KR0130713B1 - Injection apparatus of lean-burn engine - Google Patents

Abstract

A injection system of lean-burn engine in an injector of which its fuel injection angle is inclined to bottom is swiveled in a constant angle by a swivel means using the negative pressure of a surge tank to inject a fuel only to one intake port of an air fuel ratio is disclosed. Thereby, it is possible to prevent unnecessary fuel consumption and to minimize fuel consumption.

Description

린 번 엔진의 인젝션 장치Injection device of lean burn engine

제1도는 본 발명에 따른 인젝터의 연료분사 상태를 도시한 측면구조도1 is a side structural view showing a fuel injection state of the injector according to the present invention.

제2도는 본발명의 인젝터 분사각 변환 구조를 도시한 것으로2 shows an injector injection angle conversion structure of the present invention.

(a)도는 표준 공연비시의 구조(a) the structure of the standard performance

(b)도는 희박 공연비시의 구조(b) Structure of lean performance

제3도는 본 발명에 따른 인젝터의 회동작동 구조의 일실시예도3 is an embodiment of a rotating operation structure of the injector according to the present invention

제4도는 기존 린 번 엔진의 연료분사 구조를 도시한 작동상태도4 is an operating state diagram showing a fuel injection structure of a conventional lean burn engine.

제5도는 기존 인젝터가 연료를 분사시키는 상태를 도시한 측면구조도FIG. 5 is a side structural view showing a state in which an existing injector injects fuel

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10,10' : 인젝터 21A, 21B : 흡기 포트10,10 ': Injector 21A, 21B: Intake port

23 : 매니폴드 스로틀벨브 30 : 서지 탱크23: manifold throttle valve 30: surge tank

40 : 화동수단 41 : 링크40: copper means 41: link

본 발명은 린 번 엔진(Lean-Burn Engine)에 대한 것으로서, 특히 매니폴드 스로틀벨브를 자동으로 개폐시키는 서지탱크(Surge Tank)의 일정한 부압에 의해서 연료의 분사각이 일측으로 편향되는 형상인 인젝터가 일정 각도로 회전하도록 하여 분사되는 연료가 일측의 개방된 흡기 포드로만 분사되도록 하므로서 불필요한 연료의 소모를 방지토록 하면서 린 번시의 연료 분사량을 보다 적게 형성시키므로 연료 소비를 최소화 시켜 희박 공연비로서 완전연소가 촉진되도록 하는 린 번 엔진의 인젝션 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a lean burn engine, in particular an injector having a shape in which the injection angle of fuel is deflected to one side by a constant negative pressure of a surge tank which automatically opens and closes a manifold throttle valve. By rotating at a certain angle, the injected fuel is injected into only one open intake pod, thereby preventing unnecessary fuel consumption and forming a smaller fuel injection amount of lean bunsh, thus minimizing fuel consumption and thus promoting complete combustion as a lean air fuel ratio. It is about the injection device of lean burn engine.

현재 더블 오우버 해드 캠 (Double Over Head Cam)식 엔진에서 연료 인젝션에 효율을 높이기위해 사용되고 있는 린 번 엔진은 일반적으로 도면 제4도에서와 같이 저면에 두 개의 분사 공이 형성된 투 스프레이 인젝터 (10')에 의해서 두 개의 흡기포트(21A)(21B)로 연료가 분사되도록 하되 일측의 흡기 포트(21A)에는 흡기계의 서지탱크(30) 부압에 의해서 개폐되도록 하는 매니폴드 스로틀벨브(23)를 형성시키도록 하여서 되는 구조이다.The Lean Burn engine, which is currently used to increase fuel injection efficiency in a Double Over Head Cam type engine, is generally a two-spray injector (10 ') having two injection holes formed at the bottom as shown in FIG. The fuel is injected into the two intake ports 21A and 21B by the manifold throttle valve 23 to open and close the intake port 21A by the negative pressure of the surge tank 30 of the intake machine. It is a structure to be made.

즉, 가속력이 필요로 되는 고속 주행시가 아니면 매니폴드 스로틀벨브(23)가 일측의 흡기포트(21A)를 폐쇠되도록 하므로서 타측의 흡기 포트(21B)로만 공기와 연료가 함께 흡입되도록 하여 연소실(50)내에서 혼합되는 동시에 스월(Swirl)을 형성되도록 하므로서 엷은 혼합기에 완전연소에 의해 적정의 회잔력을 얻을 수 있도록 하는 동시에 배기가스의 양을 저감시킬 수 있도록 하는 것이다.That is, unless the driving force is required at high speeds, the manifold throttle valve 23 closes the intake port 21A on one side while allowing the air and fuel to be sucked together only through the intake port 21B on the other side, so that the combustion chamber 50 In order to form a swirl at the same time to be mixed in the inside of the thin mixer to achieve a proper residual force by the complete combustion to reduce the amount of exhaust gas.

이는 통상의 엔진에서 완전연소를 위한 연료와 공기의 혼합비는 1 : 14.5정도가 표준 공연비이나 린 번 엔진에서는 그보다 엷은 혼합비로서 혼합기를 형성시키되 연소실 (50)내에서 스월을 발생시켜 희박한 혼합기상태에서도 완전연소가 되도록 하는 것이다.This means that the mixing ratio of fuel and air for complete combustion in a normal engine is about 14.5: 1, but the mixing ratio is lighter than that of a standard air-fuel ratio, but a lean burn engine generates swirl in the combustion chamber (50). To make it burn.

한편 상기와 같은 혼합기의 스월현상을 발생시키기 위해서는 일측의 홉기 포트(21B)만으로 공기와 연료가 공급 및 분사되도록 해야만 하므로 린 번 엔진에서는 한쪽의 흡기 포트(21A)를 매니폴드 스로틀벨브(23)에 의해서 개폐되도록 하고 있다.On the other hand, in order to generate a swirl phenomenon of the mixer as described above, air and fuel must be supplied and injected only by the hop port 21B on one side, so in a lean burn engine, one intake port 21A is connected to the manifold throttle valve 23. I open and close by

상기의 스로틀벨브(23)는 흡기계의 서지 탱크(30) 부압에 의해서 개폐되는 구조로서, 엔진의 회잔수에 따라 생기는 탱크(30)내의 압력차의 의해 일정한 압력에서 개폐되는 것이다.The throttle valve 23 is opened and closed by the negative pressure of the surge tank 30 of the intake system, and is opened and closed at a constant pressure by a pressure difference in the tank 30 generated by the engine residual water.

이렇게 스로틀벨브(23)가 구비되는 연료분사 구조에는 상기한 구성이외에도 다양하게 실시되고 있는바 예를들면 양측의 흡기 포트(21A)(21B)로 인젝터(10')에 의해 연료가 동시에 분사되나 공기는 일측의 흡기포트(21B)만으로 유입되도록 하는 구성과 또는 일측의 흡기포트(21A)에는 매니폴드 스로틀벨브(23)를, 타측의 흡기 포트(21B) 에는 인젝터(10')를 설치하여 한쪽의 흡기 포트(21B)로만 연료가 분사되도록 구성으로 되기도 하는 것이다.The fuel injection structure with the throttle valve 23 is variously implemented in addition to the above-described configuration. For example, the fuel is injected simultaneously by the injector 10 'to both intake ports 21A and 21B, but air Is configured to flow only into one intake port 21B, or one side intake port 21A is provided with a manifold throttle valve 23 and the other intake port 21B is provided with an injector 10 '. The fuel may be injected only to the intake port 21B.

그외에도 다양한 구성의 연료분사 구조가 소개 되어 있기는 하지만 도면 제 5도에서 보는 바와같이 주로 양측의 흡기포트(21A)(21B)로 도면의 X축 방향으로 연료가 분사되도록 하되 희박 공연 주행시에는 한쪽의 흡기 포트(21A)에 있는 스로틀 밸브(23)에 의해 공기와 연료의 흡입이 중지되도록 하고, 다른 한 쪽의 흡기포트(21B)로만 공기와 연료가 공급 및 분사되도록 하는 구성인 구조로 되는 것이 대부분이다.In addition, various fuel injection structures have been introduced, but as shown in FIG. 5, the fuel is injected to the X-axis direction of the drawings mainly on both intake ports 21A and 21B. To stop the intake of air and fuel by the throttle valve 23 in the intake port 21A of the intake port and to supply and inject only the air and fuel to the other intake port 21B. Mostly.

그러나 상기와 같은 기존의 연료분사 구조는 기술한 바와같이 희박 공연비로 주행시에도 양측 흡기포트(21A)(21B)로 동시에 연료가 분사되게 되고, 따라서 스로틀밸브(23)에 의해 폐쇄되는 한쪽의 흡기 포트(21A)에서는 분사되는 연료가 흡기 포트(21A)의 벽면을 타고 액상으로 흘러 실린더에 유입되게 되므로 연소실(50)내에서 불완전 연소가 되곤 하는 것이다.However, in the conventional fuel injection structure as described above, fuel is injected simultaneously to both intake ports 21A and 21B even when traveling at a lean air-fuel ratio, and thus one intake port closed by the throttle valve 23. In 21A, the injected fuel flows through the wall surface of the intake port 21A into the liquid phase and flows into the cylinder, thereby causing incomplete combustion in the combustion chamber 50.

이러한 불완전 연소에 의해 배기가스가 다량으로 배출되게 되면 배출된 배기가스에 의해 보다 심하게 대기를 오염시키게 되는 것이다.When a large amount of exhaust gas is discharged by such incomplete combustion, the exhaust gas is more severely polluted by the exhaust gas.

또한 스로틀 밸브(23)에 의해 폐쇄되는 흡기포트(21A)로도 연료가 분사되어 액상으로 벽면을 타고 실린더내로 흘러들어 불필요한 연료의 소모를 초래하게 되므로 연료가 비경제적으로 소비되는 문제점이 있는 것이다.In addition, the fuel is injected into the intake port 21A closed by the throttle valve 23 and flows into the cylinder through the wall in the liquid phase, causing unnecessary consumption of the fuel.

이에 상기한 불필요한 연료 소모의 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 인젝터의 연료 분사 팁단부 구조를 하방으로 절곡되는 편향된 형상으로 되도록 하고, 상기 형상의 인젝터를 서지탱크의 일정한 부압에 의해 자동으로 일정 각도로 회동되도록 하므로서 투 스프레이의 연료 분사가 개방된 하쪽의 흡기포트로만 되도록 하므로서 스로틀 밸브에 의해 폐쇄된 다른쪽 흡기포트로의 연료 분사를 방지시키도록 하고자 하는 인젝션 장치를 제공코자 하는데 주된 목적이 있는 것이다.Accordingly, in order to solve the problems of unnecessary fuel consumption, the present invention allows the fuel injection tip end structure of the injector to be deflected downward, and the injector of the shape is automatically rotated at a predetermined angle by a constant negative pressure of the surge tank. It is a principal object to provide an injection device which aims to prevent fuel injection to the other intake port closed by the throttle valve while allowing the fuel injection of the two sprays to be only an open intake port to be rotated.

또한 본 발명은 한쪽의 흡기 포트만으로 연료가 분사되도록 하므로서 연료의 불필요한 소모를 방지시키고자 하는데 다른 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention has another object to prevent unnecessary consumption of fuel by allowing fuel to be injected into only one intake port.

그리고 본 발명은 한쪽의 흡기포트로 분사되는 연료가 투 스프레이로 분사되게 되므로 희박 공연시에는 분사되는 연료랴을 보다 감소시켜 분사되도록 하므로서 연료가 대단히 절약되는 경제적인 인젝션 장치를 제공코자 하는데 또 다른 목적이 있는 것이다.In another aspect, the present invention is to provide an economical injection device that the fuel is injected to one intake port is injected by two-spray, so that the fuel is injected to reduce the injected fuel during lean performance to save a great amount of fuel. It is.

상기와 같은 목적을 감안한 본 발명의 기술적인 구성을 첨부된 도면에 따라 설명하면 다음과 같다.The technical configuration of the present invention in view of the above object will be described with reference to the accompanying drawings.

도면 제1도는 본 발명에 따른 인젝터에 의한 연료 분사상태를 도시한 측면 구조도로서, 상기의 인젝터(10)는 양측의 흡기 포트(21A)(21B) 사이로 착설되는 인젝터(10)의 팁 단부가 하방으로 향하도록 형성시키도록 하되 기존 인젝터(10)의 착설상태보다도 더 누운 경사각으로 설치되도록 하여서 되는 것이다.1 is a side structural view showing a fuel injection state by the injector according to the present invention, wherein the injector 10 has a tip end portion of the injector 10 installed between the intake ports 21A and 21B on both sides of the injector 10 downward. It is to be formed so as to face to be installed at an inclined angle lying more than the installation state of the existing injector 10.

상기와 같은 인젝터(10)는 도면 제2도의 (a)도에서 보는 바와 같이 양쪽 흡기 포트(21A)(21B)의 사이에 설치되어 가속 주행에 따른 표준 공연비로 운행시에는 서지탱크(30)의 부압에 의해 일측 흡기 포트(21A)의 미니폴드 스로틀밸브(23)를 개방되도록 하면서 인젝터(10)에 의해 연료가 각 흡기 포트(21A)(21B) 에 동시 분사되도록 하는 것이다.The injector 10 as described above is installed between both intake ports 21A and 21B as shown in (a) of FIG. 2 and is operated at a standard air-fuel ratio according to acceleration driving. The fuel is injected to each intake port 21A, 21B by the injector 10 while the minifold throttle valve 23 of the one intake port 21A is opened by the negative pressure.

또는 도면 제2도의 (b)도에서 보는 바와 같이 희박 공연비로 운행시에는 상기와 반대로 서지탱크(30)의 부압에 의해 매니폴드스로틀 밸브(23)를 폐쇄시키면서 동시에 상기 서지탱크(30)와 인젝터(10)간을 연결한 희동수단(40)에 의해 상기의 인젝터(10)를 일정한 각도만큼 회전시키게 되면 상기 인젝터(10)로부터의 연료가 개방된 다른 한쪽의 흡기포트(21B)로만 집중적으로 분사되게 되는 것이다.Alternatively, as shown in (b) of FIG. 2, when operating at a lean air-fuel ratio, the surge tank 30 and the injector are simultaneously closed while the manifold throttle valve 23 is closed by the negative pressure of the surge tank 30 as opposed to the above. When the injector 10 is rotated by a predetermined angle by the gliding means 40 connected between the parts 10, only the other intake port 21B in which fuel from the injector 10 is opened is concentrated. It will be.

한편 상기의 인젝터(10) 회동수단(40)은 서지탱크(30)내 압력이 일정 수준 이하로 작아지게 되면 인젝터(10)를 일정한 각도 만큼 회전시켜 분사되는 연료가 오직 한쪽의 흡기포트(21B)로만 분사되도록 하는 것이다.On the other hand, when the injector 10 is rotated 40, the pressure in the surge tank 30 is lowered to a predetermined level or less, and the fuel injected by rotating the injector 10 by a predetermined angle has only one intake port 21B. It is to be sprayed only with.

도면 제3도는 상기와 같은 인젝터(10) 회동수단(40)이 상기 서지탱크(30)의 부압으로 복수개의 링크(41)를 접동 및 슬라이딩 작동시켜 상기의 인젝터(10)를 회동시키도록 하는 일실시예를 도시한 것이다.FIG. 3 illustrates that the injector 10 pivoting means 40 rotates and slides the plurality of links 41 under the negative pressure of the surge tank 30 to rotate the injector 10. An example is shown.

즉 엔진의 회전수와 스로틀 바디내 스로틀 밸브의 개도 정도에 '따라 변화되는 서지탱크(30)내의 압력에 의해 다단의 링크(41)가 슬라이딩 작동과 접동하면서 일정한 각도만큼씩 인젝터(10)를 회동 시키도록 하는 것이다.That is, by the pressure in the surge tank 30, which varies according to the engine speed and the opening degree of the throttle valve in the throttle body, the multi-stage link 41 slides the injector 10 by a predetermined angle while sliding with the sliding operation. To make it work.

이러한 인젝터(10)의 회전은 양측 흡기포트(21A) (21B)로 분사되던 연료를 한쪽의 개방된 흡기포트(21B)로만 분사되도록 하기 위한 것이므로 상기의 작동구조외에도 다앙한 구조로 실시가 가능한 것이다.The rotation of the injector 10 is to allow the fuel injected into both intake ports 21A and 21B to be injected only to one open intake port 21B, so that the injector 10 may be implemented in various structures in addition to the above-described operating structure. .

도면 중 미설명 부호 22는 흡기 밸브이다.In the figure, reference numeral 22 denotes an intake valve.

이하 상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 작용과 그로인한 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described in detail the operation and effects of the present invention according to the configuration as described above.

본 발명의 가장 두드러진 특징은 인젝터(10)의 투 스프레이 팁단부구조 변경과 서지 탱크(30)의 부압에 의해 자동으로 상기의 인젝터(10)를 일정한 각도로 회동시키도록 사는 회동수단(40)을 구비 시킨 것이다.The most prominent feature of the present invention is the rotation means 40 which buys to rotate the injector 10 at a predetermined angle automatically by changing the two-spray tip end structure of the injector 10 and the negative pressure of the surge tank 30. It is equipped.

즉 상기의 본 발명은 특히 양측으로 반사되는 연료의 각도가 인젝터(10)의 길이 방향인 X축 방향보다 하방으로 절곡되도록 하여 저속 주행시와 같은 큰 가속력이 필요치 않은 상태에서는 도면 제2도의 (b)도에서와 같은 일측의 개방된 흡기포트(21B)로만 연료가 분사되고, 공기가 공급되어 실린더에 스월상태로 흡입되도록 하는 것이며, 따라서 연료가 집중적으로 한곳으로만 분사되어 종래와 같이 불필요하게 연료가 소모되는 것을 방지되도록 하는 것이다. 이렇게 일측의 흡기포트(21B)로만 연로가 분사되도록 하는 구조시에는 매니폴드 스로틀 밸브(23) 또한 서지 탱크(30)의 부압에 의해 타측의 흡기포트(21A)를 완전히 폐쇄시키고 있는 상태가 되는 것이다.That is, in the state of the present invention, the angle of the fuel reflected to both sides is bent downward than the X-axis direction, which is the longitudinal direction of the injector 10, so that a large acceleration force such as at low speed is not necessary. The fuel is injected only to the open intake port 21B on one side as shown in the drawing, and the air is supplied to allow the cylinder to be sucked in a swirl state. Therefore, the fuel is concentrated to only one place, so that fuel is unnecessary as in the prior art. To prevent it from being consumed. In the structure in which the fuel is injected only to the intake port 21B on one side, the manifold throttle valve 23 and the intake port 21A on the other side are completely closed by the negative pressure of the surge tank 30. .

이러한 저속상태에서 액셀 페달을 힘껏 밟아 가속을 시키게 되면 스로틀 바디내 스로틀 밸브가 전개된면서 엔진 회전수가 증가 되어 상기 서지 탱크(30)내 압력을 저하시키게 되므로 상기의 인젝터(10) 회동수단(40)에 의해서 인젝터(10)를 일정한 각도만큼 회전시킴과 동시에 매니폴드 스로틀 밸브(23)를 전개된 상태로 전환시키게 되는 것이다.In this low speed state, when the accelerator pedal is pressed hard to accelerate, the throttle valve in the throttle body is developed and the engine speed is increased, thereby lowering the pressure in the surge tank 30. Thus, the injector 10 is rotated 40. By rotating the injector 10 by a predetermined angle by the manifold throttle valve 23 is to be in a deployed state.

회전된 인젝터(10)에 의해서 연료는 개방된 양측의 흡기 포트(21A)(21B)로 동시에 분사되게 되므로 보다 진한 혼합기를 형성기켜 출력을 증폭시키므로서 가속을 시키게 되는 것이다.By rotating the injector 10, fuel is injected simultaneously into the open intake ports 21A and 21B, thereby accelerating the output by amplifying the output by forming a thicker mixer.

따라서 본 발명은 차량의 희박 공연시에 분사 효율을 향상 되로록 하므로서 연료의 불필요한 소모와 과도한 소비를 방지시켜 연비를 대폭 줄일 수 있도록 하여 차량 유지를 보다 경제적으로 할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.Therefore, the present invention is to improve the injection efficiency at the time of lean performance of the vehicle to prevent unnecessary consumption and excessive consumption of fuel to significantly reduce the fuel economy has the effect of making the vehicle maintenance more economical.

Claims (2)

두 개의 흡기포트(21A)(21B)를 구비하고, 그 일측의 흡기포트에는 스로틀 밸브(23)를 형성시켜 엔진 부하상태에 따라 개폐되도록 하는 린 번 엔진 구조에 있어서, 팁단부가 양측 흡기포트(21A)(21B)간 상부면을 향해 장착되고, 분사각은 각 양측 흡기포트(21A)(21B)로 하향 경사지게 한 인젝터(10)와: 상기한 인젝터(30)를 일정한 각도만큼 회동시키는 회동수단(40)과: 상기한 회동수단(40)을 흡기계로부터 유도되는 부압에 의해 작동시키는 서지 탱크(30);로서 이루어지는 구성을 특징으로 하는 린 번 엔진의 인젝션 장치.In the lean burn engine structure having two intake ports 21A and 21B, and having a throttle valve 23 formed at one of the intake ports so as to be opened and closed according to the engine load state, the tip ends are provided at both intake ports ( The injector 10 is mounted toward the upper surface between 21A and 21B, and the injection angle is inclined downward to each intake port 21A and 21B, respectively: a rotation means for rotating the injector 30 by a predetermined angle. And (40): a surge tank (30) for operating the rotating means (40) by underpressure induced from an intake machine. 제1항에 있어서 상기의 회동수단(40)은 복수개의 링크(41)가 일단은 인젝터(10)에 연결되고, 타단은 서지 탱크(30)에 연결되어 상기한 서지 탱크(30)에 의해 접동 및 슬라이딩 되는 구성임을 특징으로 하는 린 번 엔진의 인젝션 장치.According to claim 1, wherein the rotation means 40 has a plurality of links 41 is connected to the injector 10, one end is connected to the surge tank 30, the sliding means by the above-mentioned surge tank (30) And an injection device of a lean burn engine, characterized in that the sliding configuration.