KR101486726B1

KR101486726B1 - 내연기관용 연료 분사 장치

Info

Publication number: KR101486726B1
Application number: KR1020107024764A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 클레쎄; 토마스 리에델; 볼프강 스타프트; 비죄른 폰 빌만
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2015-01-28
Also published as: CN101983285B; US20110023831A1; CN101983285A; WO2009121662A1; DE102008017151B3; US8616183B2; KR20100125477A

Abstract

본 발명은 내연기관용 연료 분사 시스템에 관한 것으로, 연료 분배기(2)를 포함하고, 연료 분배기의 내부(4)는 고압 축압기로 구현되고, 내부(4)로 개방된 횡방향 보어들(6)을 가지며, 횡방향 보어(6)들은 연결편들(8a, 8b)에 의해 연료 공급부 및 방출부를 위한 압력 라인들(10)에 연결된다. 연료 분배기(2)의 선단부 상에 고압 센서(30)가 배열되고, 상기 고압 센서(30)는 측정 보어(30c)에 의해 내부(4)에 연결되고, 영구 자석 링이 고압 센서(3)에 할당되는 내부의 선단부에 배열된다.

Description

내연기관용 연료 분사 장치 {FUEL INJECTION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 청구항 1의 전제부의 구성들에 따른 내연기관용 연료 분사 시스템에 관한 것이다.

연료 분사 시스템은 종래 기술로부터 공지되어 있는데, 여기서 각 실린더에 할당된 분사기를 위한 연료가 "커먼 레일(common rail)"이라고도 불리는 연료 축압기(accumulator)로부터 중앙으로 제공된다. 디젤 내연기관에서, 연료는 여기에서 커먼 레일내의 고압 펌프의 도움으로 최대 1800 bar까지 압축된다.

여기서 고압펌프(예를들어 래이디얼 또는 시리얼 피스톤 펌프로 구현됨)는 기계적으로 높은 부하를 받게 되고, 그로 인해 연료 공급 라인 및 연료 축압기에 의해 분사 밸브들에 이를 수 있는 피스톤의 영역 내에서 기계적 마모가 발생할 우려가 있다. 다른 한편으로 현대의 커먼 레일 시스템들은 매우 작은 제조 공차로 인해 이물질에 매우 민감한데, 예를 들어 커먼 레일 고압 펌프의 피스톤 공차는 2 내지 4 ㎛에 이르고, 분사 노즐 니들(needle)의 가이드 공차(guide clearance)는 2㎛ 미만이다.

연료 분배기 상에 고압 센서가 배열되면, 센서의 측정 표면으로 통하는 보어를 금속성 입자들이 막을 우려가 있다.

커먼 레일 시스템 내에서 작동하는 시간 동안 움직이는 부품들의 마멸(wear) 및 마모(abrasion)의 결과로 또는 제조 및 조립 프로세스의 결과로 발생할 수 있는 특수한 금속성 입자들이 상기 시스템의 고장을 초래할 수 있다.

이런 이유로, 이런 유형의 커먼 레일 분사 시스템은 다양한 필터 시스템들에 의해 보호된다. 예를 들어, 소위 필터 카트리지 또는 체(sieve) 필터가 연료 공급부 내에서, 고압 펌프 내에 그리고 분사기들의 상류에, 내장된다. 상술한 필터들은 예를 들어 DE 10 2006 014 035 A1에 도시되고 개시되어 있다. 이러한 필터들은 갭의 크기 및/또는 체의 크기가 제한된다는 점(예를 들어 갭 크기가 20 내지 40 ㎛, 홀 직경이 50 내지 80 ㎛); 과도하게 높은 압력 손실 그리고 비용상의 문제로 인해 미세한 필터링이 불가능하다는 점에서 불리하다. 더욱이, 이로 인해 필터가 너무 빨리 막히고, 결국 엔진 고장으로 귀결된다.

축압기 분사 시스템의 고압 범위에 대한 다른 필터 장치가 DE 100 39 425 A1에 공개되어 있다. 여기서 필터 장치는 고압 파이프의 단부 마개로 구현되고 전체 또는 일부분이 자성 물질로 제조된다.

실험실 검사 결과 연료 분배기 내에 금속성 입자들이 쉽게 포집되는 유동 데드 존(dead zone)이 형성되는 것으로 밝혀졌다. 이들은 바람직하게 내부(interior)및/또는 연료 분배기의 선단부들에 구현된다.

만약 예를 들어 DE 197 29 392 A1에 개시된 바와 같이 고압 펌프의 단부 마개가 고압 센서로 대체된 경우, DE 100 39 425 A1에 개시된 것처럼 자성 단부 마개가 이 지점에 사용될 수 있다. 또한, 고압 센서의 측정 보어는 이 경우 전술한 유동 데드 존 영역 내에 있다. 그 결과, 이물질 또는 심지어 측정 보어의 막힘의 결과로 압력 측정이 방해될 우려가 더 높아진다.

따라서, 본 발명의 목적은 서두에 설명한 필터 시스템들을 개선하는데 있다.

상기 목적은 청구항 1에 구체화된 구성들에 의해 달성된다.

고압 센서가 연료 분배기 파이프의 선단에 배열되면, 상기 고압 센서가 측정 보어에 의해 연료 분배기의 내부에 연결되고, 상기 내부의 이 선단부에 영구 자석 링을 배열하는 것이 제안되고, 이는 금속성 입자들이 상기 측정 보어를 막는 것을 방지한다.

연료 분배기 내에 배열된 이런 유형의 영구 자석 링의 사용은 작은 금속성 입자들이 포집(bind)되는 것을 또한 허용함으로써, 노즐 홀의 막힘 또는 분사기 밸브 시트의 클램핑(clamping) 또는 특히 고압 센서의 측정 보어의 막힘의 우려가 상당히 감소한다.

종속항들에서는 본 발명의 연료 분사 시스템의 추가적 개선이 포함된다.

본 발명의 예시적 실시예들이 하기의 설명과 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 연료 분사 시스템을 위한 연료 분배기 파이프를 나타낸 것이고,
도 2는 연료 분배기 파이프의 길이방향 단면을 나타낸 것이고,
도 3a 내지 3c는 공지된 종래 기술에 따라 연료 분배기 파이프의 축선방향 단부에 배열된, 자성 마개의 다른 실시예들을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 영구 자석 링을 구비한, 연료 분배기 파이프의 축선방향 단부에 배열된 고압 센서를 나타낸 것이다.

도 1 및 2에 도시된 연료 분배기(2)는 연신(drawn) 또는 압연된(rolled) 파이프로 이루어진다. 길이방향 보어로 구현된 연료 분배기(2)의 내부(4)는 고압 축압기를 형성하고, 그 내부로 횡방향 보어들(6)이 개방되어 있으며, 이들은 각각 상응하는 연결편(8a, 8b)에 의해 압력 라인(10)에 연결된다. 압력 라인(10)은 여기서 고압 연료 펌프(미도시)에 의해 전송되는 연료의 연료 공급선으로 사용되고, 나머지 압력 라인들(10)은 각각 연료 분사 밸브에 연결되어 있다.

도 1에서 알 수 있듯이, 연료 분배기 파이프(2)의 두 선단에 마개(12)가 제공된다. 종래 기술에 따른 제 1 실시예에서는(도 3a 참조), 이들이 파이프(2) 상응하게 형성된 접촉면(16a)상에 파이프 내부를 밀봉하는 방식으로 맞닿는 구형 밀봉 요소(14a)를 필수 구성으로 포함한다. 밀봉 요소(14a)는 나사식 핀(18a)에 의해 접촉면(16a)에 압박되고, 이로 인해 고압 축압기로 구현된 상기 내부(4)의 밀폐를 보장한다. 상기 나사식 핀(18a)은 나사를 죄는 도구를 위해 제공된 삽입 개구(20)를 이용하여 조여질 수 있다.

밀봉 요소(14a) 및 나사식 핀(18a)으로 이루어진 마개(12a)는 예컨대 영구 자석으로 구현된 금속 합금으로 이루어진다. 따라서, 소위 (연료 유동) 데드 존 영역들(22)(도 2 참조) 내에 모인 금속성 입자들이 영구적으로 포집될 수 있고, 분사기들 및/또는 그에 따른 분사 밸브들이 오염될 염려가 없다.

종래 기술에 따른 제 2 실시예에서는, 도 3b를 보면, 마개(12b)가 이 경우에는 나사식 캡(18b)에 의해 접촉면(16b)에 대해 압박된 구형 밀봉 요소(14b)로 이루어져 있다. 이런 식으로 나사식 캡(18b)은 연료 분배기 파이프(2)에 부착된 외측 나사산(24) 위로 나사결합된다. 마개(12b)는 여기서, 제 1 예시적 실시예와 마찬가지로, 금속성 입자들 및/또는 금속성 침식물을 포집하기 위해 영구 자석으로도 구현된다.

종래 기술에 따른 제 3 실시예에서는, 도 3c를 보면, 별도의 밀봉 요소가 없어지고; 마개(12c)가 영구 자석으로 구현되는데, 이는 DE 100 39 425 A1에 개시된 기술 내용과 유사하게, 나사식 핀(18c)로 이루어지고, 이 나사식 핀은 상기 내부(4)와 면하는 측면상에 소위 물림 엣지(biting edge; 26)를 구비하며, 상기 물림 엣지는 상기 연료 분배기 파이프(2)의 전면(28)에 대해 선형 접촉으로 브레이싱(brace)되어 고압 내부(4)의 밀봉을 보장한다.

자성 마개(12)의 다른 실시예들을 생각해 볼 수도 있는데, 나사식 핀(18)이 상기 내부를 향하는 앞쪽이 구형으로 구현될 수 있고 상응하게 오목하게 주조된 연료 분배기 파이프(2)의 전면과 밀봉 방식으로 상호작용할 수 있다.

본 발명에 따른 한 실시예에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 마개(12)가 연료 분배기 파이프(2)의 앞쪽에 배열된 고압 센서(30)로 구현된다. 상기 고압 센서(30)는 내부 나사선을 갖는 보어(30b) 내로 조여지는 나선부(30a)를 포함한다. 보어(30b)는 암나사 홈이 파인(tapped) 블라인드 홀(blind hole) 보어로 구현되고 더 작은 직경의 추가 보어(30c)를 구비하여 상기 내부(4)의 작동 압력(prevailing pressure)을 검출하도록 하며, 이 보어(30c)에 의해 상기 내부(4)와 상기 암나사 홈이 파인 블라인드 홀 보어(30b) 사이에 연결이 설정된다. 영구 자석 링(32)이 상기 내부(4)의 앞쪽에 배열되고, 상기 영구 자석 링(32)은 연료 분배기 파이프(2) 내에 상응하게 구현된 환형 홈 내로 배치된다. 금속성 입자들(34)이 상기 영구 자석 링(32)에 의해 포집될 수 있고 따라서 상기 측정 보어(30c)로부터 멀리 유지될 수 있다.

Claims

연료 분배기(2)를 포함하고, 상기 연료 분배기의 내부(4)는 고압 축압기로 구현되고, 상기 내부(4)로 개방된 횡방향 보어들(6)을 가지며, 상기 횡방향 보어들은 연결편들(8a, 8b)에 의해 연료 공급부 및 방출부를 위한 압력 라인들(10)에 연결되고, 하나 이상의 요소가 상기 연료 분배기(2)의 상기 내부(4)에 배열된 영구 자석 특성을 가지는, 내연기관용 연료 분사 시스템에 있어서,
상기 연료 분배기(2)의 선단부 상에 고압 센서(30)가 배열되고, 상기 고압 센서는 측정 보어(30c)에 의해 상기 내부(4)에 연결되고, 영구 자석 특성을 가지는 상기 요소가 영구 자석 링(32)으로서 구현되고, 상기 영구 자석 링은 상기 고압 센서에 할당된 상기 내부(4)의 선단부에 배열되는 것을 특징으로 하는,
내연기관용 연료 분사 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 영구 자석 링(32)은 상기 내부(4) 안 및 밖으로 유동하는 연료의 유동 데드 존 영역(22)에 배열되고, 상기 유동 데드 존 영역은 상기 내부의 선단부에서 구현되는 것을 특징으로 하는,
내연기관용 연료 분사 시스템.