KR20190103390A

KR20190103390A - 고압 연료 분사 시스템의 고압 어큐뮬레이터

Info

Publication number: KR20190103390A
Application number: KR1020197023845A
Authority: KR
Inventors: 필립 알리오
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2019-09-04
Also published as: JP2020505548A; WO2018134144A1; JP6855582B2; CN110234865B; EP3571387A1; FR3061934A1; EP3571387B1; FR3061934B1; CN110234865A

Abstract

본 발명은 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터에 관한 것이며, 상기 고압 어큐뮬레이터는 고압 챔버(12, 12a)를 한정하는 원통형 몸체(11)와 연결편들(13, 13a)로 형성되며, 연결편들은 챔버(12, 12a) 내로 통해 있는 고압액용 유출 통로부들(131, 131a)과, 각각 하류에 연결된 인젝터들에 의해 야기되는 압력파들을 약화시키기 위한 스로틀부를 구비한다. 연결편들(13, 13a)은 유출구에, 스로틀부(22, 22a)를 구비한 삽입편(2, 2a)을 수용하는 챔버(1312, 1312a)를 구비한 통로부(131, 131a)를 각각 포함한다. 삽입편(2, 2a)은 고압 어큐뮬레이터의 자긴 가공 공정(autofrettage process)을 통해 챔버(1312, 1312a) 내에 강제 끼워 맞춤식으로 고정된다.

Description

고압 연료 분사 시스템의 고압 어큐뮬레이터

본 발명은 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터에 관한 것이며, 상기 고압 어큐뮬레이터는 고압 챔버를 한정하는 원통형 몸체(cylindrical body) 및 연결편들(connection piece)로 형성되며, 연결편들은 챔버 내로 통해 있는 고압액(high-pressure liquid)용 유출 통로부들(outlet passage)과, 하류에 연결된 인젝터들에 의해 야기되는 압력파들을 약화시키기 위한 스로틀부(throttle)를 구비한다.

도 7에 도시되어 있는 고압 분사 시스템의 상기 유형의 고압 어큐뮬레이터는 이미 공지되어 있다. "고압 어큐뮬레이터"라고도 하는 상기 레일(100)은 두꺼운 단조강으로 구성되어 고압 챔버(112)를 에워싸는 원통형 몸체(111)를 통해 형성된다. 레일의 몸체는, 각각 인젝터에 연결되어 있는 고압 라인들을 연결하기 위한 유출구 연결편들(113)을 포함한다. 상기 연결편들(113)은 챔버(112) 내로 통해 있는 보어(114)를 통해 횡단되어 있다. 챔버와의 연결부 상의 보어의 바닥부에는 천공된 스로틀부(115)가 위치된다. 상기 스로틀부(115)는 각각의 연결편에 할당되어 있는 인젝터의 폐쇄 이동을 통해 레일의 고압액 내에서 야기되는 압력파들을 감쇠시킨다. 보어를 통해 제조되는 스로틀부(115)는 이따금 "노즐"로도 지칭된다.

상기 해결책은, 비록 압력파들을 감쇠시키는 것을 가능하게 하기는 하지만, 그러나 소정 수의 단점이 있으며, 특히 그 효력은 상대적으로 낮은데, 그 이유는 상기 스로틀부를 형성하는 보어가, 정교한 기하학적 형태들을 마련할 수 없도록 하기 때문이다.

또한, 엄격한 공차들도 준수할 수 없다. 또한, 챔버 내로의 통로부의 유입 개구부의 평면 상에서의 보어 형태의 형성은 파들(waves)의 감쇠 동안 강한 분산을 생성하는 에지부를 야기한다. 이를 방지하도록, 보어의 유입 개구부의 에지부를 라운딩하고, 경우에 따른 버(burr), 또는 챔버 안쪽으로 돌출되는 부분을 제거하기 위해, 상기 에지부의 전기 화학적 처리가 필요하며, 이는 까다롭고 그 결과 고가인 공정이다.

종래 기술에 따라, 마찬가지로, 레일 내에 천공되어 있는 노즐들에 대한, 삽입 고정되는 노즐들의 형태인 대안들도 있다. 상기 노즐들은 종래 방식으로, 다시 말하면 부정적인 기하학적 유격(형상 결합식 클램핑)의 극복 및 압입 끼워 맞춤의 이용을 통해 삽입 고정되며, 삽입 고정력은 제어된다. 이런 삽입 고정되는 노즐들은 단지 자긴 가공(autofrettage)이 제외되거나 적은 자긴 가공을 이용하는 레일들을 위해서만 이용되는데, 그 이유는 자긴 가공이 형상 결합식 클램핑의 극복을 문제가 되도록 하는 잔여 변형(residual deformation)을 야기하기 때문이다. 이런 경우에, 자긴 가공 후 삽입 고정 직경부의 고가이면서 추가적인 재가공 공정이 필요할 수도 있다. 그에 따라 이런 공지된 해결책에는 다수의 단점이 있다.

본 발명의 과제는, 레일 내에서 하류에 연결된 인젝터들의 분사 밸브들을 폐쇄하는 것을 통해 야기되는 압력파들을 효과적으로 감쇠시키는 것을 가능하게 하고 그와 동시에 간단하게 마련되며, 동일한 레일들 또는 다양한 레일들의 노즐들 간의 감쇠의 약한 분산(weak dispersion)을 생성하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터를 개발하는 것에 있다.

본 발명의 설명 및 장점.

상기 목적을 위해, 본 발명은 내연기관용 고압 분사 시스템을 위한 고압 어큐뮬레이터에 관한 것이며, 상기 고압 어큐뮬레이터는 고압 챔버를 한정하는 원통형 몸체 및 연결편들로 형성된다. 하나 내지 복수의 연결편은, 챔버 내로 통해 있는, 고압액용의 하나 내지 복수의 유출 통로부를 구비한다. 유출 통로부 내에는, 하류에 연결된 인젝터의 압력파들을 약화시키기 위해 스로틀부가 배치된다. 연결편들은 유출구에, 스로틀부를 구비한 삽입편(insert piece)을 수용하는 챔버를 구비한 통로부를 각각 포함한다. 연결편은 고압 어큐뮬레이터의 자긴 가공 공정을 통해 챔버 내에 강제 끼워 맞춤식으로 배치된다.

본 발명에 따른 고압 어큐뮬레이터는 간단하게 제조되며, 그리고 그럼에도 낮은 공차를 갖는 스로틀부를 포함한다. 고압 어큐뮬레이터 내에서의 삽입편의 고정 연결은 간단한 방식으로, 그리고 신규 수단들 또는 다른 수단들을 필요로 하지 않으면서 수행되는데, 그 이유는 상기 고정 연결이 레일의 자긴 가공을 통해 수행되기 때문이다. 레일의 자긴 가공은, 레일의 피로 거동을 보장하기 위한 공지된 제조 공정이다. 이는 생산 주기를 연장시키지 않는다.

레일의 바깥쪽에 마련되는 스로틀부는, 이물질이 레일 내로 유입되는 위험에 처하지 않고 버(burr)의 각각의 문제가 방지됨으로써, 레일의 바깥쪽에서 보링 및 최종 가공 공정들을 통한 간단한 제조를 가능하게 하며, 이는 반면 매끄러운 에지부들 또는 라운딩부들의 제조를 가능하게 한다.

그에 따라, 삽입편들의 통로부는 고압 챔버의 측에서 유입 개구부 상에 라운딩부를 포함한다.

다른 바람직한 특징에 따르면, 삽입편 내의 통로부는, 감소하는 지름을 가지면서 원추형 기능부들을 통해 분리되어 있는 일렬의 보어들로 형성되는 단차형 보어이다. 그에 따라, 시스템의 감쇠/효율 손실의 절충과 관련하여 삽입편들을 더 적합하게 최적화하는 것을 가능하게 하는 단차형 스로틀이 얻어진다.

감소하는 지름을 갖는 보어들의 열은 단지 레일로부터 분리되어 가공되는 노즐을 통해 가능해지는 복합 기하구조의 일례일 뿐이다. 목표는 압력 손실의 비대칭성을 확보하는 것에 있으며, 다시 말해 분사를 위해 유용한 방향으로는 더 적은 압력 손실을, 단지 감쇠에만 기여하는 방향으로는 더 많은 압력 손실을 확보하는 것에 있다.

다른 특징에 따르면, 스로틀부를 포함한 통로부는, 자긴 가공 공정을 위한 밀봉 시트(sealing seat)를 형성하는 원추형 유입구를 포함한다.

다른 특징에 따르면, 연결편은, 여기서도 자긴 가공을 위한 밀봉성을 형성하기 위해, 원추형 유입구를 포함한다.

더욱 특수한 특징에 따르면, 챔버는 원통형이며, 그리고 보어와 함께, 밀봉 에지부를 마련하는 견부(shoulder)를 형성한다. 삽입편은, 조립 동안 유격을 가지면서 원통형 챔버 내로 삽입되도록 하기 위해, 큰 지름을 갖는 원통형 부분을 구비한 외부 표면을 포함한다. 또한, 삽입편은, 연결편의 보어 내에서 자유롭게 돌출되는, 작은 지름을 갖는 부분도 포함하며, 삽입편의 2개의 부분들은 연결편의 에지부에 부딪치도록 결정되어 있는 원추형 세그먼트를 통해 연결되어 있다.

다른 특징에 따르면, 연결편은, 원추형 챔버의 작은 베이스부의 횡단면보다 더 작은 횡단면을 갖는 보어를 통해 계속되는 원추형 챔버를 포함한다. 그리고 스로틀부를 포함한 삽입편은, 원추형 챔버의 길이보다 더 짧은 길이를 갖는 원추형 몸체를 보유하며, 그리고 삽입편의 작은 베이스부의 횡단면은 챔버의 작은 베이스부의 횡단면보다 더 크며, 챔버의 원추도(conicity)와 원추형 몸체의 원추도는 서로 동일하다.

바람직한 방식으로, 원추형 챔버의 경우에, 원추형 챔버의 표면 및/또는 원추형 몸체의 표면은, 자긴 가공을 통한 접촉 시 2개의 표면들의 점착력을 증가시키기 위해, 그리고 자긴 가공 동안 더 나은 밀봉성을 위해서도 불규칙성, 비평탄성 및 상승되거나 함몰된 기하학적 형태들을 보유한다.

다른 특징에 따르면, 보어 내로 삽입되는 삽입편의 부분의 횡단면은, 레일 및 삽입편들의 자긴 가공 후에 상기 보어와 접촉하지 않도록 하기 위해, 상기 보어의 횡단면보다 더 작다.

이런 방식으로, 삽입편과 연결편 간의 연결면은 자긴 가공을 통해 고정될 수 있는 단일의 접촉면을 통해 감소된다.

다른 특징에 따르면, 삽입편의 부분의 길이는, 스로틀부의 유입 개구부가 챔버 내 보어의 유입 개구부로부터 분명하게 이격되어 있는 방식으로, 보어의 길이보다 더 짧다. 그에 따라, 삽입편의 보어의 유출구는 분명히 챔버 내 보어의 유입 개구부 위쪽에 있으며, 그리고 압력 손실에 영향을 미친다.

고압 어큐뮬레이터가 복수의 연결편을 포함한다면, 바람직하게는 하류에 연결되는 인젝터로 이어지는 각각의 연결편 내에는 스로틀부를 포함한 삽입편이 상기에 기술한 실시예들 중 어느 하나에 따라서 배치된다.

본 발명의 과제는, 마찬가지로 상기에 정의된 것과 같은 고압 어큐뮬레이터를 제조하는 것에 있으며, 대응하는 방법은 하기 특징부를 특징으로 한다.

- 밀링 가공을 통해, 각각의 연결편의 유출 통로부 내에 챔버가 마련되며,

- 스로틀부에 의해 횡단되는 삽입편이 마련되고, 삽입편의 외경은 챔버의 외경에 매칭되며,

- 삽입편은 각각의 챔버 내에 설치되며,

- 삽입편들의 밀봉성 및 연결편들의 유입구의 밀봉성이 마련되며, 그리고

- 상기 방식으로 조립된 레일은, 레일의 내부 표면을 처리하고 연결편들의 챔버 내에 삽입편들을 강제 끼워 맞춤식으로 배치하기 위해, 자긴 가공 압력에 노출된다.

이미 상기에서 명시한 것처럼, 레일의 제조 방법은 특히 간단하며, 그리고 그와 동시에 압력파들(압력 충격)의 감쇠를 위한 정확하고 효과적인 스로틀부들을 마련할 수 있다는 장점을 제공한다.

본 발명은 하기에서 첨부 도면들에 도시되어 있는 실시예들에 따라서 더 상세하게 기술된다.

도 1은 고압 분사 시스템의 고압 어큐뮬레이터의 일부분의 축 방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 고압 어큐뮬레이터를 위한 스로틀부를 포함한 삽입편의 축 방향 단면도이다.
도 3은 도 1의 고압 어큐뮬레이터의 실시형태의 개략적 반단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분사 시스템의 고압 어큐뮬레이터의 다른 실시형태의 축 방향 단면도이다.
도 5는 도 4의 고압 어큐뮬레이터를 위한 스로틀부를 포함한 삽입편의 축 방향 단면도이다.
도 6은 도 4의 고압 어큐뮬레이터의 연결편 내에서 스로틀부를 포함한 삽입편의 조립을 설명하는 반단면도이다.
도 7은 공지된 레일 내지 고압 어큐뮬레이터의 횡단면도이다.

도 1에 따르면, 본 발명은 내연기관에서 고압 분사 시스템의 레일 내지 고압 어큐뮬레이터(1)에 관한 것이다. 상기 레일의 통상적인 부분은 축 방향 단면도로 도시되어 있다. 분사 시스템의 다른 컴포넌트들은 도시되어 있지 않다.

고압 어큐뮬레이터(1)는 단조강으로 구성되어 고압 챔버(12)를 에워싸는 후벽 원통형 몸체(11)이며, 고압 챔버는, 엔진의 중앙 제어 유닛을 통해 제어되는 분사 밸브들(인젝터들)로 고압 연료를 분배하기 위해, 고압 펌프로부터 고압 연료를 공급받는다.

인젝터들의 폐쇄 이동 및 그 개방 이동은, 고압액에 의해 레일(1)과 인젝터를 연결하는 라인 내로 전달되고 그에 따라 레일 내에 도달하는 압축 및 억제파(compression and depression wave)("압력 충격")를 야기한다.

원통형 몸체(11)는 연결을 위한 연결편들(13)을 포함하며, 이 연결편들은 각각 통로부(131)를 통해 고압 챔버(12)에, 그리고 고압 라인을 통해서는 자신들의 인젝터에 연결된다. 연결편은 고압 라인의 포트를 나사로 조이기 위해 나사부(132)(thread)를 바깥쪽에 포함한다.

도 1의 예는, 하나는 비어 있고 다른 하나는 스로틀부를 구비한 삽입편(2)을 포함하는 것인 2개의 연결편들(13)을 포함한 레일의 종래 부분을 도시하는 것으로 제한된다. 레일(1)은, 공급받는 인젝터들을 포함하는 것과 동일한 정도로 많은 연결편(13) 및 고압 연료 유출구를 포함한다. 상기 연료편들(13) 모두는 바람직하게는 동일한 구조를 보유하고, 하기 설명은 상기 연결편들 중 어느 하나로 제한된다.

도 1의 우측에 있는 연결편(13)은 스로틀부(2)를 구비한 자신의 삽입편을 포함하지 않은 자신의 통로부(131)를 나타내며, 좌측에 있는 연결편(13)은 스로틀부(2)를 포함한 삽입편을 구비한다.

스로틀부(2)를 포함한 삽입편은 도 2의 단면도에 별도로 도시되어 있다.

도 1에 따르면, 고압 챔버(12) 쪽으로 연장되는 배향에 따라 연결편(13) 내의 통로부(131)는 유입 원추부(1311)로 형성되며, 이 유입 원추부의 뒤에는 밀봉 에지부(1313)를 형성하기 위해 하류에 배치되는 보어(1314)의 지름보다 더 큰 지름을 갖는 원통형 챔버/보어(1312)가 이어진다. 통로부(131)는 스로틀부(2)를 포함한 삽입편을 수용한다.

도 2에 따르면, 스로틀부(2)를 포함한 삽입편은, 감소하는 지름들(222, 224, 226)을 가지면서 원추형 연결부들(223, 225)을 통해 분리되어 있는 일렬의 보어들로 형성되는 단차형 보어(22)에 의해 횡단되는 원통형 몸체(21)를 포함한다. 삽입편(2)의 유입구는 밀봉 시트를 마련하는 원추형 형태(221)를 보유하며, 그리고 레일의 챔버 내로의 최종 보어(226)의 유입 개구부는 라운딩된 에지부 또는 라운딩부(227)를 포함한다.

단차형 보어(22)는, 인젝터의 폐쇄 및 개방의 이동을 통해 고압액 내로 유입되는 압력파들(압축 및 억제)을 약화시키도록 결정되어 있는 스로틀부를 형성한다.

삽입편(2)의 자신의 외부 표면(23)을 포함하는 삽입편의 몸체(21)는, 연결편의 통로부(131)의 에지부(1313)와 상호작용하기 위해 지지면을 형성하는 원추형 연결부(232)를 통해 작은 횡단면(233)을 갖는 부분에 연결되는 큰 횡단면(231)을 갖는 부분을 포함한다. 작은 횡단면을 갖는 부분(233)의 외부 표면(23)은 라운딩부(234)에서 종결된다. 삽입편(2)의 부분(231)의 큰 지름은 연결편(13)의 보어(1312)의 지름보다 약간 더 작다. 부분(233)의 작은 지름은, 스로틀부를 구비한 삽입편(2)이 조립을 위해 수월하게 연결편(13)의 통로부(131) 내에 설치되고, 작은 횡단면을 갖는 부분(233)은 통로부(131)의 벽부 및 특히 그 보어(1314)와 접촉하지 않는 방식으로, 보어(1312)의 하류에 배치되는 연결편(13)의 보어(1314)의 지름보다 분명히 더 작다. 단차형 보어(1312/1314)는, 비록 유압 기능을 위해 필요하지 않기는 하지만, 고압 챔버(12)와 자신의 중첩부의 평면에서 보어의 지름을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 삽입편(2)의 부분(233)의 길이는, 스로틀부(226)의 유입 개구부가 챔버(12)의 보어(1314)의 유입 개구부(1315)로부터 분명히 이격되어 있는 방식으로, 보어(1314)의 길이보다 더 짧다.

삽입편의 부분 및 연결편의 보어의 길이와 관련한 상기 비고 내용은 하기에서 기술되는 제2 실시형태에도 적용된다.

삽입편(2)의 록킹, 내지 삽입편의 강제 끼워 맞춤식 배치는 하기에 명시된 것처럼 자긴 가공을 통해 수행된다.

도 3의 반단면도에 따라서, 레일(1)이 스로틀부(2)를 구비한 삽입편들을 모두 구비한다면, 상기 레일은 자긴 가공으로 처리된다. 이를 위해, 각각의 연결편(13) 상에는, 미도시된 폐쇄부가 삽입편(2)의 원추형 시트(221)(seat) 쪽을 향해 제공된다. 이런 방식으로 안착부들이 마련된다. 자긴 가공 동안 축(xx)에서 가해지는 인장력(F)은 삽입편(2)(구역 A)의 밀봉성을 마련하며, 그리고 삽입편(2)의 원추형 표면(232)과 연결편(13)의 에지부(1313) 간의 접촉을 통해 구역(B)에서 삽입편(2)과 통로부(131) 간의 밀봉성 역시도 마련한다.

이런 방식으로, 레일 내로 유입되는 액의 자긴 가공 고압에 노출되는, 보어들(131) 및 삽입편(2)의 표면은 제한된다.

상기 노출된 표면은, 연결편(13)의 보어(1314)와 보어(1312)를 분리하는 에지부(1313)와 자신의 원추형 견부(232) 간의 접촉부 상류에 배치되는 자신의 외부 표면 및 삽입편(2)의 내부 표면을 포함하여 (고압 연료의 유출 방향에서) 삽입편(2) 상류에 배치되는 연결편(13)의 통로부(131) 및 챔버(12)의 표면이다. 달리 말하면, 표면들은, 삽입편(2) 및 보어(1312)에 비해, 자긴 가공의 고압액에 노출되는 것이 아니라, 상기 고압을 통해 야기되는 힘을 받는다. 그에 따라, 매우 높은 자긴 가공 압력은, 연결편(13)의 보어(1312) 쪽으로 밀착되도록 하기 위해 변형되는, 레일(1) 및 삽입편(2)의 노출된 표면의 안쪽 층을 가소화한다. 이처럼 매우 높은 자긴 가공 압력을 인가한 후에, 연결편들(13)은 각각의 삽입편(2) 쪽으로 수축되고, 그렇게 하여 삽입편도 수축된다.

도 4에는, 본 발명에 따른 레일(1a)의 다른 실시형태가 도시되어 있으며, 상기 실시형태도 마찬가지로 하나는 비어 있고 다른 하나는 스로틀부(2a)를 구비한 삽입편을 포함하는 것인 2개의 연결편들(13a)을 포함하는 레일의 종래 부분으로 제한된다. 상기 연결편들(13a) 모두는 바람직하게는 자신들에 대한 설명이 자신들 중 어느 하나로 제한되는 방식으로 동일한 구조를 보유한다.

스로틀부(2a)를 포함한 삽입편은 도 5의 단면도에 별도로 도시되어 있다.

도 4, 및 고압 챔버(12a) 쪽으로 연장되는 배향에 따라, 연결편(13a) 내의 통로부(131a)는 유입 원추부(1311a)로 형성되고, 이 유입 원추부의 뒤에는 원추형 챔버(1312a)가 이어지며, 이 원추형 챔버의 작은 베이스부는, 에지부(1313a)를 형성하도록 하기 위해, 하류에 배치되는 보어(1314a)의 지름보다 더 큰 지름을 보유한다. 원추형 챔버(1312a)는 "모르스 테이퍼(Morse taper)" 유형, 또는 등가의 원추부 유형의 삽입 챔버를 형성한다. 통로부(131a)는 상보적인 형태를 갖는 스로틀부(2a)를 포함하는 삽입편을 삽입 고정을 통해 수용한다.

도 5에 따르면, 스로틀부(2a)를 포함한 삽입편은, 감소하는 지름들(222a, 224a, 226a)을 가지면서 원추형 연결부들(223a, 225a)을 통해 분리되어 있는 일렬의 보어들로 형성되는 단차형 보어(22a)에 의해 횡단되는 몸체(21a)를 포함한다. 삽입편(2a)의 유입구(221a)는 밀봉 시트를 마련하는 원추형 형태를 보유하며, 그리고 레일(1a)의 챔버(12a) 내로의 최종 보어(226a)의 유입 개구부는 라운딩된 에지부 또는 라운딩부(227a)를 포함한다. 단차형 보어(22a)는, 고압액 내로 유입되는 압력파들을 약화시키도록 결정되어 있는 스로틀부를 형성한다.

삽입편(2a)의 외부 표면(23a)은 큰 지름을 갖는 원추형 부분(231a)을 포함하며, 이 원추형 부분의 작은 베이스부는 원추형 연결부(232a)를 통해 작은 지름을 갖는 원통형 부분(233a)과 접한다. 외부 표면(23a)은 라운딩부(234a)에서 종결된다. 원추형 부분(231a)은 연결편(13)의 원추형 챔버(1312a)의 원추도와 동일한 원추도와, 각각의 표면들이 직접 인접하는 방식으로, 삽입 고정을 통해 원추형 챔버(1312a) 내에 수용될 수 있는 횡단면을 보유한다.

원통형 부분(233a)은 연결편(13a)의 보어(1314a)의 횡단면보다 훨씬 더 작은 횡단면을 보유한다.

도 6의 반단면도에 따라서, 레일(1a)이 스로틀부를 구비한 삽입편들(2a)을 모두 구비한다면, 상기 레일은, 도 1 ~ 3에 도시되어 있는 제1 실시형태들에 대해 기술한 것과 같은 자긴 가공으로 처리된다.

이를 위해, 각각의 연결편(13a) 상에는, 보어(22a)의 외면과 관련한 밀봉성 및 부분들(1312a 및 231a)의 원추형 표면들 간의 밀봉성을 마련하기 위해, 미도시된 폐쇄부가 삽입편(2a)의 원추형 시트(221a) 쪽을 향해 제공된다.

이를 위해, 인장력(F)은, 지지되면서 압축 구역(C)을 마련하는 미도시된 볼(ball)에 가해진다. 힘은 삽입편(2a)의 원추형 부분(231a)과 연결편(13a)의 챔버(1312a)의 원추형 표면 사이의 원추형 접촉 구역으로 전달된다.

이런 방식으로, 레일 내로 유입되는 액의 자긴 가공 고압에 노출되는, 보어들(131a) 및 삽입편(2a)의 표면은 제한된다.

상기 노출된 표면은, 원추형 챔버(1312a)의 표면과 자신의 원추형 표면(231a) 사이의 접촉부 상류에 배치되는 자신의 외부 표면 및 삽입편(2a)의 내부 표면을 포함하여 (고압 연료의 유출 방향에서) 삽입편(2a) 상류에 배치되는 연결편(13a)의 통로부(131a) 및 챔버(12a)의 표면이다. 원추형 부분(231a)의 작은 베이스부의 횡단면은, 삽입 고정을 방해하거나 제한할 수도 있는 사항으로 견부(1313a) 쪽에 인접하는 점 없이, 삽입편(2a)이 자긴 가공과 조합되는 삽입 고정을 통해 고정될 수 있는 방식으로 견부를 형성하는 원추형 표면(1313a)과 만나게 되는 원추형 챔버(1312a)의 작은 베이스부의 횡단면보다 더 크다.

여기서는, 부분들(1312a 또는 231a)의 원추형 표면들이, 자긴 가공 동안 밀봉성을 강화하고 2개의 부분들/표면들 간의 잔여 축력을 증가시키는 그루브들을 포함할 수도 있는 점이 확인된다.

삽입편(2a) 및 보어(1312a)와 접촉하는 표면들은 자긴 가공의 고압액에 노출되는 것이 아니라, 생성되는 힘을 받는다. 매우 높은 자긴 가공 압력은, 연결편(13a)의 보어(1312a) 쪽으로 밀착되도록 하기 위해 변형되는, 레일(1a) 및 삽입편(2a)의 노출된 표면의 안쪽 층을 가소화한다. 이처럼 매우 높은 자긴 가공 압력을 인가한 후에, 연결편들(13a)은 각각의 삽입편(2a) 쪽으로 수축되고, 그렇게 하여 삽입편이 수축된다.

레일들(1, 1a)의 단조강은, 자긴 가공의 예상 결과와 일치될 수 있는 특성들 및 튜브 몸체들의 경도에 따라 결정되는 300HB 크기의 최소 경도를 보유한다.

삽입편(2, 2a)의 재료는, 자긴 가공 동안 충분한 가소화를 나타내며, 그리고 이와 동시에 삽입편(2, 2a)과 레일(1, 1a) 간의 충분한 잔여 압력을 나타내도록 충분히 잔여 탄성을 유지하기 위해, 300과 450HV 사이인 경도를 보유한다.

본 발명에 따른 레일(1, 1a)의 제조를 위한 방법은 하기 단계들에 있다.

- 유격을 가지면서, 그리고 큰 힘을 가할 필요 없이, 연결편(13, 13a) 내에 삽입편(2, 2a)을 수용하는 단계,

- 결과적으로 삽입편(2, 2a)의 내경과 외경 사이에 압력 차이를 나타내도록 하기 위해, 상기 방식으로 마련된 어셈블리를 고정하는 단계, 그리고

- 삽입편(2, 2a) 및 레일(1, 1a)의 소성 변형을 야기하는 단계.

소성 변형은 스로틀부(2, 2a)를 구비한 삽입편과 레일(1, 1a) 간의 잔여 접촉을 보장한다.

스로틀부를 포함한 삽입편의 재료의 특성들은, 분사 시스템의 고압 어큐뮬레이터(1, 1a)의 작동 동안 삽입편(2, 2a)을 그 자리에서 파지하는 충분한 잔여력(residual force)을 보장하도록 선택된다.

예외사항을 제외하고, 접미어 "a"를 제외한 가장 중요한 요소들의 명명법
1: 레일
11: 몸체
12: 고압 챔버
13: 연결편
131: 통로부
1311: 유입 원추부
1312: 원통형 챔버
1312a: 원추형 챔버
1313: 밀봉 에지부
1314: 보어
132: 수나사부
2: 스로틀부를 포함한 삽입편
21: 원통형 몸체
21a: 원추형 몸체
22: 단차형 보어
221: 유입 원추부
222: 큰 지름을 갖는 보어
223: 원추형 연결부
224: 중간 지름을 갖는 보어
225: 원추형 연결부
226: 작은 지름을 갖는 보어
227: 라운딩부
23: 외부 표면
231: 큰 지름을 갖는 원통형 부분
231a: 큰 지름을 갖는 원추형 부분
232: 원추형 연결부
233: 작은 지름을 갖는 원통형 부분
234: 라운딩부

Claims

고압 챔버(12, 12a)를 한정하는 원통형 몸체(11) 및 연결편들(13, 13a)로 형성되는 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터이며, 연결편들은 고압 챔버(12, 12a) 내로 통해 있는 유출 통로부들(131, 131a)을 구비하며, 하나 이상의 유출 통로부(131, 131a) 내에는, 연결편(13, 13a)의 하류에 연결된 인젝터에 의해 야기되는 압력파들을 약화시키기 위해 스로틀부(22, 22a)가 배치되는, 상기 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터에 있어서,
- 연결편(13, 13a)은 유출구에, 스로틀부(22, 22a)를 구비한 삽입편(2, 2a)을 수용하는 챔버(1312, 1312a)를 구비한 통로부(131, 131a)를 포함하며, 그리고
- 삽입편(2, 2a)은 상기 고압 어큐뮬레이터의 자긴 가공 공정(autofrettage process)을 통해 챔버(1312, 1312a) 내에 강제 끼워 맞춤식으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 삽입편(2, 2a)의 통로부(131, 131a)는 고압 챔버(12, 12a)의 측에서 유입 개구부 상에 라운딩부(227, 227a)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 삽입편(2, 2a) 내의 통로부는, 감소하는 지름들(222, 222a, 224, 224a, 226, 226a)을 가지면서 원추형 기능부들(223, 223a, 225, 225a)을 통해 분리되어 있는 일렬의 보어들로 형성되는 단차형 보어(22, 22a)인 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 스로틀부(22, 22a)를 포함하는 통로부는 밀봉 시트를 형성하는 원추형 유입구(221, 221a)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 연결편(13, 13a)은 원추형 유입구(1311, 1311a)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서,
- 챔버(1312)는 원통형이며, 그리고 보어(1314)와 함께, 밀봉 에지부를 마련하는 견부(1313)를 형성하며,
- 삽입편(2)은, 조립 동안 유격을 가지면서 원통형 챔버(1312) 내로 삽입되도록 하기 위해, 큰 지름을 갖는 원통형 부분, 및 연결편(13)의 보어(1314) 내에서 자유롭게 돌출되는, 작은 지름을 갖는 부분(233)을 구비한 외부 표면(23)을 포함하며,
- 삽입편(2)의 2개의 부분들(231, 233)은 연결편(13)의 에지부(1313)에 부딪치도록 결정되어 있는 원추형 세그먼트(233)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서,
- 연결편(13a)은, 원추형 챔버(1312a)의 작은 베이스부의 횡단면보다 더 작은 횡단면을 갖는 보어(1314a)를 통해 계속되는 원추형 챔버(1312a)를 포함하며, 그리고
- 스로틀부(2a)를 포함한 삽입편은, 원추형 챔버(1312a)의 길이보다 더 짧은 길이를 갖는 원추형 몸체(231a)를 보유하며, 그리고 상기 삽입편의 작은 베이스부의 횡단면은 챔버(1312a)의 작은 베이스부의 횡단면보다 더 크며,
- 챔버(1312a)의 원추도와 원추형 몸체(231a)의 원추도는 서로 동일한 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제7항에 있어서, 원추형 챔버(1312a)의 표면 및/또는 원추형 몸체(231a)의 표면은, 원추부와 조합되어 자긴 가공 시에, 압착력을 보장하는 것을 가능하게 하는 밀봉성을 증가시키기 위해, 불규칙성, 비평탄성 및 상승되거나 함몰된 기하학적 형태들을 보유하는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 보어(1314, 1314a) 내로 삽입되는 삽입편(2, 2a)의 부분(233, 233a)의 횡단면은, 레일(1, 1a) 및 삽입편(2, 2a)의 자긴 가공 후에 상기 보어와 접촉하지 않도록 하기 위해, 상기 보어의 횡단면보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 삽입편(2, 2a)의 부분(233, 233a)의 길이는, 스로틀부(226, 226a)의 유입 개구부가 챔버(12, 12a) 내 보어(1314, 1314a)의 유입 개구부로부터 분명하게 이격되어 있는 방식으로, 보어(1314, 1314a)의 길이보다 더 짧은 것을 특징으로 하는, 고압 분사 시스템용 고압 어큐뮬레이터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 고압 어큐뮬레이터를 제조하기 위한 방법에 있어서,
- 밀링 가공을 통해, 각각의 연결편(13, 13a)의 유출 통로부(131, 131a) 내에 챔버(1312, 1312a)가 마련되며,
- 스로틀부(22, 22a)에 의해 횡단되는 삽입편(2, 2a)이 마련되고, 상기 삽입편의 외경은 챔버(1312, 1312a)의 외경에 매칭되며,
- 삽입편(2, 2a)은 각각의 챔버 내에 설치되며,
- 삽입편들(2, 2a)의 밀봉성 및 연결편들(13, 13a)의 유입구의 밀봉성이 마련되며, 그리고
- 상기 방식으로 조립된 고압 어큐뮬레이터(1, 1a)는, 상기 고압 어큐뮬레이터의 내부 표면을 처리하고 연결편들(13, 13a)의 챔버(1312, 1312a) 내에 삽입편들(2, 2a)을 강제 끼워 맞춤식으로 배치하기 위해, 자긴 가공 압력에 노출되는 것을 특징으로 하는, 고압 어큐뮬레이터의 제조 방법.