KR100190875B1

KR100190875B1 - 디젤 엔진의 고압 인젝터

Info

Publication number: KR100190875B1
Application number: KR1019960062522A
Authority: KR
Inventors: 이세영
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1999-06-01
Also published as: US6152113A; KR19980044429A; JPH10311266A; JP2916913B2

Abstract

본 발명은 디젤 엔진의 연소실에 연료를 분사하는 고압 인젝터에 관한 것으로서, 인젝터 내부에 구성되는 가압 챔버(64)와 지지로드(66)의 상호 작용으로 연료 펌프에서 가압된 연료를 재차 가압하여 연소실에 분사하기 때문에 연료 분사 압력이 더욱 높아져 연료 미립화에 의해 연소 성능이 향상되고, 이에 따라 엔진 출력 향상은 물론 배기가스도 저감되도록 한 디젤 엔진의 고압 인젝터에 관한 것이다.

Description

디젤 엔진의 고압 인젝터

본 발명은 디젤 엔진의 연소실에 연료를 분사하는 인젝터에 관한 것으로서, 특히 연료 펌프에서 가압된 연료를 인젝터 내에서 재차 가압하여 연료 분사 압력을 더욱 높임으로써 연소 성능이 향상되어 엔진의 출력을 향상시킨 디젤 엔진의 고압 인젝터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 디이젤 엔진은 실린더 안에 공기만을 흡입, 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때, 연료를 안개모양의 입자로 고압 분사하여 이 분사 연료가 공기의 압축열에 의해 자기착화, 연소하게 된다. 이때 발생한 가스의 압력에 의해 동력을 얻는다. 그리고, 상기 디이젤 엔진의 연료는 연료 펌프로부터 연료가 공급되어 인젝터를 통해서 연소실에 분사된다.

종래의 디젤 엔진의 고압 인젝터는 도 1에 도시된 바와 같이 인젝터를 이루는 본체(11)와, 고압으로 연료를 공급하는 연료 펌프와 연결되어 상기 본체(11) 내에 형성된 연료 공급 통로(12)와, 상기 연료 공급 통로(12) 끝단에 형성되어 연료가 분사되는 노즐(13)과, 상기 노즐(13)을 개폐시키는 니들 밸브(14)와, 상기 니들 밸브(14)의 상단에 연결되어 상하 이동되는 플런저(15)와, 상기 플런저(15)를 상하 이동시켜 상기 노즐(13)을 개방시키는 솔레노이드 코일(16)과, 상기 플런저(15)를 원위치시켜 노즐(13)을 닫아주도록 상기 플런저(15)를 밀어주는 리턴 스프링(17)과, 상기 솔레노이드 코일(16)을 제어하는 ECU(20)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 디젤 엔진의 인젝터의 작동은 다음과 같다.

상기 ECU(20)에서 고압과 저압에 따라 연료 분사량을 결정하여 상기 솔레노이드 코일(16)에 신호를 보내면 상기 솔레노이드 코일(16)가 전자석이 되어 상기 플런저(15)를 상측 방향으로 당기게 된다. 이와 동시에 상기 니들 밸브(14)도 상측으로 이동되어 상기 노즐(13)은 열리게 된다.

이때, 상기 연료 펌프에서 가압된 연료가 연료 공급 통로(12)에서 고압으로 가압된 상태에서 대기하고 있다가 상기 노즐(13)이 개방되게 되면 상기 노즐(13)을 통해 연소실에 연료가 분사되게 된다.

반대로, 상기 ECU(20)의 제어에 의해 상기 솔레노이드 코일(16)에 자장이 형성되지 않으면 상기 플런저(15)는 리턴 스프링(17)에 의해 노즐(13) 방향으로 이동하게 되고, 이때 상기 니들 밸브(14)는 상기 플런저(15)의 이동으로 상기 노즐(13)을 닫게 된다. 따라서, 연료 펌프에 가압된 연료는 연소실에 분사되지 않고 대기 상태로 있게 된다.

여기서, 연소실에 분사되는 연료 분사량은 상기 니들 밸브(14)가 열려 있는 시간으로 결정된다. 즉, 상기 ECU(20)의 연료 분사 신호가 오면 상기 솔레노이드 코일(16)이 작동하여 상기 플런저(15)를 흡인하게 되고, 상기 플런저(15)와 일체로 형성된 상기 니들 밸브(14)가 후퇴되면서 상기 노즐(13)을 열게된다. 따라서 연료 분사량은 상기 솔레노이드 코일(16)에 전류가 흘러 상기 니들 밸브(14)가 노즐(13)을 개방하는 시간에 의해 결정된다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동하는 종래의 디젤 엔진의 인젝터는 연료 펌프에서 가압된 연료를 단순히 노즐(13)을 개방함으로써 연소실에 연료를 분사하기 때문에 보다 고압의 연료를 분사하여 연료를 미립화하는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인젝터 내에 연료를 재차 가압시키는 가압 챔버를 구성하여 연소실에 분사되는 연료 분사 압력을 더욱 높임으로써 연소 성능이 향상되어 엔진 출력 향상은 물론 배기 가스가 저감되도록 한 디젤 엔진의 고압 인젝터를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 디젤 엔진의 인젝터를 나타낸 내부 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 고압 인젝터를 나타낸 내부 구성도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50 : ECU 62 : 솔레노이드 코일

64 : 가압 챔버 66 : 지지 로드

68 : 노즐 통로 70 : 노즐

72 : 리턴 스프링

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 디젤 엔진의 고압 인젝터는, ECU의 신호에 따라 연소실에 연료를 분사하는 디젤 엔진의 인젝터에 있어서, 상기 ECU의 신호에 의해 전자석이 되는 솔레노이드 코일과, 상기 솔레노이드 코일의 작동으로 상하 이동되고 연료가 저장되도록 중공으로 형성되어 연료를 가압시키는 가압 챔버와, 상기 가압 챔버 내부에 위치 고정되어 상기 가압 챔버의 압축 이동시 연료가 가압되도록 지지되는 지지로드와, 상기 가압 챔버에서 가압된 연료가 통과되는 노즐 통로와, 상기 노즐 통로 끝단에 형성되어 연소실에 연료가 분사되는 노즐로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 디젤 엔진의 고압 인젝터는 도 2에 도시된 바와 같이 ECU(50)의 신호에 의해 전자석이 되는 솔레노이드 코일(62)과, 상기 솔레노이드 코일(62)의 작동으로 상하 이동되고 중공으로 형성되어 연료를 가압시키는 가압 챔버(64)와, 상기 가압 챔버(64) 내부에 위치 고정되어 상기 가압 챔버(64)의 압축 이동시 연료가 가압되도록 지지되는 지지로드(66)와, 상기 가압 챔버(64)에서 가압된 연료가 통과되는 노즐 통로(68)와, 상기 노즐 통로(68) 끝단에 형성되어 연소실에 연료가 분사되는 노즐(70)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 솔레노이드 코일(62)과 가압 챔버(64) 사이에 상기 가압 챔버(64)를 상기 솔레노이드 코일(62)에서 먼쪽 방향으로 밀어주는 리턴 스프링(72)이 설치된다.

상기 가압 챔버(64)는 연료가 내부에 인입되도록 연료 인입구(64a)가 형성되고, 상기 지지 로드(66)와의 상호 작용으로 가압된 연료가 배출되도록 노즐 통로(68)와 연통되는 가압 배출구(64b)가 형성된다.

상기 지지 로드(66)는 상기 가압 챔버(64) 내부에 내재되어 연료가 가압되도록 보조하는 지지부(66a)와, 상기 지지부(66a)에서 상기 가압 챔버(64) 외측으로 연결되어 상기 지지부(66a)를 고정하는 로드부(66b)로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 디젤 엔진의 고압 인젝터의 작동을 설명하면 다음과 같다.

연료 펌프에서 가압된 연료가 가압 챔버(64)의 인입구(64a)를 통해 들어와서 상기 가압 챔버(64) 내에 일정 가압된 상태에서 대기하게 된다. 이와 같은 상태에서 연소실에 연료를 분사하기 위해서 ECU(50)가 솔레노이드 코일(62)를 제어하면, 상기 솔레노이드 코일(62)은 전자석이 되어 상기 가압 챔버(64)를 당기게 된다. 이때, 상기 가압 챔버(64) 내에 내재된 지지 로드(66) 그대로 있는 상태에서 상기 가압 챔버(64)가 상기 지지로드(66) 방향으로 이동되어 그 내부에 대기하고 있던 연료가 가압된다.

상기 가압 챔버(64)가 그 내부의 연료를 가압하면서 일정 정도 상승되면, 상기 가압 챔버(64)의 가압 배출구(64b)와 노즐(70)에 연결되는 노즐 통로(68)가 상호 연통되어 상기 가압 챔버(64)에서 재차 가압된 연료가 상기 노즐(70)을 통해 연소실에 분사된다.

이후, 연소실에 연료 분사를 중지하기 위해서는 상기 ECU(50)의 제어에 의해 솔레노이드 코일(62)의 전자석을 해제하면 된다. 이때, 리턴 스프링(72)이 상기 가압 챔버(64)를 솔레노이드 코일(62)에서 먼 쪽으로 밀게되고, 상기 가압 챔버(64)는 하측으로 이동하게 된다. 상기 가압 챔버(64)의 이동이 멈추게 되면 상기 가압 챔버의 인입구(64a)에 연료 펌프에서 가압된 연료가 들어와 대기 상태가 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 디젤 엔진의 고압 인젝터는 가압 챔버(64)와 지지로드(66)의 상호 작용으로 연료 펌프에서 가압된 연료를 재차 가압하여 연소실에 분사하기 때문에 연료 분사 압력이 더욱 높아져 연료 미립화에 의해 연소 성능이 향상되고, 이에 따라 엔진 출력 향상은 물론 배기가스가 저감되고 연비도 상승되는 이점이 있다.

Claims

ECU의 신호에 따라 연소실에 연료를 분사하는 디젤 엔진의 인젝터에 있어서,

상기 ECU의 신호에 의해 전자석이 되는 솔레노이드 코일과, 상기 솔레노이드 코일의 작동으로 상하 이동되고 연료가 저장되도록 중공으로 형성되어 연료를 가압시키는 가압 챔버와, 상기 가압 챔버 내부에 위치 고정되어 상기 가압 챔버의 압축 이동시 연료가 가압되도록 지지되는 지지로드와, 상기 가압 챔버에서 가압된 연료가 통과되는 노즐 통로와, 상기 노즐 통로 끝단에 형성되어 연소실에 연료가 분사되는 노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 고압 인젝터.
제1항에 있어서,

상기 솔레노이드 코일과 가압 챔버 사이에 상기 가압 챔버를 상기 솔레노이드 코일에서 먼쪽 방향으로 밀어주는 리턴 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 고압 인젝터.
제1항에 있어서,

상기 가압 챔버는 연료가 내부에 인입되도록 연료 인입구가 형성되고, 상기 지지로드와의 상호 작용으로 가압된 연료가 배출되도록 가압 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 고압 인젝터.
제1항에 있어서,

상기 지지 로드는 상기 가압 챔버 내부에 내재되어 연료가 가압되도록 보조하는 지지부와, 상기 지지부에서 상기 가압 챔버 외측으로 연결되어 상기 지지부를 고정하는 로드부로 형성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 고압 인젝터.