KR20000051057A - Fuel injection apparatus for direct injection type gasoline engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A fuel injection apparatus for direct injection type gasoline engine is provided to allow easy adjustment of fuel injection direction and achieve an enhanced combustion efficiency while preventing the fuel from being collided against a wall of combustion chamber. CONSTITUTION: A fuel injection apparatus installed in a head side of the combustion chamber so as to inject fuel into the combustion chamber, the apparatus comprising a fuel injection nozzle having two or more injection holes having different injection orientation, two or more injection holes selectively injecting fuel during the process of engine combustion.

Description

직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치{FUEL INJECTION APPARATUS FOR DIRECT INJECTION TYPE GASOLINE ENGINE}FUEL INJECTION APPARATUS FOR DIRECT INJECTION TYPE GASOLINE ENGINE}

본 발명은 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소실에 분사된 연료가 안정적으로 연소될 수 있도록 연소과정의 초기 또는 후기에 따라 노즐로부터의 연료 분사방향을 적절히 조절할 수 있는 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel injection device for a direct gasoline engine. More particularly, the fuel injection direction from the nozzle can be properly adjusted according to the early or late stage of the combustion process so that the fuel injected into the combustion chamber can be stably combusted. A fuel injection device for a direct gasoline engine.

일반적으로 가솔린 엔진 뿐 아니라 모든 엔진에서 우리가 추구하고 있는 목표는 동일 배기량으로 최대의 큰 출력을 얻으면서도 반면에 운전경비는 절감되고 유해 배기가스는 저감시키는 것이다.In general, our goal for all engines, not just gasoline engines, is to achieve maximum output at the same displacement, while reducing operating costs and reducing harmful emissions.

가솔린을 연료로 사용하는 자동차용 내연기관은 연료를 분사하는 위치에 따라 흡기포트 내에 분사하는 방식과, 연소실 내에 직접 분사하는 방식으로 크게 구별할 수 있다. 우선 흡기포트 내부에 분사하는 방식의 경우에는 흡기포트에 연료를 분사하고 연소실내의 적절한 유동에 의한 희박연소를 추구하는 방식으로, 희박연소 엔진(Lean Burn Engine, 린번엔진)이 이에 포함된다. 흡기포트 분사식 가솔린 엔진에서는 분무된 연료를 최대한 균질화시키고 연소실내의 강한 유동으로 급속 연소시키는 방법이 주로 사용되지만 희박연소의 한계가 좁고 강한 유동을 생성하도록 흡기포트를 설계하기 때문에 오히려 최대출력의 감소가 현저하여 소형 및 경차용 엔진에서는 사용이 제한되고 있다. 흡기포트 분사식 가솔린 엔진에서, 연료 인젝터는 흡기관 또는 연소실 헤드에 장착되어 흡기포트로 연료를 분사하게 된다. 이때, 분사되는 연료는 일반적으로 흡기 행정 중에 연소실내로 유입되며, 점화시 연소실내의 연료와 공기는 균일한 형태의 혼합기 상태가 된다. 이와 같은 흡기포트분사식 가솔린 엔진에서의 흡기포트는 혼합기의 흡기유량, 텀블유동(Tumble Flow) 및 스월유동(Swirl Flow) 등을 감안한 설계가 요구된다. 린번 흡기포트분사식 가솔린 엔진에서는 일반적인 흡기포트분사식 가솔린 엔진과 유사하나 희박공연비에서의 연소 안정성 확보를 위하여 흡기유동의 스월(수평 방향의 회전유동, Swirl)이나 텀블(수직 방향의 회전유동, Tumble) 등의 특성을 강화시켜 혼합기의 균일한 분포 또는 성층화를 유도한다. 이러한 엔진은 희박연소가 적용되는 영역(연비모드)과 일반연소가 적용되는 영역(출력모드)으로 연소제어모드가 구분되며 각 연소모드에서의 연료분사 방법 및 분사시기는 동일하다.An internal combustion engine for automobiles using gasoline as a fuel can be largely classified into a method of injecting into an intake port and a method of directly injecting the fuel into a combustion chamber according to a position of injecting fuel. First, in the case of the method of injecting into the intake port, a lean burn engine (Lean Burn Engine) is included in such a manner as to inject fuel into the intake port and seek lean combustion by appropriate flow in the combustion chamber. In the intake port injection gasoline engine, the method of homogenizing the sprayed fuel as much as possible and rapidly burning it with the strong flow in the combustion chamber is mainly used, but the limit of the lean burn is narrow and the intake port is designed to generate the strong flow, but the decrease in the maximum power is rather reduced. Significantly, their use is limited in small and light engines. In the intake port injection type gasoline engine, a fuel injector is mounted on the intake pipe or combustion chamber head to inject fuel into the intake port. At this time, the injected fuel is generally introduced into the combustion chamber during the intake stroke, and the fuel and air in the combustion chamber are in the form of a uniform mixer during ignition. The intake port of such an intake port injection type gasoline engine requires a design in consideration of the intake flow rate, tumble flow, swirl flow, and the like of the mixer. The lean burn intake port injection type gasoline engine is similar to the general intake port injection type gasoline engine, but the intake flow swirl (horizontal rotational flow, swirl) and tumble (vertical rotational flow, tumble) are used to secure combustion stability at lean fuel consumption. Enhances the properties of the inducer to induce uniform distribution or stratification of the mixer. These engines are divided into a combustion control mode into a region in which lean combustion is applied (fuel mode) and a region in which general combustion is applied (output mode), and the fuel injection method and injection timing in each combustion mode are the same.

그리고, 직접분사식 가솔린 엔진(G.D.I Engine)은 연소실 내부에 연료를 직접분사하고 적절한 연소실 내부 유동에 의하여 혼합기의 성층화를 통한 희박연소를 추구하는 방식이다. 최근에 고압 인젝터 기술 등의 발전과 연비향상의 필요성이 증가하면서 개발되기 시작하였으며, 이러한 직접분사식 엔진은 부분부하 운전시 40:1 정도의 초희박운전이 가능한 연소 시스템을 적용하여 연비의 획기적인 향상을 가져온다. 그 구성을 살펴보면, 고압으로 구동되는 연료 인젝터가 연소실 헤드에 장착되며, 연료는 연소실내로 직접 분사된다. 직접분사식 가솔린 엔진의 연소모드는 초희박공연비 운전구간인 연비모드와 일반 운전구간인 출력모드로 구분되며, 각 모드는 연료 분사시기와 혼합기의 유동현상 등에 의하여 구분된다. 연비모드는 혼합기의 성층화(점화 플러그 주위에 연료를 농후하게 만듦)를 통하여 초희박연소를 가능하게 하며 연료의 분사시기는 혼합기 성층화 효과를 극대화하기 위하여 압축행정 중에 이루어진다. 출력모드의 경우에는 연료의 직접분사 외에는 흡기포트 분사방식과 동일하여 흡기행정 중에 분사가 이루어지고 균일 혼합기를 이용한다. 직접분사식 가솔린 엔진은 혼합기의 적절한 성층화와 연료 분사시기 등의 제어를 위해 직립형 역텀블 흡기포트, 스월 제어밸브를 갖는 나선형 흡기포트 등의 적용과 각 흡기포트 형상에 적절한 피스톤 상면부 설계를 통해 연소실내 혼합기의 유동을 제어하여야 한다.In addition, the direct injection gasoline engine (G.D.I Engine) is a method of directly injecting fuel into the combustion chamber and pursuing lean combustion through stratification of the mixer by appropriate flow in the combustion chamber. Recently, the development of high pressure injector technology and the need for improvement of fuel economy have begun to be developed. These direct injection engines have applied a combustion system capable of ultra-thin operation of about 40: 1 for partial load operation, thereby improving fuel efficiency. Bring. Looking at the configuration, a fuel injector driven at a high pressure is mounted to the combustion chamber head, and fuel is injected directly into the combustion chamber. The combustion mode of the direct injection gasoline engine is divided into the fuel efficiency mode, which is an ultra-lean fuel economy operation section, and the output mode, which is a general operation section, and each mode is classified by the fuel injection timing and the flow phenomenon of the mixer. The fuel economy mode enables ultra-thin combustion through stratification of the mixer (making the fuel richer around the ignition plug) and the injection timing of the fuel takes place during the compression stroke to maximize the mixer stratification effect. In the case of the output mode, the same as the intake port injection method except for direct injection of fuel, injection is performed during the intake stroke and a uniform mixer is used. The direct injection gasoline engine has an upright invertible tumble intake port, a spiral intake port with a swirl control valve, etc. for proper stratification and fuel injection timing of the mixer, and a piston top design suitable for each intake port shape. The flow of the mixer must be controlled.

한편, 연료분사 장치는 흡입공기량을 전기적으로 검출하고, 이것에 따르는 연료를 엔진의 운전조건에 적응시켜 분사하는 것으로, 크게 연료계통과 흡기계통 및 제어계통으로 나눌 수 있다.On the other hand, the fuel injection device electrically detects the intake air amount and injects the fuel according to the operating conditions of the engine, and can be divided into a fuel system, an intake system, and a control system.

상기 여러 계통중 연료계통에는 연료펌프, 압력 레귤레이터, 인젝터가 포함된다. 상기 인젝터는 컴퓨터에서 보내오는 신호에 따라 각 기통의 흡기 매니폴드에 연료를 분사하는 것으로 솔레노이드 코일, 플런저, 니들밸브로 이루어져 있다.Among these systems, the fuel system includes a fuel pump, a pressure regulator, and an injector. The injector injects fuel into the intake manifold of each cylinder in response to a signal from a computer, and is composed of a solenoid coil, a plunger and a needle valve.

다음은 전술한 바와 같은 엔진의 유형들을 소개한다.The following introduces the types of engines as described above.

미국 특허 4993643에서는 연료분사기의 내부에 이를 감싸는 제어용 슬리브가 설치되어 있고, 노즐팁이 분사방향으로 이동할 수 있다. 또한 노즐내에는 강한 스월이 생성되고, 분사공이 2개로 형성되어 2개의 구멍으로부터 연료가 동시에 분사되도록 구성되어 있다. 1개의 분사공은 주된 분무가 실행되고 나머지 하나의 분사공에는 보조 분무가 수행되어 스월유동에 의해서 연소실내에 균일하게 분포된다. 각각의 분사공은 서로 분사각도가 상이하며, 여기에서 한 개의 작은 분사공에서는 점화플러그 측으로 향하도록 된 기술이 개시되어 있다.In US Patent 4993643, a control sleeve is disposed inside the fuel injector, and the nozzle tip can move in the injection direction. In addition, a strong swirl is generated in the nozzle, and two injection holes are formed so that fuel can be injected simultaneously from the two holes. One injection hole is subjected to the main spraying, and the other injection hole is subjected to auxiliary spraying so that it is uniformly distributed in the combustion chamber by swirl flow. Each injection hole has a different injection angle from each other, and a technique is disclosed in which one small injection hole is directed toward the spark plug side.

또한, 미국 특허 4300509에서는 엔진 운전 조건이 바뀌면 솔레노이드 제어방식으로 압력 레귤레이터가 작동되어 연료의 단위 분사량을 변화시키도록 된 기술이 개시되어 있다.In addition, US Patent 4300509 discloses a technology in which a pressure regulator is operated by a solenoid control method to change a unit injection amount of fuel when an engine operating condition is changed.

도 1 은 전술한 종래 직분식 가솔린 엔진을 도시한 종단면도이다. 도 1에 도시된 바와같이 초희박(성층화)연소와 균일화에 의한 연소가 운전조건에 따라 각각 이루어진다. 연료분사노즐(10)이 흡기포트(20) 근처에 위치하고 있으며, 약각의 기울기와 함께 위에서 아래로 연료가 분사된다. 초희박연소에서는 흡기과정시 생성된 스월 및 텀블유동과 피스톤(30) 상면의 형상등을 이용하여 분무된 연료가 연소실(40)내에서 점화시기에 점화플러그(50) 주변으로 집중되는 성층화가 이루어진다. 균일화에 의한 연소에서도 연료는 노즐(10)로부터 같은 방향으로 연소실(40)내로 분사하게 되는 데, 분사된 액적들은 피스톤(30) 상면에는 별로 부딪히지 않고 주로 흡입되는 공기의 텀블과 스월등과 관련된 유동에 영향을 받게 된다. 이와같은 종래의 가솔린 직분식 엔진에서는 연소실(40)내의 연료를 운전조건에 상관없이 같은 방향으로 분사하도록 되어 있다.1 is a longitudinal sectional view showing the conventional direct gasoline engine described above. As shown in FIG. 1, ultra-thin (layered) combustion and combustion by homogenization are respectively performed according to operating conditions. The fuel injection nozzle 10 is located near the intake port 20, and fuel is injected from the top to the bottom with a slight inclination. In ultra-thin combustion, the stratified fuel is sprayed using the swirl and tumble flow generated during the intake process and the shape of the upper surface of the piston 30, and is concentrated in the combustion chamber 40 around the spark plug 50 at the ignition time. . Even in combustion by homogenization, fuel is injected from the nozzle 10 into the combustion chamber 40 in the same direction, and the injected droplets do not collide with the upper surface of the piston 30 but are mainly related to the tumble and swirl of air sucked in. Will be affected. In such a conventional gasoline direct type engine, the fuel in the combustion chamber 40 is injected in the same direction regardless of the operating conditions.

종래에는 모든 운전조건에서 성층화연소 또는 균일연소에 상관없이 일정한 방향으로 연료를 분사하도록 되어 있기 때문에 성층화 연소일 경우에는 분무된 액적들이 점화플러그 주위로 집중되지만 균일연소인 경우에는 많은 부분이 연소실벽에 부딪히게 되고 일부분은 벽에 남아 유막을 형성한다. 이러한 부분들이 연소가 시작될 때까지 충분히 증발되지 않고 액체상태로 남아있는 경우 불안정한 연소가 이루어지며 미연탄화물이 계속 연소실내에 누적되게 되어 엔진성능에 많은 약영향을 미치게 되는 문제점이 있다. 또한 종래에는 분사노즐로는 균일연소조건에서 냉각시 또는 처음 시동시 실린더내의 연료분포를 균일하게 만들기가 어렵고 연료분사 조건과 관련된 설계부분에 많은 제약을 수반하는 문제점이 있다.Conventionally, since all fuels are sprayed in a constant direction regardless of stratified combustion or uniform combustion under all operating conditions, in the case of stratified combustion, the sprayed droplets are concentrated around the ignition plug. They are struck and some remain on the wall to form an oil film. If these parts remain in a liquid state without being sufficiently evaporated until commencement of combustion, unstable combustion is made, and unburned carbides continue to accumulate in the combustion chamber, which causes a lot of weak effects on engine performance. In addition, the conventional injection nozzle has a problem in that it is difficult to uniformize the fuel distribution in the cylinder at the time of cooling or the first start in the uniform combustion conditions and has many problems in the design part related to the fuel injection conditions.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 직분식 엔진에서 요구하는 성층화에 의한 초희박 연소, 균일화에 의한 연소 등을 만족시킬 수 있는 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a fuel injection device for a direct gasoline engine capable of satisfying ultrathin combustion by stratification, combustion by homogenization, and the like required by a direct engine. .

도 1 은 종래 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치를 도시한 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a fuel injection device of a conventional direct injection gasoline engine.

도 2 및 도 3 은 각각 본 발명에 따른 연료분사 장치를 도시한 것으로, 연소과정의 초기/후기 상태를 보인 종단면도.2 and 3 are each a fuel injection device according to the present invention, a longitudinal cross-sectional view showing an initial / late state of the combustion process.

도 4 및 도 5 는 각각 본 발명에 따른 연료분사 장치를 도시한 것으로, 연소과정의 초기/후기 상태에 따른 연료 분사각도를 보인 종단면도.4 and 5 are each a fuel injection device according to the present invention, a longitudinal cross-sectional view showing the fuel injection angle according to the initial / late state of the combustion process.

도 6 은 본 발명에 따른 유로공에서의 연료흐흠을 보인 평면도.Figure 6 is a plan view showing the fuel flow in the flow path in accordance with the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

100:몸체 102:공간부100: body 102: space part

104,104a:유로공 106,106a:연료유입용 유로104,104a: Euro hole 106,106a: Fuel flow path

110:솔레노이드 112:플런저110: solenoid 112: plunger

120:이동부재 122,122a:유로공120: moving member 122,122a: euro ball

124,124a:분사공 130,130a;핀틀밸브124,124a: spray hole 130,130a; pintle valve

본 발명은 몸체의 중간 내부에는 솔레노이드와 솔레노이드에 연동되는 이동부재를 설치하고, 솔레노이드의 작동에 의해서 이동부재를 이동시켜 이동부재 바닥면에 형성된 복수의 분사공으로 부터 선택적으로 연료를 분사할 수 있도록 한 것으로, 전술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같이 구성된다. 즉,The present invention provides a solenoid and a movable member interlocked with the solenoid in the middle of the body, and moves the movable member by the operation of the solenoid to selectively inject fuel from a plurality of injection holes formed on the bottom surface of the movable member. In order to achieve the above object, it is configured as follows. In other words,

연소실 헤드측에 설치되어 연료를 연소실 내부로 분사하는 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치에 있어서,In the fuel injection device of a direct gasoline engine provided on the combustion chamber head side to inject fuel into the combustion chamber,

상기 연료분사 노즐은 서로 다른 분사방향을 갖는 2이상의 분사공을 가지며, 상기 2이상의 분사공은 엔진 연소과정에서 선택적으로 연료분사된다.The fuel injection nozzle has two or more injection holes having different injection directions, and the two or more injection holes are selectively injected during the engine combustion process.

전술한 구성에서, 상기 2이상의 분사공은 분사공이 2개로 하는 것이 바람직하다.In the above configuration, the two or more injection holes are preferably two injection holes.

전술한 구성에서, 상기 2개의 분사공중 제 1분사공은 초희박공연비 운전구간인 연비모드에서 작동하고, 제 2분사공은 일반 운전구간인 출력모드에서 작동되도록 하는 바람직하다.In the above-described configuration, it is preferable that the first injection hole of the two injection holes is operated in the fuel efficiency mode which is the ultra-thin fuel economy driving section, and the second injection hole is operated in the output mode which is the general driving section.

전술한 구성에서, 상기 연료분사 노즐은, 상기 연소실 헤드측에 고정 설치되며, 중앙 내부에는 소정의 공간부가 형성됨과 동시에 그 내측면 양측에는 각각 단차를 갖는 복수의 유로공이 형성되고, 양측 내부에는 상기 유로공과 연통되는 연료유입용 유로가 형성되는 몸체; 상기 몸체의 내부 공간부에 고정 설치되는 플런저를 갖는 솔레노이드; 상기 플런저의 작동에 따라 상기 몸체 내부를 미끄럼 이동하면서 상기 유로공과 선택적으로 연통될 수 있도록 그 외측면에는 각각 단차의 유로공이 형성되고, 바닥면에는 상기 유로공으로 부터 유입된 연료를 상기 연소실내로 소정각도로 분사하는 복수의 분사공이 형성된 이동부재; 및 상기 분사공내에 설치되며, 상기 유로공으로 유입된 연료의 압력에 의해서 상기 분사공을 선택적으로 탄력있게 개방하는 핀틀밸브로 구성되는 것이 바람직하다.In the above-described configuration, the fuel injection nozzle is fixed to the combustion chamber head side, a predetermined space portion is formed inside the center, and a plurality of flow path holes having a step are formed on both sides of the inner side thereof, respectively, A body having a flow path for fuel inflow communicating with the flow path hole; A solenoid having a plunger fixedly installed in an inner space of the body; Stepped passage holes are formed on the outer surface thereof so as to selectively communicate with the passage holes while sliding the inside of the body according to the operation of the plunger, and the fuel introduced from the passage holes is predetermined in the bottom surface into the combustion chamber. A moving member having a plurality of injection holes sprayed at an angle; And a pintle valve installed in the injection hole and selectively elastically opening the injection hole by the pressure of the fuel introduced into the flow path hole.

전술한 구성에서, 상기 유로내에 유입된 연료가 회전될 수 있도록 상기 유로는 상기 분사공의 중심선과 엇갈리게 형성되는 것이 바람직하다.In the above configuration, it is preferable that the flow path is formed to be staggered with the center line of the injection hole so that fuel introduced into the flow path can be rotated.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a fuel injection device of a direct gasoline engine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2 및 도 3 은 각각 본 발명에 따른 연료분사 장치를 도시한 것으로, 연소과정의 초기/후기 상태를 보인 종단면도이다.2 and 3 are each a fuel injection device according to the present invention, a longitudinal cross-sectional view showing the initial / late state of the combustion process.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와같이, 본 발명의 연료분사장치는 연소실 헤드측에 고정 설치되며, 중앙 내부에는 소정의 공간부(102)가 형성됨과 동시에 그 내측면 양측에는 각각 단차를 갖는 복수의 유로공(104)(104a)이 형성되고, 양측 내부에는 상기 유로공(104)(104a)과 연통되는 연료유입용 유로(106)(106a)가 형성되는 몸체(100); 상기 몸체(100)의 내부 공간부(102)에 고정 설치되는 플런저(112)를 갖는 솔레노이드(110); 상기 플런저(112)의 작동에 따라 상기 몸체(100) 내부를 미끄럼 이동하면서 상기 유로공(104)(104a)과 선택적으로 연통될 수 있도록 그 외측면에는 각각 단차의 유로공(122)(122a)이 형성되고, 바닥면에는 상기 유로공(122)(122a)으로 부터 유입된 연료가 상이한 각도로 분사되는 복수의 분사공(124)(124a)이 형성된 이동부재(120); 및 상기 분사공(124)(124a)내에 설치되며, 상기 유로공(104)(104a)(122)(122a)으로 유입된 연료의 압력에 의해서 상기 분사공(124)(124a)을 선택적으로 탄력있게 개방하는 핀틀밸브(130)(130a)로 이루어진다.As shown in Figures 2 to 3, the fuel injection device of the present invention is fixed to the combustion chamber head side, a predetermined space portion 102 is formed in the center and at the same time a plurality of having a step on each side of the inner surface A flow path hole (104) (104a) is formed, both sides of the body 100 is formed with a fuel inlet flow path (106, 106a) in communication with the flow path hole (104, 104a); A solenoid 110 having a plunger 112 fixedly installed in the inner space 102 of the body 100; Steps on the outer surface of the passage holes 122 and 122a are provided on the outer side surfaces of the body 100 so as to be selectively communicated with the passage holes 104 and 104a by sliding the inside of the body 100 according to the operation of the plunger 112. Is formed, the moving member 120 is formed on the bottom surface is formed with a plurality of injection holes (124, 124a) is injected into the fuel flow from the flow path (122, 122a) at different angles; And installed in the injection holes 124 and 124a to selectively resilient the injection holes 124 and 124a by the pressure of the fuel flowing into the flow path holes 104, 104a, 122, 122a. It consists of a pintle valve 130, 130a to be opened.

전술한 본 발명의 연료분사장치의 구성요소를 보다 상세하게 설명하면, 우선 몸체(100)는 연소실 헤드측에 고정 설치되어 있으며, 몸체(100)의 하측이 연소실과 접촉되게 설치되어 있다. 그리고 몸체(100)의 중앙 내부에는 소정의 공간부(102)가 형성되어 있으며, 상기 공간부(102)의 내부 양측벽에는 각각 단차를 갖는 복수의 유로공(104)(104a)이 형성되어 있다. 그리고, 몸체(100)의 양측 내부에는 유로공(104)(104a)과 연통되는 연료유입용 유로(106)(106a)가 형성되어 있는 바, 이 연료유입용 유로(106)(106a)는 도시하지 않은 연료공급장치로 부터 공급되는 연료가 유입되는 통로 역할을 한다.Referring to the components of the fuel injection device of the present invention in more detail, first, the body 100 is fixed to the combustion chamber head side, the lower side of the body 100 is provided in contact with the combustion chamber. In addition, a predetermined space portion 102 is formed inside the center of the body 100, and a plurality of flow path holes 104 and 104 a are formed on both inner side walls of the space portion 102, respectively. . In addition, the fuel inflow flow paths 106 and 106a are formed in both sides of the body 100 to communicate with the flow path holes 104 and 104a. It serves as a passage for the fuel from the fuel supply system.

솔레노이드(110)는 상기 몸체(100)의 내부 공간부(102)에 고정 설치되어 있으며, 솔레노이드(110)의 하측에는 플런저(112)가 설치되어 있다.The solenoid 110 is fixed to the internal space 102 of the body 100, the plunger 112 is provided below the solenoid 110.

이동부재(120)는 플런저(112)에 연결되어 있으며, 플런저(112)의 작동에 따라 상기 몸체(100) 내부를 미끄럼 이동하면서 상하로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이동부재(120)가 상하로 이동하면서 상기 유로공(104)(104a)(106)(106a)과 선택적으로 연통될 수 있도록 구성되는 바, 이동부재(120)의 외측면에는 각각 단차의 유로공(122)(122a)이 형성되고, 이동부재(120)의 바닥면에는 상기 유로공(104)(104a)(106)(106a)으로 부터 유입된 연료가 상이한 각도로 분사되는 복수의 분사공(124)(124a)이 형성되어 있다. 여기서, 분사공(124)(124a)중 제 1분사공(124)은 초희박공연비 운전구간인 연비모드에서 작동하고, 제 2분사공(124a)은 일반 운전구간인 출력모드에서 작동되도록 하는 것이 바람직하다.The moving member 120 is connected to the plunger 112 and is configured to move up and down while sliding the inside of the body 100 according to the operation of the plunger 112. The moving member 120 is configured to be selectively communicated with the flow path 104, 104a, 106, 106a while moving up and down, the outer surface of the moving member 120, respectively, the flow path of the step 122, 122a are formed, and a plurality of injection holes are injected into the bottom surface of the moving member 120 from the fuel holes 104, 104a, 106, and 106a injected at different angles. 124 and 124a are formed. Here, the first injection hole 124 of the injection hole (124, 124a) is operated in the fuel economy mode that is the ultra-thin fuel economy operating section, the second injection hole (124a) is to be operated in the output mode, which is a normal operation section. desirable.

한쌍의 핀틀밸브(130)(130a)는 각각의 분사공(124)(124a)내에 설치되어 있으며, 상기 유로공(104)(104a)(106)(106a)으로 유입된 연료의 압력에 의해서 상기 분사공(124)(124a)을 선택적으로 개방하거나 차단하는 역할을 하는 것으로, 핀틀밸브(130)(130a)의 상측 끝단에는 스프링(140)(140a)이 연결되어 핀틀밸브(130)(130a)의 이동에 탄력을 주도록 되어 있다.The pair of pintle valves 130 and 130a are installed in the respective injection holes 124 and 124a, and the pressure of the fuel introduced into the flow path holes 104, 104a, 106 and 106a is increased. It serves to selectively open or block the injection holes (124, 124a), spring 140 (140a) is connected to the upper end of the pintle valve (130, 130a) pintle valve (130, 130a) It is intended to give elasticity to the movement.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the fuel injection device of a direct gasoline engine according to the present invention configured as described above are as follows.

도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 엔진이 구동되면 노즐구동부(도시하지 않음)에 있는 솔레노이드(110)의 작동에 의해서 이동부재(120)가 플런저(112)와 함께 연동되어 상하로 움직인다. 여기서 솔레노이드(110)의 작동은 엔진 제어부에 의해서 제어되어 점화시기를 적절하게 조절한다. 이동부재(120)가 상하로 움직임에 따라 몸체(100)의 유로와 이동부재(120)의 유로가 선택적으로 연결된다. 이때 연료유입용 유로(106)(106a)를 통해서 유입된 연료가 이동부재(120)의 유로(122)(122a)로 유입됨과 동시에 스프링(140)(140a)의 탄성력을 극복하고 핀틀밸브(130)(130a)를 개방시키고 분사공(124)(124a)을 통해서 분사된다. 일정량의 연료가 분출된 후에는 솔레노이드(110)의 작동으로 플러저(112)를 원위치시켜서 이동부재(120)를 원위치시킨다. 이동부재(120)를 이동시켜서 유로(122)(122a)를 차단하여 연료의 공급을 차단하며, 이때 분사공(124)(124a)은 스프링(140)(140a)의 탄성복원력에 의해서 핀틀밸브(130)(130a)에 의해서 폐쇄된 상태를 유지한다.As shown in FIGS. 2 and 3, when the engine is driven, the moving member 120 moves together with the plunger 112 by the operation of the solenoid 110 in the nozzle driving unit (not shown). Here, the operation of the solenoid 110 is controlled by the engine control unit to properly adjust the ignition timing. As the moving member 120 moves up and down, the flow path of the body 100 and the flow path of the moving member 120 are selectively connected. At this time, the fuel introduced through the fuel inlet flow paths 106 and 106a flows into the flow paths 122 and 122a of the moving member 120 and overcomes the elastic force of the springs 140 and 140a and the pintle valve 130 130a is opened and sprayed through the injection holes 124 and 124a. After a predetermined amount of fuel is ejected, the moving member 120 is returned by returning the plunger 112 to the operation of the solenoid 110. By moving the moving member 120 to block the flow path (122) (122a) to cut off the supply of fuel, wherein the injection hole (124, 124a) is a pintle valve by the elastic restoring force of the spring (140, 140a) 130) is kept closed by 130a.

도 4 및 도 5 는 각각 본 발명에 따른 연료분사 장치를 도시한 것으로, 연소과정의 초기/후기 상태에 따른 연료 분사각도를 보인 종단면도이다.4 and 5 are each a fuel injection device according to the present invention, a longitudinal cross-sectional view showing the fuel injection angle according to the initial / late state of the combustion process.

우선, 도 2 및 도 4에 도시된 바와같이, 연소과정의 초기에는 솔레노이드(110)의 플런저(112)가 이동부재(120)를 당겨서 유로(104a)(122a)가 연결되도록 하여 연료가 분사공(124a)으로 유입되도록 한후 분사를 수행한다. 그리고 도 3 및 5에 도시된 바와같이, 연소과정의 후기에는 솔레노이드(110)의 플런저(112)가 이동부재(120)를 밀어서 유로(104)(122)가 연결되도록 하여 연료가 분사공(124)으로 유입되도록 한 후 분사를 수행한다.First, as shown in FIGS. 2 and 4, at the beginning of the combustion process, the plunger 112 of the solenoid 110 pulls the movable member 120 so that the flow paths 104a and 122a are connected to each other so that fuel is injected into the injection hole. Injection is performed after allowing the gas to flow into 124a. 3 and 5, at the end of the combustion process, the plunger 112 of the solenoid 110 pushes the movable member 120 so that the flow paths 104 and 122 are connected so that fuel is injected into the injection hole 124. ) And then spray.

도 6 은 본 발명에 따른 유로공에서의 연료흐흠을 보인 평면도이다. 도 6에 도시된 바와같이, 유로(122)(122a)와 분사공(124)(124a)을 중심선을 엇갈리도록 하여 유로(122)(122a)를 통해 유입되는 연료가 화살표처럼 회전되어 분사되도록 하는 것이 바람직하다.Figure 6 is a plan view showing the fuel flow in the flow path in accordance with the present invention. As shown in FIG. 6, the flow paths 122 and 122a and the injection holes 124 and 124a are staggered so that the fuel flowing through the flow paths 122 and 122a is rotated as an arrow and injected. It is preferable.

결과적으로, 연소과정의 초기에는 분사공(124a)을 통해서 연료를 분사하고 연소과정의 후기에는 분사공(124)을 통해서 연료를 분사할 수 있는 것이다.As a result, the fuel can be injected through the injection hole 124a at the beginning of the combustion process and the injection hole 124 later in the combustion process.

본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명은 연료분사의 방향 조절이 매우 용이하다. 그리고 균일 연료의 분사시 연소실벽에 연료가 부딪히지 않도록 하여 연소효율을 높일 수 있다. 또한 연료의 분무각 조절과 침투거리를 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is very easy to adjust the direction of fuel injection. In addition, the combustion efficiency may be improved by preventing the fuel from hitting the wall of the combustion chamber when the uniform fuel is injected. In addition, there is an effect that can easily adjust the spray angle and the penetration distance of the fuel.

Claims (5)

연소실 헤드측에 설치되어 연료를 연소실 내부로 분사하는 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치에 있어서,In the fuel injection device of a direct gasoline engine provided on the combustion chamber head side to inject fuel into the combustion chamber, 상기 연료분사 노즐은 서로 다른 분사방향을 갖는 2이상의 분사공을 가지며, 상기 2이상의 분사공은 엔진 연소과정에서 선택적으로 연료분사되는 것을 특징으로 하는 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 노즐.The fuel injection nozzle has two or more injection holes having different injection directions, the two or more injection holes are fuel injection nozzles, characterized in that the fuel injection selectively in the engine combustion process. 제 1항에 있어서, 상기 2이상의 분사공은 분사공이 2개인 것을 특징으로 하는 가솔린 직분식 엔진의 연료분사 장치.The fuel injection device of a gasoline direct injection engine according to claim 1, wherein the two or more injection holes have two injection holes. 제 2항에 있어서, 상기 2개의 분사공중 제 1분사공은 초희박공연비 운전구간인 연비모드에서 작동하고, 제 2분사공은 일반 운전구간인 출력모드에서 작동되는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분식 엔진의 연료료분사 장치.3. The petrol engine according to claim 2, wherein the first injection hole of the two injection holes is operated in the fuel efficiency mode of the ultra-thin fuel economy driving section, and the second injection hole is operated in the output mode of the general driving section. Fuel injection device. 제 1항내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료분사 노즐은, 상기 연소실 헤드측에 고정 설치되며, 중앙 내부에는 소정의 공간부가 형성됨과 동시에 그 내측면 양측에는 각각 단차를 갖는 복수의 유로공이 형성되고, 양측 내부에는 상기 유로공과 연통되는 연료유입용 유로가 형성되는 몸체;The plurality of flow paths according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel injection nozzle is fixed to the combustion chamber head side, a predetermined space portion is formed inside the center, and each of the plurality of flow paths has a step on each of the inner side surfaces thereof. A ball is formed, and a body having a fuel inflow channel formed in both sides in communication with the flow path hole; 상기 몸체의 내부 공간부에 고정 설치되는 플런저를 갖는 솔레노이드;A solenoid having a plunger fixedly installed in an inner space of the body; 상기 플런저의 작동에 따라 상기 몸체 내부를 미끄럼 이동하면서 상기 유로공과 선택적으로 연통될 수 있도록 그 외측면에는 각각 단차의 유로공이 형성되고, 바닥면에는 상기 유로공으로 부터 유입된 연료를 상기 연소실내로 소정각도로 분사하는 복수의 분사공이 형성된 이동부재; 및Stepped passage holes are formed on the outer surface thereof so as to selectively communicate with the passage holes while sliding the inside of the body according to the operation of the plunger, and the fuel introduced from the passage holes is predetermined in the bottom surface into the combustion chamber. A moving member having a plurality of injection holes sprayed at an angle; And 상기 분사공내에 설치되며, 상기 유로공으로 유입된 연료의 압력에 의해서 상기 분사공을 선택적으로 탄력있게 개방하는 핀틀밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직분식 가솔린 엔진의 연료분사 장치.The fuel injection device of the direct injection gasoline engine is installed in the injection hole, comprising a pintle valve for selectively opening the injection hole elastically by the pressure of the fuel flowed into the flow path hole. 제 4항에 있서서, 상기 유로내에 유입된 연료가 회전될 수 있도록 상기 유로는 상기 분사공의 중심선과 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 가솔린 직분식 엔진의 연료분사 장치.The fuel injection device of claim 4, wherein the flow path is staggered with the center line of the injection hole so that the fuel introduced into the flow path can be rotated.