KR950002630B1 - 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치

제1도는 본 발명 실시예가 적용된 개락적인 구성도

제 2도는 동 요부를 발췌한 정단면도

제 3도는 제 2도의 작동예를 보인 우측면도로서,(가)는 무진각 상태의 예시도,(나)는 진각 상태의 예시도

제 4도는 본 발명 실시예에 의한 하드웨어 구성도

제 5,6도는 종래 기술들의 서로 다른 예를 보인 구조로서,(가)는 무진각 상태의 예시도,(나)는 진각 상태의 예시도

제 7,8도는 종래 기술에 의한 진각선도 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 분사펌프 11 : 캠축

20 : 전자타이머 30 : 구동플렌저

3l : 영구자석 40 : 피동플렌지

41 : 전자석 43 : 고정구

60 : 스프링 70 : 슬립링

80 : 지지구 90 : 단자

91 : 타이밍센서 92 : TDC센서

본 고안은 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전속도와 부하에 따라 변화되어지는 연료분사시기를 전자타이머의 동작에 의해 제어시켜 줌으로써, 진각정도와 응답성이 양호한 제어를 실현하게 된 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치에 관한 것이다. 일반적으로, 연료를 고압화시켜 주는 펌프프로퍼와 연료분사량을 제어하는 조속기와 더불어 엔진의 출력증가 및 배기가스 저하에 절대적인 역할을 하게 되는 분사시기 조정기(이하 '타이머"라 함)에 대한 종래 기술들이 제5,6도에서와 같이 소개되고 있다.

제5도는, 캠축(130)의 회전력에 의해 발생된 플라이웨이트(110)의 원심력과, 이 플라이웨이트의 일측면으로 취부시킨 스프링(120)의 반발력간에 형성되는 힘의 평형에 의해 분사시기 즉, 진각도가 결정되는 기계식 타이머(100)를 보이고 있다.

이러한 기계식 타이머는, 플라이웨이트(110)의 원심력과 스프링(120)의 탄발력이 평형을 이룬 상태에서는 제7도의 "S"점과 같이 진각을 시가하는 시점이 되고, 플라이웨이트(110) 원심력이 스프링(120)의 탄발력보다 크게되면서 이때 남게된 힘이 스프링을 변위되게 할 경우에는 "S1"과 같이 진각을 이루게 된다.

즉, 타이머에 작용되는 구동력을 플라이웨이트의 원심력이 작용되는 반대방향으로 작용하게 되므로, 상기구동력은 연료분사장치의 연료량이 많이 공급될 경우와 회전수가 높을 경우에 크게 나타난다.

그러나, 실제적인 엔진성능의 측면으로는 엔진부하가 클때에 더 큰 진각이 요구되는 경우가 많았으나, 상기 기계식 타이머(100)장치로서는 원하는 진각성능을 얻을 수 없었다.

따라서, 종래의 기계식 타이머로 제어할 수 있는 영역은 제7도의 진각선도로 표시된 4/4부하(실선)와 0/4부하(점선)인 경우와 같이 동일부하 상태에서 진각의 시작점과 진각되는 방향의 기울기만을 제어하게 되는것이다.

한편, 상기한 기계적 타이머의 기능상 결합을 보완하기 위하여 플라이웨이트(210) 및 스프링(220)을 구비한 기존의 기계식 타이머구조에 엔진오일의 유입량을 솔레노이드밸브의 온·오프신호에 의해 제어함으로써 압력조정이 가능케 한 피스톤(230)을 설치하여된 유압제어식 전자타이머(200)가 공지되어 있다(제6도 참조).

이 유압제어식 전자타이머는, 피스톤(230)에 가해지는 유압에 의해 발생되는 힘과 플라이웨이트(210)의 원심력을 합산한 힘이, 변위동작에 의해 발생된 힘과 스프링(220)의 탄발력을 합산한 힘에 대하여 평형을 이루는 위치에서 진각을 시작하게 된다.

따라서, 피스톤(230)내의 압력이 "O"인 경우는 제8도에서와 같이 "S2"와 같은 진각선도를 보이며 종래의 기계식 타이머와 같은 선도가 되지만, 엔진성능 측면에서 0/4부하에서 보다 4/4부하에서 진각을 더 시켜야 할 경우에는 피스톤(230)에 압력을 가하면서 필요량만큼 진각을 시킬 수 있으며, 이때 영역내에서는 임의의 부하 및 회전수하에서도 피스톤의 압력을 조절함으로써 진각을 제어(예:제8도의 임의의 진각선도)하제 되었다.

그러나, 고회전수 전부하 영역에서는 플라이웨이트에 의한 자체진각에 대하여 상기의 진각성능과 역으로 진각되는 것이 엔진의 성능상 바람직하였으나, 이 경우 진각선도는 ⓗ 영역에 속하게 됨으로써 제어가 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 순간적으로 회전수 및 부하의 변동이 발생되었을 경우 이에 비례하여 고압의 유체가 피스톤이 설치된 공간에 채워져야 됨으로써, 순간 변화에 대한 응답성이 지연되는 등의 문제점도 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점들을 감안하여 고안된 것으로, 그 목적은 진각성능을 높일 수 있게 된 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 엔진의 상태에 따라서 최적의 분사시기를 만족시켜 주게된 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 이러한 목적들은 입력되는 전류의 양에 의해 진각시기 및 진각정도가 결정되는 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치를 제공함으로써 달성되는데, 이 제어장치는 입력되는 전류에 의해 진각을 이루게 되는 전자다이머와, 각종 센서기능을 구비한 마이크로프로세서로 된 구성이다.

전자타이머는, 엔진의 구동력에 의해 회동되는 구동플렌지가 연료분사펌프의 캠축에 압입·고정된 피동플렌지에 슬라이딩 결합되어 있고, 상기 구동플렌지에 고정된 영구자석과 피동플렌지에 고정된 전자석을 서로 맛닿게 한 구성이다.

따라서, 구동플렌지와 영구자석이 구동되면 이 영구자석에 맞닿은 전자석과 피동플렌지가 구동되어 캠축이 회전하게 되며, 이들 플렌지의 회동시 전자석에 전류를 입력시켜 줌으로써, 이 전자석과 영구자석이 반발하게 되면서 구동력에 대해 평형을 이루는 반력이 생기게 될때부터 진각을 시작하게 되그, 이때의 진각량은 마이크로프로세서에 저장되어 있는 데이타와 센서에서 감지된 신호를 비교하여 제어시켜 주게 된 것이다.

이하, 본 발명 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명 실시예가 적용된 개략적인 구성도이고, 제2도는 그 요부를 발췌하여 확대한 정단면도이다.

전자조절장치(ECU)에 의해 제어되는 연료분사펌프(10)의 일측으로 태핏과 플렌지등을 구동시켜 주게되는 캠축(11)의 일측 단부가 돌출되어 있고, 이 단부에 연료분사시기를 제어하여 주는 전자타이머(20)가 설치되어 있다.

상기 전자타이머(20)는, 엔진(1)의 구동에 의해 회동되며 일면에 영구자석(3l)을 가진 원판상의 구동플렌지(30)와, 캠축(11)에 압입 고정되며 상기 영구자석(3l)에 대향되게 전자석(41)을 가진 피동플랜지(40)를 구비하고 있다.

이들 플렌지(30)(40)는 서로 슬라이딩 가능하게 환형의 커버(50)로 결합되어 있고, 이 커버에 의해 형성된 내부공간에는 구동플렌지(30)에 부설된 복수의 영구자석(31)과 피동플렌지(40)에 부설된 복수의 전자석(41)들이 서로 엇갈리게 맞닿아져 있다.

제3도는, 상기 영구자석(31)과 전자식(4l)의 관계를 보인 우측면도로써, 피동플랜지(40)에 고정된 댐퍼(42)를 사이에 두고 전자석(41)과 맞닿은 영구자석(31)의 타측면에는 스프링(60)의 탄발력이 작용하게 되고, 이 스프링은 피동플렌지(40)에 설치된 고정구(43)에 의해 구속되어 있다.

한편, 피동플렌지(40)의 외측면에 근접 설치되며 캠축(11)상에서 공회전되게 슬라이딩 결합되어 있는 슬립링(70)은 분사펌프(10)에 착실한 지지구(80)에 의해 고정되며, 피동플렌지(40)와 마주하는 슬립링(70)의 적정위치에는 전원이 입력되는 양극(+) 및 음극(-) 단자(90)들이 구비되어 있고, 이들 단자는 피동풀렌지(40)의 외면에 빙둘러 뚫어 설치한 안내홈(44)에 삽임·유도되며 내면의 전자석(41)에 접속된 도선에 접점되어 있다.

또한, 상기 전자타이머(20)의 외측상단으로 타이밍센서(91)와 TDC(Timing Delay Closing)센서(92)를 설치하여 마이크로프로세서에 입력되게 하고, 이 마이크로프로세서의 제어에 의해 전자타이머(20)를 구동되게 하는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명 실시예의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진의 구동에 의해 회동되는 구동플렌지(30)는, 그 내주면으로 부설되어 있는 복수의 영구자석(31)이 댐퍼(42)를 사이에 두고 맞닿아 있는 전자석(41)을 변위되게 하므로써, 이 전자석이 부설되어 있는 피동플렌지(40)를 회동시키게 됨과 아울러 이 피동풀렌지가 정합되어 있는 캠축(11)을 구동시켜 주게 되어 분사펌프의 기능을 수행하게 된다.

이렇게 하여 플랜지(30)(40)들과 캠축(11)이 회동될 때, 피동플렌지(40)에 근접되게 설치되어 있는 슬립링(70)은 캠축(11)상에서 슬라이딩 되면서 분사펌프(l0)의 측벽에 취부된 지지구(80)에 의해 고정되므로,캠축(11)상에서 슬립링(70)이 공회전되며 정지상태를 유지하게 된다.

따라서, 슬립링(70)에 구비되어 있는 양극(+) 및 음극(-) 단자(90)들이 회동되고 있는 피동플랜지(40)의 안내홈(44)에 삽입유도되면서 전자석(41)에 전류를 인가시키제 된다.

이때, 전자석(41)에 전류가 흐르게되면, 이 전자석에 의해 발생된 자력이 그 일측면으로 맞닿은 영구자석(31)을 밀쳐내게 되고, 이 영구자석은 스프링(60)을 수축시키며 변위되므로, 결국 캠축(11)의 각도를 변위시켜 주게 된다.

이러한 캠축(11)의 각도변위는 연료의 분사시기를 결정짓는 진각을 시작하는 시점이 되는 것이다.

즉, 캠축(11)을 구동시켜 주는 구동력이 영구자석(31)과 전자석(41) 사이에서 발생되는 반발력보다 클 경우에는 제3도 (가)에서와 같이 연료분사를 제한하여 주는 무진각을 이루며, 캠축(11)의 구동력보다 영구자석(31)과 전자석(41)의 반발력이 크게 될 경우에는 제3도 (나)에서와 같이 진각이 이루어진다.

한편,상기 캠축(11)의 진각정도는 전자석(41)에 공급되는 전류의 양에 의해 조절되며, 이 전류의 공급은 전자타이머(20)에 부설된 타이밍센서(91)와 TDC센서(92)로부터 입력된 신호 및 주변장치에 설치된 부하검출센서와 온도센서에서 감지된 신호를 진각데이터와 비교연산하게 되는 마이크로프로세서의 출력신호에 의하여 전자방식으로 제어된다.

이와 같은 본 발명 실시예는 엔진의 상태에 따라 분사시기를 자동으로 제어하여 주게 됨으로써, 최적의 분사시기를 제공하여 되어 엔진의 배기가스를 현저히 저감시키게 됨은 물론 엔진의 출력을 향상시키는 효과가 있으며, 진각량과 응답성이 양호한 제어를 실현하게 되므로 종래의 기술에서 제어할 수 없었던 영역을 포함하여 제어할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 일측면으로 복수의 영구자석(31)을 가진 원판상의 구동플렌지(30)와, 이 구동플렌지에 대향되게 캠축(11)의 단부에 압입.고정되고 슬립링(70)의 단자(90)를 통해 전원이 공급되는 복수의 전자석(41)을 가진 피동플렌지(40)와, 이들 플렌지(30)(40)을 슬라이딩되게 결합하여 주는 환형커버(50)를 구비한 전자타이머(20)와, 상기 영구자석(31)을 전자석(41)쪽으로 탄발되게 지지하여 주게되는 스프링(60)을 포함하여 된 구성을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자타이머(20)를 타이밍센서(91)와 TDC센서(92)가 입력된 마이크로프로세서의 신호에 의해 구동되게 한 구성을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 전원입력단자(90)가 취부된 슬립링(70)을 캠축(11)상에서 공회전되게 슬라이딩 결합하고, 상기 슬립링(70)을 분사펌프(10)에 착설한 지지구(80)로 고정하여 됨을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사펌프의 분사시기 제어장치.