KR20160111526A - 연료 분사 조립체 - Google Patents

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KR20160111526A
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fuel
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fuel injector
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KR1020167023735A
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기셀라 디 도미치오
마테오 소리아니
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

길이방향 축(L)을 구비하는 연료 분사 조립체(1)가 개시된다. 이 연료 분사 조립체는 연료 입구 포트(110)를 구비하는 연료 인젝터(10)와, 연료 출구 단부(120)와 리세스(210)를 구비하는 인젝터 컵(20)을 포함하고, 상기 연료 인젝터(10)의 상기 연료 입구 포트(110)는 상기 리세스(210)의 개구(215)를 통해 상기 리세스에 수용된다. 상기 인젝터 컵(20)은 상기 개구(215)를 넘어 길이방향으로 연장되는 탭(220)을 포함하고, 상기 연료 인젝터(10)는 상기 탭(220)이 수용되는 포켓(130)을 포함한다.

Description

연료 분사 조립체{FUEL INJECTION ASSEMBLY}
본 발명은 연료 분사 조립체에 관한 것이다.
연료 레일과 같은 연료 저장소로부터 연료를 내연 엔진으로 분배(dosing)하고, 특히 내연 엔진의 연소 챔버로 직접 분배하는데 연료 분사 조립체가 널리 사용되고 있다.
예를 들어, EP 2014909 A2는 제1 부착 특징부를 포함하는 연료 인젝터 소켓(socket)과, 이 제1 부착 특징부에 대응하는 제2 부착 특징부를 포함하는 연료 인젝터를 구비하는 연료 분사 시스템을 개시한다. 이 제1 부착 특징부는 제2 부착 특징부와 맞물려, 상기 연료 인젝터를 연료 인젝터 소켓에 연결하고, 상기 연료 인젝터가 상기 연료 인젝터 소켓에 대해 회전 이동하는 것을 방지한다. 이 대응하는 부착 특징부들에 의해 연료 인젝터는 연료 레일의 연료 인젝터 소켓에 간단히 연결되고 분리될 수 있을 뿐만 아니라, 이 대응하는 부착 특징부들은 연료 레일 조립 공정에서 기존의 인젝터에 통합될 수도 있고 임의의 연료 분사 시스템에 적용될 수도 있다. 이 대응하는 부착 특징부들은 다기관 공급 튜브와 연료 인젝터 소켓이 플라스틱 재료로 오버몰딩되어 있는 연료 레일 조립체에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 금속으로 제조된 연료 레일 조립체에도 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 연료 분사 조립체를 제공하는 것이다.
연료 분사 조립체가 제시된다. 상기 연료 분사 조립체는 길이방향 축을 구비한다. 상기 연료 분사 조립체는 연료 인젝터와 인젝터 컵을 포함한다. - 연료 분사 밸브로도 언급될 수 있는 - 상기 연료 인젝터는 연료 입구 포트와 연료 출구 단부를 구비한다. 특히, 상기 연료 출구 단부는 하나 이상의 분사 노즐을 포함하고, 이 분사 노즐을 통해 상기 연료 인젝터는 연료를 분배하도록 동작가능하다. 상기 연료 입구 포트와 상기 연료 출구 단부는 상기 길이방향 축을 따라 이어져 있는데, 특히 상기 연료 인젝터의 반대쪽 길이방향 단부들에 배열된다.
상기 인젝터 컵은 리세스(recess)를 구비하고, 상기 리세스의 개구를 통해 상기 연료 인젝터의 상기 연료 입구 포트가 상기 리세스에 수용된다. 특히, 상기 인젝터 컵의 베이스 부분은 상기 리세스를 포함하고, 상기 리세스는 상기 개구로부터, 상기 연료 인젝터의 상기 연료 출구 단부로부터 멀어지는 길이 방향으로 상기 베이스 부분 안으로 연장된다. 상기 베이스 부분은 베이스 몸체로도 언급될 수 있다. 상기 연료 분사 조립체를 조립하는 동안, 상기 연료 인젝터는 상기 개구를 통해 리세스 안으로 삽입된다. 상기 개구는 특히 상기 인젝터 컵의 상기 베이스 부분의 다운스트림 단부 표면과 공면이다.
상기 인젝터 컵은 상기 개구를 넘어 상기 연료 출구 단부 쪽 길이방향으로 연장되는 탭(tab)을 포함한다. 상기 연료 인젝터는 상기 탭이 수용되는 포켓(pocket)을 포함한다. 특히, 상기 탭의 주 연장 방향은 상기 길이방향 축과 평행하다. 특히, 상기 탭은 상기 포켓의 개구를 통해 상기 포켓에 수용되고, 상기 포켓은 상기 개구로부터, 상기 연료 인젝터의 상기 연료 출구 단부 쪽 길이 방향으로 연장된다.
바람직하게는, 상기 인젝터 컵은 상기 리세스 - 특히 상기 리세스를 갖는 베이스 부분 - 와 상기 탭을 포함하는 일체형 부재이다. 상기 인젝터 컵, 특히 상기 베이스 몸체와 상기 탭은 바람직하게는 금속 또는 합금으로 만들어진다.
본 연료 분사 조립체에 의해, 상기 연료 인젝터가 상기 인젝터 컵에 대해 회전 정렬되는 것 - 상기 연료 인젝터가 상기 인젝터 컵에 대해 소위 "인덱싱(indexing)" 되는 것 - 이 달성된다. 상기 인덱싱은 특히 정밀하고 동시에 비용-효과적이다. 추가적인 공차를 도입할 위험을 갖는 임의의 추가적인 개입 부품(예를 들어, 스프링 클립) 없이 상기 연료 인젝터와 상기 인젝터 컵 사이에 인덱싱이 직접 이루어지기 때문에 작은 공차가 달성가능하다. 추가적으로, 상기 연료 분사 조립체는 유리하게는 탭이 상기 포켓에 수용되는 것에 의해 상기 연료 인젝터와 상기 인젝터 컵 사이에 틸팅(tilt)을 제한하도록 동작가능할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연료 입구 포트는 상기 연료 인젝터의 금속 관형 몸체에 포함되고, 상기 포켓은 상기 금속 관형 몸체의 일부를 측방향으로 둘러싸는 플라스틱 하우징에 포함된다. 유리하게는, 상기 포켓은 상기 플라스틱 하우징 내에 특히 기계적으로 강성의 부재이다. 상기 인덱싱 특징부로 플라스틱 하우징에서 튀어나온 돌출 부분이 있으면, 이 돌출 부분은 비교적 기계적으로 약하고 조립 공정 동안 다른 부품들이 걸릴 수 있는 위험이 있는데, 포켓이 하우징 내에 있는 것에 의해 이 위험이 회피될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연료 인젝터는 전기 커넥터를 포함한다. 상기 전기 커넥터는 특히 상기 연료 인젝터의 액추에이터 조립체에 전기 전력을 공급하도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 전기 커넥터는 상기 길이방향 축을 따른 상면도에서 상기 관형 몸체로부터 멀어지는 방사 방향으로 상기 포켓과 상기 탭에 후속하여 배열된다. 다시 말해, 상기 금속 관형 몸체, 상기 포켓, 및 상기 전기 커넥터는 상기 길이방향 축에 수직인 공통 평면에서 보호물 내에서 방사방향 외부쪽 방향으로 이 순서로 이어져 있다. 상기 포켓과 상기 전기 커넥터는 서로에 대해 축방향으로 오프셋(offset)될 수 있다. 상기 전기 커넥터는 바람직하게는 상기 연료 인젝터의 상기 플라스틱 하우징에 포함된다. 이러한 배열에 의해, 특히 공간-절감 구성이 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인젝터 컵은 상기 리세스의 개구 주위 외주방향으로 연장되는 칼라(collar)를 포함한다. 상기 칼라는 특히 상기 인젝터 컵의 상기 베이스 부분과 하나의 부재이고, 특히 상기 베이스 부분의 단부 표면을 포함한다. 상기 탭은 바람직하게는 상기 칼라를 넘어, 상기 연료 인젝터의 상기 연료 출구 단부 쪽 길이 방향으로 길이방향으로 돌출한다. 예를 들어, 상기 인젝터 컵은, 특히 디프-드로잉(deep-drawing), 스탬핑(stamping), 및 벤딩(bending) 중 적어도 하나의 공정으로 제조되고 상기 리세스, 상기 칼라, 및 상기 탭을 포함하는 부품으로 제공된다. 상기 칼라는 컷아웃(cut-out)을 구비할 수 있고, 상기 탭은 상기 컷아웃의 구역에서 상기 베이스 몸체와 병합된다. 이런 방식으로, 특히 비용 효과적이고 공간 절감 구성이 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 칼라는 상기 리세스 주위 외주방향으로 연장되고, 상기 인젝터 컵의 단부 표면을 포함한다. 상기 단부 표면은 특히 상기 길이방향 축과 수직이다. 상기 단부 표면은 바람직하게는 상기 리세스의 개구와 공면이다. 다시 말해, 상기 단부 표면은 상기 개구로 천공된다. 상기 칼라를 넘어, 상기 연료 출구 단부 쪽 길이 방향으로 돌출하는 탭은 상기 연료 분사 조립체를 조립하는 동안 특히 잘 보일 수 있어서, 조립 동작이 특히 용이하거나 및/또는 신속할 수 있다. 또한 상기 연료 분사 조립체를 조립하는 동안 상기 컵이 상기 인젝터 상으로 시프트될 때 상기 탭은 인젝터와 인젝터 컵이 특히 긴 거리에 걸쳐 상대적으로 이동하는 것을 가이드하도록 동작가능할 수 있다.
유리한 개선에서, 상기 포켓은, 상기 포켓의 개구로부터 상기 플라스틱 하우징 안으로, 상기 연료 인젝터의 상기 연료 출구 단부 쪽 길이 방향으로 상기 포켓의 바닥 표면까지 연장된다. 이런 방식으로, 상기 조립체가 특히 용이하게 조립될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연료 분사 조립체는, 상기 연료 인젝터의 숄더와 상기 인젝터 컵, 특히 상기 칼라의 단부 표면 사이에 길이 방향으로 배열되고 프리로드(preloaded)된 스프링 클립을 더 포함한다. 상기 스프링 클립은 특히 길이 방향으로 상기 인젝터 컵으로부터 멀어지는 방향으로 상기 연료 인젝터를 바이어스시키도록 동작가능하다. 이런 방식으로, 상기 연료 인젝터는, 예를 들어, 상기 실린더 헤드에 대해 위치적으로 고정될 때 상기 인젝터 컵이 내연 엔진의 실린더 헤드로 프레스될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탭은 상기 포켓 내에서 축방향으로 변위 가능하다. 상기 탭은 바람직하게는 상기 포켓에 대해 왕복운동 가능하게 축방향으로 변위 가능한 방식으로 상기 포켓 안으로 길이방향으로 삽입된다. 이런 방식으로, 상기 조립체가 특히 용이하게 조립될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 연료 인젝터와 상기 인젝터 컵 사이의 회전 배향이 상기 스프링 클립을 프리로드하는 동안 이미 수립될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 연료 분사 조립체는 상기 인젝터 컵과 상기 연료 인젝터의 상대적인 길이방향 위치에 대한 제조 공차와 장착 공차에 특히 둔감하다.
상기 연료 분사 조립체의 추가적인 장점과 유리한 실시예와 개선은 개략 도면을 참조하여 이하에서 설명된 이하의 예시적인 실시예로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 연료 인젝터의 플라스틱 하우징 부분과 인젝터 컵이 길이방향으로 절단되어 개방된 제1 예시적인 실시예에 따른 연료 분사 조립체의 개략 측면도; 및
도 2는 조립되지 않은 상태에 있는 도 1의 연료 분사 조립체의 일부 사시도.
실시예와 도면에서, 동일하거나 또는 유사한 부재 또는 동일한 기능을 가지는 부재에는 동일한 참조 부호가 제공된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 분사 조립체(1)의 개략 측면도를 도시한다. 도 2는 연료 분사 조립체(1)의 일부 사시도를 도시한다.
연료 분사 조립체는 길이방향 축(L)을 구비한다. 이 연료 분사 조립체는 연료 인젝터(10)와 인젝터 컵(20)을 포함한다. 연료 인젝터(10)는 관형 금속 몸체(12)와 플라스틱 하우징(14)을 구비한다. 인젝터 컵(20)과, 플라스틱 하우징(14)의 일부는 도 1의 도시에서 길이방향으로 절단되어 개방된다.
연료 인젝터(10)는 연료 입구 포트(110)로부터 연료 출구 단부(120) 쪽으로 길이방향 축(L)으로 연장된다. 연료 입구 포트(110)와 연료 출구 단부(120) 사이의 금속 관형 몸체(12)의 일부는 플라스틱 하우징(14)에 의해 외주방향으로 에워싸인다. 플라스틱 하우징(14)은 전기 커넥터(140)를 포함한다. 본 실시예에서, 전기 커넥터(140)의 플러그 방향은 길이방향 축(L)과 평행하다. 그러나, 이 플러그 방향은 길이방향 액세스에 대해 경사져 있는 것도 가능하다. 도 1 및 도 2는 결합 커넥터가 플러그인된 전기 커넥터를 도시한다.
인젝터 컵(20)은 리세스(210)를 포함하는 일체형 부재이고, 이 리세스에는 연료 인젝터(10)의 연료 입구 포트(110)가 배열된다. 연료 분사 조립체(1)를 조립하는 동안, 연료 인젝터(10)의 연료 입구 포트(110)는 리세스(210)의 개구(215)를 통해 리세스(210) 안으로 길이 방향(L)으로 삽입된다. 리세스(210)는 연료 출구 단부(120)로부터 연료 입구 포트(110) 쪽으로 축방향(L)으로 개구(215)로부터 인젝터 컵(20)의 베이스 부분(205) 안으로 연장된다. 개구(215)와 반대쪽 축방향 단부에서, 리세스(210)는 인젝터 컵(20)의 유체 입구 개구(250) 내로 병합된다. 유체 입구 개구(250)를 통해 인젝터 컵은 특히 직접 또는 파이프를 통해 연료 레일과 같은 연료 저장소에 연결되거나 연결가능하다. 연료 레일 및/또는 파이프(도면에 미도시)는 연료 분사 조립체(1)에 포함될 수 있다.
연료 입구 포트(110)와 리세스의 외주방향 표면, 즉 베이스 부분(205)의 외주방향 측벽의 내부 표면 사이에 측방향으로 배열된 밀봉 링(40)에 의해 유체 인젝터(10)와 인젝터 컵(20) 사이에 유체 기밀 밀봉이 수립된다. 도 1에서, 연료 입구 포트(110)가 리세스(210) 안으로 삽입될 때 밀봉 링(40)이 압축된 것을 나타내기 위해 밀봉 링(40)은 리세스(210)의 측방향 치수보다 오버사이즈로 제공된다. 이런 방식으로, 인젝터 컵(20)의 유체 입구 개구(250)와 연료 인젝터(10)의 연료 출구 단부(120) 사이에 유압 연결이 수립되는데, 이 유압 연결은 인젝터 컵(20)의 리세스(210)를 통해 연료 인젝터의 연료 입구 포트(110) 안으로 이어지고 나서 금속 관형 몸체(12)를 통해 연료 출구 단부(120)로 이어지며, 여기서, 연료 인젝터(10)의 밸브 조립체가 연료 출구 단부(120)에서 하나 이상의 분사 노즐을 통해 연료 흐름을 해제하기 위하여 개방된 구성에 있을 때 연료가 연료 인젝터(10)로부터 분배된다.
인젝터 컵(20)은, 연료 출구 단부(120) 쪽 길이 방향을 향하는 축방향 단부에 칼라(230)를 구비한다. 이 칼라(230)는 리세스(210) 주위로 외주방향으로 연장되고, 인젝터 컵(20)의 단부 표면(240)을 포함한다. 단부 표면(240)은 리세스(210)의 개구(215)와 공면이다.
스프링 클립(30)은 연료 인젝터(10)의 플라스틱 하우징(14)의 숄더(150)와 단부 표면(240) 사이에 축방향으로 배열된다. 연료 인젝터(10)에 대해 스프링 클립(30)의 회전 위치는, 플라스틱 하우징(14)의 방사방향 돌출부가 스프링 클립(30)의 역 형상의 컷아웃(inversely shaped cut-out)에 맞물리는 것에 의해 고정된다(예를 들어, 도 2에서 스프링 클립(30)의 최좌측 부분 참조).
연료 분사 조립체(1)의 조립된 상태에서, 스프링 클립(30)은, 인젝터 컵(20)의 단부 표면(240)과 연료 인젝터의 숄더(150)를 서로 멀어지는 축방향(L)으로 바이어스시키도록 동작가능하도록 프리로드된다. 이런 방식으로, 연료 인젝터(10)는 내연 엔진의 실린더 헤드와 접촉하게 프레스될 수 있다. 스프링 클립(30)을 프리로드하기 위하여, 연료 인젝터(10)의 연료 입구 포트(110)는 리세스 안으로 삽입되고, 인젝터 컵(20)은 연료 인젝터(10)에 대하여 연료 출구 단부(120) 쪽으로 길이 방향(L)으로 이동된다. 인젝터 컵(20), 또는 이 인젝터 컵(20)에 대해 위치 고정된 연료 분사 조립체(1)의 다른 부분은, 예를 들어, 실린더 헤드에 고정되어 스프링 클립(30)의 프리로드를 유지할 수 있다.
인젝터 컵(20)에 대해 연료 인젝터(10)가 미리 결정된 회전 배향으로 배열되는 것을 보장하기 위하여, 연료 분사 조립체(1)는, 인젝터 컵(20)의 탭(220)과 연료 인젝터(10)의 포켓(130)을 포함하는 인덱싱 조립체를 구비한다. 인젝터 컵(20)을 나타내는 일체형 부재의 일 구획인 탭(220)은 길이방향 축(L)과 평행한 주 연장 방향을 구비하고, 리세스(210)의 개구(215)를 넘어 그리고 칼라(230)를 넘어 연료 출구 단부(120) 쪽으로 축방향으로 연장된다. 인젝터 컵(20)은, 예를 들어, 스탬핑되고 벤딩된 금속 부품이고, 리세스(210)는 스탬핑에 의해 금속 부품 안으로 도입되고, 탭(220)은, 인젝터 컵(20)을 제조하는 동안, 주 연장 방향이 방사방향 외부를 향하는 배향으로부터, 길이방향 축(L)과 평행한 주 연장 방향을 가지는 단부 구성 쪽으로 벤딩된다.
탭(220)은 포켓(130) 내에 길이 방향(L)으로 삽입된다. 도 2에서, 연료 분사 조립체(1)의 더 나은 설명을 위하여, 연료 분사 조립체(1)는 조립되지 않은 상태 또는 부분적으로 조립된 상태로 도시되고, 탭(220)은 포켓(130)에 아직 수용되지 않았다.
포켓(130)은 연료 인젝터(10)의 플라스틱 하우징(14)에 포함된다. 포켓(130)은, 길이방향 축(L)을 따른 상면도에서, 전기 커넥터(140)와 금속 관형 몸체(12) 사이에 방사방향으로 배열된다. 다시 말해, 금속 관형 몸체(12), 포켓(130), 및 전기 커넥터(140)는 방사방향 외부쪽 방향으로 이 순서로 서로 이어진다. 포켓(130)은, 포켓의 개구로부터 플라스틱 하우징(14) 안으로, 연료 인젝터(10)의 연료 출구 단부(120) 쪽 길이 방향(L)으로 포켓의 바닥 표면까지 연장된다. 탭(220)은 포켓(130)에 대해 왕복운동 가능하게 축방향으로 변위 가능한 방식으로 포켓(130)의 개구를 통해 포켓(130) 안에 수용된다.

Claims (8)

  1. 길이방향 축(L)을 구비하는 연료 분사 조립체(1)로서,
    - 연료 입구 포트(110)와 연료 출구 단부(120)를 구비하는 연료 인젝터(10), 및
    - 리세스(210)를 구비하는 인젝터 컵(20)을 포함하되,
    상기 연료 인젝터(10)의 상기 연료 입구 포트(110)가 상기 리세스(210)의 개구(215)를 통해 상기 리세스에 수용되고,
    - 상기 인젝터 컵(20)은 상기 개구(215) 주위 외주방향으로 연장되는 칼라(230)를 포함하며,
    - 상기 인젝터 컵(20)은 상기 연료 출구 단부(120) 쪽 방향으로 상기 개구(215)를 넘어 길이방향으로 연장되는 탭(220)을 포함하고,
    - 상기 탭(220)은 상기 연료 출구 단부(120) 쪽 길이 방향으로 상기 칼라(230)를 넘어 축방향으로 돌출하며,
    - 상기 연료 인젝터(10)는 상기 탭(220)이 수용되는 포켓(130)을 포함하는, 연료 분사 조립체(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 칼라(230)는 상기 인젝터 컵(20)의 단부 표면(240)을 포함하고, 상기 단부 표면은 상기 리세스(210)의 상기 개구(215)와 공면인, 연료 분사 조립체(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연료 입구 포트(110)는 상기 연료 인젝터(10)의 금속 관형 몸체(12)에 포함되고, 상기 포켓(130)은 상기 금속 관형 몸체(12)를 측방향으로 둘러싸는 플라스틱 하우징(14)에 포함된, 연료 분사 조립체(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 포켓(130)은, 상기 포켓의 개구로부터 상기 플라스틱 하우징(14) 안으로, 상기 연료 인젝터(10)의 상기 연료 출구 단부(120) 쪽 길이 방향(L)으로 상기 포켓의 바닥 표면까지 연장되는, 연료 분사 조립체(1).
  5. 제4항에 있어서, 상기 탭(220)은 상기 포켓(130)에 대해 왕복운동 가능하게 축방향으로 변위 가능한 방식으로 상기 개구를 통해 길이 방향(L)으로 상기 포켓 안으로 삽입되는, 연료 분사 조립체(1).
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 인젝터(10)는, 상기 길이방향 축(L)을 따른 상면도에서, 상기 금속 관형 몸체(12)로부터 멀어지는 방사 방향으로 상기 포켓(130)에 후속하여 배열된 전기 커넥터(140)를 포함하는, 연료 분사 조립체(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인젝터 컵(20)은 상기 탭(220)과 리세스(210)를 포함하는 일체형 부재인, 연료 분사 조립체(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 인젝터(10)의 숄더(150)와 상기 인젝터 컵(20)의 단부 표면(240) 사이에 길이 방향으로 배열되고 프리로드된 스프링 클립(30)을 더 포함하는, 연료 분사 조립체(1).
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