턴하는 아이볼트와, 조정스크류, 푸쉬로드, 리턴스프링, 푸쉬로드 하단에 접속되는 니들밸브를 포함하여 구성되는 디젤엔진용 연료분사노즐에 있어서, 상기 푸쉬로드의 상단은 상부로 연장하여 조정스크류에 밀착되도록 접속되며, 상기 아이볼트로부터 니들밸브까지 동일 축선에 배열되는 모든 부품들의 중앙을 관통하여 상기 니들밸브 선단의 테이퍼부까지 연료통로가 일직선으로 형성되며, 상기 선단의 테이퍼부에는 노즐바디에 형성된 하부 압력실과 상기 연료통로를 연통하는 구멍이 형성되며, 또 상기 연료통로의 상단은 연료분사펌프측에 접속되고, 상기 니들밸브는 상기 푸쉬로드에 대해 축방향의 이동이 가능하게 끼워져 접속되며, 상기 리턴스프링은 상기 니들밸브를 하강시키도록 힘을 가하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

디젤 엔진용 연료 분사 노즐{Fuel injection nozzle}

본 발명은 디젤엔진에서 고압의 연료를 연소실로 분사시켜주는 연료분사노즐에 관한 것이다.

연료분사노즐(30)은 도 9에 도시하는 것과 같이 노즐바디(31), 니들밸브(32), 노즐스프링(33), 인렛컨넥터(34, innlet connector)및 푸쉬로드(35)등으로 구성되어, 연료분사펌프에서 보내온 고압의 연료가 딜리버리 파이프를 통해 인렛컨넥터(34)로 유입되면, 연료통로(36)를 따라 노즐바디(31)에 가공되어 있는 압력실(37)에 전달되므로써 니들밸브(32)의 원추부(37)에 고압이 작용하여 니들밸브(32)로 하여금 푸쉬로드(35)를 거쳐 노즐스프링(33)을 압축하면서 밀어올려 선단의 노즐구멍(39)의 개방을 통하여 연료가 연소실로 분사되어지게 된다.

연료의 분사가 끝나 연료의 공급압이 제거되면 다시 노즐스프링(33)의 탄성력에 의해 니들밸브(32)가 하강하여 연료통로(36)를 차단하므로써 연료분사가 종료되고, 이 과정에서 연소실내로 분사되고 남은 잉여 연료는 내부 부품들의 미세한 간격을 통해 상부로 올라가 오버플로파이프(40)를 통해 연료탱크로 귀환하게 된다.

그러나 상기와 같은 연료분사노즐(30)의 구조에 의하면 연료통로(35)가 인렛컨넥터(34)와 노즐바디(31)를 통해 형성됨에 있어서 굴곡이 많은 유로로 형성되기 때문에 연료분사펌프에서 보내져 오는 압력의 손실량이 많아져 적정용량보다 큰 연료분사펌프를 구비해야 하며, 연료분사노즐(30)의 제작 및 조립 작업이 어렵고, 노즐바디(31)의 일측으로 돌출되게 접속된 인렛컨넥터(34)로 인하여 복잡하고 제한된 공간을 가진 실린더헤드 주변의 레이아웃성을 해치게 되는 문제점이 지적되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 구조가 간단하고, 연료통로의 직선화로 연료압력의 손실이 작으며, 실린더헤드 주변의 레이아웃성을 향상하는 구조의 디젤엔진용 연료분사노즐을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하단에 연료분사공을 가지는 노즐바디와, 잉여 연료가 리턴하는 아이볼트와, 조정스크류, 푸쉬로드, 리턴스프링, 푸쉬로드 하단에 접속되는 니들밸브를 포함하여 구성되는 디젤엔진용 연료분사노즐에 있어서, 상기 푸쉬로드의 상단은 상부로 연장하여 조정스크류에 밀착되도록 접속되며, 상기 아이볼트로부터 니들밸브까지 동일 축선에 배열되는 모든 부품들의 중앙을 관통하여 상기 니들밸브 선단의 테이퍼부까지 연료통로가 일직선으로 형성되며, 상기 선단의 테이퍼부에는 노즐바디에 형성된 하부 압력실과 상기 연료통로를 연통하는 구멍이 형성되며, 또 상기 연료통로의 상단은 연료분사펌프측에 접속되고, 상기 니들밸브는 상기 푸쉬로드에 대해 축방향의 이동이 가능하게 끼워져 접속되며, 상기 리턴스프링은 상기 니들밸브를 하강시키도록 힘을 가하게 되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의하면 상기 니들밸브의 중간에는 중간테이퍼부가 형성되고, 그 중간테이퍼부와 노즐바디 사이에 형성되는 중간 압력실과 상기 수직의 연료통로를 연통하는 구멍이 상기 중간테이퍼부에 형성되어 있다.

그리고 상기 구멍들은 테이퍼부에 복수개가 형성되어 있다.

또 상기 조정스크류와 푸쉬로드의 접속지점에는 시일을 위한 0-링이 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 디젤 엔진용 연료분사 노즐을 나타내는 정단면도

도 2는 본 발명에 의한 니들밸브의 외부사시도

도 3은 본 발명에 의한 니들밸브의 단면사시도

도 4는 본 발명의 A부 확대도

도 5는 본 발명의 B부 확대도

도 6은 본 발명의 푸쉬로드와 니들밸브의 접속지점의 확대도

도 7은 본 발명에 의한 아이볼트의 단면도

도 8은 본 발명에 의한 푸쉬로드와 니들밸브의 접속 구조를 나타내는 도면

도 9는 종래기술

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료분사노즐 2 : 노즐바디

3 : 아이볼트 4 : 조정스크류

5 : 리턴스프링 6 : 푸쉬로드

7 : 니들밸브 8 : 0-링

9 : 하부테이퍼부 10 : 연료통로

11 : 하부압력실 12 : 구멍

13 : 중간테이퍼부 14 : 중간압력실

15 : 구멍 16 : 미세통로

17 : 연료분사구멍 18 : 밸브시트

19 : 리턴통로

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 디젤엔진용 연료분사노즐을 나타내는 단면도이며, 도 2는 본 발명에 의한 니들밸브의 외부사시도이고, 도 3은 동상 니들밸브의 사시단면도이다.

그리고 도 4와 도 5는 본 발명의 A부 및 B부 확대도이고, 도 6은 본 발명의 푸쉬로드와 니들밸브의 접속지점의 확대도이며, 도 7은 본 발명에 의한 아이볼트의 단면도이다.

또 도 8은 본 발명에 의한 푸쉬로드와 니들밸브의 접속구조를 나타내는 도면이다.

연료분사노즐은 부호 1로 나타내었으며, 연료분사에 필요한 부품들을 수용하는 노즐바디(2)를 구비하고 있다.

노즐바디(2)에는 상부측으로부터 아이볼트(3), 조정스크류(4), 리턴스프링(5), 푸쉬로드(6) 니들밸브(7)가 조립되며, 이들 부품들은 모두 수직축선상에 서로 밀착하도록 접속되어 있다.

따라서 종래와 달리 푸쉬로드(6)의 상단이 상부로 연장되어 조정스크류(7)의 하단에 밀착하며, 그 접속지점에는 도 6에서와 같이 0-링(8)이 삽입되어 있어 연료의 누설을 방지토록 기밀 처리하고 있다.

그리고 상기 수직축선상에 일렬로 배열된 각 부품들(3,4,6,7)의 중앙에는 니들밸브(7)의 하부테이퍼부(9)까지 연료통로(10)가 관통하여 형성되고 있으며, 이 연료통로(10)는 상부의 아이볼트(3)를 통해 연료공급펌프측에 접속된다.

상기 니들밸브(7) 하단의 테이퍼부(9)와 노즐바디(2)와의 사이에는 하부압력실(11)이 형성되어 있고, 그 하부압력실(11)과 연료통로(10)를 연통하기 위한 복수개의 구멍(12)이 하부테이퍼부(9)에 천공되어 있다.

또 하부테이퍼부(9)의 상부인 니들밸브(7)의 중간부에는 중간테이퍼부(13)가 형성되어 있고, 중간테이퍼부(13)의 외주에는 중간압력실(14)이 형성되어 있다.

그리고 중간압력실(14)과 연료통로(10)는 중간테이퍼부(13)에 천공된 복수개의 구멍(15)에 의해 연통되어 있다.

이와같은 본 발명에 의한 연료분사과정은 다음과 같다.

연료공급펌프(도시생략)가 작동하여 발생한 고압의 연료는 아이볼트(3)로부터 니들밸브(7)의 선단까지 일직선으로 관통하여 형성한 연료통로(10)를 통해 니들밸브(7)까지 유입되며, 그 연료유는 테이퍼부(9)(13)에 형성한 구멍(12)(15)을 통하여 다시 압력실(11)(14)로 유입되어 그 압력이 원추형인 테이퍼부(9)(13) 외주에 작용하여 니들밸브(7)가 리턴스프링(5)을 압축시키면서 상승(도 8의 점선도시참조)하여 연료통로(10)를 개방하게 되며, 이에따라 연료는 연료통로(10), 구멍(12)(15), 미세통로(16), 연료분사구멍(17)을 통하여 연소실로 분사된다.

연료분사 종료시기가 되면 연료공급펌프가 작동을 중지하게 되며, 이에따라 연료공급압이 없어 테이퍼부(9)(13)에 작용하는 힘의 상실로 리턴스프링(5)의 탄발력에 의해 니들밸브(7)가 하강하여 밸브시트(18)에 밀착하므로써 연료의 분사가 종료된다.

그리고 분사되고 남은 연료는 각 부품들의 틈새를 통해 아이볼트(3)의 리턴통로(19)를 거쳐 연료탱크로 복귀하게 된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 연료통로를 노즐바디내에 장착되는 부품들의 중앙을 통해 수직으로 형성하고, 니들밸브가 푸쉬로드와 축방향으로 이동가능하게 끼워져 접속하는 것에 의해서, 인렛컨넥터가 생략되어 구조가 단순해지고 연료통로가 복잡하게 구부러지지 않고 일직선을 유지하게 되므로써 연료압의 손실이 적어 작은 용량의 연료공급펌프의 사용으로 비용 절감이 가능하고, 실린더헤드 주변의 레이아웃성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 하단에 연료분사공을 가지는 노즐바디와, 잉여 연료가 리턴하는 아이볼트와, 조정스크류, 푸쉬로드, 리턴스프링, 푸쉬로드 하단에 접속되는 니들밸브를 포함하여 구성되는 디젤엔진용 연료분사노즐에 있어서, 상기 푸쉬로드의 상단은 상부로 연장하여 조정스크류에 밀착되도록 접속되며, 상기 아이볼트로부터 니들밸브까지 동일 축선에 배열되는 모든 부품들의 중앙을 관통하여 상기 니들밸브 선단의 테이퍼부까지 연료통로가 일직선으로 형성되고, 상기 선단의 테이퍼부에는 노즐바디에 형성된 하부 압력실과 상기 연료통로를 연통하는 구멍이 형성되고, 또 상기 연료통로의 상단은 연료분사펌프측에 접속되고, 상기 니들밸브는 상기 푸쉬로드에 대해 축방향의 이동이 가능하게 끼워져 접속되며, 상기 리턴스프링은 상기 니들밸브를 하강시키도록 힘을 가하게 되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사노즐.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 니들밸브의 중간에는 중간테이퍼부가 형성되고, 그 중간테이퍼부와 노즐바디 사이에 형성되는 중간 압력실과 상기 수직의 연료통로를 연통하는 구멍이 상기 중간테이퍼부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사노즐.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 구멍들은 테이퍼부에 복수개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사노즐.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 조정스크류와 푸쉬로드의 접속지점에는 시일을 위한 0-링이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사노즐.