KR0121785B1 - 연료분사펌프 및 그것의 고압 연료 송출 시기 제어 방법 - Google Patents

Abstract

연료 분사 펌프의 펌프 작동공간으로부터 시작되는 릴리이프 관에 장착되어 전기 제어 장치에 의해 전기적으로 제어되는 밸브의 폐쇄 상태 시기를 결정하고, 송출 행정에서 캠의 다른 경사의 다양한 영역에서 펌프 피스톤을 구동시키고, 연료 분사 펌프의 구동축과 관련된 캠 드라이브의 제어된 조정과 관련시켜, 폐쇄 상태 시기의 선택을 효과적으로 하여, 분사 기간과 분사 시작을 내연기관의 요구에 따르는 전기 제어장치에 의해 제어함으로써, 조정 캠 구동에 의해 작동가능한 연료 분사 펌프의 펌프 피스톤의 송출 행정중에, 연료 분사 펌프의 고압 연료 송출 시기 제어 방법에 있어서, 부분 부하에서 전부하에 이르는 내연기관의 제1운전 범위에서, 고압 연료 송출 시기는 캠 구동의 캠 드웰 곡선의 시작에서 중간 영역에 이르는 캠 구동의 조정의 변수 의존 제어와 전기 밸브의 제어에 의해 설정되고, 저부하에 해당하는 내연기관의 제2운전범위에서, 전기 제어 밸브의 폐쇄 상태 시기의 종료는 펌프 피스톤을 구동시키는 캠의 상사점에 또는 그 후에 일정하게 설정되고, 캠 구동의 조성은 이른 방향에서 발생되는 연료 분사량(부하)이 증가함에 따라 늦은 방향으로 시작되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프의 고압 연료 송출 시기 제어 방법.

Description

연료분사펌프 및 그것의 고압 연료 송출 시기 제어 방법

제1도는 내연기관의 가속페달과 결합된 분사시기 조정기구가 구비된 제1실시예에서 본 발명에 의한 방법을 실시하기 위한 분배 연료 분사 펌프의 도시한 도면.

제2도는 제1실시예의 제어시기를 도시한 다이아그램.

제3도는 제1실시예의 제1변형예를 도시한 도면.

제4도는 제1실시예의 분사시기 조정기구의 제2변형예를 도시한 도면.

제5도는 솔레노이드 밸브에 의해 영향을 받는 제어 압력으로 작동되는 제어 피스톤 또는 서어보(servo) 피스톤을 갖춘, 분사시기 조정기구의 제4실시예를 도시한 도면.

제6도는 서어보 모터 또는 스테핑 모터에 의해 작동되는 서어보 밸브 스푸울(spool)을 갖춘, 제5도에 의한 실시예의 변형예를 도시한 도면.

제7도는 제5도 또는 6도에 의한 실시예의 작동 모드를 도시한 다이아그램.

제8도는 제어된 제어 압력에 의해 조정가능한 운반 피스톤에 장착된 분사시기 조정기구의 분산시기 조정 피스톤을 갖춘 본 발명의 제6실시예를 도시한 도면.

제9도는 운반 피스톤이 최종 제어부재에 의해 기계적으로 조정되는, 제8도에 따른 실시예의 변형예를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 펌프 피스톤 4 : 펌프 작동공간

6 : 캠 드라이브 11 : 구동축

17 : 분사관 21 : 흡입구

29 : 전기 제어 밸브 34, 34', 34 : 조정 피스톤

35 : 분사시기 조정기구 27 : 스프링 공간

38 : 저장 스프링 46 : 가속 페달

52, 62, 84 : 작동 공간

본 발명은 청구범위의 독립항에 기재된 형태의 방법에 관한 것이다. 독일 공개 공보 제 3, 310, 872호에 개시된 방법에서는 연료 송출비가 캠 드라이브의 조정에 의한 제어에 따라 변화된다. 이 경우, 방사류(radial-flow) 피스톤 분사 펌프가 관심이 대상이 되는데, 전기 조정밸브와 관련하여, 캠 드웰(dwell) 곡선의 시간이 분사에 효율적으로 이용될 수 있다. 이것은 캠 드웰 곡선의 비교적 작은 초기 상승에 해당하는 저연료 분사율로부터 캠 드엘 곡선의 중간 영력에 해당하는 고연료 분사율로 전환하는 것을 포함한다. 이것은 분사의 시작과 분사율이 내연기관의 요구에 부응하도록 하기 위하여, 특히 내연기관의 운전중에 그들을 개량하기 위하여 이루어진다.

디젤 내연기관 엔진의 큰 문제점은 저부하 또는 무부하 운전을 위해 분사되는 소량의 분사연료의 조용한 연소에 관한 것이다. 이러한 목적을 위하여 분사시간을 지속시키는 동시에 분사율을 감소시키려는 많은 제안이 있었다. 소음을 감소시키기 위하여, 점화순간에 가능한한 연료가 없이 급속하게 점화하는 것이다. 만일 이러한 특정한 운전범위에서 저연료 분사율에서만 분사가 이루어진다면, 단지 소량만이 급속하게 점화하고 분사되는 연료의 나머지는 그후에 계속 공급된다. 그러한 분사 시간을 지속시키기 위한 방법은 밸브 구조물이나 펌프 구조물에 의해 이루어질 수 있다. 이들 방법은 특히, 만일 연료 분사율이 고압하에 송출된 연료량에 비해 보조관에서 벗어나 흐르는 일부 연료량에 의해 형성된다면, 종종 큰 구조적인 손실을 야기시킨다.

청구범위의 독립항의 특징에 의한 본 발명에 의해 개발된 방법은 서두에 언급한 종래기술에 비해 다음과 같은 장점을 갖는다. 펌프 피스톤을 위한 캠드웰 곡선의 상사점이 저부하에서 구동하는 한 상승하는 부분의 특정한 선택과 캠드웰 곡선에 존재하는 평탄한 곡선 형상으로 인하여, 내연기관의 무부하 운전에서의 소음 감소를 위해 바람직한 저연료 분사율이 얻어질 수 있다. 따라서, 전기 밸브의 작동에 의해 초기에 발생하는 분사 시작을 억제함으로써, 분사 시작의 진보된 조정이 캠 드라이브의 조정을 경유하여 보정된다. 결과적으로 무부하 범위 또는 저부하에서의 특별한 운전을 위한 내연기관의 모든 요구는 해소될 수 있다. 표준 운전을 위하여, 달리 통상의 방법으로 설계된 펌프는 종래의 방식으로 작동된다. 이 경우, 표준 운전에 설정되는 분사시기 조정기구 덕분에, 분사의 시작이 분사시기 조정기구나 전기 제어 밸브의 작용에 의해 제어될 수 있다. 청구범위 제2항의 예비 설정에 의한 장점은 2번째 운전범위에서의 기본 설정에 의해 간단한 방법으로 성취되어, 제어 손실이 아주 낮게 유지된다.

서두에 언급한 본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 바람직한 연료 분사 펌프는 청구범위 제3항에 특정되어 있는데, 이 경우, 기계적 제어 연료 분사 펌프가 다수 실현된 것과 마찬가지로, 통상의 분사시기 조정기구가 유리한 방식으로 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 본 발명에 의한 연료 분사 펌프는 모듀울 시스템에서 양호하게 실현될 수 있다.

청구범위 제4항에 의한 개발로 통상의 분사시기 조정기구는 그 향상된 조정이 방해되지 않고, 속도의 함수로서 수행되는 간단한 방식으로 개량된다. 청구범위 제6항에 의하면, 분사시기 조정기구상의 지지에 영향을 줄 수 있고, 또한 변수 즉, 속도, 부하 및 무부하 운전과는 별도로, 다른 변수들을 계산에 넣을 수 있다. 예를 들면, 냉간시동(cold starting)중의 상태 등이 있다. 청구범위 제7항 내지 9항에 의한 개발은 분사시기 조정기구의 사용으로 정확한 설정 가능성을 제공한다. 청구범위 제10항 및 11항에 의한 개발은 단순히, 무부하 범위에서의 운전을 위해 이동되는 분사시기 조정기구의 완전한 시작에 의해 거의 영향을 받지 않는 분사시기 조정기구의 분사시기 특성의 속도 의존 시작을 남기는 가능성을 제공한다.

이하에, 본 발명의 7개의 실시예들이 간단히 도시된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명하겠다.

연료 분사 펌프의 하우징(1)내에서, 펌프 피스톤(3)은 펌프 실린더(2)내에 장착되어, 펌프 실린더(2)의 단부에서 펌프 작동 공간(4)을 감싸고 있다. 펌프 피스톤은 로울러(9)와 함께 회전 로울러 링(8) 위에서 주행하는 캠 플레이트(7)로 구성되어 있는 캠 드라이브(6)에 의해 왕복 및 회전 운동을 동시에 하도록 설정되어 있다. 회전운동을 전달하기 위하여, 캠 플레이트(7)은 하우징을 통하여 연장되는 구동축(11)에 결합되어 있고 다른쪽은 캠 플레이트(7)상에 두개의 스프링(13)에 의해 고정된 펌프 피스톤에 핀(12)을 경유하여 고정되고, 캠 플레이트는 로울러(9)에 고정된다. 펌프 피스톤의 회전운동시에, 펌프 피스톤은 펌프 피스톤의 원주면을 향해 열려있는 분배기 개구(15)가 방사상으로 인접해 있는 종방향 보어(14)를 경유하여 작동 공간(4)으로부터 여러개의 연료분사관(17)중의 하나에 펌프 피스톤에 의해 이동되는 연료를 인도함으로써분배기로서 동시에 작용한다. 이들 연료 분사관은 펌프 실린더로부터 방사상면에서 시작하여, 제공된 연료분사포인트의 수나 회전당 펌프 피스톤의 펌프 행정의 수에 따라 펌프 실린더 주위에 분배되어 정렬된다. 분사관은 내연기관의 분사노즐(도시되지 않음)에 연결된다.

펌프 피스톤의 흡입 행정중에, 펌프 작동 공간은 펌프 작동공간 측면의 동일 단부면에서 시작되는 종방향 그루우부(groove)로서 펌프 피스톤상에 설치된 충전 그루우부(18)를 경유하여 채워져, 펌프 실린더 속으로 개방된 충전 개구(19)와 흡입 행정중에 교대로 접속된다. 주입개구(19)는 흡입구(21)를 경유하여, 연료 충전 흡입공간(22)이 제공되어 있는 펌프 하우징의 내부에 접속된다. 그 결과 분사송출 펌프(23)에 의해 연료저장탱크(24)로부터 연료가 공급되고, 흡입공간으로부터 연료 저장공간이나 송출펌프(30)의 흡입면으로의 유출을 제어하는 압력밸브(25)의 도움으로 제어압력이 유지된다.

또한, 흡입공간(22)으로 통하는 릴리이브 부분(relief port)(27)이 펌프 작동 공간(4)에 연결되어 있지만, 제어 장치(30)에 의해 제어되는 전기 제어 밸브(29)를 수용하고 있다. 제어는 고압으로 이송된 연료가 분사될 때마다 전기 제어 밸브(29)의 밸브 폐쇄부재(31)에 의해 릴리이프 부분(27)이 폐쇄되는 방식으로 수행된다. 이러한 방식으로, 연료분사의 시작은 전기 제어 밸브의 폐쇄와 연료분사의 종료에 의해 펌프 피스톤 송출 행정중에 고정될 수 있고, 따라서, 분사되는 연료량 역시 밸브의 개방에 의해 고정될 수 있다. 따라서, 솔레노이드(solenoid) 밸브의 제어시기를 변화시키므로서, 분사상(injection phase)이 종래의 방식으로 결정될 수 있고, 상기 분사상은 펌프 피스톤의 구동을 위해 제공된 캠이 적절한 행정 높이에 의해 상기 변화를 가능하게 하는 한 넓은 범위내에서 변화될 수 있다. 예를 들어, 3기통 또는 4기통 분배기 분사 펌프와 같은, 소수의 분사점을 제공하려는, 이러한 형태의 분배기 연료분사펌프 덕분에, 캠 플레이트(7)상에 제공된 캠의 비교적 긴 캠 표면이 이용가능하다. 그러나, 만일 회전시마다 발행되는 분사점의 수가 증가하면, 캠 표면이 강도상의 문제와 동적 작동(behaviour)의 문제 때문에 어떤 급경사가 되는 형태로 만들 수 없기 때문에 이용가능한 캠높이는 감소된다. 상기의 전도까지, 전기 제어 밸브(29)만으로 내연기관의 동작 작동이 필요한 분사 시작 시기 조정의 필요한 진보를 수행하도록 제어할 수 있는 가능성은 역시 감소된다.

분사 시작에 영향을 주는 상술한 가능성과는 달리, 실시예 덕분에 이러한 목적을 위한 두번째 가능성이 있다. 이를 위하여, 작동 아암(32)이 로울러 링(8)속으로 방사상으로 연장되어 분사시기 조정기구(35)의 조정 피스톤(34)의 다른 단부에서 결정된다. 조정 피스톤은 안내 실린더(36)에 장착되어, 조정 피스톤과 안에 실린더 사이에 지지된 복원 스프링(38)이 장착된 스프링 공간(37)을 한쪽 단부면으로 감싸고 있다. 이러한 공간은 압력이 해제된다. 조정 피스톤의 다른쪽에는 캠(42)이 접촉되는 정지판(40)을 갖는 안내 실린더(36)의 단부벽을 통하여 외측으로 측바향으로 연장된 핀(39)이 단부면으로부터 연장된다. 캠(42)은 연료분사펌프에 의해 공급된 내연기관에 의해 구동되는 차량의 운전자가 토오크 요구나 도달가능한 속도나 차량 속도를 입력시키는 가속 페달(46)에 결합 장치(45)를 통하여 결합된 레버(44)에 의해 축(43)에 관하여 회전가능하다. 또한, 변위센서(48)가 레버(44)에 결합되어 있고, 변위 센서의 출력 신호는 제어 장치(30)에 공급되는데, 변위 센서는 가속 페달에 결합된 전위차계기(potentiometer)로 설계되는 것이 바람직하다.

분사시기 조정기구 덕분에, 로울러 링(8)의 회전 위치에 변화될 수 있고, 그 결과, 캠 플레이트(7)의 캠이 로울러들 중의 하나 위로 뛰어오르기(run up) 시작하는 펌프 피스톤(3)이나 캠 플레이트(7) 및 구동축(11)의 회전각을 변화시킬 수 있다. 심지어 부한 분배를 위해서는, 대응되는 수의 캠들과 상호작용을 하는 몇개의 로울러(9)가 제공된다. 이 경우 로울러 링의 조정은 가속 페달(46)의 작동에 따른 부하에 종속되게 발생한다. 동시에, 분사시기 조정기구는 펌프 피스톤의 송출 행정의 시작이 회전이 초기각에서의 가속페탈의 무부하 위치에서 발생하여, 부하게 증가함에 따라 이후의 회전각이 조정된다. 이러한 관계는 제2도의 다이아그램에 도시된다. 제2도에는 두개의 캠 드웰 곡선이 회전각(α)에 관하여 도시되며 왼쪽 곡선은 소량의 연료분사량이 분사되는 연료분사펌프나 내연기관의 운전상태를 나타낸다. 이것은 무부하 운전에 해당한다. 이러한 조정은 분사의 가장 신속한 시작을 가능하게 한다. 본 발명에 의하면, 제어기구(30)는 펌프 피스톤이 연료를 상사점까지 송출하는 방식으로 전기 제어 밸브(29)를 제어한다. 따라서, 밸브(29)는 상사점 또는 상사점을 약간 지나서 폐쇄된다. 이러한 운전 범위에서 분사되는 연료량은 상사점의 앞쪽에 위치되는 방식으로 조절된다. 이를 위하여 필요한 송출행정(h_L) 덕분에, 전기 제어 밸브는 SB1 지점에서 폐쇄된다. h_L에 해당하는 이러한 무부하 분사량 때문에, 연료분사펌프는 α₁의 회전각 즉, SB1으로부터 상사점까지를 요구한다. 만일 동일한 양이 하부 캠 행정위로 분사된다면, 다이아그램으로부터 쉽게 알 수 있는 것처럼, 사실상 더 작은 회전각(α₁')이 필요하게 된다. 무부하 운전으로 선택된 작동의 장점은 분사되는 연료량이 큰 회전각으로 분사되어 아주 낮은 분사율을 갖는 최종 효과를 발생시킨다는 것이다.

만일, 가속 페달이 작동되는 일없이 내연기관이 작동되기 시작한다면, 무부하량은 초과 시작량(Q_ST)이나 행정(h_ST)에 의해 증가되어야 한다. 이 경우, 전기 제어 밸브(29)는 여전히 빠른 시기(ST)에 폐쇄된다. 이러한 추가적인 개발은, 더 높은 점화 지연이 아직 차가운 엔진에 기대되어져야 하기 때문에, 충분히 유지된다.

도입되는 연료가 상사점 전의 정확한 시기에 점화되도록, 진보적인 조정이 차가운 내연기관의 시동을 위하여 정기적으로 수행된다.

무부하 상황으로부터 시작하여, 연료는 부하가 가해질 때 부가적으로 분사되어야 한다. 왼쪽 캠스웰 곡선이 변하지 않게 되는 진보적인 조정은 여기에 적합하지 않다. 가속시에 부하가 증가함에 따라 본 발명에 의한, 분사 시작의 억제 조정은 왼쪽 곡선을 오른쪽으로 이동시키는 효과를 갖는다. 다이아그램에서, 캠 드웰 곡선의 전부하 위치는 오른쪽 곡선에 표시된다. 캠드웰 곡선이 억제된 정도까지, 분사상의 위치는 캠의 급경사 지역으로 캠을 아래로 이동시킨다. 오른쪽 곡선(Nv1)의 경우, 전부하 행정(h_VL)이 그 예로서 표시되어 있고, 분사 종료(SE₂)는 상시점(OT) 위쪽에 놓인다. 분사 시작(SB₂)은 캠표면의 중간 지역에 놓여져 있어 비교적 느리다. 이것은 전부하 및 저속에서의 분사 위치에 해당한다. 만일 속도가 증가된다면, 분사의 시작은 캠 드웰 곡선의 밑면만큼 멀리 이동될 수 있다. 여기에 표시된 분사 시작(SB₃)은 전부하 연료 분사량에 대한 분사 시작을 가리킨다. 따라서, 전부하 운전에 대한 분사 시작은 SB₂와 SB₃사이의 영역에서 변화된다. 만일 페달위치가 전부하에 있을 때 도입되는 초과 시작량이 제공된다면, 시작량은 저속에 해당하는 OT까지의 영역 SB₂에 의해 보충될 수 있다. 또한, 연료량은 분사의 가장 신속한 시작에 이르는 SB₂지점을 앞지를 수 있다.

가속 페달에 분사시작 시기 조정기구가 견고하게 결합되고, 제어장치(30)에 의한 분사의 시작과 분사량에 필요한 모든 변수를 기록하고 인식하는 상기의 설계에서는 낮은 연료 분사율이 부가적인 큰 기계적 손실없이 무부하 운전이 이용가능하게 성취될 수 있다. 동시에, 구동캠의 캠 길이나 캠 행정이 우회량(bypass quantities)의 송출을 위한 송출 행정이 손실됨이 없이 실제 분사 운전을 위해 사용될 수 있다.

분사시기 조정기구의 다양한 결합이 제3도에 분사시기 조정기구(35')에 도시된다. 여기서, 핀(39')은 가속 페달(46)로부터의 연결에 의해 캠에 의해 작동되지 않지만, 가속페달의 이동을 기록하는 변위 센서(49)를 경유하여 가속페달(46)의 이동을 핀(39')에 전달하는 서어보 모터(48)에 의해 작동된다. 기어 모터나 워엄(worm) 드라이브가 이를 위해 제공될 수 있다.

상기 실시예의 변형예가 제4도에 도시된다. 제4도에서, 흡입 공간(22)내에 압력은 스프링 공간(37)으로부터 멀리 있는 안내 실린더(36)내의 조정 피스톤(34')에 의해 단부에서 감싸져 있는 작동 공간(52)속으로 조정 피스톤(34')내의 드로를 개구(51)를 통하여, 속도 의존적으로 제어된다. 속도가 증가하고 흡입공간(22)으로부터의 압력이 증가함에 따라 조정 피스톤(34')은 진보적인 조정에 해당하는, 저장 스프링(38)의 힘에 의해 변위된다. 부가적으로, 스프링공간(37)은 드로틀(53)에 의해 흡입공간(22)에 연결된다. 스프링공간(37)으로부터 연료 저장 탱크(24)로 통하여 릴리프관(54)은 제어장치(30)에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브(55)를 수용한다. 시계 또는 아날로그 방식으로 작동될 수 있는 상기 밸브에 의해, 스프링공간(37)내의 압력은 부하 의존적으로 증가될 수 있고, 그 결과, 비교적 억제조정이 상술된 진보적인 조정에 첨가될 수 있다. 그 결과, 캠 드웰곡선의 각 이동에 의한 분사조정이 유리한 방식으로 이루어지고, 캠의 캠 행정이 연료분사에 적절히 이용될 수 있다. 동시에, 무부하 범위에서의 분사상은 상술된 것과 같이 캠 드웰 곡선의 상부 단부로 이동될 수 있다. 여기에는 단지 솔레노이드 밸브의 작동만이 간단한 방식으로 필요하다. 솔레노이드 밸브의 도움에 의한 상기와 같은 입력의 제어는 스프링 공간의 압력 제어 대신에 작동 공간(52)의 압력 제어에 사용되도록 제공될 수 있다. 그러나, 달리, 솔레노이드 밸브(55)와 드로틀(53)의 끼워맞춤 대신에, 스프링공간(37)은, 제1도 및 제3도에 의한 실시예의 경우에서와 같이, 충분히 해제(relieverd)될 수 있다. 무부하 운전영역에서의 진보적인 조정을 위하여, 제4도에 파선으로 도시된 해결에 의하여, 최종 제어부재(57)가 안내실린더(36')를 통하여 작동 공간(52)속으로 단부에서 도입될 수 있고, 스프링(38)의 힘에 대항하여 무부하 운전범위를 위한 조정 필스톤(34')을 진행(advance)시킨다. 이러한 조정은 부하가 증가됨에 따라 철회되며, 진보적인 조정은 작동공간(52)에 작용하는 속도 의존 압력에 의해 상기와는 독립적으로 발생된다. 이 경우, 핀(39,39')을 위해 제1도 및 제3도의 설계에 제공된 구동은 최종 제어부재를 위한 구동으로서 사용될 수 있다.

제5도에 재생된 제4실시예에 의하면, 분사시기 조정은 종동 피스톤 장치(독립 공개 공보 제3,532,719호 참조)에 의해 수행될 수 있다. 이 도면에서, 작동 아암이 펌프 하우징의 벽을 통하여 로울러 링(8)속으로 연장되는 연결개구(65)와 조정 피스톤(34)속으로 결합용 작동아암(32)이 돌출된 방사상 클리어런스(clearance)(64)와 드로틀(63)을 경유하여 펌프 흡입공간(22)에 연결된 작동 공간(62)을 내부 단부면으로 감쌀 뿐만 아니라 제어 피스톤(61)이 이동가능하고 스프링공간(37)을 향하여 개방된 동축 안내 실린더(66)를 조정 피스톤(34'')에 갖추고 있다. 다른 쪽에는 분사시기 조정기구(35'')의 하우징에 대해 지지된 제어 스프링(66)에 의해 제어 피스톤이 접촉된다. 제어 피스톤상의 두개의 환상 그루우브는 위치에 따라, 안내 실린더로부터 조정 피스톤(34')의 자공 공간(52')으로 통해 있는 압력 구멍(68)을 하나의 환상 그루우브를 경유하여 압력 릴리이프 스프링 공간에 연결되거나 다른 환상 그루우브 및 비복귀 밸브(69)를 경유하여 클리어런스(64)나 흡입공간(22)에 연결된 중간 칼라(67)를 형성한다. 작동 공간(62)내의 압력이 속도가 증가함에 따라 속도 의존적으로 변하기 때문에, 제어 피스톤(61)은 제어 스프링(66)에 대하여 점차적으로 멀리 이동된다. 만일, 그러한 이동이 제5도에 도시된 평형 위치로부터 발생된다면, 연료는 저장 스프링(38)에 대한 조정 피스톤(34')의 뒤따른 이동으로 인하여 압력구멍(68)이 칼라(67)에 의해 다시 폐쇄될 때 까지 구멍(68)을 경유하여 작동공간(52)속으로 도입된다. 반대로, 만일 작동공간(52)내의 압력이 떨어진다면, 제어 피스톤은 제어스프링(66)의 작용하에서 오른쪽으로 이동되고, 작동공간(52)은 스프링 공간(37)에 대하여 해제되어, 압력공간이 칼라(67)와 상호 작용하여 교대로 이동되는 조정 피스톤(34')을 경유하여 폐쇄되는 결과를 초래한다. 이러한 방식에서 알 수 있는 것 처럼, 작동공간(22)내의 속도 의존압력에 의해 초기에 제어되는 종동 피스톤 장치가 실현된다. 이러한 압력은 제4도에 의한 개발에 의해 아날로그적으로 작동공간(62)의 릴리이프 구멍(70)과 연결된 분리 드로틀(63)에 의해 개선될 수 있다. 릴리이프 구멍(70)에는 안내 실린더(60)에 의해 대응적으로 작동되는 솔레노이드 밸브(71)가 장착된다. 여기에 또한, 속도에 의존되는 진보적 조정이 실현될 수 있고, 동시에 부하가 증가함에 따라 초기 위치로부터 후기 위치로 이동될 수 있다.

또 다른 설계가 제6도에 도시된다. 여기에는 전기 위치 설정 장치(positioner), 서어보 모터 또는 스테핑 모터(71)에 의해 제어 스프링의 측면으로부터 가해지는 부가적인 힘으로 부하를 받을 수 있는 서어보 밸브 스푸울(61')이 제공된다. 그 결과, 서어보 밸브 스푸울(61')상에 작용되는 힘의 관계가 변화되고, 속도 의존 진보적 조정 및 부하 의존 억제 조정이 중복되어 실현될 수 있다. 서어보 밸브 스푸울(61')이 제어 압력에 의해 가속되는 대신에, 상기 서어보 밸브 스푸울은 전기 위치 설정 장치에 견고하게 결합되어, 흡입공간(22)에 작동공간(62)을 연결하거나 제어 스프링(66)을 필요로 하지 않을 수 있다. 이때, 작동공간(62)은 제거 된다. 제어 위치에서의 운전시에, 조정 피스톤은 통상의 방법으로 보정된다.

상술된 실시예에 따라 구성된 연료 분사 펌프는 많은 수의 실린더에 펌프 피스톤의 회전시마다 연료가 공급되도록 한다. 특히, 이러한 구성은 캠 행정이 최적방식으로 이용되도록 하지만, 또한 무부하 운전의 경우 캠의 상사점까지 분사가 이루어지도록 한다. 캠의 조정에 의한 속도 의존 분사시에 조정에 따라, 분사의 시작을 변화시키기 위한 어떤 캠 행정도 필요하지 않게 된다. 결과적으로, 캠 행정의 시작에서 이미 분사가 발생하고, 캠 드웰 곡선의 급경사 영역속으로 이동된다. 제7도에는 전부하 운전에서의 두개의 캠 드웰곡선 즉, 오른쪽 곡선(N_VLU)과 왼쪽끝의 곡선(N_VLO)이 도시된다. 오른쪽 곡선은 비교적 저속범위 즉, 늦은 분사시작에 해당하는 캠의 위치를 나타내고, 왼쪽끝의 캠 곡선은 고속범위 즉, 이른 연료분사 시작에서의 캠 위치를 나타낸다. 또한, 무부하 범위에서의 캠의 위치는 곡선 N_L도로 도시된다. 상술된 것처럼, 전부하 운전에서, 분사시작(SB_U, SB_O)은 캠 드웰 곡선의 시작에서 이루어지고, 분사종류(SE_U, SE_O)는 캠 드웰 곡선의 중간 영역에서 이루어지지만, 제2도와 유사한 캠 곡선(N_L)의 경우, 분사종류(SE_L)는 OT지점에서 이루어지고, 분사시작(SB_L)은 캠 드웰 곡선의 상부에서 이루어진다. 동시에 캠 곡선(N_L)은 제2도와 유사한 필요한 이른 분사시작(early beginning of injection)을 얻고 상사점을 향한 억제를 보충하기 위해 이른 위치를 향하여 이동된다. 무부하 운전의 캠 곡선의 상기 위치로부터, 구동 회전각(α)으로 일컬어지는 분사를 위해 필요한 캠 드웰 곡선의 위치는 부하가 상승되어 속도에 따른 때 제어장치(30)에 의해 고정된다. 이러한 목적을 위하여, 종래의 센서에 의해 분사의 실제적인 시작의 피이드 백이 역시 수행될 수 있다.

제6실시예의 경우, 독일 공개공보 제3,010,312호에 개시된 것과 같은 특별한 종래의 분사시기 조정기구가 사용된다. 여기에는 캐리어 피스톤(73)과 실린더(74) 사이에 저장 스프링(76)이 지지된 스프링 공간(75)을 한쪽에 감싸고 있는 동시에 실린더(74)에서 분리가능한 캐리어 피스톤(73)이 제공된다. 캐리어 피스톤 다른 쪽 단부는 압력관(78)과 밸브(79)를 경유하여 압력원에 연결된 작동공간(77)을 감싸고 있다. 동시에 작동공간은 드로틀(81)이 적절히 설치될 수 있는 릴리이프관(80)을 경유하여 릴리이프 공간에 연결된다. 밸브(79)로 인하여, 복원 스프링(76)과 힘에 대해 보다 크게 또는 보다 작게 레벨에 따라 캐리어 피스톤(73)을 조정하는 제어 압력이 작동공간(7)에 설정된다. 캐리어 피스톤에는 조정 피스톤(34'')이 이동가능하게 장착되며, 제4도에 의한 실시예의 경우와 같이, 상기는, 한쪽은 저장 스프링(38')에 의해 부하를 받고 다른쪽은 조정피스톤(34'')과 캐리어 피스톤(73) 사이에 단부에서 에워싸인 작동공간(84)속으로 흡입공간(22)으로부터 드로틀(83)을 경유하여 도입되는 유압식 제어압력에 의해 하중을 받는다. 따라서, 조정 피스톤(34')은 캐리어 피스톤(73)에 관한여 자체적으로 조정되는 복원 스프링(38')의 힘에 대항하여 종래의 방식으로 스프링 의존적으로 이동된다. 따라서, 로울러 링까지 작동 아암(32)에 의해 다시 전달되는 공지의 방법으로 진보적인 조정이 효과를 갖는다. 이러한 진보적인 조정은 그 자체로 캐리어 피스톤(73)의 조정에 의해 중복될 수 있다. 상술한 조건에 따르면, 이것은 초기의 이른 위치로부터 늦게 시작되는 방향으로 부하가 증가될 수 있다. 이러한 설계는 속도 의존 조정의 본래의 시기 조정 특성의 조정 피스톤(34'')의 전작동 범위에서 유지되는 장점을 갖는다.

제8도에 의한 실시예의 개량은 캐리어 피스톤(73')의 조정이 유압식 대신에 기계식으로 되는 제9도에 의한 설계로 나타내어진다. 이러한 목적을 위하여, 캐리어 피스톤(73)이 작동될 때 조정되는 캠(85)을 스프링 공간(75)으로부터 먼 캐리어 피스톤의 단부면상에 제공한다. 캠은 제어장치(30)에 의해 제어되는 전기 서어보 모터에 의해 작동될 수 있다. 또한, 제8도에 의해 상술된 실시예의 경우와 같이, 캐리어 부재(73') 위치의 피이드백은 분사 시작의 직접적인 기록 대신에 또는 그에 부가하여 행해질 수 있다.

Claims (20)

1. 연료 분사 펌프의 펌프 작동공간으로부터 시작되는 릴리이프 관에 장착되어 전기 제어 장치에 의해 전기적으로 제어되는 밸브의 폐쇄 상태 시기를 결정하고, 송출 행정에서 캠의 다른 경사의 다양한 영역에서 펌프 피스톤을 구동시키고, 연료 분사 펌프의 구동축과 관련된 캠 드라이브의 제어된 조정에 관련시켜, 폐쇄상태 시기의 선택을 효과적으로 하여, 분사 기간과 분사 시작을 내연기관의 요구에 따른 전기 제어장치에 의해 제어함으로써, 조정 캠 구동에 의해 작동가능한 연료 분사 펌프의 피스톤의 송출 행정중에, 연료분사 펌프의 고압 연료 송출 시기제어 방법에 있어서, 부분 부하에서 전부하에 이르는 내연기관의 제1운전 범위에서, 고압 연료 송출시기는 캠 구동의 캠 드웰 곡선의 시작에서 중간 영역에 이르는 캠 구동의 조정의 변수 의존 제어와 전기 밸브의 제어에 의해 설정된다. 저부하에 해당하는 내연기관의 제2운전범위에서, 전기 제어 밸브의 폐쇄 상태 시기의 종료는 펌프 피스톤을 구동시키는 캠의 상사점에 또는 그 후에 일정하게 설정되고, 캠 구동의 조정은 이른 방향에서 발생되어 연료 분사량(부하)이 증가함에 따라 늦은 방향으로 시작되는 것을 특징으로 하는 연료분사 펌프의 고압 연료 송출 시기 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 제2운전 범위에서, 캠 구동 즉, 분사 시작의 부하에 의존적으로 설정되는, 기본 설정이 이루어지며, 부가적으로, 속도가 증가함에 따라 일찍 진전되는 캠 구동의 기본 설정에 중복되는, 조정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프의 고압 연료 송출 시기 제어 방법.
3. 펌프 피스톤의 흡입 행정중에 흡입구(21)를 경유하여 흡입공간(22)에 연결되고 펌프 피스톤의 송출 행정중에 한편으로는 분사관(17)에 의해 다른편으로는 전기 제어 밸브(29)를 수용하는 릴리프 구멍을 경유하여 릴리프 공간(22)에 연결되는 펌프 작동공간(3)을 감싸며 캠 구동(6)에 의해 왕복 운동 방식으로는 구동되는 펌프 피스톤(3)과 연료 분사 펌프의 분사점에 대한 고압 연료 송출 시기를 결정하는 전기 제어 밸브(29)의 폐쇄 상태 시기와 연료 분사 펌프 구동축(11)의 회전각으로 일컬어지는, 펌프 피스톤의 송출 행정이 시작되는 회전각이 조절될 수 있고 조정 피스톤(34)을 갖는 분사 시기 조정 기구(35)가 구비된 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하기 위한, 연료분사 펌프에 있어서, 조정 피스톤은 내연기관의 가속 페달(46)에 전기적 또는 기계적으로 결합되어, 부하가 증가함에 다라 저부하에서 설정된 이른 캠 시작으로부터 늦은 캠 시작까지 가속 페달 위치에 의존적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
4. 제3항에 있어서, 조정피스톤(34)의 순간 위치는 변위 센서(49)에 의해 기록되고, 상기 변위 센서의 출력은 전기 제어장치(30)에 연결되고, 상기 전기 제어장치의 제어시기는 특히 그 폐쇄 지점에서 분사 시작을 오인케 하는 변수들을 고려하도록 형성된 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
5. 제4항에 있어서, 내연기관이 시동되고 가속 페달(46)이 무부하 위치에 있을 때, 초과 시작량은 전기 제어 밸브(39)의 시기 폐쇄 지점의 지점에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
6. 펌프 피스톤의 흡입 행정중에 흡입구(21)를 경유하여 흡입공간(22)에 연결되고 펌프 피스톤의 송출 행정중에 한편으로는 분사관(17)에 의해 다른 편으로는 전기 제어 밸브(29)를 수용하는 릴리이프 구멍을 경유하여 릴리이프 공간(22)에 연결되는 펌프 작동 공간(3)을 감싸며 캠 구동(6)에 의해 왕복 운동 방식으로 구동되는 펌프 피스톤(3)과 연료 분사 펌프의 분사점에 대한 고압 연료 송출 시기를 결정하는 전기 제어 밸브(29)의 폐쇄 상태의 시기와, 연료 분사 펌프의 구동축(11)의 회전각으로 일컬어지는 펌프 피스톤의 송출 행정이 시작되는 회전각이 조절될 수 있는 조정 피스톤(34)을 갖는 분사시기 조정기구(35)가 구비된, 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하기 위한, 연료 분사 펌프에 있어서, 제어 장치(35)의 조정 피스톤(34)은 저장 스프링(38)의 힘에 대항하는 유압 수단에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
7. 제6항에 있어서, 유압 수단은 속도에 따라 증가하는 압력을 가지며, 조정 피스톤(34)은 복원 스프링(38)의 힘에 대항하여 최종 제어 부재(39',48,57)에 의해 부가적으로 조정되고, 최종 제어 부재는 부하를 기록하는 조정부재(46)에 의존적으로 작동되어, 최종 제어 부재에 의한 제1 및 제2작동범위와 부가적인 조정이 부하가 증가함에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
8. 제7항에 있어서, 최종 제어부재의 조정은 조정 캠(42)에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 조정 피스톤(34')은 복원 스프링(38)으로부터 먼 한쪽에, 전기 제어 밸브를 경유하여 압력원에 연결되어 드로틀에 의해 해제되거나 드로틀을 경유하여 압력원에 연결되어 전기 제어 밸브에 의해 해제될 수 있는 작동 공간(52)을 감싸며, 전기 제어 밸브의 개구는 내연기관의 작동 변수에 의존적으로 전기 제어 장치(30)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 조정 피스톤(34')은 복원 스프링(38)에 면해있는 쪽에, 드로틀(53)을 경유하여 압력원에 연결되어 전기 제어 밸브(55)를 경유하여 릴리이프 공간에 연결되거나 전기 제어 밸브를 경유하여 압력원에 연결되어 드로틀을 경유하여 릴리프 공간(24)에 연결된 스프링 공간(37)을 감싸며, 전기 제어 밸브의 개구는 작동 변수 특히, 부하에 의존적으로 전기 제어장치(30)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 연료분사 펌프.
11. 제6항 또는 제7항에 있어서, 조정 피스톤(34)은, 복원 스프링(38)으로부터 먼쪽에, 유압 수단의 압력원이나 릴리이프 공간에 조정 피스톤(34'')의 축방향으로 안내된 제어 피스톤(61)을 경유하여 연결되는 작동공간(52)을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
12. 제11항에 있어서, 제어 피스톤(61)은 그 한쪽은 제어 스프링(66) 수단에 의해 지지되며 그 다른쪽에는 압력 수단의 압력이 가해지고, 상기 압력 수단의 압력은 속도 의존적으로 형성되는 것이며, 조정 피스톤(34'')은 제어 피스톤(61)에 관한 종동 피스톤으로서 설계되고, 제어 피스톤은 작동 변수에 의존적으로 변화 가능한 힘에 의해 부가적으로 부하를 받는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
13. 제12항에 있어서, 변화가능한 힘은 제어 피스톤(61)의 제어 스프링 쪽에 전기 제어 위치설정기를 통하여 작동되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
14. 제12항에 있어서, 변화가능한 힘은 제어 스프링으로부터 먼쪽에 있는 제어 피스톤 위쪽에 놓인 작동공간(62)이 드로틀(63)을 경유하여 압력 웨이브(wave)에 연결되고 전기 제어 밸브를 경유하여 릴리이프 공간(24)에 연결되는 것에 의해 제어 피스톤상에 작용하는 압력의 변화로부터 형성된 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
15. 제11항에 있어서, 제어 피스톤(61)은 속도와 내연기관의 부가적인 작동변수들에 의존적으로 전기 제어 조정장치에 의해 작동되고, 조정 피스톤(34'')은 제어 피스톤의 종동 피스톤으로서 설계된 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
16. 제6항에 있어서, 조정 피스톤(34'')은 복원 스프링(38'')으로부터 먼 쪽에서, 압력원에 의해 속도 의존적으로 형성된 압력을 받고 캐리어 피스톤(73) 안쪽에 설치된 작동공간(84)을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
17. 제16항에 있어서, 캐리어 부재는 복원 스프링(76)에 대항하여 작동 변수들에 의존적으로 형성된 제어 압력에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
18. 제17항에 있어서, 캐리어 피스톤(73)은 작동 변수들에 의존적으로 형성된 압력 수단 압력에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
19. 제18항에 있어서, 압력 수단의 압력은 전기 수단에 의해 변화되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
20. 제16항에 있어서, 캐리어 부재(73')는 내연기관의 가속 페달(46)에 전기적 또는 기계적으로 결합되어, 부하가 증가함에 따라 이른 분사 시작으로부터 느린 분사 시작에 이르기까지 부하에 의존적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.

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