KR102002232B1

KR102002232B1 - 연료레일용 맥동 감쇄 구조

Info

Publication number: KR102002232B1
Application number: KR1020170182242A
Authority: KR
Inventors: 오승혁; 구광원; 오연지
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-19
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: CN209687636U; DE102018251750A1; KR20190080059A; US11085408B2; US20190203685A1

Abstract

본 발명은 연료레일용 맥동 감쇄 구조에 관한 것으로, 차량의 연료레일, 상기 연료레일의 기밀을 유지하도록 상기 연료레일의 단부에 구비되는 레일플러그, 및 연료의 유입 시 발생되는 맥동을 감쇄시키도록 상기 레일플러그에 구비되는 맥동감쇄부를 포함하여 유입된 연료를 반사시켜 난류를 유발시키고, 유입된 연료에 와류를 발생시켜 맥동을 감쇄시키는 효과가 있다.

Description

연료레일용 맥동 감쇄 구조 {PULSATION DAMPENING STRUCTURE FOR FUEL RAIL}

본 발명은 연료레일용 맥동 감쇄 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진에 연료를 공급시키는 연료레일에서 연료 유입 시 발생되는 맥동을 감쇄시키기 위한 연료레일용 맥동 감쇄 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 연료장치는 엔진의 연소실로 분사되는 연료를 엔진의 구동 제어 정도에 따라 적절한 양으로 연속 공급하기 위한 시스템으로, 통상 연료탱크로부터 연료펌프에 의해 관로를 따라 흡입 펌핑되는 연료를 엔진의 연소실에 설치되어지는 다수의 인젝터로 유통시켜 상기 다수의 인젝터들에 의해 분사시킬 수 있도록 구성되어진다.

상기 연료탱크와 연료펌프 사이의 관로상으로 침전기 및 연료필터가 설치되어 이물질 등의 침전 및 여과가 이루어지도록 구성되며, 상기한 다수의 인젝터 들에는 상기 연료펌프에 다른 관로로 연결되어지는 딜리버리 파이프가 결합 구성되어 진다.

이러한 자동차용 연료분사장치의 연료 딜리버리 파이프는 기관이 작동함에 따라 연료탱크에 저장된 연료가 연료펌프에 의해 펌핑되어 연료 딜리버리 파이프로 공급되면 연료 딜리버리 파이프의 일측에 구비된 압력조절기에 의해 연료압력이 항상 일정하게 유지되도록 함은 물론, 기관의 부하상태에 따라 ECU(전자제어유닛)에 입력되는 출력신호에 의해 연료 인젝터에 전기적인 펄스 시간을 조절함으로써 각각의 연료 인젝터가 순차적으로 연료를 분사하게 됨에 따라 기관의 부하조건에 따른 적정한 연료분사를 이룰 수 있다.

즉, 인젝터는 ECU 로부터 분사신호를 받고 인젝터 내부의 핀을 작동시켜 연료의 주기적인 분사를 반복하게 된다. 이때 연료가 분사되는 만큼 딜리버리 파이프내의 압력이 떨어지게 되고, 파이프 내의 압력유지를 위하여 연료는 딜리버리 파이프로 계속 공급되게 된다. 이러한 이유로 딜리버리 파이프 내부에는 연료분사의 반복과 연료공급으로 인하여 맥동이 발생하게 된다.

아울러, 맥동이 발생될 경우, 인젝터에서의 불규칙 분사와 이로 인한 연료의 불규칙 연소 및 엔진 출력의 불안정 해지는 등의 문제점이 있다.

연료 딜리버리 파이프 내부에 있어서 발생되는 이러한 맥동은 차량 개발시 문제가 되는 항목중의 하나이며, 통상 이를 개선하기 위해 연료 호스라인에 절연체와 댐퍼를 추가하거나 그 밖의 다양한 방법들이 시도되고 있다.

한국등록특허 제1189371호(2012.10.02.등록) 맥동 저감을 위한 인젝터 컵 구조

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 연료레일용 맥동 감쇄 구조가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 연료 유입 시 발생되는 맥동을 난류 또는 와류를 발생시켜 감쇄시키는 연료레일용 맥동 감쇄 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 연료레일용 맥동 감쇄 구조는 차량의 연료레일, 상기 연료레일의 기밀을 유지하도록 상기 연료레일의 단부에 구비되는 레일플러그, 및 연료의 유입 시 발생되는 맥동을 감쇄시키도록 상기 레일플러그에 구비되는 맥동감쇄부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 레일플러그는 상기 연료레일의 단부에 삽입체결되는 플러그 몸체, 및 상기 플러그 몸체의 연료가 유입되는 방향에 구비되고 상기 연료레일을 따라 유입되는 연료가 반사되어 집중되도록 연료가 유입되는 방향을 향하여 오목하게 형성된 연료반사부를 포함하는 것도 가능하다.

한편, 상기 맥동감쇄부는 상기 연료반사부에서 반사된 연료에 난류를 발생시키도록 상기 연료반사부의 연료 유입 방향에 구비되는 난류발생부, 및 상기 난류발생부와 연결되고 상기 난류발생부와 상기 플러그 몸체를 결합시키도록 구비된 결합브릿지를 포함하는 것도 가능하다.

이때, 상기 난류발생부는 상기 연료반사부에서 반사된 연료를 다시 반사시켜 난류를 발생시키도록 상기 연료반사부 방향으로 오목하게 형성된 것도 가능하다.

또한, 상기 결합브릿지는 상기 난류발생부에서 반경방향으로 복수 개 돌출 형성되고 상기 레일플러그 방향으로 절곡되어 형성된 제1벤딩부, 상기 제1벤딩부에서 상기 레일플러그 방향으로 연장 형성된 연장부, 상기 연장부에서 반경방향 외측으로 절곡 형성된 제2벤딩부, 및 상기 제2벤딩부에서 연장 형성되고 상기 레일플러그에 결합되는 결합부를 포함하는 것도 가능하다.

한편, 상기 연장부의 길이는 상기 연료반사부의 곡률에 따른 촛점거리보다 짧게 형성된 것도 가능하다.

한편, 상기 플러그 몸체는 상기 결합브릿지가 끼워져 결합되도록 원주방향을 따라 복수 개의 결합홈이 형성된 것도 가능하다.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 연료레일용 맥동 감쇄 구조에서 상기 맥동감쇄부는 상기 연료레일을 따라 유입되는 연료에 와류를 발생시키도록 상기 연료반사부에서 연료가 유입되는 방향으로 돌출 형성된 것도 가능하다.

이때, 상기 맥동감쇄부는 연료가 유입되는 방향으로 뾰족한 회전타원체 형태로 형성되되, 상기 연료반사부의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조에 의하면, 유입된 연료를 반사시켜 난류를 유발시키고, 유입된 연료에 와류를 발생시켜 맥동을 감쇄시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조에서 연료레일에 대한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조에서 레일플러그와 맥동감쇄부가 결합된 상태의 결합사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조에서 레일플러그에 대한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조에서 맥동감쇄부에 대한 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조에서 레일플러그와 맥동감쇄부가 결합된 상태의 결합사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조의 난류 발생 원리에 대하여 설명하기 위한 개념도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조의 와류 발생 원리에 대하여 설명하기 위한 개념도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조는, 연료레일(1), 레일플러그(100) 및 맥동감쇄부(200)를 포함한다. 이때, 상기 연료레일(1)의 일측 단부(연료 탱크로부터 연료가 유입되는 방향의 반대 측 단부)에 상기 레일플러그(100)가 구비되고 상기 레일플러그(100)에는 상기 맥동감쇄부(200)가 결합된다.

상기 연료레일(1)은 차량의 연료 탱크(도면 미기재)에 저장되어 있는 연료를 차량의 엔진(도면 미기재)으로 유입시키도록 연결시키는 관 형태로 형성된다. 한편, 본 실시예에서 상기 연료레일(1)은 GDI 엔진에서 사용되어 고압 펌프(도면 미기재)로부터 이송된 연료를 저장하고 엔진(도면 미기재)의 실린더 내부로 분사하도록 분사장치(인젝터: 도면 미기재)와 결합되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 맥동이 발생되는 차량용 연료레일을 포함한다.

상기 레일플러그(100)는 플러그 몸체(110) 및 연료반사부(120)를 포함한다. 이때, 상기 플러그 몸체(110)는 상기 연료레일(1)에 삽입 체결되도록 형성된다. 한편, 본 실시예에서는 상기 플러그 몸체(110)는 원통형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 상기 연료레일(1)의 형태에 대응하여 형성되는 것을 포함한다.

한편, 본 실시예에서는 상기 플러그 몸체(110)에는 상기 맥동감쇄부(200)가 끼워져 결합되도록 원주방향을 따라 복수 개의 결합홈(111)이 형성된다.

상기 연료반사부(120)는 상기 플러그 몸체(110)와 연결되고, 연료가 유입되는 방향을 향하여 오목하게 형성된다. 즉, 상기 연료반사부(120)는 상기 연료레일(1)의 일측 단부에 배치되고, 연료가 유입되는 방향을 대향하여 구비된 오목거울과 유사한 형태로 형성된다.

상기 맥동감쇄부(200)는 상기 레일플러그(100)에 결합되고, 상기 연료레일(1)의 내부에 배치되며, 난류발생부(210) 및 결합브릿지(220)를 포함한다.

상기 난류발생부(210)는 상기 레일플러그(100)를 기준으로 연료가 유입되는 방향에 배치되되, 상기 연료반사부(120)와 대향하도록 배치된다. 이때, 상기 난류발생부는 상기 연료반사부(120)를 향하여 오목하게 형성된다. 즉, 상기 연료반사부(120)와 상기 난류발생부(210)는 오목거울과 유사한 형태로 형성되고, 서로 마주보도록 구비된다.

상기 결합브릿지(220)는 상기 레일플러그(100)와 상기 난류발생부(210)를 결합시키도록 구비된다. 즉, 상기 결합브릿지(220)는 상기 난류발생부(210)에서 연장되어 형성되고, 상기 플러그 몸체(110)의 상기 결합홈(111)에 끼워져 결합된다.

한편, 상기 결합브릿지(220)는 제1벤딩부(221), 연장부(222), 제2벤딩부(223) 및 결합부(224)를 포함한다. 이때, 상기 제1벤딩부(221)는 상기 난류발생부(210)에서 반경방향으로 복수 개 돌출 형성되고, 상기 레일플러그(100) 방향으로 절곡되어 형성되고, 상기 연장부(222)는 상기 제1벤딩부(221)에서 상기 레일플러그(100) 방향으로 연장 형성된다. 한편, 본 실시예에서는 상기 연장부(222)의 길이(D)가 상기 연료반사부(110)의 곡률에 따른 촛점거리(F)보다 짧게(D<F) 형성된 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2벤딩부(223)는 상기 연장부(222)에서 반경방향 외측으로 절곡 형성되고, 상기 결합부(224)는 상기 제2벤딩부(223)에서 방사형으로 연장 형성되어 상기 플러그 몸체(110)의 상기 결합홈(111)에 수용된다.

도 1 내지 도 4 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조의 효과를 설명하면, 상기 연료레일(1)을 따라 연료가 유입되면 상기 연료레일(1)의 단부에 구비된 상기 레일플러그(100)에 도달하게 된다. 이때, 상기 레일플러그(100)에는 상기 연료반사부(120)가 형성되어 있으므로 연료가 상기 연료반사부(120)의 오목한 면에 반사하게된다. 즉, 상기 연료레일(1)을 따라 직선이동하던 연료 입자가 상기 연료반사부(120)와 충돌하게 되고, 상기 연료반사부(120)의 곡률에 따른 초점을 향하여 이동하게 된다.

따라서, 상기 연료반사부(120)에서 반사된 연료 입자가 모이면서 서로 충돌을 일으키고 난류가 발생된다. 그 결과 맥동이 감쇄하게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 연료반사부(120)에서 반사된 연료가 다시 난류발생부(210)와 충돌하게된다. 이때, 본 실시예에서는 상기 결합브릿지(220)의 상기 연장부(222)의 길이(D)를 상기 연료반사부(120)의 곡률에 따른 초점거리(F)보다 짧게 형성하여 난류가 상기 연료반사부(120)와 상기 난류발생부(210) 사이에서 발생되도록하였다. 그 결과 맥동이 상기 연료레일(1)의 단부에서 감쇄되어 연료 분사에 영향을 최소화시키는 효과가 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 난류발생부(210)도 오목하게 형성시켜 상기 난류발생부(210)에서 다시 반사된 연료를 더욱 집중시킴으로써 난류 발생효과를 강화시킨다.

그러므로, 본 실시예에 따르면, 상기 연료반사부(120) 및 상기 난류발생부(210)에 의하여 상기 연료레일(1)을 따라 유입된 연료에 난류를 발생시켜 맥동을 감쇄시키는 효과가 있다.

도 1 및 도 5에는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조는 연료레일(1), 레일플러그(1100) 및 맥동감쇄부(1200)를 포함한다.

상기 레일플러그(1100)는 플러그 몸체(1110) 및 연료반사부(1120)를 포함한다. 이때, 상기 플러그 몸체(1110)는 상기 연료레일(1)에 삽입 체결되도록 형성된다. 한편, 본 실시예에서는 상기 플러그 몸체(1110)는 원통형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 상기 연료레일(1)의 형태에 대응하여 형성되는 것을 포함한다.

상기 연료반사부(1120)는 상기 플러그 몸체(1110)와 연결되고, 연료가 유입되는 방향을 향하여 오목하게 형성된다. 즉, 상기 연료반사부(1120)는 상기 연료레일(1)의 일측 단부에 배치되고, 연료가 유입되는 방향을 대향하여 구비된 오목거울과 유사한 형태로 형성된다.

상기 맥동감쇄부(1200)는 상기 연료반사부(1120)에서 연료가 유입되는 방향으로 뾰족한 회전타원체 형태로 형성된다. 즉, 본 실시예에서 상기 맥동 감쇄부(1200)는 상기 연료반사부(1120)에서 연료가 유입되는 방향으로 축방향을 따라 돌출 형성되되, 돌출된 형상이 럭비공의 단부와 유사한 형태로 형성된다(도 5 참조). 한편, 본 실시예에서는 상기 맥동감쇄부(1200)의 직경이 상기 연료반사부(1120)의 직경보다 작게 형성되므로 상기 연료반사부(1120)의 오목한 면 가운데에서 상기 맥동감쇄부(1200)의 볼록한 형상이 돌출되게 형성된다(도 7 참조).

도 1, 도 5 및 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 연료레일용 맥동 감쇄 구조의 효과를 설명하면, 상기 연료레일(1)을 따라 유입된 연료는 뾰족한 회전타원체 형태인 상기 맥동감쇄부(1200)의 곡면을 따라 흐르게 된다. 이때, 상기 맥동감쇄부(1200)의 곡면의 형태로 인하여 연료 입자들 사이에서는 유속의 차이가 발생하게 되고 그 결과 와류가 발생하게 되어 맥동이 감쇄되는 효과가 발생한다.

한편 본 실시예에서는 상기 맥동감쇄부(1200)의 직경이 상기 연료반사부(1120)의 직경보다 작게 형성되므로 연료에 와류가 발생할 수 있는 충분한 공간을 제공함과 함께 상기 연료반사부(1120)의 오목한 곡면을 따라 와류가 강화되는 효과를 얻을 수 있다.

그러므로, 본 실시예에 따르면, 상기 연료반사부(1120) 및 상기 맥동감쇄부(1200)에 의하여 상기 연료레일(1)을 따라 유입된 연료에 와류를 발생시켜 맥동을 감쇄시키는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1 : 연료레일
100, 1100 : 레일플러그
110, 1110 : 플러그 몸체
111 : 결합홈
120, 1120 : 연료반사부
200, 1200 : 맥동감쇄부
210 : 난류발생부
220 : 결합브릿지
221 : 제1벤딩부
222 : 연장부
223 : 제2벤딩부
224 : 결합부

Claims

차량의 연료레일;
상기 연료레일의 기밀을 유지하도록 상기 연료레일의 단부에 구비되는 레일플러그; 및
연료의 유입 시 발생되는 맥동을 감쇄시키도록 상기 레일플러그에 구비되는 맥동감쇄부;
를 포함하고,
상기 레일플러그는,
상기 연료레일의 단부에 삽입체결되는 플러그 몸체; 및
상기 플러그 몸체의 연료가 유입되는 방향에 구비되고, 상기 연료레일을 따라 유입되는 연료가 반사되어 집중되도록 연료가 유입되는 방향을 향하여 오목하게 형성된 연료반사부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 맥동감쇄부는,
상기 연료반사부에서 반사된 연료에 난류를 발생시키도록 상기 연료반사부의 연료 유입 방향에 구비되는 난류발생부; 및
상기 난류발생부와 연결되고, 상기 난류발생부와 상기 플러그 몸체를 결합시키도록 구비된 결합브릿지;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
제3항에 있어서,
상기 난류발생부는,
상기 연료반사부에서 반사된 연료를 다시 반사시켜 난류를 발생시키도록 상기 연료반사부 방향으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
제3항에 있어서,
상기 결합브릿지는,
상기 난류발생부에서 반경방향으로 복수 개 돌출 형성되고, 상기 레일플러그 방향으로 절곡되어 형성된 제1벤딩부;
상기 제1벤딩부에서 상기 레일플러그 방향으로 연장 형성된 연장부;
상기 연장부에서 반경방향 외측으로 절곡 형성된 제2벤딩부; 및
상기 제2벤딩부에서 연장 형성되고, 상기 레일플러그에 결합되는 결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
제5항에 있어서,
상기 연장부의 길이는,
상기 연료반사부의 곡률에 따른 촛점거리보다 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
제3항에 있어서,
상기 플러그 몸체는,
상기 결합브릿지가 끼워져 결합되도록 원주방향을 따라 복수 개의 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
제1항에 있어서,
상기 맥동감쇄부는,
상기 연료레일을 따라 유입되는 연료에 와류를 발생시키도록 상기 연료반사부에서 연료가 유입되는 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.
제8항에 있어서,
상기 맥동감쇄부는,
연료가 유입되는 방향으로 뾰족한 회전타원체 형태로 형성되되, 상기 연료반사부의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 연료레일용 맥동 감쇄 구조.