KR101835894B1 - 고압 어큐뮬레이터가 일체된 연료 분사 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압 펌프를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템에 관한 것이며, 이때 고압 펌프의 고압 배출부(4)는 고압 어큐뮬레이터(23)에 연결되는데, 상기 고압 어큐뮬레이터는 연료 인젝터와의 연결을 위한 하나 이상의 어큐뮬레이터 배출부(13a, 13b)를 갖는다. 본 발명에 따라, 콤팩트하게 형성되면서 높은 작동 안정성을 갖는 연료 분사 시스템이 제공된다. 이는 고압 어큐뮬레이터(23)가 고압 펌프에 바로 적응되고, 어큐뮬레이터 배출부(13a, 13b)가 고압 펌프에 대해 정확히 규정된 위치로 배향됨으로써 달성된다.

Description

고압 어큐뮬레이터가 일체된 연료 분사 시스템{FUEL INJECTION SYSTEM WITH INTEGRATED HIGH-PRESSURE ACCUMULATOR}
본 발명은 고압 펌프를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템에 관한 것이며, 이때 고압 펌프의 고압 배출부는 고압 어큐뮬레이터에 연결되는데, 상기 고압 어큐뮬레이터는 연료 인젝터와의 연결을 위한 하나 이상의 어큐뮬레이터 배출부를 갖는다.
상기 유형의 연료 분사 시스템은 DE 10 2005 027 851 A1호에 공지되어 있다. 이러한 고압 펌프를 구비한 연료 분사 시스템은 캠축에 의해 구동되는 2개의 펌프 피스톤을 포함하며, 이러한 펌프 피스톤에 의해 연료는 각각 하나의 체크 밸브를 거쳐, 고압 펌프에 대해 별도로 배치 및 장착된 고압 어큐뮬레이터 내로 이송된다. 연료는 내연 기관의 연소실 내로의 분사를 위해, 라인을 통해 고압 어큐뮬레이터와 연결된 연료 인젝터에 의해 고압 어큐뮬레이터로부터 배출된다.
본 발명의 목적은 콤팩트하면서 확실히 조립되도록 형성된 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은 고압 어큐뮬레이터가 고압 펌프에 바로 적응되고, 어큐뮬레이터 배출부가 고압 펌프에 대해 정확히 규정된 위치로 배향됨으로써 달성된다. 이와 같이 고압 펌프에 고압 어큐뮬레이터가 적응되는 것은 이러한 고압 어큐뮬레이터가 별도의 부품으로서 조립되어 고압 펌프와 적합한 방식으로 연결될 필요가 없다는 장점이 있다. 어큐뮬레이터 배출부가 정확히 배향되면, 연료 인젝터에 대한 연결 라인이 정확히 규정되고, 확실한 조립을 개선하기 위한 라인의 매칭이 불필요하다는 장점이 있다.
본 발명의 개선예에서, 고압 펌프는 실린더 헤드를 구비한 펌프 하우징을 포함하며, 고압 펌프의 고압 배출부는 실린더 헤드 벽부로 이어진다. 고압 배출부가 실린더 헤드 벽부로 이어짐으로써, 예를 들어 고압 어큐뮬레이터에 의해 바람직하게 내연 기관의 2개의 실린더 유닛(그러나 기본적으로 1개, 3개, 또는 4개의 실린더 유닛의 제공도 가능하다)이 작동될 수 있도록, 고압 어큐뮬레이터가 공간 절약식으로 바로 실린더 헤드 벽부에 설치될 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에서 고압 어큐뮬레이터는 고압 배출부와 상호 작용하는 분배 요소로서 형성된다. 이러한 분배 요소는 바람직하게는 고압 펌프가 내연 기관의 실린더 헤드 내에 삽입될 때 고압 펌프의 실린더 헤드의 벽부에 조립되고, (상술한 바와 같이) 바람직하게 내연 기관의 2개의 실린더 유닛을 작동시킨다. 이러한 실린더형의 포트 형태와 유사한 분배 요소는, 상기 분배 요소가 문제없이 제조될 수 있고 포트 형태의 내부 챔버가 고압 어큐뮬레이터를 위해 충분한 크기의 어큐뮬레이터 용량을 제공하기 때문에 특히 적합하다. 대안적인 실시예에서, 분배 요소는 실린더 관 형태로도 형성될 수 있으며, 이 경우 하나 이상의 어큐뮬레이터 배출구는 실린더 관 형태의 분배 요소에 측방향으로 장착된다.
본 발명의 개선예에서, 분배 요소는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 어큐뮬레이터 배출부를 포함한다. 이 경우, 어큐뮬레이터 배출부는 바람직하게는 실린더 종축에 대해 0°가 아닌 각도로 배치된다. 이러한 배치로 인해, 우선 1개를 초과하는 어큐뮬레이터 배출부가 분배 요소에 적응 가능하지만, 다른 한편으로는 매칭 작업 없이 하나 이상의 연결 라인을 연료 인젝터에 접속 가능하게 하기 위해 분배 요소의 정확한 배향이 필요하게 된다.
본 발명의 개선예에서 분배 요소는 홀딩부에 의해 실린더 헤드 벽부에 고정된다. 기본적으로, 분배 요소에 예를 들어 나사선이 제공되어 바로 실린더 헤드 벽부에 나사 결합되는 것이 가능할 것이다. 그러나, 이 경우 어큐뮬레이터 배출부의 배향은 정확히 규정된 나사 결합 위치를 통해서만 보장될 것이다. 홀딩부를 사용함으로써, 분배 요소는 정확하게, 예를 들어 상응하는 표식(또는 하기에 설명되는 배향 장치의 표식)을 통해 실린더 헤드에 대해 배향될 수 있으며, 이후 홀딩부에 의해 실린더 헤드 벽부에 고정될 수 있다.
추가의 실시예에서 홀딩부는 예를 들어 나사 연결부에 의해 실린더 헤드에 나사 결합되는 클램핑 나사이다. 이 경우, 클램핑 나사는 분배 요소의 링 플랜지 상에 위치하는 홀딩 플랜지를 포함한다. 그러나, 대안적으로 클램핑 나사는 우측 나사선 및 좌측 나사선을 구비한 이중으로 작용하는 나사로서 형성될 수도 있으며, 실린더 헤드 및 분배 요소에서의 상응하는 나사선과 상호 작용할 수 있다.
본 발명의 개선예에서 분배 요소는 고압 배출부 또는 실린더 헤드와 상호 작용하는 배향 장치를 포함하며, 이러한 배향 장치는 상응하는 리세스와 상호 작용하는 하나 이상의 노즈부의 형태를 갖는다. 이로 인해, 추가로 육안으로 배향하는 일 없이, 필요한 배향이 바로 정확하게 달성된다.
추가의 실시예에서 분배 요소는 접속부 측면의 반대편에서 고압 배출부 또는 실린더 헤드에 폐쇄 덮개 또는 레일 압력 센서를 위한 접속 개구를 포함한다. 이러한 구성은 분배 요소가 실린더 관 형태로 형성되는 경우에 특히 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 추가 실시예들은 도면들에 도시된 본 발명의 실시예들이 설명되는 도면 설명부에 제시된다.
도 1은 포트 형태로 형성된 분배 요소의 단면을 도시한 도면이다.
도 2는 분배 요소의 배향 장치를 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 실린더 헤드에 대한 분배 요소의 고정부의 변형예를 도시한 도면이다.
도 4는 실린더 관 형태로 형성된 분배 요소의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른, 실린더 관 형태로 형성된 분배 요소의 횡단면을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 내연 기관의 연료 분사 시스템의 고압 펌프는 실린더 헤드(1)를 구비한 펌프 하우징을 포함하며, 일부가 도시된 펌프 피스톤(2)은 실린더 헤드(1)의 실린더 보어 내에서 안내되고, 압력 유지 밸브(5)가 연결되는 고압 배출부(4)를 통해 압력 챔버(3)로부터의 연료를 고압 어큐뮬레이터(23) 내로 공급한다. 고압 배출부(4)는 고압 펌프의 실린더 헤드(1)의 실린더 헤드 벽부(6)로 이어진다. 실린더 헤드 벽부(6)에는 포트 형태로 형성된 분배 요소(8)가 삽입되는 링형 나사 연결부(7)가 형성되며, 이러한 분배 요소의 내부 챔버는 고압 어큐뮬레이터(23)를 형성한다. 고압 펌프는 내연 기관의 실린더 헤드 내에 장착될 수 있으며, 이 경우 고유의 구동축을 포함하는 것이 아니라 내연 기관의 축, 예를 들어 캠축을 통해 구동된다. 대안적으로, 고압 펌프는 내연 기관을 통해 구동되는 고유의 구동축을 포함할 수도 있다.
포트 형태의 분배 요소(8)는 링 플랜지(9)를 포함하며, 이러한 링 플랜지에는 클램핑 나사(11)의 상응하는 홀딩 플랜지(10)가 작용한다. 클램핑 나사(11)는 나사 연결부(7)와 나사 결합되고, 고압 펌프의 실린더 헤드(1)의 실린더 헤드 벽부(6)에 분배 요소(8)를 가압한다. 밀봉 연결을 보장하기 위해, 포트 형태의 분배 요소(8)는 실린더 헤드 벽부(6)를 향한 측면에 밀봉 구조(12)를 포함한다. 대안적으로, 상응하는 부품들 사이에는 밀봉부가 삽입된다.
분배 요소(8)의 반대편 측면에서는, 베이스 벽부에 예를 들어 2개의 어큐뮬레이터 배출부들(13a, 13b)이 탬퍼링 가공되며, 이러한 어큐뮬레이터 배출부들에는 연료 인젝터와의 연결을 위한 라인이 나사 결합될 수 있다. 어큐뮬레이터 배출부들(13)의 수(예를 들어 2개, 3개 또는 4개)는 내연 기관의 실린더 수에 좌우되는데, 이는 각각의 실린더 유닛에 하나의 연료 인젝터가 할당되기 때문이다. 마지막으로, 분배 요소는 레일 압력 센서(15)가 접속 가능한 또 하나의 접속부(14)를 포함한다. 레일 압력 센서에 의해서는 추가로 채워지는 연료량을 개회로 제어하기 위해 고압 어큐뮬레이터(23) 내의 연료 압력이 측정된다.
도 2에는 둘레에서 분배되는 3개의 노즈부 형태를 갖는 배향 장치(16)가 제공된 포트 형태의 분배 요소(8)가 도시되어 있다. 이러한 노즈부들은 나사 연결부(7) 내의 상응하는 리세스에 맞물리고(또는 이와 반대로 맞물리고), 실린더 헤드 벽부(6)에 대해 분배 요소(8)가 정확하게 배향되는 것을 보장한다. 정확한 할당 및 배향을 보장하기 위해, 노즈부의 수는 바람직하게 어큐뮬레이터 배출부들(13)의 수에 상응한다. 예를 들어, 2개의 어큐뮬레이터 배출부들(13)이 노즈부들과 마찬가지로 서로 대향 배치(180°)되는 반면, 3개의 어큐뮬레이터 배출부들이 노즈부들과 마찬가지로 120°로, 4개의 어큐뮬레이터 배출부들이 90°로 서로 비틀리게 배치된다.
도 3에 따른 실시예에서, 나사 연결부(7a)는 바로 실린더 헤드(1)에 일체되어 있고, 클램핑 나사(11a)는 우측 나사선 및 좌측 나사선을 구비한 이중으로 작용하는 나사로서 형성된다. 이에 상응하게, 이 경우 분배 요소(8a)도 외부 나사선(17)을 포함하므로, 클램핑 나사(11a)의 나사 결합시에 분배 요소(8a)는 나사 연결부(7a)와 나사 결합된다. 분배 요소(8a)의 다른 구성은 도 1에서와 동일하다.
도 4에 따른 실시예에서, 분배 요소(8b)는 실린더 관 형태로 형성되며, 실린더 헤드 벽부(6)와 상호 작용하는 연결부(18)와, 클램핑 나사(11b)에 의해 나사 결합된다. 연결부(18)는 기능상 나사 연결부(7, 7a)에 상응한다. 클램핑 나사(11b)는 연결부(18)의 주연에 형성되는 그루브 내에 삽입된 고정링(19)에 지지되는 동시에, 분배 요소(8b)의 내부 나사선 내에 나사 결합된다. 도시되지 않은 배향 장치 및 밀봉 구조는 연결부(18)와 분배 요소(8b) 사이에 제공된다.
연결부(18)의 반대편에서, 분배 요소(8b)의 접속 개구(20) 내에는 폐쇄 덮개(21)가 나사 결합된다. 대안적으로, 이 경우 레일 압력 센서도 나사 결합될 수 있다. 접속 개구(20) 내에 나사 결합된 폐쇄 덮개(21)는 리세스(22)를 포함하며, 이러한 리세스에 의해서는 리세스(22) 내부에서 작용하는 연료 압력을 통해 레일 압력이 나사 연결부에 가해진다. 이로 인해, 발생 가능한 분배 요소(8b)의 확대가 보상되고, 이와 같이 밀봉부의 효과가 개선된다.
도 5에는 예를 들어 2개의 어큐뮬레이터 배출부(13a, 13b)와, 레일 압력 센서를 위한 추가의 접속부(14)를 구비한 분배 요소(8b)의 횡단면이 도시되어 있다. 이러한 실시예에서도 실제 어큐뮬레이터 배출부들(13)의 수(예를 들어 2개, 3개 또는 4개)는 내연 기관의 실린더 수에 좌우되는데, 이는 각각의 실린더 유닛에 하나의 연료 인젝터가 할당되기 때문이다.

Claims (9)

  1. 고압 펌프 및 고압 어큐뮬레이터(23)를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템이며, 이때 고압 펌프의 고압 배출부(4)는 고압 어큐뮬레이터(23)에 연결되는데, 상기 고압 어큐뮬레이터는 연료 인젝터와의 연결을 위한 하나 이상의 어큐뮬레이터 배출부(13a, 13b)를 갖고, 고압 어큐뮬레이터(23)는 고압 펌프에 바로 적응되고, 고압 펌프는 실린더 헤드(1)를 구비한 펌프 하우징을 포함하며, 실린더 헤드(1) 내에서 펌프 피스톤(2)은 실린더 보어 내에서 안내되고, 실린더 보어의 고압 배출부(4)는 실린더 헤드(1)의 실린더 헤드 벽부(6)로 이어지고, 고압 어큐뮬레이터(23)는 고압 배출부(4)와 상호 작용하는 분배 요소(8, 8a, 8b)로서 형성되고, 분배 요소(8, 8a, 8b)는, 적어도 하나의 어큐뮬레이터 배출부(13a, 13b)가 고압 펌프에 대해 정확히 규정된 위치로 배향되도록 고압 배출부(4) 또는 실린더 헤드(1)와 상호 작용하는 배향 장치(16)를 포함하고,
    분배 요소(8, 8a, 8b)는 포트 형태 또는 실린더 관 형태로 형성되고 분배 요소(8, 8a, 8b)는 실린더 헤드 벽부(6)에 배치된 연결부(7, 7a, 18)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 고압 펌프 및 고압 어큐뮬레이터(23)를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 분배 요소(8, 8a, 8b)는 2개, 3개 또는 4개의 어큐뮬레이터 배출부(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 펌프 및 고압 어큐뮬레이터(23)를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분배 요소(8, 8a, 8b)는 홀딩부(11, 11a, 11b)에 의해 연결부(7, 7a, 18)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 고압 펌프 및 고압 어큐뮬레이터(23)를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 홀딩부(11, 11a, 11b)는 클램핑 나사인 것을 특징으로 하는, 고압 펌프 및 고압 어큐뮬레이터(23)를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분배 요소(8b)는 고압 배출부(4) 또는 실린더 헤드(1)의 접속부 측면의 반대편에 폐쇄 덮개(21) 또는 레일 압력 센서(15)를 위한 접속 개구(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 펌프 및 고압 어큐뮬레이터(23)를 구비한 내연 기관의 연료 분사 시스템.
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