KR20180078294A - 배기가스 라인 내로 유체를 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리 - Google Patents

배기가스 라인 내로 유체를 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유체, 특히 환원제를 내연 기관의 배기가스 라인(9) 내로 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리에 관한 것으로서, 이 인젝터 어셈블리는 인젝터(2), 인젝터(2)를 둘러싸는 하우징(3), 유체를 인젝터(2)에 공급하기 위한 유체 연결부(4)에 대한 접근을 가능하게 하기 위해 하우징(3)에 제공된 제1 개구부(5), 하우징(3)에 제공된 제2 개구부(6), 및 하우징(3) 내에 배치되어 인젝터의 전기 접속부(20)로부터 제2 개구부(6)까지 안내되는 전기 접속 어셈블리(7)를 포함하며, 상기 전기 접속 어셈블리(7)는 라인 섹션(70) 및 플러그 소켓(71)을 포함하며, 상기 플러그 소켓(71)은 하우징(3) 내에서 제2 개구부(6)에 밀봉되어 배치된다.

Description

배기가스 라인 내로 유체를 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리
본 발명은, 유체, 특히 환원제를 내연 기관의 배기가스 라인 내로 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리 및 본 발명에 따른 인젝터 어셈블리를 갖춘 내연 기관에 관한 것이다.
내연 기관에서 배기가스 방출을 줄이기 위해, 예컨대 요소(urea)와 같은 환원제가 내연 기관의 배기가스 라인 내로 분사된다. 이는 인젝터에 의해 수행된다. 배기가스 라인 내부는 통상 매우 고온 상태이기 때문에, 이러한 요소 주입에 대한 요건이 까다로울 수밖에 없다. 이와 같은 인젝터는 예를 들어 DE 102013205309 A1호에 공지되어 있다. 이 문헌에서는, 인젝터의 온도를 줄이기 위해, 인젝터 둘레로 안내되는 냉각 순환 루프가 제공된다. 인젝터의 전기 접속부는 하우징을 통과해서 탄성 중합체로 이루어진 그로밋(grommet)을 통해 안내된다. 하지만, 이와 같은 유형의 요소 인젝터의 경우에는, 배기가스 관 내에서 또는 공급 라인 내에서 발생할 수 있고 특히 탄성 중합체 및 플라스틱을 부식시키는 암모니아와 같은 고반응성 유해 가스의 발생에 의해 나타날 수 있는 또 다른 문제점이 발생한다. 이와 같은 유해 가스는 인젝터 어셈블리의 수명을 상당히 단축시킬 수 있다.
그에 비해, 청구항 1의 특징들을 갖는, 유체, 특히 환원제를 내연 기관의 배기가스 라인 내로 계량 주입하기 위한 본 발명에 따른 인젝터 어셈블리는, 인젝터 어셈블리의 고온 및 발생 가능한 고반응성 유해 가스가 손상을 부가시킬 수 없다는 장점을 갖는다. 이는, 본 발명에 따라, 인젝터 어셈블리가 인젝터의 하우징 내에 배치된 별도의 전기 접속 어셈블리를 구비하고, 이 전기 접속 어셈블리가 인젝터의 전기 접속부로부터 인젝터 하우징의 배출구까지 뻗음으로써 달성된다. 전기 접속 어셈블리는 라인 섹션 및 플러그 소켓을 포함하며, 이 플러그 소켓은 하우징 내에 제공된 개구부 내에 밀봉되어 배치된다. 이로써, 본 발명에 따라, 전기 접속 어셈블리는 발생 가능한 공격적 유해 가스와 관련하여 최적화될 수 있는데, 특히 유해 가스에 의해 부식될 수 있는 플라스틱 및/또는 탄성 중합체 또는 다른 물질을 갖지 않는 방식으로 최적화될 수 있다. 특히 바람직하게, 플러그 소켓은 금속 재료로 형성되고, 하우징 내에 있는 라인 섹션의 절연부는 유해 가스 및 분사수에 강한 플라스틱으로 구현된다. 더 나아가, 본 발명에 따른 해결책에 의해, 선행 기술에서 지금까지 하우징 내로 삽입되어 전기 접속부에 개별적으로 접속되어야 하는 연결 케이블의 복잡한 조립도 생략될 수 있다. 또한, 하우징 내의 개구부에서 케이블을 밀봉하기 위한 그로밋도 생략될 수 있다. 이 경우, 인젝터의 전기 접속은 플러그 소켓 내로 플러그가 삽입됨으로써 간단히 실현될 수 있다. 이로 인해, 플러스 소켓이 추가로 고정되어 안내되며, 예를 들어 진동 또는 덜컹거림 및 높은 열적 부하의 발생 시에도 분리될 수 없다. 따라서, 플러그와 플러그 소켓 간의 접촉이 더 이상 하우징 내부에서 이루어지지 않고, 하우징 에지에서 또는 하우징 외부에서 이루어지게 된다. 그럼으로써 하우징 내에서 발생할 수 있는 반응 친화적 유해 가스에 접촉부들이 노출되지 않는다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 보여준다.
바람직하게, 인젝터 어셈블리의 하우징은 메인 바디 및 커버를 포함한다. 이 경우, 커버 내에 바람직하게 전기 접속 어셈블리의 개구부가 제공된다. 더 바람직하게는, 커버 내에 인젝터로의 유체 공급을 위한 유체 연결용 개구부도 제공된다.
특히 바람직하게, 하우징은 전기 접속 어셈블리의 개구부에 슬리브 형태의 목부(neck)를 구비한다. 특히, 이 경우 전기 접속 어셈블리의 플러그 소켓이 오링(O-ring)에 의해 슬리브 형태의 목부에 밀봉된다. 이로 인해, 하우징 내로의 플러그 소켓의 조립이 간소화되는데, 그 이유는 슬리브 형태의 목부가 플러그 소켓의 안내를 제공하기 때문이다. 또한, 예를 들어 오링을 이용한 안전한 밀봉도 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
바람직하게, 플러그 소켓은 하우징의 슬리브 형태의 목부 내부에 적어도 부분적으로 삽입된다. 더 바람직하게는, 플러그 소켓이 슬리브 형태의 목부 내부에 완전히 삽입된다.
대안적으로는, 전기 접속 어셈블리용 개구부 내에 바람직하게 슬리브가 배치된다.
더 바람직하게, 전기 접속 어셈블리는, 전기 접속 어셈블리의 라인 섹션을 하우징 내부에 고정하는, 예컨대 클립과 같은 고정 장치를 포함한다. 라인 섹션의 고정은 바람직하게 인젝터 어셈블리의 유체 연결부에서 이루어진다. 고정 장치는 특히 바람직하게 클립, 특히 금속 재료로 형성된 클립이다. 이로 인해, 신속하고도 간단한 조립이 보장된다.
전기 절연을 위해, 전기 접속 어셈블리의 라인 섹션이 바람직하게 내구성이 높은 플라스틱으로 감싸져 있다. 이와 같은 플라스틱은 특히 암모니아에 대해 내성이 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전기 접속 어셈블리의 플러그 소켓이 크림핑(crimping) 연결부에 의해 하우징에 연결된다. 이로 인해, 플러그 소켓과 하우징 사이에 간단하고도 경제적인 방식으로 안전한, 그리고 특히 유밀 방식의 밀봉이 실현될 수 있다. 대안적으로, 플러그 소켓이 클립에 의해 하우징에 고정된다.
안전한 전기 접촉을 위해, 바람직하게 라인 섹션이 용접 연결에 의해 인젝터의 전기 접속부에 고정된다.
더 나아가, 본 발명은, 내연 기관의 배기가스 라인에 배치된 본 발명에 따른 인젝터 어셈블리를 포함하는 내연 기관과도 관련이 있다. 인젝터 어셈블리는 특히 환원제, 특히 요소수를 분사하기 위한 어셈블리이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터 어셈블리의 개략적 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 인젝터 어셈블리의 일부분의 개략적 횡단면도이다.
이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인젝터 어셈블리(1)를 상세히 기술한다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 인젝터 어셈블리(1)는 하우징(3) 내에 배치되어 있는 인젝터(2)를 포함한다. 인젝터(2)는, 유체, 특히 환원제를 내연 기관의 배기가스 라인(9) 내로 계량 주입하도록 설계되어 있다. 인젝터(2)는 바람직하게 요소/물 혼합물을 계량 주입하기 위한 요소 인젝터이다.
하우징(3)은 금속 재료, 예를 들어 스테인리스 강으로 제조되고, 본 실시예에서는 2개 부재로 구성되어 있다. 이 경우, 하우징(3)은 실질적으로 포트 형상의 메인 바디(30) 및 상기 포트 형상의 메인 바디(30)를 폐쇄하는 커버(31)를 포함한다. 또한, 하우징(3) 내에는 인젝터(2)를 지지하기 위해, 그리고 냉각제가 인젝터를 통과할 수 있게 하기 위해, 또 하나의 내부 하우징(32)이 배치되어 있다.
커버(31)는 메인 바디(30)와 동일한 재료로 제공되고, 용접 연결부(34)에 의해 메인 바디(30)에 고정된다.
커버(31) 내에는 제1 개구부(5) 및 제2 개구부(6)가 제공되어 있다. 제1 개구부(5)는, 분사될 유체를 인젝터(2)에 공급하기 위해 유체 연결부(4)를 커버(31)를 통해 관통 안내하는 데 이용된다. 이 경우, 유체 연결부(4)는 인젝터(2)의 축 방향(X-X)으로 정렬되고, 상기 유체 연결부에 의해 예를 들어 용접 연결부를 통해 커버와 연결된다.
인젝터 어셈블리(1)는 또한 전기 접속 어셈블리(7)를 포함한다. 전기 접속 어셈블리(7)는, 도면에 도시되지 않은 제어 장치로 안내되는 라인(10)과 인젝터를 연결하기 위해서 이용된다. 이 경우, 전기 접속 어셈블리(7)는 완전히 하우징(3) 내부에 놓이게 된다. 전기 접속 어셈블리(7)는 라인 섹션(70) 및 플러그 소켓(71)을 포함한다. 라인 섹션(70)의 자유 단부는 용접 연결부(73)에 의해 인젝터(2)의 전기 접속부(20)에 고정된다. 본 실시예에서는, 2개의 라인 섹션(70)(도 2 참조)이 인젝터(2)로 안내된다.
안정화 및 안내를 위해, 라인 섹션들(70)은 플라스틱 클립 형상의 고정 장치(8)에 의해 유체 연결부(4)에 고정된다. 이는 도 2에서 상세하게 알 수 있다.
플러그 소켓(71)은, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 커버(31)에 형성된 슬리브 형상의 목부(33) 내에 부분적으로 배치되어 있다. 플러그 소켓(71)은 칼라(collar)를 구비하며, 이 칼라는 구부러져 있고, 크림핑 연결부(72)에 의해 슬리브 형상의 목부(33)에 고정되어 있다. 이렇게 함으로써, 커버(31)에서 플러그 소켓(71)의 간단하고 안전한 고정이 이루어질 수 있다. 추가로, 플러그 소켓(71)의 외부 둘레에, 하우징(3)의 외부면에 대한 하우징 내부의 여유 밀봉(redundant sealing)을 가능하게 하기 위하여, 또 하나의 오링(12)이 제공되어 있다.
이로써, 본 발명에 따라, 전기 접속 어셈블리(7)가 먼저 인젝터(2)에 간단하게 문제 없이 고정될 수 있으며, 전기 접속 어셈블리(7)와 더불어 인젝터가 하우징(3) 내부에 조립되고 플러그 소켓(71)이 커버(31)에 고정된 후에, 라인(10)의 플러그(11)가 플러그 소켓(71) 내부로 간단히 삽입될 수 있다. 라인 섹션(70)과 전기 접속부(20) 간의 연결이 하우징(3) 외부에서 가능함에 따라, 용접 연결부(73) 제조의 자동화가 구현될 수 있다. 더 나아가서는, 선행 기술에서 전기 라인(10)을 하우징을 통해 관통시킬 때 제공되는 것과 같은 그로밋 등도 제공될 필요가 없다. 하우징과 하우징의 외부 면 사이의 전이부에 본 발명에 따라 플러그 소켓(71)이 제공된다. 플러그가 플러그 소켓(71) 내에 삽입된 상태에서 추가로 하우징(3)에 플러그 소켓의 고정이 가능해짐으로써, 진동 부하 또는 높은 열적 부하에서도 플러그 소켓(71)이 하우징으로부터 분리될 수 없게 된다.
코킹에 대한 대안으로 고정 클립도 플러그(11)의 고정을 위해 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 유체, 특히 환원제를 내연 기관의 배기가스 라인(9) 내로 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리로서, 상기 인젝터 어셈블리는,
    - 인젝터(2),
    - 상기 인젝터(2)를 둘러싸는 하우징(3),
    - 유체를 인젝터(2)에 공급하기 위한 유체 연결부(4)에 대한 접근을 가능하게 하기 위해 하우징(3)에 제공된 제1 개구부(5),
    - 하우징(3)에 제공된 제2 개구부(6), 및
    - 하우징(3) 내에 배치되어 인젝터의 전기 접속부(20)로부터 제2 개구부(6)까지 안내되는 전기 접속 어셈블리(7)를 포함하며,
    - 상기 전기 접속 어셈블리(7)는 라인 섹션(70) 및 플러그 소켓(71)을 포함하며,
    - 상기 플러그 소켓(71)은 하우징(3) 내에서 제2 개구부(6)에 밀봉되어 배치되는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 하우징(3)이 메인 바디(30) 및 커버(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 제2 개구부(6)가 하우징(3)의 커버(31) 내에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(3)이 제2 개구부(6)에 슬리브 형태의 목부(33)를 갖는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 슬리브 형태의 목부(33) 내로 플러그 소켓(71)이 적어도 부분적으로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 개구부(6)에 슬리브가 제공되고, 플러그 소켓(71)이 완전히 상기 슬리브 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 라인 섹션(70)을 하우징 내부에 고정시키는 고정 장치(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 라인 섹션(70)이 내구성이 높은 플라스틱에 의해 절연되거나 절연 슬리브에 의해 절연되는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그 소켓(71)이 크림핑 연결부(72)에 의해 하우징(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 유체의 계량 주입을 위한 인젝터 어셈블리.
  10. 내연 기관의 배기가스 라인(9)에 배치된, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 인젝터 어셈블리(1)를 포함하는 내연 기관.
KR1020187015467A 2015-11-04 2016-09-19 배기가스 라인 내로 유체를 계량 주입하기 위한 인젝터 어셈블리 KR20180078294A (ko)

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