KR890000756B1 - 내연기관의 유닛인젝터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 유닛인젝터

제1도는 유닛인젝터의 종단면도.

제2도는 작용 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 플런저배럴(plunger barrel) 2a : 플런저가압실

3 : 연료분사노즐 13 : 연료흡입로

17 : 전자밸브 28 : 연료압송용플런저

27 : 제1의 세로홈 28 : 제2의 세로홈

29 : 홈(groove)

본 발명은 연료분사노즐과 연료압송용플런저가 일체로 되어서 실린더헤드에 장착되는 유닛인젝터(unit injector)에 관한 것이다.

이와같은 유닛인젝터라고 하면, 종래에는 일본국 특개소 54-50726호가 널리 알려져 있다. 이 종래의 것은 분사 스타아트와 분사 엔드를 단일의 전자밸브로 제어할 수 있도록 구성한 것으로, 시동할때의 저전압(셀모우터를 구동하는 관계상 전원이 저전압으로 된다)일때에도 연료의 시동중량을 꽤하기 위하여 전자밸브를 작동시키지 않으면 안되기 때문에 전압부족으로 전자밸브의 작동이 불확실하게 되어서 시동중량이 확실하게 얻을 수 없음과 동시에 제어장치나 전자밸브가 고장이 생겼을 경우에 곧바로 연료분사를 정지할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와같은 사정에 비추어서 이루어놓은 것으로, 통상 운전시는 전자밸브의 밸브폐쇄시간을 제어함에 따라 분사시간 및 분사량을 제어할 수 있는 것이면서도, 시동시에 있어서는 전자밸브에 관계없이 그 연료의 시동중량을 확실히 할 수 있음과 함께 제어장치라거나 전자밸브가 고장이 생겼을 경우, 연료 흡입로를 차단하여 연료분사를 곧 정지할 수 있도록 한 내연기관의 유닛인젝터를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 있어서는 플런저배렐 내에 축방향으로 왕복운동이 자유롭도록 끼워 장착한 연료압송용플런저를 플런저배럴 내에 통상 운전위치ㆍ시동위치ㆍ긴급 정지위치의 3위치에 택일적으로 회동 조정할 수 있도록 배설하였으며, 플런저를 통상 운전위치에 회동시켰을때, 연료흡입로와 연료일류로(溢流路)를 플런저 가압실에 각기 유통하는 2개의 종구(縱構)를 전술한 플런저에 마련함과 동시에 상한위에 있는 플런저를 시동위치에 회동하였을때, 한편의 종구를 연료흡입로에 연통하는 흠을 플런저에 마련하여서 된 것으로, 이 플런저가 통상 운전위치에 있을때 연료흡입로와 연료일류로가 전술한 양종구를 개재하여 플런저 가압실에 연통되었으며, 또 시동위치에 있을때 연료흡입로가 홈 및 한편의 종구를 개재하여 플런저 가압실에 연통됨과 동시에 연료일류로와 플런저 가압실과의 연통이 플런저에서 차단되고, 또한 긴급정지 위치에 있을때 연료흡입로 및 연료일류로와 플런저 가압실과의 연통이 플런저에서 각기 차단되도록 구성한 것이다.

다음에, 본 발명의 한 실시예를 도면에 따라서 설명한다.

제1도는 본 발명의 유닛인젝터의 종단면도를 나타낸 것으로, 동 도면중(1)은 유닛인젝터보디로서 플런저배럴(2)이 일체로 마련되어 있다.이 플런저배럴(2)의 하단부에는 연료분사노즐(3)이 틈메꿈쇠(distance piece)(4),(5)를 개재하여 억제너트(ret aining nut)(6)로 지지하고 있다.

노즐(3)은 노즐보디(7)내에 ; 이 노즐보디(7)의 분사구멍(도해없음)을 개폐하는 노즐니이들(8)을 상하동 할 수 있도록 끼워서 된 것이며, 이 노즐니이들(8)은 노즐스프링(9)에 따라 분사구멍을 폐쇄하는 방향, 즉 아래방향으로 힘이 가하여지고 있다. 플런저배럴(2)의 플런저 가압실(2a)의 내부와 노즐보디(7)의 분사구멍 근방의 가압공기인 유류실(油溜室)(도해없음)과의 사이는 틈메꿈쇠(4),(5)에 마련한 통로(10), (11) 및 노즐보디(7)에 마련한 통로(도해없음)을 개재하여 연통하고 있다.

전술한 유닛인젝터보디(1)의 한쪽에 마련한 연료입구(12)는, 이 유닛인젝터보디(1)내에 마련한 연료흡입로(13)를 개재하여 플런저배럴(2)의 플런저 감장실(嵌裝室)(14)안과 연통하고 있다. 또 유닛인젝터보디(1)의 다른쪽에 마련한 연료출구(15)는 유닛인젝터보디(1)안에 마련한 연료일류로(16)를 개재하여 플런저 감장실(14)안과 연통하고 있다. 더우기, 이 연료일류로(16)와 연료흡입로(13)의 플런저 감장실(14 )안으로 대하는 개구단면은 둘레방향으로 서로 180°한쪽으로 치우쳐서 대면한 상태로 배치되어 있다.

연료일류로(16)의 도중에는 전자밸브(17)가 개재되었으며, 이 전자밸브(17)의 밸브폐쇄시간을 제어함에 따라 연료분사시간 및 연료분사량을 제어할 수 있도록 되어 있다.

플런저 감장실(14)안에는 연료압송용플런저(18)가 회동 및 축방향(상하방향)으로 왕복운동이 자유롭도록 끼워져 있다. 이 플런저(18)는 제2도에서 보는바와 같이 통상 운전위치ㆍ시동위치ㆍ긴급 정지위치의 3위치에 택일적으로 회동 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉, 플런저(18)는 유닛인젝터보디(1)의 윗쪽에 회전이 자유롭도록 마련한 컨트롤슬리이브(19)에 대하여 회전이 정지되어 있음과 동시에 축방향으로는 접동할 수 있도록 걸려있다. 이 컨트롤슬리이브(19)에 고정한 피니언(20)에는 회동 고정용 컨트록랙(rack)(21)이 맞물려 있으며, 이 컨트롤랙(21)을 제1도 속의 화살표 방향으로 이동시킴에 따라 플런저(18)를 회동 조정할 수 있도록 되어 있다.

더우기, 컨트롤랙(21)은 수동으로 또는 유압피스톤 및 스테핑전동기등의 적당한 구동수단(도해없음)으로 구동된다.

플런저(18)는 플런저스프링(22)에 의하여 상방으로 힘이 가하여지며, 이 스프링(22)은 플런저(18)의 상단에 고정한 태핏(tappet)인 스프링받침부재(23)와, 유닛인젝터보디(1)의 상부에 돌설한 통상부(24) 내저부의 스프링받침단부(變段部)(25)와의 사이에 개재 장착하고 있다. 스프링받침부재(23)는 역저부통상커버(26)안에 감합하고 있으며, 이 커버(26)는 통상부(24)의 내주면에 접동이 자유롭도록 감합하고 있다.

커버(26)의 상단면에는 회전캠(도해없음)의 캠면이 미끄럼접합(摺接)하고, 이 캠은 내연기관(도해없음)의 출력측에 연결되었으며, 이 내연기관과 연동하여 회전하는 것으로, 이 캠의 회전에 수반하여 플런저(18)가 왕복운동한다.

플런저 감장실(14)의 플런저(18) 하단면과 틈메꿈쇠(4) 상단면과의 사이에 플런저 가압실(2a)이 구획 형성되어 있다. 플런저(18)의 외주면 한쪽에는 제1의 종구(2 7)가, 또 다른쪽에는 제2공구(28)가 각기 설치되어 있다. 제1 및 제2의 종구(27) 및 (28)은 플런저(18)의 축방향으로 잇따라 또한 둘레방향 180°한쪽으로 치우쳐서 서로 대면하고 있다. 제1 및 제2의 종구(27) 및 (28)의 하단은 플런저(18)의 하단면에서 개방하고 있음과 동시에, 상단은 플런저(18)의 축방향 대략 중간위치에 있다.

더우기, 제1종구(27)의 상단위치는 플런저(18)의 상한위치에서 흡입로(13)와 대략 동일한 레벨에 있으며, 제2의 종구(28)의 상단위치 보다도 일정치수만큼 아래쪽에 설정되어 있다. 또 제2의 종구(28)의 상단위치는 플런저(18)의 완전히 리프트(lift)하였을 때에 걸쳐서 일류로(16)와 제2공구(28)와의 연통상태를 유지할 수 있도록 설정되어 있다. 플런저(18)를 통상 운전위치에 회동시켰을때 제2도(a)에서와 같이 연료흡입로(13)와 제1공구(27) 및 연료일류로(16)와 제2공의 종구(28)가 각기 연통하도록 되어 있다.

플런저(18)의 축방향 대략 중간부 외주면에는 일단이 제1종구(27)의 상단에 연통된 일정치수의 홈(29)이 마련되어 있다. 이 홈(29)은 상한위치에 있는 플런저(18)를 시동위치에서 회동시켰을때 제2도(b)에서와 같이 연료흡입로(13)와 연통하고, 이에 따라 이 흡입로(13)와 제1종구(27)가 홈(29)을 개재하여 연통하도록 되어 있다.

더우기, 전자밸브(17) 및 컨트롤랙(21)의 구동수단은 전자제어장치(도해없음)에 전기적으로 접속하고 있다. 이 전자제어장치에는 연료분사제어상 필요로 하는 엔진회전수, 부하, 냉각수온도 및 배기가스온도 등의 각종의 데어터신호가 입력되었으며, 이와같은 각 신호를 기초로 당해 엔진의 운전상태에 가장 적합한 분사시기 및 분사량이 되도록 전자밸브(17)를 컨트롤하는 신호를 출력하게 되어 있다. 연료입구(12)는 관로를 개재하여 급수펌프(어느 것의 도해도 없음)의 배출구에 접속하고 있으며, 또 연료출구 (15)는 관로를 개재하여 연료탱크(어느 것의 도해도 없음)에 접속하고 있다. 더우기, 제1도중 (30) 및 (31)은 분사노즐(3)로 부터의 누설연료를 연료흡입로(13)에 도입하는 복구통로로서 틈메꿈쇠(4) 및 유닛인젝터보디(1)에 각기 설치되어 있다.

다음에 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 내연기관의 유닛인젝터의 작용을 설명한다. 먼저 통상운전시의 경우에는 컨트롤랙(21)을 수동 또는 구동수단으로 구동시킴에 따라, 플런저(18)를 제2도(a)에서 보는바와 같이 통상운전위치에 회동조정한다. 이 상태에서는 플런저(18)가 상한위치에 있을때 연료흡입로(13)와 플런저 가압실(2a) 및 연료일류로(16)와 플런저 가압실(2a)이 각기 제2종구(28)를 개재하여 연통하고 있다.

이와같은 상태에서, 캠의 회전에 따라 커버(26)를 개재하여 태핏인 스프링받침부재(23)의 주기적인 조작력이 부여되면, 플런저스프링(22)의 가하여주는 힘과 서로 어울려서 플런저(18)가 플런저 감장실(14)안을 상하방향으로 왕복 운동하고, 그 상승행정에서 연료입구(12)로 부터 연료흡입로(13) 및 제1종구(27)를 개재하여 가압실 (2a)안으로 연료가 흡입되고, 그 다음의 하강행정에서 흡입로(13)가 플런저(18)의 주벽면에서 폐쇄됨과 함께 연료일류로(16)가 전자밸브(17)에 의하여 폐쇄되면 흡입된 연료과 가압되어서 고압으로되고, 통로(10),(11)를 개재하여 유류실로 보내어 진다. 이에 따라서, 이 유류실 내의 압력이 상승하고, 이 압력이 노즐스프링(9)이 가하여주는 힘을 극복하면(밸브를 오프닝하는 압력에 도달하면) 노즐니이들(8)은 상승하여 밸브가 오픈하여 분사구멍으로 부터 연료가 분사된다. 이런 경우에 전자밸브(17)를 폐쇄하는 시기를 제거함에 따라 분사시기를, 배브폐쇄시간을 제어함에 따라 분사량을 각기 제어할 수 있는 것으로, 이 밸브폐쇄시간은 전자제어장치로 부터의 출력신호로 제어되어서, 이 내연기관의 운전상태에 대응한 가장 적합한 분사시기 및 분사량 상태로 되는 것이다.

다음에, 내연기관을 시동하는 경우에는 컨트롤랙(21)을 구동시켜서 플런저 (18)를 제2도(b)에서 보는바와 같이 시동위치(통상운전위치에서 시계방향으로 대략 45°회동한 위치)에 회동 조정한다. 이 상태에서는 플런저(18)가 상한위치에 있을때, 흡입로(13)가 홈(29) 및 제1종구(27)를 순차 개재하여 가압실(2a)과 연통하였으며, 일류로(16)와 제2종구(28)는 서로 둘레방향으로 한쪽에 치우쳐서 일류로(16)가 플런저(18)의 주벽면에서 폐쇄되어 있으므로, 일류로(16)와 가압실(2a)과의 연통은 차단되어 있다.

이와같은 상태에 있어서는, 플런저(18)의 상승행정에서 연료입구(12)에 연료흡입로(13), 홈(29) 및 제1종구(27)를 순차로 개재하여 가압실(2a)안으로 연료가 흡입되어, 그 다음의 하강행정에서 흡입로(13)가 플런저(18)의 주벽면에서 폐쇄되면 곧 흡입된 연료가 가압되어서, 상기한 바와 마찬가지로 유류실안의 압력이 압력이 밸브오프닝하는 압력에 도달하면 분사구멍으로 부터 연료가 분사된, 이 경우에는 일류로(16)와 가압실(2a)과의 연통은 항상 차단된 상태이며, 가압실(2a)안으로 흡입된 연료는 플런저(18)의 하강행정에서 전혀 일류하지 않고 그 전량이 분사구멍으로 부터 분사되는 것이며, 따라서 전자밸브(17)에 관계없이 시동시의 연료의 중량을 확실히 얻을 수 있다.

나아가서, 전자제어장치 혹은 전자밸브(17)가 고장나서 연료분사제어를 할 수 없게 되었을 경우에는 컨트롤랙(21)을 구동시켜서 플런저(18)를 제2도(c)에서 보는바와같이 긴급 정지위치(통상운전위치에서 반시계 방향으로 대략 45도 회동한 위치)에서 회동 조정한다.

이 상태에서, 제1, 제2종구(27),(28) 및 홈(29)의 어느것도 흡입로(13)와 일류로(16)에 대하여 둘레방향으로 서로 한쪽에 치우쳐 있어서, 이 흡입로(13)와 일류로 (16)는 플런저(18)의 주벽면에서 폐쇄되어 있기때문에 흡입로(13)와 일류로(16)의 어느 것도 가압실(2a)에 대하여는 차단된 상태에 있다.

이와같은 상태에서는 플런저(18)가 상승하여도 가압실(2a)안으로 연료흡입을 할 수 없기때문에, 연료분사는 할 수 없으며, 따라서 내연기관이 긴급정지하는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 내연기관의 유닛인젝터는 플런저배럴 안에서 축방향으로 왕복운동이 자유롭도록 끼워진 연료압송용플런저를 플런저배럴 안에서 통상운전위치ㆍ시동위치ㆍ긴급 정지위치의 3위치에 택일적으로 회동을 조정할 수 있도록 배설하고, 플런저를 통상운전위치에 회동시켰을때, 연료흡입로와 연료일류로를 플런저 가압실에 각기 연통하는 2개의 종구를 플런저에 마련함과 동시에, 이 플런저가 상한위치에 있고, 시동위치에서 회동하였을때 한편의 종구를 연료흡입로에 연통하는 홈을 플런저에 마련하여서 된 것으로 이 플런저가 통상운전위치에 있을때 연료흡입로와 연료일류로가 2개의 종구를 개재하여 플런저 가압실에 연통되고, 또 시동위치에 있을때 연료흡입로가 홈 및 한편의 종구를 개재하여 플런저 가압실에 연통됨과 동시에 연료일류로와 플런저 가압실과의 연통이 플런저에서 차단되었으며, 또한 긴급정지위치에 있을때 연료흡입로 및 연료일류로와 플런저 가압실과의 연통이 플런저에서 각기 차단되도록 구성하였기 때문에 통상운전시는 전자밸브의 밸브폐쇄시간의 제어함에 따라 분사시기 및 분사량을 제어할 수 있는 것이면서, 시동시에 있어서는 전자밸브에 관계없이 그 연료의 시동중량을 확실히 얻을 수 있음과 동시에, 제어장치라거나 전자밸브가 고장이 생겼을 경우 연료흡입로를 차단하여 연료분사를 곧 정지할 수 있고, 구성부품도 기존의 부품의 전용할 수 있으므로, 코스트도 절감할 수 있어 싼값으로 제공할 수 있는 등이 효과를 이를 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 연료분사노즐(3)과 플런저배럴(2)안에 축방향으로 왕복운동이 자유롭도록 끼워진 연료압송용플런저(18)를 일체로 하여 실린더헤드에 장착함과 동시에 연료일류로 (16)에 개재장치한 전자밸브(17)의 밸브폐쇄시간을 제어함에 따라 분사시기 및 분사량을 제어할 수 있도록 한 내연기관의 유닛인젝터에 있어서, 플런저를 플런저배럴(2) 안에서 통상운전위치ㆍ시동위치ㆍ긴급 정지위치의 3위치에 택일적으로 회동을 조정할 수 있도록 배설하고, 플런저를 통상운전위치에 회동시켰을때 연료흡입로(13)와 연료일류로(16)를 플런저 가압실(2a)에 각기 연통하는 2개의 종구를 플런저에 마련함과 동시에, 이 플런저가 상한위치에 있으면서 시동위치에서 회동하였을때 한편의 종구를 연료흡입로(13)에 연통하는 홈을 플런저에 마련하여서 된 것으로, 이 플런저가 통상 운전위치에 있을때 연료흡입로(13)와 연료일류로(16)가 전술한바 2의 종구를 개재하여 플런저 가압실(2a)에 연통되었으며, 또 시동위치에 있을때 연료흡입로(13)가 홈 및 한편의 종구를 개재하여 플런저 가압실(2a)에 연통됨과 동시에 연료일류로(16)와 플런저 가압실(2a)과의 연통이 플런저에서 차단되었으며, 나아가서 긴급정지위치에 있을때 연료흡입로(13) 및 연료일류로(16)와 플런저 가압실(2a)과의 연통이 플런저에서 각기 차단되도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 유닛인젝터.

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