KR101696498B1 - Fuel system for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 예비 공급 펌프(26)와, 고압 펌프(30)와, 예비 공급 펌프(26)와 고압 펌프(30) 사이에 유압식으로 배치된 계량 공급 장치(36)와, 계량 공급 장치(36)의 누설량 송출을 위한 제로 공급 라인(38)을 포함하는, 특히 자동차의 내연 기관(12)용 연료 시스템(10)에 관한 것이다. 연료 시스템(10)에서 제로 공급 라인(38) 내에 또는 제로 공급 라인의 유동 하류 측 단부에 흡입 수단이 배치된다. The present invention includes a preliminary feed pump 26, a high-pressure pump 30, a metering feeder 36 disposed hydraulically between the preliminary feed pump 26 and the high-pressure pump 30, a metering feeder 36, To a fuel system (10), particularly for an internal combustion engine (12) of an automobile, comprising a zero supply line (38) Suction means is located in the zero supply line 38 in the fuel system 10 or at the downstream end of the flow of the zero supply line.

Figure R1020117031434
Figure R1020117031434

Description

내연 기관용 연료 시스템{FUEL SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fuel system for an internal combustion engine,

본 발명은 제1항의 전제부에 따른 내연 기관용 연료 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

DE 199 26 308 A1호에는 탱크로부터 연료 라인을 거쳐 고압 펌프로 예비 공급 펌프가 연료 흐름을 공급하는 커먼 레일 연료 시스템이 제시되어 있다. 예비 공급 펌프와 고압 펌프 사이에는 고압 펌프에 도달하는 연료량에 영향을 미칠 수 있는 계량 공급 장치가 배치된다. 계량 공급 장치와 고압 펌프의 공급 챔버 사이에 제로 공급 라인이 분기되며, 상기 제로 공급 라인에 제로 공급 스로틀이 배치된다. 계량 공급 장치가 폐쇄된 경우에도 상기 계량 공급 장치를 통과하는 누설량은 제로 공급 라인을 거쳐 송출된다.DE 199 26 308 A1 discloses a common rail fuel system in which a reserve feed pump supplies fuel flow from a tank via a fuel line to a high pressure pump. Between the preliminary feed pump and the high pressure pump, a metering feeder is disposed which can affect the amount of fuel reaching the high pressure pump. A zero supply line is branched between the metering supply and the supply chamber of the high pressure pump, and a zero supply throttle is disposed in the zero supply line. Even when the metering supply device is closed, the leakage amount passing through the metering supply device is sent out through the zero supply line.

본 발명의 과제는 연료 시스템의 효율을 향상시키는 것이다.An object of the present invention is to improve the efficiency of a fuel system.

상기 과제는 제1항의 특징을 갖는 연료 시스템에 의해 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속항들에 기재되어 있다. 또한, 본 발명을 위해 중요한 특징들은 이하의 상세한 설명 및 도면에 제시되어 있으며, 상기 특징들은 각각 분명하게 언급되지 않아도 단독으로뿐만 아니라 상이한 조합 형태로도 본 발명을 위해 중요할 수 있다.The above problem is solved by a fuel system having the features of the first aspect. Preferred improvements are described in the dependent claims. In addition, important features for the present invention are set forth in the following detailed description and drawings, which, although not explicitly referred to, may be important for the present invention, as well as in different combinations.

흡입 수단의 장점은 제로 공급 라인 내 또는 상기 제로 공급 라인의 단부에서의 압력 감소이므로, 고압 펌프의 흡기 밸브의 개방압은 낮게 유지될 수 있으며, 이로써 고압 펌프의 효율이 향상된다(흡기 밸브의 개방압은 안전 거리에 따라 그리고, 수명 변동의 고려 하에, 제로 공급 라인과 경우에 따라 존재하는 제로 공급 스로틀에 의해 요구된 차압이 가산되어 발생한 최고 압력 레벨보다 항상 더 높아야 한다). 또한, 제로 공급 스로틀의 직경은 비교적 작게 유지될 수 있으므로, 정상 공급의 경우 비교적 적은 연료만이 제로 공급 라인을 통해 "소실된다". 이는 요구된 압력이 거의 예비 공급 펌프에 의해서만 제공되어야 할 때, 고압 펌프의 공급 챔버의 충전과, 특히 시동 시 효율을 향상시킨다.The advantage of the suction means is to reduce the pressure in the zero supply line or at the end of the zero supply line so that the opening pressure of the intake valve of the high pressure pump can be kept low thereby improving the efficiency of the high pressure pump The pressure must always be higher than the highest pressure level generated by the safety distance and, in consideration of the life span, due to the addition of the differential pressure required by the zero supply line and possibly the zero supply throttle present). Also, the diameter of the zero supply throttle can be kept relatively small, so that only a relatively small amount of fuel is "lost" through the zero supply line in the case of normal supply. This improves the filling of the feed chamber of the high-pressure pump and, in particular, the efficiency at start-up, when the required pressure is to be provided only by the preliminary feed pump.

본 발명을 위해 특히 바람직하게, 흡입 수단은 벤튜리 노즐을 포함한다. 바람직하게, 제로 공급 라인은 최저 압력이 존재하는 벤튜리 노즐의 영역으로 이어진다. 벤튜리 노즐은 가동 부품 없이 간단하게 구성된다. 따라서 벤튜리 노즐은 저렴하며 실제로 마모 없이 작동한다. 이미 연료 시스템에는 벤튜리 노즐의 작동에 필요한 연료 유동이 거의 항상 존재하기 때문에, 벤튜리 노즐을 위한 추가의 구동 장치는 필요하지 않다.Particularly preferably for the present invention, the suction means comprise venturi nozzles. Preferably, the zero supply line leads to the area of the Venturi nozzle where the lowest pressure is present. Venturi nozzles are simple to configure without moving parts. Therefore, Venturi nozzles are inexpensive and actually wear-free. There is no need for an additional drive for the venturi nozzles, since already there is always the fuel flow required for the operation of the venturi nozzles in the fuel system.

특히 바람직하게, 연료 시스템은 예비 공급 펌프와 고압 펌프 사이에 놓인 저압 영역의 압력 조절을 위한 압력 조절 밸브를 포함하고, 벤튜리 노즐은 압력 조절 밸브의 우회 라인에 배치된다. 일반적으로, 이러한 압력 조절 밸브는 계량 공급 장치가 폐쇄될 때, 특히 많은 연료를 우회시킨다. 이로써 벤튜리 노즐의 흡입력은, 계량 공급 장치의 폐쇄로 인해 제로 공급 라인에 의해 송출될 누설량이 최대인 바로 그때 특히 크다. 반대로, 계량 공급 장치가 개방된 경우 흡입력은 감소한다. 즉, 요구 조건에 맞게 흡입력이 자동으로 조정되며 이는 연료 시스템의 효율에 특히 유리하다.Particularly preferably, the fuel system comprises a pressure regulating valve for regulating the pressure in the low pressure region lying between the preliminary feed pump and the high pressure pump, and the venturi nozzle is arranged in the bypass line of the pressure regulating valve. In general, these pressure regulating valves bypass a large amount of fuel, especially when the metering supply is closed. The suction force of the venturi nozzle is thus particularly large at the moment when the amount of leakage to be delivered by the zero supply line is maximized due to the closure of the metering supply. Conversely, when the metering supply is open, the suction force decreases. That is, the suction force is automatically adjusted to meet the requirements, which is particularly advantageous for the efficiency of the fuel system.

본 발명은 벤튜리 노즐이 배치되어 있는 우회 라인이 예비 공급 펌프 쪽 공급 라인으로 이어질 때 더욱 효율적으로 작용한다. 따라서, 내연 기관의 작동을 위해 또는 구동 챔버 및 크랭크 케이스의 윤활 및 냉각을 위해 누설 연료가 연료 순환계에 다시 도입되도록, 누설 연료를 즉시 예비 공급 펌프의 입구 쪽으로 다시 공급하는 것이 가능하다.The present invention works more efficiently when the bypass line in which the Venturi nozzles are located leads to the supply line to the pre-supply pump. It is therefore possible to immediately feed the lean fuel back to the inlet of the pre-feed pump, either for operation of the internal combustion engine or for lubrication fuel to be reintroduced into the fuel circulation system for lubrication and cooling of the drive chamber and crankcase.

이에 대해 대안적으로, 연료 탱크로 복귀하는 복귀 라인으로 벤튜리 노즐이 배치되어 있는 우회 라인이 이어지는 것도 가능하다. 복귀한 연료는 연료 탱크에서 냉각될 수 있으므로, 연료 시스템의 온도 조절이 쉬워진다.Alternatively, it is also possible that the bypass line in which the Venturi nozzle is disposed as the return line returning to the fuel tank may be continued. The returned fuel can be cooled in the fuel tank, so that the temperature control of the fuel system becomes easy.

본 발명의 변형된 실시예에서는 압력 조절 밸브의 공급 우회 라인에 벤튜리 노즐이 배치되는 것도 가능하다. 압력 조절 밸브의 상이한 개방압들이 할당되어 있는 복수의 우회 라인들을 압력 조절 밸브가 포함해야 하면, 벤튜리 노즐의 기능은 어느 우회 라인이 지금 활성화되어 있는지와 무관하게 보장된다.In a modified embodiment of the present invention, it is also possible that a venturi nozzle is arranged in the feed bypass line of the pressure regulating valve. If the pressure regulating valve has to contain a plurality of bypass lines to which the different opening pressures of the pressure regulating valves are assigned, the function of the venturi nozzles is ensured regardless of which bypass line is now activated.

이에 대해 보충적으로, 공급 우회 라인은 고압 펌프의 윤활 라인 및/또는 냉각 라인의 일부이며, 압력 조절 밸브는 상기 압력 조절 밸브가 공급 우회 라인을 복귀 라인에 연결하기 시작하는 제1 개방압을 포함한다. 이로써, 저압 영역의 압력이 비교적 낮을 경우(예를 들어, 내연 기관의 시동 시)에 이미 연료가 벤튜리 노즐을 관류할 수 있으며 제로 공급 누설량이 효율적으로 송출된다.Supplementally, the feed bypass line is part of the lubrication line and / or the cooling line of the high pressure pump, and the pressure regulating valve includes a first open pressure at which the pressure regulating valve starts connecting the feed bypass line to the return line . As a result, when the pressure in the low-pressure region is relatively low (for example, at the start-up of the internal combustion engine), the fuel can already flow through the venturi nozzle and the zero-supply leakage amount is efficiently discharged.

또한 바람직하게, 고압 펌프는 베어링 누설량의 복귀를 위해 하나 이상의 복귀 라인을 포함하고, 복귀 라인에는 고압 펌프 쪽으로 차단 역할을 하며 스프링 하중을 받는 체크 밸브가 배치된다. 상기 체크 밸브에 의해, 시동 시 더 신속하게 연료압이 형성될 수 있다.Also preferably, the high-pressure pump includes one or more return lines for return of the bearing leakage amount, and the return line is provided with a check valve that acts as a shut-off to the high-pressure pump and is subjected to a spring load. By the check valve, the fuel pressure can be formed more quickly at the start.

또한 바람직하게, 예비 공급 펌프-유입부 방향으로 개방되며 스프링 하중을 받는 체크 밸브 또는 압력 제한 밸브가 예비 공급 펌프에 대해 병렬로 배치된다. 상기 체크 밸브 또는 압력 제한 밸브는 예컨대, 토출 측 연료 필터(유동 상류 측으로 예비 공급 펌프 후방에 배치)가 사용될 때 경우에 따라 필터가 막힌 경우 과부하에 대해 예비 공급 펌프를 보호할 과제를 갖는다. 이러한 에러 상황과 동시에, 필터 막힘 제거 또는 필터 교체를 위해, 예컨대 자동차의 계기판에 경고 신호가 표시될 수 있다.Also preferably, a check valve or a pressure-limiting valve, which opens in the direction of the pre-feed pump-inlet and is subjected to a spring load, is arranged in parallel to the preliminary feed pump. The check valve or the pressure limiting valve has a problem to protect the preliminary feed pump against overload when the filter is occasionally clogged, for example, when the discharge side fuel filter (located behind the preliminary feed pump upstream of the flow) is used. Simultaneously with such an error situation, an alarm signal may be displayed on the instrument panel of a vehicle, for example, for filter clogging or filter replacement.

연료 시스템의 경우 예컨대 수리 또는 정비 이후 연료 시스템을 채우기 위해 수동 펌프가 제공된다. 따라서 이러한 실시예의 경우 바람직하게, 고압 펌프-유입부 방향으로 개방되고 스프링 하중을 받는 체크 밸브 또는 압력 제한 밸브가 예비 공급 펌프에 대해 병렬로 배치된다. 상기 밸브는, 충전용 전체 연료가 예비 공급 펌프에 의해 펌핑되지 않아도 되도록 충전 시 예비 공급 펌프를 위한 바이패스를 나타낸다. In the case of a fuel system, for example, a manual pump is provided to fill the fuel system after repair or maintenance. Therefore, in this embodiment, preferably, a check valve or a pressure-limiting valve, which opens in the direction of the high-pressure pump-inlet and is subjected to a spring load, is arranged in parallel with respect to the preliminary supply pump. The valve represents a bypass for the preliminary feed pump at the time of filling so that the recharging total fuel does not have to be pumped by the preliminary feed pump.

이하에서는 도면을 기초로 본 발명의 실시예들이 예시적으로 설명된다.
도 1은 압력 조절 밸브의 우회 라인의 벤튜리 노즐로 이어지는 제로 공급 라인을 구비한 제1 실시예의 연료 시스템의 도면이다.
도 2는 도 1의 벤튜리 노즐의 단면도이다.
도 3은 압력 조절 밸브의 공급 우회 라인의 벤튜리 노즐로 이어지는 제로 공급 라인을 구비한 제2 실시예의 연료 시스템의 도면이다.
도 4는 압력 조절 밸브의 복귀 라인의 벤튜리 노즐로 이어지는 제로 공급 라인을 구비한 제3 실시예의 연료 시스템의 도면이다.
도 5는 복귀 라인에 체크 밸브를 구비한, 도 1의 연료 시스템의 도면이다.
도 6은 도 1의 고압 펌프의 베어링 누설량을 연료 공급 라인까지 공급하기 위한 라인에 체크 밸브를 구비한, 도 1의 연료 시스템의 도면이다.
도 7은 도 1의 예비 공급 펌프와 고압 펌프 사이에 배치된 연료 필터를 구비한 제4 실시예의 연료 시스템의 도면이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a view of the fuel system of the first embodiment with a zero supply line leading to a venturi nozzle of the bypass line of the pressure regulating valve.
2 is a cross-sectional view of the venturi nozzle of Fig.
3 is a view of the fuel system of the second embodiment with a zero supply line leading to the Venturi nozzle of the bypass line of the pressure regulating valve.
4 is a view of the fuel system of the third embodiment with a zero supply line leading to the venturi nozzle of the return line of the pressure regulating valve.
5 is a view of the fuel system of FIG. 1 with a check valve on the return line;
Figure 6 is a view of the fuel system of Figure 1 with a check valve in the line for supplying the bearing leakage of the high pressure pump of Figure 1 to the fuel supply line.
7 is a view of the fuel system of the fourth embodiment with a fuel filter disposed between the pre-feed pump and the high-pressure pump of FIG.

도 1에는 내연 기관(12)의 소위, 커먼 레일 분사 시스템을 위해 설계된 연료 시스템(10)이 도시되어 있다. 내연 기관(12)의 작동을 위해, 고압 하 연료가 연료 분배기(14)(커먼 레일)로 공급되어 상기 연료 분배기 내에 저장되며, 이때 연료 분배기(14)에는 내연 기관(12)의 연소실(18)로 고압 하 연료를 분사하는 연료 분사 장치(16)가 연결된다.1 shows a fuel system 10 designed for a so-called common rail injection system of an internal combustion engine 12. In Fig. The high pressure fuel is supplied to the fuel distributor 14 (common rail) and stored in the fuel distributor for the operation of the internal combustion engine 12, wherein the fuel distributor 14 is connected to the combustion chamber 18 of the internal combustion engine 12, Fuel injection device 16 for injecting high-pressure fuel.

연료는 자동차의 연료 탱크(20)로부터 공급된다. 연료 공급 경로(22)에는 유동 방향으로, 연료 탱크(20)로부터 시작해서 연료 필터(24), 스로틀(25) 및, 기계적 또는 전기적으로 작동하는 예비 공급 펌프(26)가 배치된다. 연료 경로는 먼저 구동 부품들의 윤활을 위해, 바람직하게 기계적으로 구동되는 반경 방향 피스톤 펌프로서 형성된 고압 펌프(30)의 구동 챔버 또는 크랭크 케이스(28)로 이어진다. 연료 시스템(10)에서 연료의 진행 경로는 도면에서 화살표로 표시되어 있다.The fuel is supplied from the fuel tank 20 of the vehicle. The fuel supply path 22 is provided with a fuel filter 24, a throttle 25 and a preliminary feed pump 26 which operates mechanically or electrically, in the flow direction, starting from the fuel tank 20. The fuel path first leads to the drive chamber or crankcase 28 of the high-pressure pump 30, which is formed as a radially piston pump, preferably mechanically driven, for lubrication of the drive components. The course of the fuel in the fuel system 10 is indicated by arrows in the figure.

구동 챔버 및 크랭크 케이스(28) 후방에서 연료의 유동 흐름은 두 흐름으로 분할된다. 연료의 제1 출구는 내연 기관(12)의 작동을 위한 작동 라인(32)이며, 제2 출구는 고압 펌프(30)의 윤활 및 냉각을 위한 연료 순환계의 공급 복귀 라인(34)이다.The flow of fuel in the rear of the drive chamber and crankcase 28 is divided into two streams. The first outlet of the fuel is an operating line 32 for operation of the internal combustion engine 12 and the second outlet is a supply return line 34 of the fuel circulation system for lubrication and cooling of the high-

작동 라인(32)을 통해서는, 연료가 추가의 연료 필터(35)에 의해 유동 방향으로 계량 공급 장치(36)에 제공되며, 계량 공급 장치는 전자기식으로 제어 가능한, 비례 방식으로 스프링 하중을 받는 슬라이드 밸브로서 형성된다. 계량 공급 장치(36)는 예비 공급 펌프(26)와 고압 펌프(30) 사이에 유동성으로 또는 유압식으로 배치되어 고압 펌프(30)를 위한 연료 도우징에 사용된다. 연료 흐름은 계량 공급 장치(36)의 유동 하류 측에서 다시 이분할된다. 한편으로, 연료 필터(39)에 의해 벤튜리 노즐(40)로 이어지는 제로 공급 라인(38)이 분기된다. 벤튜리 노즐(40)의 정확한 설명은 이하에서 후속된다. 다른 한편으로, 흡기 밸브(44)에 의해 고압 펌프(30)의 공급 챔버(46)로 이어지는 공급 라인(42)이 계량 공급 장치(36)로부터 분기되며, 공급 챔버는 고압 펌프(30) 쪽으로 차단 역할을 하는 체크 밸브(48)에 의해 연료 분배기(14)에 연결될 수 있다.Through the operating line 32 the fuel is provided to the metering feeder 36 in the flow direction by an additional fuel filter 35 and the metering feeder is electromagnetically controllable, And is formed as a slide valve. The metering feeder 36 is disposed fluidly or hydraulically between the preliminary feed pump 26 and the high pressure pump 30 and is used for fueling for the high pressure pump 30. [ The fuel flow is again divided on the downstream side of the flow of the metering feeder 36. On the other hand, the zero supply line 38 leading to the Venturi nozzle 40 is branched by the fuel filter 39. An exact description of venturi nozzle 40 follows below. On the other hand, the supply line 42 leading to the supply chamber 46 of the high-pressure pump 30 is branched off from the metering supply 36 by the intake valve 44 and the supply chamber is shut off towards the high- Can be connected to the fuel distributor (14) by a check valve (48) acting as a check valve (48).

공급 복귀 라인(34)을 통해서는, 구동 챔버 및 크랭크 케이스(28)에 위치한 연료가 추가의 연료 필터(50)에 의해 유동 방향으로 압력 조절 밸브(52)에 제공되며, 압력 조절 밸브는 스프링 하중을 받으며 2개의 스위칭 단을 갖는 피스톤 밸브로서 형성된다. 이로써 공급 복귀 라인(34)은 압력 조절 밸브(52)의 공급 우회 라인을 또한 나타낸다. 압력 조절 밸브(52)는 공급 복귀 라인(34)을 위한 입구 외에 3개의 출구들을 포함한다. 제1 스위칭 단에서[즉, 공급 복귀 라인(34)의 연료압이 낮을 경우] 복귀 라인(54)의 연료는 스로틀(56)에 의해 연료 탱크(20)로 공급되고, 제2 스위칭 단[즉, 공급 복귀 라인(34)의 연료압이 높을 경우] 연료는 벤튜리 노즐(40)이 배치되어 있는 관류 라인(58)으로 공급된다. 이로써, 복귀 라인(54)과 관류 라인(58)은 압력 조절 밸브(52)의 우회 라인을 나타낸다. 관류 라인(58)은 연료 공급 라인(22)으로 이어진다. 압력 조절 밸브(52)의 제3 출구(60)는 압력 조절 밸브(52)에서 피스톤이 변위될 경우 압력 보상에만 사용된다. 여기에서도 누설이 발생할 수 있으며, 누설 연료는 스로틀(62)에 의해 복귀 라인(54)으로 공급된다.Through the supply return line 34 the fuel located in the drive chamber and in the crankcase 28 is provided to the pressure regulating valve 52 in the flow direction by the additional fuel filter 50, And is formed as a piston valve having two switching stages. The supply return line 34 thereby also indicates the supply bypass line of the pressure regulating valve 52. [ The pressure regulating valve 52 includes three outlets in addition to the inlet for the supply return line 34. The fuel in the return line 54 is supplied to the fuel tank 20 by the throttle 56 and the fuel in the return line 54 is supplied to the fuel tank 20 at the first switching stage (i.e., when the fuel pressure of the supply return line 34 is low) And the fuel pressure of the supply return line 34 is high], the fuel is supplied to the perfusion line 58 in which the venturi nozzles 40 are disposed. Thereby, the return line 54 and the perfusion line 58 represent the bypass line of the pressure regulating valve 52. The perfusion line 58 leads to the fuel supply line 22. The third outlet 60 of the pressure regulating valve 52 is used only for pressure compensation when the piston is displaced in the pressure regulating valve 52. Leakage may also occur here, and the leaking fuel is supplied to the return line 54 by the throttle 62. [

고압 펌프(30)는 편심기의 회전 샤프트를 지지하기 위해 통상 2개의 베어링 지점들을 포함한다. 이러한 베어링 지점들로부터는 연료 누설량도 송출될 수 있다. 도 1에서 두 베어링 지점들은 스로틀(63)로 도시되어 있다. 베어링 지점(63)의 누설량은 복귀 라인(54)을 거쳐 연료 탱크(20)에 제공된다.The high-pressure pump 30 typically includes two bearing points to support the rotating shaft of the eccentricity. From these bearing points, fuel leakage can also be delivered. The two bearing points in Fig. 1 are shown as throttle 63. Fig. The leakage amount of the bearing point 63 is provided to the fuel tank 20 via the return line 54. [

도 2에는 벤튜리 노즐(40)이 단면도로 도시되어 있다. 벤튜리 노즐은 서로 반대로 배향된 2개의 콘(66, 68)에 의해 내부 횡단면(D)이 협소해지고 외측면에 매끄러운 벽을 갖는 튜브(64)로 구성되며, 상기 콘들은 최소 직경(D) 영역에서 서로 나란히 안내된다. 2개의 콘들(66, 68)은 가늘어진 동일한 횡단면(D)과 확장된 동일한 횡단면(3D)을 포함한다. 튜브(64)의 내부에서 모든 에지들은 유선형에 따라 라운딩된다. 확장된 횡단면(3D)은 가늘어진 횡단면(D)의 대략 3배 만큼 크다. 유동 방향(70)으로 콘(66)은 가늘어진 횡단면(D)의 길이를 대략 가지며, 유동 방향(70)으로 콘(68)의 길이는 가늘어진 횡단면(D) 길이의 대략 3 내지 5배인 길이 3-5D를 갖는다. 튜브(64) 내부에서 가늘어진 횡단면(D)을 갖는 위치의 영역에는 튜브(64)에 대해 수직으로 감소 채널(72)이 제공된다. 감소 채널(72)의 횡단면은 횡단면(D)에 비해 실질적으로 작으며, 제로 공급 스로틀의 스로틀 횡단면을 나타내도록 크기가 설정된다. 본 발명에서, 이러한 제로 공급 스로틀(72)에는 제로 공급 라인(38)이 연결되는 반면, 튜브(64)는 관류 라인(58)의 부분이다. 제조 기술적으로, 고압 펌프(30)의 하우징 내 채널은 압입 부품으로서 벤튜리 노즐(40)을 포함할 수 있다. 그러나 대안적으로, 벤튜리 노즐(40)은 나사형 분리 부품으로서 또는 외부 부품으로서 구현될 수도 있다.In Figure 2, a venturi nozzle 40 is shown in cross-section. The venturi nozzle consists of a tube 64 having an inner transverse plane D narrowed by the two cones 66 and 68 oriented opposite to each other and a smooth wall on the outer side, As shown in FIG. The two cones 66, 68 include the same identical transverse section D and the same extended transverse section 3D. Inside the tube 64 all edges are rounded in a streamlined manner. The enlarged cross-section (3D) is about three times larger than the tapered cross-section (D). Cone 66 has a length in the flow direction 70 that is approximately the length of the tapered transverse plane D and the length of cone 68 in the flow direction 70 is approximately three to five times the length of the tapered cross- 3-5D. In the region of the location having a tapered cross-section (D) within the tube (64), a reduction channel (72) is provided perpendicular to the tube (64). The cross section of the reduction channel 72 is substantially smaller than the cross section D and is sized to indicate the throttle cross section of the zero feed throttle. In the present invention, zero supply line 38 is connected to this zero supply throttle 72 while tube 64 is part of the perfusion line 58. Manufacturing Technically, the channel in the housing of the high-pressure pump 30 may include venturi nozzles 40 as press-fit components. Alternatively, however, venturi nozzle 40 may be implemented as a threaded separator or as an external component.

본 발명에서 사용될 경우 벤튜리 노즐(40)은 다음과 같이 기능한다:When used in the present invention, venturi nozzle 40 functions as follows:

튜브(64)[즉, 관류 라인(58)]를 통해 연료가 흐르면, 튜브(64)의 최협소 지점(D)에서 동적 압력(동압)은 최대이며 정적 압력(정압)은 최소이다. 흐르는 연료의 속도는 튜브(64)의 수축 부분을 관류할 경우, 횡단면 D : 3D에 비례해서 증가하는데, 이는 전체적으로 동일한 양의 연료가 관류하기 때문이다. 최협소 지점(D) 영역에서의 압력이 비교적 낮기 때문에 제로 공급 스로틀(72)의 개구에서도 상응하게 낮은 압력이 존재한다. 이로써, 벤튜리 노즐(40)의 내부 챔버의 제로 공급 스로틀(72)의 개구와 제로 공급 라인(38)의 시작부 사이에 차압이 발생하며, 이러한 차압에 의해 연료는 계량 공급 장치(36)와 흡기 밸브(44) 사이의 영역으로부터 제로 공급 라인(38)을 거쳐 흡입된다. 이와 관련해서, 벤튜리 노즐(40)은 제로 공급 라인(38)의 유동 하류 측 단부에 흡입 수단을 형성한다.When the fuel flows through the tube 64 (i.e., the perfusion line 58), the dynamic pressure (dynamic pressure) is at a maximum and the static pressure (static pressure) is minimum at the narrowest point D of the tube 64. The velocity of the flowing fuel increases in proportion to the cross-sectional area D: 3D when it is perfused through the constricted portion of the tube 64, because the same amount of fuel as a whole is perfused. There is a correspondingly low pressure in the opening of the zero feed throttle 72 since the pressure in the narrowest point D region is relatively low. Thereby, a differential pressure is generated between the opening of the zero supply throttle 72 of the inner chamber of the venturi nozzle 40 and the start of the zero supply line 38 and the fuel is supplied to the metering supply device 36 And is sucked from the region between the intake valves 44 through the zero supply line 38. [ In this regard, the Venturi nozzle 40 forms a suction means at the downstream end of the flow of the zero supply line 38.

도 1에 도시된 실시예의 연료 시스템(10)은 다음과 같이 기능한다:The fuel system 10 of the embodiment shown in Figure 1 functions as follows:

예비 공급 펌프(26)의 흡입 작용에 의해 연료 탱크(20)로부터 연료 공급 라인(22)을 거쳐 연료가 흡입된다. 이때 연료는 연료 필터(24)에서 필터링된다. 계속해서, 예비 공급 펌프(26)는 고압 펌프(30)의 구동 챔버 및 크랭크 케이스(28)로 연료를 공급한다. 상기 지점으로부터, 연료는 내연 기관(12)의 작동을 위해 작동 라인(32)을 거쳐 개방된 계량 공급 장치(36)에 제공되며, 그 후 연료는 흡입 밸브(44)를 거쳐 후속해서 고압 펌프(30)의 공급 챔버(46)에 도달한다. 여기서 연료가 압축되며, 고압 하에서 체크 밸브(48)에 의해 내연 기관의 레일(14)로 도입된다.Fuel is sucked from the fuel tank 20 through the fuel supply line 22 by the suction action of the preliminary supply pump 26. [ At this time, the fuel is filtered by the fuel filter 24. Subsequently, the preliminary feed pump 26 supplies fuel to the drive chamber of the high-pressure pump 30 and the crankcase 28. From this point, the fuel is provided to the metering feeder 36 which is opened via the operating line 32 for the operation of the internal combustion engine 12, and the fuel is thereafter delivered via the intake valve 44 to the high- 30). ≪ / RTI > Where the fuel is compressed and introduced into the rail 14 of the internal combustion engine by the check valve 48 under high pressure.

계량 공급 장치(36)가 폐쇄된 경우 (예를 들어, 오버런 모드) 예비 공급 펌프(26)로부터 공급된 총 연료는 구동 챔버 및 크랭크 케이스(28)로부터 공급 라인(34)을 거쳐 압력 조절 밸브(52)로 공급된다. 과잉 연료량에 의해 공급 라인(34)의 압력이 상승하므로, 압력 조절 밸브(52)는, 한편으로 복귀 라인(54)을 거쳐 연료 탱크(20)로 연료가 복귀하고 다른 한편으로는 벤튜리 노즐(40)이 배치되어 있는 관류 라인(58)을 통해 예비 공급 펌프(26)의 입구로 연료가 다시 공급될 정도로 개방된다. 압력 조절 밸브에 의해, 구동 챔버 및 크랭크 케이스(28)의 윤활 및 냉각을 위해 그리고 벤튜리 노즐(40)의 작동을 위해 사용되는 연료 순환계가 형성된다. When the metering feeder 36 is closed (e.g., overrun mode), the total fuel supplied from the preliminary feed pump 26 flows from the drive chamber and crankcase 28 via the feed line 34 to the pressure regulating valve 52). The pressure of the supply line 34 is raised by the excess fuel amount so that the pressure regulating valve 52 returns the fuel to the fuel tank 20 via the return line 54 on the one hand and the venturi nozzle 40 is disposed in the inlet line of the preliminary feed pump 26 through the peristaltic line 58. A pressure regulating valve forms a fuel circulation system used for lubrication and cooling of the drive chamber and crankcase 28 and for operation of the venturi nozzle 40.

일반적으로 예비 공급 펌프(26)는 내연 기관(12)의 작동에 필요한 것보다 연료를 더 많이 공급하기 때문에, 계량 공급 장치(36)가 부분적으로 개방된 경우에도[즉, 내연 기관(12)의 부하 작동 시], 공급 라인(34)에는 소정의 연료 흐름이 형성되지만, 상기 연료 흐름은 오버런 모드에서보다 적으므로 압력 조절 밸브(52)를 부분적으로만 개방한다. 복귀 라인(54)을 통해 유동하는 연료량은 이러한 개방에 의해 (아직) 영향을 받지 않은 상태로 유지되는 반면, 관류 라인(58)을 통해 흐르는 연료 흐름은 적어지므로, 벤튜리 노즐(40)의 흡입력도 적어진다.Even when the metering feeder 36 is partially open (that is, because the pre-feed pump 26 supplies more fuel than is necessary for operation of the internal combustion engine 12) Load operation), a predetermined fuel flow is formed in the supply line 34, but the fuel flow is less than in the overrun mode, so that the pressure regulating valve 52 is partially opened. The amount of fuel flowing through the return line 54 remains unaffected by this opening (yet), while the fuel flow through the perfusion line 58 is less, so the suction force of the venturi nozzle 40 .

내연 기관(12)의 시동 시, 스프링 하중을 받는 압력 조절 밸브(52)는 계량 공급 장치(36)의 개방 시 작동 라인(32)에 의해 가급적 높은 연료압이 형성될 수 있도록, 우선적으로 폐쇄된다. At the start of the internal combustion engine 12, the spring-loaded pressure regulating valve 52 is preferentially closed so that a fuel pressure as high as possible can be generated by the operating line 32 upon opening of the metering supply device 36 .

내연 기관(12)의 오버런 모드에서 계량 공급 장치(36)가 폐쇄되면, 계량 공급 장치(36)에서는 연료 누설량이 송출된다. 이러한 누설량은 제로 공급 라인(38)과 제로 공급 스로틀(72)을 거쳐 벤튜리 노즐(40)에 제공된다. 계량 공급 장치(36)가 폐쇄된 경우 관류 라인(58)이 큰 관류량을 포함하기 때문에, 벤튜리 튜브(64)의 감소 튜브(72)의 입구에는 계량 공급 장치(36)가 부분적으로 또는 완전히 개방된 경우보다 더 큰 흡입 작용이 발생한다. 벤튜리 노즐(40)은 제로 공급 라인(38)으로부터 누설량을 흡입해서 예비 공급 펌프(26)의 입구 쪽 나머지 연료와 함께 상기 누설량을 연료 공급 라인(22)으로 공급한다.When the metering feeder 36 is closed in the overrun mode of the internal combustion engine 12, the metering feeder 36 sends out the fuel leakage amount. This leakage is provided to the venturi nozzle 40 via the zero supply line 38 and the zero supply throttle 72. The inlet of the reducing tube 72 of the venturi tube 64 is partially or completely filled with the metering feeder 36 because the perfusion line 58 contains a large amount of perfusion when the metering feeder 36 is closed. A larger inhalation action occurs than when it is opened. The venturi nozzle 40 sucks the leakage amount from the zero supply line 38 and supplies the leaking amount to the fuel supply line 22 together with the remaining fuel at the inlet side of the preliminary supply pump 26.

도 3에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 3과 후속하는 모든 도면들에서는, 도 1의 연료 시스템의 요소들 및 영역들과 동일한 기능을 하는 요소들과 영역들에 동일한 도면 부호를 부여하였으며 재차 상세하게 설명하지 않는다는 점이 적용된다. 도 1과의 차이점은 벤튜리 노즐(40)의 배치에 있다. 도 1과 달리 벤튜리 노즐은 공급 라인(34)에 즉, 압력 조절 밸브(52)의 공급 우회 라인에 배치된다. 상기 실시예의 기능은 도 1에서 설명한 실시예의 기능과 실질적으로 동일하다. 벤튜리 노즐(40)은 공급 우회 라인(34)을 통과하는 유동이 비교적 작더라도 작동한다. FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In Fig. 3 and all subsequent figures, the same reference numerals are given to the elements and regions that function the same as the elements and regions of the fuel system of Fig. 1, and are not described again in detail. The difference from Fig. 1 lies in the arrangement of venturi nozzles 40. Fig. 1, the venturi nozzle is disposed in the feed line 34, i.e., in the feed bypass line of the pressure regulating valve 52. [ The functions of the above embodiment are substantially the same as those of the embodiment described in Fig. Venturi nozzle 40 operates even if the flow through feed bypass line 34 is relatively small.

도 4에는 본 발명의 제3 실시예가 도시되어 있다. 여기서도, 도 1 또는 도 3과의 실질적인 차이점은 벤튜리 노즐(40)의 배치에 있다. 여기서 벤튜리 노즐은 복귀 라인(54)에 배치된다. 벤튜리 노즐(40)은 비교적 일정한 흡입력에 의해 작동한다.FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. Again, a substantial difference from FIG. 1 or FIG. 3 lies in the placement of venturi nozzles 40. Where the venturi nozzle is disposed in the return line 54. Venturi nozzle 40 is operated by a relatively constant suction force.

도 5에는 도 1의 보충예가 도시되어 있다. 여기서, 고압 펌프(30)의 베어링 누설량도 송출하는 복귀 라인(54)에는 고압 펌프(30) 쪽으로 차단 역할을 하며 스프링 하중을 받는 체크 밸브(74)가 추가로 배치된다. 상기 체크 밸브(74)에 의해 연료 시스템(10) 내에는 시동압이 더 신속하고 더 쉽게 형성될 수 있다.Fig. 5 shows a supplementary example of Fig. Here, a check valve 74, which serves as a shutoff valve for the high-pressure pump 30 and receives a spring load, is additionally disposed on the return line 54 for sending out the leakage amount of the bearing of the high-pressure pump 30. The starter pressure can be formed more quickly and easily within the fuel system 10 by the check valve 74.

도 6에는 고압 펌프(30)의 베어링 누설량을 연료 공급 라인(22)으로 공급하기 위한 라인에 체크 밸브(74)가 배치되어 있는, 도 5의 변형예가 도시되어 있다. 여기서도, 체크 밸브(74)는 시동 시 베어링 누설량을 제한하기 위해 사용된다.Fig. 6 shows a modification of Fig. 5 in which a check valve 74 is disposed in a line for supplying the bearing leakage amount of the high-pressure pump 30 to the fuel supply line 22. Fig. Again, the check valve 74 is used to limit the amount of bearing leakage at startup.

도 7에는 본 발명의 제4 실시예가 도시되어 있으며 이는 도 5의 변형예이다. 그러나, 이러한 실시예는 설명한 다른 실시예로도 변환될 수 있다. 지금까지 설명한 실시예들과의 실질적인 차이점은 연료 필터(24)의 위치에 있다. 지금까지 연료 필터(24)는 항상 예비 공급 펌프(26)의 흡입 측에 배치되었던 반면, 여기서 연료 필터(24)는 예비 공급 펌프(26)의 토출 측에 배치된다. 이러한 연료 시스템의 경우 수리 또는 정비 이후 바람직하게 연료 시스템을 채우기 위해 수동 펌프(76)가 제공된다. 유동 방향으로 수동 펌프(76)의 전후방에는 연료 탱크(20) 쪽으로 차단 역할을 하는 2개의 체크 밸브들(77)이 제공된다. 추가로, 고압 펌프(26) 방향으로 개방되고 스프링 하중을 받는 체크 밸브(78)와 예비 공급 펌프-유입부 방향으로 개방되고 스프링 하중을 받는 체크 밸브(80)가 예비 공급 펌프(26)에 대해 병렬로 제공된다. 체크 밸브(78)는, 충전용 전체 연료가 예비 공급 펌프(26)에 의해 펌핑되지 않아도 되도록 연료 시스템(10)의 충전 시 바이패스로서 사용된다. 체크 밸브(80)는 경우에 따라 연료 필터(24)가 막혔을 때, 과부하에 대해 예비 공급 펌프(26)를, 손상에 대해서는 연료 필터(24)를 보호한다. 벤튜리 노즐(40)을 이용한 제로 공급 라인(38)의 처리는 전술한 실시예들과 동일하다.FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention, which is a modification of FIG. However, such an embodiment can also be converted into another described embodiment. A substantial difference from the embodiments described so far lies in the position of the fuel filter 24. Up to now, the fuel filter 24 has always been disposed on the suction side of the preliminary feed pump 26, wherein the fuel filter 24 is disposed on the discharge side of the preliminary feed pump 26. In this fuel system, a manual pump 76 is provided to fill the fuel system preferably after repair or maintenance. Two check valves 77 are provided on the front and rear sides of the manual pump 76 in the flow direction, acting as shut-off valves toward the fuel tank 20. In addition, a check valve 78 opened in the direction of the high-pressure pump 26 and subjected to a spring load, and a check valve 80 opened in the direction of the preliminary feed pump-inlet and subjected to a spring load, And are provided in parallel. The check valve 78 is used as a bypass when the fuel system 10 is charged so that the total fuel for recharging is not pumped by the preliminary feed pump 26. The check valve 80 protects the preliminary feed pump 26 against overload and the fuel filter 24 against damage when the fuel filter 24 is occasionally clogged. The processing of the zero supply line 38 using the venturi nozzle 40 is the same as in the above-described embodiments.

Claims (10)

예비 공급 펌프(26)와, 고압 펌프(30)와, 예비 공급 펌프(26)와 고압 펌프(30) 사이에 유압식으로 배치된 계량 공급 장치(36)와, 계량 공급 장치(36)의 누설량 송출을 위한 제로 공급 라인(38)을 포함하는, 자동차의 내연 기관(12)용 연료 시스템(10)에 있어서,
제로 공급 라인(38) 내에 또는 제로 공급 라인의 유동 하류 측 단부에 흡입 수단(40)이 배치되고, 흡입 수단은 벤튜리 노즐(40)을 포함하고, 예비 공급 펌프(26)와 고압 펌프(30) 사이에 놓인 저압 영역의 압력 조절을 위한 압력 조절 밸브(52)를 포함하고, 벤튜리 노즐(40)은 압력 조절 밸브(52)의 공급 우회 라인(34)에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).A metering feeder 36 arranged hydraulically between the preliminary feed pump 26 and the high pressure pump 30 and a metering feeder 36 disposed between the preliminary feed pump 26 and the high- For a fuel system (10) for an internal combustion engine (12) of an automobile, comprising a zero supply line (38)
Suction means 40 are located in the zero supply line 38 or at the downstream end of the flow of the zero supply line and the suction means comprises a venturi nozzle 40 and the reserve supply pump 26 and the high pressure pump 30 And a pressure regulating valve (52) for regulating the pressure in the low pressure region between the fuel control valve (52) and the fuel control valve (52), wherein the venturi nozzle (40) (10). 삭제delete 제1항에 있어서, 연료 시스템은 예비 공급 펌프(26)와 고압 펌프 (30) 사이에 놓인 저압 영역의 압력 조절을 위한 압력 조절 밸브(52)를 포함하고, 벤튜리 노즐(40)은 압력 조절 밸브(52)의 우회 라인(54, 58)에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).The fuel system according to claim 1, wherein the fuel system includes a pressure regulating valve (52) for regulating the pressure in the low pressure region between the preliminary feed pump (26) and the high pressure pump (30) Is disposed in the bypass line (54, 58) of the valve (52). 제3항에 있어서, 우회 라인(58)은 예비 공급 펌프(26) 쪽 공급 라인(22)으로 이어지는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).4. A fuel system (10) according to claim 3, characterized in that the bypass line (58) leads to the supply line (22) to the reserve supply pump (26) side. 제3항에 있어서, 상기 우회 라인은 복귀 라인(54)으로 이어지는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).4. A fuel system (10) according to claim 3, characterized in that the bypass line leads to a return line (54). 삭제delete 제1항에 있어서, 공급 우회 라인(34)은 고압 펌프(30)의 윤활 라인과 냉각 라인 중 어느 하나 또는 둘 다의 일부이며, 압력 조절 밸브(52)는 상기 압력 조절 밸브가 공급 우회 라인(34)을 복귀 라인(54)에 연결하기 시작하는 제1 개방압을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).The system of claim 1 wherein the feed bypass line (34) is part of either or both of the lubrication line and the cooling line of the high-pressure pump (30) and the pressure regulating valve (52) 34) to the return line (54). ≪ Desc / Clms Page number 14 > 제1항에 있어서, 고압 펌프(30)는 베어링 누설량의 복귀를 위해 하나 이상의 복귀 라인(54)을 포함하고, 복귀 라인(54)에는 고압 펌프(30) 쪽으로 차단 역할을 하며 스프링 하중을 받는 체크 밸브(74)가 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).3. The apparatus of claim 1, wherein the high-pressure pump (30) includes one or more return lines (54) for returning bearing leakage, and the return line (54) A fuel system (10) in which a valve (74) is disposed. 제1항에 있어서, 예비 공급 펌프-유입부 방향으로 개방되며 스프링 하중을 받는 체크 밸브 또는 압력 제한 밸브(80)가 예비 공급 펌프(26)에 대해 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).The fuel system (10) according to claim 1, characterized in that a check valve or a pressure-limiting valve (80) opened in the direction of the preliminary feed pump inlet and subject to a spring load is arranged in parallel with the preliminary feed pump ). 제1항에 있어서, 고압 펌프-유입부 방향으로 개방되며 스프링 하중을 받는 체크 밸브 또는 압력 제한 밸브(78)가 예비 공급 펌프(26)에 대해 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 시스템(10).The fuel system (10) according to claim 1, characterized in that a check valve or a pressure-limiting valve (78) opened in the direction of the high-pressure pump-inlet and subject to a spring load is arranged in parallel to the preliminary feed pump (26) .
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