KR100339470B1 - 고압연료 펌프장치 - Google Patents

Abstract

슬리브와 피스톤의 틈새로부터 누설된 연료를 외부로 누출하는 것을 방지하는 연료실(Seal)용 금속벨로즈의 내구성을 향상시키고, 신뢰성 및 값이 싼 고압연료 펌프장치를 얻는다.

이렇게 하기 위해, 연료실용 금속벨로즈(26)내의 누설연료의 드레인통로 (12)와 고압연료레귤레 이터(8)의 드레인통로(13)를 합류시키는 동시에, 이 합류점 (14)과 연료실용금속벨로즈(26)사이의 드레인통로(12)에서의 상류측에 리드타입의 체크밸브(17)를, 하류측에 볼타입의 체크밸브(18)를 각각 설치하였다.

Description

고압연료 펌프장치{HIGH PRESSURE FUEL PUMPING APPARATUS}

본 발명은 고압연료 펌프장치의 개량에 관한 것으로, 특히 통내분사식 휘발유 엔진에 사용되는 고압연료 펌프장치에 관한 것이다.

이 종류의 종래장치를 도 6 을 참조하면서 설명한다.

도 6 에서, 1 은 도시하지 않은 엔진의 각 기통내의 직접 연료를 분사하는 연료분사밸브, 2 는 이 연료분사밸브에 연료를 공급하는 델리버리파이프, 3 은 이 델리버리파이프에 고압연료 공급통로(4)를 통해서 고압연료를 공급하는 고압연료펌프장치, 5 는 피스톤 타입의 고압연료펌프, 6 은 이 고압연료펌프의 흡입밸브로 리드밸브로 구성되어 있다.

7은 상기 고압연료펌프의 토출밸브로 리드밸브로 구성되어 있다.

8은 상기 고압연료펌프(5)로부터 토출된 연료압력을 일정치로 조정하는 고압연료 레귤레이터, 9는 이 고압연료 레귤레이터와 상기 고압연료펌프(5)사이에 장착된 고압댐퍼, 10은 저압연료통로로, 도시하지 않은 저압연료펌프와 접속되어 있다.

11 은 저압댐퍼, 12 는 상기 고압연료펌프(5)의 슬리브와 피스톤 사이의 틈새에서 누설된 연료를 연료탱크측으로 되돌리기 위한 드레인통로, 13 은 상기 고압연료 레귤레이터(8)의 드레인통로, 14 는 상기 고압연료펌프(5)의 드레인통로(12)와, 상기 고압연료레귤레이터(8)의 드레인통로(13)와의 합류점, 15 는 리턴통로에서 도시하지 않은 연료탱크에 연통되어 있다.

16 은 상기 고압연료펌프의 드레인통로(12)에 설치된 체크밸브로, 볼밸브로 구성되어 있다.

상기 종래장치에서는 고압연료펌프(5)의 드레인통로(12)에 체크밸브(16)를 설치하고, 고압연료펌프(5)의 슬리브와 피스통간의 틈새에서 누설된 연료가 고압연료 드레인실에 고임으로써, 드레인실내압이 상승해서 연료실용 금속벨로즈가 파손되는 것을 방지하고 있다.

또 상기 종래장치의 체크밸브(16)는, 고압연료 레귤레이터(8)의 드레인통로 (13)를 흐르는 연료가 고압연료 펌프(5)의 드레인실내에 역류하는 것을 방지하고 있다.

상기 종래장치의 체크밸브(16)는 고압연료펌프(5)의 드레인실에 고인 연료의 배출과, 고압연료레귤레이터(8)의 드레인통로(13)의 연료가 고압연료펌프(5)의 드레인실내로의 역류의 방지기능을 갖고 있다.

그러나, 상기 체크밸브(16)는 볼 밸브에 의해 구성되어 있으므로, 응답성이 나쁘고, 고압연료 펌프에 대한 추종성이 낮고, 고압연료펌프(5)의 드레인실에 연ㄹ가 너무 많이 고여서, 드레인실내의 내압이 상승하고, 그 결과 드레인실내를 구성하는 연료실용 금속벨로즈의 내구성을 저하시키는 문제점이 생기고 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 된것으로, 연료실용 금속벨로즈의 내구성을 향상시키고, 신뢰성 및 저코스트의 고압연료펌프장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시의 형태 1 의 고압연료 펌프장치의 구성을 표시하는 블록도.

도 2 는 본 발명의 실시의 형태 1 의 고압연료 펌프장치의 구성의 상세를 표시하는 단면도.

도 3 은 본 발명의 실시의 형태 1 을 표시하는 도 2 의 요부를 확대해서 표시하는 단면도.

도 4 는 본 발명의 실시의 형태 1 을 표시하는 도2의 요부를 확대해서 표시하는 평면도.

도 5 는 본 발명의 실시의 형태 2 의 고압연료 펌프장치의 구성을 표시하는 블록도.

도 6 은 종래의 고압연료 펌프장치의 구성을 표시하는 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 연료분사밸브, 2. 델리버리파이프,

3. 고압연료펌프장치, 5. 고압연료펌프.

6. 흡입밸브, 7. 토출밸브,

8. 고압연료레귤레이터, 12. 드레인통로,

13. 드레인통로, 14. 합류점,

15. 리턴통로, 17. 제1의 체크밸브,

18. 제2의 체크밸브, 19. 캠,

21. 피스톤, 23. 브래킷,

24. 슬리브, 25. 하우징,

26. 연료실용금속벨로즈, 27. 드레인실,

30. 리드밸브, 34. 케이싱,

34a. 흡입통로, 34b. 토출통로,

34c. 드레인통로, 38. 볼,

39. 밸브시트, 40. 압축코일스프링.

본 발명의 청구항 1 에 관한 고압연료 펌프장치는, 슬리브와 이 슬리브내를 왕복동하는 피스톤과의 틈새에서 누설된 연료를 외부로 누출하는 것을 방지하는 연료 실용 금속벨로즈를 갖는 고압연료펌프장치에서, 상기 벨로즈내의 누설연료의 드레인통로와, 고압연료 펌프장치로부터의 토출연료압을 일정한 값으로 조정하는 고압연료 레귤레이터의 드레인통로를 합류시키는 동시에, 이 합류점과, 상기 벨로즈와의 사이의 드레인 통로에서의 상류측에 제1의 체크밸브를, 하류측에 제2의 체크밸브를 각각 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명의 청구항 2 에 관한 고압연료 펌프장치는, 제1의 체크밸브가 리드타입의 체크밸브에 의해, 제2의 체크밸브가 블타입 체크밸브에 의해, 각각 구성되어서 되는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명의 청구항 3 에 관한 고압연료 펌프장치는 제1의 체크밸브가, 펌프실의 흡입용과 토출용 리드밸브와 일체가 되게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.실시의 형태 1

도 1 은 본 발명의 실시의 형태인 고압연료 펌프장치의 구성을 표시하는 블록도이다.

도 2 는 본 발명의 실시의 형태인 고압연료 펌프장치의 상세를 표시하는 단면도이다.

도 3 은 도 2 의 화살표 A 에서 본 요부확대 단면도이다.

도 4 는 도 2 의 화살표 A 에서 본 요부확대 평면도이다.

도 1 에서, 17 은 응답성이 양호한 제1의 체크밸브이고, 리드타입의 체크밸브로, 합류점(14)과 고압연료 펌프(5)의 연료실용금속벨로즈 사이의 드레인통로 (12)에서 상류측에 배치되어 있다.

18 은 실성이 양호한 제2의 체크밸브인 볼타입의 체크벨브로 합류점(14)과 고압연료펌프(5)의 연료실용금속 벨로즈와의 사이의 드레인통로(12)에서의 하류측에 설치되어 있다.

도 2 내지 도 4 에서, 19 는 도시하지 않은 엔진에 의해, 그 엔진의 1/2 회전으로 구동되는 캠으로, 여러개의 캠 산 예를들면 6개의 캠 산을 갖고 있다.

20 은 이 캠과 맞닿은 태핏(Tappet), 21 은 이 태핏과 일체로 설치된 피스톤으로, 상기 태핏(20)을 통해서 상기 캠(19)에 의해 구동되고 왕복운동을 한다.

22 는 이 피스톤의 하단측에 설치된 홀더, 23 은 상기 태핏(20)을 슬라이드 가능하게 지지하는 브래킷이다.

24는 상기 피스톤(21)을 왕복운동 가능하게 지지하고, 연료가압실인 펌프실을 구성하는 슬리브, 25 는 이 슬리브를 포위하도록 지지하는 하우징, 26 은 연료실용 금속벨로즈로, 일단이 상기 피스톤(21)에 설치된 홀더(22)에 고착되고 타단이 상기 하우징(25)에 고착되어, 상기 피스톤(21)과 슬리브(24)사이에서의 누설연료를 수납하고 있다.

27 은 상기 누설연료를 수납하는 드레인실이다.

28 은 상기 슬리브(24)상에 장착된 플레이트 A로 흡입구멍(28a)와 토출구멍 (28b)와 리턴구멍(28c)를 갖는다.

29 는 플레이트 B로, 상기 플레이트 A(28) 사이에 리드밸브(30)을 끼고 있도록 설치되고 흡입구멍(29a)와 토출구멍(29b)와 리턴구멍(29c)를 갖는다.

상기 리드밸브(30)에는 각각 투입용, 토출용의 한방향 밸브와, 리턴용 체크밸브(17)가 설치되어 있다.

32 는 상기 플레이트 A(28)에 맞닿은 스프링가이드, 33 은 이 스프링가이드와 상기 피스톤(21)사이에 연결된 압축코일 스프링으로, 상기 피스톤(21)을 항상 태핏(20)측으로 누르고 있다.

34 는 흡입통로(34a), 토출통로(34b), 드레인통로(34c)를 갖는 케이싱으로, 상기 피스톤(21), 슬리브(24) 등을 수납하고 있다.

이 케이싱(34)내에는, 리드타입의 체크밸브(17)와 볼타잎의 체크밸브(18)가 일체로 설치되어 있다.

상기 케이싱(34)의 드레인통로(34c)는, 상기 고압연료펌프(5)의 드레인실 (27)과 연통하는 드레인통로(12)를 구성하고 있다.

35 는 상기 하우징(25)의 외주에 압착된 체결나사로, 외주부에 상기 케이싱(34)에 나사의 산(35a)이 형성되어 있고 이 체결나사(35)를 통해서 하우징(25)과 케이싱(34)이 일체적으로 고착되어 있다.

36 은 상기 케이싱(34)에 일체로 설치된 고압연료레귤레이터(8)의 드레인통로(13)를 구성하는 드레인 배관으로, 합류점(14)에 연통가능하도록 연통구 (36a)가 형성되어 있다.

37 은 리턴통로(15)를 구성하는 리턴배관으로 연료탱크에 연통되어 있다.

38 은 상기 볼타입의 제2의 체크밸브(18)를 구성하는 금속제의 볼, 39 는 이 볼에 의해 일방향 밸브를 구성하는 밸브시트로, 상기 케이싱(34)에 고착되어 있다.

40 은 상기 볼(38)을 항상 밸브시트(39)측으로 누르고 있는 압축코일스프링이다.

상기 리드타입의 체크밸브(17)는 도3,도 4 에 확대해서 표시하는바와같이, 리드밸브 자체가 판스프링에 의해 설편상으로 형성되어 있고, 소정의 드레인측 연료압이 생길때까지는, 도 3 의 실선과 같이 리턴구멍(28c)를 폐쇄하고 있으며 일정한 드레인측 연료압이 생기면 도 3 의 2점쇄선으로 표시한바와같이 리턴구멍(28c)를 응답성 좋게 개구하는 것이다.

또 도 2 에는 상세하게 도시하지 않았으나, 고압연료 레귤레이터(8), 고압댐퍼(9), 저압댐퍼(11)는, 고압연료펌프장치(3)의 케이싱(34)에 각각 일체적으로 장착되어 있다.

이렇게 구성된 실시의 형태 1 에서는, 캠(19)의 회전에 의해 태핏(20)을 통해서 피스턴(21)을 왕복운동시킨다.

피스톤(21)의 하강시, 저압연료통로(10)로부터 저압 댐퍼(11)를 통해서 연료흡입통로(34a), 플레이트B(29)의 흡입구(29a), 리드밸브(30)의 흡입용 밸브, 플레이트A(28)의 흡입구멍(28a)을 통해 연료가 펌프실로 유입한다.

피스톤(21)의 상승시, 리드밸브(30)의 흡입용 밸브가 폐쇄되고, 토출용밸브가 열려서 펌프실의 연료는, 플레이트B(29)의 토출구멍(29b), 토출통로(34b)을 통해 토출된다.

한편, 피스톤(21)과 슬리브(24)의 사이에서 누설되는 연료는 금속벨로즈(26)가 외부에서 누설을 방지하고 있으며, 이 금속 벨로즈(26)내의 누설연료는 슬리브(24)의 리턴구멍, 드레인통로(12), 플레이트 A(28) 의 리턴구멍(28C), 체크밸브(17),플레이트B(29)의 리턴구멍(29C), 드레인통로(34C)를 통해서 볼타입의 체크밸브(18)로 유입한다.

그리고, 이 체크밸브(18)로부터, 드레인통로(12)를 통해서 합류점(14)으로 유출되고, 이 합류점으로부터 리턴통로(15)를 통해서, 연료탱크로 되돌려진다.

이 실시의 형태 1 의 것에서는, 고압연료펌프(5)의 드레인통로(12)에서의 상류측에 응답성이 양호한 리드타입의 체크밸브(17)를, 하류측에 실성이 양호한 볼타입의 체크밸브(18)를 각각 설치하도록 하고 있으므로, 고압연료의 드레인실(27)에 누설된 연료가 모여서, 소정압에 달하면, 리드타입의 체크밸브(17)가 응답성 좋게 개구하고, 계속해서 실성이 양호한 볼타입의 체크밸브(18)가 개구해서, 고압연료의 드레인실(27)에 고인연료를 확실하게 드레인통로(12), 리턴통로(15)를 통해서 연료탱크로 되돌릴수가 있다.

또 고압연료 레귤레이터(8)로부터 드레인통로(13)를 통해서 합류점(14)에 도달한 드레인측 연료는 실성이 양호한 볼타입의 체크밸브(18)에 의해, 고압연료 펌프(5)의 드레인실(27)로의 역류가 확실하게 방지될 수 있다.

또, 고압연료펌프(5)의 흡입,토출용 리드밸브(30)에 드레인용의 체크밸브 (17)를 구성하고 있으므로, 부품수를 증가시키지 않고, 값싸고 응답성이 양호한 체크밸브를 제공할수가 있다.

실시의 형태 2

도 5 에 표시하는바와같이, 고압연료 레귤레이터(8)를 고압연료펌프(5)의 케이싱(34)과 별제로 구성하는것도 가능하다.

이 실시의 형태 2 의 것이라도 상술한 실시의 형태 1 과 같은 작용효과를 나타내는 것이다.

실시의 형태3

상술한 실시의 형태에서는 제2의 체크밸브인 볼타입의 체크밸브(18)의 볼을 금속성의 볼로 구성하는 것을 예시하였으나, 세라믹으로 구성하면 중량이 경감될 수 있고, 응답성을 향상시킬수가 있다.

실시의 형태 4

상술한 실시의 형태의 것에서는, 제1의 체크밸브를 응답성이 양호한 리드타입의 체크밸브(17)에 의해 제2의 체크밸브를 실성이 양호한 볼타입의 체크밸브(18)에 의해, 각각 구성하는 것을 예시하였으나, 제1,제2의 체크밸브를 리드타입의 체크밸브에 의해 각각 구성해도 된다.

또, 제1,제2의 체크밸브를 볼타입의 체크밸브로 각각 구성해도 된다.

즉, 연료실용 금속벨로즈(26)와 합류점(14)과의 사이의 드레인 통로사이에 2개의 체크밸브를 설치함으로써, 고압연료 레귤레이터(8)의 드레인통로(13), 합류점(14)을 통해서 금속벨로즈(26)측으로 역류하는 연료를 효과적으로 실하는 효과를 갖는다.

본 발명의 청구항 1 에 관한 고압연료 펌프장치에 의하면, 슬리브와 이 슬리브내를 왕복동하는 피스톤의 극간에서 누설된 연료를 외부로 누출하는 것을 방지하는 연료실용 금속벨로즈를 갖는 고압연료펌프장치에서, 상기 벨로즈내의 누설연료의 드레인통로와, 고압연료펌프장치로부터의 토출연료압을 소정치로 조정하는 고압연료 레귤레이터의 드레인통로를 합류시키는 동시에 이 합류점과, 상류 벨로즈 사이의 드레인 통로에서의 상류측에 제1의 체크밸브를, 하류측에 제2의 체크밸브를 각각 설치함으로써, 고압연료 레귤레이터측으로부터의 역류를 방지할 수 있으므로, 드레인실의 내압의 상승을 방지하고, 연료실용 금속벨로즈의 내구성을 향상시킬수가 있고 또 고압연료펌프장치의 드레인통로내에서 발생하는 맥동도 저감할 수 있으며, 또 그 맥동이 드레인 배관에 전달되어 배관진동에 의한 이음발생도 방지할 수 있다.

본 발명의 청구항 2 에 관한 고압연료펌프장치에 의하면 제1의 체크밸브를 리드타입의 체크밸브에 의해, 제2의 체크밸브를 볼타입의 체크밸브에 의해, 각각 구성하도록 하고 있으므로, 연료실용 금속벨로즈로 구성되는 드레인실에 고인 연료를 응답성좋게 배출할 수 있는 동시에, 고압연료 레귤레이터측에서 드레인실쪽으로의 역류를 방지할 수 있으므로, 드레인실의 내압의 상승을 응답성좋게 방지하고, 또 연료실용금속 벨로즈의 내구성을 향상시킬수가 있으며, 또 구성이 간단하고 값싸게 되고, 또 고압연료 펌프장치의 드레인통로내에서 발생하는 맥동도 저감시킬수가 있으며 그 맥동이 드레인배관에 전달되어 배관진동에 의한 이음의 발생도 방지할수가 있다.

본 발명의 청구항 3 에 관한 고압연료펌프장치에 의하면, 제1의 체크밸브가, 펌프실의 흡입용과 토출용의 리드밸브와 일체로 설치되어 있으므로, 부품의 수를 증가시키지 않고 값싸고 응답성이 좋은 체크밸브를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 슬리브와 이 슬리브내를 왕복동하는 피스톤의 간격사이에서 누설된 연료를 외부로 누출되는 것을 방지하는 연료실(seal)용금속 벨로즈를 갖는 고압연료펌프장치에서, 상기 벨로즈내의 누설연료의 드레인통로와 고압연료펌프장치로부터의 토출연료압을 소정치로, 조정하는 고압연료레귤레이터의 드레인통로를 합류시키는 동시에, 상기 합류점과 상기 벨로즈사이의 드레인 통로에서의 상류측에 제1의 체크밸브를, 하류측에 제2의 체크밸브를 각각 설치한 것을 특징으로 하는 고압연료 펌프장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 1 의 체크밸브는 리드타입의 체크밸브에 의해, 제 2 의 체크밸브는 볼타입의 체크밸브에 의해 각각 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고압연료 펌프장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   제1의 체크밸브는 상기 슬리브와, 상기 피스톤에 의해 형성되는 펌프실의 흡입용과 토출용 리드밸브와 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고압연료 펌프장치.