KR20010075565A

KR20010075565A - 고압 연료 어큐뮬레이터

Info

Publication number: KR20010075565A
Application number: KR1020017004237A
Authority: KR
Inventors: 프랑크쿠어트; 뵉킹프리드리히
Original assignee: 클라우스 포스, 게오르그 뮐러; 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2001-08-09
Also published as: EP1117923A1; CZ20011137A3; DE19936685A1; JP2003506624A; WO2001011226A1

Abstract

본 발명은 다수의 연결부(4, 5), 특히, 연료의 공급과 방출을 위한 연결부 및 센서와 밸브를 위한 연결부를 갖는, 엔진의 커먼 레일 연료 분사 시스템을 위한 고압 연료 어큐뮬레이터에 관한 것이다.

종래의 고압 연료 어큐뮬레이터에 비해 고압에 강한 고압 연료 어큐뮬레이터를 제공하기 위해, 어큐뮬레이터는 어큐뮬레이터 본체(1)와, 어큐뮬레이터 본체(1)와 항상 연결되어 있는, 적어도 하나의 디스트리뷰터(2, 3)를 포함한다.

Description

고압 연료 어큐뮬레이터 {HIGH-PRESSURE FUEL ACCUMULATOR}

커먼 레일 분사 시스템에서, 고압 펌프는 경우에 따라서 예비 공급 펌프의 도움으로, 연료 탱크로부터 커먼 레일로 불리는 중앙의 고압 연료 어큐뮬레이터로 분사될 연료를 공급시킨다. 연료 라인은 레일로부터 엔진의 실린더에 배열된 각각의 인젝터로 안내된다. 인젝터는 연료를 엔진의 연소실로 분사시키도록 엔진의 작동 변수에 따라 엔진 전자 시스템에 의해 개별적으로 제어된다. 고압 연료 어큐뮬레이터를 통해 압력 발생과 분사는 서로 분리된다.

종래의 고압 연료 어큐뮬레이터는 예를 들어 독일 특허 제196 40 480호에 개시되어 있다. 공지된 고압 연료 어큐뮬레이터는 인젝터라고도 불리는 연료 분사 밸브를 배치시키기 위한 다수의 연결부를 갖는 종방향으로 연장된 튜브형 본체로 구성된다. 튜브형 본체는 저장 기능과 연료 공급 기능과 연료를 실린더로 분배시크는 기능을 동시에 갖는다. 고압에 대한 내압성을 보장하기 위해 고압 연료 저장기의 내경의 크기는 제한된다. 튜브형 본체로부터 연결부로의 전환부는 특히 안전하지 못하다. 상기 전환부에는 작동 시에 존재하는 높은 내부 압력에 의해, 균열을 발생시킬 수도 있는 큰 인장 응력이 발생한다.

독일 특허 제195 48 611호에는 단조 작업에 의한 고압 연료 어큐뮬레이터가 공지되어 있다. 커먼 레일 분사 시스템의 안정된 구성을 위해서는 일정한 레일 용적이 필요하다. 통상, 레일의 길이는 엔진의 기하학적 규정에 의해 제한된다. 이는 레일의 일정한 내경을 사용해야만 하는 결과를 초래한다. 레일의 내경은 8 내지 10mm의 범위에 있다. 접선 방향으로 레일의 재료 응력은 무엇보다도 레일의 내경에 따른다. 레일 내경의 감소에 의해 재료 응력이 감소될 수 있거나 내지는 레일 내부의 허용 압력은 상승될 수 있다.

본 발명은 다수의 연결부, 특히, 연료의 공급과 방출을 위한 연결부 및 센서와 밸브를 위한 연결부를 갖는, 엔진의 커먼 레일(common rail) 연료 분사 시스템을 위한 고압 연료 어큐뮬레이터에 관한 것이다.

도1은 레일을 저장 및 분배의 기능 영역으로 본 발명에 따라 분할하는 개략도이다.

도2는 본 발명에 따른 고압 연료 어큐뮬레이터의 제1 실시예의 종단면도이다.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 도2의 일부를 도시하는 부분도이다.

도4는 본 발명에 따른 고압 연료 어큐뮬레이터의 제3 실시예의 종단면도이다.

도5는 본 발명에 따른 고압 연료 어큐뮬레이터의 제4 실시예의 종단면도이다.

본 발명의 목적은 상술된 고압 연료 어큐뮬레이터 즉, 종래의 고압 연료 어큐뮬레이터보다 더 높은 압력을 견딜 수 있는 고압 연료 어큐뮬레이터를 손쉽게 조립하고 저렴하게 생산 할 수 있는데 있다.

이런 목적은 다수의 연결부, 특히 연료의 공급과 방출을 위한 연결부 및 센서와 밸브 등을 위한 연결부를 갖는, 커먼 레일 연료 분사 시스템의 고압 연료 어큐뮬레이터에서, 적어도 하나의 어큐뮬레이터 본체 및 상기 어큐뮬레이터 본체와 항상 연결되어 있는 하나의 디스트리뷰터(distributor) 본체를 포함한다. "분배" 기능과 "저장" 기능이 분리됨으로서, 어큐뮬레이터 본체의 규격은 디스트리뷰터 본체의 규격과는 무관하게 결정된다. 균열 위험성이 없는 어큐뮬레이터 본체는 크게 할당될 수 있고, 이에 대응되게, 디스트리뷰터 본체는 균열 위험성이 있는 연결부로 인해 작게 구성될 수 있다. 그로 인해 디스트리뷰터 본체에 발생되는 응력은 낮게 유지된다. 그 결과 종래의 고압 연료 어큐뮬레이터에 비해 더 큰 견고성과 더 긴 수명을 갖게 된다. 독일 특허 제197 27 413호에는 두 부분으로 나뉘어진 고압 연료 어큐뮬레이터가 공지되어 있는데, 상기 두 부분은 하나의 하우징 내에 배치되나, 항상 서로 연결되지는 않는다. 그 대신 양 부품은 밸브를 통해 서로 분리된다. 이미 알려진 이와 같은 해결책은 견고성을 높이기 위한 것이 아니라 연료 분사 시스템의 스타팅 성능을 개선시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 양호한 실시예는 청구항 제2항 내지 제5항에서 설명된다.

본 발명의 다른 특별한 실시예는 어큐뮬레이터 본체와 디스트리뷰터 본체 사이의 연결 위치에 맞물림 엣지가 구성되는 것을 특징으로 한다. 맞물림 엣지를 통해서 어큐뮬레이터 본체와 디스트리뷰터 본체 사이에 이른바 완벽한 밀폐가 실현된다. 완벽한 밀폐가 갖는 장점은 간단한 조립으로 높은 밀봉력을 얻는 것이다.

본 발명의 다른 특별한 실시예는 어큐뮬레이터 본체와 디스트리뷰터 본체 사이의 연결 위치가 마찰 용접으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 조립 비용은 상승되나, 어큐뮬레이터 본체와 디스트리뷰터 본체를 위한 제작비는 감소된다.

어큐뮬레이터 본체를 구성하며, 덮개에 의해 폐쇄된 큰 내경을 갖는 적어도 하나의 영역에서, 측면으로 확장되는 작은 내경을 갖는 튜브로 디스트리뷰터 본체가 구성되는 것을 특징으로 한다. 튜브는 최대 부하를 견디도록 선택된다. 덮개는 튜브와 용접되거나 또는 나사 결합될 수 있다. 연결 기하학은 튜브내로 직접배치된다.

본 발명의 다른 특별한 실시예는 디스트리뷰터 본체가 작은 내경을 갖는 튜브로 구성되며, 튜브는 측면에 최소한 하나의 포트(pot) 형상의 어큐뮬레이터 본체를 통해 폐쇄되는 것을 특징으로 한다. 어큐뮬레이터 본체는 튜브와 용접되거나 또는 나사 결합된다.

발명은 상술된 고압 어큐뮬레이터를 구비한 유닛(unit)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상이한 크기로 다수의 어큐뮬레이터 본체와 디스트리뷰터 본체가 서로 조합된다. 본 발명에 따른 고압 어큐뮬레이터는 특별히 모듈 방식에 적합하다. 요구에 따라서는 상이한 용적을 갖는 어큐뮬레이터가 사용될 수 있다. 장착되는 엔진의 실린더 수에 따라서 하나 이상의 어큐뮬레이터 본체가 하나 이상의 디스트리뷰터 본체에 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 장점, 특징 및 특성은 도면을 참조로하여, 본 발명의 두 개의 실시예에서 개별적으로 설명된다. 청구항과 상세한 설명에서 언급된 특징들은 각각 개별적으로 또는 임의대로의 조합으로 발명의 실체가 될 수 있다.

도1에서, 고압 연료 어큐뮬레이터는 하나의 분배(V) 영역과 두 개의 저장(S) 영역으로 나뉘어진다. 화살표(Z)로 연료 공급 연결부가 표시된다. 네 개의 화살표(I)는 인젝터로의 연결 라인의 연결부들을 의미한다. 연결부 영역에는 제한된 조건 즉, 제작비, 제작 방법, 시스템 구성 등과 같은 다양한 주변 조건에 의해 영향을 받는 최소한의 내경이 제공된다. 작동 중에 발생되는 응력 상승은 디스트리뷰터 영역(V)에 집중된다.

디스트리뷰터 영역(V)에 수용된 연료량은 안정적인 시스템 구성을 위해서는 통상적으로 너무 적다. 그렇기 때문에 상기 양 어큐뮬레이터 영역(S)은 디스트리뷰터 영역(V)에 연결된다. 연료 공급을 위한 연결부(Z)는 중심에 배치된다. 인젝터로의 연결 라인을 위한 연결부를 위한 연료 공급부는 연결부(Z)보다 측면으로 배치되었다. 도1에 도시된 어큐뮬레이터의 대칭 구조는 연료가 인젝터에 균일하게 공급되는 것을 가능하게 한다.

종단면으로 도시된 도2의 고압 연료 어큐뮬레이터는 하나의 튜브형 어큐뮬레이터 본체(1)와 두 개의 튜브형 디스트리뷰터(2, 3)로 구성된다. 두 개의 디스트리뷰터 본체(2, 3)는 각각 하나의 개방 단부와 폐쇄 단부를 갖는다. 양 디스트리뷰터 본체(2, 3)의 개방 단부는 각각 어큐뮬레이터 본체(1)의 단부와 나사 결합된다.. 이런 목적으로 디스트리뷰터 본체(2, 3)의 개방 단부에는 나선형 홈이 형성된다. 디스트리뷰터 본체(2, 3)에 형성된 맞물림 엣지(7)는 완전한 밀봉을 형성하도록 자체 부속면이 어큐뮬레이터 본체(1)와 상호 작용한다.

다스트리뷰터 본체(2, 3)에는 도2에서 단지 2개만 도시된 다수의 연결부(4, 5)가 구성된다. 디스트리뷰터 본체(2, 3)의 내경(d₁)은 어큐뮬레이터 본체(1)의 내경(d₂)보다 작다.

도3에 도시된 부분은 디스트리뷰터 본체(2, 3)와 어큐뮬레이터 본체(1) 사이를 나사 결합한 것이 아니고, 마찰 용접으로 결합한 것이다. 도면 부호 10은 하나의 용접 부분을 나타낸다.

도4에 도시된 고압 연료 어큐뮬레이터는 하우징(11)과 중심부에 있는 보어(12)로 구성된다. 화살표 13이 나타내듯이, 중심 보어(12)에는 (도면에 나타내지 않은)연료 고압 펌프에 의해 연료가 공급된다. 화살표 14가 나타내듯이, 고압 연료는 (도면에 도시되지 않은) 인젝터에 도달한다. 고압 연결 라인의 연결 구성은 31로 예시적으로 나타난다.

하우징(11)의 중심부에 있는 보어(12)의 양 단부는 확장된다. 이를 통해, 고압의 연료를 위한 어큐뮬레이터 용적(15, 16)이 형성된다. 어큐뮬레이터 용적(15, 16)은 덮개(17, 18)에 의해 외부에 대해 한정된다. 덮개(17)는 상대적으로 하우징(11)의 내측에 놓이도록 구성된다. 덮개(18)는 외부 주연부로하우징(11)을 감싼다. 덮개(17, 18)와 하우징(11) 사이의 연결 부분은 용접, 나사, 납땜 연결 (19. 20)로 실시될 수 있다.

도5에 도시된 고압 연료 어큐뮬레이터는 중심 보어(22)을 구비한 하우징(21)으로 구성된다. 화살표 23으로 나타나듯이 중심 보어(22)에는, (도면에 도시되지 않은) 하나의 연료 고압 펌프에 의해 연료가 공급된다. 화살표 24로 표시된 고압 연료는 (도면에 나타내지 않은) 고압 연결 라인을 통해 인젝터에 도달한다.

중심 보어(22)는 양 단부에서 고압 연료를 위한 어큐뮬레이터 용적(25, 26)에 유입된다. 어큐뮬레이터 용적(25, 26)은 덮개(27, 28)에 의해 외부에 대해 한정된다. 덮개(27)는 하우징(21)과 매끄럽지 않게 연결된다. 덮개(28)의 외부 주연부는 하우징(21)을 감싼다. 덮개(27, 28)와 하우징(21)의 연결 부분은 용접 또는 납땜 연결(29, 30)로 실시된다.

하우징(11, 21)은 인발 튜브이고, 체결 요소가 직접 배치될 수 있다. 체결 요소는 나사, 용접, 밀착, 납땜 등으로 달성될 수 있다.

Claims

다수의 연결부, 특히, 연료의 공급과 방출을 위한 연결부 및 센서와 밸브를 위한 연결부(4, 5)를 갖는, 엔진의 커먼 레일 연료 분사 시스템을 위한 고압 연료 어큐뮬레이터에 있어서,

연료 저장기는 적어도 하나의 어큐뮬레이터 본체(1)와, 상기 어큐뮬레이터 본체(1)에 항상 연결되어 있는 적어도 하나의 디스트리뷰터(2, 3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
제1항에 있어서, 연료 공급을 위한 연결부(Z)는 디스트리뷰터 본체(V)의 중심에 배치되고, 다른 연결부(I)들에 의해 둘러싸이고, 다수의 어큐뮬레이터 본체(S)들은 디스트리뷰터 본체(V)로부터 편향되어 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 어큐뮬레이터 본체(1) 및 디스트리뷰터 본체(2, 3)는 튜브 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 어큐뮬레이터 본체(1)는 중공형 볼의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 디스트리뷰터 본체(2, 3)의 내경(d₁)은 어큐뮬레이터 본체(1)의 내경(d₂)보다 작은 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 어큐뮬레이터 본체(1)와 디스트리뷰터 본체(2, 3) 사이의 연결 위치에는 맞물림 엣지(7)가 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 어큐뮬레이터 본체(1)와 디스트리뷰터 본체(2, 3) 사이의 연결 위치는 마찰 용접 결합부(10)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 어큐뮬레이터 본체를 구성하며 덮개(17, 18)에 의해 폐쇄되는, 작은 내경을 갖는 적어도 하나의 영역(15, 16)에서 측면으로 확장된 작은 내경을 갖는 튜브로 드스트리뷰터 본체는 구성되는 것을 특지응로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 디스트리뷰터는, 포트 형상의 어큐뮬레이터 본체(27, 28)를 통해 폐쇄되며 작은 내경을 갖는 튜브(21)로 구성되는것을 특징으로 하는 고압 연료 어큐뮬레이터.
다수의 어큐뮬레이터 본체(1)와 디스트리뷰터 본체(2, 3)는 다양한 크기로 서로 조합되는 것을 특징으로 하는 상기 항 중 어느 한 항에 따른 고압 어큐뮬레이터를 구비한 유닛.