KR100757225B1 - 내연기관용 연료 분사 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 내연기관용 연료분사 시스템은 하나의 분배기 튜브와, 내연기관의 각각의 작동 상태에서 분배기 튜브에 필요한 연료압과 연료 유량을 발생시키기 위해 사용되고, 엔진속도에 따라 구동되는 하나의 고압 펌프, 및 전자기적으로 작동되는 조절 밸브에 기초한 고압 펌프에 대응 배치된 하나의 연료 조량 유닛을 포함한다. 상기 연료 조량 유닛(10, 11)이 고압 펌프내에 배치되며 조절 밸브(11)의 배출구(36)가 고압 펌프의 저압 영역으로 통한다. 조절 밸브의 유입구(32, 33)는 예비 공급 펌프의 압력측과 연결되고, 상기 조절 밸브(11)는 압축 스프링의 하중을 받는 하나의 밸브 피스톤(23)을 포함하고, 상기 밸브 피스톤(23)은 전자석(10)의 전기자 볼트(14)에 의해 압축 스프링(25)의 스프링력에 대항해서 작동할 수 있다. 상기 밸브 피스톤(23)내에, 고압 펌프의 저압 영역과 통하는 적어도 하나, 바람직하게는 다수의 방사방향 제어 개구(35)가 배치되는 것이 특징이다.

내연기관, 연료분사 시스템, 고압 펌프, 연료 조량 유닛, 조절 밸브, 압축 스프링, 전기자 볼트, 전자석, 밸브 피스톤

Description

내연기관용 연료 분사 시스템{Fuel-injection system for internal combustion engines}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 내연기관용 연료분사 시스템에 관한 것이다.

독립 청구항의 대상은 CR-시스템의 고압 펌프에 내연기관의 각각의 구동 상태에서 바람직한 연료량을 정확히 조량할 수 있는 연료 조량 유닛을 특징으로 한다. 고압 펌프에 대해 필요한 연료량을 상기와 같이 저압측에서 정확하게 조량함으로써 처음부터 압축된 과류가 방지되며, 이는 개선된 효율과 그로 인한 연료의 절감을 초래한다.

독립 청구항의 대상에서 실질적인 구성 부재는 밸브 하우징 내의 방사방향 제어 개구와 슬리브형 밸브 피스톤의 내부 공간으로 향하는 축방향 개구이다. 상기 구조적 조건하에서 상기 제시된 장점들은 두 가지 대안적 유동 원리를 통해 구현될 수 있다. 즉, 하나의 대안에서는 축방향 개구가 밸브 피스톤의 내부 공간을 연료분사 시스템의 예비 공급 펌프와 연결시키고, 밸브 하우징의 방사방향 제어 개구가 고압 펌프의 저압 영역과 유압식으로 작용 연결된다. 다른 대안에서는 상기 유동 원리가 역으로 적용됨으로써, 축방향 개구가 고압 펌프의 저압 영역과 유압식으로 연결되는 한편, 제어 개구는 예비 공급 펌프의 압력측과 결합되고 이로써 조량 유닛 내로의 유입부를 형성한다.

본 발명의 목적은 후자의 "역" 유동 원리를 더욱 최적화시키는 것이다.

본 발명에 따라 상기 목적은 전제부에 따른 연료분사 시스템에서 청구범위 제 1항의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에서 제시된다.

본 발명의 주요 장점은, 특히 밸브 하우징에 적절한 링 채널이 형성되는 경우(청구범위 제 2항 참조), 밸브 피스톤이 밸브 하우징에서 360도 이상으로 유압식으로 센터링 되는 데 있다. 이러한 방식으로, 밸브 피스톤이 밸브 하우징 내에서 적은 히스테리시스의 및 그에 따른 최상의 슬라이딩이 가능해진다.

밸브 피스톤의 둘레에 동일한 각도 간격으로, 바람직하게 마주 놓여 짝을 이루게 제어 개구를 배치함으로써(청구범위 제 4항 참조) 최적의 유압식 유동력 보상이 달성된다.

제어 개구를 비용이 많이 드는 밸브 하우징에 형성하는 것보다 밸브 피스톤에 형성하는 것이 (레이저 절단과 후속하는 디버링(deburring) 가공을 통해) 더 간단하며 비용이 더 저렴하기 때문에, 본 발명은 제조 기술적 관점에서도 바람직하다. 제어 개구의 적용 변형도 비용이 많이 드는 밸브 하우징이 아니라 밸브 피스톤에서 이루어진다.

본 발명의 더 자세한 설명을 위해 도면에 도시되고 하기에서 상세히 설명되는 실시예가 이용된다.

도 1은 연료 조량 유닛의 실시예의 수직 종단면도.

도 2는 도 1의 "A" 부분의 확대도.

도 3은 자기 행정(I)에 대한 연료 유량(Q)의 그래프.

도 1에 및 부분적으로는 도 2에는 통합된 조절 밸브(11)를 포함하는 전자석(10)이 도시된다. 전자석(10)은 하나의 자기 코일(12), 전기자 볼트(14)를 포함하는 전기자(13), 및 자기 포트(15)를 포함한다. 상기 자기 포트(15)는 부분적으로 자기 코일(12)과 전기자(13)를 감싼다.

자기 포트(15)와 일체형으로 연결된 플러그 하우징(100)내에 플러그형 전류 접속부(101)가 제공된다. 통합된 조절 밸브(11)를 포함하는 전자석(10)을 구비한 유닛은 연료 고압 펌프(도시되지 않음)내에 통합된다. 압출 코팅부(17)에 의해 코일(12)로부터 하우징(15)으로의 최적의 열전달이 보장된다. 두 개의 밀봉 위치(18, 19)는 자기 코일(12)과 함께, 자기 코일 권선과 코일(12)의 접촉점이 부식성 매질에 의한 침식으로부터 최적으로 보호되는 것을 보장한다.

조절 밸브(11)는 플랜지형 확장부(21)로 이어지는 밸브 하우징(20)을 포함한다. 상기 확장부(21)는 동시에 전자석 하우징(자기 포트)(15)의 단부면측 단부를 형성한다. 밸브 하우징(20)에는, 전자석(10)의 전기자 볼트(14)에 대해 동축으로 배치된 축방향 홀(22)이 형성되어 있다. 축방향 홀(22)은 이동 가능한 슬리브형 밸브 피스톤(23)을 수용하며, 상기 밸브 피스톤(23)의 내부 공간(24)에는 압축 스프링(25)이 배치된다. 압축 스프링(25)은 내측면에서 밸브 피스톤(23)에 지지되며, 그 다른 단부는 밸브 하우징(20)의 축방향 홀(22)에 위치하는 안전 부재(26)에 지지된다. 밸브 피스톤(23)은 그 외측면에서 전기자 볼트(14)의 선단부에 접촉한다.

조절 밸브(11)는 연료 유입 채널을 가진, 고압 펌프(도시되지 않음)의 재료에 대해 두 개의 밀봉링(27, 28)에 의해 밀봉된다.

두 개의 화살표(29, 30)는 조절 밸브(11)로의 연료 유입을 도시하며, 화살표(31)는 조절 밸브(11)로부터의 연료 배출을 표시한다. 따라서 화살표들(29, 30, 31)은 동시에, 도시된 연료 조량 장치에서 선택된 소위 "역" 유동 원리를 나타낸다. 이를 위해 밸브 하우징(20)은 방사방향으로 배치된, 바람직하게는 마주 놓여 짝을 이루는 다수의 유입구(32, 33)를 포함한다. 상기 유입구들(32, 33)은 연료 분사 시스템의 예비 공급 펌프(도시되지 않음)와 유압식으로 작용 연결한다. 유입구들(32, 33)은 링 채널(34) 내로 통한다. 밸브 피스톤(23)에는 링 채널(34) 및 유입구(32, 33)와 상호 작용하는 방사방향 제어 개구(35)가 배치된다. 즉, 상기 링 채널(34)과 유입구(32, 33), 그리고 제어 개구(35)는 밸브 피스톤(23)의 위치에 따라 (이를 위해 도 1과 도 2에 각각 반씩 도시되어 있는 두 가지 가능한 피스톤 위치 참조) 밸브 내부 공간(22, 24)으로의 유입부를 개방하거나 폐쇄한다.

밸브 내부 공간(22, 24)에 공급된 연료는 고압 펌프-유입부(고압 펌프의 저압 영역)와 유압식으로 연결된 오프셋 된 홀(36)을 통해 축방향(화살표 31)으로 배출된다. 홀(36)은 밸브 하우징(20)의 하단부를 형성하는, 상기 안전 부재(26) 내로 가공된다.

도 2에는 제어 개구(35)의 특수한 형상이 도시되며, 이로부터 - 밸브 피스톤(23)의 행정 운동과 협동해서 - 도 3의 그래프에 도시된 유량 특성 곡선이 주어진다. 제어 개구(35)는 바람직하게 슬롯형 (상부)영역과 직사각형 (하부)영역을 포함한다. 밸브 피스톤(23)의 상단 위치(개방 위치)에서- 도 2의 우측 절반 참조(또는 도 1에서)- 제어 개구(35)의 확대된 직사각형 영역이 작용한다. 이것은 밸브(11)를 통과하는 최대 연료 유량을 의미한다. 이러한 상태는 도 2와 도 3에서 각각 하나의 화살표(37)로 도시된다.

밸브 피스톤(23)의 하향 운동 동안 유량은 일정하게 감소된다(도 3의 곡선 부분 38 참조). 밸브 피스톤(23)의 하단 위치(폐쇄위치)에서 결국(도 2와 도 1의 좌측 절반 참조) 유량은 0까지 감소한다(도 2와 도 3의 화살표 39 참조).

그러나 도 2에 도시되고 상술된 제어 개구(35)의 형상에 대한 대안으로서, 제어 개구(35)의 다른 형상이 가능하다. 제어 개구를 사다리꼴이나 지수함수의 특성곡선에 따라 형성하고, 이로써 다른, 예를 들면 선형의 유량 특성곡선을 실현하는 것을 생각해 볼 수 있다. 도 3에 나타난 유량 곡선은 계단형을 이룬다.

Claims (7)

1. 분배기 튜브와, 내연기관의 각각의 작동 상태에서 상기 분배기 튜브에서 필요로 하는 연료압과 연료 유량을 발생시키기 위해 사용되고, 엔진 rpm에 따라 구동되는 고압 펌프, 및 전자기적으로 작동되는 조절 밸브(11)에 기초한, 상기 고압 펌프에 대응 배치된 연료 조량 유닛(10, 11)을 포함하고, 상기 연료 조량 유닛(10, 11)은 상기 고압 펌프내에 배치되며, 상기 조절 밸브(11)의 배출구(36)가 상기 고압 펌프의 저압 영역 내로 통하며, 상기 조절 밸브(11)의 유입구(32, 33)는 예비 공급 펌프의 압력측과 연결되고, 상기 조절 밸브(11)는 압축 스프링(25)의 하중을 받는 밸브 피스톤(23)을 포함하며, 상기 밸브 피스톤(23)은 전자석(10)의 전기자 볼트(14)에 의해 압축 스프링(25)의 스프링력에 대항해서 작동될 수 있으며, 상기 고압 펌프의 저압 영역과 통하는 하나 또는 다수의 방사방향 제어 개구(35)가 상기 밸브 피스톤(23)내에 배치되며, 상기 조절 밸브(11)는 링 채널(34)을 가진 밸브 하우징(20)과, 서로 마주 놓여 짝을 이루고 방사방향으로 배치된 다수의 유입구(32, 33)를 포함하고, 상기 연료 유입구는 상기 링 채널(34)을 통해 상기 밸브 피스톤(23)의 제어 개구(35)와 통함으로써 상기 밸브 피스톤(23) 내로의 연료 유입(화살표 29, 30)에 사용되는 내연기관용 연료분사 시스템에 있어서,

   상기 밸브 피스톤(23)은 그 개방 위치의 방향으로 상기 압축 스프링(25)에 의해 하중을 받고 상기 전자석(10)에 의해 그 폐쇄 방향으로 이동가능하며,

   상기 제어 개구(35)는 축방향으로 상기 전자석(10)을 향해 상부의 슬롯형 영역 및 상기 압축 스프링(25)을 향해 하부의 확대된 직사각형 영역을 포함하거나 또는 사다리꼴 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료분사 시스템.
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3. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 피스톤(23)의 내부 공간(24)은 동시에 연료를 상기 조절 밸브(11)로부터 상기 고압 펌프의 저압 영역의 방향(화살표 31)으로 축방향으로 도출하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료분사 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제어 개구(35)들은 상기 밸브 피스톤(23)의 둘레에 동일한 각도 간격으로 서로 마주 놓여 짝을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료분사 시스템.
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