KR20220114737A - 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 이 장치를 포함하는 디젤 엔진 - Google Patents

디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 이 장치를 포함하는 디젤 엔진 Download PDF

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Abstract

디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법에 따르면, 디젤 엔진이 정지된 것을 확인할 수 있다. 상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력할 수 있다. 상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 컨트롤 밸브를 저압 유로 내에서 이동시켜서 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 이물질로 인한 컨트롤 밸브의 오작동이 사전에 방지될 수 있다.

Description

디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 이 장치를 포함하는 디젤 엔진{METHOD OF REMOVING PARTICLES IN AN INJECTOR OF A DIESEL ENGINE, APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME, DIESEL ENGINE INCLUDING THE APPARATUS}
본 발명은 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 이 장치를 포함하는 디젤 엔진에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인젝터의 컨트롤 밸브를 수용하는 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거하는 방법 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치, 및 이러한 장치를 포함하는 디젤 엔진에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤 엔진의 인젝터는 컨트롤 밸브에 의해서 니들의 상단과 하단 사이에 발생된 압력 차이를 이용해서, 연료를 연소실을 분사시킬 수 있다. 니들은 인젝터 내의 고압 유로 내에 배치될 수 있다. 컨트롤 밸브는 인젝터 내의 저압 유로 내에 배치될 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 연료의 변질로 인한 이물질이 컨트롤 밸브와 저압 유로 사이에서 계속적으로 정체될 수 있다. 이러한 이물질은 저압 유로의 내벽에 축적되어, 컨트롤 밸브의 오작동을 유발시킬 수 있다.
본 발명은 저압 유로 내에 축적된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.
아울러, 본 발명은 상기된 제거 장치를 포함하는 디젤 엔진도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법에 따르면, 디젤 엔진이 정지된 것을 확인할 수 있다. 상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력할 수 있다. 상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 컨트롤 밸브를 저압 유로 내에서 이동시켜서 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제거 방법은 상기 디젤 엔진이 정지된 시점부터 설정 시간 동안 상기 디젤 엔진으로 크랭킹 신호의 입력이 없음을 확인하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 인젝터로 상기 분사 신호를 입력하는 것은 상기 분사 신호를 상기 인젝터로 설정 시간 동안 설정 주기로 입력하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 인젝터로 상기 분사 신호를 입력하는 것은 상기 디젤 엔진의 실린더들 각각의 인젝터들로 상기 분사 신호를 입력하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제거 방법은 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 중 크랭킹 신호가 확인될 경우 즉시 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거를 중지하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치는 제어부 및 컨트롤 밸브를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 디젤 엔진이 정지된 것을 확인할 수 있다. 상기 제어부는 상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력할 수 있다. 상기 컨트롤 밸브는 상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 저압 유로 내에서 이동되어 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 디젤 엔진이 정지된 시점부터 설정 시간 동안 상기 디젤 엔진으로 크랭킹 신호의 입력이 없음을 확인할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 분사 신호를 상기 인젝터로 설정 시간 동안 설정 주기로 입력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 디젤 엔진의 실린더들 각각의 인젝터들로 상기 분사 신호를 입력할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 중 크랭킹 신호가 확인될 경우 즉시 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거를 중지시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 디젤 엔진은 제어부 및 인젝터 이물질 제거 장치를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 디젤 엔진이 정지된 것을 확인할 수 있다. 디젤 엔진이 정지된 것이 확인되면, 상기 제어부는 상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력할 수 있다. 상기 인젝터 이물질 제거 장치는 상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 저압 유로 내에서 이동되어 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 디젤 엔진이 정지되면, 컨트롤 밸브와 저압 유로 사이의 간극이 디젤 엔진의 가동 중의 간극보다 좁아질 수 있다. 이러한 상태에서, 인젝터로 분사 신호가 입력되면, 컨트롤 밸브가 저압 유로 내에서 이동되어, 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 이물질로 인한 컨트롤 밸브의 오작동이 사전에 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 제거 장치가 구비된 디젤 엔진의 인젝터를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 이물질 제거 장치의 동작을 나타낸 단면도들이다.
도 4는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 인젝터 내의 이물질을 제거하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이물질 제거 장치가 구비된 디젤 엔진의 인젝터를 나타낸 단면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 이물질 제거 장치의 동작을 나타낸 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 디젤 엔진의 인젝터는 인젝터 몸체(110), 니들(120), 스프링(130), 컨트롤 밸브(140) 및 전자석 솔레노이드(150)를 포함할 수 있다.
인젝터 몸체(110)는 연료실(112), 분사공(111), 고압 유로(114) 및 저압 유로(116)를 포함할 수 있다. 연료실(112)은 인젝터 몸체(110) 내부에 형성되어, 연료를 수용할 수 있다. 분사공(111)은 연료실(112)로부터 연장되어 연소실을 향하는 인젝터 몸체(110)의 하단에 관통 형성될 수 있다. 연료실(112) 내의 연료는 분사공(111)을 통해서 연소실로 분사될 수 있다. 고압 유로(114)는 연료실(112)의 측면 상부 부위에 연결될 수 있다. 저압 유로(116)는 연료실(112)의 상부면에 연결될 수 있다.
니들(120)은 연료실(112) 내부에 상하로 이동 가능하게 수용될 수 있다. 니들(120)은 연료실(112)의 상부 공간과 하부 공간의 압력 차이에 의해서 상하로 이동되어, 분사공(111)을 선택적으로 개폐시킬 수 있다.
스프링(130)은 니들(120)의 상부인 연료실(112)의 상부 공간에 배치되어, 니들(120)을 아래로, 즉 분사공(111)을 향해서 탄력적으로 지지할 수 있다. 고압 유로(114)를 통해서 공급된 연료의 압력이 스프링(130)의 장력보다 높으면, 니들(120)이 스프링(130)을 압축시키면서 위로 상승하게 되어, 분사공(111)이 개방될 수 있다.
컨트롤 밸브(140)는 저압 유로(116) 내에 상하로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 컨트롤 밸브(140)는 전자석 솔레노이드(150)의 제어에 의해서 고압 유로(114)로부터 저압 유로(116)로의 연료 흐름을 제어할 수 있다. 전자석 솔레노이드(150)가 분사 신호를 수신하면, 저압 유로(116)를 차단하고 있던 컨트롤 밸브(140)가 상승하게 되어 저압 유로(116)가 개방될 수 있다. 즉, 니들(120)을 중심으로 연료실(112)의 상부 공간과 하부 공간 사이에 압력 차이가 발생될 수 있다. 따라서, 연료실(112) 내의 연료가 저압 유로(116)로 흐르게 되어, 니들(120)이 스프링(130)을 압축시키면서 위로 상승할 수가 있다. 결과적으로, 분사공(111)이 개방되어, 연료가 분사공(111)을 통해서 연소실로 분사될 수 있다. 이러한 컨트롤 밸브(140)는 엔진(E) 동작 중에 저압 유로(116) 내에서 지속적으로 상하로 이동될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 디젤 엔진(E)이 가동중인 동안, 변질된 연료 및/또는 이물질(P)들이 저압 유로(116)의 내벽에 축적될 수 있다. 디젤 엔진(E)이 정지하고 있는 동안, 컨트롤 밸브(140)와 저압 유로(116) 사이의 간극(D)은 일정하게 유지될 수 있다. 반면에, 디젤 엔진(E)이 가동 중인 동안, 인젝터 내의 고압의 연료로 인해서 컨트롤 밸브(140)와 저압 유로(116) 사이의 간극(D1)은 상기 간극(D)보다 넓어질 수 있다.
따라서, 디젤 엔진(E)이 가동 중인 동안, 넓어진 간극(D1)으로 인해서 지속적으로 상하 이동하는 컨트롤 밸브(140)가 저압 유로(116)의 내벽에 축적된 이물질(P)들을 제거할 수 없을 것이다. 이로 인하여, 이물질(P)들이 저압 유로(116)의 내벽에 계속적으로 축적되어, 컨트롤 밸브(140)의 상하 이동을 방해할 수 있다.
이를 방지하기 위해서, 제어부(160) 및 컨트롤 밸브(140)를 포함하는 이물질 제거 장치가 인젝터에 구비될 수 있다.
제어부(160)는 디젤 엔진(E)이 정지되었는지를 인식할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 디젤 엔진(E)이 정지된 정지된 시점부터 설정 시간 동안 디젤 엔진(E)으로 크랭킹 신호가 입력되었는지 여부를 확인할 수 있다.
디젤 엔진(E)이 정지된 정지된 시점부터 설정 시간 동안 디젤 엔진(E)으로 크랭킹 신호가 입력되지 않으면, 제어부(160)는 분사 신호를 인젝터로 송신할 수 있다. 제어부(160)는 디젤 엔진(E)의 실린더들 각각의 인젝터들로 분사 신호를 입력할 수 있다. 특히, 제어부(160)는 분사 신호를 인젝터로 설정 시간 동안 설정 주기로 입력할 수 있다.
제어부(160)로부터의 분사 신호에 의해서, 인젝터의 전자석 솔레노이드(150)가 컨트롤 밸브(140)를 작동시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 디젤 엔진(E)이 정지하고 있는 동안, 컨트롤 밸브(140)와 저압 유로(116) 사이의 간극(D)은 디젤 엔진(E)의 가동 중인 간극(D1)보다 좁으므로, 저압 유로(116) 내에서 상하로 이동하는 컨트롤 밸브(140)가 저압 유로(116)의 내벽에 묻은 이물질(P)들을 제거할 수가 있게 된다. 특히, 이러한 이물질 제거는 별도의 기구를 이용하지 않고 인젝터의 컨트롤 밸브(140)에 의해서 자체적으로 수행될 수 있다.
반면에, 디젤 엔진(E)이 정지된 정지된 시점부터 설정 시간 동안 디젤 엔진(E)으로 크랭킹 신호가 입력된 것이 확인되면, 제어부(160)는 분사 신호를 인젝터로 송신하지 않을 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 디젤 엔진(E)의 실린더들 각각의 인젝터들로 분사 신호를 입력하지 않게 되어, 인젝터의 이물질 제거 동작이 중지될 수 있다.
디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법
도 4는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 인젝터 내의 이물질을 제거하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 ST210에서, 제어부(160)가 디젤 엔진(E)이 정지되었는지를 인식할 수 있다. 예를 들어서, 제어부(160)는 엔진 시동키가 오프된 것을 인식하여, 디젤 엔진(E)이 정지된 것을 확인할 수 있다.
단계 ST220에서, 제어부(160)는 디젤 엔진(E)이 정지된 정지된 시점부터 설정 시간 동안 디젤 엔진(E)으로 크랭킹 신호가 입력되었는지 여부를 확인할 수 있다. 설정 시간은 디젤 엔진(E)의 사양, 사용 조건 등 여러 가지 조건들에 따라 사용자가 적절하게 설정할 수 있을 것이다.
디젤 엔진(E)이 정지된 정지된 시점부터 설정 시간 동안 디젤 엔진(E)으로 크랭킹 신호가 입력되지 않은 것이 확인되면, 단계 ST230에서, 제어부(160)는 분사 신호를 인젝터로 송신할 수 있다. 제어부(160)는 디젤 엔진(E)의 실린더들 각각의 인젝터들로 분사 신호를 입력할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 분사 신호를 인젝터로 설정 시간 동안 설정 주기로 입력할 수 있다.
단계 ST240에서, 제어부(160)로부터의 분사 신호에 의해서, 인젝터의 전자석 솔레노이드(150)가 컨트롤 밸브(140)를 작동시킬 수 있다. 디젤 엔진(E)이 정지하고 있는 동안, 컨트롤 밸브(140)와 저압 유로(116) 사이의 간극(D)은 디젤 엔진(E)의 가동 중인 간극(D1)보다 좁으므로, 컨트롤 밸브(140)의 외측면이 저압 유로(116)의 내벽에 근접하게 위치할 수 있다. 그러므로, 저압 유로(116) 내에서 상하로 이동하는 컨트롤 밸브(140)가 저압 유로(116)의 내벽에 묻은 이물질(P)들을 제거할 수가 있게 된다. 특히, 이러한 이물질 제거는 별도의 기구를 이용하지 않고 인젝터의 컨트롤 밸브(140)에 의해서 자체적으로 수행될 수 있다.
반면에, 디젤 엔진(E)이 정지된 정지된 시점부터 설정 시간 동안 디젤 엔진(E)으로 크랭킹 신호가 입력된 것이 확인되면, 제어부(160)는 분사 신호를 인젝터로 송신하지 않을 수 있다. 따라서, 제어부(160)는 디젤 엔진(E)의 실린더들 각각의 인젝터들로 분사 신호를 입력하지 않게 되어, 인젝터의 이물질 제거 동작이 중지될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 디젤 엔진이 정지되면, 컨트롤 밸브와 저압 유로 사이의 간극이 디젤 엔진의 가동 중의 간극보다 좁아질 수 있다. 이러한 상태에서, 인젝터로 분사 신호가 입력되면, 컨트롤 밸브가 저압 유로 내에서 이동되어, 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거할 수 있다. 따라서, 이물질로 인한 컨트롤 밸브의 오작동이 사전에 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
E ; 디젤 엔진 P ; 이물질
110 ; 인젝터 몸체 111 ; 분사공
112 ; 연료실 114 ; 고압 유로
116 ; 저압 유로 120 ; 니들
130 ; 스프링 140 ; 컨트롤 밸브
150 ; 전자석 솔레노이드 160 ; 제어부

Claims (11)

  1. 디젤 엔진이 정지된 것을 확인하고;
    상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력하고; 그리고
    상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 컨트롤 밸브를 저압 유로 내에서 이동시켜서 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거하는 것을 포함하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디젤 엔진이 정지된 시점부터 설정 시간 동안 상기 디젤 엔진으로 크랭킹 신호의 입력이 없음을 확인하는 것을 더 포함하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인젝터로 상기 분사 신호를 입력하는 것은 상기 분사 신호를 상기 인젝터로 설정 시간 동안 설정 주기로 입력하는 것을 포함하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인젝터로 상기 분사 신호를 입력하는 것은 상기 디젤 엔진의 실린더들 각각의 인젝터들로 상기 분사 신호를 입력하는 것을 포함하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 중 크랭킹 신호가 확인될 경우 즉시 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거를 중지하는 것을 더 포함하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 방법.
  6. 디젤 엔진이 정지된 것을 확인하고, 상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력하는 제어부; 및
    상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 저압 유로 내에서 이동되어 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거하는 컨트롤 밸브를 포함하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 디젤 엔진이 정지된 시점부터 설정 시간 동안 상기 디젤 엔진으로 크랭킹 신호의 입력이 없음을 확인하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 분사 신호를 상기 인젝터로 설정 시간 동안 설정 주기로 입력하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 디젤 엔진의 실린더들 각각의 인젝터들로 상기 분사 신호를 입력하는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 중 크랭킹 신호가 확인될 경우 즉시 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거를 중지시키는 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치.
  11. 디젤 엔진이 정지된 것을 확인하고, 상기 정지된 디젤 엔진의 인젝터로 분사 신호를 입력하는 제어부; 및
    상기 분사 신호에 의해서 상기 인젝터의 저압 유로 내에서 이동되어 상기 저압 유로의 내벽에 축적된 이물질을 제거하는 컨트롤 밸브를 포함하는 상기 디젤 엔진의 인젝터 이물질 제거 장치를 포함하는 디젤 엔진.
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