KR20070117989A

KR20070117989A - 내연 기관용 연료-분사 장치

Info

Publication number: KR20070117989A
Application number: KR1020060138171A
Authority: KR
Inventors: 마리오 리코; 아드리아노 고르고글리온; 라파엘 리코; 세르지오 스투치
Original assignee: 씨.알.에프. 쏘시에타 컨서틸 퍼 아지오니
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2007-12-13
Also published as: EP1865193B1; JP2007327484A; CN101086242A; US20070283928A1; KR100897135B1; CN101086242B; ATE487055T1; EP1865193A1; DE602006017981D1; JP4536710B2; US7395812B2

Abstract

본 발명은 내연 기관용 연료-분사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명에 따른 분사 장치는 교환 운동으로 작동되며 대응하는 흡입 밸브(22)에 각 제공된 다수의 펌핑 요소(18)를 포함하며, 다양한 유량을 갖는 고압 펌프(7)을 포함한다. 집적 볼륨(28)은 상기 엔진(2)의 공정 상태의 기능으로서 제어된 솔레노이드 밸브(31)를 통해 상기 펌프(7)의 흡입 파이프(10)로부터 저압에서의 연료가 공급된다. 상기 집적 볼륨(28)은 대응하는 배출공(29)들을 통해 상기 흡입 밸브(22)들과 통하며, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 각각이 상기 하나 이상의 배출공(29)들 쪽으로 향해진, 그에 대응하는 연료의 분사들을 생성시키도록 분무공(36)들을 구비한다.

연료-분사 장치, 펌핑 요소, 고압 펌프, 솔레노이드 밸브, 집적 볼륨

Description

내연 기관용 연료-분사 장치{FUEL-INJECTION SYSTEM FOR AN INTERNAL-COMBUSTION ENGINE}

도 1은 본 발명에 따른 가변 유량을 갖는 고압 펌프를 포함하는 내연 기관용 연료-분사 장치의 구성도,

도 1의 연료-분사 장치의 공정의 두 그래프를 나타내는 도면,

도 1의 연료-분사 장치용 상기 펌프의 부분도,

도 4는 상기 펌프의 공급의 변화의 확대 단면도, 그리고

도 5는 세 개의 펌핑 요소를 포함하는 펌프의 공급의 상세도.

본 발명은 내연 기관용 연료-분사 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근 디젤 엔진과 같은 내연 기관에 있어서, 상기 분사 장치의 고압 펌프는 상기 엔진의 실린더에 연결된 다수의 주입기를 공급하기 위해서 압력 하에서 연료용 공통 레일(common rail)에 상기 연료를 보내도록 디자인된다.

이러한 타입의 장치용 집적 볼륨(accumulation volume) 내 요구되는 상기 연료의 압력은 통상 상기 엔진의 공정 상태(operating conditions)의 기능에 따라 전자 제어 유닛(electronic control unit)에 의해 한정된다.

바이패스 솔레노이드 밸브(by-pass solenoid valve)에서 주지된, 상기 펌프의 이송 파이프(delivery pipe)에 장착된 분사 장치는 상기 연료가 상기 고압 펌프의 압축 에너지(compression energy)의 일부를 열의 형태로 분산시키는 상기 공통 레일로 들어가기 전에, 과도하게 직접적으로 일반 연료 탱크 내로 주입된 연료를 배출하기 위해 상기 제어 유닛에 의해 제어된다.

또한, 상기 고압 펌프가 상기 엔진이 저감된 파워에서 작동할 때 주입된 연료의 양을 줄이기 위해서 가변 유량(variable flowrate)을 나타내는 분사 장치가 제안되었다.

이들 장치들 중 어느 하나에서, 상기 펌프의 흡입 펌프(intake pump)는 상기 엔진의 공정 상태의 상기 공통 레일(common rail) 내 필요한 압력의 기능으로서 상기 전자 제어 유닛에 의해 제어되며, 단면을 무단 변화(stepless varying cross section)시켜 제한을 포함하는 상기 유량을 조정하기 위한 장치를 구비한다.

상기 장치에 있어서, 상기 유량을 조정하기 위한 상기 장치는 보조 펌프(auxiliary pump)에 의해 공급되는 약 5 bar의 일정 압력이 공급된다.

이송의 실효 영역을 무단 변화(stepless varying)시키며 압력 강하(pressure drop)를 도입함으로써, 수압으로(hydraulically) 거기에 연결된 상기 펌핑 요소에 의해 도입된 상기 양은 조절된다.

불행히도, 낮은 유량에서는, 상기 조정하는 솔레노이드 밸브(regulating solenoid valve)의 다운스트림(downstream)과 상기 흡입 밸브의 업스트림(upstream)의 상기 볼륨 내 상기 연료의 압력은 상대적으로 낮으며, 그 결과로 상기 흡입 밸브 자신들을 개방시키는 힘에 대해 작은 양으로만 기여한다.

이러한 타입의 장치에서, 상기 흡입 밸브의 통상의 리턴 스프링(return spring)은 따라서 상기 볼륨 내에서 0(zero)에 근접한 최소 압력으로 개방을 보증한다.

그와는 반면, 상기 스프링은 상기 펌프가 상대적으로 비싸기 때문에 매우 정밀한 수단으로 조정되어야 한다.

한편, 상기 압축 챔버(compression chamber) 내 상기 펌핑 요소에 의해 야기되는 상기 음압(negative pressure)은 상기 흡입 밸브의 개방을 시키기에 충분치 못하므로, 상기 펌프는 적절히 작동하지 않고 쉽게 저하된다.

다른 경우에, 상기 펌프가 다수의 펑핑 요소를 포함할 경우, 그것은 항상 비대칭 이송을 일으키며, 상기 비대칭 이송은 "혼선(cross talk)"으로 알려진, 상호 섭동을 일으킨다.

또 다른 주지된 분사 장치에서, 상기 고압 펌프의 흡입 파이프에 셧-오프(shut-off) 솔레노이드 밸브가 제안되어 왔으며, 상기 셧-오프(shut-off) 솔레노이드 밸브는, 작은 압력 강하를 도입시킴으로써, 조정된 공급의 종료의 순간에 상대적으로 높은 유량을 상기 흡입 행정의 가변 부분 내내 가능한 최대 압력의 상기 펌핑 요소에 공급할 수 있다.

이러한 종래의 분사 장치는 상기 흡입 행정 동안 상기 펌핑 요소의 피스톤의 위치로 상기 솔레노이드 밸브의 작동을 동기화할 필요가 있다.

또한, 상기 구동축(driving shaft)와 상기 펌프를 작동시키는 상기 샤프트 사이의 상기 운동의 기계적 변속(mechanical transmission)의 경우에, 상기 동기화는 또한 상기 인젝터의 연료 흡입이 상기 엔진의 공정 상태의 기능으로서 변화하는 양상을 일으키기 때문에 어렵다.

본 발명의 목적은 고도의 신뢰성과 제한된 비용을 가져오는 가변 유량을 포함하며, 종래 기술의 연료-분사 장치의 단점을 해결할 수 있는 고압 펌프를 포함하는 연료-분사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기의 목표는 청구항 1에 한정된 바와 같은 가변 유량을 갖는 고압 펌프를 포함하는, 내연 기관용 연료-분사 장치에 의해 달성된다.

특히, 저압에서의 연료용 집적 볼륨(accumulation volume)은 상기 펌핑 요소의 흡입 밸브와 통하는 배출공을 가지며, 이러한 집적 볼륨은 하나 이상의 대응하는 배출공 쪽으로 향한 연료 분사를 일으키도록 디자인된 솔레노이드 밸브를 통해 공급되며, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 엔진의 공정 상태의 기능으로서 상기 펌핑 요소의 흡입 행정에 대해 비동기(非同期)식으로 제어된다.

이하, 본 발명의 더 나은 이해를 위해, 바람직한 실시예를 참조된 도면의 예시와 보조로 기술한다.

도 1을 참조하면, 숫자 1은 예를 들면 4-행정의 디젤 엔진인, 내연 기관(2)용 연료-분사 장치 전체를 지정한다.

상기 엔진(2)는 다수의 실린더(3), 네 개의 실린더, 예를 들면 구동축(4)을 회전시키기 위해 그에 대응하는 피스톤들(미도시)이 내재하는 네 개의 실린더를 포함한다.

상기 분사 장치(1)는 다수의 전기적으로 제어되는 인젝터(5)를 포함하며, 상기 인젝터(5)는 그에 대응하는 실린더(3) 내로 고압의 연료를 분사하도록 디자인된다.

상기 인젝터(5)는 상기 압축 연료용 집적 볼륨에 의해 공급되며, 상기 압축 연료는 도시된 실시예에서 보통의 공통 레일(6)에 의해 형성된다.

상기 공통 레일(6)은 이송 파이프(8)를 경유하여, 7에 의해 전체가 지정된, 고압 펌프에 의해 고압 연료가 공급된다.

차례로, 상기 고압 펌프(7)는 상기 펌프(7)의 흡입 파이프(10)을 경유하여 저압 펌프, 예를 들면 전기 펌프(9)에 의해 공급

상기 전기 펌프(9)는 일반적으로 상기 통상의 연료 탱크(11) 내에 장착되며, 거기에서 상기 분사 장치(1)에서의 파이프(12)의 과도한 연료의 방출은 정지한다.

상기 파이프(10)의 연료의 일부는 압력 조정기(15)를 경유하여 종래의 방식으로 상기 메커니즘을 냉각시키고 매끄럽게 하기 위한 상기 펌프(7)의 크랭크케이 스(crankcase)로 보내진다.

상기 공통 레일(6)은 상기 배출 파이프(discharge pipe,12)와 통하는 배출 솔레노이드 밸브(discharge solenoid valve,13)가 더 구비된다.

각 인젝터(5)는 상기 대응하는 실린더(3) 내로 전자 제어 유닛(14)의 통제 하에서 최소값과 최대값 사이에서 변화하는 연료의 양을 분사하도록 디자인되며, 상기 엔진(2)을 제어하기 위한 상기 보통의 마이크로프로세서 전자 제어 유닛(ECU)에 의해 형성될 수 있다.

상기 제어 유닛(14)은 상기 엔진(2)의 상기 공정 상태, 예를 들면 상기 가속기 페달의 위치와 대응하는 센서들(미도시)에 의해 작동하는 상기 구동축(4)의 r.p.m 뿐만 아니라 압력 센서(16)에 의해 탐지되는 상기 공통 레일(6) 내의 연료의 압력을 표시하는 신호를 수신하도록 디자인된다.

고의로 제공된 프로그램에 의해 상기 수신된 신호를 처리함으로써, 상기 제어 유닛(14)은 상기 개개의 인젝터(5)들의 작동의 순간과 시간 뿐만 아니라 상기 배출 솔레노이드 밸브(13)의 개방 및 폐쇄를 제어한다.

따라서, 상기 배출 파이프(12)는 상기 인젝터(5)의 상기 배출 연료와 상기 솔레노이드 밸브(13)에 의해 배출된 상기 공통 레일(6) 내에서 초과 가능한 연료 뿐만 아니라, 상기 펌프(7)의 상기 크랭크케이스(17)로부터 냉각 및 윤활을 위한 상기 연료를 상기 탱크(11) 내로 운반한다.

도 1의 상기 고압 펌프(7)는 압축 챔버(20)를 갖는 실린더(19)에 의해 각각 형성된 한 쌍의 펌핑 요소(18) 및 (18a)를 포함하며, 그 내에서 흡입 행정과 이송 행정 사이의 교환 운동으로 피스톤(21)이 왕복운동한다.

각 펌핑 요소(18,18a)는 대응하는 흡입 밸브(22,22a)와 이송 밸브(23,23a)를 구비한다.

상기 밸브(22,22a) 및 (23,23a)는 볼 타입일 수 있으며 각 리턴 스프링(24)이 구비될 수 있다.

상기 두 흡입 밸브(22,22a)는 이하에 더 명확히 나타냄에 따라, 둘다 공통으로 상기 흡입 파이프(10)와 통하는 반면, 상기 이송 밸브(23,23a)가 공통으로 갖는 상기 이송 파이프(8)과 통한다.

상기 두 피스톤(21)은 상기 펌프(7)의 공정 샤프트(27)에 의해 이동되는 그에 상응하는 편심 캠(26)들에 의해 작동된다.

도 1의 실시예에서, 상기 두 펌핑 요소(18,18a)는 일치한다; 예를 들면, 그것들은 서로 옆에 배치되며, 180°의 위상차(phase difference)로 상기 샤프트(27)에 설치된 두 편심 캠(26)들에 의해 작동된다.

본 발명에 따르면, 각각 그에 대응하는 흡입 밸브(22 및 22a)와 통하며, 두 배출공(29 및 29a)(도 3 및 4)이 구비된 그 내측에 취해진 상기 연료용 집적 볼륨(28)은 상기 흡입 파이프(10)와 두 흡입 밸브(22,22a) 사이에 구비된다.

솔레노이드 밸브(31)를 통하여, 상기 집적 볼륨(28)은 상기 흡입 파이프(10)의 낮은 압력에서의 상기 연료가 공급된다.

상기 후자는 한 세트의 연료의 제트를 생성하도록 디자인되며, 각각은 상기 집적 볼륨(28)의 적어도 하나 이상의 상기 배출공(29,29a) 쪽으로 향한다.

도시된 상기 실시예에서, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 각각이 상기 집적 볼륨(28)의 대응하는 배출공(29,29a) 쪽으로 향한 두 개의 제트들을 생성시킨다.

특히, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 온/오프 타입이며, 전자기적으로 통제된 저압 연료 인젝터(도 4), 예를 들면 오토-싸이클 엔진(Otto-cycle engines)용 가솔린 인젝터에 의해 형성될 수 있다.

상기 인젝터(31)는 노즐(33)을 포함하며, 상기 노즐(33)은 원추형 일부(34)에서 끝나며, 그 내부에 두 개의 지름상으로(diametrally) 마주보는 분무홀(36,36a)가 구비된다.

상기 홀(36,36a)은 상기 노즐(33)의 상기 원추의 부분의 내측면에 맞도록 디자인된 원추형 팁(38)을 포함하는 니들(37)의 형태로, 통상의 개방/폐쇄 요소에 의해 일반적으로 폐쇄된다.

상기 니들(37)은 상기 노즐(33)의 일부(39)에 의해 축방향으로 축 방향으로 가이드되며, 주입 챔버(43)으로부터 상기 연료의 통과가 가능하도록 상기 노즐(33)의 벽(42)에 일정한 유격(certain play)을 갖는 일부(41)를 갖는다.

상기 니들(37)은 상기 도면에 표시되지 않은, 전자석에 의해 주지된 방법으로, 상기 홀(36)을 개방시키도록 제어된다.

도 3에서, 상기 저압-연료용 상기 집적 볼륨(28)은 상기 인젝터(31)의 다운스트림(downstream)으로된 짧은 흡입 파이프로 구성된다.

상기 탱크(11)(도 1)에서, 상기 연료는 대기압에 있다.

사용중, 상기 전기 펌프(9)는 저압, 예를 들면 단지 2 내지 3 bar의 영역에 서 상기 연료를 압축시킨다.

차례로, 상기 인젝터(31)는 상기 고압 펌프(7)의 상기 흡입 밸브(22,22a)를 이용하여 취해진 것으로부터, 상기 집적 볼륨(28)으로 상기 연료를 보낸다.

이는 상기 이송 파이프(8)를 경유하여, 수용된 상기 연료를 압력 상태의 상기 연료용 상기 공통 레일(6) 쪽으로 상기 고압 펌프, 예를 들면, 1,600 bar의 영역에서 보낸다.

본 발명에 따르면, 상기 펌프(7)의 상기 유량은 상기 인젝터(31)에 의해서만제어되며, 상기 인젝터(31)은 상기 펌핑 요소(18,18a)의 상기 피스톤(21)의 상기 흡입 행정에 대해 비동기식으로 작동되도록 디자인된다.

특히, 상기 두 분무공(36)(도 3 및 도 4)를 이용하여, 상기 인젝터(31)는 연료의 두 제트를 생성시키며, 상기 두 제트들은 상기 집적 볼륨(28)의 상기 배출공(29 및 29a) 쪽으로 향하게 되며, 따라서 상기 흡입 밸브(22 및 22a) 쪽으로 향하게 된다.

이러한 방식으로, 비록 상기 인젝터(31)에 의해 주입된 연료의 양이 매우 적을지라도, 상기 양은 상기 흡입 행정 내 상기 펌핑 요소(18,18a)의 상기 흡입 밸브(22 및 22a)는 어쨌든 상기 대응하는 피스톤(21)의 상기 흡입 행정의 시작으로부터 바로 즉시 개방하기 위해 일정한 역학 에너지로 상기 밸브(22 및 22a)에 따라 작용한다.

특히, 도 3 및 4에서, 상기 펌프(7)는 두 일렬의 펌핑 요소(18 및 18a)를 구비하며, 상기 집적 볼륨(28)은 상기 펌핑 요소(18 및 18a) 사이에 위치한다.

상기 인젝터(31)의 상기 홀(36 및 36a), 상기 집적 볼륨(28)의 배출공(29 및 29a) 그리고 상기 펌핑 요소(18 및 18a)의 상기 흡입 밸브(22 및 22a)은 서로에 마주보는 위치에 제공된다.

상기 솔레노이드 밸브(31)의 상기 분무공(36 및 36a)와 상기 집적 볼륨(28)의 배출공(29 및 29a)은 상기 두 연료 제트들이 서로에 대해 180°(홀(29,29a) 및 (36,36a) 그들 자신의 축을 포함하는 수평면 내에서의) 이하의 각 또는 그에 동등한 각을 이루는 방식으로 배치된다.

도 3의 경우, 상기 흡입 밸브(22 및 22a)와 배출공(29 및 29a)은 실질적으로 동축상에 있다.

상기 인젝터(31)(도 1)는 상기 흡입 행정과 각 펌핑 요소(18,18a)의 상기 피스톤(21)의 상기 압축 행정 동안 상기 엔진(2)의 상기 공정 상태의 기능으로서 상기 전자 제어 유닛(14)에 의해 제어된다.

상기 인젝터(31)는 진동수 및/또는 듀티-싸이클에서 조절되는 제어 신호를 이용하여 상기 제어 유닛(14)에 의해 제어된다.

도 2에서는, 제어 신호의 두 가지 형태를 나타내는 두 개의 그래프를 나타낸다.

상기 신호는 약 초의 약 1/1,000의 시간을 가질 수 있는 반면 상기 듀티-싸이클은 2%에서 95%까지 광범위하게 가변가능하다.

상기 제어 유닛(14)의 제1 실시예에 따르면, 이러한 후자는 조절되는 상기 진동수인 일정 시간 t1의 제어 신호 A를 이용하여 상기 인젝터(31)를 제어하도록 디자인된다.

따라서, 펌핑되는 연료의 상기 양을 가변시키기 위해, 상기 신호 A 사이의 시간 간격 B는 가변된다.

다른 실시예에 따르면, 상기 제어 유닛(14)은 일정 진동수(그리고 기간), 조절되는 상기 듀티-싸이클을 갖는 제어 신호 C를 이용하여 상기 인젝터(31)을 제어하도록 디자인된다.

상기 진동수의 일정성(constancy)은 쇄선 G의 간격의 일정성(예로, 상기 기간의 일정성)에 의해 도 2에 나타난다.

따라서, 상기 유량의 조절은 어떠한 두 기간 G1 = C1+D1 및 G2 = C2+D2 동안, 항상 C1≠C2 그리고 D1≠D2과 더불어 G1 = G2인 방식으로 상기 신호의 상기 기간 C와 상기 대응하는 간격 D를 변화시킴으로써 달성된다.

상기 신호의 진동수와 대응하는 듀티-싸이클 모두를 조절함으로써 상기 인젝터(31)를 분명하게 제어할 수 있다.

상기 인젝터(31)의 개방의 진동수는 상기 펌프(7)의 회전 속도와 상관된다.

상기 인젝터(31)의 상기 분무공(36 및 36a)는 배출 섹션(outlet section), 예를 들면 유효 통과(effective passage)의 섹션을 가지며, 상기 배출 섹션은 상기 펌프(7)에 의해 고압으로 오르기 전에 상기 연료 미터링(fuel metering)이 가능하도록 상대적으로 작다.

바람직하게, 상기 제어 신호의 최대 진동수 또는 최대 듀티-싸이클에서 상기 제어와 더불어, 상기 인젝터(31)는 각 흡입 밸브(22)에 의해 취해질 수 있는 상기 최대 순간 유량 보다 더 높은 최대 순간 유량을 나타낼 것이며, 상기 최대 유량은 상기 펌핑 요소와 그것의 구경(bore)의 최대 속도의 프로덕트(product)에 의해 한정된다.

상기 인젝터(31)의 상기 최대 순간 유량은 각 흡입 밸브(22,22a)의 최대 순간 유량보다 20%이상이 되도록 선택된다.

유리하게도, 상기 인젝터(31)의 상기 분무공(36,36a)의 통로의 섹션은 또한 각 흡입 밸브(22,22a)를 통해 취해진 연료의 작은 유량 보다 더 큰, 미리 설정된 간격 T 동안, 작은 유량을 만들기 위한 것이다.

도 2에서, 상기 시간 간격 T는 두 개의 일점 쇄선에 의해 표시되며, 다수의 신호 A 및 C를 포함한다.

상기 시간 간격은 각 펌핑 요소(18,18a)의 상기 피스톤(21)의 상기 흡입 행정 내에서와 마찬가지로 동일한 자릿수(same order of magnitude)일 수 있다.

분명히, 상기 시간 간격 T에서 도 2에 주어진 신호 A 및 C의 상기 수는 완전히 계시적이다.

상기 테스트들이 실행되는 것으로부터, 상기 펌프(7)의 상기 유량의 조절은 상기 제어 유닛(14)에 의해 제어된 상기 인젝터(31)의 개방의 조정에 의해 각 인젝터(5)의 작동에 따라 펌핑된 상기 연료의 정확한 미터링이 가능하다는 것을 알 수 있다.

이러한 방식으로, 상기 고압 연료의 상기 공통 레일(6)의 상기 볼륨은 상당히 감소될 수 있다.

만일 상기 연료의 분사들이 상기 분무공(36,36a)을 통해 상기 대응하는 흡입 밸브(22,22a) 쪽으로 향해질 경우, 상기 두 밸브(22,22a) 사이의 압력의 혼선(cross talk)의 현상은 심지어 연료의 최소 요구의 상태에서 조차 억제된다는 것을 알 수 있다.

변화(미도시)에 따르면, 상기 고압 펌프(7)는 별 형태로 배치되거나 공통의 편심 축에 의해 작동되는 세 개의 펌핑 요소(18)들을 구비한다.

이 경우, 상기 집적 볼륨(28)(도 5)은 다양한 외형(prismatic), 원통형의 외형, 또는 구형 캡과 같은 형태의 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 편심 캠의 회전 축과 실질적으로 동축상으로 설치된다.

상기 집적 볼륨(28)은 서로에 대해 120°로 배치된 세 개의 배출공(29,29a,29b)를 포함하며, 대응하는 파이프(43,43a,43b)를 통해, 상기 펌프(7)의 일반 크랭크케이스에 형성된 상기 세 개의 펌핑 요소(18)의 상기 흡입 밸브(22)와 통한다.

상기 인젝터(31)는 상기 집적 볼륨(28) 내에 삽입된 상기 원추형 부분(34)을 갖도록 설치되며, 서로에 대해 120°로 배치되며 상기 세 개의 대응하는 배출공(29.29a,29b)으로 저압에서의 상기 연료의 대응하는 제트들을 향하도록 하기 위해 설치된 세 개의 분무공(36,36a,36b)를 포함하는데 이는 상기 세 개의 제트들이 서로에 대해 120°의 각도를 이루게 하기 위해서이다.

본 발명의 다른 변위에 따르면, 상기 펌프(7)는 네 개의 펌핑 요소(18)에 의해 형성되며, 상기 집적 볼륨(28)은 네 개의 대응하는 배출공(29)을 가질 수 있는 반면, 상기 인젝터(31)는 상기 배출공들 쪽으로 향해진 네 개의 연료의 제트들을 생성하도록 디자인된다.

상기 네 개의 펌핑 요소(18)는 상기 펌프(7)의 상기 샤프트(27)에 대해 서로 사이에 각도를 이루며 배치되는 두 세트로 그룹화 될 수 있다.

이 경우, 상기 펌핑 요소(18)의 작동은 하나의 세트의 펌핑 요소(18)의 상기 흡입 행정은 다른 세트의 펌핑 요소(18)의 그것과 교대로 일어나는 방식으로 단계적으로 실행된다.

상기 인젝터(31)는 따라서 도 4에서와 같이, 각 제트는 대응하는 펌핑 요소(18)의 세트의 상기 두 흡입 밸브 쪽으로 향하게 되는 방식으로 단지 두 개의 분무공(36,36a)이 제공될 수 있다.

상기와 같이 나타낸 것으로부터, 종래 기술에 관해 본 발명에 따른 상기 분사 장치의 이점은 명확해진다.

특히, 상기 연료의 미터링(metering)은 낮은 압력에 연료에서 상기 펌핑 요소(18) 대신에, 인젝터(31)에 의해 유리하게 이루어진다.

따라서, 상기 집적 볼륨(28)을 알맞는 크기로 만듦에 따라, 예를 들면 요구되는 연료의 최소 볼륨의 그것과 유사한 값으로, 심지어 상기 엔진에 의해 요구되는 최소 유량의 상황에서도, 상기 볼륨(28) 내에서 상기 밸브(22 및 22a)의 개방을 항상 달성될 수 있도록 충분한 압력이 달성될 것이다.

상기 인젝터(31)의 상기 비동기식 제어와 더불어, 미터링의 통제를 위한 상기 피스톤(21)의 위치에서 상기 인젝터(31)의 작동을 강제시킬 필요성이 제거된다.

또한, 상기 인젝터(31)는 펌프(7)의 상기 흡입 행정의 상기 진동수의 독립 진동수로 제어된다.

마지막으로, 상기 인젝터(31)는 온/오프 타입이기 때문에, 종래의 장치에 사용된 상기 비례 솔레노이드 밸브보다 더 단순해서 본 발명에 따른 상기 장치가 매우 절약된 비용이 든다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

예를 들면, 구동축(4)과 상기 고압 펌프(7)의 상기 샤프트(27) 사이의 상기 통상의 이동 변속 장치(motion transmission device)를 제거할 수 있으며, 따라서 상기 구동축(4)의 그것의 독립적인 속도로 회전될 수 있다.

또한, 상기 공통 레일(6)으로부터 상기 연료의 상기 솔레노이드 배출 밸브(13)는 제거될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내연 기관용 연료-분사 장치는 교환 운동으로 작동되며 대응하는 흡입 밸브에 각 제공된 다수의 펌핑 요소를 포함하며, 고 압 펌프는 다양한 유량을 가질 수 있으며, 집적 볼륨은 엔진의 공정 상태의 기능으로서 제어된 솔레노이드 밸브를 통해 펌프의 흡입 파이프로부터 저압에서의 연료가 공급가능하며, 집적 볼륨은 대응하는 배출공들을 통해 흡입 밸브들과 통하며, 솔레노이드 밸브는 각각이 하나 이상의 배출공들 쪽으로 향해진 분무공들을 구비하여, 그에 대응하는 연료의 분사들을 생성할 수 있는 효과가 있다.

Claims

가변 유량을 갖는 고압 펌프(7)는 흡입 행정과 이송 행정 사이의 교환 운동으로 작동하는 다수의 펌핑 요소(18)를 포함하며, 상기 각 펌핑 요소(18)에 대응하는 흡입 밸브(22)가 구비되는 내연 기관용 연료-분사 장치에 있어서,

저압 상태의 연료의 집적용 볼륨(volume,28)에 솔레노이드 밸브(31)를 통해 상기 펌프(7)의 흡입 파이프(10)가 공급되며, 상기 집적 볼륨(29)은 대응하는 배출공(29)들을 통해 상기 흡입 밸브(22)와 통하며, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 하나 이상의 상기 배출공(29) 쪽으로 각각 향하는 그에 대응하는 연료의 분사(jets)를 발생시키도록 하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제1항에 있어서, 상기 각 연료의 분사는 그에 대응하는 상기 솔레노이드 밸브(31)의 분무공(nebulizer hole,36)에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 저압에서 연료 주입용 전자기-제어 주입기(32)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 펌프(7)에 라인 형태로 된 다수의 펌프 구성 요소(18)가 구비된 상기 장치는, 상기 솔레노이드 밸브(31)가 상기 제트들을 일으키는 동일한 다수의 분무공(36)을 포함하며, 상기 제트는 상기 집적 볼륨(28)의 상기 대응되는 배출공(29) 쪽으로 향하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제4항에 있어서, 상기 펌프(7)에 상기 펌핑 요소(18,18a)가 구비되는 상기 장치는, 상기 솔레노이드 밸브는 두 개의 분무공(36)을 포함하며, 상기 집적 볼륨(28)은 상기 펌핑 요소(18)들 사이에 놓이며 두 개의 배출공(29)을 포함하며, 상기 흡입 밸브(22)와 상기 배출공(29)은 서로 마주보는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료-분사 장치.
제5항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(36)의 상기 분무공(36)과 상기 배출공(29)은 상기 제트들이 서로에 대해 180°이하의 각도를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제5항에 있어서, 상기 흡입 밸브(22)와 상기 배출공(36)은 실질적으로 동축상에(coaxial)에 있으며, 상기 제트들은 서로 180°로 향하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제4항에 있어서, 상기 펌프(7)는 별 형태(star configuration)로 배치되며 보통의 편심 캠(common eccentric cam)에 의해 작동하는 세 개의 펌핑 요소(18)들을 구비하는 상기 장치는, 상기 집적 볼륨(28)은 상기 편심 캠의 보통의 회전 축과 동축상에 있으며, 대응하는 파이프들을 통하여 상기 펌핑 요소들의 흡입 밸브와 통하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제8항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(31)의 분무공(36)과 상기 배출공(29)들은 상기 제트들이 서로에 대해 120°이하의 각도를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제4항에 있어서, 상기 펌프(7)는 네 개의 펌핑 요소(18)들을 구비하는 상기 장치는,

상기 솔레노이드 밸브(31)는 네 개의 분무공(36)을 구비하며 상기 집적 볼륨(28)은 그에 대응하는 네 개의 배출공(29)을 구비하며, 상기 분무공(36)과 상기 배출공(29)은 상기 제트들이 그에 대응하는 배출공(29) 쪽으로 각각이 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제4항에 있어서, 상기 펌프(7)는 두 개의 펌핑 요소(18)로 각 두 세트로 나뉘는 네 개의 펌핑 요소(18)를 구비하는 상기 장치는,

각 펌핑 요소(18)에 있어서, 상기 집적 볼륨(28)은 그에 대응하는 배출공(29)을 구비하며, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 상기 각 세트의 펌핑 요소(18)에 대응하는 분무공(36)을 구비하며, 상기 분무공(36)은 상기 대응하는 세트의 펌핑 요소(18)의 상기 집적 볼륨(28)의 상기 배출공(29) 쪽으로 행해지는 연료의 각 대응하는 제트를 일으키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(31)는 상기 엔진(2)의 공정 상태의 기능으로서 듀티 싸이클(duty-cycle)내에서 빈번히 조절되는 제어 신호(A, C)를 이용하여, 제어 유닛에 의해 상기 엔진의 공정 상태의 기능으로서 상기 흡입 행정에 대해 비동기(非同期)적으로 제어되는 것을 특징으로 하 는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제12항에 있어서, 상기 제어 유닛(14)은 상기 펌프의 회전 속도에 연관된 진동수를 갖으며 또는 변동 듀티-싸이클을 갖는 제어 유닛을 이용하여 상기 솔레노이드 밸브(31)를 제어하도록 디자인되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제13항에 있어서, 상기 제어 유닛(14)은 고정 시간(constant duration)의 제어 신호를 이용하여 상기 솔레노이드 밸브(31)를 제어하도록 디자인되며, 상기 제어 신호(A)는 변동 진동수로 방출되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제14항에 잇어서, 상기 진동수는 상기 펌프(7)의 상기 흡입 행정의 최대 진동수 이하인 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(31)를 통해 연료의 최대 순간 유량(maximum instantaneous flowrate)은 상기 각 흡입 밸브(22) 내에서 측정된 연료의 최대 순간 유량 보다 20% 이상까지 가능한 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제16항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브(31)의 배출 섹션(outlet section)은 상기 흡입 밸브(22) 내에서 측정된 연료의 작은 유량보다 높은 유량을 이송시키는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 제어 신호(A, C)의 시간은 초의 약 1/1,000 이며 또는 상기 듀티-싸이클은 2%에서 95%까지 변하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료-분사 장치.