KR101393930B1

KR101393930B1 - 엔진의 연료 맥동음 저감장치

Info

Publication number: KR101393930B1
Application number: KR1020080040453A
Authority: KR
Inventors: 손영균
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2014-05-12
Also published as: KR20090114686A

Abstract

본 발명은 엔진의 연료 맥동음 저감장치에 관한 것으로, 특히 연료레일의 내부에 댐핑수단을 구비하여, 연료레일 내에서의 맥동 발생시 댐핑수단의 전후 방향 이동에 의한 해 한 운동에너지와 열에너지로의 전환을 통해 연료 레일 내부에서 발생된 맥동에 의한 고압의 충격파를 감쇄시키는 엔진의 연료 맥동음 저감장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 엔진의 연료 맥동음 저감장치는 중앙부에 일정크기의 관통공이 형성된 외측 하우징(52)과, 상기 외측 하우징 내부에 설치되며 내측 중앙부에 관통공이 형성된 내측 하우징(53)과, 상기 내측 하우징(53)의 후방에 삽착되어 외측 하우징(52)내에서 내측 하우징(53)의 전후 방향 이동을 완충하는 제1스프링(57)과, 상기 내측 하우징(53)과 외측 하우징(52)의 내부에 설치되어 축방향 이동에 의해 연료레일 내부에서 발생되는 맥동압을 저감시키는 댐핑수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

엔진의 연료 맥동음 저감장치{FUEL PULSE SOUND DAMPING DEVICE OF CAR ENGINE}

본 발명은 엔진의 연료 맥동음 저감장치에 관한 것으로, 특히 연료 레일(Fuel Rail)의 내측에 댐핑수단을 구비하여, 댐핑수단의 직선로드가 축방향을 따라 전후로 이동하는 것에 의한 운동에너지와 열에너지로의 전환을 통해 연료레일 내부에서 발생된 맥동에 의한 고압의 충격파를 감쇄시키는 엔진의 연료 맥동음 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 연료레일 내에서 연료 맥동음이 발생되게 된다.

상기 연료 맥동음은 엔진 아이들(idle)시 인젝터의 급격한 개폐작용과 이에 의한 연료레일 내에서의 국부압력 변동으로 발생하게 된다. 이 현상은 일반 생활 상수도의 수전음과 같은 현상, 즉 워터 해머링 효과(water hammering effect)와 동일한 현상이며 유압과 수압의 저감 및 밸브가 연결된 관부의 체적을 증대시켜 이러한 현상의 발생을 줄이고 있다.

상기한 연료 맥동음을 저감시키는 종래의 방법의 하나로 맥동 댐퍼(pulsation damper)를 사용하는 것이 제시되어 있다.

도 1 은 맥동음 저감을 위해 종래의 맥동 댐퍼를 사용한 경우를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 맥동 레일의 저부에 맥동 댐퍼(1)가 설치되어, 연료의 흐르는 방향(3)에 종방향의 떨림운동으로 배관내의 충격파(진동)를 흡수하는 방식이다.

종래의 다른 하나의 방법은 진동절연 클립(미도시)을 사용하는 것으로, 이 방법은 연료배관의 차체 바디 고정시 배관진동이 차체로 전달되는 것을 방지하고, 차실 내부로 맥동음이 전달되는 것을 방지한다.

종래의 또 다른 방법으로는, 연료 레일의 구조를 변경시키는 것으로, 레일의 단면구조, 즉 단면 형상을 변형시켜 맥동음을 저감시키는 방법이 있다.

그러나 상기한 종래의 방법들은 맥동음 저감 효과면에서 한계가 따르며, 장치를 형성하는 소요부품이 고가로서, 설치에 따른 비용이 증대하게 되는 등이 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점 해결하기 위한 것으로, 고압의 충격파를 흡수할 수 있는 댐퍼수단을 연료 레일 내에 설치하여 연료 레일 내의 맥동음을 저감시킬 수 있고, 장치 설치에 따른 원가절감을 도모할 수 있는 엔진의 연료 맥동음 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진의 연료 맥동음 저감장치는 중앙부에 일정크기의 관통공이 형성된 외부 하우징(52)과, 상기 외부 하우징 내부에 설치되며 내측 중앙부에 관통공이 형성된 내부 하우징(53)과, 상기 내부 하우징(53)의 후방에 삽착되어 외부 하우징(52)내에서 내부 하우징(53)의 전후 방향 이동을 완충하는 제1 스프링(57)과, 상기 내부 하우징(53)과 외부 하우징(52)의 내부에 설치되어 축방향으로 왕복 이동함에 의해 연료레일 내부에서 발생되는 맥동을 저감시키는 댐핑수단을 포함하는 구성으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 댐핑수단은 내부 하우징과 외부 하우징의 중심에 위치하며 축방향의 일정길이를 갖는 직선로드(54)와, 상기 직선로드(54)상에 종방향으로 결착된 연료흐름 조절부재(55)와, 상기 직선로드(54)의 선단측에 결착되어 맥동압을 직접 받는 수직판(56)과, 상기 연료흐름 조절부재(55)의 후방에 설치된 제2 스프링(58)을 포함하는 구성이 되도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 상기 연료흐름 조절부재(55)는 상기 직선로드(54)에 대해 역 디귿자 형으로 결착되며, 소정위치에 연료흐름 통로(55a)가 다수개 형성되도록 한다.

본 발명에 따른 엔진의 연료 맥동음 저감장치에 의하면, 연료 레일과 연결된 배관 내에 별도의 댐퍼수단을 구비함에 의해 연료레일 내에서의 맥동압 발생에 따른 고압의 충격파를 흡수할 수 있으며, 설치 레이아웃 구성이 용이하고, 종래에 비해 장치 설치에 따른 원가절감을 도모할 수 있는 효과를 발휘한다.

이하 본 발명에 따른 엔진의 연료 맥동음 저감장치의 적합한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2a 는 본 발명에 따른 엔진의 연료 맥동음 저감장치의 설치 상태를 도시한 도면이고,

도 2b 와 도 2c 는 상기 도 2a 에 도시된 본 발명의 맥동 저감장치(50)의 내부 구성도이다.

본 발명에 따른 엔진의 연료 맥동음 저감장치(50)는 연료 레일(30)과 연결되는 외부배관(51)과, 상기 외부배관(51)의 내부에 설치되며 선단과 후단의 중앙부에 일정크기의 관통공(52a,52b)이 형성된 맥동음 저감장치의 외측 하우징(52)과, 상기 외측 하우징(52)의 내부의 전방에 설치되어 전후로 이동하는 내측 하우징(53)과, 상기 내측 하우징(53)의 후방에 삽착되어 외측 하우징(52)내에서 상기 내측 하우징(53)의 전후 방향 이동을 완충하는 제1 스프링(57)과, 상기 내측 하우징(53)과 외측 하우징(52)의 내부에 설치되어 축방향으로 왕복이동함에 의해 연료레일 내부에서 발생되는 맥동을 저감시키는 댐핑수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 댐핑수단은 내측 하우징(53)과 외측 하우징(52)의 중심에 위치하며 축방향의 일정길이를 갖는 직선로드(54)와, 상기 직선로드(54)상에 종방향으로 결착된 연료흐름 조절부재(55)와, 상기 직선로드(54)의 선단에 결착되어 맥동압을 직접 받는 수직판(56)과, 상기 연료흐름 조절부재(55)의 후방에 설치된 제2 스프링(58)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 구성에서, 제1 스프링(57)은 외측 하우징(52) 내에서 내측 하우징(53)의 전후 방향 이동을 완충하며, 제2 스프링(58)은 내측 하우징(53) 내에서 직선로드(54)와 연료흐름 조절부재(55)의 전후 방향 이동을 완충하게 된다.

상기 직선로드(54)에 일체로 결착되는 연료흐름 조절부재(55)는 직선로드(54)를 가운데로 하여 역 디귿자 형으로 일체로 형성되며, 내부에 연료가 흐르는 연료흐름 통로(55a)가 다수개 형성되어 있다.

상기 직선로드(54)의 선단에 결착된 수직판(56)은 맥동압을 수용할 수 있도록 탄성이 있는 고무로 형성되고, 내측 하우징(53)은 강재로 형성되며, 외측 하우징(57)은 강재 또는 폴리프로필렌(PP 재)으로 형성되게 한다.

한편, 상기 내측 하우징(53)은 상기 수직판(56)과 접촉하는 부분이 일부 접촉이 이루어지도록 오목한 형상으로 형성되게 할 수도 있다.

도 2c 에서의 도시된 화살표는 압력 진행방향을 도시하는 것으로, 외측 하우징(52)의 후방에서는 연료라인(연료탱크)으로부터 전달되는 압력이고, 외측 하우 징(52) 전방의 화살표는 엔진측으로 전달되는 압력을 각각 도시하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 엔진의 연료레일내의 맥동음 저감장치의 작동에 대해 이하에서 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명에 따른 엔진의 연료 맥동음 저감장치의 작동상태를 도시한 도면이다.

도 3a 를 참조하면, 맥동이 발생되지 않는 정상적인 연료 공급상태이다.

이 상태에서는, 제1 스프링(57)에 의해 내측 하우징(53)이 외측 하우징의 전면으로 밀착되어 있는 상태이고, 직선로드(54)의 선단에 위치한 수직판(56)은 엔진으로부터 힘을 받지 않아 전방으로 돌출되어 있는 상태이다. 즉 제2 스프링(58)은 팽창된 상태로 전방의 수직판(56)을 앞으로 밀고 있는 상태를 유지시킨다.

도 3b 를 참조하면, 맥동이 발생되어 엔진으로부터 충격파가 연료레일(30)을 타고 수직판(56)에 전달되면, 직선로드(54)와 일체로 형성된 역 디귿자 형의 연료흐름 조절부재(55)가 뒤로 밀리면서 후방의 제2 스프링(58)을 압축시킨다. 이에 따라 선단의 수직판(53)이 후방으로 밀려 내측 하우징(53)의 개구부(53a)를 막게 되어 연료의 유입통로가 차단된다.

도 3c 를 참조하면, 선단의 수직판(56)이 내측 하우징(53)에 밀착되어 일체가 된 상태에서 내측 하우징(53)은 후방의 제1 스프링(57)을 압축하면서 후방으로 이동하게 된다. 따라서 맥동 발생에 의해 충격파의 전달은 내측 하우징(53)의 후방으로의 이동에 의한 운동 에너지와 열에너지로 변환되어 소멸되며, 이 결과로 맥동감쇄가 일어나게 된다.

도 3d 를 참조하면, 충격파에 의한 충격 에너지가 소멸되어 제1 스프링(57)의 복원력에 의해 내측 하우징(53)은 전방의 원래 위치로 복귀하게 된다.

이상 상기한 과정에서 충격파의 흡수과정은 단시간 내에 이루어지며 도 3b -> 도 3c -> 도 3d -> 도 3b 의 과정이 짧은 시간 내에 반복되면서 연료레일 내의 고 압력 에너지를 운동에너지 및 열에너지로 발산하게 됨으로써 연료레일 내의 맥동을 소멸시키게 된다.

도 1 은 맥동음 저감을 위해 종래의 맥동 댐퍼를 사용한 경우를 도시한 도면,

도 2a 내지 도 2c 는 본 발명에 따른 엔진의 연료내의 맥동 저감장치의 설치 상태를 도시한 도면,

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명에 따른 엔진의 연료내의 맥동 저감장치의 작동상태를 도시한 도면임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엔진 30 : 연료레일

50 : 맥동 저감장치부 51 : 외부배관

52 : 외측 하우징 53 : 내측 하우징

54 : 직선로드 55 : 연료흐름 조절부재

56 : 수직판 57 : 제1 스프링

58 : 제2 스프링

Claims

내측 중앙부에 축방향의 관통공이 형성된 외측 하우징과,

상기 외측 하우징의 내부에 설치되며 내측 중앙부에 축방향의 관통공이 형성된 내측 하우징과,

상기 내측 하우징의 후방에 삽착되어 상기 외측 하우징내에서 상기 내측 하우징의 전후 방향 이동을 완충하는 제1 스프링과,

상기 외측 하우징 내에서 상기 내측 하우징을 왕복 이동시켜 연료레일로부터 전달되는 맥동 충격압을 감쇄시키는 댐핑수단을 포함하며,

상기 댐핑수단은 내측 하우징과 외측 하우징의 관통공을 따라 설치되며 축방향의 일정길이를 갖는 직선로드와, 상기 직선로드에 종방향으로 결착된 연료흐름 조절부재와, 상기 직선로드의 선단에 결착되어 충격압을 직접 받는 수직판과, 상기 연료흐름 조절부재의 후방에 설치된 제2 스프링을 포함하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 맥동음 저감장치.
삭제
청구항 1 에 있어서,

상기 내측 하우징은 상기 수직판과 접촉하는 부분이 일부 접촉이 이루어지도록 오목한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 맥동음 저감장치.
청구항 1 에 있어서,

상기 연료흐름 조절부재는 상기 직선로드상에 결착되며, 내부에 다수개의 연료흐름 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 맥동음 저감장치.
청구항 1 에 있어서,

상기 수직판은 탄성을 가진 고무로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 맥동음 저감장치.
청구항 1 에 있어서,

상기 연료흐름 조절부재는 상기 직선로드를 가운데로 하여 역 디귿자 형으로 직선로드와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 맥동음 저감장치.