KR0171551B1

KR0171551B1 - 분배형 연료분사펌프

Info

Publication number: KR0171551B1
Application number: KR1019960009520A
Authority: KR
Inventors: 도루 야마가와; 겐이찌 구보; 히로시 이시와타; 쥰 마쓰바라
Original assignee: 오타 유다카; 가부시키가이샤 제쿠세루
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1996-03-30
Publication date: 1999-03-20
Also published as: DE69605225T2; EP0736685A3; KR960038097A; JPH08270521A; EP0736685A2; EP0736685B1; DE69605225D1; US5642715A

Abstract

아이들역이나 No-Load역에서 파일로트분사를 형성하고, 풀로오드역에서 파일로트분사를 캔셀하는 분배형 연료분사펌프(1)를 제공한다.

압축연료를 분배하는 분배부재(8)와 그 주위에 밖으로 끼워지는 콘트롤 슬리이브(34)의 한쪽에 분배수에 대응한 유출입포오트(31)와, 이 포오트(31)로 부터 뻗어 설치하는 슬릿(36)을 설치한다. 분배부재(8)와 콘트롤 슬리이브(34)의 다른쪽에는 유출입포오트(31)에 차례로 연통하는 흡입·컷오프구멍(35)과 압송기간의 일부에서 슬릿(36)과 연통하는 파일로트포오트(37)를 설치한다. 압송기간의 일부에서 연료가 슬릿(36)을 통하여 유출하므로 저회전시에는 메인분사에 앞서 파일로트분사가 형성되기 쉽고, 고회전시에는 조리개 효과에 의하여 슬릿(36)으로 부터 스필하기 어려워져서 메인분사만이 행하여진다.

Description

분배형 연료분사펌프

제1도는 본 발명의 VR형의 분배형 연료분사펌프를 도시한 단면도.

제2도는 제1도에 도시한 캠링(26)과 그 안쪽의 부재를 분배부재(8)의 축방향에서 본 확대 단면도.

제3도는 분배부재(8)와 그 주변의 부재를 도시한 확대 단면도.

제4도는 분배부재의 회전에 따르는 유출입포오트(31), 슬릿(36), 흡입·컷오프구멍(35), 파일로트포오트(37)의 위치관계 변이도(變移圖)로서, 제4a도는 연료의 흡입, 제4b도는 파일로트분사, 제4c도는 파일로트스필, 제4d도는 메인 분사, 제4e도는 메인스필을 설명하는 설명도.

제5도는 콘트롤 슬리이브를 위치조절한 경우의 유출입포오트(31), 슬릿(36), 흡입·컷트오프구멍(35), 파일로트포오트(37)의 위치관계를 설명하는 설명도.

제6도는 분사량(Q)과 펌프회전수(Np)와의 관계를 도시한 특성선도.

제7도는 제6도의 A, B, C, D점의 각각의 분사율 특성(dQ/dt)도.

제8도는 분사량과 콘트롤 슬리이브 위치와의 관계를 도시한 특성선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료분사펌프 2 : 펌프하우징

3 : 구동축 4 : 피드펌프

6 : 챔버 8 : 분배부재

9 : 지지부재 10 : 벽부재

11 : 어댑터 12 : 가바나하우징

13 : 가바나수납실 14 : 커플링

22 : 플런저 23 : 압축실

25 : 로울러 26 : 캠링

28 : 틈새 29 : 오우버플로우밸브

31 : 유출입포오트 33 : 분배포오트

34 : 콘트롤 슬리이브 35 : 흡입·컷오프구멍

36 : 슬릿 37 : 파일로트포오트

본 발명은 기관에 연료를 공급하는 분배형 연료분사펌프, 특히 회전하는 분배부재의 직경방향에서 플런저를 왕복운동시키는 인너캠방식의 분배형 연료분사펌프(VR 펌프)나, 분배부재를 회전 왕복운동시키면서 연료를 분배하는 분배형 연료 분사펌프(VE 펌프)에 관한 것으로서, 파일로트 분사기구를 구비한 것이다.

VR형의 분배형 연료분사펌프는, 예컨대 일본국 특개 소 59-110835호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 연료분배 로우터(4)(분배부재)의 주위에 동심상의 인너캠링(1)을 배치하고, 이 인너캠링(1)의 안쪽에 형성된 캠면에 전동체등을 통하여 압송플런저(21,22)를 대고, 압송플런저(21,22)를 연료분배 로우터(4)의 직경방향으로 왕복운동하도록 하고 있다. 연료분배 로우터(4)에는 압송플런저(21,22)에 의하여 용적이 변화하는 펌프실(2)(압축실)과, 흡입공정시에 펌프실(2)에 연료를 흡입하는 흡입구멍(51 내지 54), 압송공정시에 펌프실(2)에서 가압된 연료를 송출하는 분배포오트(6) 및 연료송출을 컷오프하는 일류(溢流) 포오트(71 내지 74)가 형성되어 있다. 또, 연료 분배 로우터(4)에는 일류포오트(71 내지 74)를 덮듯이 링형상부재(7)(콘트롤 슬리이브)가 밖으로 끼워져 있고, 이 링형상부재(7)를 축방향으로 움직임으로써 압송공정시의 컷오프시기를 변경하여 연료분사량을 변동할 수 있도록 되어 있다.

또, VE형의 분배형 연료분사펌프는, 예컨대 일본국 특개 소 54-102420호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 기관과 동기하여 회전하는 캠디스크(8)에 플런저(7)(분배부재)를 고착시켜, 이 플런저(7)를 회전운동시킴과 동시에 캠디스크의 캠면에 따라 왕복운동시키도록 되어 있다. 플런저의 선단은 압축실이 되는 공간(10)에 임하고 있고, 이 플런저에는 흡입공정시에 공간(10)에 연료를 흡입하는 세로홈(11), 압송공정시에 공간(10)에서 가압된 연료를 송출하는 분배세로홈(14), 및 연료송출을 컷오프하는 컷오프포오트(17)가 형성되어 있다. 또, 플런저(7)에는 컷오프포오트(17)를 덮듯이 콘트롤 슬리이브가 밖으로 끼워져 있고, 이 콘트롤 슬리이브를 축방향으로 움직임으로써 압송공정시의 컷오프시기를 변경하여 연료분사량을 변동시킬 수 있도록 되어 있다.

이들 VR형, VE형의 분사펌프에 있어서는 상술한 기본적 구성을 변경하지 않고, 이하의 요구를 만족시키는 간단한 기구를 갖게 하는 것이 요망되고 있다. 즉, ① 아이들역(域)이나 NO-LOAD역에 있어서는 연소온도가 낮으므로 실화(失火)하기 쉽고, 또 실화에 의하여 흰 연기나 HC가 발생하므로 확실한 메인 분사시의 연소를 실현하기 위하여 이에 앞서 파일로트분사를 하는 것이 바람직하다. ② 그렇다고 하여 풀로오드역에 있어서까지 파일로트분사가 행하여지면 풀로오드의 특성선이 떨어져서 토오크가 저하하거나 검은 연기의 발생이나 연비의 저하를 초래하게 되므로, 풀로오드역에 있어서는 파일로트분사를 하지 않고 메인 분사만으로 하고 싶다. 또, ③ 파일로트분사를 특히 필요로 하는 소분사 영역(저부하, 저속영역)에 있어서는, 메인분사량이 작아짐에 따라 파일로트 분사량도 작아지는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명에 있어서는 새로운 부재를 부가하지 않고 간단한 기구로 상기 요구를 겸비할 수 있는 분배형 연료분사펌프를 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 본 발명자는 상기 과제를 달성하는 기계적 구조에 대하여 여러가지로 연구한 결과, 압송기간의 일부분에서 연료를 스필시키는 구멍을 형성하고, 그 구멍을 고속시가 될 수록 스필하기 어려운 형상으로 하면 파일로트분사를 저회전시에는 생기게 하고, 고회전시에는 캔셀할 수 있는 것, 또 구멍의 유효면적을 분사량이 많질수록 감소시키면 파일로트분사를 소분사량시에는 생기게 하고, 대분사량시에는 캔셀할 수 있는 것에 착안하여 본원 발명을 완성함에 이르렀다.

즉, 본원 발명의 분배형 연료분사펌프는 압축된 연료를 분배하는 분배부재의 주위에 콘트롤 슬리이브가 밖으로 삽입되어 있는 VR형 내지는 VE형의 연료 분사펌프에 있어서, 콘트롤 슬리이브와 분배부재의 한쪽에 분배수에 대응한 제1의 관통구멍을 형성함과 동시에, 제1관통구멍으로 부터 뻗어 설치하는 슬릿을 설치하고, 콘트롤 슬리이브와 분배부재의 다른 쪽에 상기 제1관통구멍과 차례로 연이어 통하는 제2의 관통구멍을 형성함과 동시에, 압송기간의 일부에서 상기 슬릿과 연이어 통하는 제3의 관통구멍을 설치한 구성으로 되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적을 콘트롤슬리이브의 위치에 따라 변화시키는 것이 바람직하고, 구체적으로는 콘트롤 슬리이브가 연료증가방향으로 이동할수록 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적이 작아지도록 하면 된다. 또, 콘트롤 슬리이브가 소분사위치 부근에 있는 경우에는 콘트롤 슬리이브가 다른 위치에 있기보다 조기에 제1의 관통구멍과 제3의 관통구멍을 연이어 통하게 하도록 하여도 좋다.

따라서, 분배부재가 회전하면 제2의 관통구멍은 제1의 관통구멍에 차례로 연이어 통하는 연료를 분배하나 제1의 관통구멍과 제2의 관통구멍이 연이어 통하는 기간에 연료를 흡입하는 흡입공정이 행하여지며, 제2의 관통구멍이 제1의 관통구멍과의 연통을 끊고, 다음의 제1의 관통구멍과 연이어 통하게 될 때까지의 사이에 압송공정이 행하여진다. 이 압송공정을 상세히 설명하면 제2의 관통구멍과 제1의 관통구멍과의 연통이 끊긴후, 연료의 압송이 개시되나 그 도중에 슬릿과 제3의 관통구멍이 연통하면 압축된 연료가 일시적으로 스필하려고 한다. 그 후, 슬릿이 제3의 관통구멍으로 부터 벗어나고, 제1의 관통구멍이 제2의 관통구멍에 다시 연이어 통할 때까지 연료의 압송이 행하여지며, 제1의 관통구멍이 제2의 관통구멍에 연이어 통한 시점에서 연료가 스필하여 송출이 정지된다.

슬릿과 제3의 관통구멍과의 연통은 분배부재가 저속으로 회전하고 있으면 압축연료는 충분히 스필하므로 메인분사에 앞서 파일로트분사가 형성되나, 고속으로 회전하면 슬릿의 조리개 효과에 의하여 압축연료의 스필은 적어져서 파일로트분사가 메인분사와 구별될 수 없게 되어 메인분사만이 행하여진다.

특히, 콘트롤 슬리이브가 연료증가방향으로 이동할수록 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적을 작게 하면 펌프회전수는 같지만, 저부하시 (소분사시) 에는 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적이 커져서 스필양이 많아져 메인분사와는 별도로 파일로트분사가 형성되기 쉬어지며, 고부하시 (대분사시) 에는 슬릿과 제3의 간통구멍과의 중복면적이 작아져서 파일로트분사가 메인분사와 구별되기 어려워지고 메인분사만이 행하여지기 쉽게 된다.

또, 제1의 관통구멍과 제3의 관통구멍과의 연통을 콘트롤 슬리이브가 소분사위치 부근에 있을수록 조기에 행하려고 하면 메인분사의 저하에 따라 파일로트분사도 감소시킬 수 있고, 메인분사가 저하하고 있음에도 불구하고 파일로트 분사가 일정한 크기로 남아버리는 폐단이 없어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제1도에 있어서, 인터캠방식의 분배형 연료분사펌프가 도시되어 있는데, 분배형 연료분사펌프(1)는 펌프하우징(2)에 구동축(3)이 삽입되고, 이 구동축(3)의 한끝은 펌프하우징(2)의 외부에 돌출하며, 도시하지 않은 기관으로부터의 구동토오크를 받아 기관과 동기하여 (엔진회전수의 반의 회전수로) 회전하도록 되어 있다. 구동축(3)의 다른 한끝은 펌프하우징(2) 내에 뻗어 있고, 그 구동축(3)에는 피드펌프(4)가 연결되며, 이 피드펌프(4)에 의하여 후술하는 저압연료역(5)으로 부터 챔버(6)에 연료를 공급하도록 되어 있다.

여기서, 펌프하우징(2)은 구동축(3)이 삽통된 하우징부재(2a)와, 이 하우징부재(2a)에 조립되어 송출밸브(7)가 설치된 하우징부재(2a)와, 또한, 이 하우징부재(2a)의 개구단부를 폐색하며 분배부재(8)의 연장선상에 설치된 하우징부재(2c)로 되어 있고, 상기 챔버(6)는 펌프하우징내에 설치된 지지부재(9)와, 이 지지부재(9)를 삽통지지하는 벽부재(10) 및 후술하는 어댑터(11)로 둘러싸여 형성되어 있으며, 가바나하우징(12)에 의하여 구획형성되는 가바나수납실(13)과 연이어 통하고 있다. 또, 지지부재(9)는 측부가 돌출설치되어 하우징부재(2b)에 삽입끼워져 있다.

분배부재(8)는 지지부재(9)의 관통구멍에 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 기단부가 커플링(14)을 통하여 구동축(3)에 연결되며, 구동축(3)의 회전에 따라 회전만이 허용되도록 되어 있다. 또, 분배부재(8)의 기단부에는 제2도 및 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 직경방향 (방사방향) 으로 플런저(22)가 미끄럼 움직임이 자유롭게 삽입되어 있다.

본 실시예에 있어서는 동일 평면상에, 예컨대 90도의 간격을 두고 4개의 플런저(22)가 설치되어 있고, 각각의 플런저(22)의 선단은 분배부재(8)의 기단부 중앙에 설치된 압축실(23)을 폐색하도록 임해 있고, 그 플런저(22)의 기단은 슈(24) 및 로울러(25)를 통하여 링형상의 캠링(26)의 내면을 미끄럼 접촉하도록 되어 있다. 이 캠링(26)은 분배부재(8)의 주위에 동심형상으로 설치됨과 동시에, 기관의 기통수에 대응한 캠면(26a)이 안쪽으로 형성되고, 분배부재(8)가 회전하면 각 플런저(22)가 분배부재(8)의 직경방향 (방사방향) 으로 왕복운동하여 압축실(23)의 용적을 변동할 수 있도록 되어 있다.

즉, 캠링(26)은 예컨대 4기통에 대응하여 형성되어 있는 것이면 캠링(26)의 안쪽에 凸면이 90도마다 형성되어 있고, 따라서 4개의 플런저(22)는 압축실(23)을 끼워붙이는 형태로 동시에 압축하도록 이동하며, 또 캠링(26)의중심으로 부터 동시에 멀어지도록 되어 있다.

분배부재(8)에는 고리모양의 어댑터(11)가 유밀하게 회전이 자유롭게 밖으로 끼워지며, 이 어댑터(11)는 둘레 가장자리의 일부가 상기 캠링(26)에 걸려 있어서 회전이 속박되어 있고, 캠링(26)과 함께 회전하도록 되어 있다. 또, 어댑터(11)는 지지부재(9)에 유밀하게 회전이 자유롭게 삽입부착되어 있다.

하우징부재(2b)에는 연료탱크에 통하는 연료유입구(49)가 형성되고, 이 연료유입구(49)로 부터 유입되는 연료는 지지부재(9), 벽부재(10) 및 어댑터(11)의 주위에 형성된 공간, 캠링(26)과 분배부재(8)와의 사이에 형성된 공간, 커플링(14)의 주위에 형성된 통로 등을 통하여 피드펌프(4)의 흡인쪽으로 유도되도록 되어 있으며, 이들 공간이나 통로를 가지고 연료유입구(49)로 부터 피드펌프(4)에 걸쳐 저압연료역(5)이 형성되어 있다.

또, 피드펌프(4)에 의하여 압축된 연료는 펌프하우징 상부에 형성되는 통로(37) 및 펌프하우징(2)과 이것에 조립부착되는 가바나하우징(12)과의 사이에 형성되는 틈새(28)를 통하여 챔버(6)에 유도됨과 동시에 가바나수납실(13)을 통하여 오우버플로우밸브(29)로 유도되며, 이들 연이어 통하는 부분에 의하여 고압연료역(6)이 형성되어 있다.

분배부재(8)에는 그 축방향으로 형성되어 압축실(23)에 통하는 세로구멍(30), 이 세로구멍(30)에 연이어 통하며 분배부재(8)의 둘레면에 기통수에 대응한 수만큼 개구하는 유출입포오트(31) 및 지지부재(9)나 하우징부재(2b)에 형성된 분배통로(32)와, 상기 세로구멍(30)을 연통가능하게 하는 분배포오트(33)가 형성되어 있다. 이 유출입포오트(31)에는 제4도에 도시된 바와 같이, 분배부재(8)의 표면에서 개구하는 부분이 3각형으로 형성되고, 회전방향 뒤쪽의 변이분배부재(8)의 축방향과 평행하고 있으며, 앞쪽의 변이분배부재(8)의 축방향에 대하여 소정의 각도로 경사진 사변으로 되어 있다. 그리고, 분배부재(8)에는 콘트롤 슬리이브(34)가 유출입포오트(31)를 덮듯이 미끄럼 움직임이 자유롭게 밖에서 삽입되고 있다.

이 콘트롤 슬리이브(34)에는 제4도에도 도시되어 있는 바와 같이, 유출입포오트(31)와 연통가능한 흡입·컷오프구멍(35)이 형성되어 있다. 이 흡입·컷오프구멍(35)은 3각형상으로 형성되고, 유출입포오트(31)와의 연통개시 타이밍을 결정하는 변이분배부재(8)의 축방향에 대하여 소정의 각도로 경사진 사변으로 되어 있으며, 유출입포오트(31)와의 연통종료타이밍을 결정하는 변이분배부재(8)의 축방향과 평행하고 있다.

또, 각 유출입포오트(31)에는 축방향으로 슬릿(36)이 뻗어 설치되고, 콘트롤 슬리이브(34)에는 이 슬릿과 연통가능한 파일로트포오트(37)가 형성되어 있다. 이 파일로트포오트(37)는 축방향으로 뻗는 슬릿형상으로 형성되어 있고, 유출입포오트(31)가 흡입·컷오프구멍(35)에 연이어 통하기 보다도 빠른 시기에 슬릿(36)과 연이어 통하도록 되어 있다. 또, 파일로트포오트(37)는 콘트롤 슬리이브(34)가 분사량 증가방향으로 이동할수록 슬릿(36)과의 중복면적이 작아지며, 콘트롤 슬리이브(34)가 소분사량 위치에 있는 경우에는 유출입포오트(31)의 사변과 만나도록 위치하여, 슬릿(36)과 연통하기 보다도 빠르게 유출입포오트(31)와 연통하도록 되어 있다.

그리고, 콘트롤 슬리이브(34)는 가바나수납실(13)에 수납된 일레트릭가바나(50)의 샤프트(51)의 선단 (볼부(39))이 걸어맞추어져 있는 것이고, 외부로 부터의 신호에 의하여 샤프트(51)가 회전하면 분배부재(8)의 축방향으로 이동되도록 되어 있다. 또, 콘트롤 슬리이브(34)의 하부에는 축방향으로 뻗는 홈(34a)이 형성되고, 이 홈(34a)에 상기 어댑터(11)의 일부가 걸리게 되어, 어댑터(11)와 콘트롤 슬리이브(34)와의 위상이 항상 일정하게 유지되도록 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 분배부재(8)가 회전하면 기통수에 대응한 유출입포오트(31)가 흡입·컷오프구멍(35)에 차례로 연이어 통하고, 플런저(22)가 캠링(26)의 중심으로 부터 멀어지는 방향으로 이동하는 흡입공정에 있어서는 유출입포오트(31)와 흡입·컷오프구멍(35)이 정합하여 (제4a도 참조), 챔버(6)내의 연료가 압축실(23)에 흡입된다.

그후, 플런저(22)가 캠링(26)의 중심을 향하여 이동하는 압송공정에 들어가면 유출입포오트(31)와 흡입·컷오프구멍(35)과의 연통이 단절되고 (제4b도 참조), 분배포오트(33)와 분배통로(32)의 하나가 정합하여 압축된 연료가 이 분배통로(32)를 통하여 송출밸브(7)로 토출되도록 되어 있다. 그리고 송출밸브(7)로 부터 송출된 연료는 도시하지 않은 분사관을 통하여 분사노즐로 보내져서, 이 분사노즐로 부터 기관의 기통내에 분사하도록 되어 진다.

압송공정의 도중에서 유출입포오트(31)의 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통하면 (제4c도 참조), 압축된 연료가 일시적으로 챔버(6)로 유출하여 분사노즐로의 송출이 일시적으로 억제되다. 그후, 유출입포오트(31)의 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)로 부터 벗어지면 (제4d도 참조), 다시 연료가 송출밸브(7)로 압송되어 분사노즐로부터 분사되어 메인분사가 개시된다. 그리고, 유출입포오트(31)와 흡입·컷오프구멍(35)이 다시 연이어 통하면 (제4e도 참조), 압축된 연료가 챔버(6)로 유출하여 분사노즐로의 송출이 정지되고 분사가 종료한다.

여기서, 유출입포오트(31), 흡입·컷오프구멍(35)은 상술한 바와 같은 3각 형상을 형성되어 있으므로, 유출입포오트(31)가 흡입·컷오프구멍(35)과 연이어 통하는 타이밍은 콘트롤 슬리이브(34)의 위치에 따라 변동시킬 수 있다. 즉, 콘트롤 슬리이브(34)의 위치조정에 의하여 분사종료, 즉 분사량을 조절할 수 있어서 콘트롤 슬리이브(34)를 제3도중 왼쪽 (분배부재(8)의 기단부쪽)으로 이동할수록 분사량을 감소시키고, 오른쪽(분배부재(8)의 선단부쪽)으로 이동할수록 분사량을 증가시킬 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 콘트롤 슬리이브(34)가 소분사량 위치에 설정되어 있는 경우에는 제5a도에 도시되어 있는 바와 같이, 흡입·컷오프구멍(35)이 유출입포오트(31)와의 연통을 단절하여 다음의 유출입포오트(31)와 연통할때가지의 유효스트로우크(S1)는 작아지고, 유출입포오트(31)의 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 중복하는 폭(W1)은 커진다. 반대로, 콘트롤 슬리이브(34)가 대분사량 위치에 설정되어 있는 경우에는 제5b도에 도시되어 있는 바와 같이, 컷오프구멍(35)이 유출입포오트(31)의 사변으로 부터 멀어지므로 유효스트로우크(S2)가 커지면 (S2S1), 유출입포오트(31)의 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 중복하는 폭(W2)도 작아진다(W2W1).

따라서, 제6도의 Idle영역인 예컨대 A점으로 표시한 저속 저부하역 (저속 소분사량역)에서는 유효스트로우크가 작고, 슬릿(36)과 파일로트포오트(37)와의 중복이 커지며, 또 펌프회전수(Np)도 낮으므로 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통한 시점에서 압축연료가 충분히 스필하여 분사가 일시적으로 중단되고, 제7a도에 도시된 바와 같이, 메인분사에 앞서 파일로트분사가 행하여지며, 이 파일로트분사에 의하여 메인부사의 착화를 스무스하게 행할 수 있다. 그 결과, 아이들역에서의 연소음을 저감시킬 수 있음과 동시에, 흰 연기를 저감시킬 수 있다.

A점에 있는 상태로부터 콘트롤 슬리이브(34)를 분사량 증가방향으로 이동시켜 저속 고부하역 (자속 대분사량역)의 예컨대 B점으로 옮기면 유효스트로우크가 커지고, 슬릿(36)과 파일로트포오트(37)와의 중복이 작아지면, 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통하여도 압축연료의 스필량이 적어서 제7b도에 도시된 바와 같이, 연통한 시점에서 분사는 어느정도 억제되지만 일시적으로 중단되지 않고 메인분사로 이행한다. 이 때문에, 이러한 풀로오드역에서는 파일로트분사가 캔셀되므로 충분한 토오크를 얻을 수 없게 되는 폐단도 없어지고, 또 연비의 향상을 꾀할 수 있음과 동시에 검은 연기의 발생을 저감 시킬 수 있다.

또한, 펌프의 회전수가 상승하여 고속 고부하역 (고속 대분사량역) 의 예컨대 C점으로 이행하면 유효스트로우크가 커지고, 슬릿(36)과 파일로트포오트(37)와의 중복이 작아질 뿐만 아니라, 펌프회전수가 고속이기 때문에 슬릿(36)이나 파일로트포오트(37)는 조리개 효과를 나타내어 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통하여도 압축연료의 스필이 거의 없어지고, 제7c도에 도시된 바와 같이 메인분사만이 행하여진다.

또, 예컨대 D점으로 표시한 파셜역 (중속 중분사량역)에 있어서는 슬릿(36)과 파일로트포오트(37)와의 중복은 아이들시 보다도 작고, 또 펌프회전도 중속이 되므로 조리개 효과가 어느정도 보이며, 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통하여도 압축연료의 스필량은 아이들시에서의 스필량 보다도 적어 제7d도에 도시된 바와 같이, 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통한 시점에서 분사는 어느정도 억제되지만 중단되지 않고 메인분사로 이행한다.

이상을 정리하면 슬릿(36)과 파일로트포오트(37)를 형성함으로써 저속 저부하역에서만 파일로트분사가 행하여지고, 그이외에서 파일로트분사를 캔셀할 수 있는 것이나 콘트롤 슬리이브(34)를 소분사량 위치로 이동시켜간 경우, 메인분사는 그에 따라 작아지지만 파일로트분사는 조리개 효과가 없어지므로 일정한 크기로 남아버려 제8도의 파선으로 표시한 바와 같이 분사량이 콘트롤 슬리이브 위치에 대하여 대략 리니어(linear)하게 변화하지 않게 되는 것이 염려된다. 그러나, 콘트롤 슬리이브(34)가 소분사량 위치에 있을수록 파일로트포오트(37)가 유출입포오트(31)의 사변에 접근하여 슬릿(36)이 파일로트포오트(37)와 연통하기 이전에 유출입포오트(31)가 파일로트포오트(37)와 연통하기 시작하므로 콘트롤 슬리이브(34)가 소분사량 위치로 이동할수록 파일로트분사도 작게 할 수 있어서 제8도의 실선으로 표시한 특성선과 같이 분사량(Q)을 콘트롤 슬리이브 위치에 대략 비례시킬 수 있다.

그리고, 상술한 실시예에 있어서는 VR형의 분사펌프를 예로 들어 설명하였으나, VE형의 분사펌프에 있어서도 똑같은 기구를 설치하도록 하여도 좋다. 이때, VE형에 있어서는 분배부재가 회전뿐만 아니라 왕복운동도 하므로 스스로 유출입포오트(31), 슬릿(36), 흡입·컷오프구멍(35), 파일로트포오트(37)의 각각의 형상이나 위치관계를 조절할 필요가 있는 것은 말할 것도 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 분배부재와 콘트롤 슬리이브의 한쪽에 분배수에 대응한 제1의 관통구멍과, 이 관통구멍으로 부터 뻗어 설치된 슬릿을 설치하고, 분배부재와 콘트롤 슬리이브의 다른쪽에 제1의 관통구멍에 차례로 연통하는 제2의 관통구멍과, 압송기간의 일부에서 슬릿과 연통하는 제3의 관통구멍을 설치하도록 하였으므로, 압송기간중에 슬릿과 제3의 관통구멍이 연통한 경우, 저회전시에 있어서는 압축연료가 충분히 스필하여 메인 분사에 앞서 파일로트분사가 행하여진다. 또, 고회전시에 있어서는 슬릿과 제3의 관통구멍이 연통하여도 슬릿의 조리개 효과에 의하여 압축연료의 스필이 적어지거나 또는 없어져서 파일로트분사를 캔셀할 수 있다.

또, 콘트롤 슬리이브의 위치에 따라 상기 슬릿과 제3의 관통구멍이 연통한 때에 중복되는 면적을 변화시켜 콘트롤 슬리이브가 연료증가방향으로 이동할수록 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적을 작게 하면 저부하시 (소분사량시) 에는 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적이 커져서 파일로트분사가 형성되기 쉬워지고, 고부하시 (대분사량시) 에는 슬릿과 제3의 관통구멍과의 중복면적이 작아져서 메인분사만이 행하여지기 쉽게 된다.

그 결과, 저속 저부하시의 아이들역이나 No-Load역에 있어서는 파일로트 분사에 의하여 착화가 스무스하게 행하여짐으로써 실화에 의한 흰 연기의 발생을 저감시킬 수 있음과 동시에 NOx의 저감이 가능하게 되며, 또 아이들역에서의 엔진의 착화가 스무스하게 행하여짐으로써 연소음을 저감시킬 수 있다. 또한, 저속 고부하시에 있어서는 파일로트분사를 캔셀할 수 있기 때문에 검은 연기의 발생을 방지할 수 있어서 토오크의 증가나 연비의 향상을 꾀할 수 있다.

저속 저부하시에 슬릿과 제3의 관통구멍을 단순히 연통한 것만으로는 메인 분사량이 감소하여도 소정량의 파일로트 분사량이 남아버릴 염려가 있으나, 제1의 관통구멍과 제3의 관통구멍과의 연통을 콘트롤 슬리이브가 소분사위치 부근에 있는 경우일수록 조기에 행하도록 함으로써 메인분사의 감소에 따라 파일로트분사도 감소시킬 수 있어서 전분사량과 콘트롤 슬리이브 위치와의 관계를 대략 리니어하게 할 수 있다.

Claims

분배형 연료분사펌프(1)로서, 기관에 동기하여 회전하고 압축된 연료를 분배하는 분배부재(8)와, 상기 분배부재(8)의 회전에 따라 용적을 변경하여 연료를 가압하는 압축부(23)와, 상기 분배부재(8)의 주위에 외장되어 그 분배부재(8)의 회전을 허용함과 동시에, 그 분배부재(8)의 축방향으로 상대적으로 이동 가능하고, 연료가 차있는 챔버(6)에 배설되어 있는 콘트롤 슬리이브(34)로 이루어지는 것에 있어서, 상기 분배부재(8)와 상기 콘트롤 슬리이브(34)의 한쪽에는 상기 기관에의 분배수에 대응한 제1의 관통구멍(31)이 형성되고, 상기 분배부재(8)와 상기 콘트롤 슬리이브(34)의 다른쪽에는 상기 제1의 관통구멍(31)과 연통가능한 제2의 관통구멍(35)이 형성되어 있으며, 상기 제1의 관통 구멍(31)과 상기 제2의 관통구멍(35)과의 연통에 의하여 상기 분배부재(8)에 형성된 유로(30)를 통하여 상기 챔버(6)와 상기 압축부(23)와의 사이에서 연료의 유출입이 행하여지고, 상기 제1의 관통구멍(31)에는 거기에서 상기 분배부재(8)의 축방향을 따라 뻗어 설치된 슬릿(36)을 설치하고, 상기 분배부재(8)와 콘트롤 슬리이브(34)의 다른쪽에는 압송기간의 일부에서 상기 슬릿(36)과 연통하는 제3의 관통구멍(37)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤 슬리이브(34)의 위치에 따라 상기 슬릿(36)과 상기 제3의 관통구멍(37)과의 중복면적이 변화하는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤 슬리이브(34)가 연료증가방향으로 이동할수록 상기 슬릿(36)과 제3의 관통구멍(37)과의 중복면적이 작아지는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제1항에 있어서, 상기 제3의 관통구멍(37)은 상기 분배부재(8)의 축방향으로 뻗는 슬릿형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제1항에 있어서, 상기 압축부(23)에 임하도록 상기 분배부재(8)의 직경 방향으로 미끄럼운동 가능하게 설치된 플런저(22)와, 상기 분배부재(8)의 주위에 동심형상으로 설치된 캠링(26)과, 상기 플런저(22)의 기부와 상기 캠링(26)의 내면에 형성된 캠면과의 사이에 설치된 로울러(25)를 구비하고, 상기 분배부재(8)의 회전에 따라 상기 플런저(22)를 그 분배부재(8)의 직경방향으로 왕복운동시켜, 이에 의하여 상기 압축부(28)의 용적을 변화시키도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제5항에 있어서, 상기 제1의 관통구멍(31)은 3각 형상으로 형성되고, 회전방향 뒤쪽의 변을 상기 분배부재(8)의 축방향과 평행으로 하고, 회전 방향 앞쪽의 변을 상기 분배부재(8)의 축방향에 대하여 소정 각도로 경사지게 하고 있으며, 상기 제2의 관통구멍(35)은 3각 형상으로 형성되고, 상기 제1의 관통구멍(31)과의 연통개시 타이밍을 결정하는 변이 상기 분배부재(8)의 축방향에 대하여 소정 각도로 경사지고, 상기 제1의 관통구멍(31)과의 연통종료 타이밍을 결정하는 변이 상기 분배부재(8)의 축방향과 평행으로 되어 있으며, 상기 콘트롤 슬리이브(34)의 위치를 바꿈으로써 상기 제2의 관통구멍(35)이 상기 제1의 관통구멍(31)을 단절시켜 다음의 제1의 관통구멍(31)과 연통시킬 때까지의 유효스트로우크와, 상기 슬릿(36)과 상기 제3의 관통구멍(37)과의 중복면적을 변화시키도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제6항에 있어서, 상기 기관의 속도가 느리고, 분사량이 작은 영역에서는 상기 유효스트로우크를 작게 하고, 상기 슬릿(36)과 상기 제3의 관통구멍(37)과의 중복면적을 크게 하는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제6항에 있어서, 상기 기관의 속도가 느리고, 분사량이 큰 영역에서는 상기 유효스트로우크를 크게 하고, 상기 슬릿(36)과 상기 제3의 관통구멍(37)과의 중복면적을 작게 하는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제6항에 있어서, 상기 기관의 속도가 빠르고, 분사량이 큰 영역에서는 상기 유효스트로우크를 크게하고, 상기 슬릿(36)과 상기 제3의 관통구멍(37)과의 중복면적을 작게하는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제1항에 있어서, 흡입공정에 있어서는 상기 제1의 관통구멍(31)과 상기 제2의 관통구멍(35)이 연통하여 상기 챔버(6)내의 연료가 상기 압축부(28)에 공급되고, 압송공정에 있어서는 상기 제1의 관통구멍(31)과 상기 제2의 관통구멍(35)과의 연통이 단절되어, 상기 압축부(23)에서 압축된 연료를 압송하는 압송상태가 되며, 상기 압송과정의 도중에 있어서는 상기 제1의 관통구멍(31)에 설치된 슬릿(36)이 상기 제3의 관통구멍(37)과 연통하여 상기 압축부(23)와 상기 챔버(6)와의 연통상태를 형성하고, 상기 슬릿(36)과 상기 제3의 관통구멍(37)과의 연통이 단절된 후에는 상기 압축부(23)에서 압축된 연료를 압송하는 압송상태를 형성하며, 다음의 상기 제1의 관통구멍(31)과 상기 제2의 관통구멍(35)이 연통한 경우에는 상기 압축부(23)에서 압축된 연료가 상기 챔버(6)에 유출하여 압송상태가 정지하는 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤 슬리이브(34)가 소분사량 위치 부근에 있는 경우에는 다른 위치에 있기 보다도 조기에 상기 제1의 관통구멍(31)과 제3의 관통구멍(37)이 연통하여 분사량을 상기 콘트롤 슬리이브(34)의 위치에 대략 비례시키도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
제6항에 있어서, 상기 콘트롤 슬리이브(34)가 소분사량 위치부근에 있는 경우에는, 상기 슬릿(36)이 상기 제3의 관통구멍(37)과 연통하기 보다도 전에 상기 제1의 관통구멍(31)의 사변에 상기 제3의 관통구멍(37)을 걸리게 하도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.