KR20070063881A - An injector of engine in a car - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 인젝터의 절개 사시도,1 is a cutaway perspective view of a typical injector,
도 2는 종래 인젝터의 개략 구성도,2 is a schematic configuration diagram of a conventional injector,
도 3은 엔진제어유니트에서 결정되는 연료분사시기 및 분사시간의 관계를 나타낸 그래프,3 is a graph showing a relationship between fuel injection timing and injection time determined in an engine control unit;
도 4는 본 발명에 따른 인젝터의 구성도,4 is a configuration diagram of an injector according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 인젝터의 분사특성을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the injection characteristics of the injector according to the present invention.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
1 : 코일어셈블리, 2 : 니들,1: coil assembly, 2: needle,
10 : 피에조스토퍼, 11 : 피에조소자부,10: piezo stopper, 11: piezo element part,
12 : 인서트바디, 13 : 와이어,12: insert body, 13: wire,
20 : 엔진제어유니트, N : 노즐바디.20: engine control unit, N: nozzle body.
본 발명은 자동차 엔진의 인젝터에 관한 것으로, 특히 실린더로 유입되는 연 료의 미립화 특성 및 증발율을 향상시킴으로써 고부하 운전조건에서의 배기특성 및 성능특성을 향상시킬 수 있도록 된 자동차 엔진의 인젝터에 관한 것이다.The present invention relates to an injector of an automobile engine, and more particularly, to an injector of an automobile engine capable of improving exhaust characteristics and performance characteristics under high load driving conditions by improving atomization and evaporation rate of fuel flowing into a cylinder.
본 발명의 인젝터는 엔진제어유니트(ECU)에 의해 작동 제어되어 소정 압력으로 공급된 연료를 엔진의 흡기관내에 분사하는 인젝터이다.The injector of the present invention is an injector which is operated by an engine control unit (ECU) and injects fuel supplied at a predetermined pressure into the intake pipe of the engine.
도 1에 도시된 바와 같이 인젝터는 전력을 공급받아 자력을 발생시키는 코일어셈블리(1)와, 이 코일어셈블리(1)에 자력이 발생되었을 때 상방으로 당겨지는 니들(2)과, 이 니들(2)의 하단이 맞닿아 분사공(4)을 막고 있는 밸브시트(3)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the injector includes a
따라서, 상기 코이어셈블리(1)에 전원이 인가되면 니들(2)이 상방으로 이동하여 분사공(4)이 개방됨으로써 연료가 흡기관으로 분사된다.Therefore, when power is applied to the
또한, 상기 종래의 인젝터는 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐바디(N)에서 단부가 돌출된 상태로 설치되어 상기 니들(2)의 리프트량(상승량)을 제한하는 스토퍼(5)를 구비한다.Also, as shown in FIG. 2, the conventional injector is provided with a
따라서, 종래 인젝터의 분사 연료량은 니들(2)이 들려 있는 시간(분사공(4)이 개방되어 있는 시간)의 함수로 결정된다.Therefore, the injection fuel amount of the conventional injector is determined as a function of the time that the
한편, 도 3은 엔진제어유니트에서 결정되는 연료분사시기 및 분사시간의 관계를 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 3 shows the relationship between the fuel injection timing and the injection time determined in the engine control unit.
일반적으로 흡입공기량을 기준으로 분사 연료량이 결정되고, 이를 기준으로 연료분사 시작시점과 종료시점이 결정된다.In general, the injection fuel amount is determined based on the intake air amount, and the fuel injection start and end points are determined based on the intake air amount.
(a)에 도시된 바와 같이, 연료분사는 흡기밸브가 열리기 전에 종료되고, 흡 기관내에 분사된 연료는 흡기관내에서 미립화와 증발과정을 거친 후, 흡기밸브가 열리면서 실린더로 유입된다.As shown in (a), the fuel injection is finished before the intake valve is opened, and the fuel injected into the intake pipe is atomized and evaporated in the intake pipe, and then the intake valve is opened and introduced into the cylinder.
만약, (b)에서와 같이 엔진의 운전조건이 회전수가 증가하고, 부하가 클 경우, 엔진제어유니트는 연료량 증가를 요구하게 되고, 이러한 요구를 충족시키기 위해 인젝터는 이전 사이클의 흡입과정이 끝난 직후부터 시작되어 심지어 현 사이클의 흡입과정에 걸쳐 진행된다.If, as in (b), the operating condition of the engine is increased in speed and the load is high, the engine control unit requires an increase in fuel quantity, and in order to satisfy this demand, the injector immediately after the intake of the previous cycle is completed. And even proceed through the suction cycle of the current cycle.
이는 종래의 인젝터가 전술한 바와 같이 니들(2) 리프트가 상기 스토퍼(5)에 의해 제한되어 분사 연료량의 조절은 분사시간 조절에 의해서만 가능하기 때문이다.This is because the conventional injector lifts the
그런데, 상기와 같은 조건으로 분사가 실시될 경우, 분사된 연료의 일부는 흡기관내에서 미립화 및 증발과정을 거치지 못하고 곧바로 실린더에 유입됨으로써 미립화 특성이 불량하게 되고, 또한 공기와의 혼합이 제대로 이루어지지 못하기 때문에 이로 인해 연소특성이 악화(soot(그을음, 매연)와 같은 미연 배출물 발생)되는 문제점이 있었다.However, when the injection is carried out under the above conditions, a part of the injected fuel does not go through the atomization and evaporation process in the intake pipe and immediately flows into the cylinder, resulting in poor atomization and poor mixing with air. Because of this, there was a problem in that the combustion characteristics deteriorated (generated unburned emissions such as soot, soot).
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 니들 리프트의 조절이 가능하도록 하여 연료 분사량 조절이 분사시간 뿐만 아니라 니들 리프트 조절에 의해서도 이루어지도록 함으로써 다량의 연료라도 후 사이클의 흡입과정 이전에 분사 종료할 수 있게 되어 충분한 미립화 및 증발과정을 거치고 공기와의 혼합성도 향상될 수 있도록 된 자동차 엔진의 인젝터를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the adjustment of the needle lift to enable the adjustment of the fuel injection amount to be made by the needle lift control as well as the injection time, even before the intake process of the next cycle even a large amount of fuel It is an object of the present invention to provide an injector of an automobile engine that is capable of terminating the spraying process and thus undergoes sufficient atomization and evaporation process and improves mixing with air.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
코일어셈블리의 자화에 의해 상승되어 분사공을 개방하는 니들과, 노즐바디로부터 돌출된 상태로 설치되어 상기 니들의 상승량을 제한하는 스토퍼를 구비한 자동차 엔진의 인젝터에 있어서,In the injector of an automobile engine having a needle which is raised by magnetization of the coil assembly to open the injection hole, and a stopper which is installed in a state protruding from the nozzle body to limit the amount of lifting of the needle,
상기 스토퍼가 피에조소자로 이루어진 피에조스토퍼인 것을 특징으로 한다.The stopper is characterized in that the piezo stopper consisting of a piezo element.
즉, 상기 스토퍼의 변형을 이용하여 니들의 상승 제한 위치를 가변시켜 연료 분사량을 조절할 수 있도록 된 것이다.That is, the fuel injection amount can be adjusted by varying the lift limit position of the needle by using the deformation of the stopper.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 인젝터의 구성도이다.4 is a block diagram of an injector according to the present invention.
본 발명은 종래와 동일한 구조의 인젝터에서 스토퍼가 변경된다.In the present invention, the stopper is changed in the injector having the same structure as before.
즉, 기본적으로 인젝터는 전력을 공급받아 자화되는 코일어셈블리(1)와, 이 코일어셈블리(1)에 의해 상승 및 하강하여 개폐작동을 하는 니들(2)을 포함하고 있으며, 상기 니들(2)의 상승량(lift)을 제한하기 위한 스토퍼로서 피에조스토퍼(10)를 갖춘다.That is, the injector basically includes a
상기 피에조스토퍼(10 ; Piezo stopper)는 피에조 소자로 이루어진 것으로, 피에조 소자(압전소자)는 전압이 가해지면 전압에 비례하는 변형이 발생되거나 그 역반응이 일어나는 소자를 말하는 것이다.The
한편, 상기 피에조스토퍼(10)는 피에조소자부(11)가 노즐 바디(N)의 내주면 외측으로 노출되어 스토퍼 역할을 하게 되며, 피에조소자부(11)에 연결된 인서트바디(12)가 상기 노즐 바디(N)의 내주면에 형성된 장착홈에 삽입고정되어 있으며, 상기 피에조소자부(11)는 노즐 바디(N)를 관통하는 와이어(13)를 매개로 엔진제어유니트(20)에 연결되어 제어전류를 인가 받도록 되어 있다.In the
상기 엔진제어유니트(20)는 연료분사량을 증가시킬 필요가 있을 때 상기 피에조소자부(11)에 전압을 인가하여 소자의 변형을 유발한다.When it is necessary to increase the fuel injection amount, the
상기 피에조소자부(11)는 전압이 인가되면 하단부가 상승하는 변형을 일으키도록 제작됨은 당연하다. 즉, 도 4에서 기본위치보다 높은 위치로 변형되도록 되어 있다.Naturally, the
이하, 본 발명의 작용 효과를 설명한다.Hereinafter, the effect of the present invention will be described.
엔진제어유니트(ECU ;20)는 엔진 크랭크 및 캠 센서의 신호로부터 각 실린더의 행정을 판단하고, 각 행정간 시간을 계산하며, 운전자의 가속페달 조작신호로부터 전달되는 운전자의 가속의지 등을 종합적으로 판단하여 연료분사량을 결정한다.The engine control unit (ECU) 20 determines the stroke of each cylinder from the signals of the engine crank and the cam sensor, calculates the time between strokes, and comprehensively calculates the driver's acceleration intention transmitted from the driver's accelerator pedal operation signal. Judgment is made to determine the fuel injection amount.
상기 연료분사량은 기본 연료 분사량에 상기 코일어셈블리(1)의 자화시간을 조절하여 1차 보정이 된 연료량이며, 본 발명에서는 보다 다량의 연료를 분사할 필요가 있을 경우 상기 피에조소자(11)의 변형시간을 조절하여 분사량을 증가시키는 2차 분사량 보정이 이루어지게 된다.The fuel injection amount is a fuel amount that is firstly corrected by adjusting the magnetization time of the
실제 작동시, 일반적인 운전조건 즉, 분사종료시점이 흡기관내 분사된 연료의 미립화 및 증발과정에 영향을 미치지 않는 조건(흡기밸브 닫힌 상태에서 분사가 이루어짐)에서는 엔진제어유니트(20)는 상기 피에조스토퍼(10)에 전류를 인가하지 않는다. In actual operation, the
따라서, 피에조소자(11)의 하단면이 기본위치에 위치됨으로써 종래와 동일한 조건의 연료 분사가 이루어진다.(분사시간에 의해서만 연료량이 조절되는 상태)Accordingly, the lower surface of the
그러나, 상기 피에조스토퍼(10)의 작동조건(흡기밸브가 열린 상태에서 분사가 이루어짐)이 되면이 되면 상기 피에조스토퍼(10)에 전류를 공급하여 피에조소자(11)에 변형을 유발한다.However, when the operating conditions of the piezo stopper 10 (injection is performed with the intake valve opened), the
따라서, 피에조소자(11)의 하단면이 기본위치로부터 상승하게 되므로 즉, 니들 리프트가 증가하게 됨으로써 단위 시간당 분사유량이 증가하게 된다.Therefore, since the lower end surface of the
따라서, 다음 사이클의 흡입행정이 시작되기 전 즉, 흡기밸브가 닫혀 있는 동안에 요구되는 분사량을 분사할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to inject the required injection amount before the intake stroke of the next cycle is started, that is, while the intake valve is closed.
도 5는 연료 분사중 상기 피에조스토퍼(10)가 작동된 시점 전후의 시간에 따른 분사량 증가 정도를 보여주고 있다. 도시된 바처럼 피에조스토퍼(10) 작동 후 보다 많은 양의 연료가 분사됨을 알 수 있다.5 shows the degree of injection increase with time before and after the time when the
따라서, 연료 입자의 미립화와 증발, 또한 공기와의 혼합이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 연료가 실린더내로 공급되지 않게 되어 연소특성이 악화되는 현상을 방지할 수 있게 된다.Therefore, the atomization and evaporation of the fuel particles, and the mixture with the air is insufficient, the fuel is not supplied into the cylinder, it is possible to prevent the phenomenon that the combustion characteristics deteriorate.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 엔진 부하조건에 따라 요구되는 분사 연료량이 많을 경우에도 항상 흡기밸브가 닫혀 있는 동안에 연료의 분사를 종 료할 수 있게 됨으로써 실린더로 유입되는 연료의 미립화, 증발율 및 공기와의 혼합성을 향상시켜 고부하 운전조건에서 발생되는 배기특성(soot 및 유해배기가스감소) 및 성능특성(출력증가, 연비향상)을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, even when the amount of injection fuel required according to the engine load conditions is large, it is possible to stop the injection of fuel while the intake valve is always closed, so that atomization, evaporation rate and air and It is possible to improve the mixing characteristics of the exhaust characteristics (soot and harmful exhaust gas reduction) and performance characteristics (increased output, improved fuel economy) generated under high load operating conditions.
Claims (3)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011062412A2 (en) | 2009-11-19 | 2011-05-26 | 한국화학연구원 | Crystalline porous organic-inorganic hybrid material and a production method therefor |
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2005
- 2005-12-15 KR KR1020050124158A patent/KR20070063881A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011062412A2 (en) | 2009-11-19 | 2011-05-26 | 한국화학연구원 | Crystalline porous organic-inorganic hybrid material and a production method therefor |
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