KR101405576B1 - 연료분사 인젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인젝터 내부에 데드볼륨의 크기를 가능한 한 최소한으로 줄여서 엔진의 연비 악화와 부조 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 연료분사 인젝터를 제공하기 위해, 인젝터 하우징의 하부에 볼밸브에 의해 개폐되는 연료통과구멍보다 큰 직경을 가지고서 상기 연료통과구멍과 연통되게 형성됨과 더불어 상기 연료통과구멍을 향해 경사진 경사면을 가진 원추형으로 형성된 캐비티를 구비한다.

인젝터, 캐비티, 가이드, 연료분사구멍

Description

연료분사 인젝터{Fuel Injector}

본 발명은 차량의 연료를 분사하는 인젝터에 관한 것으로, 특히 인젝터 내부에 잔류하는 연료의 데드볼륨을 효과적으로 저감시킨 연료분사 인젝터에 관한 것이다.

종래 차량의 엔진에 사용되는 인젝터는 엔진제어유니트의 제어신호를 인가받아 작동하여 엔진의 흡기매니폴드의 내부로 연료를 분사하기 위해 솔레노이드와 플런저 및 니들밸브 등을 구비하고서 상기 솔레노이드의 작동에 따라 플런저가 상승하여 니들밸브가 밸브시트로부터 이격되면, 밸브시트에 형성된 연료분사구멍을 통해 연료가 분사되게 된다.

상기와 같은 종래의 연료분사 인젝터의 일례가 한국 공개특허 10-2006-0091776호에 제안되어 있는 바, 이 인젝터는 하우징 선단에 형성되는 원추형의 밸브시트부와, 상기 원추형의 밸브시트부를 개폐하도록 니들밸브 선단에 형성되는 볼밸브, 상기 원추형 밸브시트부의 내측을 이루고 있는 연료통과구멍, 상기 하우징 선단에 장착되는 오리피스판, 상기 오리피스판과 하우징 선단 사이에 상기 연료통과구멍보다 큰 직경을 가지고서 상기 연료통과구멍을 통해 분사되는 연료를 확산된 직경을 따라 외측으로 흐르도록 통로를 형성하는 좁은 틈새의 캐비티, 상기 연료통과구멍보다 큰 직경의 피치원경을 가지고 배열되도록 복수개로 형성되면서 상기 캐비티에 연통하도록 형성되어 상기 캐비티로 도입되는 연료를 연소실로 분사하는 복수개의 연료분사공을 구비하고 있다.

그런데 상기와 같은 종래의 인젝터 구조에서는 상기 연료통과구멍과 상기 캐비티가 형성하는 연료의 데드볼륨이 크게 형성되어, 연료분사 후에 상기 데드볼륨에 잔류하는 많은 양의 연료가 엔진의 흡기매니폴드의 부압에 의해 흡입되고, 이렇게 흡입되는 연료는 제어되지 않은 연료로서 엔진의 연비를 악화시킬 뿐만 아니라 엔진의 부조 현상 등을 유발하게 되는 등의 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 인젝터 내부에 데드볼륨의 크기를 가능한 한 최소한으로 줄여서 엔진의 연비 악화와 부조 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 연료분사 인젝터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인젝터 하우징의 하부에 볼밸브에 의해 개폐되는 연료통과구멍보다 큰 직경을 가지고서 상기 연료통과구멍과 연통되게 형성됨과 더불어 상기 연료통과구멍을 향해 경사진 경사면을 가진 원추형으로 형성된 캐비티를 구비한다.

바람직하기로는 상기 볼밸브의 하부에는 상기 연료통과구멍의 일부를 메워서 연료통과구멍의 볼륨을 축소시키는 가이드가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연료분사 인젝터에 의하면, 인젝터 하우징의 하단에 형성되어 볼밸브에 의해 개폐되는 연료통과구멍의 일부를 메우는 가이드가 볼밸브에 형성되어 연료통과구멍의 데드볼륨을 축소시키고, 또한 상기 연료통과구멍과 연통하는 캐비티가 원추형으로 형성되어 연료의 데드볼륨이 효과적으로 축소됨에 따라 연료분사 후에 연료통과구멍과 캐비티에 잔류하는 연료의 잔류량이 저감되어서 연비 악화와 엔진의 부조를 방지하고, 연료의 정밀한 제어로 배기가스를 저감시키는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 연료분사 인젝터의 단면이 도시되어 있는 바, 즉 엔진의 연소실로 연료를 분사하는 인젝터의 하우징(2)의 하부 선단에는 원추형의 밸브시트(3)가 형성되고, 상기 하우징의 내부에서 진입 및 후퇴 동작을 하는 니들밸브(4)의 선단에는 볼밸브(5)가 장착되어, 이 볼밸브(5)가 상기 원추형 밸브시트(3)로부터 이격되면 연료가 분사되는 반면에 밀착되면 연료가 분사되지 않게 된다.

상기 원추형 밸브시트(3)의 중앙 선단에는 연료통과구멍(6)이 일체로 연통되게 형성되고, 상기 연료통과구멍(6)의 하단에는 연료통과구멍(6)의 직경(d)보다 큰 직경(D)을 가진 캐비티(7)가 일체로 연통되게 형성되며, 상기 캐비티(7)는 원추형 요홈을 형성하도록 파여져 형태로 형성된다.

즉 상기 캐비티(7)는 상기 연료통과구멍(6)을 향해 경사진 경사면(7a)을 구비하여 원추형으로 형성된다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 캐비티(7)의 경사진 경사면은 경사면의 구간 변화가 없는 직선으로 이루어진다.

상기 하우징(2)의 하단에는 상기 캐비티(7)의 하부를 완전히 덮어 씌워는 형태로 오리피스판(8)이 장착되고, 상기 오리피스판(8)에는 상기 캐비티의 직경(D)과 상기 연료통과구멍의 직경(d) 사이의 크기를 가진 피치원경(Dp)을 따라 복수개의 연료분사공(9)들이 천공되어 있으며, 상기 연료분사공(9)들은 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된다.

상기 오리피스판(8)의 하부에는 지지디스크(10)가 상기 하우징(2)에 장착되어 지지디스크를 지지하고, 이 지지디스크에는 연료분사공(9)들의 피치원경(Dp)보다 큰 구멍(11)이 형성되어 있어 연료분사공(9)을 통해 분사 및 확산되는 연료에 방해가 되지 않도록 구성되어 있다.

또한 상기 볼밸브(5)의 하부에는 상기 연료통과구멍(6)의 직경보가 작은 직경(a)을 가지고서 연료통과구멍(6)의 내부로 연장되어 연료통과구멍(6)의 볼륨을 축소시키는 가이드(5a)가 일체로 형성된다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 오리피스판(9)은 상기 가이드(5a)가 완전히 밀착되더라도 상기 연료분사공(9)의 피치원경(Dp)이 상기 가이드(5a)의 바깥쪽으로 위치됨으로써 연료분사시 상기 가이드(5a)에 의한 영향을 받지 않는다. 그러므로, 상기 오리피스판(9)은 상기 가이드(5a)의 저면부가 완전히 밀착될 수 있는 편평한 면을 갖는 단순 구조로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 볼밸브에 구비된 가이드(5a)와, 원추형의 캐비티로 인해 상기 볼밸브가 상승한 후에 연료통과구멍과 캐비티에 잔류하는 연료의 데드볼륨(12)이 효과적으로 축소되어 연료의 잔류량을 줄여서 연비 악화와 엔진의 부조를 방지하고, 정밀한 공연비의 제어를 통해 완전 연소가 가능하여 배기가스를 저감시키게 된다.

그리고 상기 볼밸브(5)가 연료 분사를 위해 상승하여 밸브시트(3)로부터 이격되면 연료가 화살표로 도시한 바와 같이 연료분사구멍(6)과 캐비티(7)로 유입된 다음에 연료분사공(9)을 통해 연소실에 분사되어지게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 인젝터의 하부 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2-인젝터 하우징 3-밸브시트

4-니들밸브 5-볼밸브

6-연료통과구멍 7-캐비티

8-오리피스판 9-연료분사공

10-지지디스크

Claims (6)

1. 인젝터 하우징의 하부에 볼밸브에 의해 개폐되는 연료통과구멍보다 큰 직경을 가지고서 상기 연료통과구멍과 연통되게 형성됨과 더불어 상기 연료통과구멍을 향해 경사진 경사면이 형성되고, 상기 경사면이 구간 변화가 없는 직선으로 경사진 원추형으로 캐비티를 형성하고, 상기 볼밸브의 하부에는 상기 연료통과구멍의 일부를 메워서 연료통과구멍의 볼륨을 축소시키는 가이드가 일체로 형성되며, 엔진의 연소실로 연료를 분사하는 하나 이상의 연료분사공이 원주방향으로 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 가이드의 이동으로 상기 가이드의 저면부가 상기 하나 이상의 연료분사공이 형성한 피치원경의 안쪽에서 밀착상태를 형성하는 오리피스판을 구비한 것을 특징으로 하는 연료분사 인젝터.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 연료통과구멍의 상부에는 상기 볼밸브가 밀착하거나 이격되어 상기 연료통과구멍을 개폐하는 밸브시트가 구비된 것을 특징으로 하는 연료분사 인젝터.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 오리피스판은 상기 하우징의 하단에서 상기 캐비티의 하부를 덮어서 커버하고, 상기 하나 이상의 연료분사공이 형성한 피치원경은 연료통과구멍보다 큰 직경인 것을 특징으로 하는 연료분사 인젝터.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 연료분사공은 연료를 확산시키도록 경사지게 형성 된 것을 특징으로 하는 연료분사 인젝터.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 오리피스판의 하부에는 상기 연료분사공의 피치원경보다 큰 직경을 가진 구멍을 구비한 지지디스크가 장착된 것을 특징으로 하는 연료분사 인젝터.

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