KR20040020843A - 디젤 엔진용 커먼 레일 - Google Patents

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KR20040020843A
KR20040020843A KR1020030061071A KR20030061071A KR20040020843A KR 20040020843 A KR20040020843 A KR 20040020843A KR 1020030061071 A KR1020030061071 A KR 1020030061071A KR 20030061071 A KR20030061071 A KR 20030061071A KR 20040020843 A KR20040020843 A KR 20040020843A
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우수이마사요시
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우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤
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Abstract

메인 파이프 레일 내의 유동 통로 및 분기 구멍의 일부가 내구성이 개선된 동시에, 상기 분기 구멍의 일부는 내압에 대한 피로 강도가 향상된 커먼 레일이 제공된다.
디젤 엔진용 커먼 레일은 내부에 축방향으로 유동 통로를 갖는 메인 파이프레일에 형성되어 그 유동 통로로 연통하는 분기 구멍을 포함하며, 상기 분기 구멍의 부근에서의 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주 연부 및 분기 구멍에 자긴 가공이 행해진다.

Description

디젤 엔진용 커먼 레일{COMMON RAIL FOR DIESEL ENGINES}
본 발명은 디젤 엔진의 연료 분사 시스템에서 고압 연료 매니폴드, 블록 레일(block rail) 등과 같은 커먼 레일(common rail)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 메인 파이프 레일상의 분기 구멍(들)의 일부 및 상기 메인 파이프 레일의 전체 내주면이 내압에 대한 피로 강도가 개선된 디젤 엔진용 커먼 레일에 관한 것이다.
디젤 엔진용 연료 분사 시스템의 커먼 레일로는 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 원형의 파이프로 이루어진 메인 파이프(11)의 주변 벽에 마련되어 내부 유동 통로(11-1)로 연통하는 분기 구멍(11-2)이 외측으로 개방된 수압 시트면(11-3)(pressure-receiving seat surface)에 이르고, 원통형 슬리브 니플(13)이 용접 또는 브레이징에 의해 상기 수압 시트면의 부근에서 메인 파이프(11)의 외주벽에 장착되어 있고, 분기 파이프(12) 상의 연결 헤드(12-2)의 가압 시트면(12-3)이 메인 파이프(11)의 수압 시트면(11-3)에 맞대어져 맞물리게 되며, 슬리브 니플(13)과분기 파이프에 사전에 조립된 클램핑 너트(14) 간의 나사 체결에 의해 연결 헤드(12-2)의 목부를 아래로 가압함에 따른 클램핑에 의해 연결이 달성되는 구성을 갖는 것이 공지되어 있다. 도면에서, 도면 부호(12-1)는 분기 파이프(12)의 유동 통로를 나타낸다.
그러나, 이러한 종류의 커먼 레일은, 메인 파이프(11)의 내압과, 분기 파이프(12)의 연결 헤드(12-2)의 가압에 따라 수압 시트면(11-2)에 가해지는 축방향 힘으로 인해 분기 구멍(11-2)의 하단부의 내주 연부(P)에 큰 응력이 발생하고, 그래서 누설을 야기하는 개시점으로서 크랙이 내주 연부(P)에 대해 발생하기 쉬운 가능성을 수반한다.
본 특허 출원의 발명자는 전술한 것에 대한 대응책으로서 분기 구멍의 하단부의 내주 연부(P)에 발생되는 최대 응력 값을 감소시키고 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일을 제안하였었다.
예를 들면, (1) 분기 구멍을 향하는 메인 파이프의 내주면에 프레싱 방법에 의해 평탄화된 부분을 형성함으로써, 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에 발생하는 응력 집중을 완화시키는, 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일과(JP-A-10-246168 참조), (2) 메인 파이프의 유동 통로로 개방된 분기 구멍의 단부 내에 및 그 주위에 압축 잔류 응력이 존재하게 하여, 메인 파이프에서의 높은 내압에 의해 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서 발생하는 인장 응력을 상쇄시키는, 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일(JP-A-10-306757, JP-A-10-318081, JP-A-10-318082, JP-A-10-318083, JP-A-10-318086 등 참조)이 있다. 게다가, 메인 파이프의 유동 통로로 개방된 분기 구멍의 단부 내에 및 그 주위에 존재하는 압축 잔류 응력을 형성하는 방법으로서, 프레스 시스템 등에 의해 압축력을 가하는 방법, 메인 파이프의 유동 통로에 압력을 인가하는 방법, 메인 파이프의 내부로부터 파이프의 지름 방향으로 압축력을 기계적으로 가하는 파이프 팽창 방법, 분기 파이프의 내부로부터 그 파이프의 지름 방향으로 압축력을 기계적으로 인가하는 지름 팽창 방법 등이 있다. 또한, (3) 분기 구멍 안으로 분기 파이프 또는 분기 조인트를 깊이 삽입하여, 파이프 또는 조인트를 그 파이프 또는 조인트의 선단부가 메인 파이프 레일의 내주벽면에서부터 유동 통로의 내부로 돌출한 상태로 고정함으로써, 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서 발생하는 응력 집중을 완화시키는, 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일과(일본 특허 출원 제2001-387366호 참조), (4) 메인 파이프 레일의 유동 통로로 개방된 분기 구멍의 단부에 평탄화된 표면을 형성하고, 분기 파이프가 상기 평탄화된 표면으로부터 유동 통로 안으로 돌출한 상태로 그 분기 파이프를 고정시킴으로써 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서 발생하는 응력 집중을 완화시키는, 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일(일본 특허 출원 제2001-11772호 참조)이 제안되었다.
그러나, 상기한 커먼 레일들은 이전에 본원의 발명자에 의해 제안되었던 것으로, 이하에 기재되는 개선되어야 할 다음의 문제점을 수반한다.
보다 구체적으로, (1) 분기 구멍을 향하는 메인 파이프의 내주면에 프레싱 방법에 의해 평탄화된 부분을 형성함으로써 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서 발생하는 응력 집중을 완화시키는, 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일과, (2) 메인 파이프의 유동 통로로 개방된 분기 구멍의 단부 내에 및 그 주위에 압축 잔류 응력이 존재하게 하여, 메인 파이프에서의 높은 내압에 의해 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서 발생하는 인장 응력을 상쇄시키는, 내압에 대한 피로 강도를 향상시킨 커먼 레일에 있어서, 대응책은 응력이 잔류하는 평탄화된 부분 또는 일부분에 효과를 갖지만, 이들 부분 이외의 다른 부분, 즉 메인 파이프의 유동 통로 또는 분기 파이프의 유동 통로에는 어떠한 적절한 효과를 갖지 못한다. 또, 분기 파이프가 메인 파이프 레일의 내주벽면을 지나 유동 통로 안으로 돌출하도록 형성된 (3) 및 (4)에 있어서, 분기 구멍의 유동 통로의 코너 부분에서의 응력 집중을 해결하지 못하는 한편, 상기 (3), (4)의 기법을 실행하는 데에는 브레이징이 필요하고, 이러한 열의 영향이 가해진 부분에서의 강도 저하는 필연적이기 때문에 내압에 대한 피로 강도의 저하는 피할 수 없다.
한편, 디젤 엔진용 연료 시스템에서 커먼 레일을 위한 설정 압력은 통상적으로 약 135㎫이었으며, 160㎫정도로 높은 압력이 현재에는 주류인 경향이 있고, 180㎫용 커먼 레일 또한 미래에 개발될 것이다. 마찬가지로, 커먼 레일을 위해 요구되는 강도는 변동을 포함하고 +20㎫에 합치할 수 있어야하며, 200㎫(180㎫ + 20㎫)에서 사용 가능한 커먼 레일이 가까운 미래에는 필요할 것으로 기대된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고 약 200㎫의 높은 설정 압력을 수용하고자 하며, 메인 파이프 레일의 유동 통로 및 분기 구멍의 일부분이 내구성이 개선되는 한편, 상기 분기 구멍의 일부분은 내압에 대한 피로 강도가 향상된 커먼 레일을제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 커먼 레일의 제1 실시예를 보여 주는 부분 확대 단면도이며,
도 2는 도 1의 종방향 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시예의 부분 확대 단면도이며,
도 4는 도 3의 종방향 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 부분 확대 단면도이며,
도 6은 본 발명의 제4 실시예의 부분 확대 단면도이고,
도 7은 디젤 엔진용 종래의 커먼 레일의 제1 예를 보여주는 종단면도이며,
도 8은 디젤 엔진용 종래의 커먼 레일의 제2 예를 보여주는 종단면도이고,
도 9는 디젤 엔진용 종래의 커먼 레일의 제3 예를 보여주는 종단면도이며,
도 10은 디젤 엔진용 종래의 커먼 레일의 제4 예를 보여주는 종단면도이고,
도 11은 디젤 엔진용 종래의 커먼 레일의 제5 예를 보여주는 종단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 메인 파이프 레일
1-1 : 유동 통로
1-2 : 분기 구멍
1-3 : 수압 시트면
1-4 : 보스 부분
1-5 : 평탄화된 표면
2 : 분기 파이프
2-1 : 유동 통로
2-2 : 돌출부
상기한 목적을 달성하기 위해, 내부에 축방향으로 유동 통로를 구비한 메인 파이프 레일에 상기 유동 통로로 연통하도록 분기 구멍이 형성되는 본 발명에 따른 커먼 레일은, 분기 구멍의 개구의 내주 연부의 근처에 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면과 분기 구멍에 자긴 가공(autofrettage processing)이 행해진다는 특징과, 상기 분기 구멍의 개구의 적어도 근처에 평탄화하여 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면과 분기 구멍에 자긴 가공이 행해진다는 특징과, 메인 파이프 레일로 개방된 분기 구멍의 단부의 근처에 압축력을 가하여 그 분기 구멍의 개구의 근처에 압축 잔류 응력을 남김으로써 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면과 분기 구멍에 자긴 가공이 행해진다는 특징과, 분기 파이프의 선단부를 메인 파이프 레일의 내주면을 지나 유동 통로의 내부까지 분기 구멍 안으로 깊이 삽입하여 메인 파이프 레일에 분기 파이프를 확실히 연결함으로써 분기 구멍 근처에서의 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면과 분기 구멍의 연결부의 내부에 자긴 가공이 행해진다는 특징을 갖는다. 여기서, 자긴 가공은 내부 압력 시스템에 의해 파이프에 압축력을 가함으로써 응력을 가하는 것을 의미한다.
자긴 가공이 후벽(thick wall) 파이프 상에 가해질 때, 압축 잔류 응력이 발생되며, 내압에 대한 피로 강도에서의 개선을 가져온다는 것은 잘 알려졌다. 하지만, 디젤 엔진용 커먼 레일에서, 스톡 파이프(stock pipe)에 종래의 (1) 내지 (4)의 방법의 적용 없이 자긴 가공이 적용되는 경우에는 다음의 문제점을 야기한다.
예를 들면, 외경이 24㎜, 내경이 7㎜, 파이프의 인장 강도가 Ts=650㎫, 항복점이 Yp=450㎫이며, 100㎫의 내압을 가할 때 내면 상의 주변 응력이 240㎫에 상당하게 되는 메인 파이프 레일에 3mm의 분기 구멍이 형성된 경우에, 내면의 원주 방향으로 분기 구멍의 개방 주연부에서의 최대 인장 응력은 531㎫의 응력 집중(240㎫의 2.6배)가 초래된다.
한편, 자긴 가공이 가하는 압력이 벽 두께의 중심만큼 멀리 떨어진 메인 파이프의 일부가 소성 변형하게 하는 압력에 상당하는 경우, 응력 계산 공식(트레스카 공식 : Tresca's formula)에 따라 350㎫의 내압이 필요하다. 자긴 가공의 압력이 가해지는 경우, 분기 구멍의 개방 주연부의 응력 집중 지점에는 다른 부분의 압력의 2.6배와 동일한 하중이 가해진다. 보다 구체적으로, 분기 구멍의 개방 주연부에서 응력 집중 지점은 910㎫의 압력, 즉 240㎫의 압력의 2.6배의 압력이 가해지는 상태와 동일한 상태가 되며, 크랙이 발생한다.
다른 한편으로, 응력 집중 지점에 압축 잔류 응력이 남겨지도록 압력을 선택하는 경우, 발생되는 응력은 350㎫의 2.6배가 되며, 그래서 2.6으로 350㎫을 나누어 얻어진 값, 즉 134.6㎫을 선택할 수 있다. 상기 값은 요구되는 작동 압력 160㎫보다 낮고 134.6㎫을 초과한 압력에서는 사용이 불가능하다.
상기한 설명으로부터 유추할 수 있는 바와 같이, 적절한 잔류 응력을 얻기 위한 압력은 메인 파이프의 유동 통로를 목표로 하는 경우나 응력 집중 지점을 목료로 하는 경우에는 존재하지 않는다. 전술한 바와 같이, 자긴 가공이 메인 파이프와 분기 구멍에 있어서의 모든 유동 통로의 내면에 압축 잔류 응력을 남기기 위해 사용되도록 응력 집중을 완화할 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 상기 (1) 내지 (4)의 방법 중 어느 하나의 방법 또는 그 조합이 실행되고, 이어서 예를 들면 350㎫의 자긴 압력이 가해지기 때문에, 약 399㎫의 압축 응력이 (트레스카 공식에 따라) 메인 파이프의 유동 통로에 남게 된다. 한편, 응력이 분기 구멍의 일부분에서 집중되거나 완화되지 않기 때문에, 399㎫ 또는 이에 근사한 잔류 응력이 예상된다.
전술한 바와 같이, 분기 구멍의 주연부에서의 응력 집중을 완화시키고, 이어서 자긴 가공이 본 발명에 따라 적용되기 때문에, 분기 구멍의 주연부에 적용되는 응력 집중의 완화와, 메인 파이프의 전체 유동 통로 및 분기 파이프의 유동 통로에 가해진 자긴 가공의 상승 효과로 인한 높은 압축 잔류 응력이 전체 커먼 레일에 존재하게 되며, 또한 우수한 내구성을 메인 파이프 레일의 유동 통로 및 분기 구멍의 개방 주연부에 대해 기대할 수 있는 동시에, 내압에 대한 피로 강도가 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서 증가한다.
본 발명에 있어서, 도면 부호 1은 메인 파이프 레일을, 도면 부호 1-1은 유동 통로를, 도면 부호 1-2는 분기 구멍을, 도면 부호 1-3은 수압 시트면을, 도면 부호 1-4는 보스 부분을, 도면 부호 1-4a는 수나사를, 도면 부호 1-5는 평탄화된 표면을, 도면 부호 2는 분기 파이프를, 도면 부호 2-1은 유동 통로를, 도면 부호 2-2는 돌출부를 지칭한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같은 커먼 레일로서의 메인 파이프 레일(1)은S45C 등의 재료의 단조품이며, 예를 들면 직경이 28㎜이며 벽 두께가 9㎜인 비교적 두꺼운 벽이 있고 축방향 내부가 보링, 건 드릴링(gun drilling) 등의 기계 가공이 행해져 유동 통로(1-1)를 형성하는 관형 부분을 구비하고, 복수 개의 보스 부분(1-4)이 주변 벽 상에 서로로부터 축방향으로 일정 간격 떨어지도록 마련된다.
도 1 및 도 2에 도시한 커먼 레일에서, 미리 정해진 직경의 분기 구멍(1-2)이 메인 파이프 레일과 일체인 보스 부분(1-4)에 형성되어 메인 파이프 레일의 유동 통로(1-1)로 연통하며, 원뿔 형상을 하고 외향하여 개방된 수압 시트면(1-3)이 분기 구멍(1-2)의 외향 개방 단부에 형성되고, 수나사(1-4a)가 보스 부분(1-4)의 외주 상에 가공된다. 프레싱 방법 등을 사용하여 분기 구멍(1-2)을 향하는 메인 파이프 레일(1)의 내주면상에, 바람직하게는 전체 축방향 길이에 걸쳐, 그리고 분기 구멍의 개구의 적어도 주연부상에 평탄화된 표면(1-5)을 형성하며, 이에 의해 분기 구멍(1-2)의 하단부의 내주 연부에 발생되는 응력 집중이 완화되어 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서의 내압에 대한 강도를 증대시키고, 이어서 자긴 가공이 적용되어 메인 파이프 레일(1)의 전체 내주면과 모든 분기 구멍(1-2) 상에 압축 잔류 응력을 발생시키며, 이에 의해 내압에 대한 피로 강도를 증대시킨다.
평탄화된 표면(1-5)을 형성하는 방법으로서, 예를 들면 외부 압력 시스템에 의해 압축력을 인가하여 내주벽면 상에 평탄화된 표면을 형성하는 방법, 단조시에 내주벽면 상에 평탄화된 표면을 형성하는 방법, 압출 성형 시에 평탄화된 표면을 형성하는 방법 등을 채택할 수 있다. 추가적으로, 외부 압력 시스템에 의해 압축력을 인가하여 내주벽면 상에 평탄화된 표면을 형성하는 방법에 있어서, 그 평탄화된 표면은 몇몇 경우에 내향하여 돌출하는 아치형 표면을 구비한다. 따라서, 본 발명에서 언급하는 평탄화된 표면은 완전히 평탄한 표면이 아니라 아치형 표면, 타원형 표면 등과 같은 다양한 곡면 구성을 포함할 수 있다.
또, 자긴 가공은 유체 압력에 의해 생성된 압축력이 메인 파이프 레일(1)의 유동 통로에 가해져 그 메인 파이프 레일(1)의 전체 내주면 상에 그리고 분기 구멍(1-2)에 응력을 가하는 가공이다.
이어서, 도 3 및 도 4에 도시한 커먼 레일에 있어서, 미리 정해진 직경의 분기 구멍(1-2)이 메인 파이프 레일(1)과 일체인 보스 부분(1-4)에 형성되어 메인 파이프 레일의 유동 통로(1-1)로 연통하며, 원뿔 형상을 하고 외향하여 개방된 수압 시트면(1-3)이 분기 구멍(1-2)의 외향 개방 단부에 형성되고, 암나사(1-4a)가 보스 부분(1-4)의 내주 상에 가공된다. 프레싱 방법 등을 사용하여 분기 구멍(1-2)을 향하는 메인 파이프 레일(1)의 내주면쪽을 돌출시켜 분기 구멍의 근처에만 평탄화된 표면(1-5)을 형성하며, 이에 의해 압축 잔류 응력을 분기 구멍(1-2)의 하단부의 내주 연부에 발생시켜 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서의 내압에 대한 강도를 증대시키고, 이어서 자긴 가공이 적용되어 메인 파이프 레일(1)의 전체 내주면과 모든 분기 구멍(1-2) 상에 압축 잔류 응력을 발생시키며, 이에 의해 내압에 대한 피로 강도를 증대시킨다.
도 3 및 도 4에 도시된 커먼 레일에서 분기 구멍의 근처만을 돌출시켜 평탄화된 표면(1-5)를 형성하는 방법으로서, 예를 들면, 펀치, 로드 등의 프레싱 시스템을 사용하여 메인 파이프 레일의 두꺼운 벽 부분을 지름 방향 내측으로 프레싱하여 유동 통로(1-1)의 한쪽을 돌출시킴으로써 이것을 실질적으로 원형 및 적어도 평탄하게 만드는 방법을 채택할 수 있다. 게다가, 내측으로 돌출시키는 돌출 방법에 의해 얻어진 표면은 평탄한 표면뿐만 아니라 아치형 표면, 타원형 표면 등과 같은 곡면 구성 및 구형 구성을 포함한다.
또, 도 5에 도시된 커먼 레일에 있어서, 분기 파이프(또는 분기 조인트)를 분기 구멍(1-2) 안으로 깊이 삽입하여 그 분기 파이프의 선단부를 메인 파이프 레일(1)의 내주면으로부터 유동 통로(1-1) 안으로 돌출시켜 그 분기 파이프를 브레이징에 의해 고정시킴으로써, 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에 발생하는 응력 집중이 완화되고, 내압에 대한 피로 강도가 증대되며, 추가로 자긴 가공이 가해져 메인 파이프 레일(1)의 전체 내주면 및 전체 분기 구멍(1-2)에 압축 잔류 응력을 발생시킴으로써 내압에 대한 피로 강도를 증대시킨다.
또, 도 6에 도시된 커먼 레일에 있어서, 평탄화된 표면(1-5)이 메인 파이프 레일(1)의 유동 통로로 개방된 분기 구멍(1-2)의 단부에 마련되고, 분기 파이프(2)(또는 분기 조인트)가 평탄화된 표면(1-5)으로부터 유동 통로(1-1) 안으로 돌출되어 브레이징이 행해지며, 이로 인해 분기 구멍(1-2)의 하단부의 내주 연부에 발생된 응력 집중이 완화되어 내압에 대한 강도를 증대시키며, 이어서 자긴 가공이 전술한 방식과 동일한 방식으로 적용되어 메인 파이프 레일(1)의 전체 내주면과 모든 분기 구멍(1-2) 상에 압축 잔류 응력을 발생시키며, 이에 의해 내압에 대한 피로 강도를 증대시킨다.
표 2는 표 1에 나타낸 커먼 레일(강의 종류 : S45C)을 사용하여 수행된 내구성 시험의 결과를 나타낸다. 본 실시예에서, 18㎫의 기본 압력 및 140 내지 230㎫의 피크 압력으로 구성된 테스트 압력이 각 커먼 레일에 가해진 내구성 시험이 수행되었다.
추가로, 도 8은 도 1 및 도 2에 도시한 커먼 레일과 동일한 종류이며 메인 파이프 레일(1)의 유동 통로(1-1)의 단면이 완전한 원형을 취하는 커먼 레일을 나타내며, 도 9는 도 3 및 도 4에 도시한 커먼 레일과 동일한 종류이며 메인 파이프 레일(1)의 유동 통로(1-1)의 단면이 도 8에 도시한 커먼 레일과 동일한 방식으로 완전한 원형을 취하는 커먼 레일을 나타내고, 도 10은 도 5에 도시한 커먼 레일에 대응하며, 메인 파이프 레일(1)의 유동 통로(1-1) 안으로 분기 파이프(2)의 선단부가 돌출하지 않은 채로 브레이징이 수행된 커먼 레일을 나타내며, 도 11은 도 6에 도시한 커먼 레일에 대응하고, 메인 파이프 레일(1)의 유동 통로(1-1)로 개방된 분기 구멍(1-2)의 단부에 마련되는 평탄화된 표면으로부터 분기 파이프(2)의 선단부가 돌출하지 않은 채로 브레이징이 수행된 커먼 레일을 나타낸다.
표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 모든 커먼 레일이 내압에 대해 우수한 피로 강도를 나타낸다는 것이 확인된다.
형태 치수
메인 파이프 레일 분기 구멍
A(도 1, 도 8) 직경 24㎜내경 10㎜ 직경 3㎜
B(도 3, 도 9) 직경 24㎜내경 10㎜ 직경 3㎜
C(도 5, 도 10) 직경 24㎜내경 10㎜ 직경 3㎜
D(도 6, 도 11) 직경 24㎜내경 10㎜ 직경 3㎜
형태 시험용 재료 응력 집중 완화 처리의 여부 자긴 가공 압력 압력 피로압력 시험 결과
A 본 발명 1(도 1) 예 350 18 내지 230 107회 통과
비교예 1(도 8) 아니오 350 18 내지 160 파괴
비교예 2(도 8) 아니오 아니오 18 내지 160 파괴
B 본 발명 2(도 3) 예 350 18 내지 230 107회 통과
비교예 3(도 9) 아니오 350 18 내지 160 파괴
비교예 4(도 9) 아니오 아니오 18 내지 160 파괴
C 본 발명 3(도 5) 예 300 18 내지 190 107회 통괴
비교예 5(도 5) 예 아니오 18 내지 190 파괴
비교예 6(도 10) 아니오 아니오 18 내지 140 파괴
D 본 발명 4(도 6) 예 300 18 내지 200 107회 통과
비교예 7(도 6) 예 아니오 18 내지 190 파괴
비교예 8(도 11) 예 아니오 18 내지 150 파괴
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 커먼 레일은 메인 파이프 레일의 유동 통로 및 분기 구멍의 일부분에 대해 우수한 내구성을 예상할 수 있는 동시에, 분기 구멍의 하단부의 내주 연부에서의 내압에 대한 피로 강도가 증대되는 현저한 효과를 입증하는 데, 이는 분기 구멍의 주연부에 적용되는 응력 집중의 완화와, 메인 파이프 레일의 전체 유동 통로 및 분기 파이프의 유동 통로에 적용된 자긴 가공의 상승 효과로 인한 높은 압축 잔류 응력이 전체 커먼 레일에 존재하게 되기 때문이다.

Claims (16)

  1. 내부에 축방향으로 유동 통로가 있는 메인 파이프 레일에 형성되어 상기 유동 통로로 연통하는 분기 구멍이 있고, 상기 분기 구멍의 개구의 내주 연부의 부근에서의 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면 및 분기 구멍에는 자긴 가공이 행해지는 디젤 엔진용 커먼 레일.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인 파이프 레일은, S45C 재료로 만들어지며 두꺼운 벽의 관형 부분이 있는 단조품을 포함하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분기 구멍의 개구의 적어도 주연부는 평탄화된 표면으로 형성되는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 미리 정해진 직경의 분기 구멍은 상기 메인 파이프 레일과 일체인 보스 부분에 형성되어 그 메인 파이프 레일 내의 유동 통로로 연통하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  5. 내부에 축방향으로 유동 통로가 있는 메인 파이프 레일에 형성되어 상기 유동 통로로 연통하는 분기 구멍이 있고, 상기 분기 구멍의 개구의 적어도 부근은 응력 집중을 완화시키도록 평탄화되며, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면 및분기 구멍에는 자긴 가공이 행해지는 디젤 엔진용 커먼 레일.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메인 파이프 레일은, S45C 재료로 만들어지며 두꺼운 벽의 관형 부분이 있는 단조품을 포함하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 분기 구멍의 개구의 적어도 주연부는 평탄화된 표면으로 형성되는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 미리 정해진 직경의 분기 구멍은 상기 메인 파이프 레일과 일체인 보스 부분에 형성되어 그 메인 파이프 레일 내의 유동 통로로 연통하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  9. 내부에 축방향으로 유동 통로가 있는 메인 파이프 레일에 형성되어 상기 유동 통로로 연통하는 분기 구멍이 있고, 상기 메인 파이프 레일로 개방된 분기 구멍의 단부의 부근에 압축력이 가해져 상기 분기 구멍의 개구의 부근에 압축 잔류 응력을 남김으로써 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면 및 분기 구멍에는 자긴 가공이 행해지는 디젤 엔진용 커먼 레일.
  10. 제9항에 있어서, 상기 메인 파이프 레일은, S45C 재료로 만들어지며 두꺼운 벽의 관형 부분이 있는 단조품을 포함하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 분기 구멍의 개구의 적어도 주연부는 평탄화된 표면으로 형성되는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 미리 정해진 직경의 분기 구멍은 상기 메인 파이프 레일과 일체인 보스 부분에 형성되어 그 메인 파이프 레일 내의 유동 통로로 연통하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  13. 내부에 축방향으로 유동 통로가 있는 메인 파이프 레일에 형성되어 상기 유동 통로로 연통하는 분기 구멍이 있고, 분기 파이프의 선단부를 메인 파이프 레일의 내주면을 지나 유동 통로의 내부까지 분기 구멍 안으로 깊이 삽입하여 메인 파이프 레일에 분기 파이프를 확실히 연결함으로써 분기 구멍 부근에서의 응력 집중을 완화시키고, 이어서 메인 파이프 레일의 전체 내주면과 분기 구멍의 연결부의 내부에 자긴 가공이 행해지는 디젤 엔진용 커먼 레일.
  14. 제13항에 있어서, 상기 메인 파이프 레일은, S45C 재료로 만들어지며 두꺼운 벽의 관형 부분이 있는 단조품을 포함하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 분기 구멍의 개구의 적어도 주연부는 평탄화된 표면으로 형성되는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 미리 정해진 직경의 분기 구멍은 상기 메인 파이프 레일과 일체인 보스 부분에 형성되어 그 메인 파이프 레일 내의 유동 통로로 연통하는 것인 디젤 엔진용 커먼 레일.
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