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KR100871266B1 - 디젤기관의 연료분사밸브 - Google Patents

디젤기관의 연료분사밸브 Download PDF

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KR100871266B1
KR100871266B1 KR1020047011237A KR20047011237A KR100871266B1 KR 100871266 B1 KR100871266 B1 KR 100871266B1 KR 1020047011237 A KR1020047011237 A KR 1020047011237A KR 20047011237 A KR20047011237 A KR 20047011237A KR 100871266 B1 KR100871266 B1 KR 100871266B1
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hole
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하마오카순지
오카다수스케
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얀마 가부시키가이샤
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Abstract

피스톤의 정상면에 천명식 연소실을 갖는 디젤기관에서, 상기 연소실을 향해 돌출하도록 설치된 연료분사밸브의 동일 원주 상에 복수의 제1분출구멍이 형성되고, 이 제1분출구멍 보다 선단부와 반대되는 쪽에 설치된 연료분사밸브의 환상 측벽에 제1분출구멍 보다 직경이 작은 복수의 제2분출구멍이 형성되고서, 이들 제1분출구멍과 제2분출구멍이, 이들 제1분출구멍 및 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무가 연소실 내에서 서로 겹쳐지지 않도록 지그재그모양에 배치된 구조로 되어 있다.

Description

디젤기관의 연료분사밸브 {FUEL INJECTION VALVE FOR DIESEL ENGINE}
본 발명은 피스톤의 정상면에 천명식 연소실이 형성된 디젤기관의 연료분사밸브에 관한 것이다.
피스톤의 정상면(頂上面)에 깊이가 얕은 접시모양의 천명식(淺皿式) 연소실을 가진 종래의 디젤기관에서는, 일반적으로 연료비를 줄이기 위해 연료를 분사하는 분출구멍의 구멍직경을 크게 하는 방법이 채택되고 있다. 그런데, 분출구멍의 직경을 크게 하면 분무의 미립화(微粒化)가 나빠져 배기의 색이 나빠지게 된다.
그 때문에 그에 대한 대책으로서 분출구멍의 직경을 작게 하고서 분출구멍의 수를 늘리는 것을 생각할 수 있지만, 그렇게 되면 분출구멍 사이의 간격이 좁아져 분출되는 분무(噴霧)끼리 겹쳐지기가 쉬워 도입되는 공기의 양이 부족해지게 된다. 이러한 공기량의 부족을 보충하기 위해 공급공기의 압력을 높여주게 되면, 실린더의 내압이 상승해서 NOX의 발생량이 증가하게 된다. 이 NOX의 증가를 피하기 위해 연료의 분사시기를 지연시키면, 결국은 배기색의 악화를 초래하게 된다.
이에 본 발명은, 피스톤의 정상면에 천명식 연소실을 가진 디젤기관에서, NOX 발생량의 증가를 억제함으로써 배기색을 악화시키지 않고 연비를 개선할 수 있는 연료분사밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디젤기관의 연료분사밸브는, 피스톤의 정상면에 천명식 연소실을 가진 디젤기관에서, 전기 연소실을 향해 돌출하도록 설치된 연료분사밸브와 동일 원주 상에 복수의 제1분출구멍이 형성되고, 이 제1분출구멍 보다 선단부와 반대되는 쪽에 배치된 연료분사밸브의 환상 측벽에는 상기 제1분출구멍 보다 직경이 작은 복수의 제2분출구멍이 형성되고서, 이들 제1분출구멍과 제2분출구멍이, 이들 제1분출구멍 및 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무가 연소실 내에서 서로 겹쳐지지 않도록 지그재그모양으로 배치된 구조로 되어 있다.
또 본 발명은, 상기 피스톤이 상사점 근방에 있을 때, 피스톤 정상면의 연소실 개구부에 제2분출구멍에서 분사된 연료분무가 충돌함에 있어, 밸브홈(valve recess)을 필요로 하지 않도록 피스톤의 상단의 간극 및 피스톤의 정상면 연소실의 개구직경이 설정된 구조로 되어 있다.
또한, 상기 제2분출구멍의 수보다 상기 제1분출구멍의 수가 많도록 되어 있다.
또한, 상기 제2분출구멍의 연료밸브 분출구멍 각도가, 상기 제2분출구멍에서 분사된 연료분무가 피스톤에 충돌한 후 상단부 간극으로 확산되도록 설정되어 있다.
또, 상기 제1분출구멍의 분출구멍 각도가, 이 제1분출구멍에서 분사된 연료분무가 연소실의 바닥면에 충돌은 하지만 부착되지는 않게 설정되어 있다.
또, 상기 제1분출구멍 및 제2분출구멍이 연료분사밸브의 원주 상에 등간격으로 배치된 구조로 되어 있다.
그리고, 상기 제1분출구멍과 제2분출구멍이, 상기 제1분출구멍에서 분사되는 연료분무와 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무가 겹쳐지지 않도록, 연료분사밸브의 중심축과 제1분출구멍에서 분사되는 연료분무의 중심선의 교차점과, 연료분사밸브의 중심축과 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무의 중심선의 교차점이 일치하지 않도록 설치되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 피스톤(14)의 정상면에 천명식 연소실을 갖춘 디젤기관에서, 연료분사밸브(1)에 하부분출구멍(제1분출구멍;2)과 상부분출구멍(제2분출구멍;3)이 형성되고서, 이 하부분출구멍(2)의 구경보다 상기 상부분출구멍(3)의 구경이 작게 설정되고, 하부분출구멍(2)과 상부분출구멍(3)이 지그재그모양에 배치되어 있기 때문에, 하부분출구멍(2)에서 분사되는 연료분무(13)와 상부분출구멍(3)에서 분사되는 연료분무(12)가 서로 겹쳐지지 않게 된다. 그 결과, 연소실(16) 내에서 공기와 연료가 일정한 농도의 혼합기체로 만들어질 수가 있고, 그에 따라 한결같은 연소가 이루어지게 됨으로써 NOX의 배출이 억제되면서 연료비도 줄일 수 있게 된다.
또, 상기와 같이 상단부의 간극(간격(X))이 확보되어 있기 때문에, 연소실(36)의 상부공간을 유효하게 이용할 수가 있게 됨으로써, 배기색을 양호하게 유지하면서 연료비의 저감화를 도모할 수 있게 된다. 또한, 상기 상단부 간극(간격(X))이 미리 확보되도록 되어 있기 때문에, 피스톤(29)의 열부하(熱負荷)가 증가하는 것을 막을 수 있게 된다.
열효율을 올리기 위해 압축비를 올리면 상단부 간극이 작아져, 열려진 배기 밸브와 피스톤이 충돌할 염려가 있지만, 본 발명에서는 밸브홈을 필요로 하지 않을 만큼의 상단부 간극(간격(X))이 확보되어 있기 때문에, 연료비의 저감을 도모할 수 있음과 더불어, 배기색을 양호하게 유지하면서도 피스톤(29)과 열린 배기밸브(26; 겹쳐졌을 때 급기밸브(25)도 마찬가지)가 충돌하지 않게 할 수가 있게 된다.
또, 본 발명에서는 상기와 같이 하부분출구멍(2,21)의 분출구멍 수가 상부분출구멍(3,22)의 분출구멍 수보다 많도록 되어 있어서, 하부분출구멍(2,21)에서 분사되는 연료의 분무(13,27)와 상부분출구멍(3,22)에서 분사되는 연료의 분무(12,28)가 서로 겹쳐지지 않게 되고, 또 하부의 분무가 연소실 벽면에 부착되지 않고 충돌해서 확산되기 때문에 공기와 일정하게 혼합되어 한결같은 연소가 이루어질 수 있게 됨으로써, 배기색이 양호해질 수 있게 된다.
또 본 발명에서는, 상기 상부분출구멍(22)에서 분사된 고온의 연료분무(28) 가 피스톤(29)에 충돌한 후 상단부 간극으로 확산되도록 되어 있어서, 실린더헤드(33)와 실린더라이너(31)의 열부하가 줄여질 수 있어, 신뢰성이 향상될 수 있게 된다.
또 본 발명에서는, 상기 하부분출구멍(21)에서 분사된 연료의 분무(27)가 연소실(36)의 바닥면에 충돌하지만 부착되지는 않도록 연료밸브 분출구멍 각도(r5)가 설정되어 연료분무(27)가 원활하게 확산될 수가 있게 되어 있어서, 전 운전영역 중 특히 무부하일 때의 배기색이 양호해질 수 있게 된다.
또 본 발명에서는, 상기 하부분출구멍(2)과 상부분출구멍(3)이 연료분사밸브(1)의 원주 상에 등간격으로 배치되어 있어서, 분무끼리 겹쳐지는 것을 회피할 수가 있기 때문에, 배기색이 나빠지는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고 본 발명에서는, 상기 하부분출구멍(2)과 상부분출구멍(3)이 연료분사밸브(1) 상에, 상기 하부분출구멍(2)에서 분사되는 분무(13)의 분무중심선(5)과 연료분사밸브(1)의 중심축(11)의 교차점과, 상기 상부분출구멍(3)에서 분사되는 분무(12)의 분무중심선(4)과 연료분사밸브(1) 중심축(11)과의 교차점이 겹치지 않도록 형성되어 있기 때문에, 분무(12)와 분무(13)가 서로 겹쳐지지 않아 배기색이 양호하게 유지될 수 있게 된다. 또, 하부분출구멍(2)과 상부분출구멍(3)의 간격을 확보하기가 쉬워 각 분출구멍 사이에 있는 벽체의 두께가 확보될 수가 있어서, 연료분사밸브(1)의 강도(强度)에서도 신뢰성을 가질 수 있게 된다.
도 1은, 본 발명의 1실시예에 다른 디젤기관 연료분사밸브의 개략단면도,
도 2는, 도 1에 도시된 연료분사밸브의 밸브본체가 밸브시트에 안착되어 있는 상태의 디젤기관 연료분사밸브의 개략단면도,
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디젤기관 연료분사밸브의 개략단면 도,
도 4는, 연료분사밸브의 확대도,
도 5는, 연료분사밸브 바닥면의 개략도,
도 6은, 본 발명에 따른 디젤기관과 종래의 디젤기관에서의 연료소비율과 NOX 배출량과의 관계를 나타낸 그래프,
도 7은, 하부분출구멍의 연료밸브 분출구멍 각도와 배기색의 관계를 나타낸 그래프,
도 8은, 총 분출구멍 면적에 대한 하부분출구멍 면적을 합한 값의 비율과 배기색 및 연료비의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 1은, 본 발명의 1실시예에 따른 디젤기관 연료분사밸브(1)를 정면에서 본 개략단면도이고, 도 4는 연료분사밸브(1)의 확대도이다. 도 1에 도시되어 있듯이 연료분사밸브(1)는 복수의 하부분출구멍(제1분출구멍; 2)과 복수의 상부분출구멍( 제2분출구멍;3)을 가진 선단부가 연소실(16) 내로 돌출하도록 실린더헤드(17)에 설치되어 있다.
또, 상기 연료분사밸브(1) 내부의 공동에는 밸브본체(6)가 설치되어 있는 바, 이 밸브본체(6)는 도시되지 않는 구동수단 (예컨대 연료 압력을 이용한 리프트기구나 전자밸브 등)에 의해 공동(空洞) 내를 상하방향으로 왕복이동할 수 있도록 되어 있다. 또, 도 4에 도시된 것과 같이 연료분사밸브(1) 내의 공동 내에는 연료(8)가 가압되어 공급되도록 되어 있어서, 밸브본체(6)가 연료분사밸브(1) 내에 형성된 밸브시트(7)에 안착하거나 또는 밸브시트(7)에서 떨어지면, 하부분출구멍(2) 및 상부분출구멍(3)에서 연소실(16) 내로 연료가 분사되거나 또는 연료의 분사가 정지될 수 있도록 되어 있다. 도 1 및 도 4는 밸브본체(6)가 밸브시트(7)에서 떨어져 있는 상태를 나타내고 있다.
도 5는 연료분사밸브(1)의 바닥면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 하부분출구멍(2)은, 연료분사밸브(1)의 하단부(연소실(16)측의 상단부) 부근의 동일 원주 상에 각도(r2;r2 = 45°)의 등간격(等間隔)으로 8개가 형성되어 있다.
또, 상기 상부분출구멍(3)은, 하부분출구멍(2)보다 위쪽(실린더헤드 쪽)에 각도(r3;r3 = 90°)의 등간격으로 4개가 형성되어 있다. 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 상부분출구멍(3)은 인접하는 2개의 하부분출구멍(2)의 중간에 배치되어 있다. 또, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 상부분출구멍(3)의 구멍직경은 하부분출구멍 (2)의 구멍직경보다 작도록 설정되어 있다.
한편, 도 1(뒤에 설명되는 도 2도 마찬가지)에서는, 하부분출구멍(2)과 상부분출구멍(3)이 동일한 단면 내에 도시되어 있지만, 이는 하부분출구멍(2)과 상부분출구멍(3)의 위치관계를 설명하기 위해 편의상 동일단면 내에 도시해놓은 것이다.
도 1에 도시된 것과 같이 실린더헤드(17)의 하부면과 마주보는 피스톤(14)의 정상면(15)에는 천명식 연소실이 형성되어 있다. 도 2는 연료분사밸브(1)의 밸브본체(6)가 밸브시트(7)에 안착된 상태의 디젤기관 연료분사밸브(1)를 정면에서 본 종단면도이다. 여기서, 천명식 연소실이라 함은, 일반적으로 연소실(16)의 깊이(H)가 연소실 개구직경(D)의 10% 정도가 되는 연소실로 정의(定義)되는 것으로, 특히 본 발명의 실시예인 천명식 연소실에는 도 2에 도시된 것과 같이 연소실의 중앙에 융기부(19)가 형성되어 있다. 이 융기부(19)의 높이(h)는 연소실(16)의 깊이(H)보다 약간 작게 되어 있고, 연소실 개구직경(D)과 관련지어 나타내면 예컨대 H/D = 0.11, h/D = O.10 이 된다.
또, 상기 하부분출구멍(2)의 분무중심선(5)과 연료분사밸브(1)의 중심축(11)과의 교차점(연장중심;10)과, 상부분출구멍(3)의 분무중심선(4)과 연료분사밸브(1)의 중심축(11)과의 교차점(연장중심;9)과는, 도 4에 도시된 것과 같이 간격(L)만큼 떨어지도록 되어 있다. 상기 분무중심선(5)과 정상면(15)과의 교차점(40)에서 교차점(10)까지의 거리를 L1, 하부분출구멍(2)의 분출구멍직경을 D1로 하면, L1과 D1은 다음 식 (1)의 관계를 만족시키도록 되어 있다.
[식 1]
L1/D1 = 150 ~ 250
또, 분무중심선(4)과 정상면(15)과의 교차점(41)에서 교차점(9)까지의 거리를 L2, 상부분출구멍(3)의 분출구멍 직경을 D2로 하면, L2와 D2는 식 (2)의 관계를 만족시키게 된다.
[식 2]
L2/D2 = 300 ~ 400
피스톤(14)이 상승해서 압축행정으로 들어가 도 1에 도시된 TDC 부근이 되면, 도시되지 않은 구동수단이 밸브본체(6)를 밸브시트(7)에서 떨어지도록 하여, 연료(8;도 4)를 하부분출구멍(2)에서는 분무(13)를 연소실(16) 내로 분사하는 한편, 상부분출구멍(3)에서는 분무(12)를 연소실(16) 내로 분사하게 된다.
상기 분무(13)는, 피스톤(14) 정상면의 융기부(19)를 따라 원활히 확산된다. 또, 분무(12)와 분무(13)는, 연소실(16) 내에서 서로 겹쳐지지 않게 됨으로써 연소실(16) 내에서 연료의 농도가 짙은 영역이 만들어지지 않기 때문에, 양호한 연소가 이루어질 수 있게 된다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디젤기관 연료분사밸브(20)의 개략단면도이다. 도3에 도시된 피스톤(29)은 TDC 위치에 있도록 된 것으로, 상단부 간극으로 간격(X)이 설정되어 있다.
실린더헤드(33)에는 흡기통로(34)와 배기통로(35)가 형성되어 있는 바, 흡기 통로(34)에는 급기밸브(25)가 설치되고, 배기통로(35)에는 배기밸브(26)가 설치되어 있다. 상기 급기밸브(25)가 열려지면 연소실(36) 내에는 흡기통로(34)로부터 공기(도시되지 않은 과급기(過給器)에서 생성된 압축공기)가 공급되고, 배기밸브(26)가 열려지면 연소실(36) 내의 연소가스(배기가스)가 배기통로(35)를 거쳐 배출되도록 되어 있다. 도 3에서는 설명의 편의상 급기밸브(25)와 배기판(26)을 같은 단면 내에다 도시하였다. 또 도 3에서는, 연료를 분사하는 도중의 상태로 도시되어 있는 바, 이는 뒤에 설명되는 간격(Y)을 설명하기 위해 편의적으로 배기밸브(26)가 열려진 상태를 도시해놓은 것이다.
상단부 간극(간격(X))이 충분히 확보되지 않으면, 겹쳐졌을 때 열려진 배기 밸브(26;급기밸브(25)도 마찬가지)가 피스톤(29)의 정상면(32)에 충돌할 염려가 있게 된다. 그 때문에 종래에는 피스톤(29)에 밸브홈을 형성시켜 양자가 충돌하지 않도록 하고 있었다. 이렇게 피스톤(29)에 밸브홈을 형성시켜 놓으면, 고온의 정상면(32)을 냉각시키는 오일 갤러리(oil gallery;30)의 상한이 제약을 받게 되고, 밸브홈 이외 부분의 두께가 두꺼워지게 됨으로써 정상면(32)의 냉각성이 나빠져 정상면(32)의 열부하가 커지게 된다.
그러나 본 발명에서는, 상단부 간극으로서 간격(X)이 확보될 수 있게 됨으로써, 열려진 배기밸브(26;급기밸브(25)도 마찬가지)와 피스톤(29)의 정상면(32)과의 사이에도 간격(Y)이 확보되어 양자가 충돌할 염려가 없어져, 밸브홈이 필요하지 않게 된다. 그 때문에 오일 갤러리(30)가, 정상면(32)이 양호한 냉각성을 나타내도록 형성될 수가 있어, 정상면(32)의 열부하를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
본 실시예에서의 연료분사밸브(20)의 구조는, 도 1에 도시된 실시예에서의 연료분사밸브(1)의 구조와 대체로 같게 되어 있다. 하부분출구멍(21)에서는 분무중심선(23)을 중심으로 해서 분무(27)가 분사되고, 상부분출구멍(22)에서는 분무중심선(24)을 중심으로 해서 분무(28)가 분사되게 된다. 상기 분무(27)는 피스톤(29)의 정상면에 형성되어 있는 융기부(39)를 따라 원활하게 확산되게 된다.
상기 분무(27)와 분무(28)는, 연소실(36) 내에서 서로 혼합되지 않고, 분무중심선(24)이 TDC위치에서의 피스톤(29)의 정상면(32)에 형성된 천명식 연소실의 개구부(18) 범위 내에 들어가도록 설정된다. 여기서, 연료분사밸브(20)의 중심축(37)과 분무중심선(24)이 이루는 각도를 연료밸브 분출구멍 각도(r4), 중심축(37)과로 분무중심선(23)이 이루는 각도를 연료밸브 분출구멍 각도(r5)라고 정의한다.
분무중심선(24)이 개구부(18)의 범위 내에 들어가도록 연료밸브 분출구멍 각도(r4)를 설정하면, 고온의 분무(28)가 피스톤(29)에 도달하기 전에 직접 실린더헤드(33) 하부면이나 실린더라이너(31)의 내벽면에 도달하지 않게 되어, 실린더헤드(33)와 실린더라이너(31)의 온도상승을 억제할 수 있게 된다. 따라서, 실린더헤드(33)와 실린더라이너(31)의 신뢰성이 높아져 디젤기관의 성능이 양호하게 유지될 수 있게 된다. 한편, 고온의 분무(28)가 도달하는 피스톤(29)의 정상면(32)은, 오일갤러리(30) 내의 오일에 의해 적당하게 냉각시켜지게 된다.
또, 상기 연료밸브 분출구멍의 각도(r5)는, 하부분출구멍(21)에서 분사된 분무(27)가 연소실(36)의 바닥면(피스톤(29)의 천명식 연소실의 바닥면)을 따라 원활하게 확산되면서 분무(28)와 겹쳐지지 않도록 설정하게 된다.
그리고, 상기 연료밸브 분출구멍의 각도(r5)는, 연소실의 깊이(H)나 상단부 간극과의 균형에 따라 변동하게 된다. 그러나, 분출구멍직경(D2)과 거리(L2)가 앞에서 설명한 식 (2)의 관계를 만족시키도록 연료밸브 분출구멍 각도(r5)를 설정하면, 분무(27)가 연소실(36)의 바닥면에 충돌하지만 부착되지는 않도록 연소실(36) 바닥면에 충돌하게 됨으로써 분무(27)가 원활하게 확산될 수가 있게 된다.
앞에서 설명한 식 (1) 및 식 (2)을 만족시키는 한편 하부분출구멍(21)의 연료밸브 분출구멍 각도(r5)를 60°이하가 되도록 설정하면, 도 7의 그래프에 도시된 것과 같이 배기색이 양호하게 유지될 수가 있게 된다.
그 1예로서 하부분출구멍(21;2)과 상부분출구멍(22;3)을 설정하는 예를 보게 되면, 하부분출구멍(21)의 구멍직경을 O.25 ~ O.40 mm, 연료밸브 분출구멍 각도(r5)를 60 ~ 70°로 한 경우에는, 상부분출구멍(22)의 구멍직경은 O.10 ~ O.25 mm, 연료밸브 분출구멍 각도(r4)는 75 ~ 85°정도로, 분출구멍 수의 비(比)가 상부분출구멍 수/하부분출구멍 수 = 1/2이 되도록 할 수 있게 된다.
이에 대해 밸브홈을 형성시킨 경우에는, 피스톤(29)의 상단부분의 원주 상을 균일한 두께로 형성하는 것이 불가능에 가깝고, 그에 따라 균일하게 냉각시키는 것이 어렵기 때문에 밸브홈이 없는 경우보다 열부하의 편재가 일어나기 쉽고, 또 고온화에 따라 피스톤의 강도가 저하해 버리게 되지만, 미리 상단부 간극(간격(X))이 확보되어 있으면 밸브홈을 형성시키지 않아도 되므로, 피스톤(29)의 열부하의 편재가 생기지 않게 되어 강도가 안정된 신뢰성 높은 피스톤(29)이 구성될 수 있게 된다.
도 5에 도시된 것과 같이, 상부분출구멍(22;3)의 수가 하부분출구멍(21;2)의 수보다 적게 설정되어 양자가 지그재그모양(불완전한 지그재그로 배치된)으로 배치되면, 연료(8)의 분무끼리 겹쳐지지 않게 되어 바람직하지만, 도 1에 도시된 분무(12,13)나 도 3에 도시된 분무(27,28)가 겹쳐지지 않아, 공기와 일정하게 혼합되어 한결같은 연소가 이루어지기만 한다면, 양자를 같은 수가 되도록 하고서 완전한 지그재그모양으로 배치하더라도 지장이 없다.
이상과 같이 하부분출구멍(2;21)과 상부분출구멍(3;22)을 설정하면, 도 6의 그래프에 도시된 것과 같이, 종래의 디젤기관에 비해 본 발명에서는 배기가스 중에 함유되는 NOX의 발생량을 일정하게 유지되도록 한 채로 연료소비량을 5 ~ 10% 정도 저감할 수 있게 된다.
또, 하부분출구멍(2;21)의 총 분출구멍 면적과 상부분출구멍(3;22)의 총 분출구멍 면적의 합계에 대한 하부분출구멍(2;21) 만의 총 분출구멍 면적의 비율이 70 ~ 90%의 범위 내에 있으면, 도 8의 그래프에 도시되어 있듯이 연료비와 배기색 양쪽을 모두 양호하게 유지할 수가 있음을 알 수가 있다.
도 5에서는 하부분출구멍(2)의 수가 8개, 상부분출구멍(3)의 수가 4개로 되어 있지만, 각 분출구멍에서 분사되는 분무(13,12)가 연소실(16) 내에서 서로 겹치 지 않도록 설정할 수만 있다면 분출구멍 수에 제한은 없게 된다. 다만, 천명식 연소실(16)을 갖춘 디젤기관에서는, 하부분출구멍(2)의 분출구멍 수가 상부분출구멍(3)의 분출구멍 수보다 많아지도록 설정하면, 배기색을 양호하게 유지하면서 연비의 저감화를 도모할 수가 있어 바람직하다.
본 발명은, 피스톤의 정상면에 천명식 연소실을 갖춘 디젤기관에 적용할 수가 있다.

Claims (7)

  1. 피스톤의 정상면에 천명식 연소실을 가진 디젤기관에 있어서,
    상기 연소실을 향해 돌출하도록 설치된 연료분사밸브의 동일 원주 상에 복수의 제1분출구멍이 형성되고,
    상기 제1분출구멍보다 선단부와 반대되는 쪽에 위치한 연료분사밸브의 환상 측벽에 제1분출구멍보다 직경이 작은 복수의 제2분출구멍이 형성되고,
    상기 제1분출구멍과 제2분출구멍이, 이들 제1분출구멍 및 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무가 연소실 내에서 서로 겹쳐지지 않도록 지그재그모양으로 배치되고서,
    상기 제1분출구멍의 분출구멍 각도가, 이 제1분출구멍에서 분사된 연료분무가 연소실 바닥면에 충돌은 하지만 부착되지 않고 융기부를 따라 원활히 확산하도록 설정된 것을 특징으로 하는 디젤기관 연료분사밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤이 상사점 근방에 있을 때, 피스톤 정상면의 연소실 개구부에 제2분출구멍에서 분사된 연료분무가 충돌하도록, 밸브 홈이 필요하지 않도록 하는 상단부 간극과 피스톤 정상면의 연소실 개구 직경이 설정된 것을 특징으로 하는 디젤기관 연료분사밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2분출구멍의 수보다 제1분출구멍의 수가 많도록 된 것을 특징으로 하는 디젤기관 연료분사밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2분출구멍에서 분사된 연료분무가 피스톤에 충돌한 후 상단부 간극으로 확산되도록 제2분출구멍의 연료밸브 분출구멍 각도가 설정된 것을 특징으로 하는 디젤기관 연료분사밸브.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1분출구멍 및 제2분출구멍이 연료분사밸브의 원주 상에 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 디젤기관 연료분사밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1분출구멍과 제2분출구멍이, 상기 제1분출구멍에서 분사되는 연료분무와 상기 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무가 겹쳐지지 않도록, 연료분사밸브 중심축과 제1분출구멍에서 분사되는 연료분무의 중심선의 교차점과, 연료분사밸브의 중심축과 제2분출구멍에서 분사되는 연료분무의 중심선의 교차점이 일치하지 않게 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 디젤기관 연료분사밸브.
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