KR100691206B1 - 고압 연료 어큐뮬레이터를 구비한 연료 분사 시스템용 연결관과 하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접된 연결관(1)를 구비한, 내연 기관의 연료 분사 시스템용 연결관(1)과 하우징(2), 특히 고압 연료 어큐뮬레이터에 관한 것으로, 여기서는 용접 시임(3)에 의해서 공간적으로 분리된 밀봉면이 상기 하우징(2)과 상기 연결관(1) 사이에 제공된다.

내연기관, 연료분사시스템, 어큐뮬레이터, 연결관, 용접

Description

고압 연료 어큐뮬레이터를 구비한 연료 분사 시스템용 연결관과 하우징{Connection and housing for a fuel injection system with a high-pressure fuel accumulator}

본 발명은 내연기관의 연료분사시스템에 사용하기 위한 연결관과 하우징, 특히 청구범위 제 6 항의 전제부에 따른, 용접된 연결관을 구비한 고압 연료 어큐뮬레이터에 관한 것이다.

고압 연료 펌프, 고압 연료 어큐뮬레이터(accumulator) 및 분사 노즐과 같은 연료 분사 시스템의 다양한 구성 부품은 일반적으로 유압식 관을 통해서 서로 연결되어 있다. 상기 연결부는 유압식 관 위로 미끄럼 이동하는 인장 너트에 의해 종종 밀봉되며, 상기 인장 너트는 상응하는 구성 부품의 하우징과 방수(fluid-tight) 방식으로 연결된 연결관과 나사로 조여진다. 특히 고압 연료 어큐뮬레이터는 다수의 상기 종류의 연결관을 포함하며 상기 연결관은 예를 들어 연료를 어큐뮬레이터 내부와 외부로 공급하고 배출시킨다.

하우징에 용접되는 연결관은 공지되어 있다. 공지된 용접 구성은, 용접 시임(seam)이 두 가지 기능을 가지는 것이 단점이다. 첫째로, 상기 용접 시임은 하우징과 연결관 사이를 연결해야 하며 모든 힘을 전달해야 한다. 특히 요즘의 연료 분사 시스템의 경우, 용접 시임에서의 높게 팽창된 인장 응력은 (실린더 내의) 높게 팽창된 압력에 기인한다. 둘째로, 상기 용접 시임은 밀봉 기능을 해야 하며, 이는 용접 시임에 부가적인 요구 조건을 가져온다.

공지된 용접 구성의 또 다른 단점은, 용접 과정 시에 관 또는 연료 어큐뮬레이터의 고압 영역에 용접물이 튀어서 쌓이는 경우가 생길 수 있는 것이며 이는 연료 분사 시스템의 작동을 방해하는 결과를 가져올 수 있다.

본 발명의 목적은 하우징의 고압 영역과 연결관의 고압 영역을 주변환경에 대해서 확실히 밀봉하며, 상기 고압 영역은, 상기 양 구성 부재를 연결할 때 발생할 수 있는 입자에 대해서 확실하게 보호되는, 연결관 및 하우징, 상기 하우징과 연결된 연결관을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 종축 방향으로 연장된 관통구멍과, 상기 관통구멍에 대해 동심으로 배치되고 관통구멍과 원통형 밀봉면을 포함하는 인장 부재가 제공되는 제 1 단부를 포함하는, 내연 기관의 연료 분사 시스템용 연결관에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 연결관의 경우 인장 부재의 원통형 밀봉면과 함께 상응하게 형성된 하우징이 관통구멍에 있는 연료를 주변환경으로부터 밀봉시킨다. 상기 연결관의 "지지" 와 "밀봉" 기능의 공간적 분리를 통해서 밀봉면 및, 연결관과 하우징의 연결부도 최적으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 밀봉면은 연결관과 하우징을 연결할 경우에 발생할 수 있는 용접물이 튀는 현상 또는, 칩이 연결관 또는 하우징의 고압 영역에 도달할 수 있는 것을 방지한다.

실시예는 상기 연결관과 인장 부재가 일체로 구현됨으로써 구성 부재의 수가 최소화 되도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 연결관과 인장 부재는 독립된 구성 부재이고, 따라서 양 구성 부재는 형성, 재료 및 제조 방법과 관련해서 최적화될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 밀봉면은 외부 원통 형태이기 때문에 연료의 작동 압력은 밀봉면을 외부로 확장시킴으로써 연결관과 하우징의 밀봉면 사이의 단위면적당 압력이 상승한다.

다른 변형예에서는 밀봉 링을 수용하기 위한 하나 이상의 홈이 상기 인장 부재에 제공된다.

상기 언급된 목적은, 하우징과 방수 방식으로 연결된, 관통구멍을 포함하는 연결관을 구비하고, 상기 하우징 내부와 관통구멍은 하우징에 있는 구멍을 통해서 유압식으로 서로 연결되어 있으며, 하우징과 연결관을 연결하기 위한 수단 및 하우징과 연결관의 연결부를 밀봉하기 위한 수단은 공간적으로 분리되어 배치된 내연 기관 연료 분사 시스템용의, 하우징, 특히 고압 연료 어큐뮬레이터를 통해서 달성될 수 있다.

"지지"와 "밀봉" 기능의 공간적 분리를 통해서 상기 기능들은 구조적 및 제조 기술적으로 각각 최적으로 형성될 수 있다. 또한, 용접 시임이 주변환경에 대한 밀봉 역할도 하는 선행 기술과 달리, 연료가 용접 시임 까지 도달하면, 작동 압력이 발생시키는 노치 효과가 사라진다. 부가적으로, 연결관과 하우징을 연결할 경우에 밀봉면의 손상은 "지지" 와 "밀봉" 기능의 공간적 분리를 통해서 거의 방지된다.

본 발명의 실시예는, 원통형 인장 부재가 관통구멍에 대해 동심으로 상기 연결관의 제 1 단부에 배치되고, 상기 인장 부재는 관통구멍을 포함하며, 상기 구멍의 연결관측 단부에 인장 부재와 압입 끼워 맞춤을 형성하는 오목부가 제공된다.

상기 압입 끼워 맞춤은 연결관의 관통구멍과 하우징의 구멍을 주변환경에 대해서 밀봉시키고 이로써 밀봉면을 형성한다. 상기 인장 부재와 하우징의 오목부 사이의 단위면적당 압력으로 인해 양호한 밀봉이 이루어진다.

다른 변형예에서, 연결관의 제 1 단부에 관통구멍에 대해 동심으로 함몰부가 배치되고, 하우징의 구멍은 연결관쪽의 단부에 오목부를 포함하며, 연결관과 하우징 사이에 원통형 인장 부재가 제공되고 상기 인장 부재는 연결관의 함몰부와 하우징의 오목부와 함께 압입 끼워 맞춤을 형성함으로써 연결관, 인장 부재 및 하우징은 각각의 요구 조건에 최적으로 알맞는 재료들로 제조될 수 있고 이로써 작동 안정성이 개선된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 인장 부재는 외부 원통형이기 때문에 연료의 작동 압력은 인장 부재의 밀봉면을 외부로 확장시킨다. 따라서 연결관의 밀봉면과 하우징 오목부의 밀봉면 사이의 단위면적당 압력이 상승하고, 이것은 연결부의 내밀성(tightness)을 부가적으로 증가시킨다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 인장 부재에는 밀봉 링을 수용하기 위한 하나 이상의 홈이 제공됨으로써 상기 밀봉 링에 의한 밀봉력이 더욱 증가된다.

본 발명에 보충해서, 상기 하우징의 오목부와 연결관의 함몰부에는 하나 이상의 밀봉 링을 수용하기 위한 홈이 제공됨으로써 상기 인장 부재는 특히 작게 설계될 수 있는데, 그 이유는 밀봉 링이 "밀봉" 기능을 부분적으로 수행하며 인장 부재는 밀봉 링을 수용하기 위한 홈을 통해서 약화되지 않기 때문이다.

본 발명에 따른 실시예에서 연결관과 하우징은 용접에 의해 연결된다. 상기 하우징은 단점이 없이, 예를 들어 간단하고 저렴한 제조와 같은, 공지된 용접 구성의 장점을 갖는다. 부가적으로, 상기 인장 부재의 예비 응력으로 인해서, 용접 후에 연결관과 하우징의 밀봉면들 사이에서 예비 응력은 계속 유지된다. 상기 밀봉면들과 용접 시임의 공간적 분리는 용접물이 튀어서 하우징 또는 연결관의 고압 영역으로 들어가는 것을 방지한다. 끝으로, 작동 압력 상태에 있는 연료를 통해서 생길 수 있는, 용접 시임에 대한 노치 효과는 사라진다.

이것은 특히 연료의 작동 압력의 영향을 받는, 인장 부재의 밀봉면의 유효 단면적이 용접 시임에 의해서 둘러싸이는 면적보다 작을 때 적합하다.

본 발명의 다른 장점과 바람직한 실시예는 하기의 상세한 설명, 도면 및 청구범위에서 얻어진다. 본 발명의 대상의 실시예는 도면에 도시되고 하기에서 더 자세히 설명된다.

도 1 은 본 발명에 따른 연결관과 고압 연료 어큐뮬레이터의 제 1 실시예.

도 2 는 본 발명에 따른 연결관과 고압 연료 어큐뮬레이터의 제 2 실시예.

도 3 은 밀봉 링을 구비한, 본 발명에 따른 연결관과 고압 연료 어큐뮬레이터의 제 3 실시예.

도 1 에는 본 발명에 따른 연결관(1)의 제 1 실시예가 도시된다. 상기 연결관(1)은 용접 시임(3)을 통해서 고압 연료 어큐뮬레이터(2)와 연결된다. 상기 고압 연료 어큐뮬레이터(2)는, 연결관(1)의 관통구멍(5)과 고압 연료 어큐뮬레이터(2)의 내부(6)와 연결된 구멍(4)을 포함한다.

상기 연결관(1)은 상기 고압 연료 어큐뮬레이터(2)측 단부에 칼라(collar: 7)를 포함한다. 상기 칼라(7)는 연결관이 고압 연료 어큐뮬레이터(2)의 상응하는 링형 표면(8)에 배치될 경우, 연결관(1)의 종축 방향으로 정지부로서 작용한다. 따라서 용접시 상기 연결관(1)의 위치는 고압 연료 어큐뮬레이터(2)에 대해 축방향으로 고정될 수 있다.

상기 고압 연료 어큐뮬레이터(2)의 원통형 오목부(9) 내로 연결관(1)의 인장 부재(10)가 들어간다. 상기 인장 부재(10)는 고압 연료 어큐뮬레이터(2)의 오목부(9)와 압입 끼워 맞춤을 형성함으로써 고압 연료 어큐뮬레이터(2)와 연결관(1)의 연결부를 주변환경에 대해서 밀봉한다. 따라서 연결관(1)과 고압 연료 어큐뮬레이터(2) 사이의 압입 끼워 맞춤을 통해서 밀봉면이 형성된다.

상기 구멍(4)과 관통구멍(5)에 있는, 도면에 도시되지 않은 연료의 작동 압력 증가에 따라 인장 부재(10)와 고압 연료 어큐뮬레이터(2)의 오목부(9) 사이의 압착력이 증가하고 이로써 연결부의 내밀성도 증가한다.

상기 고압 연료 어큐뮬레이터(2) 반대편 연결관(1)의 단부에서 일반적으로, 도면에 도시되지 않은 관은 마찬가지로 도면에 도시되지 않은 유니언 너트를 이용하여 고정된다.

도 2 에는 본 발명에 따른 연결관(1)의 제 2 실시예가 도시된다. 사용된 도면 부호들은 도 1 의 도면 부호와 일치한다.

상기 연결관(1)은 원통형 함몰부(13)를 가지며, 독립된 구성 부재로 구현된 인장 부재(10)가 상기 함몰부 안으로 들어간다. 상기 인장 부재(10)는 고압 연료 어큐뮬레이터(2)의 오목부(9)와 함몰부(13)와 함께 압입 끼워 맞춤을 형성한다. 상기 인장 부재(10)가 독립된 구성 부재로 구현됨으로써, 상기 인장 부재는 재료 및 제조 방법과 관련하여 연결관(1)과 고압 연료 어큐뮬레이터(2)와 무관하게 최적화될 수 있다. 상기 함몰부(13)와 오목부(9)의 직경은 도면에 도시된 바와 같이, 동일할 필요는 없다. 상기 실시예의 경우에서도 구멍(4)과 관통구멍(5)에서의 도시되지 않은 연료의 압력이 증가하며 고압 연료 어큐뮬레이터(2)와 연결관(1)의 연결부의 내밀성이 증가한다.

도 3 의 우측면에 도시된 실시예에는, 도 1 에 따른 실시예와 같은데, 다만 상기 인장 부재(10)가 홈(14)을 포함하고 상기 홈 안에는 밀봉 링(15)이 있는 점이 다르다.

도 3 의 좌측면에는 도 2 에 따른 독립된 인장 부재(10)를 구비한 실시예가 도시되는데, 상기 실시예에서 인장 부재(10)는 두 개의 홈(14)과 두 개의 밀봉 링(15)을 포함한다. 상기 홈(14)에 있는 밀봉 링(15) 중 하나는 고압 연료 어큐뮬레이터(2)에 있는 오목부(9)에 대해서 인장 부재(10)를 밀봉하고 또 다른 밀봉 링(15)은 연결관(1)의 함몰부(13)에 대해서 인장 부재(10)를 밀봉시킨다.

상기 밀봉 링을 사용함으로써 고압 연료 어큐뮬레이터(2)와 연결관(1)의 연결부의 내밀성은 더욱 증가될 수 있다. 상기 홈(14)은 함몰부(13)와 오목부(9) 내에도 형성될 수 있다.

상세한 설명, 하기의 청구범위 및 도면에 도시된 모든 특징들은 개별적 및 임의로 조합으로 본 발명의 대상이 된다.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 방수 방식으로 하우징과 연결되며, 관통구멍(5)을 포함하는 연결관(1)을 구비하며, 하우징 내부와 관통구멍(5)은 상기 하우징 내의 구멍(4)을 통해서 유압식으로 연결되어 있는, 내연 기관의 연료 분사 시스템을 위한 고압 연료 어큐뮬레이터(2) 하우징에 있어서,

   상기 하우징과 상기 연결관(1)을 연결하기 위한 수단(3)과, 상기 하우징과 상기 연결관(1)의 연결부를 밀봉하기 위한 수단(10, 9)이 공간적으로 분리되어 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 연결관(1)의 제 1 단부에 상기 관통구멍(5)에 대해 동심으로 원통형 인장 부재(10)가 배치되고, 상기 인장 부재는 관통구멍을 포함하며, 상기 구멍(4)은 상기 연결관(1)측 단부에, 상기 인장 부재(10)와 압입 끼워 맞춤을 형성하는 오목부(9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 연결관(1)의 단부에 상기 관통구멍(5)에 대해 동심으로 함몰부(13)가 배치되고, 상기 하우징의 구멍(4)은 상기 연결관(1)측 단부에 오목부(9)를 포함하며, 상기 연결관의 함몰부(13) 및 상기 하우징의 오목부(9)와 함께 압입 끼워 맞춤을 형성하는 상기 원통형 인장 부재(10)가 상기 연결관(1)과 상기 하우징 사이에 제공되고, 상기 인장 부재(10)는 관통구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장 부재(10)가 외부 원통형인 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.
10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장 부재(10)에는 밀봉 링(15)을 수용하기 위한 하나 이상의 홈(14)이 제공되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.
11. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 밀봉 링(15)을 수용하기 위한 홈(14)이 상기 하우징의 오목부(9)와 상기 연결관(1)의 함몰부(13)내에 제공되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.
12. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결관(1)은 용접을 통해서 상기 하우징과 연결되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터 하우징.

Images