KR20080076264A - Glow plug - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예의 글로우 플러그의 단면도1 is a cross-sectional view of a glow plug of one embodiment of the present invention
도 2 내지 도 5는 도 1의 글로우 플러그를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 사시도2 to 5 are perspective views sequentially illustrating a method of manufacturing the glow plug of FIG.
도 6은 도 1의 발열부의 단면도6 is a cross-sectional view of the heating unit of FIG.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
100: 금속 하우징100: metal housing
310: 발열튜브310: heating tube
320: 발열코일320: heating coil
400: 서모커플 와이어400: thermocouple wire
410: 내열성 피복410: heat resistant cloth
본 발명은 글로우 플러그에 관한 것으로서, 상세하게는 공기 압축식 내연기관의 내연소실에 설치되는 글로우 플러그에 관한 것이다.The present invention relates to a glow plug, and more particularly, to a glow plug installed in an internal combustion chamber of an air compression type internal combustion engine.
일반적으로 내연기관은 디젤기관과 가솔린기관으로 대분된다. 디젤기관은 가 솔린기관에 비하여 연소효율이 좋은 이점이 있지만, 통상적으로, 기관의 시동이 가솔린기관 보다 어렵다는 단점을 갖고 있다. Internal combustion engines are generally divided into diesel engines and gasoline engines. Diesel engines have the advantage of better combustion efficiency than gasoline engines, but typically have a disadvantage in that engine starting is more difficult than gasoline engines.
좀 더 상세히 설명하면, 가솔린기관은 연소실에 충진된 혼합기에 점화장치를 이용해 스파크를 일으킴으로써, 기관 내의 폭발을 유도한다. 반면에, 디젤기관은 엔진 실린더 내에서 공기를 연료의 착화점에 이를 때까지 압축하고, 이 압축된 공기에 연료를 분사하여 상기 연료를 착화시킴으로써, 기관 내의 폭발을 유도한다. 따라서, 디젤기관에서는 공기가 압축된다 하더라도 외부조건(예를 들어 온도)이 적절치 못하면 연료가 착화하지 못하여 시동이 곤란해지는 현상이 발생한다.In more detail, the gasoline engine sparks using an ignition device in a mixer filled in the combustion chamber, thereby inducing an explosion in the engine. On the other hand, the diesel engine compresses the air in the engine cylinder until it reaches the ignition point of the fuel, and injects the fuel to ignite the fuel to induce an explosion in the engine. Therefore, in a diesel engine, even if the air is compressed, if the external conditions (for example, temperature) are not appropriate, the fuel may not ignite and the starting may be difficult.
상기와 같은 디젤기관의 시동 곤란현상은 겨울철과 같이, 외기 온도가 낮을 때 더욱 심화되는데, 이는 외기온도가 낮은 조건에서는 연료가 착화점에 쉽게 이르지 못하는데 기인한다. 즉, 낮은 온도에서는 압축공기의 온도가 쉽사리 상승하지 않아 연료가 분사되어도 이 연료가 착화되지 못하는 것이다.The difficulty in starting the diesel engine as described above is further exacerbated when the outside temperature is low, such as in winter, because the fuel does not easily reach the ignition point in the low outside temperature. That is, at low temperatures, the temperature of the compressed air does not easily rise, and even if fuel is injected, the fuel does not ignite.
상기와 같은 디젤기관의 시동 곤란성을 보완하고자 자동차 부품업계를 중심으로 디젤기관용 예열장치의 개발이 활발히 진행되어 왔다. 예열장치는 기관 내의 공기를 미리 가열하여 이 공기에 분사되는 연료의 착화를 돕는 장치인데, 크게 글로우 플러그방식과 흡기히터 방식으로 나뉜다.In order to compensate for the difficulty of starting the diesel engine as described above, the development of a preheating device for a diesel engine has been actively carried out mainly in the automotive parts industry. The preheater is a device that preheats the air in the engine to help the ignition of fuel injected into the air, and is divided into a glow plug method and an intake heater method.
이하에서는, 글로우 플러그에 관해 설명한다. Hereinafter, the glow plug will be described.
글로우 플러그는 상술한 바와 같이, 연료의 착화를 돕도록 공기를 미리 가열하는 장치이다. 이때, 글로우 플러그는 전원으로 밧데리를 이용하며, 밧데리의 전기에너지를 열에너지로 변환하여 공기를 가열한다. 글로우 플러그의 기본구성은 하 우징, 전원인가부, 발열부로 요약될 수 있다. 전원인가부 및 발열부는 구조상으로 하우징의 일측과 타측에 각각 결합된다. 전원인가부는 절연체에 끼워진 상태에서 하우징의 일측에 결합되는 단자와 상기 단자와 발열부를 전기적으로 연결하는 연결부재를 포함한다. 발열부는 상기 하우징의 타측에 결합되는데, 금속 발열튜브나 세라믹 소결체에 텅스텐 재질의 열선이나 니크롬선 등이 내포됨으로써 이루어진다. The glow plug is a device that preheats air to help ignite the fuel, as described above. In this case, the glow plug uses a battery as a power source, and heats air by converting electrical energy of the battery into thermal energy. The basic configuration of the glow plug can be summarized as a housing, a power-on unit and a heating unit. The power supply unit and the heating unit are structurally coupled to one side and the other side of the housing, respectively. The power applying unit includes a terminal coupled to one side of the housing in a state of being inserted into the insulator, and a connection member electrically connecting the terminal and the heating unit. The heat generating unit is coupled to the other side of the housing, and is formed by embedding a tungsten material heating wire or nichrome wire in a metal heating tube or ceramic sintered body.
상술한 바와 같이, 글로우 플러그는 하우징을 중심으로 일측과 타측에 각각 결합되는 전원인가부와 발열부를 포함하여 구성되며, 상기 전원인가부와 발열부는 전기적으로 상호 연결되어 상기 전원인가부가 밧데리의 전압을 인가받고, 인가된 전압이 발열부로 이동되어 상기 발열부가 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열작용을 하는 것이다.As described above, the glow plug includes a power applying unit and a heat generating unit coupled to one side and the other side of the housing, respectively, and the power applying unit and the heat generating unit are electrically connected to each other so that the power applying unit generates a voltage of the battery. The applied voltage is transferred to the heating unit, and the heating unit converts electrical energy into thermal energy to generate heat.
실제로, 상기 글로우 플러그가 디젤기관에 장착되는 구조에 있어서는, 상기 글로우 플러그 중 발열부 부분만이 기관의 내연소실에 위치하게 된다. 따라서, 디젤기관의 작동시 상기 발열부는 필연적으로 기관의 폭발에 따른 고열 고압력을 받게 된다. 이에 따라 발열부의 내측에 위치한 발열코일 또한 발열코일이 발열하는 열과, 외부 기관의 폭발에 따른 열에 따라서 통상의 코일에 전기만 통할 때보다 많은 열을 받게 된다. 그 결과, 발열코일이 자주 끊어져 정상적인 작동을 할 수 없다.In fact, in the structure in which the glow plug is mounted in the diesel engine, only the heat generating portion of the glow plug is located in the internal combustion chamber of the engine. Therefore, during operation of the diesel engine, the heat generating portion is inevitably subjected to high heat and high pressure due to the explosion of the engine. Accordingly, the heat generating coil located inside the heat generating unit also receives more heat than when the electricity is normally supplied to the coil according to the heat generated by the heat generating coil and the heat generated by the explosion of the external engine. As a result, the heating coil is often cut off and cannot operate normally.
이러한 점을 고려하여, 발열코일의 적정 내구연한을 파악하는 것이 중요하며, 발열코일이 적절하게 작동되는가 여부를 파악하는 것도 중요하다. 이를 위해 종래에는 예연소실을 냉각한 냉각수의 온도를 측정하여 발열코일의 동작시간 을 결정하였다. 그러나, 냉각수의 온도로 발열튜브 내부의 온도를 추정하는 것에는 차이가 커서 부정확하다는 단점이 있다. 또한, 엔진의 정확한 제어를 위해서는 발열튜브 내부의 온도를 정확히 알아야 한다는 필요성도 대두되고 있다.In view of this point, it is important to know the proper endurance of the heating coil, and it is also important to know whether the heating coil is operating properly. To this end, conventionally, the operating time of the heating coil was determined by measuring the temperature of the cooling water that cooled the preburner chamber. However, estimating the temperature inside the heating tube by the temperature of the cooling water has a disadvantage in that the difference is large. In addition, there is a need to know the temperature inside the heating tube accurately for accurate control of the engine.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 발열코일이 위치한 발열튜브 내부의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 글로우 플러그 발열 튜브를 제공함을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a glow plug heating tube that can accurately measure the temperature inside the heating tube in which the heating coil is located.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 공기 압축식 내연기관의 내연소실에 설치되는 글로우 플러그에 있어서, 중공이 형성된 파이프 형상의 금속 하우징; 상기 중공에 개방된 일단이 결합되고, 타단이 밀폐되어 상기 내연소실에 위치하게되는 발열튜브; 상기 발열튜브의 내부에 절연체와 함께 설치되는 발열코일; 및 상기 발열튜브의 내부에 설치되는 온도측정장치;를 포함하는 글로우 플러그를 제공한다. 따라서, 발열튜브 내부의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a glow plug installed in an internal combustion chamber of an air compression type internal combustion engine, comprising: a pipe-shaped metal housing having a hollow; An open end coupled to the hollow and the other end of the heating tube being closed and positioned in the internal combustion chamber; A heating coil installed together with an insulator in the heating tube; And a temperature measuring device installed inside the heating tube. Therefore, the temperature inside the heating tube can be measured accurately.
여기서, 상기 온도측정장치는 서모커플 와이어인 것이 바람직하다.Here, the temperature measuring device is preferably a thermocouple wire.
또한, 서모커플 와이어는, 표면에 내열성 피복이 도포된 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the thermocouple wire was apply | coated the heat resistant coating on the surface.
여기서, 상기 내열성 피복은 세라믹 본드 혹은 레진 중 어느 하나인 것이 효과적이다.Here, it is effective that the heat resistant coating is either ceramic bond or resin.
그리고, 상기 서모커플 와이어는, 상기 발열코일의 내측에 배치된 것이 바람직하다.In addition, the thermocouple wire is preferably disposed inside the heating coil.
또한, 상기 서모커플 와이어는, 2 가닥이며, 상기 발열튜브에서 이격된 위치에서 분리되는 것이 효과적이다.In addition, the thermocouple wire is two strands, it is effective to separate at a position spaced apart from the heating tube.
그리고, 상기 서모커플 와이어가 상기 발열튜브의 상기 내연소실 측 끝단에서 1.5mm 정도 이격된 위치에서 분리되는 것이 바람직하다.In addition, the thermocouple wire is preferably separated at a position spaced about 1.5mm from the end of the combustion chamber side of the heating tube.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted in order not to disturb the gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 글로우 플러그의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a glow plug of an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 글로우 플러그는 중공이 형성된 파이프 형상의 금속하우징(100)과, 금속하우징(100)의 일단에 결합되는 전도부(200)와, 금속하우징(100)의 타단에 결합되는 발열부(300)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the glow plug of the present invention has a hollow pipe-
전도부(200)는 금속하우징(100)의 중공에 삽입되는 축(210)과, 축(210)과 금속하우징(100) 사이에 절연을 위해 설치되는 금구오링(220)과, 축(210)과 금속하우징(100) 사이에 설치되는 절연와셔(230) 및 절연와셔(230)의 이탈을 방지하기 위한 크림핑 너트(240)를 포함한다.The
발열부(300)는 금속하우징(100)의 타단에 결합되는 발열튜브(310)와, 발열튜브의 내측에 설치되며 일단이 축(210)과 연결되고 타단이 발열튜브(310)의 끝단에 용접되는 코일(320, 330)과, 발열튜브(310)와 축(210) 사이에 설치되어 내부에 이물질 유입을 방지하고 축(210)과 발열튜브(310) 사이의 절연을 유지하는 핀오링(Pin O-ring, 340)을 포함한다. 발열튜브(310)와 금속하우징(100)은 전기적으로 직접 연결됨에 반해, 핀오링(340)으로 인해서 발열튜브(310)는 축(210)과 전기적으로 절연된다.The heating unit 300 is a heating tube 310 coupled to the other end of the
발열튜브(310)는 금속하우징(100)의 중공에 개방된 일단이 결합되고, 타단이 밀폐되어 엔진의 내연소실에 위치한다. 발열튜브(310)는 코일(320, 330)에서 발생된 열을 이용하여 외부의 온도를 상승시키며 내연소실의 화학적 부식에 견디는 기능을 수행한다. 코일(320, 330)은 발열을 하는 발열코일(320)과, 발열코일(320)의 온도 상승에 따라 고유 저항 변화에 따른 온도 상승을 제어하여 일정한 온도를 유지하는 역할을 수행하는 온도 조절 코일(330)이 일체로 형성된다. 발열코일(320)은 일단이 발열튜브(310)의 끝단에 용접되고, 온도 조절 코일(330)은 축(210)에 전기적으로 연결된다. 발열튜브(310)의 내부에는 MgO 파우더가 충진된다. MgO 파우더는 절연체로서 발열튜브(310)와 코일의 절연을 유지하고 코일 유동 방지하고 코일에서 발생된 열을 발열튜브(310)로 전달하는 기능을 수행한다.The heating tube 310 is coupled to the open end of the hollow of the
발열튜브(320)의 내부에는 온도측정장치(400)가 설치된다. 온도측정장치는 서모커플 와이어(400)로 구성된다. 서모커플 와이어(400)는 서로 종류가 다른 2개의 금속도체 양단을 전기적으로 접속시키고 이 양단에 온도차를 주면 회로 중에 전류가 흐르는 효과(seebeck effect)를 이용해 온도를 측정하는 데 사용되는 것으로 열전대라고 불리기도 한다. 본 발명에 사용된 서모커플 와이어(400)는 +쪽에 Cr을 약 10% 포함한 Ni-Cr합금(chromel)과 -쪽에 Al, Mn을 조금 포함한 Ni합금을 사용한 K형 열전대이다.The
이하에서는 서모커플 와이어(400)를 조립하는 방법을 설명함으로써, 서모커 플 와이어(400)의 구성에 대한 설명을 대신한다.Hereinafter, by describing the method of assembling the
도 2와 같이, 2가닥으로 구성된 서모커플 와이어(400)의 피복(405)을 분리하고, 끝단을 1.5mm 정도 꽈놓는다. 서모커플 와이어(400)의 온도 측정 지점은 2개의 와이어가 최초로 접속하는 부분이므로, 너무 많이 꼬을 경우, 측정지점이 발열코일(320)이 아니라, 온도 조절 코일(330)의 내측이 되므로, 가능한 많이 꼬지 않도록 한다. 피복을 분리하는 이유는 고온에서 피복(405)이 타는 것을 방지하기 위해서이다. 꼬아 놓았을 경우, 온도의 상승과 냉각이 반복되어 꼬인 부분이 풀릴 수도 있으며, 산화 작용으로 전기 접촉이 잘 되지 않을 수도 있으므로, 도 7과 같이 서모커플 와이어(1400)는 끝단을 용접하여 형성할 수도 있다. As shown in FIG. 2, the
도 3에 도시된 바와 같이, 서모커플 와이어(400)의 피복이 벗겨진 부분을 내열성 피복(410)으로 도포한다. 내열성 피복(410)은 세라믹 본드 혹은 레진 중 어느 하나로 형성된다. 다만, 꽈둔 부분에는 내열성 피복(410)을 제거한다. 일반적으로 레진이나 세라믹 본드의 경우 굳기 전에 꽈둔 부분에 있는 레진이나 세라믹 본드를 닦은 후 이를 건조시키면 이러한 구조를 달성할 수 있다.As shown in FIG. 3, the stripped portion of the
도 4와 같이, 서모커플 와이어(400)의 꽈둔 부분을 발열코일(320)의 내측에 위치시킨다. 이때, 서모커플 와이어(400)의 끝단이 발열코일(320)을 벗어나지 않도록 한다. 그 다음, 축(210)에 서모커플 와이어(400)를 절연 테이프(420)로 고정한다. 그 다음, 도 5와 같이, 코일(310, 320)과 서모커플 와이어(400)의 외주를 MgO링(430)으로 절연처리한다.As shown in FIG. 4, the jammed portion of the
그 다음, 발열 튜브(310)에 코일(320, 330)과 서모커플 와이어(400)를 삽입 한 후, 발열코일(310)의 끝단과 서모커플 와이어(400)의 끝단과 발열 튜브(310)의 내측면을 용접한다. Then, after inserting the
그 후의 공정은 일반 글로우 플러그 공정과 동일하다.The subsequent process is the same as a normal glow plug process.
도 6은 이와 같은 공정으로 형성된 글로우 플러그의 발열부의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the heat generating portion of the glow plug formed by such a process.
도 6에 도시된 바와 같이, 코일(320, 330)의 내부에 서모커플 와이어(400)가 위치하며, 서모커플 와이어(400)의 외면에 내열성 피복(410)이 도포되어 있으며, 서모커플 와이어(400)의 분리되는 위치(d)가 발열튜브(310)의 내연소실 측 끝단에서 1.5mm 정도 이격된 위치에 위치한다.As shown in FIG. 6, the
상기와 같이, 서모커플 와이어(400)가 발열 튜브(300)의 내부 온도를 측정할 수 있으므로, 코일(320, 330)이 작동되는 온도를 정확히 측정할 수 있다. 따라서, 코일(320, 330)의 내구연한을 정확하게 예측할 수 있으며, 엔진 내부 온도를 종래에 비해 정확하게 측정할 수 있어, 엔진 제어를 보다 효율적으로 할 수 있다.As described above, since the
본 발명은 엔진의 발열 튜브의 내부 온도를 정확하게 측정할 수 있는 글로우 플러그를 제공함으로써, 코일의 내구 연한을 정확하게 예측할 수 있으며, 엔진 내부 온도를 정확하게 예측할 수 있어, 엔진 제어를 보다 효율적으로 할 수 있다.The present invention provides a glow plug that can accurately measure the internal temperature of the heat generating tube of the engine, thereby accurately predicting the endurance life of the coil and accurately predicting the internal temperature of the engine, thereby enabling more efficient engine control. .
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope of the claims.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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KR20080076264A true KR20080076264A (en) | 2008-08-20 |
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KR1020070015982A KR20080076264A (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Glow plug |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20081224 Effective date: 20100128 |