KR20120007958A - 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브 - Google Patents

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만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

본 발명은 내연기관의 연료 공급 시스템, 특히 선박 디젤 엔진의 커먼-레일 연료 공급 시스템의 흡입 밸브에 관한 것이며, 상기 흡입 밸브는 밸브 시트(9)와 상호 작용하는 밸브 바디(8)를 포함하고, 상기 흡입 밸브를 통해 연료가 상기 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 고압 펌프(3)의 펌프실(5) 내로 흡입될 수 있고, 상기 고압 펌프에 의해 연료가 상기 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 상기 연료 공급 시스템의 고압 영역 내로 송출될 수 있고, 연료가 상기 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 상기 고압 펌프의 펌프실(5) 내로 이르는 흡입 과정 동안, 상기 밸브 바디(8)는 상기 밸브 바디(8)의 방사방향 외부 섹션(13)과 상호 작용하는 다수의 흡입 홀(10)을 개방하고, 연료가 상기 고압 펌프의 펌프실(5)로부터 상기 연료 공급 시스템의 고압 영역 내로 이르는 송출 과정 동안, 상기 밸브 바디(8)는 상기 흡입 홀들(10)을 폐쇄한다.

Description

내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브{SUCTION VALVE OF A FUEL SUPPLY SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른, 내연기관의 연료 공급 시스템, 특히 선박 디젤 엔진의 커먼-레일 연료 공급 시스템의 흡입 밸브에 관한 것이다.
DE 10 2004 060 003 A1은 다수의 실린더를 가진 내연기관, 즉 중유 작동식 선박 디젤 엔진을 공개하며, 각각의 실린더에는 커먼-레일 연료 공급 시스템의 분사기가 할당 배치된다. 분사기를 통해 내연기관의 각각의 실린더 내로 연료가 분사될 수 있다. DE 10 2004 060 003 A1에 따른 커먼-레일 연료 공급 시스템은 커먼-레일 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 그 고압 영역으로 연료를 송출하기 위해 다수의 고압 펌프를 가진 펌프 장치를 포함한다. 펌프 장치와 분사기 사이의 고압 영역에는 영구적으로 고압 상태인 어큐뮬레이터 시스템이 제공된다. 커먼-레일이라고도 하는, 영구적으로 고압 상태인 어큐뮬레이터 시스템은 DE 10 2004 060 003 A1에 따라 하나 또는 다수의 어큐뮬레이터 유닛을 포함하고, 마찬가지로 영구적으로 고압 상태인 고압 연료 라인을 통해 펌프 장치에 연결된다. 어큐뮬레이터 시스템은 또한 분사 사이클에 따라 일시적으로 고압 상태인 고압 연료 라인을 통해 분사기에 연결된다. DE 10 2004 060 003 A1에 따른 커먼-레일 연료 공급 시스템에서, 각각의 고압 펌프에는 각각 하나의 흡입 밸브 및 하나의 송출 밸브가 할당 배치되고, 각각의 흡입 밸브를 통해 연료가 저압 영역으로부터 각각의 고압 펌프의 펌프실 내로 흡입될 수 있고, 송출 밸브를 통해 연료가 각각의 고압 펌프의 펌프실로부터 어큐뮬레이터 시스템의 방향으로 송출될 수 있다.
실제로 공지된 커먼-레일 연료 공급 시스템에서, 하나의 고압 펌프에 할당 배치된 밸브들, 즉 흡입 밸브 및 송출 밸브는 상이한 축들 상에 서로 나란히 배치된다. 이는 지금까지 공지된 흡입 밸브의 구성에 의해 주어지며, 부품 비용에 불리하게 작용한다. 또한, 흡입 밸브와 송출 밸브의 서로 나란한 배치는 특히 고압에서 밀봉 문제를 일으킨다.
본 발명의 과제는 내연기관의 연료 공급 시스템의 새로운 흡입 밸브를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 흡입 밸브에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 연료가 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 고압 펌프의 펌프실 내로 이르는 흡입 과정 동안, 밸브 바디는 밸브 바디의 방사방향 외부 섹션과 상호 작용하는 다수의 흡입 홀들을 개방하고, 연료가 고압 펌프의 펌프실로부터 연료 공급 시스템의 고압 영역 내로 이르는 송출 과정 동안, 밸브 바디는 상기 흡입 홀들을 폐쇄한다.
본 발명에 따른 흡입 밸브의 구조적 실시예는 하나의 고압 펌프에 할당 배치된 밸브들, 즉 하나의 고압 펌프에 할당 배치된 흡입 밸브와 송출 밸브가 하나의 축을 따라 서로 동축으로 배치될 수 있게 한다. 이로써, 한편으로는 비용상 장점이 얻어지고, 다른 한편으로는 고압에서 밀봉 문제가 방지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예들이 도면을 참고로 상세히 설명되지만, 이것에 제한되지는 않는다.
본 발명의 흡입 밸브를 사용함으로써, 한편으로는 비용상 장점이 얻어지고, 다른 한편으로는 고압에서 밀봉 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 흡입 밸브 및 송출 밸브의 영역에서 커먼-레일 연료 공급 시스템을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 흡입 밸브 및 송출 밸브의 영역에서 커먼-레일 연료 공급 시스템을 나타낸 단면도.
본 발명은 내연기관의 연료 공급 시스템, 특히 선박 디젤 엔진의 커먼-레일 연료 공급 시스템의 흡입 밸브에 관한 것이다.
커먼-레일 연료 공급 시스템은 저압 영역 및 고압 영역을 갖는다. 커먼-레일 연료 공급 시스템의 고압 영역은 하나 이상의 고압 펌프를 가진 펌프 장치, 및 하나 이상의 어큐뮬레이터 유닛을 가진 어큐뮬레이터 시스템을 포함한다. 펌프 장치의 고압 펌프는 연료를 흡입 밸브를 통해 저압 영역으로부터 고압 영역으로 흡입하고 송출 밸브를 통해 어큐뮬레이터 시스템에 공급한다. 어큐뮬레이터 시스템으로부터 연료가 분사기를 통해 실린더 내로 분사될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흡입 밸브(1) 및 상기 흡입 밸브(1)에 대해 동축으로 배치된 송출 밸브(2)의 영역에서 커먼-레일 연료 공급 시스템을 나타낸다. 상기 흡입 밸브 및 송출 밸브는 연료 공급 시스템의 펌프 장치의 고압 펌프(3)에 할당 배치된다. 고압 펌프(3)의 펌프 실린더(4)가 도시되며, 상기 펌프 실린더는 고압 펌프(3)의 펌프실(5)을 한정하고, 본 발명에 따른 흡입 밸브(1)를 수용하기 위한 리세스(6)를 갖는다.
흡입 밸브(1)는 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 고압 펌프(3)의 펌프실(5) 내로 연료를 흡입하기 위해 사용된다. 연료 공급 시스템의 저압 영역 중 저압 공급 라인(7)이 도 1에 도시된다.
연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 연료의 흡입시, 즉 흡입 과정에서, 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)는 흡입 밸브(1)의 밸브 시트(9)로부터 분리되며 흡입 홀(10)을 개방한다. 상기 흡입 홀을 통해 저압 공급 라인(7)이 고압 펌프(3)의 펌프실(5)과 연결될 수 있다.
밸브 바디(8)가 밸브 시트(9)에 대해 가압되면, 밸브 바디가 흡입 홀(10)을 폐쇄하므로, 연료가 고압 펌프(3)의 펌프실(5)로부터 송출 밸브(2)를 통해 연료 공급 시스템의 고압 영역의 어큐뮬레이터 시스템(11)의 방향으로 송출될 수 있다. 연료는 고압 펌프(3)의 펌프실(5)로부터 송출 홀(12)을 통해 송출 밸브(2)의 방향으로 송출될 수 있다. 고압 펌프(3)의 펌프실(5)로부터 송출 밸브(2)의 방향으로 연료 송출시, 즉 송출 과정 동안, 전술한 바와 같이 흡입 홀들(10)이 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)에 의해 폐쇄된다.
본 발명에 따른 흡입 밸브(1)에서는 밸브 바디(8)가 다수의 흡입 홀들(10)과 상호 작용하고, 상기 다수의 흡입 홀들은 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)의 방사방향 외부 섹션(13)에 할당 배치되거나 또는 밸브 바디(8)의 방사방향 외부 섹션(13)과 상호 작용한다. 흡입 과정시 밸브 바디(8)의 방사방향 외부 섹션(13)은 흡입 홀(10)을 개방하는 한편, 송출 과정 시에 방사방향 외부 섹션(13)은 흡입 홀(10)을 폐쇄한다.
송출 과정 동안 연료를 고압 펌프(3)의 펌프실(5)로부터 송출 밸브(2)의 방향으로 송출하는 송출 홀(12)은 흡입 홀(10)의 대략 중앙에, 그에 따라 밸브 바디(8)의 방사방향 중앙에 배치된다.
도 1에 따라 흡입 홀(10) 및 송출 홀(12)은 대략 하나의 평면에 배치되거나 또는 대략 하나의 평면에서 펌프 실린더(4)의 리세스(6) 내로 통하고, 상기 리세스(6) 내에 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)가 축 방향으로 이동 가능하게 지지된다.
도 1에 따라 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)는 중앙의, 축 방향 리세스(14)를 가지며, 상기 리세스를 통해 연료가 흐를 수 있고, 송출 과정시 고압 펌프(3)의 펌프실(5)이 상기 리세스(14)를 통해 송출 홀(12)과 연결될 수 있고, 상기 송출 홀은 송출 밸브(2)로 연장한다.
또한, 도 1에 따라 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8) 내에 방사 방향으로 연장되는 리세스(15)가 형성되고, 상기 리세스(15)를 통해 밸브 바디(8)의 중앙의, 축 방향 리세스(14)가 펌프 실린더(4)의 리세스(6)와 연결되고, 상기 리세스(6) 내에 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)가 축 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 밸브 바디(8)를 밸브 시트(9)에 대해 가압하고 흡입 홀(10)의 폐쇄를 지원하기 위해, 송출 과정 시에 연료가 상기 방사방향 리세스(15)를 통해 리세스(6) 내에 도달할 수 있다.
흡입 과정시 밸브 바디(8)가 흡입 홀(10)의 개방 하에 밸브 시트(9)로부터 분리되면, 연료는 흡입 홀(8) 및 밸브 바디(8)의 중앙의, 축 방향 리세스(14)를 통해 고압 펌프(3)의 펌프 실(5) 내에 도달한다.
도 1의 실시예에서, 밸브 바디(8)에는 스프링 부재(16)가 할당 배치되고, 상기 스프링 부재는 도 1의 실시예에서 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)의 중앙의, 축 방향 리세스(14) 내에 배치되는 내부 스프링 부재(16)로서 형성된다.
스프링 부재(16)는 송출 과정 동안 흡입 홀(10)을 폐쇄하기 위해 흡입 밸브(1)의 밸브 바디(8)를 밸브 시트(9)에 대해 가압한다. 전술한 바와 같이, 송출 과정시 흡입 홀(10)의 폐쇄는 밸브 바디(8)의 방사방향 리세스(15)를 통해 펌프 실린더(4)의 리세스(6) 내로 흐르는 연료에 의해 지원된다.
흡입 과정 동안 흡입 홀(10)의 개방을 위해, 밸브 바디(8)는 스프링 부재(16)의 힘에 대항해서 밸브 시트(9)로부터 분리된다.
도 2는 본 발명에 따른 흡입 밸브의 제 2 실시예를 도시한다. 여기서 밸브 바디(8)에 할당 배치된 스프링 부재(16)는 외부 스프링 부재로서 형성되며 밸브 바디(8)를 방사방향 외부로 둘러싸므로, 중앙의, 축 방향 리세스(14)에 배치되는 것이 아니라, 고압 펌프(3)의 펌프 실린더(4) 내의 리세스(6) 내부에 배치된다.
도 2의 실시예와 도 1의 실시예 간의 다른 차이점은 도 2의 실시예에서 밸브 바디(8)에 인접하게 흡입 홀(10)에 환형 홈(17)이 형성된다는 것이다. 상기 홈(14)에 의해, 시트 충격에 의한 밸브 바디(8)의 회전 시에 흡입 홀(10)에서 누설이 생기는 것이 방지될 수 있고, 이로 인해 밸브 바디(8)에 대한 회전 방지 수단이 생략될 수 있다.
흡입 밸브(1)의 본 발명에 따른 실시예에 의해, 도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이 고압 펌프(3)에 할당 배치된 흡입 밸브(1), 및 고압 펌프(3)에 할당 배치된 송출 밸브(2)가 하나의 축을 따라, 그에 따라 서로 동축으로 배치될 수 있다. 이로 인해 부품 비용이 줄어들고, 또한 고압에서 밀봉 문제가 방지될 수 있다. 본 발명의 다른 장점은 다수의 흡입 홀(10)이 존재하기 때문에 더 큰 흡입 횡단면이 제공될 수 있어서, 흡입 밸브(1)에 대해 작은 밸브 리프트가 구현될 수 있다는 것이다. 이로 인해, 흡입 밸브(1)의 마모를 줄이고 그 수명을 연장하는 것이 가능하다.
1 : 흡입 밸브
2 : 송출 밸브
3 : 고압 펌프
4 : 펌프 실린더
5 : 펌프실
6 : 리세스
7 : 저압 공급 라인
8 : 밸브 바디
9 : 밸브 시트
10 : 흡입 홀
11 : 어큐뮬레이터 시스템
12 : 송출 홀
13 : 섹션
14 : 리세스
15 : 리세스
16 : 스프링 부재
17 : 홈

Claims (11)

  1. 내연기관의 연료 공급 시스템, 특히 선박 디젤 엔진의 커먼-레일 연료 공급 시스템의 흡입 밸브로서, 상기 흡입 밸브는 밸브 시트와 상호 작용하는 밸브 바디를 포함하고, 상기 흡입 밸브를 통해 연료가 상기 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 고압 펌프의 펌프실 내로 흡입될 수 있고, 상기 고압 펌프에 의해 연료가 상기 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 상기 연료 공급 시스템의 고압 영역 내로 송출될 수 있는, 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브에 있어서,
    연료가 상기 연료 공급 시스템의 저압 영역으로부터 상기 고압 펌프의 펌프실(5) 내로 이르는 흡입 과정 동안, 상기 밸브 바디(8)는 상기 밸브 바디(8)의 방사방향 외부 섹션(13)과 상호 작용하는 다수의 흡입 홀(10)을 개방하고, 연료가 상기 고압 펌프의 펌프실(5)로부터 상기 연료 공급 시스템의 고압 영역 내로 이르는 송출 과정 동안, 상기 밸브 바디(8)는 상기 흡입 홀들(10)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 송출 과정 동안 연료가 상기 고압 펌프의 펌프실(5)로부터 상기 연료 공급 시스템의 고압 영역 내로 이르게 하는 송출 홀(12)은 상기 흡입 홀(10)의 대략 중앙에, 그에 따라 상기 밸브 바디(8)의 대략 방사방향 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 송출 홀(12) 및 상기 흡입 홀(10)은 하나의 평면에서 상기 고압 펌프의 펌프 실린더(4) 내의 리세스(6) 내로 통하고, 상기 리세스(6) 내에 상기 밸브 바디(8)가 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 밸브 바디(8)는 중앙의, 축 방향 리세스(14)를 가지며, 상기 리세스(14)를 통해 상기 고압 펌프의 펌프실(5)이 상기 송출 홀(12) 및 상기 흡입 홀(10)과 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 바디(8)는 하나 이상의 방사방향 리세스(15)를 가지며, 상기 리세스(15)를 통해 상기 고압 펌프의 펌프실(5)이 상기 펌프 실린더의 리세스(6)와 연결될 수 있고, 상기 리세스(6) 내에 상기 밸브 바디(8)가 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 방사방향 리세스(15)는 상기 중앙의, 축 방향 리세스(14)로부터 방사방향으로 상기 밸브 바디(8)를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 바디(8)에는 스프링 부재(16)가 할당 배치되고, 상기 스프링 부재는 상기 흡입 홀(10)을 폐쇄하기 위해 상기 밸브 바디를 상기 밸브 시트에 대해 가압하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 스프링 부재는 상기 밸브 바디(8)의 중앙의, 축 방향 리세스(14) 내에 배치되는 내부 스프링 부재(16)이고, 상기 리세스(14)를 통해 연료가 흐르는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 스프링 부재(16)는 상기 밸브 바디(8)의 외부를 둘러싸는 외부 스프링 부재인 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 바디(8)에 인접하게 상기 흡입 홀(10)에 환형 홈(17)이 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입 밸브가 송출 밸브에 대해 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 공급 시스템의 흡입 밸브.
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