KR101682503B1 - 이형인발 소재로 마련되는 차량용 연료레일 조립체 - Google Patents

Abstract

내부에 연료공급부로부터 연료를 공급받아 저장하는 중공부와, 외주면에 상기 저장된 연료를 분배하도록 상기 중공부와 연통하는 다수의 분배홀을 가지는 연료레일; 상기 연료레일에 부착되고, 상기 연료레일을 차량용 내연기관의 실린더헤드 또는 흡기매니폴드에 고정하기 위해 제공되는 마운팅홀더; 상기 마운팅홀더의 측면에 위치하고, 인젝터가 삽입 설치되며, 상기 분배홀과 상기 인젝터를 연통하는 인젝터컵; 및 이형인발 소재로부터 마련되어 상기 연료레일에 부착되고, 일측에 상기 중공부의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 설치되며, 상기 압력센서와 상기 중공부를 연통하는 압력센서 보스;를 포함하는 차량용 연료레일 조립체가 소개된다.

Description

이형인발 소재로 마련되는 차량용 연료레일 조립체 {Fuel-Rail Assembly for Vehicle}

본 발명은 연료레일의 압력센서가 결합되는 압력센서 보스를 이형인발을 통해 구현하여 연료레일에 압력센서를 결합할 수 있는 압력센서 보스를 제조하는 발명에 관한 것이다.

이하의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

일반적으로 가솔린 엔진용 연료레일(Fuel Rail) 종류는 철재(Steel)연료레일, 알루미늄(Aluminum)연료레일, 플라스틱(Plastic)연료레일, 및 동 브레징 용접구조형 스텐레스 스틸(Brazing Stainless Steel)연료레일 등이 있다.

그리고 종래 가솔린엔진에는 간접 다점 연료분사(MPI : Multi Point Injection)엔진이 주류를 이루고 있다.

그러나 최근에는 지구 온난화 방지와 대기오염방지를 위해 자동차 배기가스오염 규제가 강화됨으로써, MPI(다중 흡기구 분사방식)엔진만으로는 이를 만족할 수 없게 되었다.

최근에 이와 같은 규제를 만족하기 위해 가솔린엔진에 디젤엔진과 동일한 기술인 엔진 실린더 내부에 연료를 직접 분사하는 엔진을 개발하게 되었다.

가솔린 간접 다점 연료 분사(MPI)엔진은 연료분사 압력이 4~5bar에 불가하였으나, 가솔린 직접분사(GDI)엔진은 연료분사 압력이 200bar 이상이 요구되고 있다.

상기와 같은 이유로 인하여 가솔린 직접 분사(GDI)엔진에는 기존의 철재(Steel)와 알루미늄(Aluminum)연료레일은 바이오 연료에 부식되어 사용이 불가능하게 되었고, 플라스틱(Plastic)연료레일은 연료분사 압력 200bar 이상에 견디지 못해 사용이 불가능한 결점이 있었다.

그로 인하여 가솔린 직접 분사(GDI)엔진 연료레일에는 동 브레이징 용접구조형 스테인리스 스틸(Brazing Stainless Steel) 연료 레일이 사용되고 있다.

그러나 상기 동 브레이징 용접구조형 스테인리스 스틸 연료레일은 다수의 부품을 각각 별개로 기계가공을 한 후 원형 파이프통 외부에 예비용접(Tag Welding)을 하고 다시 동을 녹여 용접하는 브레이징(Brazing)공법을 사용하여 형상을 구현하므로 제조단가가 높아지고 대량생산이 용이하지 못하는 등의 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로 연료레일의 압력센서 보스를 이형인발을 통해 구현하여 대량생산을 통해 단가를 낮추고, 피로파괴의 신뢰성을 확보하여 내구성을 향상시키는 차량용 연료레일 압력센서 결합구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 연료레일 조립체는 내부에 연료공급부로부터 연료를 공급받아 저장하는 중공부와, 외주면에 상기 저장된 연료를 분배하도록 상기 중공부와 연통하는 다수의 분배홀을 가지는 연료레일; 상기 연료레일에 부착되고, 상기 연료레일을 차량용 내연기관의 실린더헤드 또는 흡기매니폴드에 고정하기 위해 제공되는 마운팅홀더; 상기 마운팅홀더의 측면에 위치하고, 인젝터가 삽입 설치되며, 상기 분배홀과 상기 인젝터를 연통하는 인젝터컵; 및 이형인발 소재로부터 마련되어 상기 연료레일에 부착되고, 일측에 상기 중공부의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 설치되며, 상기 압력센서와 상기 중공부를 연통하는 압력센서 보스; 를 포함할 수 있다.

상기 이형인발 소재는 길이 방향으로 길게 형성된 로드(Rod) 형상을 포함하며, 상기 압력센서 보스는 상기 이형인발 소재를 상기 길이 방향을 따라 간격을 두고 절단하여 마련될 수 있다.

상기 압력센서 보스는 상기 압력센서가 결합하기 위한 센서결합홀과, 상기 센서결합홀과 상기 중공부를 연통하는 압력수용홈을 포함할 수 있다.

상기 센서결합홀과 상기 중공부는 평행하게 배치 형성될 수 있다.

상기 센서결합홀과 상기 압력수용홈은 서로 수직하게 형성될 수 있다.

상기 센서결합홀은 상기 압력수용홈 보다 직경이 클 수 있다.

상기 압력센서 보스는 상기 연료레일에 용접결합될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른, 차량용 엔진은 연료레일 조립체를 포함할 수 있다.

이형인발로 마련되는 차량용 연료레일 조립체에 따르면, 압력센서 보스를 이형인발을 통해 구현함으로써 대량생산이 용이하고, 압력, 진동, 열에 의한 연료레일의 피로도가 감소되어 내구성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료레일을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료레일의 전면부를 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 이형인발 소재로 절단된 압력센서 보스의 형상을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료레일을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 연료레일(10)은 내부에 연료공급부로부터 연료를 공급받아 저장하는 중공부가 형성되고, 외주면에는 저장된 연료를 분배하도록 중공부와 연통하는 다수의 분배홀이 형성될 수 있다. 분배홀은 연료레일(10) 외주면에 일정간격을 두고 길이방향으로 형성될 수 있다. 또한 연료레일(10)은 양끝단에 엔드플러그(15)가 마련될 수 있다.

인젝터컵(30)은 연료레일(10)의 측면부에 형성된 분배홀에 용접 결합되어 중공부와 연통될 수 있다. 그리고, 마운팅홀더(20)와 용접 결합될 수 있다.

마운팅홀더(20)는 연료레일(10)에 부착되고, 연료레일(10)을 차량용 내연기관의 실린더헤드 또는 흡기매니폴드에 고정될 수 있다.

압력센서 보스(40)는 이형인발 소재로부터 마련되어 연료레일(10)에 부착되고, 일측에 중공부의 압력을 측정하기 위한 압력센서(60)가 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료레일의 전면부를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 압력센서 보스(40)는 압력센서(60)가 결합되기 위한 센서결합홀(50)이 일측에 형성되고, 센서결합홀(50)과 중공부를 연통하는 압력수용홈(55)이 센서결합홀(50)의 일단부와 연통하도록 형성될 수 있다.

센서결합홀(50)과 중공부는 평행하게 배치 형성될 수 있다. 이 경우 압력센서(60)가 연료레일(10)과 평행하게 배치됨으로써 공간 활용성이 높아질 수 있다.

또한, 센서결합홀(50)과 압력수용홈(55)은 서로 수직으로 형성될 수 있다. 즉, 센서결합홀(50)은 압력센서 보스(40)의 측면부에서 수평으로 형성되고 압력수용홈(55)은 압력센서 보스(40)의 하면부에서 형성되어 센서결합홀(50)과 압력수용홈(55)이 서로 직각(A)으로 교차되면서 만날 수 있다.

센서결합홀(50)에는 압력센서(60)가 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성될 수 있다. 나사 결합구조는 압력센서(60)와 압력센서 보스(40) 사이를 밀폐시켜 고압으로 인한 연료누출을 방지할 수 있다. 또한, 압력센서(60)의 연료레일(10)과 압력센서(60)가 엔진의 진동과 고열에 노출되더라도 이탈되지 않도록 결합력을 높여줄 수 있다.

압력센서 보스(40)는 연료레일(10)에 용접 결합될 수 있다.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 이형인발 소재로 절단된 압력센서 보스(40)의 형상을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 이형인발 소재는 길이 방향으로 길게 형성된 로드(Rod) 형상이다. 이를 일정간격으로 절단하여 압력센서 보스(40)를 제작할 수 있다.

절단된 압력센서 보스(40)는 측면부(a)와 하면부(b)에 홈이 형성되어 직각으로 만나서 서로 연통될 수 있다.

또한 이형인발 소재는 압력센서 보스(40)의 하면부(b)가 연료레일(10)의 원주와 동일한 아치형의 형상이어서, 연료레일(10) 외주면에 정확히 안착되고, 용접이 용이해지는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동차 엔진은 전술한 실시예의 연료레일(10) 조립체를 포함할 수 있다. 전술한 실시예의 연료레일 조립체를 적용할 수 있는 자동차 엔진이라면 어떠한 것이라도 무방하다. 이러한 자동차 엔진 자체는 종래에 많이 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10: 연료레일
15: 앤드플러그
20: 마운팅홀더
30: 인젝터컵
40: 압력센서 보스
50: 센서결합홀
55: 압력수용홈
60: 압력센서

Claims (7)

1. 원주형으로 형성된 연료레일의 외면 일부를 감싸도록 곡선으로 형성된 아치형의 곡선과 상기 아치형 곡선의 양단에서 방사방향으로 연장된 한 쌍의 직선을 포함하는 하면부와,
   상기 하면부 양단에서 수직으로 연장 형성된 한 쌍의 직선을 포함하는 측면부와,
   상기 측면부의 상기 한 쌍의 직선 상단을 서로 연결하며 아치형 곡선으로 형성된 상면부를 포함하여 구성되는 단면을 가지며, 상기 단면을 길이방향을 따라 연장되어 형성되도록 로드를 인발공정을 통하여 제조하는 단계;
   상기 로드를 압력센서보스로 가공하기 위하여 일정한 길이간격으로 절단하는 단계; 및
   상기 절단된 로드의 일측 절단면에서 반대측 절단면을 향하여 비관통적으로 형성되는 센서결합홀과, 상기 하면부 중 상기 아치형 곡선에 의한 곡면으로부터 상기 상면부를 향하여 비관통적으로 형성되는 압력수용홈과 상기 센서결합홀의 단부와 상기 압력수용홈의 단부를 상기 연료레일의 중공부에 연통시키는 단계;
   를 포함하는 압력센서보스 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력수용홈은 상기 중공부를 통하여 상기 센서결합홀과 수직으로 연통되도록 제조되는 것을 특징으로 포함하는 압력센서보스 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 센서결합홀은 상기 상면부와 측면부가 연결되는 위치에서 형성되는 것을 특징으로 포함하는 압력센서보스 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 센서결합홀과 상기 중공부는 평행하게 배치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 압력센서보스 제조방법.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 하면부를 상기 원주형으로 형성된 상기 연료레일의 외주면을 감싸도록 배치한 후, 용접결합하여 상기 연료레일에 고정하는 단계를 추가로 포함하는 압력센서보스 제조방법.
7. 제1항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 하나의 항에 의한 연료레일 조립체를 포함하는 차량용 엔진.

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