KR20080031774A - 내연기관의 연료 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관, 특히 선박 디젤 내연기관의 연료 공급 장치, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치로서, 상기 연료 공급 장치의 저압 영역으로부터 그 고압 영역으로 연료를 송출하기 위해 하나 이상의 고압 펌프를 가진 펌프 장치를 포함하고, 상기 펌프 장치와 실린더 사이의 고압 영역에 배치된 분사기 내에, 하나 이상의 축압기 유닛을 가진 축압기 시스템이 제공되며, 상기 축압기 시스템은 하나 이상의 고압 연료 라인을 통해 펌프 장치에 연결되고, 상기 축압기 시스템은 다른 고압 연료 라인을 통해 상기 분사기에 연결되며, 상기 축압기 시스템을 상기 분사기에 연결하는 고압 연료 라인에는 제어 밸브(11)를 통해 제어 가능한 셀렉터 밸브(10)가 배치되는 내연기관의 연료 공급 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라 상기 제어 밸브(11)의 밸브체용 밸브 시트(17)는 인서트(16)로 형성되며, 상기 인서트(16)는 각각의 제어 밸브(11)의 지지체(15) 내에 수용되고 각각의 제어 밸브(11)의 상기 지지체(15)보다 큰 경도를 갖는다.

Description

내연기관의 연료 공급 장치{FUEL SUPPLY DEVICE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도 1은 제어 밸브와 셀렉터 밸브의 영역에서 내연기관의 본 발명에 따른 연료 공급 장치의 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 셀렉터 밸브
11 : 제어 밸브
12, 14 : 밸브 슬리브
13 : 피스톤
15 : 지지체
16 : 인서트
17 : 밸브 시트
18 : 배출 스로틀
19 : 확산기
20 : 유입구
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연기관의 연료 공급 장치, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 연료 공급 장치의 제어 밸브에 관한 것이다.
DE 10 2004 060 003 A1 및 DE 101 57 135 B4는 다수의 실린더를 가진 내연기관, 즉 중유로 작동되는 선박 디젤 내연기관을 공개하며, 각각의 실린더에는 커먼 레일 연료 공급 장치의 분사기가 배치된다. 상기 분사기를 통해 연료가 각각의 실린더 내로 분사될 수 있다. 선행 기술에 따른 커먼 레일 연료 공급 장치는 연료를 커먼 레일 연료 공급 장치의 저압 영역으로부터 고압 영역으로 송출하기 위해 각각 다수의 고압 펌프를 가진 하나의 펌프 장치를 포함한다. 펌프 장치와 분사기 사이의 고압 영역 내에는 영구적으로 고압 하에 있는 축압 시스템이 제공된다. 커먼 레일이라 하는 축압 시스템은 DE 101 57 135 B4 및 DE 10 2004 060 003 A1에 따라 다수의 축압기 유닛을 포함하고, 마찬가지로 영구적으로 고압 하에 있는 고압 연료 라인을 통해 펌프 장치에 연결된다. 축압 시스템은 또한 분사 사이클에 따라 일시적으로 고압 하에 있는 고압 연료 라인을 통해 분사기에 연결되고, 상기 일시적으로 고압 하에 있는 고압 연료 라인 내에 셀렉터 밸브가 통합되며, 상기 셀렉터 밸브는 제어 밸브에 의해 제어된다. 통상 3/2 방향 밸브로서 형성되는 셀렉터 밸브는 통상 2/2 방향 밸브로서 형성되는 제어 밸브에 의해 제어되고, 이로 인해 실린더 내로 연료가 분사되는지의 여부 그리고 어떤 실린더 내로 연료가 분사되는지가 결정된다.
내연기관의 실린더 내로의 분사기의 분사 특성은 각각의 분사기와 상호 작용하는 셀렉터 밸브 및 제어 밸브에 의해 결정된다. 통상 공급 스로틀은 셀렉터 밸브 내에 그리고 배출 스로틀은 제어 밸브 내에 통합되며, 각각의 셀렉터 밸브의 피스톤에서의 압력 상태를 조절하기 위해 연료가 상기 스로틀을 통해 흐를 수 있다. 제어 밸브의 배출 스로틀을 통과하는 연료량은 각각의 제어 밸브의 밸브 시트와 상호 작용하는 제어 밸브의 밸브체에 의해 결정된다.
커먼 레일 연료 공급 장치의 작동 중에, 특히 150℃까지의 연료 온도로 HFO 작동 중에, 셀렉터 밸브 및 제어 밸브는 높은 부하를 받으며, 상기 부하는 제어 밸브의 마모 및 조기 고장을 야기할 수 있다. 특히, 제어 밸브의 밸브 시트 및 배출 스로틀은 공동화에 의한 높은 마모, 부식 및 변속 과정에 의한 기계적 부하에 노출된다. 커먼 레일 연료 공급 장치의 제어 밸브는 특히 마모되기 쉽다.
본 발명의 과제는 내연기관의 새로운 연료 공급 장치, 즉 새로운 커먼 레일 연료 공급 장치 및 새로운 제어 밸브를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 내연기관의 연료 공급 장치에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 제어 밸브의 밸브체용 밸브 시트는 인서트로 형성되며, 상기 인서트는 각각의 제어 밸브의 지지체 내에 수용되고 각각의 제어 밸브의 지지체 보다 큰 경도를 갖는다.
본 발명에 따라, 커먼 레일 연료 공급 장치의 제어 밸브의 특히 마모되기 쉬 운 밸브 시트는 비교적 높은 경도를 가진 인서트로 형성되고, 상기 인서트는 비교적 낮은 경도를 가진 지지체 내에 수용된다. 비교적 낮은 경도를 가진 지지체는 밸브 시트를 형성하는 인서트를 각각의 제어 밸브에 연결하는데 사용된다. 지지체가 비교적 낮은 경도만을 갖기 때문에, 조립시 지지체가 손상될 위험이 없다. 각각의 제어 밸브의 밸브 시트를 형성하는, 지지체 내에 수용된 인서트는 조립시 부하에 노출되지 않는다. 작동 중에만 제어 밸브의 인서트가 부하를 받지만, 상기 인서트는 훨씬 덜 마모되는데, 그 이유는 비교적 높은 경도를 갖기 때문이다. 본 발명에 따른 연료 공급 장치의 제어 밸브는 매우 적게 마모되기 때문에, 비용 면에서 장점이 얻어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 인서트는 각각의 제어 밸브의 밸브 시트 및 배출 스로틀을 형성한다.
본 발명에 따른 제어 밸브는 청구항 10에 규정된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예는 도면을 참고로 설명되지만, 본 발명이 이 실시예에 제한되지는 않는다.
본 발명은 내연기관, 특히 중유로 작동되는 선박 디젤 내연기관의 커먼 레일 연료 공급 장치에 관한 것이다.
도 1은 셀렉터 밸브(10) 및 제어 밸브(11) 영역에서 본 발명에 따른 커먼 레일 연료 공급 장치의 개략도이다. 제어 밸브(11)는 셀렉터 밸브(10)의 제어를 위해 사용된다. 제어 밸브(11)를 통해 셀렉터 밸브(10)의 스위칭 위치가 영향을 받 으며, 셀렉터 밸브(10)의 스위칭 위치에 따라 커먼 레일 연료 공급 장치의 축압기 시스템으로부터 셀렉터 밸브(10)와 상호 작용하는 분사기로의 연료 흐름이 해제되거나 차단된다. 셀렉터 밸브와 제어 밸브의 협력은 DE 101 57 135 B4 및 DE 10 2004 060 003 A1에 공지되어 있으며, 그 공개 내용을 참고할 수 있다.
셀렉터 밸브(10)는 바람직하게는 소위 3/2 방향 밸브로서 형성되고, 도 1에는 셀렉터 밸브(10) 중 밸브 슬리브(12) 및 피스톤(13)이 도시된다. 피스톤(13) 내에는 도시되지 않은 연료용 공급 스로틀이 통합된다.
제어 밸브(11)는 바람직하게는 소위 2/2 방향 밸브로서 형성되고, 도 1에는 제어 밸브(11) 중 밸브 슬리브(14), 지지체(15) 및 상기 지지체(15) 내에 수용된 인서트(16)가 도시되어 있다. 지지체(15) 및 인서트(16)는 복합체 또는 컴파운드를 형성한다. 제어 밸브(11)의 인서트(16)는 제어 밸브(11)의 도시되지 않은 밸브체용 밸브 시트(17) 및 배출 스로틀(18)을 형성한다. 밸브 시트(17) 및 배출 스로틀(18)은 확산기(19)를 통해 연결된다. 배출 스로틀(18)용 유입구(20)는 밸브 시트(17)의 반대편에 놓이게 인서트(16) 내에 삽입된다.
지지체(15)는 비교적 낮은 경도를 가진 재료, 바람직하게는 금속 재료로 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서 제어 밸브(11)의 밸브 시트(17) 및 배출 스로틀(18)을 형성하는 인서트(16)는 지지체(15)를 형성하는 재료보다 높은 경도를 가진 재료로 형성된다. 바람직하게는 인서트(16)는 세라믹 재료 또는 하드 메탈 재료로 제조된다. 제어 밸브(11)의 인서트(16)는 상기 제어 밸브의 지지체(15) 내에 압입되거나, 삽입 수축 또는 삽입 소결된다.
도시된 실시예에서, 인서트(16)용 지지체(15) 및 제어 밸브(11)의 밸브 슬리브(14)는 별도의 유닛으로서 형성된다. 그러나, 이와는 달리, 제어 밸브(11)의 지지체(15) 및 밸브 슬리브(14)가 공통의 또는 모놀리식 유닛으로도 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 커먼 레일 연료 공급 장치의 제어 밸브의 특히 마모되기 쉬운 부재, 즉 제어 밸브의 밸브 시트 및 배출 스로틀은 인서트로 제공되고, 상기 인서트는 비교적 높은 경도를 가진 재료로 제조된다. 각각의 제어 밸브의 상기 인서트는 비교적 낮은 경도를 가진 재료로 이루어진 지지체 내에 수용된다. 비교적 낮은 경도를 가진 지지체를 통해 비교적 큰 경도를 가진 인서트가 제어 밸브에 연결되고, 조립시 부재가 파괴될 위험이 없다.

Claims (11)

  1. 내연기관, 특히 선박 디젤 내연기관의 연료 공급 장치, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치로서, 상기 연료 공급 장치의 저압 영역으로부터 그 고압 영역으로 연료를 송출하기 위해 하나 이상의 고압 펌프를 가진 펌프 장치를 포함하고, 상기 펌프 장치와 실린더 사이의 고압 영역에 배치된 분사기 내에, 하나 이상의 축압기 유닛을 가진 축압기 시스템이 제공되며, 상기 축압기 시스템은 하나 이상의 고압 연료 라인을 통해 상기 펌프 장치에 연결되고, 상기 축압기 시스템은 다른 고압 연료 라인을 통해 상기 분사기에 연결되며, 상기 축압기 시스템을 상기 분사기에 연결하는 고압 연료 라인에는 제어 밸브를 통해 제어 가능한 셀렉터 밸브가 배치되는 내연기관의 연료 공급 장치에 있어서,
    제어 밸브(11)의 밸브체용 밸브 시트(17)는 인서트(16)로 형성되며, 인서트(16)는 제어 밸브(11) 각각의 지지체(15) 내에 수용되고 제어 밸브(11) 각각의 지지체(15)보다 큰 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 인서트(16)는 제어 밸브(11) 각각의 밸브 시트(17) 및 배출 스로틀(18)을 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어 밸브(11) 각각의 인서트(16)는 세라믹 재료 또는 하드 메탈로 형성되며, 제어 밸브(11) 각각의 지지체(15)는 금속 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브(11) 각각의 인서트(16)는 제어 밸브(11) 각각의 지지체(15) 내에 압입되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브(11) 각각의 인서트(16)는 제어 밸브(11) 각각의 지지체(15) 내에 삽입 소결 또는 삽입 수축되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브(11) 각각의 지지체(15) 및 제어 밸브(11) 각각의 밸브 슬리브(14)는 별도의 유닛으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브 각각의 지지체 및 제어 밸브 각각의 밸브 슬리브는 공통 유닛으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브(11)는 2/2 방향 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 셀렉터 밸브(10)는 3/2 방향 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 장치.
  10. 연료 공급 장치, 즉 커먼 레일 연료 공급 장치의 셀렉터 밸브를 제어하기 위한 상기 연료 공급 장치의 제어 밸브에 있어서,
    밸브체용 밸브 시트(17)는 인서트(16)로서 형성되고, 이 인서트는 지지체(15) 내에 수용되며 제어 밸브(11) 각각의 상기 지지체(15) 보다 큰 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치의 제어 밸브.
  11. 제10항에 있어서, 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
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