KR20130135333A - 내연기관 - Google Patents

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KR20130135333A
KR20130135333A KR1020137026040A KR20137026040A KR20130135333A KR 20130135333 A KR20130135333 A KR 20130135333A KR 1020137026040 A KR1020137026040 A KR 1020137026040A KR 20137026040 A KR20137026040 A KR 20137026040A KR 20130135333 A KR20130135333 A KR 20130135333A
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pressure
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internal combustion
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KR1020137026040A
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Inventor
볼프강 바그너
마르쿠스 막스너
Original Assignee
만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

본 발명은 각각 하나의 연료 분사 장치(120)가 제공된 다수의 연소 실린더를 구비한 내연기관(1)에 관한 것이다. 통합된 연료 어큐뮬레이터를 구비한 별도의 파일럿 유닛(10c-10f)이 각각의 연소 실린더에 제공되고, 상기 연료 어큐뮬레이터는 연소 실린더의 각각의 연료 분사 장치에 연료를 공급하기 위해 다수의 제 1 연료 라인(110)을 통해 각각의 연소 실린더와 연결된다. 연료 소스에 연결 가능한 연료 펌프가 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위해 상기 파일럿 유닛들 중 적어도 하나(10d)에 통합된다. 각각의 파일럿 유닛의 연료 어큐뮬레이터는 연료 펌프에 의해 송출된 연료를 각각 해당 연료 분사 장치에 안정한 압력으로 공급할 수 있도록 설계된다. 상기 파일럿 유닛의 각각의 연료 어큐뮬레이터는 다수의 제 2 연료 라인(100)을 통해 서로 연결된다.

Description

내연기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 각각 하나의 연료 분사 장치가 제공된 다수의 연소 실린더, 및 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위한 적어도 하나의 연료 펌프를 포함하는 내연기관에 관한 것이다.
내연기관에는 실질적으로 연료 펌프, 연료 축압기 또는 연료 어큐뮬레이터, 연료 분사 장치 또는 연료 분사기 및 연료 라인으로 이루어진 커먼-레일 연료 시스템이 장착될 수 있다.
특히 중간 속도로 동작하는 디젤 엔진과 같은 몇몇 내연기관에서, 구조적인, 제조 기술상의 및 로지스틱의 이유로 단일 연료 어큐뮬레이터 대신에 전체 엔진 길이에 걸쳐 상기 연료 어큐뮬레이터를 다수의 작은 연료 어큐뮬레이터들로 나누고 이 다수의 연료 어큐뮬레이터들을 연료 라인들에 의해 서로 연결하는 것이 바람직하다. 연료 압력 생성은 펌프 뱅크 상에 배치된 다수의 연료 펌프들(예컨대, 고압 펌프)에 의해 이루어질 수 있다.
DE 101 57 135 B4 및 EP 0 959 245 B1에는 각각 커먼-레일 연료 시스템을 구비한 내연기관이 개시되어 있다. 이 내연기관에서는 연료 축압기로부터 기본적으로 2개의 연소 실린더에 연료가 공급되기 때문에, 홀수의 실린더가 있을 때에 연료 축압기는 단일 연소 실린더에 연료 공급을 위해 제공되어야 한다. 또한, 상기 커먼-레일 연료 시스템에서, 이 시스템이 다수의 별도의 (고압) 연료 펌프 및 연료 축압기로 구성되기 때문에, 상이한 벤딩 라인 및 길이를 가진, 고압에 대해 설계된 다수의 연료 라인이 필요하고, 이는 제조 비용을 높이고 대체 부품 공급을 어렵게 한다.
상기 인용 문헌에 개시된 커먼-레일 연료 시스템에서는 연료 펌프가 연료를 고압에 대해 설계된 하나 또는 2개의 연료 라인을 통해 연료 축압기 내로 송출하기 때문에, 각각의 연료 라인은 그 자체에 대해 초크점을 형성한다. 이는 각각 접속된 연료 펌프 내의 높은 압력 피크를 야기한다. 따라서, 부품의 과부하 위험 및 고압 밀봉 지점에서의 누설 위험이 커진다. 연료 펌프의 불연속 송출은 연료 펌프로부터 연장하는 연료 라인 내의 심각한 진동 여기를 일으킨다. 따라서, 높은 진동 부하로 인해 고정점에서 프레팅(fretting)에 기인한 라인 파손 위험이 커진다.
본 발명의 과제는 각각 하나의 연료 분사 장치가 제공된 다수의 연소 실린더, 및 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위한 적어도 하나의 연료 펌프를 포함하는 내연기관으로서, 연료 펌프 내의 압력 피크 및 진동 여기가 줄어들거나 또는 최소화되는 내연기관을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 내연기관에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.
본 발명에 따라, 각각 하나의 연료 분사 장치가 제공된 다수의 연소 실린더를 포함하는 내연기관이 제공되고, 통합된 연료 어큐뮬레이터를 구비한 별도의 파일럿 유닛이 각각의 연소 실린더에 제공되고, 상기 연료 어큐뮬레이터는 연소 실린더의 각각의 연료 분사 장치에 연료를 공급하기 위해 다수의 제 1 연료 라인을 통해 바람직하게는 직접(추가 부품의 중간 접속 없이) 각각의 연소 실린더와 연결되며, 연료 소스와 연결 가능한 연료 펌프가 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위해 상기 파일럿 유닛들 중 적어도 하나에 통합되고, 연료를 직접 해당 파일럿 유닛의 연료 어큐뮬레이터 내로 송출하고, 각각의 파일럿 유닛의 연료 어큐뮬레이터는 연료 펌프에 의해 송출된 연료를 각각 해당 연료 분사 장치에 안정한 압력으로(미리 정해진 분사 압력 공차를 유지하면서) 공급할 수 있도록 설계되며, 상기 파일럿 유닛의 각각의 연료 어큐뮬레이터는 다수의 제 2 연료 라인을 통해 바람직하게는 직접(추가 부품의 중간 접속 없이) 서로 연결된다.
통합된 연료 펌프를 구비한 각각의 파일럿 유닛에서, 연료는 직접 관련 파일럿 유닛의 연료 어큐뮬레이터(축압기) 내로 송출되기 때문에, 연료 펌프 내의 연료 피크, 및 연료 라인 내의 진동 여기가 훨씬 줄어들거나 최소화된다.
연료 어큐뮬레이터들은 바람직하게, 각각 접속된 연료 분사 장치에 의한 연료 감소에 대해 압력 안정한 연료 공급을 보장하기 위해 충분한 댐핑량 및 그에 따라 댐핑 압력을 제공하는 체적을 가진 저장실을 포함한다.
내연기관은 바람직하게 디젤 엔진으로서, 특히 예컨대 해양 및/또는 발전소용 대형 디젤 엔진으로서 형성된다. 각각의 연료 펌프는 바람직하게 고압 펌프로서 형성되고, 제 1 및 제 2 연료 라인들은 바람직하게 고압에 대해 설계되며 예컨대 압력관으로서 형성된다.
당업자에게 알려진 바와 같이, 파일럿 유닛들, 제 1 및 제 2 연료 라인들 및 연료 분사 장치들은 본 발명에 따른 내연기관용 커먼-레일 연료 분사 시스템을 형성한다.
본 발명에 따라 모듈로 구성된 커먼-레일 연료 분사 시스템을 구비한 내연기관은 특히 중간 속도로 동작하는 디젤 엔진의, 실린더에 따른 엔진 실시예에 대한 시스템의 최적 적응이 가능하도록 제공된다. 중앙 요소들은 바람직하게는 고압이 제공되는 연료시스템에서 압력 진동을 댐핑하는 통합된 연료 어큐뮬레이터 또는 축압기, 및 적어도 하나의 파일럿 유닛에 추가로 통합된 연료 펌프를 포함하는 파일럿 유닛이다.
파일럿 유닛들은 본 발명에 따라 축압기 기능과 더불어 상이한 다른 기능을 실시하도록 형성된다. 이러한 파일럿 유닛들 또는 기능 유닛들은 예컨대 연료 어큐뮬레이터와 고압 펌프로, 연료 어큐뮬레이터와 압력 제한 밸브로, 연료 어큐뮬레이터와 플러싱 밸브로, 연료 어큐뮬레이터와 압력 측정점으로, 연료 어큐뮬레이터와 유량 제한 밸브로 또는 연료 어큐뮬레이터로만 그리고 추가의 기능 요소 없이 형성될 수 있다.
본 발명에 따라 파일럿 유닛, 예컨대 플러싱 밸브 및 압력 제한 밸브 내에 다수의 기능의 결합도 가능하다.
본 발명에 따라 각각의 파일럿 유닛에 분사의 제어를 위한 스위칭 유닛의 통합도 가능하다.
상기 파일럿 유닛들 또는 기능 유닛들이 본 발명에 따라 각각의 연소 실린더 또는 각각의 실린더 유닛 전방에서 내연기관에 배치된다. 기본적으로 모든 방식의 파일럿 유닛이 각각의 연소 실린더 전방에 배치될 수 있기 때문에, 동일한 또는 거의 동일한 파일럿 유닛을 기초로 모든 수의 실린더에 대한 커먼 레일 연료 분사 시스템의 최적 구성이 실시될 수 있다. 따라서, 예컨대 연료 어큐뮬레이터 및 고압 펌프와 일체로 제공된 파일럿 유닛들은 유압 설계에 따라 전체 시스템의 최적 기능이 달성되도록 배치될 수 있다.
중유 작동식 내연기관(디젤 엔진)에서 기능상의 이유로 본 발명에 따라 바람직하게는 연료 어큐뮬레이터 및 플러싱 밸브와 일체로 제공된 파일럿 유닛은 일렬의 실린더 내에서 또는 연료 송출 흐름 내에서 제 1 또는 마지막 연소 실린더 전방에 배치된다.
파일럿 유닛들의 연결은 본 발명에 따라 바람직하게는 압력관으로서 형성된 제 2 연료 라인을 통해 이루어진다. 또한, 본 발명에 따라 파일럿 유닛과 연료 분사 장치 사이의 연결이 바람직하게는 압력관으로서 형성된 제 1 연료 라인에 의해 이루어진다. 따라서, 모든 수의 실린더가 단 2개의 압력관 구성으로 커버된다. 시스템 구성은 진동 및 제조 기술상 바람직한, 하나의 평면에서 휘어진 연료 라인의 사용을 가능하게 한다.
바람직하게는 본 발명에 따라 다수의 파일럿 유닛에, 연료 소스와 연결 가능한 각각 하나의 연료 펌프가 통합되고, 상기 연료 펌프는 연료를 해당 파일럿 유닛의 연료 어큐뮬레이터 내로 직접 송출한다.
또한, 바람직하게는 본 발명에 따라 파일럿 유닛들 중 적어도 하나에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치에 공급 가능한 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브가 통합된다.
바람직하게는 본 발명에 따라 통합된 연료 펌프를 구비한 적어도 하나의 파일럿 유닛에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치에 공급 가능한 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브가 통합된다.
또한, 본 발명에 따라 바람직하게는 파일럿 유닛들 중 적어도 하나에, 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브가 통합된다.
본 발명에 따라, 바람직하게는 파일럿 유닛들 중 적어도 하나에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치에 공급 가능한 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브 및 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브가 통합된다.
또한, 본 발명에 따라 바람직하게는 연소 실린더의 적어도 몇몇이 서로 열을 지어 배치되고, 연소 실린더 열의 전방 단부 또는 후방 단부를 형성하는 연소 실린더의 파일럿 유닛 내에, 플러싱 밸브가 통합된다.
바람직하게는 본 발명에 따라 통합된 플러싱 밸브를 구비한 파일럿 유닛에 또한 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브가 통합된다.
또한, 본 발명에 따라 바람직하게는 파일럿 유닛들 중 적어도 하나에, 해당 파일럿 유닛의 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 연료 압력 센서를 접속하기 위한 적어도 하나의 압력 측정점이 통합된다.
또한, 본 발명에 따라 바람직하게는 제 1 연료 라인이 모두 서로 동일하게(동일한 재료, 동일한 형태, 동일한 횡단면 및 동일한 길이) 형성되고, 또한 제 2 연료 라인이 모두 서로 동일하게 형성된다.
본 발명은 청구항의 명시된 인용으로부터 주어진 특징 조합에 의해 주어지지 않는 실시예로 확장되므로, 본 발명의 공개된 특징들은 기술적으로 바람직하다면 서로 임의로 조합될 수 있다.
본 발명에 의해, 각각 하나의 연료 분사 장치가 제공된 다수의 연소 실린더, 및 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위한 적어도 하나의 연료 펌프를 포함하는 내연기관으로서, 연료 펌프 내의 압력 피크 및 진동 여기가 줄어들거나 또는 최소화되는 내연기관이 제공된다.
이하에서, 본 발명이 첨부한 도면을 참고로 바람직한 실시예로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 파일럿 유닛의 일 실시예의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 파일럿 유닛의 다른 실시예의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 파일럿 유닛의 또 다른 실시예의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해당 파일럿 유닛을 구비한 내연기관의 개략적인 부분도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해당 파일럿 유닛을 구비한 내연기관의 개략적인 부분도.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관(1) 또는 (1a)(도 4 및 도 5 참고)을 위한, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 구성된 파일럿 유닛 또는 기능 유닛(10)을 도시한다.
파일럿 유닛(10) 내에, 저장실(21)을 가진 연료 어큐뮬레이터(축압기)(20) 및 유량 제한 밸브(30)가 통합된다. 상기 유량 제한 밸브는 내연기관(1 또는 1a)을 제어되지 않은 분사로부터 보호한다. 파일럿 유닛(10)은 또한 커버(40)를 포함하고, 상기 커버 내에는 본 발명의 상기 실시예에 따라 공간 확장부로서 저장실(21)의 부분 공간(21a)이 형성된다. 상기 커버는 연료 어큐뮬레이터(20) 또는 그 저장실(21)을 폐쇄한다.
저장실(21)과 연결된 2개의 라인 접속부(23, 24)가 연료 어큐뮬레이터(20)에 배치되고, 상기 라인 접속부들(23, 24)은 인접한 파일럿 유닛에 대한 2개의 연료 라인(100, 100)(도 4 또는 도 5 참고)용 라인 접속부들이다. 또한, (유량 제한 밸브(30)를 통해) 저장실(21)과 연결된 다른 라인 접속부(25)가 연료 어큐뮬레이터(20)에 배치되고, 상기 라인 접속부(25)는 파일럿 유닛(10)에 직접 접속된 연료 분사 장치(120) 대한 연료 라인(110)(도 4 또는 도 5 참고)용 라인 접속부이다. 상기 연료 분사 장치(120)는 여기서 분사기 또는 분사 노즐의 형태로 형성된다.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관(1) 또는 (1a)(도 4 및 도 5 참고)을 위한, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 구성된 파일럿 유닛 또는 기능 유닛(10a)을 도시한다. 도 2에 따른 파일럿 유닛(10a)은 몇 가지 차이점을 제외하고 도 1에 따른 파일럿 유닛(10)과 동일하게 구성된다. 도 2에서, 도 1에서와 동일한 또는 유사한 부품은 동일한 또는 유사한 도면 부호로 표시된다.
파일럿 유닛(10a) 내에는, 저장실(21)을 가진 연료 어큐뮬레이터(축압기)(20), 내연기관(1) 또는 (1a)을 제어되지 않은 분사로부터 보호하는 유량 제한 밸브(30), 및 연료 탱크(도시되지 않음)와 같은 연료 소스와 연결 가능한, 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위한 연료 펌프(50)가 통합된다. 연료 펌프(50)는, 연료를 직접 연료 어큐뮬레이터(20)의 저장실(21) 내로 송출할 수 있고 (커버(40) 대신) 연료 어큐뮬레이터(20) 또는 그 저장실(21)을 폐쇄하도록, 플랜징에 의해 연료 어큐뮬레이터(20)와 연결된다. 따라서, 연료 펌프(50)와 연료 어큐뮬레이터(20)의 저장실(21)을 연결하기 위한 추가의 연료 라인(예컨대, 압력관 형태의)이 필요 없다.
저장실(21)과 연결된 2개의 라인 접속부(23, 24)가 연료 어큐뮬레이터(20)에 배치되고, 상기 라인 접속부들(23, 24)은 인접한 파일럿 유닛에 대한 2개의 연료 라인(100, 100)(도 4 및 도 5 참고)용 라인 접속부들이다. 또한, (유량 제한 밸브(30)를 통해) 저장실(21)과 연결된 다른 라인 접속부(25)가 연료 어큐뮬레이터(20)에 배치되고, 상기 라인 접속부(25)는 파일럿 유닛(10a)에 직접 접속된 연료 분사 장치(120) 대한 연료 라인(110)(도 4 또는 도 5 참고)용 라인 접속부이다. 상기 연료 분사 장치(120)는 여기서 분사기 또는 분사 노즐의 형태로 형성된다.
도 3은 본 발명에 따른 내연기관(1) 또는 (1a)(도 4 및 도 5 참고)을 위한, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 구성된 파일럿 유닛 또는 기능 유닛(10b)을 도시한다. 도 3에 따른 파일럿 유닛(10b)은 몇 가지 차이점을 제외하고 도 1에 따른 파일럿 유닛(10)과 동일하게 구성된다. 도 3에서, 도 1에서와 동일한 또는 유사한 부품은 동일한 또는 유사한 도면 부호로 표시된다.
파일럿 유닛(10a) 내에는, 저장실(21)을 가진 연료 어큐뮬레이터(축압기)(20), 내연기관(1) 또는 (1a)을 제어되지 않은 분사로부터 보호하는 유량 제한 밸브(30), 및 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합된다. 파일럿 유닛(10b)은 또한 커버(40b)를 포함하고, 상기 커버 내에는 저장실(21)과 연결된, 압력 제한 밸브(60)용 접속부(41b)가 형성된다. 상기 커버는 연료 어큐뮬레이터(20) 또는 그 저장실(21)을 폐쇄한다.
저장실(21)과 연결된 2개의 라인 접속부(23, 24)가 연료 어큐뮬레이터(20)에 배치되고, 상기 라인 접속부들(23, 24)은 인접한 파일럿 유닛에 대한 2개의 연료 라인(100, 100)(도 4 또는 도 5 참고)용 라인 접속부들이다. 또한, (유량 제한 밸브(30)를 통해) 저장실(21)과 연결된 다른 라인 접속부(25)가 연료 어큐뮬레이터(20)에 배치되고, 상기 라인 접속부(25)는 파일럿 유닛(10a)에 직접 접속된 연료 분사 장치(120) 대한 연료 라인(110)(도 4 또는 도 5 참고)용 라인 접속부이다. 상기 연료 분사 장치(120)는 여기서 분사기 또는 분사 노즐의 형태로 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해당 파일럿 유닛을 구비한 내연기관(1)의 개략적인 부분도이다.
도 4에 도시된 내연기관(1)은, 이하에서 간단히 설명되며 도 1 내지 도 3과 관련해서 설명된 파일럿 유닛(10, 10a, 10b)에 대한 대안으로서 또는 추가로 사용될 수 있는, 파일럿 유닛의 다른 실시예를 포함한다.
도 4에서 좌측으로부터 제 1의 파일럿 유닛(10c)은 도 3의 파일럿 유닛(10b)과 유사하게 구성되지만, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다. 도 4에서 좌측으로부터 제 2의 파일럿 유닛(10d)(우측으로부터 제 2의 파일럿 유닛(10d)도)이 도 2의 파일럿 유닛(10a)과 유사하게 구성되지만, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다. 도 4에서 중간의 파일럿 유닛(10e)은 도 1의 파일럿 유닛(10)과 유사하게 구성되지만, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다. 도 4에서 우측으로부터 제 1의 파일럿 유닛(10f)은 도 3의 파일럿 유닛(10b)과 유사하게 구성되지만, 압력 제한 밸브(60) 대신 플러싱 밸브(70)를 포함하고 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다.
내연기관(1)은 다수의(여기서는 5개의) 연소 실린더(상세히 도시되지 않기 때문에 별도의 도면 부호로 표시되지 않음)를 포함하고, 상기 실린더들에는 각각 하나의 연료 분사 장치(120)가 제공된다.
각각의 연소 실린더를 위해, 통합된 연료 어큐뮬레이터(20)를 구비한 별도의 파일럿 유닛(10c, 10d, 10e, 10f)(또는 바람직하다면 도 1 내지 도 3에 도시된 파일럿 유닛들(10, 10a, 10b)에 추가해서 또는 대안으로서)이 제공되고, 연료 어큐뮬레이터(20)의 단부측 라인 접속부(25)(도 1 내지 도 3 참고)가 직접 연료 라인(110)을 통해 연료 분사 장치(120)와 연결되고, 상기 연료 분사 장치는 연소 실린더에 연료 공급을 위해 각각의 연소 실린더에 할당된다.
본 발명에 따라, 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f) 중 적어도 하나(여기서는 2개의 파일럿 유닛(10d))에, (도시되지 않은 연료 탱크와 같은) 연료 소스와 연결 가능한, 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위한 연료 펌프(50; 도 2 참고)가 통합된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f) 각각의 연료 어큐뮬레이터(20)는 각각 연료 펌프(들)(50)에 의해 송출된 연료를 해당 연료 분사 장치(120)에 안정한 압력으로 공급하도록 설계된다.
도 4에 도시된 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f)(또는 바람직하다면 도 1 내지 도 3에 도시된 파일럿 유닛들(10, 10a, 10b)에 추가해서 또는 대안으로서)의 각각의 연료 어큐뮬레이터(20)는 측면 라인 접속부(23, 24)(도 1 내지 도 3 참고)를 통해 그리고 다수의 연료 라인(100)을 통해 직접 서로 연결된다.
내연기관(1)은 바람직하게 중유 작동식 디젤 엔진, 특히 예컨대 해양 및/또는 발전소용 대형 디젤 엔진으로서 형성된다. 각각의 연료 펌프(50)는 바람직하게 고압 펌프로서 형성된다. 모든 연료 라인들(100, 110)은 바람직하게 고압에 대해 설계되고 예컨대 압력관으로서 형성된다.
도 4에 나타나는 바와 같이, 파일럿 유닛(10c, 10d, 10e, 10f)과 연료 분사 장치(120) 사이의 연결을 형성하는 연료 라인들(110)은 모두 서로 동일하게 형성되고, 인접한 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f) 사이의 접속을 형성하는 연료 라인들(100)도 모두 서로 동일하게 형성된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해당 파일럿 유닛들을 구비한 내연기관(1a)의 개략적인 부분도이다.
도 5에 도시된 내연기관(1a)은, 이하에서 간단히 설명되며 도 1 내지 도 4와 관련해서 설명된 파일럿 유닛(10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10f)에 추가해서 사용될 수 있는, 파일럿 유닛의 다른 실시예를 포함한다.
도 5에서 우측으로부터 제 1의 파일럿 유닛(10g)은 도 4의 중간의 파일럿 유닛(10e)과 유사하게 구성되지만, 추가로 해당 파일럿 유닛(10g)의 연료 어큐뮬레이터(20) 내 연료 압력을 측정하기 위한 연료 압력 센서(도시되지 않음)를 접속하기 위한 2개의 압력 측정점(80, 80)을 포함한다.
도 5에 따른 내연기관(1a)은 몇 가지 차이점을 제외하고 도 4에 따른 내연기관(1)과 동일하게 구성되기 때문에, 도 5에서 도 4에서와 동일한 또는 유사한 부품은 동일한 또는 유사한 도면 부호로 표시된다.
도 5에서 좌측으로부터 제 1의 파일럿 유닛(10f)은 도 3의 파일럿 유닛(10b)과 유사하게 구성되지만, 압력 제한 밸브(60) 대신 플러싱 밸브(70)를 포함하고, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다. 도 5에서 좌측으로부터 제 2의 파일럿 유닛(10d)(중간의 파일럿 유닛 및 우측으로부터 제 2의 파일럿 유닛(10d)도)이 도 2의 파일럿 유닛(10a)과 유사하게 구성되지만, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다. 도 5에서 좌측으로부터 제 3의 파일럿 유닛(10e)은 도 1의 파일럿 유닛(10)과 유사하게 구성되지만, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다. 도 5에서 우측으로부터 제 3의 파일럿 유닛(10c)은 도 3의 파일럿 유닛(10b)과 유사하게 구성되지만, 유량 제한 밸브(30) 없이 구현될 수 있다.
내연기관(1a)은 다수의(여기서는 7개의) 연소 실린더(상세히 도시되지 않기 때문에 별도의 도면 부호로 표시되지 않음)를 포함하고, 상기 실린더들에는 각각 하나의 연료 분사 장치(120)가 제공된다.
각각의 연소 실린더를 위해, 통합된 연료 어큐뮬레이터(20)를 구비한 별도의 파일럿 유닛(10c, 10d, 10e, 10f, 10g)(또는 바람직하다면 도 1 내지 도 3에 도시된 파일럿 유닛들(10, 10a, 10b)에 추가해서 또는 대안으로서)이 제공되고, 연료 어큐뮬레이터(20)의 단부측 라인 접속부(25)(도 1 내지 도 3 참고)가 직접 연료 라인(110)을 통해 연료 분사 장치(120)와 연결되고, 상기 연료 분사 장치는 연소 실린더에 연료 공급을 위해 각각의 연소 실린더에 할당된다.
본 발명에 따라, 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f, 10g) 중 적어도 하나(여기서는 3개의 파일럿 유닛(10d))에, (도시되지 않은 연료 탱크와 같은) 연료 소스와 연결 가능한, 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위한 연료 펌프(50; 도 2 참고)가 통합된다.
도 4와 유사하게, 도 5에 도시된 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f, 10g) 각각의 연료 어큐뮬레이터(20)는 각각 연료 펌프(들)(50)에 의해 송출된 연료를 해당 연료 분사 장치(120)에 안정한 압력으로 공급하도록 설계된다.
도 5에 도시된 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f, 10g)(또는 바람직하다면 도 1 내지 도 3에 도시된 파일럿 유닛들(10, 10a, 10b)에 추가해서 또는 대안으로서)의 각각의 연료 어큐뮬레이터(20)는 측면 라인 접속부(23, 24; 도 1 내지 도 3 참고)를 통해 그리고 다수의 연료 라인(100)을 통해 직접 서로 연결된다.
내연기관(1)은 바람직하게 중유 작동식 디젤 엔진, 특히 예컨대 해양 및/또는 발전소용 대형 디젤 엔진으로서 형성된다. 연료 펌프(50)는 바람직하게 고압 펌프로서 형성된다. 모든 연료 라인들(100, 110)은 바람직하게 고압에 대해 설계되고 예컨대 압력관으로서 형성된다.
도 5에 나타나는 바와 같이, 파일럿 유닛(10c, 10d, 10e, 10f, 10g)과 연료 분사 장치(120) 사이의 연결을 형성하는 연료 라인들(110)은 모두 서로 동일하게 형성되고, 인접한 파일럿 유닛들(10c, 10d, 10e, 10f, 10g) 사이의 연결을 형성하는 연료 라인들(100)도 모두 서로 동일하게 형성된다.
압력 제한 밸브, 유량 제한 밸브, 플러싱 밸브, 연료 어큐뮬레이터 및 연료 펌프 또는 커먼-레일 연료 분사 시스템 내의 고압 펌프의 기능과 관련해서, 추가로 예컨대 문헌 DE 101 57 135 B4가 참고되며, 상기 문헌에는 필요시 이와 관련한 다른 세부사항이 나타난다.
요약하면, 본 발명에 따라 파일럿 유닛들(10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) 중 적어도 하나에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치에 공급될 수 있는 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브(30)가 통합될 수 있다. 또한, 통합된 연료 펌프(50)를 구비한 파일럿 유닛(10d)에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치(120)에 공급될 수 있는 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브(30)가 통합될 수 있다. 또한, 파일럿 유닛들(10b, 10c) 중 적어도 하나에, 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합될 수 있다. 또한, 파일럿 유닛들(10b) 중 적어도 하나에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치(120)에 공급될 수 있는 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브(30), 및 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합될 수 있다.
도 4 및 도 5에 나타나는 바와 같이, 연소 실린더들 중 적어도 일부가 서로 열을 지어 배치될 수 있고, 연소 실린더 열의 하나의 단부를 형성하는 연소 실린더의 파일럿 유닛(10f)에, 플러싱 밸브(70)가 통합될 수 있다. 또한, 통합된 플러싱 밸브(70)를 구비한 파일럿 유닛(10f)에, 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합될 수 있다.
또한, 파일럿 유닛들 중 적어도 하나(10g)에, 해당 파일럿 유닛(10g)의 연료 어큐뮬레이터(20) 내의 연료 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 연료 압력 센서를 접속하기 위한 적어도 하나의 압력 측정점(80)이 통합될 수 있다.
끝으로, 파일럿 유닛들 또는 기능 유닛들은 임의의 또는 각각 바람직한 또는 필요한 순서로 배치될 수 있어서, 커먼-레일 연료 분사 시스템이 각각의 실린더에 대해 구조적, 기술적 및 유압적 요구 조건에 따라 최적으로 조립될 수 있다.
1 내연기관
1a 내연기관
10 파일럿 유닛
10a-10g 파일럿 유닛
20 연료 어큐뮬레이터
21 저장실
21a 부분 공간
23 라인 접속부
24 라인 접속부
25 라인 접속부
30 유량 제한 밸브
40 커버
40b 커버
41b 접속부
50 연료 펌프
60 압력 제한 밸브
70 플러싱 밸브
80 압력 측정점
100 연료 라인
110 연료 라인
120 연료 분사 장치

Claims (10)

  1. 각기 하나의 연료 분사 장치(120)가 제공된 다수의 연소 실린더를 구비한 내연기관(1, 1a)으로서,
    통합된 연료 어큐뮬레이터(20)를 구비한 별도의 파일럿 유닛(10, 10a-10g)이 각각의 연소 실린더에 제공되고, 상기 연료 어큐뮬레이터는 각각의 연소 실린더의 연료 분사 장치(120)에 연료를 공급하기 위해 다수의 제 1 연료 라인(110) 중 하나를 통해 상기 각각의 연소 실린더의 연료 분사 장치(120)에 연결되고,
    연료 소스와 연결 가능한 연료 펌프(50)가 미리 정해진 연료 압력을 제공하기 위해 상기 파일럿 유닛들 중 적어도 하나(10d)에 통합되고,
    각각의 파일럿 유닛(10, 10a-10g)의 상기 연료 어큐뮬레이터(20)는 상기 연료 펌프(50)에 의해 송출된 연료를 각각의 해당 연료 분사 장치(120)에 안정한 압력으로 공급할 수 있도록 설계되고,
    상기 파일럿 유닛(10, 10a-10g)의 각각의 연료 어큐뮬레이터(20)는 다수의 제 2 연료 라인(100)을 통해 서로 연결되는 것인 내연기관.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 유닛들 중 다수(10d)에, 상기 연료 소스와 연결 가능한 연료 펌프(50)가 각각 통합되는 것인 내연기관.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파일럿 유닛들(10, 10a-10g) 중 적어도 하나에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치(120)에 공급 가능한 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브(30)가 통합되는 것인 내연기관.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 통합된 연료 펌프(50)를 구비한 적어도 하나의 파일럿 유닛(10d)에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치(120)에 공급 가능한 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브(30)가 통합되는 것인 내연기관.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 유닛들 중 적어도 하나(10b, 10c)에, 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합되는 것인 내연기관.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 유닛들 중 적어도 하나(10d)에, 단위 시간당 해당 연료 분사 장치(120)에 공급 가능한 연료량을 제한하기 위한 유량 제한 밸브(30) 및 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합되는 것인 내연기관.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소 실린더들 중 적어도 일부는 서로 열을 지어 배치되고, 연소 실린더 열의 하나의 단부를 형성하는 연소 실린더의 파일럿 유닛(10f)에, 플러싱 밸브(70)가 통합되는 것인 내연기관.
  8. 제 7 항에 있어서, 통합된 플러싱 밸브(70)를 구비한 상기 파일럿 유닛(10f)에, 또한 연료 압력을 제한하기 위한 압력 제한 밸브(60)가 통합되는 것인 내연기관.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일럿 유닛들 중 적어도 하나(10g)에, 해당 파일럿 유닛(10g)의 상기 연료 어큐뮬레이터(20) 내의 연료 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 연료 압력 센서를 접속하기 위한 적어도 하나의 압력 측정점(80)이 통합되는 것인 내연기관.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 연료 라인(110)은 모두 서로 동일하게 형성되고, 상기 제 2 연료 라인(100)이 모두 서로 동일하게 형성되는 것인 내연기관.
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