KR19990081903A - 일체연료레일을 갖춘 성형된 흡기 매니폴드용 연료 인젝터마운팅 - Google Patents

일체연료레일을 갖춘 성형된 흡기 매니폴드용 연료 인젝터마운팅 Download PDF

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헨리 씨. 도우지어
러셀 제이. 웨이크먼
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가브리엘 게.
지멘스 캐나다 리미티드
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Abstract

본 발명은 일체 연료 레일부(32)를 가진 성형된 합성의 흡기 매니폴드(24)에 연료 인젝터(30)를 설치하기위한 장착장치와 방법에 관한것이며, 여기에서 인젝터는 연료 레일부에 있는 보어(42)내로 우선 조립되고, 그리고 흡기 매니폴드는 표면내에 수직으로 뻗은 보어(38)를 가진 실린더 헤드 표면(26)상으로 전진되어 매니폴드가 장착될 때 동시에 연료 인젝터의 팁이 안에 설치되도록 한다. 공기 조력 통로(62)는 실린더 헤드에 있는 통로(66)와 맞추어진 흡기 매니폴드에 또한 일체적으로 형성된다.

Description

일체연료레일을 갖춘 성형된 흡기 매니폴드용 연료 인젝터 마운팅
최신 자동차 엔진 디자인들은 각각의 흡기밸브 또는 밸브들의 영역에서 실린더 헤드 또는 매니폴드 런너에 있는 통로내로 각각의 엔진 사이클을 위한 제어된 양의 연료를 제어가능하게 분사하는데 연료 인젝터를 사용한다.
이 연료는 과거에 매니폴드에 조립된 별개의 튜브로 구성된 연료레일을 경유하여 공급되며, 각각의 인젝터는 연료레일에 있는 포켓보어내로 그리고 또한 매니폴드 또는 실린더 헤드에 있는 맞추어진 시트내로 조립된다. 합성 플라스틱으로 구조된 성형된 흡기 매니폴드는 연료레일 또는 레일들이 일체성형된 내부통로로서 매니폴드내로 일체화되는 것으로 발전되어 왔다. 또한 이러한 발달은 별개의 부품으로서 연료레일 뿐만아니라 별개의 연료레일의 설치를 위해 필요되는 부가적인 부품 및 장비를 제거함으로써 비용을 현저하게 감소시킨다.
하지만, 일체연료레일내로 그리고 그후에 별개의 인젝터 시트내로 연료 인젝터를 조립하는 것은 인젝터 시트내로 연료 인젝터 팁의 삽입을 허용하도록 일체연료인젝터가 축선상으로 이동될 수 없기 때문에 지금까지는 불가능 하였다.
"개별 아크 형상의 실린더 흡기 파이프를 가진 내연기관을 위한 흡기관 배열"에 대해 1995년 11월 14일에 발행된 미국 특허 제 5,465,699호는 별개의 중간플랜지를 필요로하여 비용을 증가시키는 문제에 대한 해결책을 설명하고 있다.
이 문제는 공기조력연결부가 연료분무화에 조력하는데 사용되는 공기를 공급하는 각각의 인젝터에 만들어져야 할 때 더욱 어렵게 된다.
도 1은 본발명에 따른 일체 연료 레일 흡기 매니폴드와 연료 인젝터 마운팅을 갖춘 엔진의 부분사시도,
도 2는 본발명의 제1실시예를 따른, 일체 연료 및 공기 레일 흡기 매니폴드에 적합하게된 연료 인젝터 마운팅을 도시하는 내연기관의 부분단면도,
도 3은 본발명의 제1 변경실시예에 따른, 일체 연료 및 공기 레일 흡기 매니폴드에 적합하게된 연료 인젝터 마운팅을 도시하는 내연기관의 부분단면도, 그리고
도 4는 본발명의 제2 변경실시예에 따른, 일체 연료 및 공기 레일 흡기 매니폴드에 적합하게된 연료 인젝터 마운팅을 도시하는 내연기관의 부분단면도.
본 발명의 목적은 일체 매니폴드 연료레일에서 설치될 연료인젝터용 마운트로서, 공기 공급 통로를 또한 일체화할 수 있는 마운팅을 제공하여 별개의 연료레일 또는 보조 플랜지을 필요로함 없이 인젝터 설치의 완성을 허용하는 것이다.
이 목적은 설치될 때 흡기 매니폴드가 맞닿게 되는 각이진 실린더헤드표면에 축선이 수직으로 뻗어있지만 매니폴드 장착 스터드에 평행하게 뻗어있는 상태에서, 일련의 인젝터 시트 보어가 실린더헤드내로 기계가공되어 있는 배열에 의해 성취된다.
일체연료레일이 인젝터몸체의 상단부를 수납하는 포켓을 형성하고 있는 일련의 보어로 형성되며, 이 포켓보어는 매니폴드가 설치될 때 실린더 헤드 시트 보어와 맞추어져 있다.
이 인젝터는 상단부가 포켓보어에 수납되어 빠지지않도록 고정되게 매니폴드에 우선 조립된다. 조립시, 인젝터의 선단부는 실린더헤드보어에 각각 위치된다. 그다음 이 매니폴드는 실린더헤드로 전진되어서 장착스터드상에 안내된다.
따라서, 인젝터의 축선은 매니폴드 플랜지에 수직하여 매니폴드가 실린더헤드상으로 전진될 때 동시에 인젝터가 설치될 수 있도록 하여 매니폴드의 연료레일부와 실린더헤드 사이에 연료인젝터를 고정시킨다.
이 연료 인젝터는 종래의 O 링 시일로 밀봉되는 한편 매니폴드는 종래의 성형된 탄성중합체 시일로 밀봉될 수 있다.
이 매니폴드는 공기조력 유동통로로 또한 형성될 수 있어, 각각의 인젝터 시트에 연결된 실린더 헤드에 있는 공기 조력 공기레일과 연동한다.
변경적으로 매니폴드 장착 플랜지는 각각의 인젝터시트에 대한 크로스 드릴구멍을 덮는 개방슬롯으로 구비될 수 있거나, 또는 공기통로가 매니폴드내로 성형될 수 있다.
다음의 상세설명에서, 어떤 특정 기술이 명료함을 위해서 도입될 것이며, 어떤 특정 실시예가 35 USC 112의 요건들에 따라 설명될 것이지만, 이것은 본발명을 제한할려고 의도된 것이 아니고 본발명이 첨부된 청구범위의 범주내에서 여러 변경과 수정을 취할 수 있다는 것은 이해되어야 한다.
도면들을 참조하면, 내연기관(10)의 부분도는 실린더헤드(12)가 종래의 타입으로 엔진블록(14)에 장착되어 있는 상태에서 도시되어 있다.
실린더 헤드(12)는 각각의 실린더 흡기포트에서 흡기밸브 또는 밸브(18)에 뻗어있는 각각의 엔진 실린더용 런너통로(16)를 가진다. 각각의 실린더 헤드 런너는 흡기 매니폴드(24)의 런너(22)의 런너통로(20)와 맞추어져 있다.
실린더 헤드(12)는 각이진 매니폴드 마운팅표면(26)으로 형성되어 있다.
실린더 헤드 표면(26)의 기울어짐은 실린더 헤드 표면이 연료 인젝터(30)의 축선(28)에 수직하게 되도록 방향맞춤하는 것이며, 이 연료 인젝터는 밸브(18)가 당해분야의 공지된 방식으로 개방될 때 실린더 흡기 포트에서 연료의 분무를 인도하도록 방향맞추어져 있다.
흡기 매니폴드(24)는 플라스틱 합성 재료 또는 종래의 주물 알루미늄 구조물로 사출성형될 수 있으며, 당해분야에 공지된 방식으로 시간적으로 인터벌을 갖고서 각각의 엔진 실린더(17)내로 제어된 유량의 연료를 인도하도록 연료 제어기들에 의해 작동되는 복수의 연료 인젝터에 연료 펌프(15)로부터의 압력하의 연료를 공급하기에 적합하게된 일체 연료 공급 통로(36)를 구획형성하는 파일론(pylons)(34)에 의한것과 같이 지지되는 일체 연료 레일부(32)를 포함하고 있다.
연료 레일부(32)는 실린더 헤드 표면(26)위로 뻗어있고 이 표면내로 일련의 연료 인젝터 팁 시트 보어(38)가 기계가공 또는 성형되어 각각이 실린더 헤드 표면(26)에 수직으로 그리고 각각의 실린더 헤드 런너 통로(16)내로 뻗어있다.
연료 레일부(32) 자체는 실린더 헤드 표면(26)에 수직으로 돌출하여 있고 그리고 매니폴드(24)가 설치될 때 그러나 축선상으로 이격되게 설치되어 있을 때 시트 보어(38)에 있는 각각의 연료 인젝터 팁과 맞추어진 포켓 보어(42)를 안에 형성하여 가지고 있는 일련의 돌기(40)로 형성된다.
연료 인젝터(30)는 포켓 보어(42)에 우선 설치되고, O 링 시일(44)이 종래의 방식으로 채용된다.
이 인젝터(30)는 보어(42)에 유지되도록 클립되거나 다른방식으로 고정된다. 이 때에 전선다발(도시되지않음)이 엔진 조립체를 최소화하도록 또한 설치될 수 있다.
이 때에 이 연료 인젝터(30)는 설치된 최종 축선을 따라 뻗어서 이미 설치된 연료 인젝터(30)를 가진 매니폴드(22)가 진행의 수직선을 따라 그 표면쪽으로 진행함에 따라 팁 시트 보어(38)의 상부 대경 카운터 보어(46)내로 인젝터 팁이 삽입되도록 한다.
장착 스터드(48)는 매니폴드가 뻗어있는 방향에 평행하게 뻗어있고 표면(26)에서 수직으로 돌출하여 있으며 그리고 매니폴드 장착 플랜지(52)에 있는 구멍(50)안으로 안내되어 이러한 진행동안 적절한 맞춤을 유지한다.
이 인젝터(30)는 매니폴드 장착 플랜지가 실린더 헤드 표면(26)상으로 위치됨에 따라 이 표면(26)에 대한 랜드(54)의 맞닿음에 의해 각각 위치되어 완전히 설치된다. 너트(56)는 설치된 위치에서 매니폴드를 고정시킨다.
밀봉 O 링(58,60)은 일상의 방식으로 시트 보어(36)에 있는 인젝터의 팁을 밀봉한다.
이 매니폴드 플랜지(52)는 그 짝이되는 면(55)내로 형성되는 홈에 있으며 당해분야에서 공지되어 있기 때문에 어느것도 도시되지않은 탄성중합체 시일을 장착하고 있으며, 그리고 이 시일은 매니폴드 면(55)의 둘레를 실린더 헤드 표면(26)에 대하여 밀봉한다.
이 흡기 매니폴드(24)는 공기 클린너(도시되지않음)로부터의 공기로 공급되어 환형 챔버(68)로 뻗어있는 실린더 헤드에 있는 유사 포트 통로(66)와 맞추어지는 공기 조력 포트 통로(64)에 연결되는 일체 공기 조력 공급 통로(62)로 유리하게 또한 형성될 수 있다. 챔버(68)는 당해분야에서 공지된 방식으로 분무화하는데 조력하도록 공기를 인젝터(30)에 공급하기위해 위치된다.
부가적인 탄성중합체 시일(70)은 공기 공급 포트 통로(64,66)를 밀봉하도록 사용될 수 있다.
도 3은 실린더 헤드에 있는 공동의 통로(74)와 연통하는 공기 조력 공급 통로(72)를 제공하는 변경된 배열을 도시하고 있다. 이 공기 조력 공급 통로(74)는 런너(22A)들중 하나의 정상부에 성형되어 공기 클린너 박스(도시되지않음)와 연통하여 외부 호스를 완전히 제거한다. 변경적으로, 각각의 런너(22A)의 정상부에 있는 일련의 성형된 공급 통로(72)는 공동 통로(74)를 제거하는 데 이용될 수 있다.
도 4는 홈(76)이 매니폴드 플랜지(52A)의 장착표면(55A)내로 형성되고 시일(70B)이 홈(70B)의 어느 한쪽에 제공되어 있는 다른 저렴한 배열을 도시하고 있다. 이 홈(70B)은 각각의 인젝터(30)를 에워싸는 각각의 공기 조력 챔버(68B)내로 뻗어있는 포트 통로(66B)와 연통하는 공기 조력 공급 통로로 구성된다.
홈(70B)의 이용은 긴 중공 통로를 제거하여 매니폴드 플랜지 면(55)에 정밀하게 형성될 수 있다.

Claims (11)

  1. 복수의 엔진 실린더를 안에 장착하여 가지고 있는 엔진 블록, 상기 실린더 블록에 장착된 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드상에 장착되어 각각이 공기 유량을 각각의 엔진 실린더에 공급하기에 적합하게된 복수의 런너를 가진 흡기 매니폴드, 그리고 각각의 엔진 실린더내로 공기 유량안에 연료의 분무를 인도하기에 각각이 적합하게 된 복수의 연료 인젝터를 가진 타입의 내연기관용 연료 인젝터 장착 장치에 있어서,
    상기 흡기 매니폴드는 압력이 가해진 연료를 상기 복수의 연료 인젝터에 공급하는 일체 연료 레일부를 가지고 있고;
    상기 연료 인젝터는 상기 실린더 헤드와 상기 연료 레일부 각각에 형성되어 축선상으로 맞추어져 이격된 별개의 보어에 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더 헤드는 상기 흡기 매니폴드용 장착표면으로 형성되고, 그리고 상기 별개로 이격된 보어의 상기 축선은 상기 실린더 헤드 표면에 수직으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 엔진 블록은 실린더 헤드 장착 표면을 가지고 있고 그리고 상기 실린더 헤드 매니폴드 장착 표면은 상기 엔진 블록 표면에 비스듬하게 뻗어있는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 상기 실린더 헤드 매니폴드 표면으로부터 돌출하여 상기 연료 인젝터 보어의 상기 축선에 평행하게 뻗어있는 일련의 스터드상으로 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 실린더 헤드는 각각이 상응하는 흡기 매니폴드 런너와 맞추어진 각각의 런너 통로로 형성되어 있고, 그리고 상기 실린더 헤드에 있는 각각의 상기 연료 인젝터 보어는 각각의 실린더 헤드 런너 통로내로 들어가 있는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더 헤드에 있는 상기 연료 인젝터 보어와 연통하는 상기 실린더 헤드에 있는 공기 통로와 연통하는 상기 흡기 매니폴드에서 일체적으로 형성된 공기 조력 공급 통로를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 연료 인젝터 장착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 흡기 매니폴드는 상기 실린더 헤드 표면에 맞닿음하는 장착 플랜지로 형성되어 있고, 그리고 상기 공기 공급 통로는 상기 매니폴드 면내로 삽입된 표면홈에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 매니폴드 공기 통로는 상기 각각의 연료 인젝터 보어를 연결하는 상기 실린더 헤드에 있는 공급 통로에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 레일부는 일련의 일체적으로 성형된 파일론상에 지지되는 것을 특징으로 하는 연료 인젝터 장착 장치.
  10. 실린더 헤드와 그리고 상기 실린더 헤드의 표면에 장착된 흡기 매니폴드를 가진 내연기관용 일련의 연료 인젝터를 장착하는 방법에 있어서,
    상기 연료 인젝터를 위해 압력하의 연료의 유량을 수납하는 일체 연료 레일부를 갖춘 상기 흡기 매니폴드를 성형하는 단계;
    각각이 연료 인젝터의 한 단부를 수납하도록 배열된 일련의 연료 인젝터 보어를 상기 흡기 매니폴드 연료 레일부내로 성형하는 단계;
    조립될 때 상기 흡기 매니폴드에 있는 상기 보어와 맞추어지는 상기 실린더 헤드에 있는 일련의 연료 인젝터 보어를 형성하고, 상기 실린더 헤드 보어가 상기 실린더 헤드의 상기 표면내로 수직으로 뻗어있게 되는 단계;
    각각의 상기 연료 인젝터의 한 단부를 상기 흡기 매니폴드 보어의 각각의 하나 내로 조립하는 단계; 그리고
    상기 연료 인젝터의 양단부가 상기 실린더 헤드 보어와 맞추어진 상태에서 상기 실린더 헤드 표면상으로 상기 매니폴드를 전진시키고, 이에의해 상기 매니폴드가 상기 실린더 헤드 표면에 대항하여 이동됨에 따라 상기 연료 인젝터가 상기 보어 안으로 설치되는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 연료 인젝터를 장착하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 매니폴드가 상기 실린더 헤드 표면으로부터 수직으로 돌출하여 장착된 일련의 스터드상의 상기 실린더 헤드 표면내로 전진함에 따라 상기 흡기 매니폴드를 안내하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019980705615A 1996-01-22 1997-01-21 일체연료레일을 갖춘 성형된 흡기 매니폴드용 연료 인젝터마운팅 KR19990081903A (ko)

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