KR101385249B1

KR101385249B1 - 커먼-레일 시스템

Info

Publication number: KR101385249B1
Application number: KR1020090006933A
Authority: KR
Inventors: 니콜라우스 뵈코프; 악셀 하넨캄프
Original assignee: 만 디젤 앤 터보 에스이
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2014-04-16
Also published as: FI20095247A0; DE102008015611A1; CN101545434A; KR20090102630A; JP2009236113A; CN101545434B; JP4965595B2; FI20095247L

Abstract

본 발명은 내연 엔진, 구체적으로 실린더에 액상 연료를 공급하여 실린더 내에 존재하는 가스/공기 혼합기를 점화시키는 이중 연료 엔진의 커먼-레일 시스템으로서, 저압 구역과, 그 저압 구역으로부터 고압 구역으로 연료를 급송하기 위한 하나 이상의 고압 펌프를 포함하는 펌프 장치를 구비하고, 그 펌프 장치와 실린더에 할당된 분사기 사이의 고압 구역에 이중 벽 고압 연료 라인(3)이 연장되되, 그 이중 벽 고압 연료 라인의 내부 관(4)을 경유하여 액상 연료가 실린더의 분사기에 공급될 수 있고 그 내부 관을 둘러싸는 외부 관(5)을 경유하여 내부 관과 외부 관 사이의 누출물이 누출물 수집 용기(6)로 반출될 수 있도록 이중 벽 고압 연료 라인이 연장되는 것인 커먼-레일 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 각각의 실린더 사이의, 그에 따라 각각의 분사기(2) 사이의 고압 연료 라인(3)에 누출 검출 장치(10)가 각각 부속되되, 각각의 누출 검출 장치(10)는 제1 위치에서는 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름을 개방하고, 제2 위치에서는 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름을 차단한다.

내연 기관, 이중 연료 엔진, 커먼-레일, 누출물, 고압 연료 라인, 액상 연료

Description

커먼-레일 시스템{COMMON-RAIL SYSTEM}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연 엔진의 커먼-레일 시스템(common rail system)에 관한 것이다.

이중 연료 엔진으로서 구성된 내연 엔진에서는, 소위 가스에 의한 작동 시에 희박 가스/공기 혼합기가 이중 연료 엔진의 실린더 내에서 연소되는데, 그 경우에 희박 가스/공기 혼합기는 액상 연료에 의해 점화된다. 그러한 액상 연료는 커먼-레일 시스템으로서 형성된 분사 시스템을 경유하여 이중 연료 엔진의 실린더에 공급된다. 즉, 실린더에 할당된 분사기가 실린더의 상사점 직전에 연소실로 액상 연료를 분사하도록 액상 연료가 공급된다. 액상 연료는 그 액상 연료의 낮은 자기 점화 온도에 의해 점화되고, 그로부터 방출되는 점화 에너지가 희박 가스/공기 혼합기를 발화시키거나 점화시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술로부터 공지된 이중 연료 엔진의 커먼-레일 시스템을 개략적으로 나타낸 것으로, 그 커먼-레일 시스템은 이중 연료 엔진의 실린더에 액상 연료를 공급 또는 분사하여 가스/공기 혼합기를 점화시키는 역할을 한다. 즉, 도 1에 도시된 커먼-레일 시스템은 액상 연료를 저압 구역으로부터 고압 구역으로 급송 하기 위한 펌프 장치(1)를 구비하는데, 그 펌프 장치와 실린더에 할당된 분사기(2) 사이의 고압 구역에 이중 벽 고압 연료 라인(3)이 연장되어 있다. 그러한 이중 벽 고압 연료 라인(3)은 내부 관(4)을 구비하고, 그 내부 관(4)을 경유하여 액상 연료가 실린더의 분사기(2)에 공급되어 그 분사기(2)를 경유하여 연료를 이중 연료 엔진의 실린더에 분사하게 된다.

이중 벽 고압 연료 라인(3)의 내부 관(4)은 외부 관(5)에 의해 둘러싸이는데, 그 외부 관(5)은 내부 관(4)과 외부 관(5) 사이의 누출물을 누출물 수집 용기(6)로 반출하는 역할을 한다. 도 1에 따르면, 누출물 수집 용기(6)는 누출물 라인(7)을 경유하여 이중 벽 고압 라인(3)의 외부 관(5)에 연결된다. 고압 연료 라인(3)의 내부 관(4)과 분사기(2)의 연결 구역에서 누출물로서 유출되는 액상 연료는 회수 라인(8)을 경유하여 커먼-레일 시스템의 저압 구역의 회수물 수집 용기(9)로 반출된다.

내부 관(4)과 외부 관(5) 사이의 누출이 발생하면, 그 누출물은 누출물 라인(7)을 경유하여 누출물 수집 용기(6)로 반출되는데, 종래 기술로부터 공지된 커먼-레일 시스템에서는 누출물이 누출물 수집 용기(6)에서 확인된 경우에 내부에서 내부 관(4)과 외부 관(5) 사이의 누출이 발생한 고압 연료 라인(3)의 섹션을 특정적으로 자동 검출하는 것이 불가능하다.

그로부터 출발된 본 발명의 목적은 신규의 커먼-레일 시스템을 제공하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 1에 따른 커먼-레일 시스템에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 각각의 실린더 사이의, 그에 따라 각각의 분사기 사이의 고압 연료 라인에 누출 검출 장치가 각각 부속되되, 각각의 누출 검출 장치는 제1 위치에서는 고압 연료 라인의 외부 관을 통한 흐름을 개방하고, 제2 위치에서는 고압 연료 라인의 외부 관을 통한 흐름을 차단한다.

본 발명에 따른 커먼-레일 시스템에서는, 각각의 실린더 사이의, 그에 따라 각각의 분사기 사이의 고압 연료 라인에 누출 검출 장치가 각각 부속된다. 누출물 수집 용기에서 누출물이 검출될 경우, 그 내부 관과 외부 관 사이의 누출이 발생한 고압 연료 라인의 섹션을 누출 검출 장치들에 의해 특정적으로 검출할 수 있게 된다. 그를 위해, 각각의 누출 검출 장치는 그것이 고압 연료 라인의 외부 관을 통한 흐름을 개방하는 제1 위치와 그것이 고압 연료 라인의 외부 관을 통한 흐름을 차단하는 제2 위치 사이를 옮겨갈 수 있다.

종속 청구항들 및 이후의 설명으로부터 본 발명의 바람직한 개선된 구성들을 명확히 알 수 있을 것이다. 이하, 본 발명의 실시예들을 그에 한정함이 없이 첨부 도면들에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 커먼-레일 시스템은 고압 연료 라인의 외부 관을 통한 흐름을 개방하는 제1 위치와 고압 연료 라인의 외부 관을 통한 흐름을 차단하는 제2 위치 사이를 옮겨갈 수 있는 누출 검출 장치들을 각각의 실린더 내지 분사기 사이의 고압 연료 라인에 구비함으로써 내부 관과 외부 관 사이의 누출이 발생한 고압 연료 라인의 섹션을 특정적으로 검출할 수 있다. 즉, 해당 누출 검출 장치를 제1 위치로부터 제2 위치로 옮겼을 때에 누출물이 누출물 수집 용기로 이송된다면, 그 누출 검출 장치에 대응하는 고압 연료 라인의 섹션에서 내부 관과 외부 관 사이의 누출이 발생하였음을 판단할 수 있고, 그러한 과정을 모든 누출 검출 장치에 대해 순차적으로 수행함으로써 누출이 발생한 모든 고압 연료 라인의 섹션들을 검출할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 커먼-레일 시스템을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 하는바, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 커먼-레일 시스템의 고압 연료 라인(3)의 단면도를 각각 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 커먼-레일 시스템의 원리적 구조에 관해서는 도 1에 대한 구성을 참조하면 되는데, 이후의 설명에서는 본 발명에 따른 커먼-레일 시스템을 종래 기술로부터 공지된 커먼-레일 시스템과 차별화하는 세부 사항에 대해서만 다루기로 한다.

도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 이중 연료 엔진으로서 구성된 내연 엔진 의 모든 분사기들(2)에는, 그에 따라 모든 실린더들에는 고압 연료 라인(3)의 내부 관(4)을 경유하여 희박 가스/공기 혼합기의 점화를 위한 액상 연료가 공급되는데, 분사기들(2)은 액상 연료의 흐름 방향으로 펌프 장치(1)와 상이한 간격을 두고 일렬로 늘어서서 고압 라인(3)의 내부 관(4)에 대해 작용을 하고 있다. 도 2 및 도 3은 2개의 연속된 분사기들(2) 사이 또는 펌프 장치(1)와 그 펌프 장치(1)에 가장 가까이 놓인 분사기(2) 사이의 구역에서의 고압 연료 라인(3)의 단면도를 각각 나타내고 있다.

즉, 본 발명의 취지에서는, 각각의 실린더 사이의, 그에 따라 각각의 분사기(2) 사이 및 바람직하게는 펌프 장치(1)와 그 펌프 장치(1)에 가장 가까이 놓인 분사기(2)의 사이의 커먼-레일 시스템의 고압 연료 라인(3)에 누출 검출 장치(10)가 각각 부속되는데, 그 누출 검출 장치(10)는 도 2에 도시된 제1 위치와 도 3에 도시된 제2 위치 사이에서 도 2 및 도 3에 도시된 이중 화살표의 방향으로 바람직하게는 병진 이동될 수 있다.

도 2에 따른 제1 위치에서는, 누출 검출 장치(10)가 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름, 즉 2개의 인접한 분사기들(2) 사이 또는 펌프 장치(1)와 그 펌프 장치(1)에 가장 가까이 놓인 분사기(2) 사이에서 연장되는 외부 관(5)의 섹션을 통한 흐름을 개방한다.

반면에, 도 3에 따른 제2 위치에서는, 누출 검출 장치(10)가 고압 연료 라인(3)의 그러한 외부 관(5)의 섹션을 통한 흐름을 차단한다.

도 2 및 도 3에 따르면, 각각의 누출 검출 장치(10)의 구역에서 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)에는 차단 장치(11) 및 그 차단 장치(11)를 우회하는 바이패스(12)가 부속된다. 도 2에 따른 누출 검출 장치(10)의 제1 위치에서는, 누출 검출 장치(10)가 바이패스(12)를 개방하여 차단 장치(11)가 존재할지라도 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름이 개방되게 된다. 반면에, 도 3에 따른 제2 위치에서는, 누출 검출 장치(10)가 바이패스(12)를 차단하여 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름이 차단되게 된다.

누출 수집 용기(6)에서 누출물의 존재가 검출되면, 고압 연료 라인(3)의 내부 관(4)과 외부 관(5) 사이에 누출이 있음을 판단할 수 있는데, 고압 연료 라인의 밀봉되지 않는 해당 섹션을 검출하기 위해, 누출 검출 장치들(10)이 정해진 검사 시간 동안 도 2에 따른 제1 위치로부터 도 3에 따른 제2 위치로 차례대로 옮겨갈 수 있다.

우선, 작동 중인 펌프 장치(1)에 가장 가까이 위치된 누출 검출 장치(10)가 정해진 시간 동안 도 2에 따른 제1 위치로부터 도 3에 따른 제2 위치로 옮겨간다. 펌프 장치(1)에 가장 가까이 위치된 그러한 누출 검출 장치(10)에 대응하는 고압 연료 라인(3)의 섹션에서 누출이 있다면, 누출물이 누출물 수집 용기(6)로 이송되게 된다. 반면에, 누출물 수집 용기로 누출물이 이송되지 않는다면, 그러한 고압 연료 라인의 섹션이 밀봉되어 있음도 판단할 수 있게 된다.

그에 이어서, 작동 중인 펌프 장치(1)에 가장 가까이 위치된 누출 검출 장치(10)가 도 2에 도시된 제1 위치로 다시 옮겨가고, 그런 연후에 그 누출 검출 장치(10)에 연이은 누출 검출 장치(10)가 도 3에 도시된 제2 위치로 옮겨가서 연이은 고압 연료 라인(3)의 섹션에서 누출이 존재하는지를 검사한다. 그와 같이 하여, 누출의 존재에 대해 고압 연료 라인(3)의 각각의 섹션을 순차적으로 검사할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술로부터 공지된 내연 엔진의 커먼-레일 시스템을 나타낸 블록 선도;

도 2는 제1 위치에 있는 누출 검출 장치의 구역에서 본 발명에 따른 내연 엔진의 커먼-레일 시스템의 세부를 나타낸 도면;

도 3은 누출 검출 장치가 제2 위치에 있는 도 2의 세부를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 펌프 장치 2: 분사기

3: 고압 연료 라인 4: 내부 관

5: 외부 관 6: 누출물 수집 용기

7: 누출물 라인 8: 회수 라인

9: 회수물 수집 용기 10: 누출 검출 장치

11: 차단 장치 12: 바이패스

Claims

내연 엔진의, 구체적으로 실린더에 액상 연료를 공급하여 실린더 내에 존재하는 가스/공기 혼합기를 점화시키는 이중 연료 엔진의 커먼-레일 시스템으로서, 저압 구역과, 그 저압 구역으로부터 고압 구역으로 연료를 급송하기 위한 하나 이상의 고압 펌프를 포함하는 펌프 장치를 구비하고, 그 펌프 장치와 실린더에 할당된 분사기 사이의 고압 구역에 이중 벽 고압 연료 라인이 연장되되, 그 이중 벽 고압 연료 라인의 내부 관을 경유하여 액상 연료가 실린더의 분사기에 공급될 수 있고 그 내부 관을 둘러싸는 외부 관을 경유하여 내부 관과 외부 관 사이의 누출물이 누출물 수집 용기로 반출될 수 있도록 이중 벽 고압 연료 라인이 연장되는 것인 커먼-레일 시스템에 있어서,

각각의 실린더 사이의, 그에 따라 각각의 분사기(2) 사이의 고압 연료 라인(3)에 누출 검출 장치(10)가 각각 부속되되, 각각의 누출 검출 장치(10)는 제1 위치에서는 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름을 개방하고, 제2 위치에서는 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)을 통한 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 커먼-레일 시스템.
제1항에 있어서, 각각의 누출 검출 장치(10)는 제1 위치에서는 실린더들 사이에, 그에 따라 분사기들 사이에 연장되어 그들 사이에 각각의 누출 검출 장치가 위치되는 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)의 섹션을 통한 흐름을 개방하고, 제2 위 치에서는 그러한 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)의 섹션을 통한 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 커먼-레일 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 액상 연료의 흐름 방향으로 보았을 때에 실린더들은, 그에 따라 분사기들(2)은 펌프 장치(1)와 상이한 간격을 두고 고압 연료 라인(3)에 대해 작용을 하는 것을 특징으로 하는 커먼-레일 시스템.
제3항에 있어서, 펌프 장치(1)와 그 펌프 장치(1)에 가장 가까이 놓인 실린더 및 그에 따른 분사기(2) 사이에 연장되는 고압 연료 라인(3)의 섹션에도 누출 검출 장치(10)가 부속되는 것을 특징으로 하는 커먼-레일 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 누출물 수집 용기(6)에 누출물이 있을 때에 밀봉되지 않은 고압 연료 라인(3)의 섹션을 검출하기 위해, 누출 검출 장치들(10)이 정해진 검사 시간에 제1 위치로부터 제2 위치로 차례대로 옮겨갈 수 있는 것을 특징으로 하는 커먼-레일 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 누출 검출 장치(10)의 구역에서 고압 연료 라인(3)의 외부 관(5)에 차단 장치(11) 및 그 차단 장치(11)를 우회하는 바이패스(12)가 부속되되, 바이패스(12)는 각각의 누출 검출 장치(10)의 제1 위치에서는 개방되고 각각의 누출 검출 장치(10)의 제2 위치에서는 차단되는 것을 특징으로 하 는 커먼-레일 시스템.