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KR101328757B1 - A two stage fuel injection valve for a diesel engine - Google Patents

A two stage fuel injection valve for a diesel engine Download PDF

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Publication number
KR101328757B1
KR101328757B1 KR1020090102532A KR20090102532A KR101328757B1 KR 101328757 B1 KR101328757 B1 KR 101328757B1 KR 1020090102532 A KR1020090102532 A KR 1020090102532A KR 20090102532 A KR20090102532 A KR 20090102532A KR 101328757 B1 KR101328757 B1 KR 101328757B1
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KR
South Korea
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fuel
needle
injection
pressure
spring
Prior art date
Application number
KR1020090102532A
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Korean (ko)
Other versions
KR20110045818A (en
Inventor
김주태
안광헌
김승진
김영민
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005Pressure relief valves

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Abstract

본 발명은 엔진의 부하 조건에 따라 연료를 1단 또는 2단 분사하여 연료 분사압력을 조절함으로써 엔진의 저부하 조건에서는 분사 압력을 높여 연소 효율을 향상시키고, 엔진의 고부하 조건에서는 2단 분사를 통해 연소실 내의 급격한 온도 및 압력이 증가되는 현상을 방지할 수 있는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브에 관한 것이다.The present invention improves the combustion efficiency by increasing the injection pressure under low load conditions of the engine by adjusting the fuel injection pressure by injecting fuel in one or two stages according to the load condition of the engine, and through two-stage injection under the high load conditions of the engine. The present invention relates to a two-stage fuel injection valve for a diesel engine that can prevent a sudden increase in temperature and pressure in a combustion chamber.

상기와 같은 본 발명은, 연료를 2단에 걸쳐 순차적으로 나누어 분사함으로써 순간적으로 많은 양의 연료를 분사하지 않음으로써 순간적으로 많은 양의 연료가 분사됨으로써 발생되는 연소실 내의 급격한 온도 및 압력 상승에 따른 질소산화물이 과다 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 동일한 양의 연료를 동일한 시간에 더욱 높은 압력으로 분사시킬 수 있도록 하여, 이를 통해 저부하 조건에서 연료의 분무화를 향상시킬 수 있으며, 침투길이를 증가시켜 연료가 흡입공기와 보다 잘 혼합하여 연소에 적합한 혼합기를 생성함으로써 연소 효율을 향상시키고 연비 및 스모그 등의 배기가스를 저감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention as described above, the nitrogen in response to the rapid temperature and pressure rise in the combustion chamber that is generated by the injection of a large amount of fuel by instantaneous injection of a large amount of fuel by injecting the fuel divided into two stages sequentially It is effective in preventing the excessive generation of oxides, and it is possible to inject the same amount of fuel at a higher pressure at the same time, thereby improving the atomization of the fuel at low load conditions, and penetration By increasing the length, the fuel is better mixed with the intake air to produce a mixer suitable for combustion, thereby improving the combustion efficiency and reducing the exhaust gas such as fuel consumption and smog.

연료 분사밸브, 분사니들, 디젤 엔진, 연소실, 분사니들 높이조절수단 Fuel injection valve, injection needle, diesel engine, combustion chamber, injection needle height adjusting means

Description

디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브{A two stage fuel injection valve for a diesel engine}A two stage fuel injection valve for a diesel engine

본 발명은 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 부하 조건에 따라 연료를 1단 또는 2단 분사하여 연료 분사압력을 조절함으로써 엔진의 저부하 조건에서는 분사 압력을 높여 연소 효율을 향상시키고, 엔진의 고부하 조건에서는 2단 분사를 통해 연소실 내의 급격한 온도 및 압력이 증가되는 현상을 방지할 수 있는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a two-stage fuel injection valve for a diesel engine, and more particularly, to increase the injection pressure under low load conditions of the engine by controlling the fuel injection pressure by injecting fuel in one or two stages according to the load condition of the engine. The present invention relates to a two-stage fuel injection valve for a diesel engine capable of improving combustion efficiency and preventing a sudden increase in temperature and pressure in a combustion chamber through two-stage injection under high load conditions of an engine.

이하, 도면을 참조하여 배경기술과 그 문제점에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a background art and a problem thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 디젤 엔진용 연료 분사밸브를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining a fuel injection valve for a general diesel engine.

도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 디젤 엔진용 연료 분사밸브(1)는, 밸브 몸체부(10) 내측에 중공부(100)가 형성되어 상기 중공부(100)에 탄성부재(13)와 푸시로드(12)가 설치되고, 상기 밸브 몸체부(10)의 하부에는 노즐 바디(15)가 설치된 다. Referring to FIG. 1, a conventional fuel injection valve 1 for a diesel engine includes a hollow portion 100 formed inside the valve body 10 to push the elastic member 13 to the hollow portion 100. The rod 12 is installed, and the nozzle body 15 is installed below the valve body 10.

상기 노즐 바디(15)의 내부 중앙부에는 슬라이딩 홀(150)이 형성되며, 상기 슬라이딩 홀(150)의 중앙부에는 고압 챔버(151)가 형성되고, 상기 슬라이딩 홀(150)의 하단부에는 시트면(152)이 형성되며, 상기 시트면(152)의 하단부에는 분사 챔버(153)가 형성되고, 상기 분사 챔버(153)에서부터 노즐 바디(15)의 외주면까지는 다수개의 분사구(154)가 형성된다.A sliding hole 150 is formed at an inner central portion of the nozzle body 15, a high pressure chamber 151 is formed at a central portion of the sliding hole 150, and a seat surface 152 at a lower end of the sliding hole 150. ), An injection chamber 153 is formed at the lower end of the seat surface 152, and a plurality of injection holes 154 are formed from the injection chamber 153 to the outer circumferential surface of the nozzle body 15.

상기와 같이 구성된 노즐 바디(15)의 슬라이딩 홀(150)에는 탄성부재(13)의 하단부에 의해 상단부가 지지되도록 니들 밸브(11)가 슬라이딩 가능하게 삽입 설치되어 상기 니들 밸브(11)의 하부면이 시트면(152)과 이격되거나 접촉되면서 분사 챔버(153)를 개폐할 수 있도록 하는 구조이다.The needle valve 11 is slidably inserted into the sliding hole 150 of the nozzle body 15 configured as described above so that the upper end is supported by the lower end of the elastic member 13, and thus the lower surface of the needle valve 11 is provided. The injection chamber 153 can be opened and closed while being spaced or in contact with the seat surface 152.

또한, 연료펌프(도시되지 않음)로부터 공급되는 고압의 연료는 밸브 몸체부(10)에 형성된 연료 주입구(103)를 통하여 노즐 바디(15)의 고압 챔버(151)에 공급되며, 상기 고압 챔버(151)공급되는 연료의 압력이 탄성부재(13)와 푸시로드(12)에 의해 니들밸브(11)의 상부에 가해지는 힘보다 커지면 니들밸브(11)의 하부면은 시트면(104)과 분리되어 분사 챔버(153)와 분사구(154)를 통하여 연소실 내부로 분무된다. 상기 탄성부재(13)의 상측에는 탄성부재의 탄성을 조정하여 개방압을 조절할 수 있는 압력조절나사(14)가 설치된다.In addition, the high pressure fuel supplied from the fuel pump (not shown) is supplied to the high pressure chamber 151 of the nozzle body 15 through the fuel injection hole 103 formed in the valve body 10, and the high pressure chamber ( When the pressure of the supplied fuel is greater than the force applied to the upper portion of the needle valve 11 by the elastic member 13 and the push rod 12, the lower surface of the needle valve 11 is separated from the seat surface 104. Then it is sprayed into the combustion chamber through the injection chamber 153 and the injection port 154. The upper side of the elastic member 13 is provided with a pressure adjusting screw 14 that can adjust the opening pressure by adjusting the elasticity of the elastic member.

다음으로, 상기와 같이 구성되는 종래의 일반적인 디젤 엔진용 연료 분사밸브의 작동과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the conventional fuel injection valve for a conventional diesel engine configured as described above is as follows.

상기와 같이 구성된 종래의 일반적인 디젤 엔진용 연료 분사밸브(1)는, 연료 펌프(도시되지 않음)에 의해 고압으로 공급된 연료가 연료 주입구(103)를 통해 니들 밸브(11)가 설치된 노즐 바디(15)의 고압 챔버(151)에 공급되면, 상단부의 직경이 하단부의 직경보다 크게 형성된 니들 밸브(11)의 특성상 상기 연료 주입구(103)를 통해 고압으로 공급된 연료에 의해 니들 밸브(11)가 푸시로드(12) 방향으로 가압되어 슬라이딩 이동을 하게 된다.The fuel injection valve 1 for the conventional general diesel engine configured as described above includes a nozzle body in which the fuel supplied at high pressure by a fuel pump (not shown) is provided with the needle valve 11 through the fuel inlet 103. When supplied to the high pressure chamber 151 of 15), the needle valve 11 is driven by the fuel supplied at high pressure through the fuel inlet 103 due to the characteristic of the needle valve 11 is formed larger than the diameter of the lower end portion It is pushed in the direction of the push rod 12 to perform a sliding movement.

또한, 푸시로드(12)는 상기 니들 밸브(11)에 의해 밀려 상기 니들 밸브(11)와 연동되어 상승됨으로써 탄성부재(13)를 가압하게 되며, 이로 인하여 상기 탄성부재(13)는 압축된 상태가 된다.In addition, the push rod 12 is pushed by the needle valve 11 is raised in conjunction with the needle valve 11 to press the elastic member 13, thereby the elastic member 13 is in a compressed state Becomes

상기와 같이 니들 밸브(11)가 슬라이딩 이동되어 상승 하게 되면, 상기 슬라이딩 홀(150) 시트면(152)으로부터 니들 밸브(11)가 이격되어 상기 니들 밸브(11)와 시트면(152) 사이로 연료가 유입되고, 상기 니들 밸브(11)와 시트면(152) 사이로 유입된 연료는 분사 챔버(153)를 거친 후 분사구(154)를 통해 연소실 내부로 공급되는 것이다.As described above, when the needle valve 11 is slid and moved up, the needle valve 11 is spaced apart from the sliding hole 150 seat surface 152 to provide fuel between the needle valve 11 and the seat surface 152. Is introduced, and the fuel introduced between the needle valve 11 and the seat surface 152 passes through the injection chamber 153 and is supplied into the combustion chamber through the injection hole 154.

그리고 연료 펌프(도시되지 않음)의 특성상, 공급되는 연료의 압력이 순간적으로 차단되므로 압축된 탄성부재(13)의 원상 복원력이 고압 챔버(151)에 형성된 연료의 압력보다 커져 푸시로드(12)가 하강하게 된다. 상기와 같이 하강되는 푸시로드(12)에 의해 니들 밸브(11) 또한 밀리게 되어 하강을 하게 됨으로써 상기 니들 밸브(11)의 하단부가 시트면(152)에 밀착되어 연료가 더 이상 분사구(154)를 통해 연소실 내부로 공급되지 않게 되는 것이다.In addition, due to the nature of the fuel pump (not shown), since the pressure of the supplied fuel is momentarily interrupted, the original restoring force of the compressed elastic member 13 is greater than the pressure of the fuel formed in the high pressure chamber 151, so that the push rod 12 Will descend. The needle valve 11 is also pushed down by the push rod 12 that is lowered as described above, so that the lower end of the needle valve 11 comes into close contact with the seat surface 152 so that the fuel is no longer injected. It will not be supplied into the combustion chamber through.

그러나 상기와 같은 종래의 일반적인 디젤 엔진용 연료 분사밸브(1)는, 니들 밸브(11)가 상승됨과 동시에 다수개의 분사구(154)가 일시에 개방되어 연료의 분사 초기에 과다한 연료가 분사되어 연소실 내의 온도와 압력이 급격히 상승되어 질소산화물 배기가스가 많이 발생된다는 문제점이 있으며, 저 부하 운전 시에는 연료 분사 압력이 낮아 연료 분무 상태가 불량하여 연소 효율이 저하되고 연비가 나빠질 뿐만 아니라, 스모그 등의 배기가스가 증가된다는 문제점이 있었다.However, the fuel injection valve 1 for the conventional diesel engine as described above has the needle valve 11 raised and a plurality of injection ports 154 open at the same time, so that excessive fuel is injected at the initial stage of the injection of the fuel, and thus, in the combustion chamber There is a problem in that the temperature and pressure is rapidly increased to generate a large amount of nitrogen oxide exhaust gas, and during low load operation, the fuel injection pressure is low due to the low fuel injection pressure, resulting in poor combustion efficiency and poor fuel economy, and exhaust of smog, etc. There was a problem that the gas is increased.

따라서 본 발명의 목적은, 엔진의 부하 조건에 따라 연료를 1단 또는 2단 분사하여 연료 분사압력을 조절할 수 있도록 함으로써 엔진의 저부하 조건에서는 분사 압력을 높여 연소 효율을 향상시키고, 엔진의 고부하 조건에서는 2단 분사를 통해 연소실 내의 급격한 온도 및 압력이 증가되는 현상을 방지할 수 있는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to adjust the fuel injection pressure by injecting fuel in one or two stages according to the load condition of the engine, thereby improving the combustion efficiency by increasing the injection pressure in the engine under low load conditions, and high engine load conditions. In the second stage injection to provide a two-stage fuel injection valve for a diesel engine that can prevent the phenomenon of rapid temperature and pressure increase in the combustion chamber.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내측 중앙부에 형성되되, 하단부에는 제 1 시트면이 형성되고, 중앙부에는 제 2 시트면이 형성되며, 상기 제 2 시트면의 상단부에는 제 3 시트면이 형성되고, 제 3 시트면의 상단부에는 제 4 시트면이 형성되는 중공부; 상기 제 1 시트면 상부에 위치하도록 중공부의 하부에 형성된 니들 챔버; 하단부는 니들 챔버와 연통되며 중앙부는 중공부의 중앙부와 연통되도록 외주면 중앙부에서 하단부 방향으로 관통 형성된 고압 연료 주입구; 상기 중공부의 하부 끝단에서 외주면 방향으로 하향 경사지게 연통 형성된 하단 분사구; 상기 하단 분사구 상부에 위치하도록 중공부의 하부 끝단에서 외주면 방향으로 하향 경사지게 연통 형성된 상단 분사구; 및 제 4 시트면과 연통되도록 상부면 일측에서 제 4시트면 방향으로 하향 경사지게 형성된 감압용 공기압 주입구;를 포함하여 구성된 밸브 바디; 상기 니들 챔버가 형성된 중공부에 제 1 시트면과 하부면이 선택적으로 밀착될 수 있도록 슬라이딩 체결되며, 하부면에서 상부면 방향으로는 일정 높이의 연료 공급 통로가 형성되고, 외주면에서 연료 공급 통로까지는 니들 챔버와 연통되도록 연료 공급구가 관통 형성되는 분사니들; 상기 분사니들의 상부면에 의해 시트면이 지지되도록 중공부에 슬라이딩 체결되는 푸시로드; 상기 시트면의 상부면에 의해 하단부가 지지되도록 푸시로드와 중공부 사이에 개재되는 분사 스프링; 상기 분사 스프링의 상단부를 지지하도록 푸시로드의 외주면 상단에 슬라이딩 체결되는 스프링 시트; 상기 푸시로드의 상부면에 의해 하부면이 지지되도록 상기 스프링 시트의 상단부에 슬라이딩 체결되는 내부 가압니들; 및 상기 감압용 공기압 주입구 및 고압 연료 주입구의 중앙부와 연통되며, 스프링 시트의 상부면에 의해 하단부가 지지되도록 제 2 내지 제 4 시트면이 위치한 중공부에 슬라이딩 체결되어 감압용 공기압 주입구를 통해 유입된 공기압 및 고압 연료 주입구를 통해 유입된 고압의 연료에 의해 상단부는 상승되며, 상기 고압 연료 주입구를 통해 유입된 고압의 연료에 의해 하단부는 상승되어 분사 니들의 상승 높이를 제어하는 분사니들 높이 제어수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브를 제공하는 것이다.The present invention for achieving the above object, is formed in the inner central portion, the first sheet surface is formed in the lower end, the second sheet surface is formed in the center portion, the third sheet surface is formed in the upper end of the second sheet surface A hollow portion having a fourth sheet surface formed at an upper end of the third sheet surface; A needle chamber formed below the hollow part so as to be positioned above the first seat surface; A lower pressure portion communicating with the needle chamber and a central portion communicating with the central portion of the hollow portion such that the high-pressure fuel inlet is formed through the outer peripheral surface center portion in the lower portion direction; A lower injection hole communicating downwardly inclined toward an outer circumferential surface at a lower end of the hollow part; An upper injection hole communicating downwardly inclined toward an outer circumferential surface at a lower end of the hollow part to be positioned above the lower injection hole; And a pressure-reducing air pressure inlet formed inclined downward from the one side of the upper surface to the fourth seat surface so as to communicate with the fourth seat surface. The first seat surface and the lower surface are slidably fastened so as to selectively contact the first seat surface and the lower surface with the needle chamber, and a fuel supply passage having a predetermined height is formed in the direction from the lower surface to the upper surface, and from the outer circumferential surface to the fuel supply passage An injection needle through which a fuel supply port is formed to communicate with the needle chamber; A push rod slidably fastened to the hollow portion so that the seat surface is supported by the upper surface of the injection needle; An injection spring interposed between the push rod and the hollow to support the lower end by the upper surface of the seat surface; A spring sheet slidingly coupled to an upper end of an outer circumferential surface of the push rod to support an upper end of the injection spring; An internal pressure needle slidingly fastened to an upper end of the spring sheet so that the lower surface is supported by the upper surface of the push rod; And a communication part with a central portion of the pressure-reducing air pressure inlet and the high-pressure fuel inlet, and slidingly coupled to a hollow portion in which the second to fourth seat surfaces are positioned such that the lower end is supported by the upper surface of the spring sheet and introduced through the pressure-reducing air pressure inlet. Injection needle height control means for raising the upper end by the high pressure fuel introduced through the air pressure and the high pressure fuel inlet, and raising the lower end by the high pressure fuel introduced through the high pressure fuel inlet; It is to provide a two-stage fuel injection valve for a diesel engine, characterized in that consisting of.

여기서, 상기 분사니들 높이 제어수단은, 하부면에서 상부면 방향으로 일정 높이만큼 형성된 체결 슬롯과, 상기 체결 슬롯과 연통되도록 외주면 중앙부에서 체결슬롯 방향으로 연료 유입구가 관통 형성되고, 체결 슬롯의 상부면에서 상부면까지는 연료 분출구가 관통 형성되어, 상기 연료 유입구가 고압 연료 주입구의 중앙부와 연통되며, 하부면은 스프링 시트의 상부면에 의해 지지되도록 체결 슬롯이 내 부 가압니들에 슬라이딩 체결되되, 체결 슬롯의 상부면은 내부 가압니들의 상부면과 일정간격 이격되며, 하부면은 제 2 시트면과 일정간격 이격되도록 상기 체결 슬롯이 내부 가압 니들에 슬라이딩 체결되는 외부 가압니들; 상기 외부 가압 니들의 연료 분출구를 선택적으로 개폐시키며, 제 3 시트면과는 선택적으로 밀착되도록 상기 외부 가압니들의 상부에 위치하게 중공부에 슬라이딩 체결되는 제어니들; 상기 제어 니들의 상부면에 의해 하부면이 지지되며, 제 4 시트면과 선택적으로 밀착되도록 중공부에 슬라이딩 체결되며, 상부면에서 하부면 방향으로는 스프링 삽입 슬롯이 형성된 제어 피스톤; 및 상기 스프링 삽입 슬롯에 삽입 체결되며, 상단부는 상기 제어 피스톤의 스프링 삽입 슬롯의 외부로 돌출되어 중공부의 상단부에 나사 체결되는 높이 조절볼트의 하부면에 의해 상단부가 지지되는 제어 스프링;으로 구성될 수 있다.Here, the injection needle height control means, a fastening slot formed by a certain height in the direction of the lower surface from the lower surface, the fuel inlet is formed in the direction of the fastening slot in the center of the outer peripheral surface to communicate with the fastening slot, the upper surface of the fastening slot From the upper surface to the fuel injection port is formed through, the fuel inlet is in communication with the central portion of the high-pressure fuel inlet, the lower surface is fastened to the fastening slot to the internal pressure needle to be supported by the upper surface of the spring seat, the fastening slot The upper surface of the inner pressing needle is spaced apart from the upper surface by a predetermined distance, the lower surface is the outer pressing needle which is fastened to the inner pressing needle sliding the fastening slot so as to be spaced apart from the second seat surface; A control needle for selectively opening and closing the fuel ejection port of the external pressurizing needle and slidingly fastened to the hollow part so as to be in close contact with the third seat surface; A control piston supported by the upper surface of the control needle and slidably fastened to the hollow portion to be in close contact with the fourth seat surface, the control piston having a spring insertion slot formed in a direction from the upper surface to the lower surface; And a control spring inserted into the spring insertion slot and having an upper end protruding outward from the spring insertion slot of the control piston so that the upper end is supported by a lower surface of the height adjustment bolt screwed to the upper end of the hollow part. have.

또한, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브에는, 상기 밸브 바디의 상부면 타측에서 제어 피스톤의 상단부가 위치한 중공부 방향으로는 추가 가압용 공기압 주입구가 더 관통 형성될 수 있다.In addition, in the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention, an additional pressurizing air pressure inlet may be further formed in the hollow portion in which the upper end of the control piston is located at the other side of the upper surface of the valve body.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브는, 고압연료 주입구를 통해 니들 챔버와, 연료 공급구 및 연료 공급통로로 순차적으로 공급된 고압의 연료에 의하여 상부 방향으로 밀려서 슬라이딩 이동되는 분사니들에 의하여 하단 분사구와 상단 분사구가 순차적으로 개방됨으로써 상기 하단 분사구와 상단 분사구를 통해 연료를 2단에 걸쳐 순차적으로 나누어 분사함으로써 순간적으로 많은 양의 연료를 분사하지 않음으로써 순간적으로 많은 양의 연료가 분사됨으로써 발생되는 연소실 내의 급격한 온도 및 압력 상승에 따른 질소산화물이 과다 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention is pushed upward by the high pressure fuel sequentially supplied to the needle chamber, the fuel supply port and the fuel supply passage through the high pressure fuel inlet. The lower injection hole and the upper injection hole are sequentially opened by the sliding needle, so that the fuel is not injected in a large amount by instantaneously dividing the fuel in two stages through the lower injection hole and the upper injection hole. There is an effect to prevent the excessive generation of nitrogen oxides due to rapid temperature and pressure rise in the combustion chamber generated by the injection of a large amount of fuel.

또한, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브는, 하단 분사구를 통해 1차 분사되어 연소된 연료의 영항으로 인해 연소실은 보다 연소에 적합한 온도와 압력을 형성하여 상단 분사구를 통하여 2차에 분사되는 연료의 연소효율을 높여 스모그 배기가스를 저감시킬 수 있도록 함과 동시에, 엔진의 저부하 영역에서는 감압용 공기압 주입구를 통해 중공부 내부로 주입되는 공기압과 고압 연료 주입구와 연료 주입구, 체결 슬롯을 순차적으로 거친 후 연료 분출구를 통해 외부 가압 니들의 상부 방향으로 분출되는 고압의 연료에 의하여 분사니들 높이 제어수단이 작동되어 분사니들이 슬라이딩 이동되어 상승되는 높이를 제한함으로써 상단 분사구는 밀폐된 상태를 그대로 유지한 채 하단 분사구만이 개방되어 상기 하단 분사구만을 통하여 연료가 분사되도록 함으로써 동일한 양의 연료를 동일한 시간에 더욱 높은 압력으로 분사시킬 수 있도록 하여, 이를 통해 저부하 조건에서 연료의 분무화를 향상시킬 수 있으며, 침투길이를 증가시켜 연료가 흡입공기와 보다 잘 혼합하여 연소에 적합한 혼합기를 생성함으로써 연소 효율을 향상시키고 연비 및 스모그 등의 배기가스를 저감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention, the combustion chamber is formed by the injection of the primary combustion through the lower injection port and the combustion chamber to form a temperature and pressure more suitable for combustion to the secondary through the upper injection port In order to reduce the smog exhaust gas by increasing the combustion efficiency of the injected fuel, and in the low load area of the engine, the air pressure, the high pressure fuel inlet, the fuel inlet, and the fastening slot are injected into the hollow part through the pressure reducing air inlet. After the sequential roughness, the injection needle height control means is operated by the high-pressure fuel ejected upwardly through the fuel injection port to limit the height at which the injection needle is slid and moved so that the upper injection hole remains closed. Only the lower injection hole is opened while fuel is injected through only the lower injection hole. This allows the same amount of fuel to be injected at a higher pressure at the same time, thereby improving atomization of the fuel at low load conditions, and increasing the penetration length so that the fuel mixes better with the intake air. By producing a mixer suitable for combustion, there is an effect of improving the combustion efficiency and reducing the exhaust gas such as fuel consumption and smog.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브를 설명하기 위한 전체 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 연료의 흐름을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 분사니들이 상승되는 과정을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 분사 니들이 상승됨에 따라 내부 가압니들이 상승되는 과정을 설명하기 위한 단면도이며, 도 6은 본사니들 높이 제어수단의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.2 is an overall cross-sectional view for explaining a two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the flow of fuel of the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention, 4 is a cross-sectional view illustrating a process of raising the injection needle of the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a process of raising the internal pressure needle as the injection needle is raised, FIG. 6 Is a cross-sectional view for explaining the configuration of the head height control means.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브는, 밸브 바디(10), 분사니들(11), 푸시로드(12), 분사 스프링(13), 스프링 시트(14), 내부 가압니들(15), 분사니들 높이 제어수단(16)으로 구성된다.2 to 6, the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention, the valve body 10, the injection needle 11, the push rod 12, the injection spring 13, the spring seat ( 14), the internal pressure needle 15, the injection needle height control means (16).

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 밸브 바디(10)는, 내측 중앙부에 중공부(100)가 형성되되, 상기 중공부(100)의 하단부에는 제 1 시트면(101)이 형성되고, 상기 중공부(100)의 중앙부에는 제 2 시트면(102)이 형성되며, 상기 제 2 시트면(102)의 상단부에는 제 3 시트면(103)이 형성되고, 상기 제 3 시트면(103)의 상단부에는 제 4 시트면(104)이 형성된다. 또한, 상기 밸브 바디(10)는 상기 제 1 시트면(101) 상부에 위치하도록 중공부(100)의 하부에 니들 챔버(105)가 형성되며, 상기 니들 챔버(105)와 하단부가 연통되며, 중앙부는 중공부(100)의 중앙부와 연통되도록 외주면 중앙부에서 하단부 방향으로 고압 연료 주입구(106)가 관통 형성되며, 상기 중공부(100)의 하부 끝단에서 외주면 방 향으로 하향 경사지게 하단 분가구(107)가 연통 형성되고, 상기 하단 분사구(107)의 상부에 위치하도록 중공부의 하부 끝단에서 외주면 방향으로 상단 분사구(108)가 하향 경사지게 연통 형성되며, 상기 제 4 시트면(104)과 연통되도록 상부면에서 제 4 시트면(104) 방향으로는 감압용 공기압 주입구(109)가 관통 형성된다.In the valve body 10 of the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention configured as described above, a hollow portion 100 is formed at an inner central portion, and a first seat surface is formed at a lower end of the hollow portion 100. A 101 is formed, a second sheet surface 102 is formed at the central portion of the hollow portion 100, a third sheet surface 103 is formed at an upper end of the second sheet surface 102, and The fourth sheet surface 104 is formed at the upper end of the third sheet surface 103. In addition, the valve body 10 is formed with a needle chamber 105 in the lower portion of the hollow portion 100 to be located above the first seat surface 101, the needle chamber 105 and the lower end is in communication, The central portion is formed with a high-pressure fuel injection hole 106 penetrating from the outer circumferential center portion to the lower end portion so that the central portion communicates with the central portion of the hollow portion 100, and the lower furniture 107 is inclined downward from the lower end of the hollow portion 100 toward the outer circumferential surface thereof. ) Is formed in communication with each other, and the upper injection hole 108 is formed obliquely downward in the direction of the outer circumferential surface from the lower end of the hollow portion to be positioned above the lower injection hole 107, and the upper surface communicates with the fourth seat surface 104. In the fourth sheet surface 104 in the direction of the pneumatic inlet for pressure reduction 109 is formed through.

상기 분사니들(11)은, 상기 니들 챔버(105)가 형성된 중공부(100)에 제 1 시트면(101)과 하부면이 선택적으로 밀착될 수 있도록 슬라이딩 체결되며, 하부면에서 상부면 방향으로는 일정 높이의 연료 공급 통로(111)가 형성되고, 외주면에서 연료 공급 통로(111)까지는 니들 챔버(105)와 연통되도록 연료 공급구(112)가 관통 형성되어 상기 중공부(100)를 따라 상하 슬라이딩 이동됨에 따라 상기 하단 분사구(107)와 상단 분사구(108)를 순차적으로 개폐시킬 수 있도록 한다.The injection needle 11 is slidably fastened so that the first seat surface 101 and the lower surface may be selectively adhered to the hollow portion 100 in which the needle chamber 105 is formed, and from the lower surface to the upper surface direction. The fuel supply passage 111 of a predetermined height is formed, and the fuel supply opening 112 is formed to communicate with the needle chamber 105 from the outer circumferential surface to the fuel supply passage 111 so as to vertically move along the hollow portion 100. As the slide is moved, the lower injection hole 107 and the upper injection hole 108 may be sequentially opened and closed.

상기 푸시로드(12)는, 상기 분사니들(11)의 상부면에 의해 시트면(120)이 지지되도록 중공부(100)에 슬라이딩 체결된다.The push rod 12 is slidably fastened to the hollow part 100 so that the seat surface 120 is supported by the upper surface of the injection needle 11.

상기 분사 스프링(13)은, 상기 푸시로드(12)의 시트면(120)의 상부면에 의해 하단부가 지지되도록 푸시로드(12)와 중공부(100)의 내주면 사이에 개재된다.The injection spring 13 is interposed between the push rod 12 and the inner circumferential surface of the hollow portion 100 so that the lower end is supported by the upper surface of the seat surface 120 of the push rod 12.

상기 스프링 시트(14)는, 상기 분사 스프링(13)의 상단부를 지지하도록 상기 푸시로드(12)의 외주면 상단에 슬라이딩 체결된다.The spring seat 14 is slidingly fastened to an upper end of an outer circumferential surface of the push rod 12 to support an upper end of the injection spring 13.

상기 내부 가압니들(15)은, 상기 푸시로드(12)의 상부면에 의해 하부면이 지지되도록 상기 스프링 시트(14)의 상단부에 슬라이딩 체결된다.The inner pressure needle 15 is slidably fastened to an upper end of the spring seat 14 so that the lower surface is supported by the upper surface of the push rod 12.

상기 분사니들 높이 제어수단(16)은, 상기 감압용 공기압 주입구(109)와 고압 연료 주입구(106)의 중앙부와 연통되며, 상기 스프링 시트(14)의 상부면에 의해 하단부가 지지되도록 제 2 시트면(102), 제 3 시트면(103), 제 4 시트면(104)이 위치한 중공부(100)에 슬라이딩 체결되어, 상기 감압용 공기압 주입구(109)를 통해 유입된 공기압 및 고압 연료 주입구(106)를 통해 유입된 고압의 연료에 의해 상단부가 상승되며, 상기 고압 연료 주입구(106)를 통해 유입된 고압의 연료에 의해 하단부는 상승되어 분사니들(11)의 상승 높이를 제어할 수 있도록 한다.The injection needle height control means 16 is in communication with the central portion of the pressure-reducing air pressure inlet 109 and the high-pressure fuel inlet 106, and the second sheet so that the lower end is supported by the upper surface of the spring sheet 14. Sliding and fastening to the hollow portion 100, the surface 102, the third seat surface 103, the fourth seat surface 104 is located, the air pressure and high-pressure fuel inlet introduced through the pressure-reducing air inlet 109 ( The upper end is raised by the high pressure fuel introduced through the 106, and the lower end is raised by the high pressure fuel introduced through the high pressure fuel inlet 106 to control the height of the injection needle 11. .

상기와 같은 분사니들 높이 제어수단(16)의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the injection needle height control means 16 as described above in more detail as follows.

상기와 같은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 분사니들 높이 제어수단(16)은, 외부 가압니들(160), 제어니들(161), 제어 피스톤(162) 및 제어 스프링(163)으로 구성된다.The injection needle height control means 16 of the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention as described above, the external pressure needle 160, the control needle 161, the control piston 162 and the control spring 163. It consists of.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 분사니들 높이 제어수단(16)의 외부 가압니들(160)은, 하부면에서 상부면 방향으로 일정 높이의 체결 슬롯(160a)이 형성되며, 상기 체결 슬롯(160a)과 연통되도록 외부 가압니들(160)의 외주면 중앙부에서 체결슬롯(160a) 방향으로는 연료 유입구(160b)가 관통 형성되고, 상기 체결 슬롯(160a)의 상부면에서 외부 가압니들(160)의 상부면까지는 연료 분출구(160c)가 관통 형성되어, 상기 연료 유입구(160b)가 고압 연료 주입구(106)의 중앙부와 연통되며, 외부 가압니들(160)의 하부면은 스프링 시트(14)의 상부면에 의해 지지되도록 체결 슬롯(160a)이 내부 가압니들(15)에 슬라이딩 체결되되, 상기 체결 슬롯(160a)의 상부면은 내부 가압니들(15)의 상부면과 일정간격 이격되며, 외부 가압니들(160)의 하부면은 제 2 시트면(102)과 일정간격 이격되도록 상기 체결 슬 롯(160a)이 내부 가압니들(15)에 슬라이딩 체결되는 것이 바람직하다.The external pressure needle 160 of the injection needle height control means 16 according to the present invention configured as described above, the fastening slot 160a of a predetermined height is formed in the direction of the upper surface from the lower surface, the fastening slot 160a The fuel inlet 160b penetrates through the center of the outer peripheral surface of the external pressure needle 160 in the direction of the fastening slot 160a, and the upper side of the external pressure needle 160 on the upper surface of the fastening slot 160a. The fuel inlet 160c is formed through the surface, and the fuel inlet 160b communicates with the central portion of the high-pressure fuel inlet 106, and the lower surface of the external pressure needle 160 is connected to the upper surface of the spring seat 14. The fastening slot 160a is slidably fastened to the inner pressure needle 15 so as to be supported by the fastening slot 160a, and the upper surface of the fastening slot 160a is spaced apart from the upper surface of the inner pressure needle 15 by a predetermined distance, and the external pressure needle 160 is fixed. Bottom surface) is spaced apart from the second seat surface 102 by a predetermined distance. So that the retaining slot (160a) is preferably fastened to the sliding inside the pressure needle (15).

상기 제어니들(161)은, 상기 외부 가압니들(160)의 연료 분출구(160c)를 선택적으로 개폐시키며, 상기 제 3 시트면(103)과는 선택적으로 밀착되도록 상기 외부 가압니들(160)의 상부에 위치하도록 중공부(100)에 슬라이딩 체결된다.The control needle 161 selectively opens and closes the fuel jet port 160c of the external pressure needle 160 and an upper portion of the external pressure needle 160 to be in close contact with the third seat surface 103. Sliding and fastening to the hollow portion 100 to be located in.

상기 제어 피스톤(162)은, 상기 제어니들(161)의 상부면에 의해 하부면이 지지되며, 상기 제 4 시트면(104)과 선택적으로 하부면이 밀착되도록 중공부(100)에 슬라이딩 체결되며, 상부면에서 하부면 방향으로는 스프링 삽입 슬롯(162a)이 형성된다.The control piston 162, the lower surface is supported by the upper surface of the control needle 161, the fourth seat surface 104 and the lower surface is selectively fastened to the hollow portion 100 to be in close contact with the lower surface. The spring insertion slot 162a is formed in the direction from the upper surface to the lower surface.

상기 제어 스프링(163)은, 상기 스프링 삽입 슬롯(162a)에 삽입 체결되며, 상단부는 상기 제어 피스톤(162)의 스프링 삽입 슬롯(162a)의 외부로 돌출되어 중공부(100)의 상단부에 나사 체결되는 높이 조절볼트(17)의 하부면에 의해 상단부가 지지된다.The control spring 163 is inserted into and fastened to the spring insertion slot 162a, and the upper end protrudes to the outside of the spring insertion slot 162a of the control piston 162 to screw the upper end of the hollow part 100. The upper end is supported by the lower surface of the height adjustment bolt 17.

다시, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 작동 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.Again, referring to Figures 2 to 6 will be described the operation of the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브를 사용하여 연료를 분사하기 위해서는, 먼저 연료 분사펌프(도시되지 않음)를 작동시켜 상기 연료 분사펌프와 연결된 고압 연료 주입구(106)를 통해 고압의 연료를 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브 내부에 공급을 하게 된다.2 to 6, first, in order to inject fuel using a two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention, first by operating a fuel injection pump (not shown) connected to the fuel injection pump The high pressure fuel is supplied into the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention through the fuel inlet 106.

상기와 같이 공급되는 고압의 연료는 고압 연료 주입구(106)를 통해 니들 챔 버(105) 내부로 공급되며, 상기 니들 챔버(105) 내부로 공급된 고압의 연료는 분사 니들(11)의 연료 공급구(112)를 통하여 연료 공급통로(111) 내부로 유입된다.The high pressure fuel supplied as described above is supplied into the needle chamber 105 through the high pressure fuel inlet 106, and the high pressure fuel supplied into the needle chamber 105 supplies the fuel of the injection needle 11. It is introduced into the fuel supply passage 111 through the sphere (112).

상기와 같이 분사니들(11)의 연료 공급통로(111) 내부로 고압의 연료가 공급되면, 상기 연료 공급통로(111) 내부로 공급된 연료의 압력에 의하여 분사니들(11)의 하부면이 가압되어 중공부(100)를 따라 슬라이딩 이동되어 상승하게 된다.When the high pressure fuel is supplied into the fuel supply passage 111 of the injection needle 11 as described above, the lower surface of the injection needle 11 is pressurized by the pressure of the fuel supplied into the fuel supply passage 111. And the sliding movement along the hollow portion 100 is raised.

상기와 같이 분사니들(11)의 연료 공급통로(111) 내부로 공급된 연료의 압력에 의하여 분사니들(11)이 중공부(100)를 따라 일정 높이만큼 슬라이딩 이동되어 상승하게 되면, 상기 분사니들(11)의 외주면 하단부에 의해 밀폐되어 있는 하단 분사구(107)가 개방되어 상기 하단 분사구(107)를 통해 고압의 연료가 1차적으로 분사된다.As described above, when the injection needle 11 is slid and moved by a predetermined height along the hollow part 100 by the pressure of the fuel supplied into the fuel supply passage 111 of the injection needle 11, the injection needle The lower injection hole 107 sealed by the lower end of the outer circumferential surface of 11 is opened, and high-pressure fuel is primarily injected through the lower injection hole 107.

상기와 같이 하단 분사구(107)를 통해 고압의 연료가 1차적으로 분사된 다음, 상기 분사니들(11)의 연료 공급통로(111) 내부로 공급되는 연료의 압력에 의하여 분사니들(11)이 중공부(100)를 따라 슬라이딩 이동되어 더 상승을 하게 됨으로써 상기 분사니들(11)의 외주면 하단부에 의해 밀폐되어 있는 상단 분사구(108)가 개방되면, 상기 하단 분사구(107)와 상단 분사구(108)를 통해 연료가 분사되는 것이다.The high pressure fuel is first injected through the lower injection hole 107 as described above, and then the injection needle 11 is hollowed by the pressure of the fuel supplied into the fuel supply passage 111 of the injection needle 11. When the upper injection hole 108, which is closed by the lower end of the outer circumferential surface of the injection needle 11, is slid and moved along the part 100 to open, the lower injection hole 107 and the upper injection hole 108 are opened. Fuel is injected through.

이때, 푸시로드(12)는 중공부(100)를 따라 슬라이딩 이동되어 상승되는 분사니들(11)에 의해 상부 방향으로 밀려 중공부(100)를 따라 슬라이딩 이동을 하게 되며, 상기 푸시로드(12)가 중공부(100)를 따라 슬라이딩 이동함에 따라 상단부가 스프링 시트(14)의 하부면에 의해 지지된 분사 스프링(13)은 상기 푸시로드(12)의 시 트면에 의해 밀려 압축된다.At this time, the push rod 12 is pushed upward by the injection needle 11 which is slidably moved along the hollow part 100 to be moved upward along the hollow part 100, and the push rod 12 As the slide moves along the hollow portion 100, the injection spring 13 whose upper end is supported by the lower surface of the spring sheet 14 is pushed by the sheet surface of the push rod 12 is compressed.

그리고, 상기 푸시로드(12)가 상승됨에 따라 상기 푸시로드(12)에 의해 내부 가압니들(15) 또한 상부 방향으로 밀려 외부 가압니들(160)의 체결 슬롯(160a)을 따라 슬라이딩 이동을 하게 된다.In addition, as the push rod 12 is raised, the inner pressure needle 15 is also pushed upward by the push rod 12 to slide along the fastening slot 160a of the external pressure needle 160. .

즉, 상기 내부 가압니들(15)은 체결 슬롯(160a)의 상부면과 내부 가압 니들(15)의 상부면과의 이격된 거리(L1)만큼 슬라이딩 이동되어 상승될 수 있는 것이다.That is, the inner pressing needle 15 may be moved by sliding by a distance L1 spaced apart from the upper surface of the fastening slot 160a and the upper surface of the inner pressing needle 15.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디젤엔진용 2단 연료 분사밸브는 고압연료 주입구(106)를 통해 니들 챔버(105)와, 연료 공급구(112) 및 연료 공급통로(111)로 순차적으로 공급된 고압의 연료에 의하여 상부 방향으로 밀려서 슬라이딩 이동되는 분사니들(11)에 의하여 하단 분사구(107)와 상단 분사구(108)가 순차적으로 개방됨으로써 상기 하단 분사구(107)와 상단 분사구(108)를 통해 연료를 2단에 걸쳐 순차적으로 나누어 분사함으로써 순간적으로 많은 양의 연료를 분사하지 않음으로써 순간적으로 많은 양의 연료가 분사됨으로써 발생되는 연소실 내의 급격한 온도 및 압력 상승에 따른 질소산화물이 과다 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한다.As described above, the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention is sequentially supplied to the needle chamber 105, the fuel supply port 112, and the fuel supply passage 111 through the high-pressure fuel inlet 106. The lower injection hole 107 and the upper injection hole 108 are sequentially opened by the injection needle 11 which is pushed upward by the high pressure fuel and is slidably moved, thereby allowing fuel to flow through the lower injection hole 107 and the upper injection hole 108. It is possible to prevent excessive generation of nitrogen oxide due to rapid temperature and pressure increase in the combustion chamber caused by instantaneous injection of a large amount of fuel by not spraying a large amount of fuel at a time by sequentially dividing the fuel into two stages. To help.

또한, 하단 분사구(107)를 통해 1차 분사되어 연소된 연료의 영항으로 인해 연소실은 보다 연소에 적합한 온도와 압력을 형성하여 상단 분사구(108)를 통하여 2차에 분사되는 연료의 연소효율을 높여 스모그 배기가스를 저감시킬 수 있도록 한다.In addition, due to the influence of the fuel that is first injected through the lower injection hole 107, the combustion chamber forms a temperature and pressure suitable for combustion, thereby increasing the combustion efficiency of the fuel injected into the secondary through the upper injection hole 108. Smog emissions can be reduced.

그리고 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브는 엔진의 저 부하영 역에서는 감압용 공기 주입구(109)를 통해 압축공기를 제어 피스톤(162)이 슬라이딩 체결된 중공부(100) 내부에 주입하여 제어 피스톤(162)을 상승을 시키게 되며, 상기 제어 피스톤(162)이 상승됨에 따라 상기 제어 피스톤(162)에 의해 제어 스프링(163)은 압축된다.In addition, the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention injects compressed air into the hollow portion 100 in which the control piston 162 is slidingly fastened through the pressure reducing air inlet 109 in the low load region of the engine. By raising the control piston 162, the control spring 163 is compressed by the control piston 162 as the control piston 162 is raised.

이때, 고압 연료 주입구(106)를 통해 주입된 후 외부 가압니들(160)의 연료 유입구(160b)를 통해 외부 가압니들(160)의 체결 슬롯(160a) 내부로 유입된 고압의 연료는 연료 분출구(160c)를 통해 배출되어 제어 니들(161)을 슬라이딩 이동시켜 상승시킴으로써 제어 니들(161)의 하단부가 제 3 시트면(103)에 밀착되도록 함과 동시에 상기 외부 가압니들(160)의 상부면을 가압하여 상기 외부 가압니들(160)을 슬라이딩 이동시켜 하강시킴으로써 상기 외부 가압니들(160)의 하부면이 제 2 시트면(102)과 밀착되도록 하며, 상기 하강되는 외부 가압니들(160)에 의하여 스프링 시트(14) 또한 슬라이딩 이동되어 하강을 하게 되며, 상기 스프링 시트(14)의 하부면에 의하여 상단부가 지지된 분사 스프링(13)은 상기 스프링 시트(14)에 의해 가압된다.At this time, the high pressure fuel introduced into the fastening slot 160a of the external pressure needle 160 through the fuel inlet 160b of the external pressure needle 160 after being injected through the high pressure fuel inlet 106 is a fuel outlet ( It is discharged through the 160c to move the control needle 161 by sliding to raise it so that the lower end of the control needle 161 is in close contact with the third seat surface 103 and at the same time press the upper surface of the external pressure needle 160 By sliding the external pressure needle 160 to lower the lower surface of the external pressure needle 160 is in close contact with the second seat surface 102, the spring seat by the lower external pressure needle 160 14 is also slidingly moved to descend, the injection spring 13, the upper end supported by the lower surface of the spring sheet 14 is pressed by the spring sheet (14).

상기와 같이 외부 가압니들(160)이 하강됨에 따라 외부 가압니들(160)의 체결 슬롯(160a)의 상부면과 내부 가압니들(15)의 상부면 사이의 이격된 거리(L1)가 상기 외부 가압니들(160)이 하강된 거리만큼 감소하게 됨으로써 내부 가압니들(15)이 상승되는 높이가 외부 가압니들(160)이 하강된 거리만큼 감소하게 됨으로써 푸시로드(12) 및 분사니들(11)의 상승되는 높이 또한 상기 외부 가압니들(160)이 하강된 거리만큼 감소하게 된다.As the external pressure needle 160 is lowered as described above, the distance L1 between the upper surface of the fastening slot 160a of the external pressure needle 160 and the upper surface of the internal pressure needle 15 is pressurized by the external pressure. As the needle 160 is reduced by the lowered distance, the height at which the inner pressure needle 15 is raised is reduced by the distance by which the outer pressure needle 160 is lowered, thereby raising the push rod 12 and the injection needle 11. The height is also reduced by the distance the external pressure needle 160 is lowered.

여기서, 상기 감압용 공기 주입구(109)를 통해 중공부(100) 내부로 주입되는 공기압이 낮을 경우에는 추가 가압용 공기압 주입구(18)를 통해 추가적으로 중공부(100) 내부로 공기를 더 주입함으로써 모자라는 공기압을 보충할 수 있도록 한다.Here, when the air pressure injected into the hollow part 100 through the pressure reducing air inlet 109 is low, it is insufficient to further inject air into the hollow part 100 through the additional pressure pneumatic inlet 18. To replenish the air pressure.

상기와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브는 엔진의 저부하 영역에서는 감압용 공기압 주입구(109)를 통해 중공부(100) 내부로 주입되는 공기압과 고압 연료 주입구(106)와 연료 유입구(160b), 체결 슬롯(160a)을 순차적으로 거친 후 연료 분출구(160c)를 통해 외부 가압니들(160)의 상부 방향으로 분출되는 고압의 연료에 의하여 분사니들 높이 제어수단(16)이 작동되어 분사니들(11)이 슬라이딩 이동되어 상승되는 높이를 제한함으로써 상단 분사구(108)는 밀폐된 상태를 그대로 유지한 채, 하단 분사구(107)만이 개방되어 상기 하단 분사구(107)만을 통하여 연료가 분사되도록 함으로써 동일한 양의 연료를 동일한 시간에 더욱 높은 압력으로 분사시킬 수 있도록 하여, 이를 통해 저부하 조건에서 연료의 분무화를 향상시킬 수 있으며, 침투길이를 증가시켜 연료가 흡입공기와 보다 잘 혼합하여 연소에 적합한 혼합기를 생성함으로써 연소 효율을 향상시키고 연비 및 스모그 등의 배기가스를 저감시킬 수 있도록 한다.As described above, the two-stage fuel injection valve for the diesel engine according to the present invention includes the air pressure and the high pressure fuel inlet 106 and the fuel injected into the hollow part 100 through the pressure reducing air inlet 109 in the low load region of the engine. The injection needle height control means 16 is operated by the high pressure fuel ejected in the upward direction of the external pressure needle 160 through the fuel injection port 160c after passing through the inlet 160b and the fastening slot 160a sequentially. By restricting the height at which the injection needle 11 is moved by sliding, the upper injection hole 108 remains closed, and only the lower injection hole 107 is opened so that fuel is injected only through the lower injection hole 107. This allows the same amount of fuel to be injected at a higher pressure at the same time, thereby improving atomization of the fuel at low load conditions and increasing penetration length. This allows the fuel to mix better with the intake air to produce a mixer that is suitable for combustion, thereby improving combustion efficiency and reducing exhaust gases such as fuel economy and smog.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

도 1은 일반적인 디젤 엔진용 연료 분사밸브를 설명하기 위한 단면도.1 is a cross-sectional view for explaining a fuel injection valve for a general diesel engine.

도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브를 설명하기 위한 전체 단면도.Figure 2 is an overall cross-sectional view for explaining a two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 연료의 흐름을 설명하기 위한 단면도.3 is a cross-sectional view for explaining the flow of fuel in a two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브의 분사니들이 상승되는 과정을 설명하기 위한 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a process of raising the injection needle of the two-stage fuel injection valve for a diesel engine according to the present invention;

도 5는 분사 니들이 상승됨에 따라 내부 가압니들이 상승되는 과정을 설명하기 위한 단면도.5 is a cross-sectional view for explaining a process of raising the internal pressure needle as the injection needle is raised.

도 6은 본사니들 높이 제어수단의 구성을 설명하기 위한 단면도.6 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the head height control means.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(10) : 밸브 바디 (11) : 분사니들10: valve body 11: injection needle

(12) : 푸시로드 (13) : 분사 스프링12: push rod 13: injection spring

(14) : 스프링 시트 (15) : 내부 가압니들14: spring seat 15: internal pressure needle

(16) : 분사니들 높이 제어수단 (17) : 높이 조절볼트(16): injection needle height control means (17): height adjustment bolt

(18) : 추가 가압용 공기압 주입구(18): Pneumatic inlet port for additional pressurization

Claims (3)

내측 중앙부에 형성되되, 하단부에는 제 1 시트면이 형성되고, 중앙부에는 제 2 시트면이 형성되며, 상기 제 2 시트면의 상단부에는 제 3 시트면이 형성되고, 제 3 시트면의 상단부에는 제 4 시트면이 형성되는 중공부; 상기 제 1 시트면 상부에 위치하도록 중공부의 하부에 형성된 니들 챔버; 하단부는 니들 챔버와 연통되며 중앙부는 중공부의 중앙부와 연통되도록 외주면 중앙부에서 하단부 방향으로 관통 형성된 고압 연료 주입구; 상기 중공부의 하부 끝단에서 외주면 방향으로 하향 경사지게 연통 형성된 하단 분사구; 상기 하단 분사구 상부에 위치하도록 중공부의 하부 끝단에서 외주면 방향으로 하향 경사지게 연통 형성된 상단 분사구; 및 제 4 시트면과 연통되도록 상부면 일측에서 제 4시트면 방향으로 하향 경사지게 형성된 감압용 공기압 주입구;를 포함하여 구성된 밸브 바디;It is formed in the inner center portion, the lower end portion is formed with a first sheet surface, the central portion is formed with a second sheet surface, the upper end of the second sheet surface is formed with a third sheet surface, the upper end of the third sheet surface 4 a hollow portion in which the sheet surface is formed; A needle chamber formed below the hollow part so as to be positioned above the first seat surface; A lower pressure portion communicating with the needle chamber and a central portion communicating with the central portion of the hollow portion such that the high-pressure fuel inlet is formed through the outer peripheral surface center portion in the lower portion direction; A lower injection hole communicating downwardly inclined toward an outer circumferential surface at a lower end of the hollow part; An upper injection hole communicating downwardly inclined toward an outer circumferential surface at a lower end of the hollow part to be positioned above the lower injection hole; And a pressure-reducing air pressure inlet formed inclined downward from the one side of the upper surface to the fourth seat surface so as to communicate with the fourth seat surface. 상기 니들 챔버가 형성된 중공부에 제 1 시트면과 하부면이 선택적으로 밀착될 수 있도록 슬라이딩 체결되며, 하부면에서 상부면 방향으로는 일정 높이의 연료 공급 통로가 형성되고, 외주면에서 연료 공급 통로까지는 니들 챔버와 연통되도록 연료 공급구가 관통 형성되는 분사니들;The first seat surface and the lower surface are slidably fastened so as to selectively contact the first seat surface and the lower surface with the needle chamber, and a fuel supply passage having a predetermined height is formed in the direction from the lower surface to the upper surface, and from the outer peripheral surface to the fuel supply passage An injection needle through which a fuel supply port is formed to communicate with the needle chamber; 상기 분사니들의 상부면에 의해 시트면이 지지되도록 중공부에 슬라이딩 체결되는 푸시로드;A push rod slidably fastened to the hollow portion so that the seat surface is supported by the upper surface of the injection needle; 상기 시트면의 상부면에 의해 하단부가 지지되도록 푸시로드와 중공부 사이에 개재되는 분사 스프링;An injection spring interposed between the push rod and the hollow to support the lower end by the upper surface of the seat surface; 상기 분사 스프링의 상단부를 지지하도록 푸시로드의 외주면 상단에 슬라이딩 체결되는 스프링 시트;A spring sheet slidingly coupled to an upper end of an outer circumferential surface of the push rod to support an upper end of the injection spring; 상기 푸시로드의 상부면에 의해 하부면이 지지되도록 상기 스프링 시트의 상단부에 슬라이딩 체결되는 내부 가압니들; 및An internal pressure needle slidingly fastened to an upper end of the spring sheet so that the lower surface is supported by the upper surface of the push rod; And 상기 감압용 공기압 주입구 및 고압 연료 주입구의 중앙부와 연통되며, 스프링 시트의 상부면에 의해 하단부가 지지되도록 제 2 내지 제 4 시트면이 위치한 중공부에 슬라이딩 체결되어 감압용 공기압 주입구를 통해 유입된 공기압 및 고압 연료 주입구를 통해 유입된 고압의 연료에 의해 상단부는 상승되며, 상기 고압 연료 주입구를 통해 유입된 고압의 연료에 의해 하단부는 상승되어 분사 니들의 상승 높이를 제어하는 분사니들 높이 제어수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브.In communication with the central portion of the pressure-reducing air inlet for pressure and the high-pressure fuel inlet, the air pressure introduced through the pressure-reducing air inlet by sliding fastening to the hollow portion in which the second to fourth seat surface is positioned so that the lower end is supported by the upper surface of the spring sheet. And an injection needle height control means configured to raise the upper end by the high pressure fuel introduced through the high pressure fuel inlet, and to raise the lower end by the high pressure fuel introduced through the high pressure fuel inlet to control the rising height of the injection needle. Two-stage fuel injection valve for a diesel engine, characterized in that configured. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분사니들 높이 제어수단은,The injection needle height control means, 하부면에서 상부면 방향으로 일정 높이만큼 형성된 체결 슬롯과, 상기 체결 슬롯과 연통되도록 외주면 중앙부에서 체결슬롯 방향으로 연료 유입구가 관통 형성되고, 체결 슬롯의 상부면에서 상부면까지는 연료 분출구가 관통 형성되어, 상기 연료 주입구가 고압 연료 유입구의 중앙부와 연통되며, 하부면은 스프링 시트의 상부면에 의해 지지되도록 체결 슬롯이 내부 가압니들에 슬라이딩 체결되되, 체결 슬 롯의 상부면은 내부 가압니들의 상부면과 일정간격 이격되며, 하부면은 제 2 시트면과 일정간격 이격되도록 상기 체결 슬롯이 내부 가압 니들에 슬라이딩 체결되는 외부 가압니들;A fastening slot formed at a predetermined height in a direction from a lower surface to a top surface, and a fuel inlet is formed in a direction of a fastening slot in a central portion of the outer circumferential surface so as to communicate with the fastening slot, and a fuel ejection hole is formed from an upper surface of the fastening slot to an upper surface of the fastening slot; The fuel inlet is in communication with the central portion of the high-pressure fuel inlet, the lower surface of the fastening slot is fastened to the internal pressure needle so that the fastening slot is supported by the upper surface of the spring seat, the upper surface of the fastening slot is the upper surface of the internal pressure needle An outer pressurizing needle spaced apart from each other by a predetermined interval, and a lower surface of the lower pressurizing needle slidingly fastened to the inner pressurizing needle so as to be spaced apart from the second seat surface by a predetermined distance; 상기 외부 가압 니들의 연료 분출구를 선택적으로 개폐시키며, 제 3 시트면과는 선택적으로 밀착되도록 상기 외부 가압니들의 상부에 위치하게 중공부에 슬라이딩 체결되는 제어니들;A control needle for selectively opening and closing the fuel ejection port of the external pressurizing needle and slidingly fastened to the hollow part so as to be in close contact with the third seat surface; 상기 제어 니들의 상부면에 의해 하부면이 지지되며, 제 4 시트면과 선택적으로 밀착되도록 중공부에 슬라이딩 체결되며, 상부면에서 하부면 방향으로는 스프링 삽입 슬롯이 형성된 제어 피스톤; 및A control piston supported by the upper surface of the control needle and slidably fastened to the hollow portion to be in close contact with the fourth seat surface, the control piston having a spring insertion slot formed in a direction from the upper surface to the lower surface; And 상기 스프링 삽입 슬롯에 삽입 체결되며, 상단부는 상기 제어 피스톤의 스프링 삽입 슬롯의 외부로 돌출되어 중공부의 상단부에 나사 체결되는 높이 조절볼트의 하부면에 의해 상단부가 지지되는 제어 스프링;으로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브.And a control spring inserted into the spring insertion slot and having an upper end protruded to the outside of the spring insertion slot of the control piston so that the upper end is supported by a lower surface of the height adjustment bolt screwed to the upper end of the hollow portion. 2-stage fuel injection valve for diesel engine. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 밸브 바디의 상부면 타측에서 제어 피스톤의 상단부가 위치한 중공부 방향으로는 추가 가압용 공기압 주입구가 더 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 2단 연료 분사밸브.A two-stage fuel injection valve for a diesel engine, characterized in that the additional pressure inlet for additional pressure is formed further through the hollow portion in which the upper end of the control piston is located on the other side of the upper surface of the valve body.
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