KR20140018931A - Fuel injection system and tank installation unit for a fuel injection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체 형태의 매체를 토출하기 위한, 특히 연료 분사 시스템 내 연료를 토출하기 위한 전기식 토출 펌프를 포함하는 내연 기관의 연료 분사 시스템, 특히 커먼 레일 시스템에 관한 것이며, 이때 전기식 토출 펌프는 전자 정류식 모터를 구비한 구동 장치와 펌프 장치를 포함하며, 이러한 구동 장치 및 펌프 장치는 일체형 유닛을 형성하고, 전기식 토출 펌프는 연료 분사 시스템의 연료 탱크 내에 장착 가능한 탱크 장착 유닛 내에 배치되도록 매칭된다. 또한 본 발명은 내연 기관의 연료 분사 시스템, 특히 커먼 레일 시스템을 위한 탱크 장착 유닛에 관한 것이며, 이때 탱크 장착 유닛 내에 또는 탱크 장착 유닛에는, 유체 형태의 매체를 토출하기 위한, 특히 연료 분사 시스템 내 연료를 토출하기 위한 전기식 토출 펌프가 배치되며, 이때 전기식 토출 펌프는 전자 정류식 모터를 구비한 구동 장치와 펌프 장치를 포함하며, 이러한 구동 장치 및 펌프 장치는 일체형 유닛을 형성한다.The present invention relates to a fuel injection system, in particular a common rail system of an internal combustion engine, comprising an electric discharge pump for discharging a medium in fluid form, in particular for discharging fuel in the fuel injection system, wherein the electric discharge pump is electronically commutated. A drive device with a pump and a pump device are included, the drive device and the pump device forming an integral unit, and the electric discharge pump is matched to be arranged in a tank mounting unit mountable in the fuel tank of the fuel injection system. The invention also relates to a tank mounting unit for a fuel injection system, in particular a common rail system of an internal combustion engine, in which the fuel in the fuel injection system, in particular for discharging a medium in the form of a fluid, in or in the tank mounting unit An electric discharge pump for discharging the gas is disposed, wherein the electric discharge pump includes a driving device and a pump device having an electronically commutated motor, and the driving device and the pump device form an integrated unit.
Description
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 연료 분사 시스템과, 제9항의 전제부에 따른 연료 분사 시스템용 탱크 장착 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel injection system according to the preamble of
예를 들어 커먼 레일 시스템과 같은 연료 분사 시스템 내의 연료 토출을 위한 전기식 토출 펌프로서, 한편으로는 베인 및 롤러 셀 펌프와, 축방향으로 모터축에 플랜지 결합되고, DC 버전으로 형성될 뿐 아니라 "브러쉬리스(brushless)" DC 버전으로도 형성되는 구동 모터를 갖는 내부 또는 외부 기어 펌프가 사용된다. 이러한 타입의 전기식 토출 펌프는 서로 분리된 토출 및 구동 유닛을 포함한다. 다른 한편으로 선행 기술에는 토출 및 구동 유닛이 서로 분리되어 제공되지 않고 분리 불가능한 유닛으로서 공통적으로 하우징 내에 제공되는 소위 일체형 구조 형태가 공지되어 있다.For example, an electric discharge pump for fuel discharge in a fuel injection system such as a common rail system, which is flanged to the motor shaft in the axial direction, with vanes and roller cell pumps on the one hand, is formed in a DC version as well as a "brush" Internal or external gear pumps with drive motors which are also formed in a brushless "DC version are used. This type of electric discharge pump includes a discharge and drive unit separated from each other. On the other hand, the prior art is known in the form of so-called integral structures in which the discharge and drive units are not provided separately from one another and are commonly provided in a housing as a non-separable unit.
일체형 구조 형태는 예를 들어 DE 10 2006 007 554 A1호에 설명되어 있으며, 이때 토출 펌프는 전동기에 일체된다. 토출 펌프는 제1 톱니 바퀴와 제2 톱니 바퀴를 포함한다. 2개의 톱니 바퀴들 사이에는 토출 챔버가 형성된다. 제2 톱니 바퀴의 중심은 심축 상에 지지된다. 제1 톱니 바퀴는 외부 기어이며 회전자를 형성하고, 제2 톱니 바퀴는 제1 톱니 바퀴의 편심된 중심에서 결합 운동하는 내부 기어이다. 제1 톱니 바퀴는 둘레에 걸쳐 분포되도록 배치된 접착된 영구 자석을 포함한다. 외부의 자기장 형성 장치는 회전자에 의해 변화하는 환형의 자기장을 형성하며, 이러한 자기장은 회전자가 직접적으로 모터의 작용을 발휘하게 한다.The integral structure form is described for example in
일체형 구조 형태의 추가의 전기 구동식 내부 기어 펌프는 DE 10 2006 037 177 A1호에도 공지되어 있다. 상기 공보에 공지된 내부 기어 펌프는 내부 맞물림 톱니 링 및 토출 작용을 형성하기 위해 톱니 링에 맞물리는 외부 맞물림 피니언을 포함하며, 이러한 피니언은 톱니 링에 편심으로 베어링 저널 상에 회전 가능하게 지지된다. 톱니 링 및 피니언은 하우징 내에서 수용 배치되며, 하우징 내에는 전기 정류식 고정자가 배치되며, 이러한 고정자는 톱니 링을 중심으로 동심으로 연장되고, 전동기의 형태에 따라, 톱니 링을 동심으로 둘러싸면서 이러한 톱니 링과 회전 불가능하게 연결되는 환형 자석과 상호 작용한다. 이 경우, 환형 자석은 톱니 링과 함께 토출 작용을 형성하기 위해 회전 운동을 실행한다.Further electrically driven internal gear pumps in the form of integral structures are also known from
선행 기술에 공지된 이러한 변형예는 대개 직접 연료 분사 시스템의 고압 펌프에 배치되거나, 고압 펌프의 상류에서 연료 탱크와 고압 펌프 사이에 배치되는데, 이는 추가적인 구조 공간을 필요로 한다.Such modifications known in the prior art are usually arranged in the high pressure pump of the direct fuel injection system or between the fuel tank and the high pressure pump upstream of the high pressure pump, which requires additional construction space.
따라서, 연료 분사 시스템 내의 연료 토출을 위한 전기식 토출 펌프의 배치 및 위치 설정을 위해 공간을 절약하는 해결책을 제공하는 것이 필요하다.Accordingly, there is a need to provide a space saving solution for the placement and positioning of electric discharge pumps for fuel discharge in fuel injection systems.
본 발명에 따라, 유체 형태의 매체를 토출하기 위한, 특히 연료 분사 시스템 내 연료를 토출하기 위한 전기식 토출 펌프를 포함하는 내연 기관의 연료 분사 시스템, 특히 커먼 레일 시스템이 제공되며, 이때 전기식 토출 펌프는 전자 정류식 모터를 구비한 구동 장치와 펌프 장치를 포함하고, 상기 구동 장치 및 펌프 장치는 일체형 유닛을 형성하며, 전기식 토출 펌프는 연료 분사 시스템의 연료 탱크 내에 장착 가능한 탱크 장착 유닛 내에 배치되기 위해 매칭된다. 구동 장치와 펌프 장치가 일체형 유닛을 형성하는 일체형 타입의 전기식 토출 펌프의 축방향으로 매우 콤팩트한 구조 형태를 통해, 이러한 펌프는 예를 들어 새들 탱크의 경우에서와 같이 구조 공간 조건이 매우 제한될 때에도 문제없이 연료 탱크 내에 장착될 수 있다. 이 경우, 전기식 토출 펌프는 상응하게 긴 탱크 장착 유닛과 이에 따라 상응하게 깊은 탱크를 필요로 하는 종래 방식의 연료 펌프와 비교하여, 더 작고 더 낮으며 요구 조건에 있어 최적의 탱크 구조 유닛 내에 장착될 수 있다. 이와 같이 연료 탱크 내에 일체형 구조 형태의 전기식 토출 펌프를 장착함으로써 공간 절약과 더불어 추가의 장점들도 얻어진다. 이와 같이, 예를 들어 전기식 토출 펌프의 축방향으로 더 짧은 구조 형태를 통해 그리고 이에 따라 마찬가지로 전체적으로 더 짧은 탱크 장착 유닛을 통해서, 이러한 펌프는 연료 펌프 이후의 벤투리 노즐에 대한 흡입 라인 또는 탱크 제트 펌프가 생략될 수 있도록 연료 탱크 내에 위치 설정될 수 있다. 또한, 전기식 토출 펌프의 전자 정류는 기계식 정류 부재의 생략을 통해 훨씬 더 긴 수명이 달성되기 때문에 바람직하다. 또한, 전기식 토출 펌프는 진동 및 여타의 주변 영향에 더 둔감하다.According to the invention there is provided a fuel injection system, in particular a common rail system of an internal combustion engine, comprising an electric discharge pump for discharging a medium in fluid form, in particular for discharging fuel in the fuel injection system. A drive device and a pump device with an electronically commutated motor, the drive device and pump device forming an integral unit, the electric discharge pump being matched for placement in a tank mounted unit mountable in a fuel tank of a fuel injection system. do. Due to the very compact structure in the axial direction of the integral type electric discharge pump, in which the drive device and the pump device form an integral unit, such a pump can be used even when the structural space conditions are very limited, for example in the case of a saddle tank. It can be mounted in the fuel tank without problem. In this case, the electric discharge pump can be mounted in a smaller, lower and optimum tank structure unit in accordance with the requirements, compared to conventional fuel pumps that require correspondingly long tank mounting units and thus correspondingly deep tanks. Can be. As a result of the installation of an electric discharge pump in the form of an integral structure in the fuel tank, further advantages are obtained as well as space savings. As such, for example through the axially shorter structural configuration of the electric discharge pump and thus likewise through the shorter tank mounting unit, the pump is a suction line or tank jet pump for the venturi nozzle after the fuel pump. Can be positioned in the fuel tank so that can be omitted. In addition, electronic rectification of the electric discharge pump is preferred because a much longer lifetime is achieved through the omission of a mechanical rectifying member. In addition, the electric discharge pump is more insensitive to vibration and other ambient influences.
바람직한 일 실시예에 따라, 전기식 토출 펌프는 특히 스냅-인(snap-in) 연결부에 의해 또는 나사 연결부에 의해 탱크 장착 유닛 내에 또는 탱크 장착 유닛에 기계적으로 고정 가능하다. 이는 신속하고 비용면에서 유리한 조립을 가능하게 한다.According to one preferred embodiment, the electric discharge pump is mechanically fixable in the tank mounting unit or in the tank mounting unit, in particular by snap-in connections or by screw connections. This allows for a fast and cost-effective assembly.
바람직한 다른 일 실시예에 따라, 전기식 토출 펌프는 느슨하게 탱크 장착 유닛 내에 배치되도록 매칭된다.According to another preferred embodiment, the electric discharge pump is loosely matched to be placed in the tank mounting unit.
바람직한 다른 추가의 일 실시예에 따라, 전기식 토출 펌프의 흡입측에는 필터가 배치된다.According to another preferred embodiment, a filter is arranged on the suction side of the electric discharge pump.
바람직하게 이러한 필터는 지능형 제어 장치를 통해 세척 가능하다. 이로 인해, 필터 보수 간격은 바람직하게 연장된다.Preferably this filter is washable via an intelligent control device. For this reason, the filter maintenance interval is preferably extended.
또한, 전기식 연료 펌프가 하나 이상의 일체형 가열 부재를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이와 같이, 디젤 연료 내의 파라핀 침전물은 이를 위해 전체 연료 탱크를 가열할 필요없이 직접 탱크 장착 유닛 내에서 "해동"되거나 용해된다. 파라핀이 저압 시스템 내로 펌프되지 않는데, 이는 추가 필터 부재의 장착을 생략하고 이로 인해 비용도 절감한다.It is also particularly preferred that the electric fuel pump comprises at least one integral heating element. As such, paraffin deposits in diesel fuel are "thawed" or dissolved directly in the tank mounting unit without the need to heat the entire fuel tank for this purpose. Paraffin is not pumped into the low pressure system, which omits the installation of additional filter elements and thereby reduces costs.
바람직한 다른 일 실시예에 따라, 전기식 토출 펌프는 내부 기어 펌프로서 형성된다.According to another preferred embodiment, the electric discharge pump is formed as an internal gear pump.
바람직하게 전자 정류식 모터는 회전자와 고정자를 포함하며, 이때 회전자는 직접 고정자 내부에 활주식으로 지지된다.Preferably the electronically commutated motor comprises a rotor and a stator, wherein the rotor is slidably supported directly inside the stator.
또한, 본 발명에 따라 내연 기관의 연료 분사 시스템, 특히 커먼 레일 시스템을 위한 탱크 장착 유닛이 제공되며, 이때 탱크 장착 유닛 내에 또는 탱크 장착 유닛에, 유체 형태의 매체를 토출하기 위한, 특히 연료 분사 시스템 내 연료를 토출하기 위한 전기식 토출 펌프가 배치되며, 이때 전기식 토출 펌프는 전자 정류식 모터를 구비한 구동 장치와 펌프 장치를 포함하고, 상기 구동 장치 및 펌프 장치는 일체형 유닛을 형성한다. 일체형 구조의 전기식 토출 펌프를 구비한 본 발명에 따른 탱크 장착 유닛은 이미 상술한 바와 같이 특히 공간을 절약하도록 직접 연료 분사 시스템의 연료 탱크 내에 장착된다.Furthermore, according to the invention there is provided a tank mounting unit for a fuel injection system, in particular a common rail system of an internal combustion engine, in which a fuel injection system, in particular for discharging a medium in fluid form, in or in the tank mounting unit is provided. An electric discharge pump for discharging the internal fuel is disposed, wherein the electric discharge pump includes a drive device and a pump device having an electronically commutated motor, and the drive device and the pump device form an integral unit. The tank mounting unit according to the invention with the electric discharge pump of the integral structure is mounted in the fuel tank of the direct fuel injection system as already described above, in particular to save space.
바람직한 일 실시예에 따라, 전기식 토출 펌프는 스냅-인 연결부에 의해 또는 나사 연결부에 의해 탱크 장착 유닛 내에 또는 탱크 장착 유닛에 고정된다. 이는 간단하고 신속하고 비용면에서 유리한 조립을 가능하게 한다.According to one preferred embodiment, the electric discharge pump is fixed in the tank mounting unit or to the tank mounting unit by snap-in connections or by screw connections. This allows a simple, quick and cost-effective assembly.
하기에는 본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 더 상세히 설명된다.Embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
도 1은 선행 기술에 따른 연료 분사 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 선행 기술에 따른 연료 분사 시스템의 연료 탱크를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 연료 분사 시스템의 연료 탱크를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 탱크 장착 유닛 내 전기식 토출 펌프의 고정을 위해 가능한 조치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a fuel injection system according to the prior art.
2 is a cross-sectional view illustrating a fuel tank of the fuel injection system according to the prior art.
3 is a cross-sectional view illustrating a fuel tank of the fuel injection system according to one embodiment.
4a and 4b schematically show possible measures for fixing an electric discharge pump in a tank mounting unit according to one embodiment.
도 1에는 선행 기술에 따른 연료 분사 시스템(1)이 개략적으로 도시되어 있다. 연료 탱크(5)로부터는 긴 축방향 길이를 갖는 전기식 토출 펌프(2)에 의하여 연결 라인(3)를 통해 연료가 고압 펌프(4)로 토출된다. 연결 라인(3) 내에는 과류 밸브(6)가 배치되어 있다. 연료 탱크(5), 전기식 토출 펌프(2), 및 연결 라인(3)은 저압이 가해지고, 이에 따라 연료 분사 시스템(1)의 저압 영역의 일부가 된다.1 schematically shows a
고압 펌프(4)에는 라인(9)을 통해 연료 탱크(5)에 접속되는 압력 조절 밸브(8)가 장착된다. 또한, 고압 펌프(4)로부터는 고압이 가해지는 연료를 커먼 레일로도 불리는 고압 어큐뮬레이터(12)에 안내하는 고압 라인(10)이 시작된다. 고압 어큐뮬레이터(12)로부터는 관류 제한부(13)의 삽입하에 고압 라인(14)이 시작되며, 이러한 고압 라인은 고압이 가해지는 연료를 고압 어큐뮬레이터(12)로부터 분사 밸브들(15)로 안내하는데, 도면에는 명확성을 위해 이들 분사 밸브들 중 하나의 분사 밸브(15) 만이 도시되어 있다. 고압 라인(10), 고압 어큐뮬레이터(12), 고압 라인(14), 및 분사 밸브(15)는 고압이 가해지는 연료를 포함하고, 그 결과 연료 분사 시스템(1)의 고압 영역에 할당된다.The high pressure pump 4 is equipped with a pressure regulating valve 8 which is connected to the
연료 분사 밸브(15)로부터는 제1 섹션(16) 및 제2 섹션(17)을 포함하는 복귀 라인이 연료 탱크(5)로 안내된다. 복귀 라인의 제1 및 제2 섹션(16, 17) 사이에는 압력 유지 밸브(18)가 연결되어 있다. 또한, 압력 유지 밸브(18)는 복귀 라인의 제1 섹션(16) 내에서 약 10바아의 최소 압력을 유지하기 위해 사용되며, 이러한 최소 압력은 연료 분사 시스템(1)의 작동 상태와 무관하게 연료 분사 시스템(1) 내의 제어 밸브 부재(미도시)와 피에조 액추에이터(미도시) 사이의 커플링 챔버의 충전을 가능하게 한다. 연료 분사 시스템(1)의 작동은 전자 제어 장치(11)를 통해 제어된다. 고압 어큐뮬레이터(12)에는 복귀 라인과 연결되는 압력 제어 밸브(7)가 제공된다. 고압 어큐뮬레이터(12) 내의 압력이 사전 설정된 최대값을 초과하는 경우, 압력 제어 밸브(7)는 개방되고, 고압 어큐뮬레이터(12) 내의 초과압은 저압 영역으로 강하한다.From the fuel injection valve 15 a return line comprising a
도 2에는 선행 기술에 따른 연료 탱크(5)를 절개한 단면도가 도시되어 있다. 연료 탱크(5) 내에는 디젤 연료(19)가 포함되어 있다. 또한, 연료 탱크(5) 내에는 긴 축방향 길이를 갖는 전기식 토출 펌프(2)가 내부에 제공된 탱크 장착 유닛(20)이 배치된다. 전기식 토출 펌프(2)의 긴 축방향 길이로 인해, 마찬가지로 긴 축방향 길이를 갖는 탱크 장착 유닛(20)의 위치 설정은 상응하는 축방향 길이를 갖는 연료 탱크(5) 내 작은 위치로 제한된다. 또한, 본 도면에 도시된, 선행 기술에 따른 장치는 연료 탱크(5) 내에 탱크 제트 펌프(21)를 배치할 것을 요구한다.2 shows a cross-sectional view of a
도 3에는 일 실시예에 따른 연료 탱크(5)를 절개한 단면도가 도시되어 있다. 전기식 토출 펌프(2)는 일체형 구조 형태의 펌프이며, 이러한 펌프에서는 본 도면에 단지 개략적으로 도시된 바와 같이 전자 정류식 모터(미도시)를 구비한 구동 장치(22)와 펌프 장치(23)가 일체형 유닛(24)을 형성한다. 이 경우 전기식 토출 펌프(2)는 축방향으로 매우 콤팩트한 구조 형태를 갖는데, 이는 상응하게 콤팩트한 탱크 장착 유닛(20)을 가능하게 하여, 장착 가능성이 매우 제한되는 연료 탱크 내에 배치될 수 있다. 또한, 이로 인해 연료 탱크(5) 내의 거의 모든 위치에 탱크 장착 유닛(20)을 배치하는 것이 가능하므로, 추가 탱크 제트 펌프가 제공될 필요성이 생략된다. 전자 정류는 불량한 전자기적 호환성 또는 복잡한 라인 차단을 수반하는 높은 주파수의 전류를 발생시킨다는 것을 유의해야 할 것이다. 따라서, 구동 장치(22)에 대한 파워 일렉트로닉스의 출력 유도 라인은 가능한 짧게 유지되어야 한다.3 is a cross-sectional view of a
도 4a 및 도 4b에는 일 실시예에 따른 탱크 장착 유닛(20) 내 전기식 토출 펌프(2)의 고정을 위해 가능한 조치가 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우, 전기식 토출 펌프(2)의 고정은 간단하고 신속한 방식으로 소위 스냅-인 연결부(25, 25')를 통해 달성되며, 이러한 스냅-인 연결부는 전기식 토출 펌프(2)를 확실하게 탱크 장착 유닛(20) 내에 유지시킨다(도 4b). 조립시에 전기식 토출 펌프(2)는 간단하게 스냅-인 연결부(25, 25')의 각각의 탄성 클램핑 부재들(26, 26') 사이에 삽입되며, 이때 이러한 탄성 클램핑 부재들은 외측을 향해 휘어진다(도 4a). 전기식 토출 펌프(2)가 탱크 장착 유닛(20) 내의 최종적인 위치에 도달하였으면, 탄성 클램핑 부재들(26, 26')은 자신의 최초 위치를 다시 취하고, 각각의 래칭 돌기(27, 27')에 의해 전기식 토출 펌프(2)의 하우징(29)의 상부측(28)을 둘러싼다(도 4b).4a and 4b schematically show possible measures for fixing the
따라서, 본 발명에 따른 구성에 의해 연료 탱크(5) 내의 거의 모든 위치에 전기식 토출 펌프(2)를 신속하고 간단하게 조립하는 것이 가능하다.Therefore, the configuration according to the present invention makes it possible to quickly and simply assemble the
Claims (10)
전기식 토출 펌프(2)는 연료 분사 시스템(1)의 연료 탱크(5) 내에 장착 가능한 탱크 장착 유닛(20) 내에 배치되도록 매칭되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 연료 분사 시스템(1).A fuel injection system 1, in particular a common rail system of an internal combustion engine, comprising an electric discharge pump 2 for discharging a fluid in the form of a fluid, in particular for discharging fuel 19 in the fuel injection system 1, The electric discharge pump 2 here comprises a drive device 22 and a pump device 23 with an electronically commutated motor, said drive device and pump device forming a unitary unit 24, the fuel of an internal combustion engine. In the injection system,
The fuel injection system (1) of an internal combustion engine, characterized in that the electric discharge pump (2) is matched to be arranged in a tank mounting unit (20) mountable in the fuel tank (5) of the fuel injection system (1).
탱크 장착 유닛(20) 내에 또는 탱크 장착 유닛(20)에는, 유체 형태의 매체를 토출하기 위한, 특히 연료 분사 시스템(1) 내 연료(19)를 토출하기 위한 전기식 토출 펌프(2)가 배치되며, 이때 전기식 토출 펌프(2)는 전자 정류식 모터를 구비한 구동 장치(22)와 펌프 장치(23)를 포함하며, 상기 구동 장치 및 펌프 장치는 일체형 유닛(24)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 연료 분사 시스템을 위한 탱크 장착 유닛(20).In a fuel injection system 1 of an internal combustion engine, in particular a tank mounting unit 20 for a common rail system,
In the tank mounting unit 20 or in the tank mounting unit 20, an electric discharge pump 2 is arranged for discharging the medium in fluid form, in particular for discharging the fuel 19 in the fuel injection system 1. In this case, the electric discharge pump 2 includes a drive device 22 and a pump device 23 having an electronically commutated motor, and the drive device and the pump device form an integrated unit 24. , Tank mounting unit 20 for fuel injection system of an internal combustion engine.
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