KR101398582B1 - 커먼-레일 분사 시스템용 압력 파이프 피팅 - Google Patents

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Abstract

내연 기관의 커먼레일 분사 시스템의 분사기(1)로 고압 연료를 공급하고 분사기로부터 연료를 배출하기 위한 압력 파이프 피팅(2)은 하나 이상의 내측 파이프(12) 및 상기 내측 파이프(11)와 동축으로 배열되는 외측 파이프, 그리고 상기 내측 파이프(12)와 외측 파이프(11)를 동축으로 위치시키기 위해 상기 외측 파이프(11)와 내측 파이프(12) 사이에 형성된 환형 공간(15) 내에 배열되는 중간 피스(13)를 포함한다. 내측 파이프(12)는 내측 파이프의 단부 면에 바람직하게 원추형의 시트 표면을 가지며, 상기 내측 파이프(12) 상의 시트 표면으로부터 규정된 축방향 거리에 상기 중간 피스(13)를 위치시키기 위해 나사 연결부가 제공된다. 상기 내측 파이프(12)는 축방향으로 작용하여 상기 중간 피스(13)의 카운터-스톱과 협동하는 스톱(21)을 포함한다.

Description

커먼-레일 분사 시스템용 압력 파이프 피팅 {PRESSURE PIPE FITTING FOR A COMMON-RAIL INJECTION SYSTEM}
본 발명은 내연 기관의 커먼레일 분사 시스템의 분사기로 고압 연료를 공급하고 분사기로부터 연료를 배출하기 위한 압력 파이프 피팅에 관한 것으로서, 상기 압력 파이프 피팅은 하나 이상의 내측 파이프 및 상기 내측 파이프와 동축으로 배열되는 외측 파이프, 그리고 상기 내측 파이프와 외측 파이프를 동축으로 위치설정하기 위해 상기 외측 파이프와 내측 파이프 사이에 형성된 환형 공간 내에 배열되는 중간 피스(piece)를 포함하며, 상기 내측 파이프가 내측 파이프의 단부 면에 바람직하게 원추형의 시트 표면을 가지며, 상기 내측 파이프 상의 시트 표면으로부터 규정된 축방향 거리에 상기 중간 피스를 위치시키기 위해 나사 연결부가 제공된다.
본 발명은 또한, 연료를 내연 기관의 연소 챔버 내측으로 연료를 분사하기 위한 복수의 분사기, 및 상기 분사기로 고압 연료를 공급하고 분사기로부터 연료를 배출하기 위한 연료 라인을 포함하는 내연 기관의 커먼레일 분사 시스템에 관한 것으로서, 이러한 커먼레일 분사 시스템에서 상기 고압 라인들은 압력 파이프 피팅의 도움에 의해 상기 분사기에 각각 연결된다.
모듈식 커먼레일 시스템에서의 분사기들은 상기 시스템에서 이용가능한 저장 체적의 일부분이 분사기 자체에 제공된다는 점을 특징으로 한다. 따라서, 분사기의 구조적 치수가 증가하여, 부품들을 실린더 헤드 커버 내에 배열할 때 이를 고려할 수 있다. 이는 특히, 측면으로 연결된, 소위 압력 파이프 피팅의 도움에 의해 발생한 제어 및 누출량의 방출 라인과 고압 공급 라인의 연결을 실현하기 위한 특히 대형 분사기에 적합함이 판명되었다. 압력 파이프 피팅은 부품 내의 제어량의 방출 및 연료 공급 둘 다를 확보하기 위해서 여러 동축 라인 섹션들을 포함해야 한다.
이런 경우에 동축 부분들은 외측 파이프 및 내측 파이프에 의해 형성되며, 여기서 중간 피스는 내측 및 외측 파이프의 정밀한 동축 위치설정의 역할을 한다. 동시에, 중간 피스의 축방향 위치설정은 중요한데, 이는 내측 파이프의 단부 면 상에 형성되는 시트 표면으로부터의 중간 피스의 거리가 분사기 상에 시트 표면의 맞닿음, 및 그에 따른 밀착도를 결정하며, 따라서 조정된 위치 내에 정밀하게 조정되고 안전하게 유지되어야 하기 때문이다(또한, 이후에 계속되는 도 2의 설명 참조). 종래 기술로부터 공지된 연결부 디자인은 단점을 포함하는데, 그 단점은 전술한 거리에 대한 복잡한 조정 및 처리 중에 조정된 거리의 변경을 방지하기 위해 조정된 거리에 대한 필수적인 고정이다.
본 발명은 전술한 단점들을 회피할 수 있는, 압력 파이프 피팅에 대한 개선된 디자인을 제공하고자 하는 것이 목적이다.
이러한 목적은 서두에 정의한 종류의 압력 파이프 피팅에 있어서 본 발명에 따른 구성은 본질적으로, 내측 파이프가 축방향으로 작용하는 스톱을 포함하며, 상기 스톱이 중간 피스의 카운터-스톱과 협동하는 것을 특징으로 한다. 상기 스톱의 도움에 의해, 시트 표면으로부터 중간 피스의 거리는 정밀하고 안전하게 조정될 수 있는 동시에, 내측 파이프와 중간 피스의 나사 연결부에 있어서 나사 로크를 실행할 수 있다. 또한, 장착 공정은 그에 따라 비용과 시간 측면에서 아주 간소화될 것이다.
스톱은 바람직하게, 내측 파이프의 제 1 시트 표면에 인접한 내측 파이프(12)의 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 상기 시트 표면으로부터 더 큰 축방향 거리에 배치되고 상기 제 1 영역보다 더 큰 직경을 가지는 제 2 영역 사이에서 내측 파이프(12)의 외측 주변에 제공되는 단차(step)에 의해 형성된다.
스톱이 파이프 축선에 대해 상대적으로 경사진 모선(generatrix)을 갖는다면 나사 로크식 구성을 선호하는 결과를 초래할 것이다.
게다가, 중간 피스와 내측 파이프의 나사 연결부가 제 2 영역 내에 제공되는 추가의 개선이 유리할 것이다.
분사기의 각각의 연결부에 대한 내측 파이프의 시트 표면의 적용은 중간 피스가 외측 파이프의 내측 주변과 협동하고 바람직한 방식으로 주변 주위에 분포되고 굽혀질 수 있는 특히, 내측으로 굽혀질 수 있는 복수의 설부(tongues)에 의해 형성되는 스톱(stop)을 포함한다는 점에서 바람직하게 실현된다. 이와 관련하여, 외측 파이프가 압력 파이프 피팅을 분사기의 연결 지점에 고정하기 위한 연결 수단을 포함하며, 연결 수단이 바람직하게 나사에 의해 형성되면 유리할 것이다.
본 발명의 추가의 장점들은 이후의 도면의 설명들로부터 명백해질 것이다.
도 1은 모듈식 커먼레일 분사기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이며,
도 2는 종래 기술에 따른 분사기 내의 압력 파이프 피팅의 연결부를 도시하는 상세도이며,
도 3은 본 발명에 따른 연결부를 도시하는 도면이다.
이후에, 본 발명은 도면들에 개략적으로 도시된 예시적인 실시예들에 의해 더욱 상세히 설명될 것이다. 도면에서, 도 1은 모듈식 커먼레일 분사기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 2는 종래 기술에 따른 분사기 내의 압력 파이프 피팅의 연결부를 도시하는 상세도이며, 도 3은 본 발명에 따른 연결부를 도시하는 도면이다.
도 1은 측면에 연결된 압력 파이프 피팅(2)을 갖는 모듈식 커먼레일 분사기(1)를 도시한다. 분사기(1)는 분사 노즐(3), 드로틀 판(4), 자기 밸브(5) 및 유지체(6)를 포함하며, 이들 구성 요소들은 노즐 클램핑 너트(7)에 의해 함께 유지된다. 유지체(6) 내부에는 고압 저장조(8)가 형성되어 있으며, 고압 저장조로부터 고압 보어(9)를 통해 기능적 부품 및 노즐(3)로 연료가 공급된다. 노즐(3)의 유압 작동에 요구되는 제어량은 자기 밸브(5)를 통해 유지체(6)의 내측으로 복귀되며, 그 유지체로부터 저압 보어(10) 내로 외측으로 유동한다. 압력 파이프 피팅(2)은 여러 부분들로 이루어진다. 압력 파이프 피팅에는 외측 파이프(11), 내측 파이프(12), 및 중간 피스(13; piece)가 포함된다. 고압 흡입구(14)가 내측 파이프(12)에 형성된다. 거기에서 고압 하에 있는 연료가 분사기 내측으로 유동하며, 분사기에서 고압 흡입 보어(16)로부터 고압 보어(9)로 안내된다. 분사기에서 발생하는 저압 보어(10)로부터의 제어 및 누출 양은 내측 파이프(12)와 외측 파이프(11) 사이의 저압 환형 공간(15) 내의 원통형 헤드로부터 안내되며, 연료 탱크 내측으로 재공급된다. 내측 파이프(12)와 외측 파이프(11)의 동축 위치설정은 중간 피스(13)의 도움에 의해 실시된다.
도 2는 분사기(1) 내의 압력 파이프 피팅(2)의 연결부의 상세도이다. 이 경우에 압력 파이프 피팅(2)은 종래 기술에 따라 구성된다. 중간 피스(13)는 나사(18)에 의해 내측 파이프(12)에 체결되며, 중간 피스(13)는 제한 수단(a)에 도달할 때까지 내측 파이프(12)에 나사 연결된다. 이 후에, 내측 파이프(12) 및 중간 피스(13)로 구성되는 부품이 외측 파이프(11) 내측에 느슨하게 삽입된다. 그 후 외측 파이프(11)는 나사(20)에 의해 유지체(6) 내측에 나사 결합된다. 이는 외측 파이프(11)와, 중간 피스(13)에 부착되는 여러 설부(19; tongues) 사이의 확고한 결합을 초래한다. 설부(19)는 내측으로 굽혀짐으로써, 외측 파이프(11)와 동축으로 내측 파이프(12)를 위치시킨다. 동시에, 축방향 힘 성분이 중간 피스(13)에 가해져 중간 피스(13)에 나사결합된 내측 파이프(12)가 유지체(6)에 대해 가압됨으로써, 시트(17) 상에 고압 밀착 연결을 형성한다. 이러한 연결 디자인의 단점은 제한 수단(a), 및 처리 중에 제한 수단의 변경을 방지하기 위한 나사(18) 내의 필수적인 나사 로크에 대한 복잡한 조정에 있다.
도 3은 본 발명에 따른 연결부를 도시한다. 본 발명에 따른 구성에 있어서, 내측 파이프(12)는 추가 단차(21; step)를 포함하며, 상기 단차는 나사(18)에 중간 피스(13)를 나사결합시킬 때 스톱(stop)을 구성한다. 이러한 단차(21)는 제한 수단(a)를 조정하는 역할을 하는 동시에, 나사(18) 내에 나사 로크를 실행한다. 이에 따라, 이러한 장착 공정은 또한, 비용 및 시간의 양 측면에서 아주 간소화될 것이다.

Claims (12)

  1. 내연 기관의 커먼-레일(common rail) 분사 시스템의 분사기로 고압 연료를 공급하고 상기 분사기로부터 연료를 배출하기 위한 압력 파이프 피팅(2)에 있어서,
    하나 이상의 내측 파이프 및 상기 내측 파이프와 동축으로 배열되는 외측 파이프, 그리고 상기 내측 파이프와 외측 파이프를 동축으로 위치설정하기 위해 상기 외측 파이프와 내측 파이프 사이에 형성된 환형 공간 내에 배열되는 중간 피스(piece)를 포함하며,
    상기 내측 파이프는 내측 파이프의 단부 면 상에 원추형의 시트 표면을 가지며,
    상기 내측 파이프 상의 상기 시트 표면으로부터 규정된 축방향 거리에 상기 중간 피스를 위치시키기 위하여 나사 연결부가 제공되고,
    상기 내측 파이프(12)는, 축방향으로 작용하며 상기 중간 피스(13)의 카운터-스톱과 협동하는 스톱(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스톱(21)은, 상기 내측 파이프의 제 1 시트 표면에 인접한 상기 내측 파이프(12)의 제 1 영역과 상기 제 1 영역보다 상기 시트 표면으로부터 더 큰 축방향 거리에 배치되고 상기 제 1 영역보다 더 큰 직경을 가지는 제 2 영역 사이에서 상기 내측 파이프(12)의 외측 주변에 제공되는 단차에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단차는 상기 파이프 축선에 대해 상대적으로 기울어진 모선(generatrix)을 가지는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 중간 피스(13)와 내측 파이프(12)와의 나사 연결부가 상기 제 2 영역 내에 제공되는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 피스(13)는, 상기 외측 파이프(11)의 내측 주변과 함께 작용하는 스톱을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 파이프(11)는 상기 압력 파이프 피팅(2)을 상기 분사기의 연결 지점에 고정하기 위한 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 나사에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  8. 내연 기관의 커먼-레일 분사 시스템에 있어서,
    연료를 내연 기관의 연소 챔버 내로 분사하기 위한 복수의 분사기들, 및 상기 분사기들로 고압 연료를 공급하고 상기 분사기들로부터 연료를 배출하기 위한 연료 라인들을 포함하며,
    상기 분사기들로 고압 연료를 공급하기 위한 상기 연료 라인들이 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 압력 파이프 피팅을 통해 상기 분사기들에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는,
    커먼레일 분사 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분사 시스템은 자체 고압 저장조(8)를 각각 포함하는 분사기(1)들을 갖는 모듈식 분사 시스템으로서 구성되는 것을 특징으로 하는,
    커먼레일 분사 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 분사기(1)들은, 고압 피팅의 내측 파이프에 의해 형성된 고압 공급 라인에 의해 공급되는 노즐 챔버 내에 배치되며 개방 및 폐쇄 운동을 제어하기 위해 연료로 채워진 제어 챔버 내의 압력에 의해 축방향으로 가압될 수 있는 노즐 니들을 각각 포함하고,
    상기 제어 챔버 내의 압력은 하나 이상의 연료 입구 또는 출구 드로틀을 개방 또는 폐쇄하는 자기 밸브(5)를 통해서 제어되며,
    제어량을 방출하기 위한 상기 자기 밸브(5)는 저압 보어를 통해서 상기 외측 파이프(11)와 내측 파이프(12) 사이에 형성되는 환형 공간(15)과 소통하는 것을 특징으로 하는,
    커먼레일 분사 시스템.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 스톱은, 상기 외측 파이프의 내측 주변 주위에 분포되는 복수의 설부(19; tongues)에 의해 형성되며 굽혀질 수 있는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 설부는 내측으로 굽혀질 수 있는 것을 특징으로 하는,
    압력 파이프 피팅.

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