KR20010093227A - 고압연료저장기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 튜브형 베이스바디의 종축을 기준으로 중심에 배열되고 복수의 연결개구부(13)와 연결되는 대체로 원통실린더형태의 내측챔버(12)를 갖는 튜브형 베이스바디(11)가 포함된, 내연기관의 커먼레일 연료분사시스템용 고압연료저장기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 내고압성을 증가시키기 위해서, 연결개구부(13)가 배열되어 있는 구간에서 튜브형 베이스바디(11)의 횡단면은 약하게 형성된다.

Description

고압연료저장기{HIGH PRESSURE FUEL STORAGE DEVICE}

커먼레일 연료분사시스템에서 고압펌프는 경우에 따라서는 보조공급펌프의 도움 하에 탱크로부터 커먼레일이라고 불리는 중앙 고압연료저장기로 연료를 이송한다. 연료호스는 커먼레일로부터 내연기관의 실린더에 배속되어 있는 각각의 인젝터로 연결되어 있다. 연료를 내연기관의 연소실로 분사하기 위해서 상기 인젝터는 내연기관의 운전파라미터에 따라 각각의 엔진전자장치에 의해 구동된다. 압력발생과 분사는 고압연료저장기를 통해 서로 분리(decoupling)된다.

종래 방식의 고압연료저장기는 예를 들어 DE 195 48 611에 개시되어 있다. 종래 방식의 고압연료저장기는 약 1100바(bar)까지의 압력을 견딜 수 있다.

본 발명은 튜브형 베이스바디의 종축을 기준으로 중심에 배열되고 복수의 연결개구부와 연결되는 대체로 원통실린더형태의 내측챔버를 갖는 튜브형 베이스바디가 포함된, 내연기관의 커먼레일 연료분사시스템용 고압연료저장기에 관한 것이다.

도 1은 접선형(tangential) 연결보링이 포함된 본 발명에 따른 제1실시예의 횡단면도.

도 2는 방사형 연결개구부가 포함된 본 발명에 따른 제2실시예의 횡단면도.

본 발명의 과제는 종래 방식의 고압연료저장기의 내고압성을 간단한 조치를 통해 증가시키는 것이다.

상기 과제는, 튜브형 베이스바디의 종축을 기준으로 중심에 배열되고 복수의연결개구부와 연결되는 대체로 원통실린더형태의 내측챔버를 갖는 튜브형 베이스바디가 포함된, 내연기관의 커먼레일 연료분사시스템용 고압연료저장기로서, 연결개구부가 배열되어 있는 구간에서 튜브형 베이스바디의 횡단면이 약하게 형성됨으로써 해결된다. 본 발명에 따른 실시예에서는 내압이 가해지는 튜브형 베이스바디와 연결개구부 사이의 교차점 구간에서 임계적인 인장응력이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 튜브형태의 베이스바디를 의도적으로 약하게 형성함으로써 본 발명에 따른 고압연료저장기의 내고압성이 개선되었다.

본 발명의 특유한 실시예는 연결개구부가 대체로 베이스바디의 내측챔버에 접선형태로 연결되는 것과, 연결개구부의 구간에서 튜브형 베이스바디의 횡단면은 각각 약하게 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 고압연료저장기의 운전 시 튜브형 베이스바디의 내측챔버는 여기에 가해지는 고압으로 인해 팽창된다. 튜브형 베이스바디의 횡단면을 의도적으로 약하게 형성함으로써 비부하상태에서는 원형인 내측챔버의 횡단면이 타원형으로 변형되는데, 이것은 지름의 타원형화로 불린다. 상기 실시예의 경우 타원의 꼭지점은 각각의 연결개구부 구간에 배열된다. 이렇게 함으로써 튜브형 베이스바디와 연결개구부 사이의 교차점 구간에서 튜브형 베이스바디의 둘레방향으로 압축응력이 유도된다. 이 압축응력은 임계적 인장응력의 일부를 보상한다(compensation). 따라서 교차점의 매우 위험한 구간으로 가해지는 부하가 감소된다.

본 발명의 다른 특유한 실시예는 횡단면에서 관찰할 때 연결개구부의 반대편에 튜브형 베이스바디의 다른 약화부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다. 이렇게함으로써 상술된 튜브형 베이스바디의 내측챔버의 타원형화 효과가 더욱 강화된다. 이것은 본 발명에 따른 고압연료저장기의 고내압성을 한 층 더 개선시킨다.

본 발명의 특유한 다른 실시예는 연결개구부가 대체로 방사상으로 베이스바디의 내측챔버에 연결되는 것과, 횡단면에서 관찰할 때 연결개구부의 반대편에 튜브형 베이스바디의 약화부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다. 이렇게 함으로써 연결개구부가 방사상으로 배열된 경우에도 상술된 튜브형 베이스바디의 내측챔버의 타원형화 효과가 달성된다.

본 발명의 다른 특유한 실시예는 튜브형 베이스바디의 약화부가 연삭, 언더컷 또는 키면(key area)을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다. 이런 약한 횡단면 구간은 쉽게 제작될 수 있다는 장점을 갖는다. 이렇게 함으로써 종래 방식의 고압연료저장기의 경우에도 고압에서 발생하는 교차점구간에서의 높은 응력이 해소될 수 있다.

본 발명의 다른 장점, 특징 및 상세사항은 도면을 근거로 두 개의 실시예가 설명되는 다음의 설명에서 상세히 기술된다. 특허 청구항과 상세한 설명에서 언급되는 특징은 각각 독립적으로 또는 임의의 조합으로 발명력을 갖는다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 고압연료저장기의 제1실시예는 튜브형의 베이스바디(1)를 포함한다. 상기 튜브형 베이스바디(1)는 중공형 원통실린더의 형태이다. 튜브형 베이스바디(1)의 내측에는 종단보링(2)이 형성되어 있다. 상기 종단보링(2)은 튜브형 베이스바디(1)에서 동심성으로 배열되어 있으며 본 발명에 따른 고압연료저장기의 저장체적을 형성한다.

연결보링(3)은 튜브형 베이스바디의 종축에 대해 횡단으로 진행되며 접선형으로 종단보링(2)에 연결된다. 연결보링(3)과 종단보링(2) 사이의 보링의 교차점(intersection)은 참조번호(4)로 표시되어 있다.

연결보링(3)의 구간에서는 튜브형 베이스바디(1)의 외측면에 홈(5)이 형성되어 있다. 상기 홈(5)은 단면이 원호형이며 연결보링(3)의 구간에서만 튜브형 베이스바디(1)의 종방향으로 뻗어있다. 홈(5)에 비해 참조번호(6)는 슬로프(slope)를 나타낸다.

운전 중에 튜브형의 베이스바디(1)에 가해지는 고압은 종단보링(2)의 둘레에서 방사상 방향으로 형성된 복수의 화살표를 통해 표시된다. 고압 하에서의 튜브형 베이스바디(1)의 변형은 점선의 타원(7)으로 표시되어 있다. 상기 위치(5, 6)에서의 횡단면약화의 결과로서 임계적 위치(8)에서 둘레 방향으로 추가적인 압축응력(compressive stress)이 발생한다.

도 2에 도시된 본 발명에 따른 고압연료저장기의 제2실시예는 튜브형 베이스바디(11)를 포함한다. 상기 튜브형 베이스바디(11) 내에는 종단보링(12)이 형성되어 있다. 연결보링(13)은 종단보링(12)에 방사상으로 연결된다. 연결보링(13)과 종단보링(12) 사이의 보링 교차점은 참조번호(14)로 표시되어 있다.

운전 중에 발생하는 내측 압력은 종단보링(12)의 둘레에서 방사상 방향으로 형성된 복수의 화살표를 통해 표시된다. 튜브형 베이스바디(11)는 연결보링(13)의 반대쪽에 배열된 슬로프(16)를 통해 점선으로 표시된 타원형(17)의 형태로 변형된다. 이렇게 함으로써 보링교차점(14) 구간의 임계적 위치(18)에서의 응력이 경감된다(relieve).

보링교차점 구간에서의 높은 응력은 본 발명에 따른 해결방안을 통해 감소된다. 부하가 가해지는 상태에서 지름의 타원형화는 횡단면약화를 통해 이루어진다. 이렇게 함으로써 보링교차점 구간에서 둘레 방향의 압축응력이 유도되고 임계적 인장응력이 부분적으로 보상된다. 따라서 보링교차점으로의 부하가 감소한다.

본 발명은 고압연료저장기 뿐만 아니라 인젝터 및 펌프노즐바디 상에도 배열될 수 있다.

튜브형 베이스바디의 횡단면약화부(5, 6; 16)는 본 발명에 따라 튜브형 베이스바디의 외측면에 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해, 튜브형태의 베이스바디를 의도적으로 약하게 형성함으로써, 본 발명에 따른 고압연료저장기의 내고압성이 개선될 수 있다.

Claims (5)

1. 튜브형 베이스바디의 종축을 기준으로 중심에 배열되고 복수의 연결개구부(3, 13)와 연결되는 대체로 원통실린더형태의 내측챔버(2, 12)를 갖는 튜브형 베이스바디(1;11)가 포함된, 내연기관의 커먼레일(common-rail) 연료분사시스템용 고압연료저장기로서,

   상기 연결개구부(3;13)가 배열되어 있는 구간에서 상기 튜브형 베이스바디(1;11)의 횡단면은 약하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 고압연료저장기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연결개구부(3)는 대체로 상기 베이스바디(1)의 내측챔버에 접선형으로 연결되는 것과, 상기 연결개구부(3)의 구간에서 상기 튜브형 베이스바디(1)의 약화부(5)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 고압연료저장기.
3. 제 2항에 있어서, 횡단면에서 관찰할 때, 연결개구부(3)의 반대편에 튜브형 베이스바디(1)의 다른 약화부(6)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 고압연료저장기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연결개구부(13)는 상기 베이스바디(11)의 내측챔버에 방사상으로 연결되는 것과, 횡단면에서 관찰할 때, 상기 연결개구부(13)의 반대편에 상기 튜브형 베이스바디(11)의 약화부(16)가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 고압연료저장기.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브형 베이스바디(1; 11)의 약화부(5, 6; 16)는 연삭, 언더컷 또는 키면(key area)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 고압연료저장기.