KR101417533B1

KR101417533B1 - 커먼 레일의 금속 미세입자 제거장치

Info

Publication number: KR101417533B1
Application number: KR1020120156605A
Authority: KR
Inventors: 이경곤
Original assignee: 르노삼성자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-08

Abstract

본 발명은 커먼 레일에 장착되어 커먼 레일로 유입되는 금속 미세입자를 포집 제거함으로써 금속 미세입자에 의한 고장 등을 방지할 수 있는 미세입자 제거장치를 제공한다. 본 발명에 따른 커먼 레일 내의 금속성 미세입자를 제거하기 위한 커먼 레일의 미세입자 제거장치는 커먼 레일 내에 위치하여 커먼 레일 내로 유입되는 금속성 미세입자가 부착되는 자석과, 상기 자석과 인접하게 형성되어 상기 자석에 부착되는 금속성 미세입자를 내부에 저장하는 입자 스토리지를 포함한다.

Description

커먼 레일의 금속 미세입자 제거장치{Metal Particle removal device for common rail}

본 발명은 커먼 레일(commom rail)의 금속 미세입자 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커먼 레일 내로 유입되는 금속 미세입자를 포집하여 차량의 연료 공급 시스템의 고장을 방지하는 금속 미세입자 제거장치에 관한 것이다.

차량 등의 연료 공급 시스템에 이용되는 커먼 레일은 고압으로 유입되는 연료를 축적하였다가 엔진의 행정실로 연결되는 복수의 인젝터(injector)로 연료를 공급하는 장치이다.

도 1은 종래 기술에 따른 커먼 레일(10)을 구비한 연료 공급 시스템(1)의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연료 공급 시스템(1)은 연료 탱크(50)와, 상기 연료 탱크(50)로부터 공급받은 연료를 고압으로 형성하는 고압펌프(60)와, 상기 고압펌프(60)로부터 유입된 고압의 연료를 축적하는 커먼 레일(10) 및 상기 커먼 레일(10)로부터 연료를 공급받아 엔진의 각 행정실로 연료를 공급하는 인젝터(30)를 포함한다.

또한, 연료 공급 시스템(1)은 제어장치(40)를 더 포함하며, 제어장치(40)는 인젝터(30)를 통해 엔진의 행정실로 분사되는 연료량 및 타이밍 등을 조절한다.

고압펌프(60)가 고압을 생성하는 과정에서, 연료에 포함된 수분이 고압펌프(60)의 내벽과 충돌해 마모가 발생하면서 금속 미세입자가 생성될 수 있다.

생성된 금속 미세입자가 고압의 연료와 함께 커먼 레일(10)로 유입되고, 인젝터(30)로 전해져 인젝터(30)의 고장을 유발하거나, 심한 경우 연료 공급 시스템(1) 전체에 고장을 유발할 수 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 커먼 레일에 장착되어 커먼 레일로 유입되는 금속 미세입자를 포집함으로써 금속 미세입자에 의한 고장 등을 방지할 수 있는 미세입자 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커먼 레일 내의 금속성 미세입자를 제거하기 위한 커먼 레일의 미세입자 제거장치는 커먼 레일 내에 위치하여 커먼 레일 내로 유입되는 금속성 미세입자가 부착되는 자석과, 상기 자석과 인접하게 형성되어 상기 자석에 부착되는 금속성 미세입자를 내부에 저장하는 입자 스토리지를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 입자 스토리지는 외주에 나사산이 형성된 나사부와 상기 나사부의 외주를 감싸는 커버부를 포함하고, 상기 나사부와 커버부의 사이에는 입자 저장 공간이 형성되며, 상기 자석은 상기 입자 저장 공간의 입구에 인접하여 배치되고, 상기 자석에 부착되는 금속성 미세입자가 상기 입자 저장 공간 내로 유입되도록 한다.

또한, 상기 입자 스토리지는 상기 커먼 레일에 탈부착 가능하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 나사부는 상기 커먼 레일 내부 압력을 측정하는 압력 센서의 몸체 외주에 형성될 수도 있다.

또한, 상기 압력 센서는, 상기 커먼 레일의 고압 연료 유입구와 인젝터로 연결되는 연결관 사이에 위치하여 상기 커먼 레일에 결합될 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 커먼 레일을 구비한 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 제거장치가 설치된 커먼 레일의 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 제거장치(200)가 설치된 커먼 레일(10)의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 커먼 레일(10)은 고압 연료가 유입되는 고압 연료 유입구(11)와, 복수의 인젝터(30)(도 1 참조)로 연결되는 복수의 연결관(12)을 포함한다. 고압 연료 유입구(11)와 연결관(12) 사이에는 커먼 레일(10)의 내부 압력을 측정하는 압력 센서(20)가 탈부착 가능하게 결합된다.

압력 센서(20)에서 측정되는 압력 데이터는 제어장치(40)(도 1 참조)로 보내져, 연료 분사량 및 타이밍 등을 조절하기 위한 데이터로 이용된다.

고압 연료 유입구(11)로 유입된 고압 연료(101)는 복수의 연결관(12)으로 분기하고, 복수의 연결관(12)으로 분기된 고압 연료(102)는 해당 인젝터로 보내진다.

압력 센서(20)는 상기 압력 센서(20)로의 전력 공급 또는 데이터 전송을 위한 각종 도선들이 수용되는 접속부(24)와, 압력 센서(20)를 커먼 레일(10)에 고정하는 고정부(23) 및 압력을 측정할 수 있는 센서체(22)를 포함한다.

또한, 압력 센서(20)는 센서체(22)를 고정부(23)에 고정하는 몸체(21)를 포함한다. 본 실시예에 따른 몸체(21)는 후술하는 바와 같이 미세입자 제거장치(200)의 입자 스토리지(storage)(202)를 설치할 수 있도록 특화된 구성을 가진다.

본 실시예에 따른 압력 센서(20)의 센서체(22)는 피에조(piezo) 방식의 센서체이다. 피에조 방식의 센서를 이용한 압력 측정 원리는 공지되어 있으므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

본 실시예에 따르면, 상기 압력 센서(20)를 이용해 미세입자 제거장치(200)를 고정한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 미세입자 제거장치(200)는 커먼 레일(10) 내부에 위치하여 커먼 레일(10)로 유입되는 금속 미세입자를 자력에 의해 포집하는 자석(201)과, 상기 자석(201)과 인접하게 형성되어 자석(201)에 부착된 금속 미세입자를 수용하는 입자 스토리지(202)로 구성된다.

본 실시예에 따른 자석(201)으로는 영구 자석이고 자력이 강한 ND 자석을 이용한다. 자석(201)은 중공의 원통형 자석으로서 센서체(22)의 외주를 감싸도록 형성된다.

입자 스토리지(202)는 외주에 나사산이 형성된 나사부(203)와 상기 나사부(203)의 외주를 감싸는 커버부(204)를 포함한다. 나사부(203)는 압력 센서(20)의 몸체(21)의 외주면에 일체로 형성된다.

커버부(204)의 내면은 나사부(203)의 나사산 정점에 접촉하거나 살짝 이격된다. 따라서, 나사부(203)와 커버부(204) 사이에는 실질적으로 나사부(203)의 나사골에 의한 입자 저장 공간이 형성된다.

커버부(204)의 일단은 고정부(23)에 고정되며, 다른 일단은 개구되어 입자 저장 공간의 입구를 형성한다.

자석(201)은 상기 입자 저장 공간의 입구에 최대한 인접하여 배치되지만, 입구를 막지는 않도록 형성된다.

커먼 레일(10) 내부로 유입된 고압의 연료(101)에는 금속 미세입자들이 포함되어 있다. 고압 연료(101)에 실려 유입된 금속 미세입자들은 자석(201)의 강한 자력에 의해 끌려 자석(201)에 부착된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 커먼 레일(10)로 유입된 고압의 유동에 의해 미세입자 제거장치(200)에는 화살표(103) 방향으로 주된 압력이 작용한다. 이러한 압력은 자석(201)에 부착된 금속 미세입자를 스토리지(202)의 입자 저장 공간 쪽을 밀어 넣는 힘으로 작용한다.

또한, 자석(201)은 센서체(22) 주위를 감싸는 원통형의 형상을 가지므로, 자석(201) 주위에는 자석(201) 둘레를 휘감는 선회류(vortex)가 형성된다. 스토리지(202)의 입자 저장공간은 나선형의 경로를 가지므로, 상기 선회류에 의해 회전력을 받은 금속 미세입자가 나선형 경로를 따라 손쉽게 입자 저장 공간 안으로 안에 유입될 수 있다.

본 실시예에 따른 압력 센서(20)는 커먼 레일(10)로부터 탈부착이 가능하므로, 압력 센서(20)를 커먼 레일(10)에서 탈착함으로써, 금속 미세입자가 수용되어 있는 입자 스토리지(202)를 커먼 레일(10)로부터 탈착하여 금속 미세입자를 제거할 수 있다.

또한, 본 실시에에 따른 미세입자 제거장치(20)는 인젝터 연결관(12)에 비해 상류측(여기서, 상류측은 연료 유입구(11)에 가까운 쪽을 의미한다)에 위치하는 압력 센서(20)에 부착되므로, 금속 미세입자가 인젝터 연결관(12)에 도달하기 전에 자석(201)에 의해 포집된다. 따라서, 금속 미세입자가 인젝터로 유입되는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.

1: 연료 공급 시스템
10: 커먼 레일
20: 압력 센서
30: 인젝터
40: 제어 장치
50: 연료 탱크
60: 고압 펌프
200: 미세입자 제거장치

Claims

커먼 레일 내의 금속성 미세입자를 제거하기 위한 커먼 레일의 미세입자 제거장치로서,
커먼 레일 내에 위치하여 커먼 레일 내로 유입되는 금속성 미세입자가 부착되는 자석;
상기 자석과 인접하게 형성되어, 상기 자석에 부착되는 금속성 미세입자를 내부에 저장하는 입자 스토리지를 포함하고,
상기 입자 스토리지는 입자 저장 공간을 포함하고,
상기 자석은 상기 입자 저장 공간의 입구에 인접하여 배치되고,
상기 자석에 부착되는 금속성 미세입자가 상기 입자 저장 공간 내로 유입되도록 한 것을 특징으로 하는 커먼 레일의 미세입자 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 입자 스토리지는, 외주에 나사산이 형성된 나사부와 상기 나사부의 외주를 감싸는 커버부를 더 포함하고,
상기 입자 저장 공간은 상기 나사부와 커버부의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 커먼 레일의 미세입자 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 입자 스토리지는 상기 커먼 레일에 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 커먼 레일의 미세입자 제거장치.
제2항에 있어서,
상기 나사부는 상기 커먼 레일 내부 압력을 측정하는 압력 센서의 몸체 외주에 형성된 것을 특징으로 하는 커먼 레일의 미세입자 제거장치.
제4항에 있어서,
상기 압력 센서는,
상기 커먼 레일의 고압 연료 유입구와, 인젝터로 연결되는 연결관 사이에 위치하여 상기 커먼 레일에 결합되는 것을 특징으로 하는 커먼 레일의 미세입자 제거장치.