KR100534870B1

KR100534870B1 - common rail injection system for automotive vehicles

Info

Publication number: KR100534870B1
Application number: KR10-2002-0080261A
Authority: KR
Inventors: 최영호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20040053526A

Abstract

본 발명은 자동차의 커먼 레일 분사 장치에 관한 것으로, 고압 연료 펌프로부터 공급된 고압의 연료를 각각의 인젝터로 공급 내지 분배하는 연료 레일을 캠 샤프트내에 형성되는 유동 통로로 대체시키도록 함으로써, 커먼 레일 분사 장치에 있어 구성 부품의 수량 축소와 그에 따른 원가의 절감 및 엔진 상부의 협소한 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a common rail injector for an automobile, wherein common rail injection is performed by replacing a fuel rail for supplying or distributing high pressure fuel supplied from a high pressure fuel pump to each injector by a flow passage formed in a cam shaft. The purpose is to reduce the number of components and the resulting cost in the system and to make efficient use of the small space on the top of the engine.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 연료를 저장하고 있는 탱크로부터 공급된 연료를 고압으로 가압하는 고압 연료 펌프(10)와, 이 고압 연료 펌프(10)로부터 공급된 연료를 저장함과 더불어 각 실린더별로 설치된 인젝터(12)로 연료를 매회 분사되는 양만큼 공급하도록 캠 샤프트(22)의 내주면에 형성된 유동 통로(22a) 및, 이 유동 통로(22a)와 연결 관로(20)를 매개로 연결되어 상기 인젝터(12)를 통해 분사되는 연료의 양과 분사 시기를 제어 신호에 따라 조절하는 솔레노이드 밸브(16)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a high-pressure fuel pump 10 for pressurizing the fuel supplied from a tank storing fuel to a high pressure, and storing the fuel supplied from the high-pressure fuel pump 10, respectively. The flow passage 22a formed on the inner circumferential surface of the cam shaft 22 to supply the amount of fuel injected into the injector 12 installed for each cylinder, and the flow passage 22a and the connecting conduit 20 are connected to each other. It characterized in that it comprises a solenoid valve 16 for adjusting the amount of fuel injected through the injector 12 and the injection timing in accordance with a control signal.

Description

Common rail injection system for automobiles

본 발명은 자동차의 커먼 레일 분사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 연료를 각 인젝터로 공급 및 분배하는 연료 레일을 캠 샤프트내 형성되는 유동 통로로 대체시킴으로써, 부품수의 축소와 그에 따른 원가의 절감 및 엔진 상부의 공간을 적게 점유할 수 있도록 하는 자동차의 커먼 레일 분사 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a common rail injector for an automobile, and more particularly, by replacing a fuel rail for supplying and distributing high pressure fuel to each injector by a flow passage formed in a cam shaft, thereby reducing the number of parts and the resulting cost. The invention relates to a common rail injector for a vehicle, which reduces the weight of the engine and makes it possible to occupy less space in the upper part of the engine.

일반적으로 디젤 연료를 사용하는 자동차에서 연료를 분사하는 장치는 다양한 형태가 있는 바, 대개의 경우 연료를 분사하는 압력이 엔진의 회전수 증가에 따라 동시에 커지면서 이에 따른 분사되는 연료량도 증가하는 방식이다.In general, a device for injecting fuel in a vehicle using diesel fuel has various forms. In general, the fuel injection pressure is increased at the same time as the rotation speed of the engine increases, thereby increasing the amount of injected fuel.

그런데, 통상의 디젤 연료를 분사하는 장치에서 연료의 분사 압력은 매우 낮은 경우에 한정되어 실제로 사용되어지는 바, 이와 달리 연료의 분사 압력이 상대적으로 매우 고압이면서 연료를 연소실에 직접 분사하는 커먼 레일 분사 장치(common rail injection system)는 연료의 분사 압력과 분사량 및 분사 시기를 독립적으로 제어할 수 있어, 근래에 들어 승용차나 상용차에 널리 이용되고 있는 실정이다.However, in the conventional diesel fuel injection device, the injection pressure of the fuel is limited to a very low case and is actually used. In contrast, the common rail injection for directly injecting the fuel into the combustion chamber while the injection pressure of the fuel is relatively very high. The device (common rail injection system) can independently control the injection pressure, the injection amount and the injection timing of the fuel, it is in recent years widely used in passenger cars or commercial vehicles.

또한, 커먼 레일 분사 장치는 연료의 분사 압력을 제어하여 직접 연소실내에 분사하기 때문에 연료의 압력을 고압을 유지할 수 있고, 또한 연소의 효율을 높일 수 있으며, 기존 엔진 대비 연료의 분사를 독립적으로 하기 때문에 설계가 용이하고 부품의 수량이 줄어 경량화를 가능하게 하며, 또한, 연소 효율이 높아 출력이 향상됨과 더불어 유해 물질의 배출량이 줄어 드는 장점을 갖고 있다.In addition, since the common rail injector controls the injection pressure of the fuel and injects it directly into the combustion chamber, the pressure of the fuel can be maintained at a high pressure, the combustion efficiency can be increased, and the injection of fuel independently of the existing engine can be performed. Therefore, it is easy to design, and the number of parts is reduced, so that the weight can be reduced. In addition, the combustion efficiency is high and the output is improved and the emission of harmful substances is reduced.

즉, 통상의 커먼 레일 분사 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료를 저장하고 있는 탱크로부터 공급된 연료를 고압으로 가압하는 고압 연료 펌프(10)와, 이 고압 연료 펌프(10)로부터 공급된 연료를 저장함과 더불어 각 실린더별로 설치된 인젝터(12)로 연료를 매회 분사되는 양만큼 공급하는 연료 레일(14) 및, 상기 인젝터(12)를 통해 분사되는 연료의 양과 분사 시기를 제어 신호에 따라 조절하는 솔레노이드 밸브(16) 등을 포함하여 구성된다.That is, the common common rail injector has a high pressure fuel pump 10 for pressurizing the fuel supplied from the tank storing the fuel at high pressure, as shown in FIG. 1, and the high pressure fuel pump 10 supplied from the high pressure fuel pump 10. In addition to storing fuel, the fuel rail 14 for supplying the fuel to the injector 12 installed in each cylinder as much as the amount of fuel injected each time, and the amount and the timing of the fuel injected through the injector 12 are adjusted according to the control signal. It is configured to include a solenoid valve 16 or the like.

그리고, 상기 연료 레일(14)에는 연료의 역류를 방지하는 첵 밸브(도시안됨)와, 내부에 있는 연료의 압력을 소정의 수준으로 제어하는 압력 조절 밸브(도시안됨) 및, 내부에 있는 연료의 압력을 검출하는 압력 센서(18)가 각각 부가적으로 구비되어 있다.In addition, the fuel rail 14 includes a check valve (not shown) for preventing the backflow of fuel, a pressure regulating valve (not shown) for controlling the pressure of the fuel therein to a predetermined level, and Each of the pressure sensors 18 for detecting pressure is additionally provided.

또한, 상기 인젝터(12)와 연료 레일(14) 사이에는 연료의 공급을 위한 연결 관로(20)가 설치되어 있다.In addition, a connection pipe 20 for supplying fuel is provided between the injector 12 and the fuel rail 14.

그런데, 상기와 같이 구성되는 종래의 커먼 레일 분사 장치는 고압의 연료를 상기 인젝터(12)로 공급하기 위해, 엔진의 헤드면 상부에 연료 레일(14)과 연결 관로(20) 등의 부품을 필수적으로 배치해야 하므로, 엔진 상부의 공간을 많이 점유하게 되는 단점이 있는 바, 이는 엔진 상부의 협소한 공간을 활용함에 있어 효율성이 저하되는 결과를 초래하게 된다.However, the conventional common rail injector configured as described above is required to supply components such as a fuel rail 14 and a connecting conduit 20 on the top of an engine head in order to supply high pressure fuel to the injector 12. Since it has to be disposed, there is a disadvantage that occupies a lot of space in the upper part of the engine, which results in a decrease in efficiency in utilizing a narrow space in the upper part of the engine.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 고압 연료 펌프로부터 공급된 고압의 연료를 각각의 인젝터로 공급 내지 분배하는 연료 레일을 캠 샤프트내에 형성되는 유동 통로로 대체시키도록 함으로써, 커먼 레일 분사 장치에 있어 구성 부품의 수량 축소와 그에 따른 원가의 절감 및 엔진 상부의 협소한 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 자동차의 커먼 레일 분사 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, by replacing the fuel rail for supplying or distributing the high-pressure fuel supplied from the high-pressure fuel pump to each injector by the flow passage formed in the cam shaft, common It is an object of the present invention to provide a common rail injector for a vehicle which can efficiently reduce the number of components and thus reduce the cost of the rail injector and use a small space on the upper part of the engine.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료를 저장하고 있는 탱크로부터 공급된 연료를 고압으로 가압하는 고압 연료 펌프와, 이 고압 연료 펌프로부터 공급된 연료를 저장함과 더불어 각 실린더별로 설치된 인젝터로 연료를 매회 분사되는 양만큼 공급하도록 캠 샤프트의 내주면에 형성된 유동 통로 및, 이 유동 통로와 연결 관로를 매개로 연결되어 상기 인젝터를 통해 분사되는 연료의 양과 분사 시기를 제어 신호에 따라 조절하는 솔레노이드 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a high-pressure fuel pump for pressurizing the fuel supplied from the tank for storing the fuel to a high pressure, and the fuel supplied from the high-pressure fuel pump and injectors installed for each cylinder A solenoid valve connected to the flow passage formed on the inner circumferential surface of the camshaft to supply the amount of fuel to be injected each time, and the flow passage and the connection pipe to adjust the amount of fuel injected through the injector and the injection timing according to a control signal. Characterized in that configured to include.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 커먼 레일 분사 장치의 구성을 도시한 개략도이고, 도 3은 도 2의 요부를 도시한 단면도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 커먼 레일 분사 장치의 구성을 도시한 도 1에서와 동일한 참조 부위에는 동일한 참조 부호를 병기하기로 한다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a common rail injection device according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing the main portion of Figure 2, showing the configuration of a conventional common rail injection device for a detailed description of the present invention The same reference numerals will be given to the same reference sites as in FIG. 1.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 엔진의 흡/배기 밸브의 개폐를 조절하도록 다수개의 캠을 외주면에 장착하고 있는 캠 샤프트(22)에 내부를 관통하는 유동 통로(22a)가 형성되고, 상기 캠 샤프트(22)의 전장에 걸쳐 베어링 캡(24)이 설치되는 저어널 부(22b)에 상기 유동 통로(22a)와 연통하는 연료 배출 구멍(22c)이 형성되며, 상기 저어널 부(22b)와 베어링 캡(24)의 사이에는 소정 용적의 수용 공간(S)이 형성되어 있다.As shown in the drawing, a flow passage 22a penetrating therein is formed in a cam shaft 22 having a plurality of cams mounted on an outer circumferential surface to control opening and closing of an intake / exhaust valve of an engine. A fuel discharge hole 22c communicating with the flow passage 22a is formed in the journal portion 22b in which the bearing cap 24 is installed over the entire length of the cam shaft 22, and the journal portion 22b is formed. The storage space S of a predetermined volume is formed between and the bearing cap 24.

그리고, 상기 베어링 캡(24)에는 상기 수용 공간(S)과 연통되는 연통 통로(24a)가 형성되고, 이 연통 통로(24a)에는 피팅재(F)를 매개로 연결 관로(20)가 조립되며, 이 연결 관로(20)에는 제어 신호에 따라 개폐 시간이 조절되는 솔레노이드 밸브(16)와 각 연소실로 배치되는 인젝터(12)가 설치된다.In addition, a communication passage 24a is formed in the bearing cap 24 to communicate with the accommodation space S, and the connection passage 20 is assembled to the communication passage 24a through a fitting material F. The connection pipe 20 is provided with a solenoid valve 16 whose opening and closing time is adjusted according to a control signal and an injector 12 arranged in each combustion chamber.

또한, 상기 캠 샤프트(22)의 일측에는 연료를 저장하고 있는 탱크로부터 공급된 연료를 고압으로 가압하는 고압 연료 펌프(10)가 설치되고, 상기 캠 샤프트(22)의 저어널 부(22b)와 상기 베어링 캡(24) 사이에 형성된 수용 공간(S)에는 저어널 부(22b)와 베어링 캡(24) 사이의 기밀 유지를 위한 씰링 부재(26)가 설치되어 있다.In addition, one side of the cam shaft 22 is provided with a high-pressure fuel pump 10 for pressurizing the fuel supplied from the tank storing the fuel to a high pressure, and the journal portion 22b of the cam shaft 22 and In the accommodation space S formed between the bearing caps 24, a sealing member 26 for maintaining the airtightness between the journal portion 22b and the bearing caps 24 is provided.

한편, 커먼 레일 분사 장치에 있어 고압 연료 펌프(10)로부터 공급되는 연료의 역류를 방지하는 첵 밸브와, 공급되는 연료의 압력을 소정의 수준으로 제어하는 압력 조절 밸브 및, 공급되는 연료의 압력을 검출하는 압력 센서는 각각 도시되지는 않았지만, 상기 캠 샤프트(22)에 설치됨은 물론이다.On the other hand, in the common rail injection device, a check valve for preventing backflow of fuel supplied from the high pressure fuel pump 10, a pressure regulating valve for controlling the pressure of the supplied fuel to a predetermined level, and the pressure of the supplied fuel Although the pressure sensors to detect are not shown, respectively, it is of course installed on the cam shaft 22.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 커먼 레일 분사 장치에서는 상기 고압 연료 펌프(10)를 통해 고압으로 압축된 연료가 상기 캠 샤프트(22)의 내주면에 형성된 유동 통로(22a)로 공급되고, 이 유동 통로(22a)로 공급된 연료는 다시 상기 저어널 부(22b)에 형성된 연료 배출 구멍(22c)을 통해 상기 베어링 캡(24)에 의해 형성되는 수용 공간(S)내로 공급된다.Therefore, in the common rail injection device of the present invention configured as described above, fuel compressed at high pressure through the high pressure fuel pump 10 is supplied to the flow passage 22a formed on the inner circumferential surface of the cam shaft 22, and the flow The fuel supplied to the passage 22a is again supplied into the accommodation space S formed by the bearing cap 24 through the fuel discharge hole 22c formed in the journal portion 22b.

이후, 상기 수용 공간(S)내에 공급된 연료는 상기 베어링 캡(24)에 형성된 연통 통로(24a)를 통해 연결 관로(20)로 공급된 다음, 제어 신호에 따라 개폐 시간을 제어받는 상기 솔레노이드 밸브(16)의 작동에 따라 상기 인젝터(12)를 통해 연소실내로 분사되어진다.Thereafter, the fuel supplied in the accommodation space S is supplied to the connection pipe 20 through the communication passage 24a formed in the bearing cap 24, and then the solenoid valve receives the opening and closing time according to a control signal. In accordance with the operation of (16) is injected into the combustion chamber through the injector (12).

즉, 본 발명에서는 상기 고압 연료 펌프(10)로부터 공급된 고압의 연료를 각 인젝터(12)로 공급 및 분배하기 위한 종래의 연료 레일(14;도 1에 도시됨)이 상기 캠 샤프트(22)내에 형성된 유동 통로(22a)로 대체된 구성인 것이다.That is, in the present invention, the camshaft 22 includes a conventional fuel rail 14 (shown in FIG. 1) for supplying and distributing the high pressure fuel supplied from the high pressure fuel pump 10 to each injector 12. It is a configuration replaced by the flow passage 22a formed therein.

이 결과, 커먼 레일 분사 장치의 구성에 있어 연료 레일의 구성이 배제됨으로써, 엔진의 헤드면 상부에 배치되어 점유되는 공간이 종래에 비해 축소되어 공간의 효율적인 활용측면에서 유리할 뿐만 아니라, 커먼 레일 분사 장치의 구성에 있어서도 구성 부품의 축소에 따른 제조 원가의 측면에서 유리함이 있게 된다.As a result, the configuration of the fuel rail is eliminated in the configuration of the common rail injector, so that the space occupied and occupied above the head of the engine is reduced compared to the prior art, which is advantageous in terms of efficient utilization of the space, as well as the common rail injector. Also in the configuration, there is an advantage in terms of manufacturing cost due to the reduction of the component.

그리고, 상기 캠 샤프트(22)와 베어링 캡(24) 사이의 윤활은 상기 수용 공간(S)내에 공급된 고압의 연료중 일부가 상기 씰링 부재(26)를 타고 극소량이 누설되어, 상기 캠 샤프트(22)와 베어링 캡(24) 사이의 접촉 부위로 도포됨으로써 구현된다.In addition, the lubrication between the cam shaft 22 and the bearing cap 24 causes a small amount of high-pressure fuel supplied into the accommodation space S to leak through the sealing member 26 to leak the cam shaft ( By application to the contact between the bearing 22 and the bearing cap 24.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 커먼 레일 분사 장치에 의하면, 고압의 연료를 인젝터에 공급 및 분배하여 연소실내의 직접 분사를 도모하는 연료 레일이 캠 샤프트내에 형성되는 유동 통로로 대체됨에 따라, 커먼 레일 분사 장치의 구성에 있어 부품의 수량을 축소시킬 수 있음과 더불어, 엔진의 헤드 상부에 협소한 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the common rail injector of an automobile according to the present invention, as the fuel rail for supplying and distributing high-pressure fuel to the injector to direct injection in the combustion chamber is replaced by a flow passage formed in the cam shaft, In the construction of the common rail injection device, the number of parts can be reduced, and the effective space can be effectively utilized in the upper part of the engine head.

도 1은 종래 자동차의 커먼 레일 분사 장치의 구성을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing the configuration of a common rail injection device of a conventional vehicle.

도 2는 본 발명에 따른 커먼 레일 분사 장치의 구성을 도시한 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a common rail injection device according to the present invention.

도 3은 도 2의 요부를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing the main part of FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10-고압 연료 펌프 12-인젝터10-high pressure fuel pump 12-injector

14-연료 레일 16-솔레노이드 밸브14-Fuel Rail 16-Solenoid Valve

18-압력 센서 20-연결 관로18-pressure sensor 20-connection line

22-캠 샤프트 24-베어링 캡22-camshaft 24-bearing cap

26-씰링 부재26-sealing member

Claims

A high pressure fuel pump 10 for pressurizing the fuel supplied from the tank storing the fuel to a high pressure, the fuel supplied from the high pressure fuel pump 10, and the fuel injector 12 provided for each cylinder every time The flow passage 22a formed on the inner circumferential surface of the cam shaft 22 to supply the amount injected, and the fuel injected through the injector 12 through the flow passage 22a and the connecting conduit 20 as a medium. A solenoid valve 16 for adjusting the quantity and the injection timing in accordance with the control signal;

A fuel discharge hole 22c is formed in the cam shaft 22 to communicate between the flow passage 22a and the connecting conduit 20, and the fuel discharge hole 22c is formed in the cam shaft 22. Located in the receiving space (S) formed between the bearing cap 24 is installed, the fuel discharge hole (22c) is connected to the connecting pipe line 20 through the communication passage (24a) formed in the bearing cap 24 A common rail injector in an automobile.

delete

The method of claim 1,

The common rail injection device of a vehicle, characterized in that the sealing member (26) is installed in the receiving space (S) for the airtightness between the cam shaft (22) and the bearing cap (24).