KR102253287B1

KR102253287B1 - 위치설정 핀을 갖는 연료 인젝터, 이를 이용하는 내연기관, 및 방법

Info

Publication number: KR102253287B1
Application number: KR1020190148529A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 에이. 킨니치; 찰스 더블유. 브라운; 개리 제이. 드 안젤리스
Original assignee: 델피 테크놀로지스 아이피 리미티드
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-05-21
Also published as: US20200158064A1; CN111197548A; KR20200060268A; CN111197548B; US11136953B2; EP3657007B1; EP3657007A1

Abstract

연료 인젝터(10)는, 노즐 바디 축(20)을 따라 연료 인젝터 수용 보어(18) 내에 삽입되는 노즐 바디(16); 밸브 하우징(42); 및 위치설정 핀 축(50)을 따라 상기 밸브 하우징(42)으로부터 연장되는 위치설정 핀(46)을 구비한다. 상기 위치설정 핀 축(50)은 상기 노즐 바디 축(20)에 편심되어 있다. 상기 위치설정 핀(46)은 상기 노즐 바디 축(20)에 대해 반경방향으로 그리고 상기 위치설정 핀 축(50)을 통해 제1 방향으로의 폭(52)과, 상기 폭(52)에 수직인 제2 방향으로의 길이(54)를 가지며, 상기 폭(52)은 상기 길이(54)보다 작다. 상기 위치설정 핀(46)은 상기 위치설정 핀(46)의 길이(54)에서 직경방향으로 대향된 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)를 구비하여, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 보어(48) 내에 삽입될 때 소성 변형함으로써, 상기 노즐 바디 축(20)에 대한 상기 연료 인젝터(10)의 회전 운동을 방지한다.

Description

위치설정 핀을 갖는 연료 인젝터, 이를 이용하는 내연기관, 및 방법{FUEL INJECTOR WITH A LOCATING PIN, INTERNAL COMBUSTION ENGINE USING THE SAME, AND METHOD}

본 발명은 내연기관의 연소실 내에 연료를 분사하기 위한 연료 인젝터로서, 보다 상세하게 연소실에 대해 연료 인젝터를 배향하여 연료 인젝터의 회전을 방지하는 위치설정 핀을 갖는 연료 인젝터에 관한 것이다.

현대의 내연기관 내의 연료 시스템은 통상적으로 내연기관의 연소실 내에 연료를 직접 분사한다. 연료 인젝터는 노즐 바디 축을 따라 내연기관의 연료 인젝터 수용 보어 내에 삽입되는 노즐 바디를 구비한다. 연료 인젝터에 의해 제공된 연료의 최적 연소를 성취하여 연료 효율을 최대화하고 유해한 배기 배출물을 최소화하기 위해, 최적 연소를 성취하는데 가장 도움이 되는 방식으로 연소실에 대해 연료 인젝터를 배향하는 것이 공지되어 있다. 연료 인젝터를 배향하는 하나의 공지된 방식은 Rettig 등에 허여된 미국특허 7,886,717호에 개시되어 있으며, 그 연료 인젝터는 노즐 바디가 연료 인젝터 수용 보어 내에서 회전할 수 있는 크기를 제한하는 내연기관의 리세스 내에 수용된 고정 장치를 구비한다. Rettig 등의 고정 장치는 연료 인젝터의 밸브 하우징과 함께 소성 사출성형 공정에서 형성되는 특징부이다. 이러한 Rettig 등의 구성에서, 고정 장치는 고정 장치를 형성할 때 제조 변화를 수용하기 위해 리세스와 헐거운 끼워맞춤을 제공하도록 설계된다. 이와 같이 헐거운 끼워맞춤은 노즐 바디 축에 대한 연료 인젝터의 일부 회전을 허용하여, 연료 인젝터로부터의 분무가 연소실 내에 도입되는 방법에 대한 변화를 초래한다. 그 결과, 연료 인젝터로부터의 분무는 연소실 내에 최적으로 위치되지 않을 수 있어 감소된 연료 경제성 및 증가된 유해 배기 배출물을 초래할 수 있다.

상술한 바와 같은 단점 중 하나 이상을 최소화 또는 제거하는 연료 인젝터에 대한 필요성이 있다.

요약하면, 본 발명은 내연기관의 연소실 내에 연료를 분사하기 위한 연료 인젝터를 제공한다. 상기 연료 인젝터는 노즐 바디 축을 따라 상기 내연기관의 연료 인젝터 수용 보어 내에 삽입되도록 구성된 노즐 바디; 상기 노즐 바디에 고정된 관계로 유지되는 밸브 하우징; 및 상기 밸브 하우징에 고정된 위치설정 핀 고정 단부로부터 위치설정 핀 자유 단부로 위치설정 핀 축을 따라 상기 밸브 하우징으로부터 연장되는 위치설정 핀으로서, 상기 위치설정 핀은 상기 연료 인젝터 수용 보어 내의 상기 노즐 바디를 반경방향으로 배향하도록 구성되고, 상기 위치설정 핀은 위치설정 보어 내에 삽입되도록 구성된, 상기 위치설정 핀을 구비한다. 상기 위치설정 핀 축은 상기 노즐 바디 축에 편심되어 있고, 1) 상기 노즐 바디 축에 대해 반경방향으로 그리고 상기 위치설정 핀 축을 통해 제1 방향으로의 폭과, 2) 상기 폭에 수직인 제2 방향으로의 길이를 가지며, 상기 폭은 상기 길이보다 작다. 상기 위치설정 핀은, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제1 크러쉬 리브와, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제2 크러쉬 리브를 구비하여, 상기 제1 크러쉬 리브 및 상기 제2 크러쉬 리브는 상기 위치설정 핀의 상기 길이에서 직경방향으로 대향되고, 상기 제1 크러쉬 리브 및 상기 제2 크러쉬 리브는 상기 위치설정 보어 내에 삽입될 때 소성 변형하도록 구성되어, 상기 노즐 바디 축에 대한 상기 연료 인젝터의 회전 운동을 방지한다. 또한, 본 발명은 연료 인젝터를 구비하는 내연기관을 제공한다. 또한, 본 발명은 내연기관에 연료 인젝터를 조립하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 상기 연료 인젝터 수용 보어 내에 상기 노즐 바디를 삽입하는 단계; 상기 위치설정 보어 내에 상기 위치설정 핀을 삽입하는 단계; 상기 위치설정 핀이 상기 위치설정 보어 내에 삽입되는 동안에, 상기 제1 크러쉬 리브 및 상기 제1 크러쉬 리브를 소성 변형하는 단계로서, 상기 위치설정 핀이 상기 연료 인젝터 수용 보어 내의 상기 노즐 바디를 반경방향으로 배향하여, 상기 노즐 바디 축에 대한 상기 연료 인젝터의 회전 운동을 방지하는, 상기 소성 변형 단계를 구비한다.

본원에 구비된 연료 인젝터, 내연기관, 및 내연기관에 연료 인젝터를 조립하는 방법은 연료에 대한 소망된 연소를 성취하는데 필요한 내연기관의 연소실에 대한 연료 인젝터의 위치설정 보어의 중심에 위치설정 핀을 강제함으로써 긍정적인 배향을 제공하여, 연료 효율을 최대화하고, 유해한 배기 배출물을 최소화하고, 연소실에 대한 연료 인젝터의 배치 변화를 최소화한다.

본 발명의 또 다른 특징 및 이점은 단지 비제한적인 예와, 첨부된 도면을 참조하여 제공된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 상세한 설명을 읽을 때 더욱 명확하게 나타날 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 기술할 것이다.
도 1은 내연기관에 설치된 본 발명에 따른 연료 인젝터의 입면도이다.
도 2는 도 1의 연료 인젝터의 개략도이다.
도 3은 도 1의 연료 인젝터의 등각도이다.
도 4는 도 1의 연료 인젝터의 위치설정 핀에 대한 단부도이다.
도 5는 위치설정 핀의 입면도이다.
도 6은 도 5에 비해 위치설정 핀을 중심으로 90°회전된 위치설정 핀에 대한 또 다른 입면도이다.

우선, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 도 1 및 2를 참조하면, 연료 인젝터(10)는 내연기관(12) 내에 설치된 것으로 도시되며, 연료 인젝터(10)는 당업자에게 잘 공지된 바와 같이 연료가 연소되는 내연기관(12)의 연소실(14) 내로 연료를 분사하도록 제공된다. 연료 인젝터(10)에 의해 연소실(14) 내로 분사되는 연료는 내연기관에서 통상적으로 이용되는 수많은 연료 중 어느 것일 수 있지만, 바람직하게 단지 비제한적인 예로서, 가솔린, 알코올, 에탄올 디젤 연료, 바이오디젤 등 혹은 그 하나 이상의 혼합물일 수 있는 액체 연료일 수 있거나, 또는 대안적으로 압축 천연가스(CNG) 또는 프로판 등의 가스상 연료일 수 있다.

일반적으로, 연료 인젝터(10)는 노즐 바디 축(20)을 따라 내연기관(12)의 연료 인젝터 수용 보어(18) 내에 삽입되도록 구성된 노즐 바디(16)를 구비하여, 노즐 팁(24)은 연소실(14)과 연통하고, 연료 인젝터(10)로부터 연소실(14) 내로 연료를 선택적으로 배출하는 하나 이상의 노즐 개구(26)를 내장한다. 노즐 개구(26)로부터의 연료 배출은 노즐 바디(16) 내에 위치된 밸브 니들(28)에 의해 제어되며, 밸브 니들(28)은 노즐 개구(26)를 통한 연료의 배출을 중지하도록 밸브 시트(30)(도 2의 확대 부분에서 실선으로 도시)로 선택적으로 안착되고, 연료 인젝터(10)로부터 연소실(14) 내로 연료를 배출하도록 밸브 시트(30)(도 2의 확대 부분에서 점선으로 도시)로 선택적으로 안착되지 않는다. 밸브 니들(28)의 운동은 솔레노이드 액추에이터로서 본원에 도시된 액추에이터(32)에 의해 제어된다. 본원에서 실시되는 바와 같이, 액추에이터(32)는 와이어 권선(34), 고정식인 자극편(pole piece)(36), 밸브 니들(28)과 이동가능한 전기자(38), 및 밸브 시트(30)로 안착되는 방향으로 밸브 니들(28)을 가압하는 리턴 스프링(40)을 구비한다. 와이어 권선(34)이 전류로 여기되면, 전기자(38)는 자극편(36)으로 자기적으로 끌려 밸브 시트(30)로부터 밸브 니들(28)을 안착시키지 않는다. 그 반대로, 와이어 권선(34)으로의 전류가 중지되면, 전기자(38)와 자극편(36) 간의 자력이 중지되어 밸브 시트(30)로 안착되도록 리턴 스프링(40)이 밸브 니들(28)을 이동하게 한다. 액추에이터(32)가 솔레노이드 액추에이터로서 본원에 도시되어 있지만, 액추에이터(32)는 단지 비제한적인 예로서, 압전 액추에이터일 수 있는 다른 형태를 취할 수 있다. 또한, 액추에이터(32)가 밸브 니들(28)을 직접 작동시키는 것으로 도시되어 있지만, 액추에이터(32)는 제어 챔버 내의 연료 압력이 밸브 니들(28)의 위치에 영향을 미치도록 액추에이터가 제어 챔버 내의 연료 압력을 제어하는데 이용될 수 있는 간접 작동식일 수 있다.

또한, 연료 인젝터(10)는 노즐 팁(24)의 원위에 있는 밸브 하우징(42)을 구비한다. 밸브 하우징(42)은 노즐 바디(16)에 고정된 관계로 유지되어 밸브 하우징(42)과 노즐 바디(16) 사이의 상대 운동이 방지된다. 밸브 하우징(42)은 액화 플라스틱이 몰드(미도시) 내로 분사되는 플라스틱 사출성형 공정에서 바람직하게 형성된 열가소성 재료로 이루어지며, 액화 플라스틱은 몰드로부터 제거되기 전에 고형화되게 한다. 밸브 하우징(42)은 노즐 바디(16)에 대해 밸브 하우징(42)을 고정하는데 이용되는 밸브 하우징 제1 부분(42a), 액추에이터(32)에 전기적 연결을 제공하도록 전기 단자(44)를 구비한 밸브 하우징 전기 커넥터(42b), 및 밸브 하우징 제1 부분(42a)을 밸브 하우징 전기 커넥터(42b)에 결합하는 밸브 하우징 중간부(42c)를 구비한다. 밸브 하우징 전기 커넥터(42b)는 전류를 선택적으로 공급하도록 전기 단자(44)와 전기적 연결을 하는 상보적인 전기 커넥터(미도시)와 정합하도록 구성된다.

낮은 레벨의 배출물을 생성하는 소망된 연소를 성취하기 위해, 노즐 팁(24)은 노즐 바디 축(20)을 중심으로 하여 연소실(14)에 대해 적절하게 배향되어, 효율적인 연소를 촉진하는 방식으로 노즐 개구(26)로부터 배출된 연료가 연소실(14) 내에 도입되게 해야 한다. 연소실(14)에 대한 노즐 팁(24)의 소망된 배향은, 단지 비제한적인 예로서, 연소실(14)에 대한 연료 인젝터 수용 보어(18)의 위치 및 연료를 점화하는데 이용될 수 있는 스파크 플러그(미도시)의 위치일 수 있는 요인에 따라 다르다는 것이 중요하다. 또한, 당업자는, 예컨대 모델링 또는 경험적 시험을 통해 연소실(14)에 대해 노즐 팁(24)의 소망된 배향을 결정할 수 있을 것이다. 연료 인젝터(10)는 노즐 바디 축(20)을 중심으로 하여 연소실(14)에 대한 노즐 팁(24)의 적절한 배향을 보장하기 위해 위치설정 보어(48) 내에 삽입되도록 구성된 밸브 하우징(42)으로부터 연장되는 위치설정 핀(46)을 구비하여, 위치설정 핀(36)은 노즐 바디 축(20)에 대한 연료 인젝터(10)의 회전 운동을 방지한다. 위치설정 보어(48)는 연료 인젝터 수용 보어(18)가 위치되는 내연기관(12)의 동일한 부분에 위치될 수 있거나, 또는 달리 연소실(14)에 대한 고정된 위치에 유지되는 또 다른 요소에 위치될 수 있다. 위치설정 핀(46)은 이하 단락에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 3-6을 추가로 참조하면, 위치설정 핀(46)은 위치설정 핀 축(50)을 따라 밸브 하우징(42), 더욱 상세하게 밸브 하우징 중간부(42c)로부터 연장된다. 위치설정 핀(46)은 밸브 하우징(42)에 고정되는 위치설정 핀 고정 단부(46a)로부터 위치설정 핀(46)을 종단하는 위치설정 핀 자유 단부(46b)로 연장된다. 위치설정 핀 축(50)은 노즐 바디 축(20)에 편심되어 있고, 또한 바람직하게 노즐 바디 축(20)에 평행하여, 위치설정 핀(46)은 위치설정 핀 축(50)에 대해 중심설정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 위치설정 핀(46)은 노즐 바디 축(20)에 대해 반경방향으로 그리고 위치설정 핀 축(50)을 통해 제1 방향으로의 폭(52)을 갖는다. 또한, 위치설정 핀(46)은 폭(52)에 수직인 제2 방향으로 그리고 위치설정 핀 축(50)에 수직인 평면 내에 길이(54)를 가지며, 길이(54)는 폭(52)보다 더 큰 크기이다. 도 4에서 명백한 바와 같이, 길이(54)를 폭(52)보다 더 큰 크기로 함으로써, 노즐 팁(24)의 배향은 길이(54)에서의 위치설정 핀(46)에 의해 결정되고, 노즐 바디 축(20)을 중심으로 한 회전은 길이(54)에서의 위치설정 핀(46)에 의해 방지된다.

위치설정 핀(46)은, 그로부터 외측으로 돌출하며, 위치설정 핀 고정 단부(46a)로부터 위치설정 핀 자유 단부(46b)를 향하는 방향을 따라 연장되는 제1 크러쉬 리브(56)를 구비한다. 또한, 위치설정 핀(46)은, 그로부터 외측으로 돌출하며, 위치설정 핀 고정 단부(46a)로부터 위치설정 핀 자유 단부(46b)를 향하는 방향을 따라 연장되는 제2 크러쉬 리브(58)를 구비하여, 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)는 길이(54)에서 서로 직경방향으로 대향된다. 본원에 사용된 바와 같이, "직경방향으로 대향된(diametrically opposed)"은 정확하게 직경방향으로 대향, 즉 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 180°이격된 것을 포함하고, 또한 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 10°의 정확하게 직경방향으로 대향된 것으로부터의 편차를 포함한다. 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)는 위치설정 핀(46)이 위치설정 보어(48) 내에 삽입될 때 소성 변형하도록 구성되어, 연료 인젝터 수용 보어(18) 내의 노즐 바디(16)를 반경방향으로 배향하고, 또한 노즐 바디 축(20)에 대한 연료 인젝터(10)의 회전 운동을 방지한다. 도 4는 위치설정 보어(48) 내에 삽입 전의 상태를 나타내도록 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)를 실선으로 도시하고, 또한 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)가 소성 변형하는 위치설정 핀(48) 내의 삽입 후의 상태를 나타내도록 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)를 점선으로 도시하는 것에 주목해야 한다.

제1 크러쉬 리브(56)는 도 3에서 점선으로 나타낸 바와 같이 선형인 제1 크러쉬 리브 선단부(60) 내에서 위치설정 핀 축(50)으로부터 반경방향 외측으로 종단한다. 유사하게, 제2 크러쉬 리브(58)는 도 5에서 점선으로 나타낸 바와 같이 선형인 제2 크러쉬 리브 선단부(62) 내에서 위치설정 핀 축(50)으로부터 반경방향 외측으로 종단한다. 제1 크러쉬 리브 선단부(60) 및 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 공통 평면(64) 내에 놓여서, 바람직하게 위치설정 핀 축(50)이 공통 평면(64)과 일치하고, 즉 위치설정 핀 축(50)의 모든 지점은 위치설정 핀 축(50) 및 공통 평면(64)이 무한히 연장되는 것으로 가정하면 공통 평면(64) 상에 놓인다. 바람직하게, 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 위치설정 핀 축(50)에 대해 경사져서, 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 위치설정 핀 고정 단부(46a)의 근위에 있는 것보다 위치설정 핀 자유 단부(46b)의 근위에 있는 위치설정 핀 축(50)에 더 근접한다. 예컨대, 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 위치설정 핀 축(50)에 대해 최대 10°로 경사질 수 있다. 유사하게, 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 바람직하게 위치설정 핀 축(50)에 대해 경사져서, 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 위치설정 핀 고정 단부(46a)의 근위에 있는 것보다 위치설정 핀 자유 단부(46b)의 근위에 있는 위치설정 핀 축(50)에 더 근접한다. 예컨대, 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 위치설정 핀 축(50)에 대해 최대 10°로 경사질 수 있다. 이로써, 위치설정 보어(48)와 위치설정 핀(46)의 더 큰 헐거운 끼워맞춤이 성취되어, 또 다른 위치설정 핀(46)이 위치설정 보어(48) 내에 삽입된다.

제1 크러쉬 리브(56)는 위치설정 핀 축(50)에 평행한 방향에서 볼 때, 즉 도 4에서 볼 때 원호 형상이어서, 제1 크러쉬 리브(56)의 각 측부 상에 제1 크러쉬 리브 변곡부(66)를 형성하여 제1 크러쉬 리브 변곡부(first crush rib inflections)(66)는 제1 크러쉬 리브(56)가 위치설정 핀(46)의 주변부 둘레로 연장, 즉 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 외주부 둘레로 연장되는 크기를 형성한다. 제1 크러쉬 리브(56)는 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45°에 대해 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장된다. 유사하게, 제2 크러쉬 리브(58)는 위치설정 핀 축(50)에 평행한 방향에서 볼 때 원호 형상이어서, 제2 크러쉬 리브(58)의 각 측부 상에 제2 크러쉬 리브 변곡부(second crush rib inflection)(68)를 형성하여 제2 크러쉬 리브 변곡부(68)는 제2 크러쉬 리브(58)가 위치설정 핀(46)의 주변부 둘레로 연장, 즉 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 외주부 둘레로 연장되는 크기를 형성한다. 제2 크러쉬 리브(58)는 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45°에 대해 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장된다. 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)는 위치설정 핀(46)의 외주부를 제1 위치설정 핀 표면(70) 및 제2 위치설정 핀 표면(72)으로 나눈다(bifurcate). 위치설정 핀 축(50) 상의 지점으로부터 제1 크러쉬 리브 선단부(60)까지 반경방향 외측으로의 제1 거리(74)는 위치설정 핀 축(50) 상의 지점으로부터 제1 크러쉬 리브 변곡부(66) 중 어느 것, 즉 제1 위치설정 핀 표면(70)과 제1 크러쉬 리브(56)의 교차점까지 반경방향 외측으로의 제2 거리(76)보다 최대 25% 더 크다. 유사하게, 위치설정 핀 축(50) 상의 지점으로부터 제2 크러쉬 리브 선단부(62)까지 반경방향 외측으로의 제3 거리(78)는 위치설정 핀 축(50) 상의 지점으로부터 제2 크러쉬 리브 변곡부(68) 중 어느 것, 즉 제2 위치설정 핀 표면(72)과 제2 크러쉬 리브(58)의 교차점까지 반경방향 외측으로의 제4 거리(80)보다 최대 25% 더 크다. 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58) 각각이 제1 위치설정 핀 표면(70) 및 제2 위치설정 핀 표면(72)보다 최대 25% 외측으로 돌출하고, 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58) 각각이 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45°에 대해 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장되기 때문에, 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)는 위치설정 핀(46)을 강화 또는 보강하지 않고, 또한 위치설정 핀(46)이 위치설정 보어(48) 내에 삽입될 때 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)가 소성 변형하게 한다.

내연기관(12)에 연료 인젝터(10)를 조립하기 위해, 노즐 바디(16)는 우선 연료 인젝터 수용 보어(18)와 정렬되어 그 내로 적어도 부분적으로 삽입된다. 다음으로, 위치설정 핀(46)은 위치설정 보어(48)와 정렬되고, 위치설정 핀(46)은 위치설정 보어(48) 내로 삽입되어, 위치설정 핀(46)을 삽입하는 것은 제1 크러쉬 리브(56) 및 제2 크러쉬 리브(58)의 소성 변형을 구비하여, 노즐 바디 축(20)에 대한 연료 인젝터(10)의 회전을 방지한다. 또한, 위치설정 보더(48) 내에 위치설정 핀(46)을 삽입하는 단계는 위치설정 보어(48) 내에 노즐 바디(16)를 더욱 삽입하는 단계를 구비할 수 있다.

본 발명이 바람직한 실시예로서 기술되었지만, 이에 제한되는 것이 아니라, 하기의 청구범위에 개시된 바에 제한된다.

Claims

내연기관(12)의 연소실(14) 내에 연료를 분사하기 위한 연료 인젝터(10)에 있어서,
노즐 바디 축(20)을 따라 상기 내연기관(12)의 연료 인젝터 수용 보어(18) 내에 삽입되도록 구성된 노즐 바디(16);
상기 노즐 바디(16)에 고정된 관계로 유지되는 밸브 하우징(42); 및
상기 밸브 하우징(42)에 고정된 위치설정 핀 고정 단부(46a)로부터 위치설정 핀 자유 단부(46b)로 위치설정 핀 축(50)을 따라 상기 밸브 하우징(42)으로부터 연장되는 위치설정 핀(46)으로서, 상기 위치설정 핀(46)은 상기 연료 인젝터 수용 보어(18) 내의 상기 노즐 바디(16)를 반경방향으로 배향하도록 구성되고, 상기 위치설정 핀(46)은 위치설정 보어(48) 내에 삽입되도록 구성된, 상기 위치설정 핀(46)
을 포함하고,
상기 위치설정 핀 축(50)은 상기 노즐 바디 축(20)에 편심되어 있고,
상기 위치설정 핀(46)은, 1) 상기 노즐 바디 축(20)에 대해 반경방향으로 그리고 상기 위치설정 핀 축(50)을 통해 제1 방향으로의 폭(52)과, 2) 상기 폭(52)에 수직인 제2 방향으로의 길이(54)를 가지며, 상기 폭(52)은 상기 길이(54)보다 작고,
상기 위치설정 핀(46)은, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제1 크러쉬 리브(56)와, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제2 크러쉬 리브(58)를 구비하여, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀(46)의 상기 길이(54)에서 직경방향으로 대향되고, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 보어(48) 내에 삽입될 때 소성 변형하도록 구성되어, 상기 노즐 바디 축(20)에 대한 상기 연료 인젝터(10)의 회전 운동을 방지하는,
연료 인젝터.
제1항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)는 선형인 제1 크러쉬 리브 선단부(60) 내에서 상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 반경방향 외측으로 종단하고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)는 선형인 제2 크러쉬 리브 선단부(62) 내에서 상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 반경방향 외측으로 종단하고,
상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60) 및 상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 공통 평면(64) 내에 놓이는,
연료 인젝터.
제2항에 있어서,
상기 위치설정 핀 축(50)은 상기 공통 평면(64)과 일치하는,
연료 인젝터.
제2항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 평행한 제3 방향에서 볼 때 원호 형상이고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 평행한 상기 제3 방향에서 볼 때 원호 형상인,
연료 인젝터.
제2항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 대해 경사져서, 상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 상기 위치설정 핀 고정 단부(46a)의 근위에 있는 제2 위치에서보다 상기 위치설정 핀 자유 단부(46b)의 근위에 있는 제1 위치에서 상기 위치설정 핀 축(50)에 더 근접하고,
상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 대해 경사져서, 상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 상기 위치설정 핀 고정 단부(46a)의 근위에 있는 제4 위치에서보다 상기 위치설정 핀 자유 단부(46b)의 근위에 있는 제3 위치에서 상기 위치설정 핀 축(50)에 더 근접하는,
연료 인젝터.
제2항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀(46)의 외주부를 제1 위치설정 핀 표면(70) 및 제2 위치설정 핀 표면(72)으로 나누는(bifurcate),
연료 인젝터.
제6항에 있어서,
상기 위치설정 핀 축(50) 상의 지점으로부터 상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60)까지 반경방향 외측으로의 제1 거리(74)는 상기 위치설정 핀 축(50) 상의 상기 지점으로부터 상기 제1 위치설정 핀 표면(70)과 상기 제1 크러쉬 리브(56)의 교차점까지 반경방향 외측으로의 제2 거리(76)보다 최대 25% 더 크고,
상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)까지 반경방향 외측으로의 제3 거리(78)는 상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 상기 제2 위치설정 핀 표면(72)과 상기 제2 크러쉬 리브(58)의 교차점까지 반경방향 외측으로의 거리보다 최대 25% 더 큰,
연료 인젝터.
제2항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)가 상기 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장되는 크기를 형성하는 상기 제1 크러쉬 리브(56)의 각 측부 상에는 제1 크러쉬 리브 변곡부(66)가 형성되고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)가 상기 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장되는 크기를 형성하는 상기 제2 크러쉬 리브(58)의 각 측부 상에는 제2 크러쉬 리브 변곡부(68)가 형성되는,
연료 인젝터.
제8항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)는 상기 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45° 연장되고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45° 연장되는,
연료 인젝터.
내연기관(12)에 있어서,
연소실(14);
제1 인젝터 수용 보어(18);
위치설정 보어(48); 및
연료 인젝터(10)
를 포함하고,
상기 연료 인젝터(10)는,
노즐 바디 축(20)을 따라 상기 연료 인젝터 수용 보어(18) 내에 있는 노즐 바디(16);
상기 노즐 바디(16)에 고정된 관계로 유지되는 밸브 하우징(42); 및
상기 밸브 하우징(42)에 고정된 위치설정 핀 고정 단부(46a)로부터 위치설정 핀 자유 단부(46b)로 위치설정 핀 축(50)을 따라 상기 밸브 하우징(42)으로부터 연장되는 위치설정 핀(46)으로서, 상기 위치설정 핀(46)은 상기 연료 인젝터 수용 보어(18) 내의 상기 노즐 바디(16)를 반경방향으로 배향하고, 상기 위치설정 핀(46)은 상기 위치설정 보어(48) 내에 위치되는, 상기 위치설정 핀(46)
을 포함하고,
상기 위치설정 핀 축(50)은 상기 노즐 바디 축(20)에 편심되어 있고,
상기 위치설정 핀(46)은, 1) 상기 노즐 바디 축(20)에 대해 반경방향으로 그리고 상기 위치설정 핀 축(50)을 통해 제1 방향으로의 폭(52)과, 2) 상기 폭(52)에 수직인 제2 방향으로의 길이(54)를 가지며, 상기 폭(52)은 상기 길이(54)보다 작고,
상기 위치설정 핀(46)은, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제1 크러쉬 리브(56)와, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제2 크러쉬 리브(58)를 구비하여, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀(46)의 상기 길이(54)에서 직경방향으로 대향되고, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 보어(48) 내에서 소성 변형하도록 구성되어, 상기 노즐 바디 축(20)에 대한 상기 연료 인젝터(10)의 회전 운동을 방지하는,
내연기관.
제10항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)는 선형인 제1 크러쉬 리브 선단부(60) 내에서 상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 반경방향 외측으로 종단하고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)는 선형인 제2 크러쉬 리브 선단부(62) 내에서 상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 반경방향 외측으로 종단하고,
상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60) 및 상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 공통 평면(64) 내에 놓이는,
내연기관.
제11항에 있어서,
상기 위치설정 핀 축(50)은 상기 공통 평면(64)과 일치하는,
내연기관.
제11항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 평행한 제3 방향에서 볼 때 원호 형상이고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 평행한 상기 제3 방향에서 볼 때 원호 형상인,
내연기관.
제11항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 대해 경사져서, 상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60)는 상기 위치설정 핀 고정 단부(46a)의 근위에 있는 제2 위치에서보다 상기 위치설정 핀 자유 단부(46b)의 근위에 있는 제1 위치에서 상기 위치설정 핀 축(50)에 더 근접하고,
상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 상기 위치설정 핀 축(50)에 대해 경사져서, 상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)는 상기 위치설정 핀 고정 단부(46a)의 근위에 있는 제4 위치에서보다 상기 위치설정 핀 자유 단부(46b)의 근위에 있는 제3 위치에서 상기 위치설정 핀 축(50)에 더 근접하는,
내연기관.
제11항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀(46)의 외주부를 제1 위치설정 핀 표면(70) 및 제2 위치설정 핀 표면(72)으로 나누는,
내연기관.
제15항에 있어서,
상기 위치설정 핀 축(50) 상의 지점으로부터 상기 제1 크러쉬 리브 선단부(60)까지 반경방향 외측으로의 제1 거리(74)는 상기 위치설정 핀 축(50) 상의 상기 지점으로부터 상기 제1 위치설정 핀 표면(70) 및 상기 제1 크러쉬 리브(56)의 교차점까지 반경방향 외측으로의 제2 거리(76)보다 최대 25% 더 크고,
상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 상기 제2 크러쉬 리브 선단부(62)까지 반경방향 외측으로의 제3 거리(78)는 상기 위치설정 핀 축(50)으로부터 상기 제2 위치설정 핀 표면(72) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)의 교차점까지 반경방향 외측으로의 거리보다 최대 25% 더 큰,
내연기관.
제15항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)가 상기 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장되는 크기를 형성하는 상기 제1 크러쉬 리브(56)의 각 측부 상에는 제1 크러쉬 리브 변곡부(66)가 형성되고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)가 상기 위치설정 핀(46)의 외주부 둘레로 연장되는 크기를 형성하는 상기 제2 크러쉬 리브(58)의 각 측부 상에는 제2 크러쉬 리브 변곡부(68)가 형성되는,
내연기관.
제17항에 있어서,
상기 제1 크러쉬 리브(56)는 상기 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45° 연장되고,
상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀 축(50)을 중심으로 하여 최대 45° 연장되는,
내연기관.
내연기관(12)에 연료 인젝터(10)를 조립하는 방법으로서, 상기 내연기관(12)은 인젝터 수용 보어(18) 및 위치설정 보어(48)를 구비하고, 상기 연료 인젝터(10)는 노즐 바디 축(20)을 따라 연장되는 노즐 바디(16); 상기 노즐 바디(16)에 고정된 관계로 유지되는 밸브 하우징(42); 및 상기 밸브 하우징(42)에 고정된 위치설정 핀 고정 단부(46a)로부터 위치설정 핀 자유 단부(46b)로 위치설정 핀 축(50)을 따라 상기 밸브 하우징(42)으로부터 연장되는 위치설정 핀(46)을 구비하고, 상기 위치설정 핀 축(50)은 상기 노즐 바디 축(20)에 편심되어 있고; 상기 위치설정 핀(46)은, 1) 상기 노즐 바디 축(20)에 대해 반경방향으로 그리고 상기 위치설정 핀 축(50)을 통해 제1 방향으로의 폭(52)과, 2) 상기 폭(52)에 수직인 제2 방향으로의 길이(54)를 가지며, 상기 폭(52)은 상기 길이(54)보다 작고; 상기 위치설정 핀(46)은, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제1 크러쉬 리브(56)와, 그로부터 외측방향으로 돌출하는 제2 크러쉬 리브(58)를 구비하여, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)는 상기 위치설정 핀(46)의 상기 길이(54)에서 직경방향으로 대향되는, 상기 방법에 있어서,
상기 연료 인젝터 수용 보어(18) 내에 상기 노즐 바디(16)를 삽입하는 단계;
상기 위치설정 보어(48) 내에 상기 위치설정 핀(46)을 삽입하는 단계;
상기 위치설정 핀(46)이 상기 위치설정 보어(48) 내에 삽입되는 동안에, 상기 제1 크러쉬 리브(56) 및 상기 제2 크러쉬 리브(58)를 소성 변형하는 단계로서, 상기 위치설정 핀(46)이 상기 연료 인젝터 수용 보어(18) 내의 상기 노즐 바디(16)를 반경방향으로 배향하여, 상기 노즐 바디 축(20)에 대한 상기 연료 인젝터(10)의 회전 운동을 방지하는, 상기 소성 변형 단계
를 포함하는,
방법.