KR100349851B1 - 배기가스 저감을 위한 인젝터 - Google Patents

Abstract

노즐 니들을 제어하는 밸브 가이드 및 밸브볼 접촉부를 개선하므로서 노즐 니들의 급상승을 제한하여 연료의 후적으로 인한 탄화수소 등의 발생을 저감시키기 위하여 인젝터 제어부의 밸브 바디에 오리피스와 연통되어 볼과 밸브볼 가이드의 상승에 의해 복수개의 포트가 단계적으로 열리게 형성하여 이루어지는 배기가스 저감을 위한 인젝터를 제공하는데 있다.

Description

배기가스 저감을 위한 인젝터{INJECTOR LOWERING EMISSION GAS}

본 발명은 배기가스 저감을 위한 인젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노즐 니들을 제어하는 밸브 가이드 및 밸브볼 접촉부를 개선하여 노즐 니들의 급상승을 제한하여 연료의 후적으로 인한 탄화수소 등의 발생을 저감시키는 배기가스 저감을 위한 인젝터에 관한 것이다.

도1은 일반적인 인젝터를 도시한 도면이고, 도2는 도1의 A부를 도시한 도면이다. 그리고 도3은 도1의 B를 도시한 도면이다.

인젝터(2)는 제어부(4), 노즐 바디(6), 노즐부(8) 등으로 구성되고 있다.

제어부(4)는 연료가 충진되는 제어실부(10)와, 이 제어실부(10)를 개폐하게 밸브볼(12)을 구비한 밸브볼 가이드(14)와, 이 밸브볼 가이드(14)를 작동시키게 승강 작동하는 솔레노이드 작동부(16)로 이루어지고 있다.

그리고 노즐부(8)는 노즐 바디(6)와 노즐 니들(18)로 이루어지며, 노즐 바디(6)의 하단에 미니-색 노즐(mini-sac nozzle)(20)을 채택하여 분사량 편차를 줄이고 있다.

참고로 VCO( valve covering orifice )노즐(22)과 micro-sac 노즐(24)을 도5에 도시하고 있다.

여기에서 VCO는 니들(18)의 선단이 노즐(26)을 완전히 막고 있는 것을 말하며, SAC는 노즐(26)을 니들(18)이 완전히 막고 있지 않고 V홈이 형성되는 것을 말하는 것이다.

이러한 인젝터(2)는 도4에 도시한 바와 같이 제어부(4)에서 솔레노이드(16)를 작동시키면 솔레노이드(16) 상승하여 밸브볼 가이드(14)와 볼(12)이 들리며, 이때 제어실부(10)의 연료가 오리피스(28)를 통해 빠져나가면서 압력 균형이 깨지면서 노즐부(8)의 니들(18)이 올라가 분사가 이루어지게 된다.

상기한 오리피스를 밸브볼 가이드에 의해 볼이 들리면서 분사가 이루어지나 다단계 제어가 불가능한 점이 있어 적용에 한계가 드러나는 문제점이 있다.

인젝터에서 탄화수소 및 질소산화물의 감소를 위해 노즐 구멍을 노즐 니들이직접 막아 분사 완료시 연료의 후적으로 인한 탄화수소 발생을 막는 VCO노즐을 적용하여 왔으나 카먼레일의 경우 로터리식 펌프와는 달리 노즐 니들의 급격한 상승으로 노즐 구멍간의 분사연료량의 편차가 발생해 연소효율등에 악영향을 끼치는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

또, 밸브볼이 들릴 때 한 개의 오리피스를 통해 연료가 급격히 빠져나가기 때문에 실제로 엔진의 경우 이런 이유로 VCO대신에 약간의 SAC을 두는 mini-sac 노즐을 적용하고 있으나 이로 인해 탄화수소 및 질소산화물의 증가를 야기시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 노즐 니들을 제어하는 밸브 가이드 및 밸브볼 접촉부를 개선하므로서 노즐 니들의 급상승을 제한하여 연료의 후적으로 인한 탄화수소 등의 발생을 저감시키는 배기가스 저감을 위한 인젝터를 제공하는데 있다.

도1은 일반적인 인젝터를 도시한 도면.

도2는 도1의 A부를 도시한 도면.

도3은 도1의 B를 도시한 도면.

도4는 종래기술에 따른 제어부의 작용을 도시한 도면.

도5는 종래의 다른 노즐 타입을 도시한 도면.

도6은 본 발명으로 개선된 제어부를 도시한 도면.

도7은 본 발명에 따른 제어부의 작용을 도시한 도면.

이를 실현하기 위한 본 발명은

인젝터 제어부의 밸브 바디에 오리피스와 연통되어 볼과 밸브볼 가이드의 상승에 의해 복수개의 포트가 단계적으로 열리게 형성하여 이루어지는 배기가스 저감을 위한 인젝터를 제공하는데 있다.

상기한 복수개의 포트는 볼의 밸브볼 가이드의 상승에 의해 제일 먼저 개구되는 제1포트와, 이 제1포트보다 위에 위치하여 볼에 의해 개구되는 제2포트를 형성하여 이루어지는 배기가스 저감을 위한 인젝터를 제공하는데 있다.

본 발명은 원통형의 밸브볼 가이드가 승강하는 오리피스보다 작은 크기의 구멍을 여러개 높이별로 제어부의 밸브 바디에 뚫는다.

작동 제어부의 솔레노이드 상승으로 밸브볼 가이드가 밸브볼을 들어올리면 볼이 올라감에 따라 원통형 가이드에 높이별로 뚫린 포트들을 통해 순차적으로 연료가 빠져나가며, 이에 의해 노즐 니들이 열리게 된다.

밸브볼이 접촉하는 부위를 원통형으로 개조하고, 길이방향으로 여러개의 구멍을 순차적으로 뚫어 놓을 경우, 밸브볼이 들림에 따라 순차적으로 많은 포트를 통해 연료가 빠져나감으로써 급격한 연료의 누출 대신에 완만한 연료의 누출을 얻을 수 있고 이로 인해 니들 밸브가 덜 급격히 열려 분사량의 편차를 막을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도6은 본 발명으로 개선된 제어부를 도시한 도면으로, 인젝터(40)의 제어부(42)는 밸브 바디(44)의 오리피스(46)에 연통되어 볼(48)과 밸브볼 가이드(50)를 상승시키는 솔레노이드(52)에 의해 복수개의 포트(56, 58)가 단계적으로 열리게 포트(54)를 형성하여 이루어지고 있다.

상기한 포트(54)는 밸브 바디(44)의 구조를 개선하여 형성되고 있으며, 솔레노이드(52)가 축소되어 중량 저감을 가져오게 되어 있다.

상기한 포트(54)는 볼(48)의 밸브볼 가이드(50)의 상승에 의해 제일 먼저 개구되는 제1포트(56)와, 이 제1포트(56)보다 위에 위치하여 볼(48)에 의해 개구되는제2포트(58)를 형성하여 이루어지고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 도7에 의하여 설명하면, 밸브볼 가이드(50)가 승강하게 되면 오리피스(46)로부터 볼(48)이 약간 들어 올려지면서 오리피스(46)보다 작은 크기로 제어부(42)의 밸브 바디(44)에 뚫려 있는 포트(54)의 제1포트(56)를 통해 제어실부(60)의 연료가 약간 빠져나가게 된다.

이어서 솔레노이드(52)가 더 상승하게 되면 밸브볼 가이드(50)가 볼(48)을 더 많이 들어올리게 되면서 제2포트(58)까지도 열리게 되어 빠져나가는 연료량은 더욱 많아지게 된다.

즉, 볼(48)의 상승정도에 따라 포트(54)들을 통해 순차적으로 연료가 빠져나가기 때문에 급격한 연료의 빠져나감이 해소되어 분사량의 편차를 방지하게 된다.

다시 말해, 제어실부(60)의 연료가 밸브볼 가이드(50)의 상승으로 볼(48)이 오리피스(46)에서 들어 올려지는 정도에 따라 빠져나가는 연료량의 다단계로 이루어져 니들 밸브(62)의 작동이 완만하게 작동하여 연료 분사량의 편차를 막을 수 있게 된다.

분사 노즐간의 편차를 줄여 진동, 소음 편의성 향상시킴으로서 연소 효율 및 엔진 성능을 향상시킨다.

솔레노이드의 크기를 줄일 수 있어 중량 저감의 효과를 가져오며, VCO(valve covering orifice)를 적용하더라도 탄화수소 및 질소산화물의 저감을 꾀할 수 도 있게 된다.

Claims (2)

1. 인젝터 제어부의 밸브 바디에 오리피스와 연통되어 볼과 밸브볼 가이드의 상승에 의해 복수개의 포트가 단계적으로 열리게 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 저감을 위한 인젝터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 포트는

   상기 오리피스와 가까운 측의 밸브 바디에 연통되게 형성한 제1포트와;

   상기 제1포트의 상측에 위치하게 연통되는 제2포트를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감을 위한 인젝터.