KR20240077205A - 아마추어 거동 개선형 인젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 아마추어 거동 개선형 인젝터는 아마추어(300)의 유체통로(350)의 하단과 하면부(330) 사이에 자기력 저하는 최소화하면서 무게를 감소시키도록 유체통로(350)의 하부에 유체통로(350)를 통과한 유체를 확산시키는 2단 챔퍼구조의 확장부(370)를 형성하는 구조이기 때문에 아마추어(300)의 하강 시 유체통로(350)를 통과한 유체 저항력을 증가시켜 상기 아마추어(300)의 충돌 운동에너지를 감소시킴으로써 아마추어(300)의 빠른 감속이 이루질 뿐만 아니라, 의도하지 않은 니들바(121) 및 아마추어(300)의 거동 시 발생되는 바운싱을 최소화하면서도 연료 분사 응답성은 극대화시킬 수 있다.

Description

아마추어 거동 개선형 인젝터{Injector having improved armature behavior}

본 발명은 아마추어 거동 개선형 인젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아마추어의 무게 저감에 의해 니들바와 아마추어의 거동을 최소화할 수 있는 아마추어 거동 개선형 인젝터에 관한 것이다.

종래의 연료를 분사하는 인젝터는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체 내부에 마그네틱 코어(90)가 마련되고, 마그네틱 코어(90) 주위로 전자석 코일(80)이 마련되며, 마그네틱 코어(90) 내부 중공에는 압축스프링(60)이 마련된다.

상기 압축스프링(60)은 스톱퍼(50)를 밀어내어 스톱퍼(50)에 고정된 니들바(10)가 압축스프링(60)에 의해 푸쉬되면서 연료 분사홀을 닫는다. 니들바(10)는 스톱퍼(50) 뿐 아니라, 포지션링(20)에 의해 일체로 고정된다.

상기 스톱퍼(50)와 포지션링(20) 사이에는 아마추어(30)가 마련되어, 스톱퍼(50)에 의해서는 하강운동하게 되고, 상기 포지션링(20)에 의해서는 상승운동을 할 수 있다.

상기 아마추어(30)의 중심에는 니들바(10)가 슬라이딩 가능하게 삽입된다.

상기 아마추어(30)는 전자석 코일(80)에 전류가 인가될 때 마그네틱 코어(90)가 위치한 상승 방향으로 힘을 받게 됨으로써 스톱퍼(50)를 밀어 올리면서 결국 니들바(10)가 연료 분사홀을 개방하여 연료가 분사될 수 있게 한다.

한편, 댐퍼스프링(40)은 스톱퍼(50)와 아마추어(30) 사이에 마련되어 압축스프링(60)에 의해 니들바(10)가 연료 분사홀을 닫은 후, 아마추어(30)를 포지션링(20) 방향으로 푸쉬하면서 댐퍼스프링(40)으로 작동한다.

이와 같은 종래의 인젝터 구조는 일반적인 댐퍼스프링(40)을 1개 방향에서만 사용하여 왔다.

따라서, 니들바(10)가 연료 분사홀을 닫는 동작 시 닫힘 시점에서 아마추어(30)가 포지션링(20)과 충돌하면서 상당량의 운동에너지가 전달되고, 이에 따라 아마추어(30)는 포지션링(20)에 전달된 운동에너지에 의해 다시 튀어오르는 바운싱이 발생된다.

이는 아마추어(30)의 의도하지 않은 거동, 즉 아마추어(30)의 리프트를 불안정하게 하기 때문에 그 다음 분사 혹은 다단분사 모드에서 분사 성능이 떨어지는 문제가 있으며, 의도하지 않은 거동으로 다단분사 적용 시 니들바(10)의 거동을 변화시키고, 유량 산포 증대, 미분사 등의 불량을 발생시키는 문제로 인하여 결국 엔진 전체의 성능 저하로 이어지게 하는 문제점이 있었다.

KR 10-1345431 B1

본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 아마추어의 하강 시 유체통로를 통과한 유체 저항력을 증가시켜 상기 아마추어의 충돌 운동에너지를 감소시킴으로써 의도하지 않은 니들바 및 아마추어의 거동 시 발생되는 바운싱을 최소화하면서도 연료 분사 응답성은 극대화시킬 수 있는 아마추어 거동 개선형 인젝터를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 아마추어 거동 개선형 인젝터는, 아마추어 거동 개선형 인젝터에 있어서, 아마추어 거동 개선형 인젝터에 있어서, 니들바; 상기 니들바의 상부 외주에 고정되는 스톱퍼;

상기 니들바의 상부 외주에 대해 상기 스톱퍼보다 하부에 고정되는 포지션링; 및 상기 니들바의 상부 외주에 대해 상기 스톱퍼와 상기 포지션링 사이에 위치되어 상기 니들바를 따라 상하 이동되는 아마추어;를 포함하되, 상기 아마추어는, 몸체의 중앙과 측면 사이에 원주를 따라 수직으로 관통형성되는 복수의 유체통로; 및 복수의 상기 유체통로의 하단과 상기 몸체의 하면부 사이에 상기 유체통로를 통과한 유체가 확산되도록 관통형성되는 확장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 확장부는, 상기 유체통로의 하단에서 상기 유체통로의 내경보다 크게 확장형성되는 수평면부; 상기 수평면부의 일측단에서 상기 하면부까지 형성되는 수직면부; 상기 수평면부의 타측단에서 상기 하면부를 향해 하향되게 형성되는 제1 경사면부; 및 상기 제1 경사면부의 끝단에서 상기 하면부까지 하향되게 형성되는 제2 경사면부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 수평면부와 연결되는 상기 수직면부는 직각인 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 수직면부는 상기 몸체의 중앙 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 수직면부의 하단은 상기 아마추어의 하강 시 상기 포지션링의 상면과 충돌하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 제1 경사면부와 상기 제2 경사면부는 상기 몸체의 측면 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 제1 경사면부와 연결되는 상기 제2 경사면부는 둔각인 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 제1 경사면부는 상기 유체통로를 통과한 유체가 확산되는 기울기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서, 본 발명의 상기 제2 경사면부는 상기 제1 경사면부를 통과한 유체 확산 범위를 좁히는 기울기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 아마추어 거동 개선형 인젝터는 아마추어의 하면부 둘레에 자기력 저하는 최소화하면서 무게를 감소시키도록 유체통로의 하부에 유체통로를 통과한 유체를 확산시키는 2단 챔퍼구조의 확장부를 형성하는 구조이기 때문에 아마추어의 하강 시 유체통로를 통과한 유체 저항력을 증가시켜 상기 아마추어의 충돌 운동에너지를 감소시킴으로써 아마추어의 빠른 감속이 이루질 뿐만 아니라, 의도하지 않은 니들바 및 아마추어의 거동 시 발생되는 바운싱을 최소화하면서도 연료 분사 응답성은 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인젝터의 일부를 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 아마추어가 적용된 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인젝터 단면도.
도 4는 본 발명의 아마추어가 적용된 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 아마추어의 2단 챔퍼구조의 확장부를 나타낸 단면도.

이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 아마추어 거동 개선형 인젝터는 하우징(111)의 내부에서 니들바(121)가 승강하도록 구비되어, 상기 니들바(121)의 종단부에 고정된 볼(122)이 밸브시트(119)에 형성된 분사공(119a)을 개폐함으로써 연료를 원하는 타이밍에 원하는 양으로 분사하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 하우징(111), 커버(112) 및 캐리어(113)에 의해 형성되는 공간에서 스톱퍼(116)와 포지션링(200)이 고정된 상태로 설치된 니들바(121)는 전원의 인가여부에 따라 전자석 코일(132)이 자화되면 아마추어(300)가 마그네틱 코어(131)로 상승하고, 전원이 차단되면 압축스프링(114)에 의해 하강하도록 설치된다.

이때, 상기 압축스프링(114)의 탄성력은 상기 압축스프링(114)의 상단에 설치되는 슬리브(115)에 의해 제어되고, 상기 아마추어(300)의 상부 내주면에 설치된 댐퍼스프링(117)은 연료 분사 시 후분사를 방지하게 된다.

즉, 상기 아마추어(300)는, 몸체(310); 상기 몸체(310)의 중앙에 상면부(320)와 하면부(330)를 향해 수직으로 관통형성되는 니들연결홀(340); 상기 몸체(310)의 중앙과 측면 사이에 원주를 따라 수직으로 관통형성되는 복수의 유체통로(350); 상기 니들연결홀(340)과 상기 유체통로(350) 사이에 상기 댐퍼스프링(117)의 하부가 수용되도록 상기 상면부(320)에서 일정 깊이로 형성되는 수용부(360); 및 복수의 상기 유체통로(350)의 하단과 상기 몸체(310)의 하면부(330) 사이에 상기 유체통로(350)를 통과한 유체가 확산되도록 관통형성되는 확장부(370);를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 확장부(370)는, 상기 유체통로(350)의 하단에서 상기 유체통로(350)의 내경보다 크게 확장형성되는 수평면부(372); 상기 수평면부(372)의 일측단에서 상기 하면부(330)까지 형성되는 수직면부(374); 상기 수평면부(372)의 타측단에서 상기 하면부(330)를 향해 하향되게 형성되는 제1 경사면부(376); 및 상기 제1 경사면부(376)의 끝단에서 상기 하면부(330)까지 하향되게 형성되는 제2 경사면부(378);를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 수평면부(372)와 연결되는 상기 수직면부(374)는 직각으로 형성되고, 상기 수직면부(374)는 상기 몸체(310)의 중앙 방향으로 형성되며, 상기 수직면부(374)의 하단은 상기 아마추어(300)의 하강 시 상기 포지션링(118)의 상면과 충돌하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 경사면부(376)와 상기 제2 경사면부(378)는 상기 몸체(310)의 측면 방향으로 형성되고, 상기 제1 경사면부(376)와 연결되는 상기 제2 경사면부(378)는 둔각으로 형성되며, 상기 제1 경사면부(376)는 상기 유체통로(350)를 통과한 유체가 확산되는 기울기로 형성되며, 상기 제2 경사면부(378)는 상기 제1 경사면부(376)를 통과한 유체 확산 범위를 좁히는 기울기로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 확장부(370)는 복수의 유체통로(350)들을 하나로 연결하도록 링 형태로 형성될 수도 있다.

이러한 2단 챔버구조의 확장부(370)는 아마추어(300)의 무게를 최소화시켜 전자석 코일(132)과 마그네틱 코어(131) 간의 자기력 저하를 최소화시킬 수 있는 역할을 한다.

즉, 상기 아마추어(300)의 무게가 가벼워 질 수록 하강 시점에서 유체저항력에 의한 영향이 커지기 때문에 아마추어(300)의 하강 시 빠른 감속이 이루어지며, 바운싱 등 의도하지 않은 거동을 감소시켜 주게 된다.

이 처럼, 본 발명의 아마추어 거동 개선형 인젝터는 아마추어(300)의 유체통로(350)의 하단과 하면부(330) 사이에 자기력 저하는 최소화하면서 무게를 감소시키도록 유체통로(350)의 하부에 유체통로(350)를 통과한 유체를 확산시키는 2단 챔퍼구조의 확장부(370)를 형성하는 구조이기 때문에 아마추어(300)의 하강 시 유체통로(350)를 통과한 유체 저항력을 증가시켜 상기 아마추어(300)의 충돌 운동에너지를 감소시킴으로써 아마추어(300)의 빠른 감속이 이루질 뿐만 아니라, 의도하지 않은 니들바(121) 및 아마추어(300)의 거동 시 발생되는 바운싱을 최소화하면서도 연료 분사 응답성은 극대화시켜 주게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

116 : 스톱퍼
117 : 댐퍼스프링
118 : 포지션링
121 : 니들바
300 : 아마추어
310 : 몸체
320 : 상면부
330 : 하면부
340 : 니들연결홀
350 : 유체통로
360 : 수용부
370 : 확장부
372 : 수평면부
374 : 수직면부
376 : 제1 경사면부
378 : 제2 경사면부

Claims (9)

1. 아마추어 거동 개선형 인젝터에 있어서,
   니들바;
   상기 니들바의 상부 외주에 고정되는 스톱퍼;
   상기 니들바의 상부 외주에 대해 상기 스톱퍼보다 하부에 고정되는 포지션링; 및
   상기 니들바의 상부 외주에 대해 상기 스톱퍼와 상기 포지션링 사이에 위치되어 상기 니들바를 따라 상하 이동되는 아마추어;를 포함하되,
   상기 아마추어는,
   몸체의 중앙과 측면 사이에 원주를 따라 수직으로 관통형성되는 복수의 유체통로; 및
   복수의 상기 유체통로의 하단과 상기 몸체의 하면부 사이에 상기 유체통로를 통과한 유체가 확산되도록 관통형성되는 확장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 확장부는,
   상기 유체통로의 하단에서 상기 유체통로의 내경보다 크게 확장형성되는 수평면부;
   상기 수평면부의 일측단에서 상기 하면부까지 형성되는 수직면부;
   상기 수평면부의 타측단에서 상기 하면부를 향해 하향되게 형성되는 제1 경사면부; 및
   상기 제1 경사면부의 끝단에서 상기 하면부까지 하향되게 형성되는 제2 경사면부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 수평면부와 연결되는 상기 수직면부는 직각인 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 수직면부는 상기 몸체의 중앙 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 수직면부의 하단은 상기 아마추어의 하강 시 상기 포지션링의 상면과 충돌하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 경사면부와 상기 제2 경사면부는 상기 몸체의 측면 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1 경사면부와 연결되는 상기 제2 경사면부는 둔각인 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1 경사면부는 상기 유체통로를 통과한 유체가 확산되는 기울기로 형성되는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제2 경사면부는 상기 제1 경사면부를 통과한 유체 확산 범위를 좁히는 기울기로 형성되는 것을 특징으로 하는 아마추어 거동 개선형 인젝터.