KR20020044596A - 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조에 관한 것으로서,

연료펌프의 일단에 형성된 결합부와, 상기 결합부와의 연결을 위해 연료파이프의 끝부분에 형성되는 연결부를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 연결부의 끝부분에 연료압 변동을 저감시키기 위한 작은직경의 오리피스를 형성하고, 연결부를 결합부에 너트로서 결합하되, 연결부와 너트의 사이에 와셔를 삽입하여 결합강도를 향상시키며, 상기 연료파이프의 내경과 외경을 각각 3mm와 8mm로 증대시켜 연료이동시 연료파이프 내의 고유진동수를 증대시키면서 압력변동은 저감시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하여 연료펌프와 연료파이프의 결합강도를 증대시키고, 연료펌프에서 공급되는 연료의 압력변동을 저감시켜 연료파이프가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조에 관한 것이다.

Description

디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조{Fuel pump and pipe combination apparatus for diesel engine}

본 발명은 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조에 관한 것으로서, 특히 연료펌프에 결합되는 연료파이프의 끝부분에 연료압 변동을 저감시키기 위한 작은직경의 오리피스를 형성하고, 또 와셔를 이용하여 연료파이프와 연료펌프를 너트로서 결합하므로서, 연료펌프와 연료파이프의 결합강도를 증대시키고, 연료펌프에서 공급되는 연료의 압력변동을 저감시켜 연료파이프가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조에 관한 것이다.

현재 개발되고 있는 커먼레일(Common rail) 전자식 연료분사 시스템은 고압연료펌프로부터 생성된 고압의 연료를 연료파이프를 통해 커먼레일로 전달하고, 레일에서 각 기통간의 인젝터로 ECU의 제어신호에 따라 공급되어 분사되도록 설계되었다.

이전에 사용되는 기계식 연료분사 시스템에서는 연료펌프의 압력이 최대 800bar 정도 였으나 배기가스 및 연비향상을 위해 사용되는 커먼레일 전자식 연료분사 시스템은 고압연료분사를 이용하므로써 최대 1600bar정도의 연료압으로 커먼레일과 인젝터에 연료를 공급하고 있다.

도 1 은 종래의 연료펌프와 연료파이프의 결합구조를 도시한 것으로서,

연료펌프(1)의 일단에 형성된 결합부(2)에 연료파이프(3)의 끝부분에 형성되어 있는 연결부(4)가 너트(5)로서 결합되어 있는 구조이다.

상기 연료파이프(3)의 외경은 6mm이고, 내경은 2mm로서 전체 홀 사이즈는 4mm로 흔히 디젤엔진에서 사용되는 연료파이프(3)이며, 연료펌프(1)와의 체결방식 또한 너트(5)를 이용하여 체결하는 단순 방식으로 결합되고 있다.

이러한 종래 결합구조에 의해서 엔진을 구동시켜 내구성을 테스트한 결과 엔진 4400rpm대역에서 연료펌프(1)와 연료파이프(3)가 연결되는 부위, 즉, 상기 연결부(13) 부분의 파손이 다수 발생되었으며, 이를 원인추적한 결과 도 2 에서와같이 연료펌프(1)에서 압송되는 연료의 연료압이 최대 1600bar에 이르고, 엔진의 4400rpm에서는 연료파이프(3)와 커먼레일에서 일어나는 연료압 변동폭이 최대 ±400bar로 측정되었으며, 이와같이 연료압 변동폭이 최대가 되는 때의 주된 주파수를 검출한 결과 588Hz가 검출되었는데, 이 588Hz는 연료파이프(3)의 벤딩 고유진동수인 588Hz와 일치하는 것임을 알수 있었다.

따라서, 연료파이프(3)를 통해 고압의 연료가 공급될때 588Hz에서의 연료압 변동폭이 가장크고, 또 이때의 주파수(588Hz)가 연료파이프(3)의 고유진동수와 일치하게되면서 연료파이프(3)를 더욱 가진시켜 벤딩에 의한 펌프와 연료파이프간의 체결부위가 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 연료펌프에 결합되는 연료파이프의 끝부분에 연료압 변동을 저감시키기 위한 작은직경의 오리피스를 형성하고, 또 와셔를 이용하여 연료파이프와 연료펌프를 너트로서 결합하므로서, 연료펌프와 연료파이프의 결합강도를 증대시키고, 연료펌프에서 공급되는 연료의 압력변동을 저감시켜 연료파이프가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

연료펌프의 일단에 형성된 결합부와, 상기 결합부와의 연결을 위해 연료파이프의 끝부분에 형성되는 연결부를 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 연결부의 끝부분에 연료압 변동을 저감시키기 위한 작은직경의 오리피스를 형성하고, 연결부를 결합부에 너트로서 결합하되, 연결부와 너트의 사이에 와셔를 삽입하여 결합강도를 향상시키며, 상기 연료파이프의 내경과 외경을 각각 3mm와 8mm로 증대시켜 연료이동시 연료파이프 내의 고유진동수를 증대시키면서 압력변동은 저감시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 연료펌프와 연료파이프 결합구조를 보인 도면.

도 2 는 종래의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 3 은 본 발명의 연료펌프와 연료파이프 결합구조를 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 결합구조를 개략적으로 보인 도면.

도 5 는 본 발명의 특성을 설명하기위한 도면.

도 6 은 종래와 본 발명의 특성을 비교한 표.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 연료펌프 11 : 결합부

12 : 연료파이프 13 : 연결부

14 : 오리피스 15 : 와셔

16 : 너트

이하, 첨부된 도면 도 3 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 10은 고압의 연료를 펌핑하는 연료펌프를 나타내며, 이 연료펌프(10)의 일단에 연료파이프(12)의 결합을 위한 결합부(11)가 형성되어 있다.

연료파이프(12)의 끝부분에는 상기 결합부(11)에 결합되기위한 연결부(13)가 형성되는데, 이때 이 연결부(13)의 끝부분에는 연료펌프(10)로부터 공급되는 연료압의 변동을 저감시키기 위한 작은 직경의 오리피스(14)를 형성한다.

상기 오리피스(14)의 직경은 약 0.5mm로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결부(13)를 결합부(11)에 결합할때에는 별도의 너트(16)로서 결합하는데, 이때 너트(16)의 내부에 와셔(15)를 삽입하여 연결부(13)와 결합부(11) 간의 결합강도가 월등히 향상되도록 하였다.

또한, 연료파이프(12)의 고유진동수를 변화시키기 위해 연료파이프(12)의 내경을 3mm로 형성하고, 연료파이프(12)의 외경을 8mm로 형성하였다.

상기와같이 연료파이프(12)의 내경과 외경을 증대시키면, 연료파이프(12)의 고유진동수가 증대되고, 또 연료파이프(12) 내에서의 연료압 변동폭을 저감시킬 수 있다.

이와같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

연료펌프(10)에서 펌핑된 연료는 결합부(11)를 통해 배출되고, 결합부(11)를 통해 배출된 연료는 작은직경의 오리피스(14)를 통과하면서 연료압이 일시적으로 상승한 후 다시 직경이 넓은 연료파이프(12) 내부로 공급되면서 연료압이 정상적으로 복원된다.

상기 연료펌프(10)에서 펌핑되는 연료의 압력은 엔진의 rpm 변화에 따라 가변되는데, 엔진의 rpm이 증가할 수록 연료압 또한 증가하게된다.

하지만, 본 발명에 적용된 연료파이프(12)의 내경이 종래보다 넓어지면서 연료파이프(12)의 고유진동수 또한 증대되었으므로 연료파이프(12) 내에서의 연료압 변동폭은 종래에 비해 작아지는 효과가 발생하게되는 것이며, 이에의해 연료펌프(10)와 연료파이프(12)의 연결부위가 파손되는 문제점을 해결할 수 있게되는 것이다.

도 5 는 본 발명에서 엔진 주파수별 연료파이프(12) 및 커먼레일에서의 연료압 변화를 측정한 그래프로서, 엔진이 4400rpm으로 구동할때 연료파이프(12) 내에서의 연료압 변동폭이 ±200bar 정도인 것으로 나타났다.

도 6 은 종래와 본 기술에서 연료파이프의 양측, 즉, 펌프 연결측과 커먼레일 연결측에서 나타나는 응력을 측정한 것으로서,

본 기술에서의 연료파이프의 응력이 접촉면적 증대 및 파이프의 직경 증대와 오리피스 형성으로 인해 4400rpm에서의 응력이 종래에 비해 최대 6배 가랑 감소되었음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 연료펌프에 결합되는 연료파이프의 끝부분에 연료압 변동을 저감시키기 위한 작은직경의 오리피스를 형성하고, 또 와셔를 이용하여 연료파이프와 연료펌프를 너트로서 결합하므로서, 연료펌프와 연료파이프의 결합강도를 증대시키고, 연료펌프에서 공급되는 연료의 압력변동을 저감시켜 연료파이프가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 연료펌프(10)의 일단에 형성된 결합부(11)와, 상기 결합부(11)와의 연결을 위해 연료파이프(12)의 끝부분에 형성되는 연결부(13)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

   상기 연결부(13)의 끝부분에 연료압 변동을 저감시키기 위한 작은직경의 오리피스(14)를 형성하고, 연결부(13)를 결합부(11)에 너트(16)로서 결합하되, 연결부(13)와 너트(16)의 사이에 와셔(15)를 삽입하여 결합강도를 향상시키며, 상기 연료파이프(12)의 내경과 외경을 각각 증대시켜 연료이동시 연료파이프(12) 내의 고유진동수를 증대시키면서 압력변동은 저감시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료파이프(12)의 내경을 3mm로 증대시키고, 외경을 8mm로 증대시킨 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연료펌프와 연료파이프 결합구조.