KR100435950B1 - 디젤 엔진의 프라이밍 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프라이밍 펌프 내의 피스톤을 다단계로 하여 피스톤의 스토로크가 길게 되도록 하므로서 펌핑 용적이 증대되도록 하는 디젤엔진의 프라이밍 펌프에 관한 것으로,

디젤엔진의 정비시에 연료라인에 형성되는 공기를 수동으로 제거하며 연료 공급 라인 내의 연료가 충만되도록 하기 위해서, 연료공급펌프의 일측에 실린더, 피스톤 및 핸들을 포함하여 구성되는 프라이밍 펌프에 있어서,

상기한 실린더가 다단으로 구성되어지되, 제1실린더 내부에 제2실린더가 슬라이딩이 가능하게 수용되고, 제2실린더 내부에 핸들이 외부로 돌출된 피스톤이 수용되므로서, 상기 피스톤을 피딩시키게 될 때 상기 피스톤의 스토로크(S)는 제1실린더의 스토로크(S1)와 제2실린더의 스토로크(S2)를 합한 거리(S1+S2)가 되는 것을 특징으로 한다.

Description

디젤엔진의 프라이밍 펌프{Priming pump of diesel engine}

본 발명은 디젤엔진의 프라이밍 펌프(Priming pump)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프라이밍 펌프 내의 피스톤을 다단계로 하여 피스톤의 스토로크를 보다 길게 하므로서 펌핑 용적이 증대되도록 하는 디젤엔진의 프라이밍 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진은 약 40기압으로 연소실 내에 압축된 500℃ ~ 550℃ 정도의 공기 중에 100~300 기압의 높은 분사 압력으로 연료를 분사하여 동력을 얻는 엔진이다. 즉, 공기의 압축열로 분사된 연료가 자기 착화를 일으켜 열에너지를 기계적 에너지로 바꾼다. 한편, 가솔린 엔진은 흡입하는 공기와 연료의 양에 따라 출력 조정을 수행하지만 디젤 엔진은 연료의 분사량만으로 출력을 조절하므로 연료 분사 시스템과 연소실 형상이 가장 중요한 요소이며, 이러한 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 엔진의 열효율이 높고 연료 소비량이 적으며 인화점이 높아 화재의 위험이 적은 편이다.

한편, 이러한 디젤 엔진에서의 연료 분사 계통은 첨부한 도 6의 종래의 전형적인 디젤 엔진의 연료 분사 계통도에 도시한 바와 같다.

상기 도면에 있어서, 디젤 엔진의 연료 분사 계통은 연료 탱크(10), 연료 공급 펌프(20), 프라이밍 펌프(30), 연료 여과기(40), 분사 펌프(50) 및 분사 노즐(60) 등이 연료 공급관으로 연결 구성되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 연료 탱크(10)에 저장되어 있는 연료를 펌핑하여 연료 공급 펌프(20)에서 일정 압력으로 가압하여 연료 여과기(40)로 연료 공급관을 통하여 공급하면, 연료 여과기(40)는 연료 공급 펌프(20)로부터 공급된 연료속에 혼합되어 있는 먼지 등의 불순물과 수분을 제거하여 분사 펌프(50)로 공급된다.

그러면, 분사 펌프(50)는 엔진의 부하에 알맞은 분사량을 계량하여 엔진의 크랭크각을 기초하여 적당한 시기에 연소 사이클에 적합한 분사율로 연료를 분사 노즐(60)에 연료 공급관 중 분사 펌프(50)의 분사 노즐(60)을 연결하는 각 분사관을 통하여 공급한다.

다음에, 엔진의 실린더 헤드에 설치된 각 분사 노즐(60)은 분사 펌프(50)로부터 분사관을 거쳐서 압송된 고압의 연료를 무화시켜서 연소실의 정해진 위치에 분사하게 된다.

한편, 프라이밍 펌프(30)는 첨부한 도 7의 종래의 프라이밍 펌프가 포함된 연료 공급 펌프에 대한 단면도에 도시한 바와 같이 연료 공급 펌프(20)의 펌프 바디(Pump body) 내에 포함되어 구성되어 있다.

보다 상세히 설명하면, 엔진 기동에 기인하여 연료 공급 펌프(20)의 롤러 태핏(Rollor Tappet)(1), 태핏(2)의 구동으로 플런저(3)가 상하 왕복운동되며, 이때, 흡입 밸브(4)와 토출 밸브(5)가 선택적으로 개폐 구동하여 흡입밸브(4)로 인가되는 연료를 핌핑하여 토출밸브(5)를 통하여 송출하게 되어 연료 분사 계통에서 연료를 순환시키게 된다.

한편, 프라이밍 펌프(30)는 연료 공급 펌프(20)의 펌프 바디 내에 수동식 조작 핸들(6)에 연결된 푸시로드(7)의 왕복 운동으로 피스톤(8)의 위치이동이 펌프 내부의 압력을 조정하여 흡입 밸브(4)와 토출 밸브(5)를 선택적으로 개폐 제어하여 연료를 순환시키게 되며, 이러한 수동식 연료 순환으로 연료 공급관 내의 공기를 제거하여 엔진의 기동이 안되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

특히, 상기한 핸들(6)은 정비시에만 수동으로 사용되고 엔진 운전시에는 움직이지 않도록 하기 위해서 피스톤(8)의 끝단에 나사(9)가 형성되는 것이 일반적이다.

그러나 상기와 같은 종래의 프라이밍 펌프를 제작하는 데 있어서 연료 분사펌프에 연결되는 엑셀과 스톱 케이블의 배선 등에 의해서 간격이 협소한 관계로 인하여 프라이밍 펌프의 크기에 제약이 따랐으며, 샤시프레임 및 각종 케이블에 의해 프라이밍 펌프의 정비성이 불리한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 프라이밍 펌프 내의 피스톤을 다단계로 하여 피스톤의 스토로크가 길게 되도록 하므로서 펌핑 용적이 증대되도록 하는 디젤엔진의 프라이밍 펌프를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

디젤엔진의 정비시에 연료라인에 형성되는 공기를 수동으로 제거하며 연료 공급 라인 내의 연료가 충만되도록 하기 위해서, 연료공급펌프의 일측에 실린더, 피스톤 및 핸들을 포함하여 구성되는 프라이밍 펌프에 있어서,

상기한 실린더가 다단으로 구성되어지되, 제1실린더 내부에 제2실린더가 슬라이딩이 가능하게 수용되고, 제2실린더 내부에 핸들이 외부로 돌출된 피스톤이 수용되므로서, 상기 피스톤을 피딩시키게 될 때 상기 피스톤의 스토로크(S)는 제1실린더의 스토로크(S1)와 제2실린더의 스토로크(S2)를 합한 거리(S1+S2)가 되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 프라이밍 펌프가 장착된 연료공급펌프의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 프라이임 펌프의 미사용시의 상태도.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 프라이밍 펌프의 작동상태도.

도 6과 도 7은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 연료공급펌프 4 : 흡입밸브

5 : 토출밸브 70 : 프라이밍 펌프

71 : 제1실린더 71a : 제1고정나사부

71b : 제2고정나사부 71c : 스프링시트

71d : 제1스톱퍼 72 : 제2실린더

72a : 내측 끝단 72b : 나사

72c : 스프링시트 72e : 제2스톱퍼

73 : 푸시로드 74 : 핸들

75 : 피스톤 76 : 연결로드

77 : 제1스프링 78 : 제2스프링

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 프라이밍 펌프가 장착된 연료공급펌프의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 프라이임 펌프의 미사용시의 상태도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 프라이밍 펌프의 작동상태도이다. 도면 중에 표시되는 도면부호 70은 본 발명에 의한 프라이밍 펌프를 지시하는 것이며, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.

상기한 프라이밍 펌프(70)는 디젤엔진의 연료계통을 정비하는 경우에 연료라인 중에 포함된 공기를 제거하여 연료 공급라인 내에 연료가 충만되도록 하는 것으로서, 도 1과 같이 연료공급펌프(20)의 일측에 형성된다.

특히, 상기한 프라이밍 펌프(70)는 종래와는 달리 연료공급펌프(20)에 압력을 가하기 위한 실린더가 다단계로 형성되는데, 본 실시예에서는 설명의 편의상 2중의 실린더로 구성되는 것을 예로 들었다.

즉, 상기한 연료공급펌프(20)의 일측에는 제1실린더(71)의 내부와 연통되도록 연결되어지고, 상기 제1실린더(71)의 내부에 제2실린더(72)가 수용되며, 상기 제2실린더(72)의 내부에는 푸시로드(73)로써 핸들(74)과 연결되어지는 피스톤(75)이 수용된다.

상기한 프라이밍 펌프(70)를 사용하지 않을 경우에 상기한 제2실린더(72)가 제1실린더(71) 내부에 완전히 수용된 상태가 유지되도록 하기 위해서 제2실린더(72)의 내측 끝단(72a)부에 나사(72b)가 형성되고, 상기 나사(72b)가 결합되도록 상기 제1실린더(71)의 내주연에 제2고정나사부(71b)가 형성된다. 또한, 상기 피스톤(75)의 일측으로는 푸시로드(73)가 연장되는 형태로 연결로드(76)의 형성되는데, 상기 연결로드(76)의 끝단부에는 나사(76a)가 형성되고, 상기 나사(76a)가 결합되도록 상기 제2고정나사부(71b) 내측으로 제1고정나사부(71a)가 형성된다.

또한, 상기 제2실린더(72)의 내측 끝단(72a)과 제1실린더(71)의 내측 내주연에 형성된 스프링시트(71c) 사이에는 제1스프링(77)이 개재되어 상기 제2실린더(72)가 탄력지지되며, 상기한 제2실린더(72)의 내측 끝단(72a)과 제1실린더(71)의 내측 내주연에 형성된 스프링시트(72c) 사이에는 제2스프링(78)이 개재되어 상기 제2실린더(72)를 탄력지지된다.

그리고 상기한 제2실린더(72)는 제1실린더(71)에 수용된 상태에서 이탈되지 않도록 하기 위해 상기 제1실린더(71)의 외측 내주연에는 제1스톱퍼(71d,72d)가 형성되고, 상기한 피스톤(75)은 제2실린더(72)에서 이탈되지 않도록 하기 위해 제2실린더(72)의 외측 내주연에 제2스톱퍼(72e)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 프라이밍 펌프의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

차량의 엔진이 장시간 운전되거나 방치되면 연료필터에 이물질이 끼이게 되어 엔진의 시동성이 불량하게 된다. 그러면 연료필터 및 연료라인의 청소하거나 교환하여야 한다. 이렇게 연료공급계통을 정비하는 과정에서 연료라인으로는 공기가 유입된다. 참고로 연료라인으로 공기가 유입되는 현상은 연료탱크 내에 연료가 부족한 경우에도 공기가 유입되는 현상이 발생된다.

이와 같이 연료라인에 유입된 공기는 프라이밍 펌프(70)의 수동작동에 의해서 외부로 배출시키게 된다.

이를 위해, 우선 정비자는 상기한 프라이밍 펌프(70)의 핸들(74) 및 제2실린더(72)의 외측 끝단을 돌려 나사결합된 부분을 해제시킨다.

그런 다음, 핸들(74)을 당기면 피스톤(75)이 제2실린더(72) 내부에서 스라이딩되면서 외측으로 빠져나오게 되고, 계속해서 핸들(74)을 당기게 되면 제2실린더(72)는 제1실린더(71)의 내주연에서 슬라이딩되면서 빠져나온다. 따라서 피스톤(75)의 스토로크(S)는 제1실린더(71)의 스토로크(S1)와 제2실린더(72)의 스토로크(S2)를 합한 거리(S1+S2)가 된다. 이 때 연료공급펌프(20)의 흡입밸브(4)가 개방되어 중앙의 내실로 연료가 흡입되어진다.

그리고 핸들(74)을 끝까지 당긴 후에, 핸들(74)을 다시 밀어 피스톤(75)을 압입하게 되면, 피스톤(75)이 제2실린더(72) 내부에서 슬라이딩되면서 전진되고, 계속해서 핸들(74)이 제2실린더(72)를 밀게 되어 상기 제2실린더(72)가 제1실린더(71)의 내부에서 전진된다. 이 때 상기한 흡입밸브(4)는 닫히게 되고, 토출밸브(5)가 개방되어 중앙의 내실에 차 있던 연료를 배출하게 된다.

상기와 같이 피스톤(75)을 계속해서 왕복운동시키면 엔진 기동전에 연료 순환 통로인 연료 공급관 내의 연료를 순환시켜서 분사 노즐에서 공기를 뺄 수 있게 된다.

특히, 상기와 같이 구성되는 프라이밍 펌프(70)는 종래에 엑셀 및 스톱 케이블과 샤시프레임과의 간격협소로 인하여 크기에 제약을 받았던 것을 해소할 수 있게 되므로서 연료계통의 정비성이 향상된다. 뿐만 아니라 적은 크기의 프라이밍 펌프에서 피스톤의 스토로크가 길어지므로서 펌프의 용적이 상승된다.

상기와 같이 구성되는 프라이밍 펌프는 엔진의 레이아웃으로 인하여 사이즈에 제약을 받았던 것을 해소할 뿐만 아니라, 기존에 피해 피스톤의 스토로크가 길어지므로서 프라이밍 펌프의 용적이 상승되는 장점이 있는 것이다. 또한 기존의 프라이밍 펌프에 비하여 용적이 크므로서 엔진을 정비하는데 작업성이 향상되는 장점이 있는 것이다.

Claims (6)

1. 디젤엔진의 정비시에 연료라인에 형성되는 공기를 수동으로 제거하며 연료 공급 라인 내의 연료가 충만되도록 하기 위해서 연료공급펌프의 일측에 실린더, 피스톤 및 핸들을 포함하여 구성되는 프라이밍 펌프에 있어서,

   제1실린더(71) 내부에 제2실린더(72)가 슬라이딩이 가능하게 수용되고, 상기 제2실린더(72) 내부에 핸들(74)이 외부로 돌출된 피스톤(75)이 수용되어지되,

   상기한 제2실린더(72)는 프라이밍 펌프의 미사용시에 제1실린더(71)에 수용된 상태가 유지되도록 그 내측의 끝단(72a)부가 상기 제1실린더(71)의 내주연에 나사결합되며,

   상기한 제2실린더(72)의 내측 끝단(72a)과 제1실린더(71)의 내측 내주연에 형성된 스프링시트(71c) 사이에는 제2실린더(72)를 탄력지지하기 위한 제1스프링(77)이 개재되며,

   상기한 피스톤(75)의 일단과 제2실린더(72)의 내측 내주연에 형성된 스프링시트(72c) 사이에는 상기 피스톤(75)을 탄력지지하기 위한 제2스프링(78)이 개재되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 프라이밍 펌프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기한 제2실린더(72)는 제1실린더(71)에서 이탈되지 않도록 하기 위해 제1스톱퍼(71d,72d)가 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 프라이밍 펌프.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기한 피스톤(75)은 제2실린더(72)에서 이탈되지 않도록 하기 위해 제2실린더(72)의 외측 내주연에 제2스톱퍼(72e)가 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 프라이밍 펌프.