KR100328646B1 - 분배형연료분사펌프와이것을사용한연료분사시스템 - Google Patents

Abstract

분사노즐의 시간경과에 따른 열화로 분사개시 압력이 저하하였을 경우에도, 연료분사계 전체로서 보았을 경우에 분사량의 시간경과에 따른 변화를 억제하는 내면캠식 연료분사펌프와, 이것을 사용한 연료분사 시스템 등을 제공한다. 엔진과 동기하여 회전하는 회전자와 이 회전자에 슬라이딩이 자유롭도록 외측에 끼워지는 제어 슬리이브의 상대위치를 분사량을 감소하는 방향으로 시간 경과에 따라 변이시키는 수단을 설치한다. 제어 슬리이브를 이것과 연결하는 구동축측으로 이동시킴으로써 분사량을 감소시키도록 한 분배형 연료분사펌프에 있어서는, 구동축과 회전부재의 연결부에 스프링을 탄력있게 장착하여 회전자를 구동축으로부터 분리되는 방향으로 힘을 부여한다. 분사노즐의 시간경과에 따른 분사량 증가를 분사펌프측의 시간경과에 따른 분사량의 감소로 상쇄한다.

Description

분배형 연료분사펌프와 이것을 사용한 연료분사 시스템{DISTRIBUTOR TYPE FUEL INJCETION PUMP AND FUEL INJECTION SYSTEM USING THIS}

본 발명은 엔진에 연료를 공급하는 분배형 연료분사펌프에 관한 것으로, 엔진과 동기하여 회전하는 회전자에 플런저를 지름방향으로 슬라이딩이 자유롭도록 설치하여, 이 플런저를 캠링에 의하여 왕복운동시킴으로써 회전자에 형성된 압축실의 용적을 변화시키는 형식의 분배형 연료분사펌프(내면캠식 연료분사펌프)에 관한 것이다.

내면캠식의 분배형 연료분사펌프는, 예컨대 일본국 특개 소59-119056호 공보, 특개 소60-79152호 공보, 특개 평3-175143호 공보 등에 도시되어 있는 바와 같이, 연료분배 회전부재(4)(회전자)의 주위에 중심이 같은 형상의 이너캠(inner cam)(캠링)을 배치하여, 이 이너캠의 안쪽에 형성된 캠면에 전동체등을 통해 압송플런저를 배열하고, 압송플런저를 연료분배 회전부재(4)의 지름방향으로 왕복운동하도록 하고 있다. 연료분배 회전부재(4)에는, 압송플런저에 의하여 용적이 변화하는 펌프실(압축실), 흡입공정시에 펌프실로 연료를 흡입하는 흡입구멍, 압송공정시에 펌프실에서 가압된 연료를 송출하는 분배구, 및 연료송출을 차단하는 오버플로포오트(overflow port)가 형성되어 있다. 또한, 연료분배 회전부재에는 오버플로포오트를 덮도록 링형상부재(제어 슬리이브)가 외부에 끼워 맞추어져 있어, 이 링형상부재를 축방향으로 움직임으로써, 압송공정시의 차단시기를 변경하여 분사량을 가변할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상술한 분사펌프를 실제로 사용하는 경우에는 배관을 통해 분사노즐이 부착되지만, 분사노즐은 니들밸브 등으로 대표되도록, 밸브본체를 스프링으로 가압함에 따라서 분사구멍을 폐쇄하고, 분사펌프로부터 고압연료가 공급되었을 경우에 연료압력에 의하여 밸브체가 스프링의 탄성력에 저항하여 밀어 올려지며, 이에 따라 분사구멍을 열고 연료가 분사되도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 분사노즐은 오랫동안의 사용에 의한 스프링의 피로나 각 구성부재의 마모 등에 의하여 밸브개방압력이 서서히 저하하여, 동일조건의 연료가 공급될 경우에도 시간경과에 따라 분사량이 증가하여 버리는 불편함이 있었다. 이와 같은 분사노즐은, 노즐의 밸브개방압력을 자동조절하는 구성으로 되어 있지 않은 것이 많아서, 시간경과에 따라 연료가 증가하여 버리는 요인밖에 갖지 않는다.

이에 대하여, 상술한 분사펌프에 있어서도 회전부재(회전자)와의 미끄럼 접합부분에서 마모가 발생하며, 특히 회전부재의 축방향 마모는 제어 슬리이브와의 상대위치가 변화하므로 분사량의 시간경과에 따른 변동의 커다란 요인으로 작용한다.

본 발명에 있어서는, 분사노즐이 시간경과에 따라 열화하여 밸브개방압력이 저하할 경우에도, 연료분사계 전체로서 볼 경우에 분사량의 시간경과에 따른 변화를 억제할 수 있는 분배형 연료분사펌프와 이것을 사용한 연료분사 시스템을 제공함을 과제로 하고 있다.

본 발명자들은, 분사노즐에 의하여 발생하는 시간경과에 따른 분사량의 변화와, 분사펌프측의 시간경과에 따른 분사량의 변화를 상쇄할 수 있는 구성, 즉 분사노즐은 시간경과에 따라 연료를 증가시키는 요인만 가지기 때문에, 분사펌프의 분사량을 시간경과에 따라 감소시키는 바와 같은 구성으로 함으로써 상기 과제의 해결을 도모하였다.

즉, 본 출원 발명에 의한 분배형 연료분사펌프는, 엔진과 동기하여 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재의 지름방향으로 슬라이딩이 자유롭도록 설치되어서 상기 회전부재에 형성된 압축실의 용적을 가변하는 플런저와, 상기 회전부재의 주위에 중심이 같은 형상으로 설치되어, 상기 회전부재의 회전에 따라서 상기 플런저를 상기 회전부재의 지름방향으로 왕복운동시키기 위한 캠링과, 상기 회전부재의 외측에 끼워짐과 아울러 상기 회전부재와 축방향으로의 상대위치를 조절함에 따라서 분사량을 제어하는 제어 슬리이브와, 상기 회전부재와 상기 제어 슬리이브의 상대위치를 상기 분사량을 감소하는 방향으로 시간경과에 따라 변이시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사 시스템은 이 분배형 연료분사펌프와 이것에 배관을 통해 접속된 분사노즐로 구성되고, 상기 분사노즐은 분사구멍을 개폐하는 밸브체를 스프링에 의해 분사구멍을 폐쇄하는 방향으로 힘을 가해 연료압에 의해 밸브체를 스프링에 저항하여 상승시킨다.

따라서, 회전부재는 장기간 사용에 의하여 축방향으로도 마모하게 되지만,이 축방향으로 마모된 분만큼 회전부재 내지는 제어 슬리이브를 분사량이 감소하는 방향으로 변이시킴으로써, 분사펌프 자체는 시간경과에 따라 분사연료가 감소하게 된다. 분사노즐은 스프링의 피로 등에 의하여 시간경과에 따라 분사량이 증가하므로, 이 증가분을 분사펌프의 시간경과에 따른 분사량의 감소분과 부분적으로, 또는 완전히 상쇄시킴으로써 연료분사계 전체의 분사연료 변동을 억제할 수 있다.

이것을 실현하는 보다 구체적인 분사펌프의 구성으로서는, 상기 회전부재를 구동축에 연결하여, 상기 제어 슬리이브와 회전부재의 한편에 분배수(distribution number)에 대응한 제1구멍을, 다른 편에 상기 제1구멍과 순차적으로 통하는 제2구멍을 각기 형성하고, 상기 제어 슬리이브를 상기 구동축측으로 이동시킴으로써 분사량을 감소시키도록 한 분배형 연료분사펌프로서, 상기 구동축과 회전부재의 연결부에 스프링을 탄력적으로 장착하여 회전부재를 구동축으로부터 이탈하는 방향으로 힘을 부여하는 것 등을 고려할 수 있다.

이와 같은 구성에 있어서는, 제어 슬리이브가 상기 구동축측으로 이동함에 따라서 분사량이 감소하므로, 회전부재가 축방향의 마모에 의하여 구동축으로부터 이탈하는 방향으로 이동하게 되면 마찬가지로 분사량은 감소하게 된다. 따라서, 연결부에 탄력적으로 장착된 스프링은 회전부재를 구동축으로부터 이탈되는 방향으로 힘을 부여하고 있으므로, 장기간의 사용에 의하여 회전부재의 축방향 마모가 발생하면, 분사펌프 자체의 분사량은 의도하는 양보다도 서서히 감소하게 된다. 이 시간경과에 따른 분사량의 감소에 의하여 분사노즐의 시간경과에 따른 분사량 증가를 부분적으로 혹은 완전히 상쇄할 수 있다.

여기서, 제어 슬리이브를 구동축측으로 이동시킴에 따라서 분사량을 감소시키는 바와 같은 제1 및 제2구멍으로서는, 각 구멍의 통함의 개시 타이밍을 담당하는 에지(edge)를 경사지게 한다거나, 통함의 종료 타이밍을 맡은 에지를 경사지게 하는 형상의 것을 생각할 수 있다. 또한, 스프링은 회전부재를 구동축에서 이탈되는 방향으로 힘을 가하는 것이라면 어떤 것이라도 좋으며, 코일스프링을 사용한다면 충분하다.

도 1은 본 발명에 의한 분배형 연료분사펌프의 단면도.

도 2는 도 1에 도시한 회전자와 그 주변 부재를 도시한 확대 단면도.

도 3은 도 1의 분배형 연료분사펌프에 배관접속되는 분사노즐의 단면도.

도 4a 및 도 4b는 회전자에 형성된 유출입구와 제어 슬리이브에 형성된 관통구멍과의 관계를 도시한 설명도, 도 4a는 초기 분사펌프의 상태를 도시한 도면, 도 4b는 장기간 사용한 분사펌프의 상태를 도시한 도면.

도 5는 분사노즐의 시간경과에 따른 분사량의 변화와, 분사펌프의 시간경과에 따른 분사량의 변화를 도시한 특성선도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 분배형 연료분사펌프3 : 구동축

6 : 회전자11 : 커플링(coupling)(연결부)

12 : 플런저(plunger)13 : 압축실

16 : 캠링(cam ring)21 : 스프링

24 : 유출입구26 : 제어 슬리이브(control sleeve)

30 : 관통구멍40 : 분사관

41 : 분사노즐49 : 니들밸브

53 : 스프링

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다. 도 1 및 도 2에 있어서, 이너캠방식의 분배형 연료분사펌프가 도시되고, 분배형 연료분사펌프(1)는 펌프하우징(2)에 구동축(3)이 삽입되며, 이 구동축(3)의 일단은 펌프하우징(2)의 외부에 돌출하여, 도시하지 않은 엔진으로부터의 구동토오크를 받아서, 이 엔진에 동기시켜(엔진회전수의 절반의 회전수로) 회전하도록 되어 있다. 펌프하우징(2)내의 구동축(3) 바깥쪽에는 급수펌프(4)가 장착되어, 이 급수펌프(4)에 의하여 하우징(2)내에 공급되는 연료를 소정의 압력으로 가압한 상태에서 연료챔버(5)로 이송하도록 되어 있다.

펌프하우징(2)은, 구동축(3)이 삽입된 하우징부재(2a)와, 이 하우징부재(2a)에 조립되고, 오버플로밸브(7)나 도시되지 않은 송출밸브가 설치된 하우징부재(2b)와, 이 하우징부재(2b)의 개구부를 폐쇄하여 회전자(6)의 연장선상에 설치된 하우징부재(2c) 등으로 이루어져 있고, 연료챔버(5)는 하우징부재(2b)에 끼워진 회전자 지지부재(9)로 둘러싸인 공간에 의하여 형성되어 있으며, 이 연료챔버(5)는 조속기하우징(8)에 의하여 구획형성된 조속기 수납실과 통하고 있다.

회전자(6)는, 회전자 지지부재(9)에 형성된 삽입구멍(10)에 유밀이 좋고, 또한 회전이 자유롭게 지지되어 있으며, 그 기초단부(6a)가 커플링(연결부)(11)을 통해 구동축(3)에 연결되고, 구동축(3)의 회전운동에 따라서 회전만이 허용되도록 되어 있다. 이 회전자(6)의 기초단부(6a)에는 지름방향(방사방향)으로 플런저(12)가 슬라이딩이 자유롭도록 삽입되어 있다. 이 플런저는 동일면상에 180°(또는 90°)의 간격을 두고 2개(또는 4개) 설치되어 있으며, 각각의 플런저(12) 선단은 회전자(6)의 기초단부 중앙에 설치된 압축실(13)을 폐쇄하도록 향하고, 이 플런저(12)는 슈우(shoe)(14) 및 로울러(15)를 통해 캠링(16)의 내면을 미끄럼 접합하도록 되어 있다. 이 캠링(16)은 회전자(6)의 주위에 중심이 같은 형상으로 설치된 링형상의 것으로, 엔진의 기통수에 대응한 캠면이 안쪽에 형성되고, 회전자(6)가 회전하면 각 플런저(12)가 회전자(6)의 지름방향(방사방향)으로 왕복운동하여 압축실(13)의 용적을 가변하도록 되어 있다.

즉, 캠링(16)이 4기통에 대응하여 형성되어 있으면 캠링(16)의 안쪽에 철곡면(凸曲面)이 90°마다 형성되게되어, 플런저(12)는 압축실(13)을 끼워붙도록 동시에 이동하고, 또한, 캠링(16)의 중심으로부터 동시에 멀어지도록 되어 있다.

회전자(6)의 기초단부(6a)와 회전자 지지부재(9) 간에는 와셔(17)가 설치되어, 회전자(6)가 직접 회전자 지지부재(9)에 미끄럼 접촉함을 회피하게 하여서 와셔(17)의 양면에 미끄럼 접합부분을 형성함으로써 회전자(6)의 마모를 저감하도록 하고 있다. 또한, 회전자(6)의 선단부에는 와셔(18)를 통해 스토퍼(stopper)(19)가나사맞춤되어 회전자(6)의 축방향으로의 움직임이 규제되어 있고, 또한 회전자(6)의 기초단부(6a)와 구동축(3)의 연결부(11)에는 스프링 수납실(20)이 형성되어, 이 스프링 수납실(20)에 탄력적으로 장착된 압축코일 스프링으로 된 스프링(21)에 의하여 회전자(6)를 구동축(3)에서 멀어지는 방향으로 항상 힘을 부여하도록 하고 있다.

도시되지 않은 연료유입구에서 하우징내로 유입되는 연료는 회전자 지지부재(9)의 주위에 형성된 공간, 캠링(16)과 회전자(6) 사이에 형성된 공간, 커플링(11)의 주위 등을 통해 급수펌프(4)의 흡인측으로 안내되도록 되어 있으며, 급수펌프(4)에 의하여 압축된 연료는 펌프하우징(2)과 이것에 조립되는 조속기 하우징(8) 사이에 형성된 틈새(22)를 통해 연료챔버(5)에 유입되도록 되어 있다.

회전자(6)에는 그 축방향으로 형성되어 압축실(13)로 통하는 세로구멍(23), 이 세로구멍(23)과 통하여 회전자(6)의 원주면으로 개구하는 유출입구(24), 및 일단이 상기 세로구멍(23)에 접속됨과 아울러 타단이 회전자 지지부재(9)나 하우징부재(2b)에 형성된 도시되지 않은 연료송출통로와 단속적으로 통하는 분배구(25)가 형성되어 있다.

유출입구(24)는 연료챔버(5)에 위치하는 부분에서 회전자(6)의 표면으로 개구하고, 이 개구부분은 유밀이 좋게 회전자(6)의 외측에 끼워진 제어 슬리이브(26)에 의하여 덮어져 있다. 이 제어 슬리이브(26)에는 상부표면의 원주방향으로 소정의 각도범위에 걸쳐서 제1맞물림홈(27)이 형성되고, 이 맞물림홈(27)에는 전기식 조속기의 축(28) 선단에 형성되어 있는 맞물림 보올(29)이 맞물려 있다. 이 맞물림보올(29)은 축(28)에 대하여 편심되어 설치되어 있으며, 외부로부터의 신호에 따라서 축(28)이 회전하면 제어 슬리이브(26)가 회전자(6)의 축방향으로 이동하도록 되어 있다. 그리고, 이 제어 슬리이브(26)에는 유출입구(24)와 통할 수 있는 관통구멍(30)이 형성되어 있다.

회전자(6)에 형성된 유출입구(24)는 기통수에 대응한 수만큼 같은 간격으로 위상을 변화하게 형성되어 있으므로, 이 구성예에서는 각각의 유출입구(24)가 3각형상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 4 실선으로 도시된 바와 같이 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)(파선으로 도시함)과 통함의 종료 타이밍을 결정하는 에지(24a)가 회전자(6)의 축방향과 평행으로 형성되어 있어, 유출입구(24)와 통함의 개시 타이밍을 결정하는 에지(24b)가 회전자(6)의 축방향에 대하여 경사지게 형성되어 있다.

또한, 제어 슬리이브(26)에 형성되는 관통구멍(30)은, 도 4의 파선으로 도시한 바와 같이, 유출입구(24)와 대칭적인 방향으로 형성된 3각형상을 이루어, 유출입구(24)와 통함의 종료 타이밍을 결정하는 에지(30a)가 회전자(6)의 축방향과 평행하게 형성되어, 유출입구(24)와 통함의 개시 타이밍을 결정하는 에지(30b)가 유출입구(24)의 에지(24b)와 평행하게 형성되어 있다.

또한, 제어 슬리이브(26)에는 축방향으로 뻗은 제2맞물림홈(31)이 형성되었고, 회전자 지지부재(9)에 유지된 회전운동이 자유로운 연결막대(32)에 고착된 연결부재(33)가 이 제2맞물림 홈(31)에 연결되어 있다. 연결막대(32)는 그 지름방향으로 뻗은 아암부(34)가 캠링(16)에 고정된 연결부품에 맞물려 있음으로, 제어 슬리이브(26)는 캠링(16)이 회전운동하면 소정의 관계를 갖고 회전운동하도록 되어 있다.

더욱이, 캠링(16)의 회전운동량은 타이머장치(35)에 의하여 제어되도록 되어 있으며, 타이머장치(35)는 펌프하우징(2)의 하부에 설치된 실린더에 슬라이딩이 자유롭게 타이머 피스톤(36)을 수납하고, 이 타이머 피스톤(36)을 레버(37)를 통해 캠링(16)에 연결하여, 타이머 피스톤(36)의 움직임을 캠링(16)의 회전운동으로 변환하도록 되어 있다. 즉, 타이머 피스톤(36)의 일단에는 챔버측의 연료가 유입되는 고압실이, 또한, 타단에는 급수펌프의 상류측과 통하는 저압실이 형성되어 있다. 또한, 저압실에는 타이머 스프링이 탄력적으로 장착되고, 이 타이머 스프링에 의하여 타이머 피스톤(36)이 상시 고압실측으로 힘을 부여하여, 타이머 피스톤(36)이 타이머 스프링의 스프링 압력과 고압실내의 연료압력의 균형 위치에서 정지하도록 되어 있다. 그리고, 고압실 압력을 타이밍 제어밸브(TCV)(38)로 조절함으로써 캠링(16)의 회전운동량, 즉 요구되는 전진각량을 형성하도록 되어 있다.

이와 같은 분사펌프(1)에 있어서는 회전자(6)가 회전하면 기통수에 대응한 유출입구(24)가 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)으로 순차적으로 통하여 플런저(12)가 캠링(16)의 중심에서 멀어지는 방향으로 이동하는 흡입공정에 있어서는, 회전자(6)의 유출입구(24)와 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)이 정합하고, 챔버(5)내의 연료가 압축실(13)로 흡입된다.

그후, 플런저(12)가 캠링(16)의 중심으로 향하여 이동하는 압송공정으로 들어가면, 유출입구(24)와 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)과의 통함이 차단되어(도 4a-(i)의 상태), 분배구(25)와 연료송출통로중 하나가 정합하여, 압축된 연료가 이 연료송출통로를 통해 도시되지 않은 송출밸브로 송출된다(도 4a-(ii), (iii)의 상태).

그리고, 압송공정의 도중에서 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)과 다음의 유출입구(24)가 재차 통하면 (도 4a-(iv)의 상태), 압축된 연료가 챔버(5)로 유출하여 분사노즐(41)로의 송출이 정지되어서 분사가 종료한다. 그리고, 이와 같은 공정이 순차 반복되어, 회전자(6)의 1회전당 상기 구성예에서는 4사이클 이루어지게 된다.

여기서, 회전자(6)의 유출입구(24), 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)은 상술한 바와 같은 3각형상으로 형성되어 있으므로, 유출입구(24)가 관통구멍(30)과의 통함을 개시하는 타이밍은 제어 슬리이브(26)에 의하여 가변시킬 수 있다. 즉, 제어 슬리이브(26)의 위치조정에 의하여 분사종료(차단시기)를 조절할 수 있고, 제어 슬리이브(26)를 도 1 또는 도 2의 왼쪽(구동축측)으로 이동할수록 분사종료가 빠르게 되어 분사량이 감소하고, 오른쪽(회전자(6)의 선단부측)으로 이동할수록 분사종료가 늦어지게 되어서 분사량이 증대한다.

분사펌프(1)의 송출밸브에서 송출된 연료는 분사관(40)을 통해 분사노즐(41)로 이송되고, 이 분사노즐(41)로부터 엔진의 기통내로 분사하도록 되어 있다. 이 분사노즐(41)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 노즐하우징(42)의 선단에 노즐본체(43)를 설치하고, 노즐하우징(42)에 나사결합된 억제너트(44)에 의해 이 노즐하우징(42)에 노즐본체(43)를 일체로 체결한다.

노즐하우징(42)의 상단부에는 연료입구(45)가 형성되고, 이 연료입구(45)는 노즐하우징(42)에 형성된 통로(46), 노즐본체(43)에 형성된 통로(47)를 통해 노즐본체(43)의 끼워맞춤구멍(48)을 슬라이딩하는 니들밸브(49)의 중간부로 통하여, 또한 니들밸브(49)에 형성된 통로(50)를 통해 니들밸브(49)의 선단부에 형성된 수압부(受壓部)(51)로 통하고 있어, 분사펌프(1)로부터 연료입구(45)로 유입되는 고압연료는 이 수압부(51)에 유입되도록 되어 있다.

노즐본체(43)의 선단에는 분사구멍이 형성된 석부(suck portion)(52)가 설치되고, 상기 니들밸브(49)는 코일형상의 스프링(53)에 의하여 석부(52)의 분사구멍을 폐쇄하는 방향으로 상시 힘이 부여되고 있다. 따라서, 고압연료가 니들밸브(49)의 수압부(51)에 공급되어, 밸브개방압력을 초과하는 힘이 스프링(53)의 힘을 가하는 방향과 반대방향으로 가하여 지면 니들밸브(49)는 들어 올려져서 분사구멍으로부터 연료가 분사된다.

상기 구멍에 있어서, 분사노즐(41)에 있어서는 장기간 사용함에 따라 스프링(53)의 피로나 각 구성부재의 마모에 의하여 밸브개방압력이 초기 상태에 비하여 저하하고, 동압동량의 연료가 분사펌프로부터 공급되어도, 분사량은 도 5의 실선으로 도시한 바와 같이 시간경과에 따라 증가한다.

이에 대하여, 분사펌프측에 있어서도 회전자(6)의 축방향 마모에 의하여 분사량이 변화한다. 상기 구성의 경우, 스프링(21)에 의하여 회전자(6)가 구동축(3)에서 멀어지는 방향으로 힘이 부여되고 있으므로, 회전자(6)의 축방향 마모는 회전자(6)의 기초단부(6a)와 와셔(17)의 미끄럼 접합부분, 혹은 와셔(17)와 회전자 지지부재(9)의 미끄럼 접합부분에서 특히 발생하게 된다.

회전자(6)의 축방향 마모가 진행하면, 회전자(6)의 축방향 요동이 염려되나, 이 요동은 스프링(21)의 가압력에 의하여 억제됨으로써 회전자(6)의 유출입구(24)도 시간경과에 따라서는 도 1 또는 도 2의 오른편으로 변이하게 된다. 제어 슬리이브(26)의 위치는 시간경과에 따라 변화하는 일이 없으므로 제어 슬리이브(26)를 같은 위치에 설정하였다 하여도, 도 4b에 도시한 바와 같이, 회전자(6)의 유출입구(24)와 제어 슬리이브(26)의 관통구멍(30)의 통함을 차단하는 타이밍이 늦어지고(도 4b-(ii)의 상태), 또한 관통구멍(30)이 다음의 유출입구(24)와 통하는 타이밍이 빨라져서(도 4b-(iii)의 상태), 분사펌프 자체의 분사량은 시간경과에 따라 도 5의 파선으로 도시한 바와 같이 감소하는 방향으로 향한다.

따라서, 분사노즐의 시간경과에 따른 분사연료의 증가는 분사펌프의 시간경과에 따른 분사연료의 감소에 따라서 상쇄하게 되어, 연료분사계 전체로서 보았을 경우에는 시간경과에 따라 크게 분사량이 변동하는 일은 없게된다.

확실히, 분사노즐측의 시간경과에 따른 변화와 분사펌프측의 시간경과에 따른 변화가 완전히 같아지게 되는 보장은 없으나, 적어도 분사노즐측에서 발생하는 연료 증가를 저감할 수 있고, 또한, 회전자(6)와 회전자 지지부재(9) 사이에 설치되는 와셔(17) 등의 재질을 적당히 조정함으로써 마모량을 조절함으로, 도 5의 파선으로 도시한 특성선을 실선의 특성선과 대략 대칭적인 것으로 하는 것도 가능하여, 충분히 상쇄효과를 얻을 수 있다.

더욱이, 상기 구성에 있어서는 스프링(21)이 연결부(11)에 배치되어서 회전자(6)를 회전자 지지부재(9)에서 멀어지는 방향으로 힘을 가하는 구성이지만, 유출입구(24)와 관통구멍(30)이 제어 슬리이브(26)를 도 1 또는 도 2중에서 오른쪽으로 이동시킬수록 분사량이 감소하는 형상으로 되어 있다면, 스프링은 회전자 선단측으로 배치되어서 회전자(6)를 구동축(3) 측으로 힘을 가하는 구성으로 함이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 분사펌프에 회전부재와 제어 슬리이브의 상대위치를 분사량이 감소하는 방향으로 시간경과에 따라 변이시키는 수단을 마련하였으므로, 분사노즐의 시간경과에 따른 분사량 증가를 부분적으로 또는 완전히 상쇄할 수 있어 연료분사계 전체로서 보았을 경우에 분사량의 시간경과에 따른 변화를 억제할 수 있다.

Claims (12)

1. 압축실에서 압축된 연료를 엔진으로 분배압송하는 분배형 연료분사펌프에 있어서,

   엔진과 동기하여 회전하는 회전부재와,

   상기 회전부재의 지름방향으로 슬라이딩이 자유롭게 설치되어서 상기 회전부재에 형성된 압축실의 용적을 가변하는 플런저와,

   상기 회전부재의 주위에 중심이 같은 형상으로 설치되어 상기 회전부재의 회전에 따라서 상기 플런저를 상기 회전부재의 지름방향으로 왕복운동시키기 위한 캠링과,

   상기 회전부재의 외측에 끼워짐과 아울러 상기 회전부재와의 축방향 상대위치를 조절함으로써 분사량을 제어하는 제어 슬리이브와,

   상기 회전부재와 상기 제어 슬리이브의 상대위치를 상기 분사량을 감소하는 방향으로 시간경과에 따라 변이시키는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전부재는 외부로부터의 동력을 전달하는 구동축에 연결되고,

   상기 제어 슬리이브와 상기 회전부재의 일측에는 분배수에 대응한 제1구멍이 형성되며,

   상기 제어 슬리이브와 상기 회전부재의 타측에는 상기 제1구멍과 순차로 통하는 제2구멍이 형성되며,

   상기 분사량을 감소하는 방향은 상기 제어 슬리이브를 상기 구동축측으로 움직이는 방향이며,

   상기 분사량을 감소하는 방향으로 시간경과에 따라 변이시키는 기구는 상기 구동축과 회전부재의 연결부분에 스프링을 탄력적으로 장착하여, 상기 회전부재를 상기 구동축에서 멀어지는 방향으로 상시 힘을 부여하도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1구멍은 상기 회전부재에 상기 제2구멍은 상기 제어 슬리이브에 각기 형성되고,

   상기 제1구멍은, 상기 제2구멍과의 통함 종료 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향과 평행으로 형성된 에지와, 상기 제2구멍과의 통함 개시 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향에 대하여 경사져서 형성된 에지를 구비하고,

   상기 제2구멍은, 상기 제1구멍과의 통함 종료 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향과 평행으로 형성되는 에지와, 상기 제1구멍과의 통함 개시 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향에 대하여 경사지게 형성된 에지를 구비함을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
4. 제2항에 있어서,

   상기 회전부재는 하우징에 고정된 지지부재에 회전이 자유롭도록 지지되고, 상기 구동축과 연결하는 기초단부에 플런저를 설치하고, 이 기초단부와 상기 지지부재 사이에 와셔가 설치되어 있음을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
5. 제2항에 있어서,

   상기 회전부재는 하우징에 고정된 지지부재에 회전이 자유롭도록 지지되고, 상기 지지부재로부터 돌출한 선단부에 스토퍼를 나사결합하여 상기 구동축측으로 상기 회전부재의 이동을 규제하도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
6. 제2항에 있어서,

   상기 스프링은 상기 구동축과 회전부재 사이에 탄력적으로 장착된 압축코일 스프링임을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프.
7. 압축실에서 압축된 연료를 엔진으로 분배압송하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사시스템에 있어서,

   상기 분배형 연료분사펌프는,

   엔진과 동기하여 회전하는 회전부재와,

   상기 회전부재의 지름방향으로 슬라이딩이 자유롭게 설치되어서 상기 회전부재에 형성된 압축실의 용적을 가변하는 플런저와,

   상기 회전부재의 주위에 중심이 같은 형상으로 설치되어 상기 회전부재의 회전에 따라서 상기 플런저를 상기 회전부재의 지름방향으로 왕복운동시키기 위한 캠링과,

   상기 회전부재의 외측에 끼워짐과 아울러 상기 회전부재와의 축방향 상대위치를 조절함으로써 분사량을 제어하는 제어 슬라이브와,

   상기 회전부재와 상기 제어 슬리이브의 상대위치를 상기 분사량을 감소하는 방향으로 시간경과에 따라 변이시키는 기구를 구비하고 있으며,

   상기 연료분사 시스템은, 상기 분배형 연료분사펌프와, 이 분배형 연료분사펌프에 배관을 통해 접속된 분사노즐로 구성되며,

   상기 분사노즐은 분사구멍을 개폐하는 밸브체를 스프링에 의해 상기 분사구멍을 폐쇄하는 방향으로 힘을 부여하여, 상기 분사펌프로부터 압송되는 연료압력에 의해 상기 밸브본체를 스프링에 저항하여 상승시키도록 함을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사시스템.
8. 제7항에 있어서,

   상기 회전부재는 외부로부터의 동력을 전달하는 구동축에 연결되고,

   상기 제어 슬리이브와 상기 회전부재의 일측에는 분배수에 대응한 제1구멍이 형성되며,

   상기 제어 슬리이브와 상기 회전부재의 타측에는 상기 제1구멍과 순차로 통하는 제2구멍이 형성되며,

   상기 분사량을 감소하는 방향은 상기 제어 슬리이브를 상기 구동축측으로 움직이는 방향이며,

   상기 분사량을 감소하는 방향으로 시간경과에 따라 변이시키는 기구는 상기 구동축과 회전부재의 연결부분에 스프링을 탄력적으로 장착하여, 상기 회전부재를 상기 구동축에서 멀어지는 방향으로 상시 힘을 부여하도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 제1구멍은 상기 회전부재에 상기 제2구멍은 상기 제어 슬리이브에 각기 형성되고,

   상기 제1구멍은, 상기 제2구멍과의 통함 종료 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향과 평행으로 형성된 에지와, 상기 제2구멍과의 통함 개시 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향에 대하여 경사져서 형성된 에지를 구비하고,

   상기 제2구멍은, 상기 제1구멍과의 통함 종료 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향과 평행으로 형성되는 에지와, 상기 제1구멍과의 통함 개시 타이밍을 결정하여 상기 회전부재의 축방향에 대하여 경사지게 형성된 에지를 구비함을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사 시스템.
10. 제8항에 있어서,

    상기 회전부재는 하우징에 고정된 지지부재에 회전이 자유롭도록 지지되고,상기 구동축과 연결하는 기초단부에 상기 플런저를 설치하고, 이 기초단부와 상기 지지부재 사이에 와셔가 설치되어 있음을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사 시스템.
11. 제8항에 있어서,

    상기 회전부재는 하우징에 고정된 지지부재에 회전이 자유롭도록 지지되고, 상기 지지부재로부터 돌출한 선단부에 스토퍼를 나사결합하여 상기 구동축측으로 상기 회전부재의 이동을 규제하도록 한 것을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사 시스템.
12. 제8항에 있어서,

    상기 구동축과 회전부재의 연결부분에 설치된 스프링은 상기 구동축과 회전부재 사이에 탄력적으로 장착된 압축코일 스프링임을 특징으로 하는 분배형 연료분사펌프를 사용한 연료분사 시스템.