KR100440829B1 - 내연기관용 액압식 연료펌프의 작동방법 및 액압식 연료펌프 - Google Patents

Abstract

내연기관용 액압식 연료펌프(1)는 송출행정시 액튜에이터 피스톤(36)에 의해 전방으로 구동되는 펌프 피스톤(39)을 지닌다. 각각의 분사 시퀀스 사이에서, 펌프 피스톤(39)은 펌프실(52)의 펌프 피스톤의 단면(61, 61)상에 연료 압력의 작용에 의해 고정된 출발위치로 귀환된다. 연료펌프의 송출 체적은 압력실에 유압액의 공급에 의해 전자적으로 제어되며, 상기 압력실은, 펌프 피스톤이 소정의 양을 송출하는 순간에 제어 밸브(11)에 의해 차단된다. 펌프 실린더(25)와 액튜에이터 실린더(24)는 독립된 유닛이며, 중간의 간격부재(26)에 의해 상호 분리된다.

Description

내연기관용 액압식 연료펌프의 작동방법 및 액압식 연료펌프{A METHOD FOR OPERATION OF A HYDRAULICALLY ACTUATED FUEL PUMP FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, AND A HYDRAULICALLY ACTUATED FUEL PUMP}

이러한 방법은 본 출원인의 덴마크 특허 제151145호에 공지되어 있으며, 상기 특허에 따르면, 연료펌프의 송출량은 펌프 피스톤의 회전에 의해 제어되며, 그 펌프 피스톤은 액튜에이터 피스톤과 연결되어 있다. 송출행정의 말기에, 펌프 피스톤은 액튜에이터 피스톤에 의해 후진되어, 액튜에이터 피스톤을 후방으로 강제하는압축 스프링에 의해 펌프실을 동시에 재충전한다. 그 펌프는 다수의 독립 부품을 갖는 복잡한 구조를 지니며, 그 부품의 대부분은 정확하게 작용하도록 펌프 피스톤과 액튜에이터 피스톤에 대하여 큰 정밀도로 기계가공되어야 한다.

오래전부터, 연료를 유압액으로서 사용하는 액압식 연료 펌프가 공지되어 있으며(본 출원인의 1928년 덴마크 특허 제41046호 참조), 상기 특허의 한가지 실시예에서 펌프의 송출량은 캠-제어되는 공급 펌프로부터 공급되며, 다른 실시예에서 펌프의 송출량은 캠-제어되는 제어밸브에 의해 결정되며, 펌프 피스톤에 대하여 특정 출발 위치도 제공하지 않으며, 특정 송출량도 제공하지 않는데, 그 이유는, 제어밸브의 캠샤프트 드라이브가, 저속에서보다 고속에서 보다 많은 에너지를 가지므로, 엔진의 직접적인 속도에 따라 상이하게 반응하도록 하기 때문이다. 펌프실의 충전은 액튜에이터 피스톤에 의한 흡입에 의해 또는 액압에 의해 이루어지며, 따라서, 펌프 피스톤은 스프링에 의해 후방으로 밀린다.

미국 특허 제3,516,395호는, 전기밸브에 의해 연료펌프의 충전이 제어되며, 크랭크샤프트의 회전과 동시에 제2의 밸브에 의해 분사작동이 제어되는 연료펌프를 제시한다. 연료는 액압 구동 유체로서 사용된다.

수년동안, 대형 디젤 엔진의 연료를 유압액으로서 사용할 수 없었는데, 그 이유는, 그러한 연료의 특성이 유압적인 목적에 부절절하기 때문이다. 그 대표적인 연료는, 예열을 필요로하며 공격적이고 연마성의 화합물을 포함하는 중유이다. 가장 최근의 엔진은 또한 액화 가스를 연료로서 사용할 수 있지만, 그러한 가스는 또한 폭발의 위험과 냉각중 얼음의 생성으로 인하여 유압액으로서 부적절하다.

최근에 공지된 유압 구동되는 펌프에 있어서, 연료는 유압액으로부터 완전히 독립적으로 유지되며, 이들 펌프에 연료의 투여는 펌프 피스톤의 회전에 의해 이루어지므로, 경사진 차단 에지의 위치는 펌프 실린더 측벽의 차단 구멍에 관련하여 변경된다. 상기 덴마크 특허 외에, 미국 특허 공보 제4,907,555호에도 또한 그러한 펌프의 실시예가 언급되어 있다. 이 경우, 고압의 유압액의 공급을 위한 제어밸브는 캠에 의해 작동되거나 또는 전자적으로 작동될 수 있다. 또한, 유압 구동되는 연료 펌프에 대한 전자적으로 작동되는 제어밸브가 본 출원인의 덴마크 특허 제170121호에 공지되어 있으며, 그 특허에서의 제어밸브는 정확하고 신속하게 작용한다.

본 발명의 목적은 유압 작동되는 연료 펌프의 설계, 작동 및 정비를 단순화하고, 펌프의 높은 신뢰성을 획득하는 것이다.

본 발명은,프라이머(primer) 펌프 압력에서 연료 펌프에 연료를 분배하기 위한 연료 도관, 상기 연료와는 상이한, 가압된 유압액을 연료펌프에 분배하기 위한 고압 도관, 송출행정에서 액튜에이터 실린더의 액튜에이터 피스톤에 의해 전방으로 구동되어 펌프실로부터 나오는 연료를 동시에 가압하며, 귀환행정에서 후방으로 구동되어 연료도관으로부터의 연료로 펌프실을 동시에 충전하는 펌프 피스톤 및 전자적으로 작동되는 제어밸브에 의해 제어됨으로써 액튜에이터 실린더의 압력실에 고압 도관으로부터의 유압액이 공급되거나 또는 드레인(drain)이 연결되는 액튜에이터 피스톤을 포함하여 구성되는, 특히 2행정 크로스헤드 엔진과 같은 내연기관용 액압식 연료펌프의 작동방법에 관한 것이다.

도1은 내연기관의 실린더에 장착된 본 발명에 따른 연료펌프의 측면도이다.

도2는 도1의 연료펌프의 종단면도이다.

도3은 연료펌프를 위에서 본 도면이다.

이러한 목적으로, 본 발명에 따른 방법은, 펌프실의 펌프 피스톤의 단부 표면상에 연료 압력의 작용에 의해 펌프 피스톤이 각각의 분사 시퀀스 사이의 고정된 출발 위치로 복귀되며, 펌프 피스톤이 소기의 체적을 송출하는 순간에 펌프실에 유압액의 공급을 차단하는 제어밸브에 의해 연료 펌프의 송출량이 전자적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.

연료의 프라이머 펌프 압력이 펌프 피스톤을 고정된 출발 위치로 복귀하게 하고, 또한 펌프가 소기의 체적을 송출하는 정확한 순간에 유압액의 공급을 차단함으로써 송출량을 제어하면, 여러가지 장점이 있다. 실제로 차단이 일어나는 순간까지 차단 시간이 조절될 수 있다. 송출량이 변경되면, 신규한 설정이 즉시 발효되어, 분사가 일어나는 실린더와 엔진의 동일한 회전중 다른 실린더들의 계속적인 분사에 영향을 준다. 이러한 신속하게 작용하는 펌프 송출의 전자적인 제어는, 원할경우 연속적인 분사로부터 조밀한 간격의 일련의 분사, 다시말하면, 소위 간헐적 분사로 변경될 수 있는, 분사 시퀀스를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 기계적인 복귀와 충전을 위한, 그리고 송출량의 제어를 위한 공지된 기계 요소들이 무시되고, 연료 펌프 설계에 관한 여러가지 선택이 이루어질 수 있다는 장점을 제공한다. 일반적으로 사용되는 연료 오일 어큐뮬레이터, 또한 완충기도 무시될 수 있다. 또한, 엔진 사이클의 짧은 기간동안 분사가 일어날 수 있기 때문에, 비교적 긴 기간동안 출발 위치로의 복귀가 일어난다는 것이 장점이다. 펌프 피스톤과 펌스 실린더 사이의 특정 회전 각도가 필요하지 않거나 또는 액튜에이터 피스톤의 특정 회전 각도가 필요하지 않다. 작동상의 단순화와 그에따른 기계적인 단순화는 펌프 고장의 위험을 상당히 감소시킨다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 펌프의 작동과 관련한 에너지의 손실을 최소화하는 중요한 효과를 지니는데, 그 이유는, 한편으로는, 공지의 펌프의 경우에서와 같이 계속하여 펌프실의 동시적인 압력 경감 대신에, 연료 송출의 말기에 펌프 피스톤과 고압의 유압액의 소비가 정지하기 때문이며, 다른 한편으로는, 고정된 출발 위치가 액튜에이터의 압력실의 무용 부피(dead volume)를 최소화함으로써, 제어 밸브의 개방 직후에 가압될 유압액의 부피를 최소화하기 때문이다.

연소중 바람직하지 않은 NO_X화합물의 형성을 감소시키기 위하여, 내연기관용 연료가 물과 혼합될 수 있다는 것이 공지되어 있다. 공지된 연료 펌프에서, 엔진이 특정량의 물의 영구 혼합 상태로 작동되어야 하거나 또는 물의 부가없이 작동을 위해 정지되고 재설정되어야 한다는 것이 문제이다. 작동중 원하는대로 연료 펌프의 송출량을 변경하는 본 발명에 따른 방법의 가능성은, 전자 제어 유닛이, 당해 엔진의 부하에서 연료의 체적의 1 내지 60 퍼센트에 이르는, 동일한 엔진 부하에서 부가적인 체적의 송출을 위해 펌프를 전환하고, 또한 동시에 연료가 그 부가적인 체적에 상당하는 물과 섞이도록 적용되는 것이 유리하다. 낮은 NO_X작동 모드로의 이러한 변경은, 엔진이 작동하는 중 용이하게 이루어질 수 있으며, 부가적인 체적으로 구성된 연료의 체적의 퍼센트는 작동중 원하는대로 변할 수 있음으로써, 소기의 NO_X감소, 엔진의 부하 및 흡입공기의 온도 및 습도와 같은 다른 작동 조건에 따라 물의 부가는 지속적으로 조절될 수 있다. 다른 작동 모드로 급격한 변화의 이러한 가능성은, 엔진이 NO_X방출에 대한 제한을 조건으로 하는 물에서 주기적으로 항해하는 선박의 추진 엔진일 때 특히 유리하다.

본 발명은 또한 펌프 실린더내에서 종방향으로 변위가능하며 펌프 실린더와 함께 펌프실을 형성하는 전방단면을 지니는 펌프 피스톤, 펌프 피스톤의 연장부에 배치되어 액튜에이터 실린더내에서 종방향으로 변위가능하고 압력실에 배치되어 펌프 피스톤으로부터 이격되게 향하는 피스톤 표면을 지니며 펌프 피스톤의 횡단면적보다 상당히 더 큰 면적을 지니는 액튜에이터 피스톤을 포함하여 구성되며, 상기펌프 피스톤은 액튜에이터 피스톤에 관하여 헐겁게 되며, 체크밸브를 구비한 적어도 하나의 연료 입구 채널이 펌프실내로 개방되며, 적어도 하나의 연료 출구 채널이 펌프실로부터 적어도 하나의 배출구까지 통하는 특히 2행정 디젤 엔진과 같은 내연기관용 액압식 연료펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법을 적용할 때, 체적과 시간 같은 연료 송출의 설정이 연료 펌프의 설계에 관한 통상의 제한을 가하는 것은 아니므로, 이것은 유리하게 단순화될 수 있다. 본 발명에 따른 연료 펌프는, 펌프 실린더와 액튜에이터 실린더가 환형의 중간 간격부재에 의해 상호 분리되는 분리유닛으로 되며, 펌프 실린더는 간격부재내로 하향 돌출하는 하부영역과 커버 스터드에 의해 장착되고 상기 하부 영역에 관하여 반경방향으로 돌출하는 상부영역을 지니는 것을 특징으로 한다.

2개의 실린더들은 펌프의 조립체상에 적층되는 독립적인 유닛으로서 제조되는데, 그것들은 중간부재에 의해 분리되고, 실린더 축과 비교적 대략적으로 상호정렬되며, 실린더 축이 반경방향으로 공동으로 배치되는지 여부는 고려하지 않는다. 2개의 실린더가 매우 정확히 함께 일치할 필요가 없다는 사실은, 부품의 제조와 장착을 상당히 간단하게 한다. 펌프 케이싱을 2개의 실린더와 중간 부재와 커버 스터드, 다시말하면 종방향 볼트에 의한 조립체로 분할하면, 펌프실이 가압되어 상향력으로 펌프실의 상부벽상에 작용할 때 발생하는 인장응력으로부터 케이싱이 해제되는 잇점이 있다. 중간부재는 조립체로부터의 압축하중만 견디면 되기 때문에, 중간부재와 상기 부재 사이의 고정부와 2개의 실린더 유닛은 비교적 취약하게 될 수 있다.

송출행정중, 피스톤들은 액튜에이터 피스톤의 피스톤 표면상의 전방을 향하는 압력에 의해 서로를 향해 밀리며, 귀환행정중, 그것들은 펌프실에 연료의 유입에 의한 후방을 향하는 압력의 비교적 작은 힘에 의해 서로 인접하게 유지된다. 더우기, 작동중 2개의 피스톤은 액튜에이터 피스톤의 전방 단부표면에 관하여 펌프 피스톤의 후방 단부표면의 적은 반경방향 변위에 의해 상호 배치됨으로써, 펌프의 각각의 부품들 사이의 온도와 압력의 변화를 자동적으로 보정하며, 펌프 마모를 감소시키고, 신뢰성을 개선할 수 있다. 피스톤들은 2개의 펌프 실린더 사이에 배치된, 예를들면, 압력 게이지와 같은 요소들에 의해 반경방향으로 어느정도까지 제어될 수 있으며, 전자 제어 유닛에 당해 펌프실 압력에 대한 데이타를 전달하는 상기 압력 게이지는 펌프 피스톤의 상호 대향 단부 표면들 사이에 배치될 수 있다.

2개의 독립된 펌프 실린더를 구비한 모듈화된 연료 펌프는, 부속 피스톤을 갖는 액튜에이터 실린더만을 다른 유닛과 대체시킬 수 있는 잇점을 제공하는데, 여기서, 액튜에이터 피스톤의 직경은 본래의 유닛보다 더 크거나 또는 더 작게 되어, 펌프의 최대 분사 압력을 변화시키며, 상기 펌프의 최대 분사 압력은 고압 도관의 유압액의 압력과 액튜에이터 피스톤과 펌프 피스톤 사이의 면적비에 따른다.

상호 독립적인 피스톤들의 장점으로부터 큰 이득을 얻는 적절한 실시예에 있어서, 펌프 피스톤은 펌프 실린더의 부속의 실린더 보어에 의해 반경방향으로만 안내되며, 액튜에이터 피스톤은 부속의 액튜에이터 실린더의 실린더 보어에 의해 반경방향으로만 안내되며, 상기 2개의 피스톤들은 반경방향으로 상호 자유롭게 조절할 수 있다. 이 실시예는 최소의 요소를 포함하여 구성되며, 따라서, 간단한 구조와 높은 신뢰성을 지닌다.

한가지 실시예에 있어서, 액튜에이터 실린더는 축방향으로 관통하는 실린더 보어를 구비한 환형의 유닛이며, 연료 펌프는 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면상에 장착되며, 상기 액튜에이터 실린더의 실린더 보어는 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면의 배출구의 직접적인 연장부에 배치됨으로써, 압력실이, 각각 액튜에이터 실린더에 의해 반경방향으로 규정되고, 액튜에이터 피스톤의 피스톤 표면과 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면에 의해 축방향으로 규정된다.

액튜에이터 실린더의 축방향으로 관통하는 실린더 보어는 제조에 있어서 매우 간단한 액튜에이터의 설계를 가능하게 하는데, 그 이유는, 그것이 단지 2개의 부품, 즉 환형의 하부없는 실린더 유닛과 원통형의 액튜에이터 피스톤만을 포함하기 때문이다. 액튜에이터의 압력실은, 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면상에 연료 펌프를 장착함으로써 형성되는데, 그 이유는, 연료 펌프가 압력실의 축방향 하부 표면을 구성하기 때문이다. 동시에, 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면은 2개의 피스톤의 하향 이동에 대한 정지구로서 작용할 수 있으며, 따라서, 피스톤의 출발 위치를 결정한다. 이러한 위치에서 압력실은 유압액이 대체로 비워진다. 전자적으로 작동되는 제어 밸브는 일반적으로, 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면의 배출구까지 이어지는 짧은 채널만이 존재하도록, 디스트리뷰터 블럭상에 또는 디스트리뷰터 블럭내에 장착되므로, 제어 밸브와 액튜에이터 피스톤 사이의 유압액의 체적은 최적으로 적으며, 이러한 사실은, 송출행정의 초기에 제어 밸브가 고압 도관의 압력에 대하여 개방될때, 적은 체적의 유체의 가압을 위한 에너지 소비가 무시할 수 있을 정도로 된다는 잇점을 제공한다. 동시에, 압력실의 사공간(死空間)의 최소화는 전자적으로 작동되는 제어 밸브의 신속하게 작용하는 특성을 개선하는 작용을 하는데, 그 이유는, 요구되는 압력 형성으로 인한 밸브의 후속 작동의 시간 지연이 무시할 수 있을 정도로 되기 때문이다.

커버 스터드는 실린더 블럭의 상부 표면에 3부로 나뉘어진(tripartite) 펌프 케이싱을 고정할 수 있는데, 이것은 연료 펌프의 검사와 관련하여 여러가지 잇점을 제공한다. 커버 스터드가 풀릴때, 부속의 피스톤을 갖는 펌프 실린더는, 디스트리뷰터 블럭상에 부속의 피스톤을 갖는 액튜에이터 실린더를 남겨둔채, 중간 부재와 함께 외측으로 들어올려질 수 있다. 펌프가 제거되는중, 액튜에이터는 하부의 유압 시스템내로 먼지가 들어가는 것을 방지한다. 대부분의 검사작업은, 연료의 영향을 받는 펌프 실린더에만 관련되기 때문에, 부속의 실린더를 갖는 펌프 피스톤을 외측으로 들어올릴 수 있다는 것은 시스템의 정비와 안전의 관점에서 중요한 잇점이다.

연료 펌프가 액화 가스의 분사를 위해 적용될 경우, 펌프의 가열은 필요하지 않다. 본 발명에 따른 펌프는 중유용으로 공지된 펌프보다 상당히 더 간단하지만, 예열된 오일이 펌프를 통하여 유동할 수 있는 중유를 사용할 때, 또한 엔진이 출발준비완료 모드에 있을 때 유리하다. 이를 위하여, 펌프 실린더의 하부 섹션의 외측 표면은 환형의 리세스를 구비할 수 있으며, 그것은 간격 부재의 주변 내측 표면에 관하여 상부와 하부에서 압력-시일되며, 중간 부재의 벽에 있는 연료 입구는 리세스와 중간 부재에 의해 형성된 환형의 챔버내로 이어질 수 있으며, 압력-감소용 유동 제한부를 갖는 방출 채널이 환형 챔버와 연속적으로 연결될 수 있다. 따라서,연료는 입구로부터 환형의 챔버를 통하고 또한 방출 채널을 통하여 외부로 순환하며, 상기 방출 채널의 유동 제한부는 환형의 채널의 압력이 강하하는 것을 방지하며, 예열된 연료의 순환에 의해 펌프 실린더가 가열된다.

디스트리뷰터 블럭의 민감한 유압 부품상에 액튜에이터를 일종의 고정되지 않은 먼지 덮개로서 배치하는 것의 잇점은, 액튜에이터 실린더의 상부 표면이 액튜에이터 실린더의 실린더 보어보다 더 큰 내경을 갖는 직립의 환형 벽을 지님으로써, 또한 환형 벽의 주위에서 하향으로 연장하는, 펌프 실린더의 하부 표면으로부터 일정한 거리에 있는 펌프 피스톤의 하단부에 상방으로 폐쇄된 컵 모양의 차폐물(shield)을 배치함으로써 더 개선될 수 있다. 펌프 실린더와 피스톤이 이승 (離昇)될 때, 액튜에이터의 실린더 보어 주위의 직립 벽은 먼지 입자가 액튜에이터 피스톤의 상부로 진입하는 것을 방지하며, 그 위치로부터 계속되는 작동은 실린더와 피스톤 사이의 갭으로 먼지 입자들을 이동시킴으로써, 활주 표면에 마모로 인한 손상을 일으킨다. 벽과 함께 펌프 피스톤의 컵 모양의 차폐물은, 작동중 액튜에이터 피스톤상으로 연료의 하향 누출에 대한 보호를 제공하는데, 그 이유는, 펌프 피스톤과 실린더 사이의 환형의 갭을 통하여 누출하는 연료가 차폐물의 상부 표면상에 떨어지기 때문이다. 차폐물이 벽의 주위에서 하향으로 연장하므로, 차폐물의 상부 표면으로부터의 연료는, 연료가 액튜에이터 피스톤에 도달하는 것을 방지하는 벽의 외측 표면상에서 하향으로만 흐른다. 액튜에이터와 피스톤 사이의 공동의 연료 드레인은 다량의 연료가 벽 주위에 모이는 것을 방지할 수 있다.

컵 모양의 차폐물은 중간부재의 높이에 의해 형성된 공동에 배치되며, 그 공동은 펌프 피스톤의 이동에 관여하도록 차폐물에 대한 공간을 제공하는것과 상기에서 언급된 연료와 유압 시스템의 분리부를 형성하는것 이외의 다른 용도를 갖지는 않는다. 따라서, 3부로 나뉘어진 구조는 다른 목적으로 공동을 사용할 수 있도록 한다. 펌프 피스톤의 회전에 의해 기계적으로 펌프 송출량을 결정하기 위한 모든 공지된 요소들은 액튜에이터에 유압액의 공급의 시간-기준 제어를 통한 체적 조절에 의해 대체되므로, 제어밸브가 액튜에이터의 펌프실을 고압의 도관에 열결할 때, 유압액의 송출비에 있어서 펌프들 사이의 작은 변화로 인하여 펌프 송출량의 작은 변화가 실제로 일어날 수 있다. 실린더의 하나 또는 그 이상의 연소 인자를 계속적으로 측정함으로써 펌프의 송출량의 그러한 변화를 확인할 수 있으며, 그후, 제어 밸브의 전자적 작동을 통하여 그것을 보정할 수 있다. 변형적으로, 컵 모양의 차폐물의 벽 두께가 하향으로 감소하고, 펌프 피스톤의 인접 위치의 탐지를 위해 적어도 2개의 센서가 차폐물의 대향 측부의 또한 대향 측부상의 중간 부재에 장착되도록 연료 펌프를 설계하기 위하여 공동의 이용가능한 공간이 사용될 수 있다. 2개의 대향 센서들이 피스톤의 위치를 동시에 측정할 수 있으며, 따라서, 측정 신호를 수용하는 전자제어유닛은, 반경방향으로 피스톤의 자유로운 배치에 의해 발생할 수 있는 센서들중 하나에서의 측정량의 변화를 보정할 수 있다. 그러한 센서는 공지된 것이며, 예를들면, 위치의 유도성 측정에 기초할 수 있다.

고정된 하부의 출발 위치로부터 출발하는 펌프 피스톤의 송출행정을 정지시킴으로써 연료펌프의 송출량을 전자적으로 제어하면, 펌프 피스톤 주위에 압력 시일 방식으로 배치되는 하부 섹션과 상기 하부 섹션 보다 더 큰 직경의 챔버 섹션을지니는 펌프 실린더에 의해 펌프의 신뢰성을 더 개선할 수 있는데, 연료 입구 채널은 상기 챔버 섹션의 측벽내로 개방되며, 적어도 2개의 연료 출구 채널이 상기 챔버 섹션의 측벽으로부터 시작된다. 채널 또는 구멍을 통과하는 피스톤상의 에지에 의해 개방되거나 또는 폐쇄되는 연료 출구 채널 및/또는 압력 경감 구멍을 갖는 선행기술의 펌프에서는, 피스톤상의 제어 에지의 통로에서의 압력의 급격한 변화가 캐비테이션(cavitation)과 피스톤과 실린더의 다른 마식(磨蝕)손상을 일으킬 수 있다는 것이 공지되어 있다. 본 발명의 이러한 적절한 실시예에 따른, 하부의 압력 시일 섹션보다 더 큰 내경을 갖는 챔버 섹션을 제공함으로써, 펌프 피스톤의 실린더 표면은 챔버 섹션의 측벽 내부에서 반경방향으로 이동한다. 연료용 입구 채널과 출구 채널은 챔버 섹션의 측벽에서 시작하거나 또는 끝나는데, 그것은 지속적으로 피스톤의 위치에 관계없이, 연료가 펌프실의 채널 개구부에 대한 완전한 통로를 지닌다는 것을 의미하며, 그 이유는, 개구부에 피스톤의 실린더 표면과 챔버 섹션의 측벽 사이의 연료로 채워진 적어도 하나의 환형 영역이 존재하기 때문이다. 이것은 급격한 마식성 압력 변화를 배제하며, 연료 펌프의 신뢰성을 개선한다. 더우기, 연료의 마식성 입자들에 의한 마모가 채널 개구부의 에지에서 발생할 수 있다. 펌프 피스톤의 실린더 표면으로부터 반경방향 범위에 개구부들을 배치하면, 구멍의 에지에서의 마모로 인한 손상이 스크래치(scratch) 형태로 피스톤에 전개되는 것을 방지하며, 그것은 신뢰성을 더 개선한다.

한가지 실시예에 있어서는, 연료 펌프의 설계를 더 간단히 하기 위해, 펌프 실린더의 상부 섹션의 증가된 직경이 사용된다. 이 실시예에 있어서, 연료 출구 채널은 상향 방출구와 연결되며, 연료 분사기에 이르는 압력 도관에 대한 플랜지들이 펌프 실린더의 상부 섹션의 상부 표면상에 장착된다. 이것은 압력 도관의 장착을 용이하게 하며, 펌프상의 그것들의 장착 위치 부근에서 굽힘이 발생하지 않는 압력 도관의 설계를 가능하게 한다. 펌프 실린더의 상부 표면상의 넓은 공간은 상부 표면상에 4개까지의 압력 도관을 장착할 수 있도록 한다.

한가지 실시예는, 챔버 섹션위의 영역에, 상향으로 폐쇄된 완충 챔버를 구성하는 작은 직경의 섹션을 지니는 펌프 실린더와, 상기 완충 챔버의 높이에 상당하는 높이와 상기 완충 챔버의 직경보다 약간 더 작은 외경의 최상부 섹션을 지니는 펌프 피스톤을 허여한다. 상기 완충 챔버는, 예를들면, 제어밸브의 고장 또는 제어밸브에 전자적인 개폐 신호의 지연 또는 고장으로 인하여, 액튜에이터의 압력실에 높은 압력의 종결이 일어나지 않을 경우에 펌프에 대한 손상의 위험이 감소되기 때문에, 완충 챔버는 연료펌프의 신뢰성을 개선한다. 만일 상기와 같은 고장으로 인하여 펌프 피스톤이 내내 펌프실의 상부까지 구동될 경우, 그것은 폐쇄된 챔버의 측벽과 함께 완충 챔버내로 계속될 것이며, 환형의 갭을 발생시키는데, 그 환형의 갭을 통하여, 완충 챔버의 동시적인 압력 증가로 인하여 완충 챔버의 연료가 방출됨으로써, 피스톤의 운동이 상당히 느려진다. 따라서, 완충 챔버는, 펌프 피스톤이 챔버의 상부에 대하여 격렬하게 충돌하는 것을 방지하는 액체 완충기(hydraulic buffer)를 구성한다. 펌프 피스톤의 최상부 섹션은 완충 챔버와 거의 동일한 체적을 지니며, 그것은, 피스톤이 출발위치에 있을 때, 펌프 실린더의 연료의 전체 체적이 완충 챔버의 부가로 인하여 크게 증가되지 않는다는 잇점을 제공한다. 연료분사의 개시전에 분사기의 개방 압력에 도달하도록 전체 체적의 연료가 가압되어야 하므로, 상기 체적의 최소화에 의해 에너지 절약이 이루어지며, 가압을 위한 펌프 피스톤의 이동이 감소됨으로써, 고압 유압액의 소비가 최소로 된다.

액튜에이터 피스톤이 그 하부 표면에 인접한 리세스를 지니며, 액튜에이터 실린더의 벽에 장착된 정지구가 상기 리세스내로 돌출한다는 점에서 조작자에게 잇점이 있다. 상기 정지구는, 실린더가 상승될 때, 액튜에이터 피스톤이 실린더를 벗어나는 것을 방지한다. 이러한 특성은, 액튜에이터 실린더가 저부를 지니지 않는다는 것을 모르는 경험이 없는 조작자에 의해 실시될 경우, 장기간의 작동후에 액튜에이터가 분해될 때 특히 유리하다.

이하, 본 발명의 적절한 실시예가 첨부도면을 참조로 하여 더 상세하게 설명될 것이다.

연료펌프(1)는, 콘솔(3)에 의해 지지된 디스트리뷰터 블럭(2)의 상부 표면상에 장착된다. 콘솔은, 예를들면, 125 내지 325 바의 범위의 압력으로 펌프 스테이션(도시되지 않았음)으로부터 공급되는 유압액용의 고압 도관에 연결된다. 그 압력은 일정하게 될 수 있지만, 엔진의 부하에 따라 조절되는 것이 바람직하다. 펌프스테이션은 저장 탱크로부터 보충될 수 있으며, 유압액은 예를들면 표준 유압유로 될 수 있지만, 엔진의 윤활유가 유압액으로 사용되고, 시스템은 엔진의 기름받이(oil sump)로부터 공급되는 것이 바람직하다.

내연기관은 중속의 4행정 엔진으로 될 수 있지만, 일반적으로 저속의 2행정 크로스헤드 엔진이며, 그것은 선박의 추진기관 또는 발전소의 고정식 원동기로 될 수 있다. 그 엔진은 실린더당 400 kW 내지 5500 kW 의 출력을 갖는 다양한 크기로 설계될 수 있으며, 전부하에서 예를들면 가장 소형의 엔진에 대하여 200 rpm 으로부터 예를들면 가장 대형의 엔진에 대하여 60 rpm 까지의 범위의 속도를 지닐 수 있다. 일반적으로 160 g/kWh 내지 185 g/kWh 의 연료소비율에서, 전부하에서의 분사 시퀀스당 필요한 연료의 량은 가장 소형의 엔진에 대하여 약 6 g 으로부터 가장 대형의 엔진에 대하여 약 250 g 까지 변할 수 있다. 본 발명에 따른 연료 펌프는, 예를들면, 전부하에서 시퀀스당 30 g 이상의 체적과 같은, 대량의 분사를 위해 특히 적합하다.

펌프 스테이션으로부터의 고압 도관은, 그 상부 표면상에서 디스트리뷰터 블럭(2)을 지지하는 콘솔(3)의 측부상에 장착된다. 압력 도관(4)이 상기 블럭으로부터 배기밸브의 액튜에이터까지 연장한다. 여러개의, 예를들면 3개의 압력 파이프(5)가 연료펌프(1)로부터 분사기(6)까지 연장하며, 상기 분사기는 엔진 실린더(7)의 연소실내로 연료를 분사한다. 압력 파이프의 하부 플랜지(8)들은 펌프(1)에 볼트결합된다.

엔진의 각각의 실린더는 전자 제어 유닛(9)과 관련되는데, 상기 전자 제어유닛은 와이어(10)를 통하여 일반 동기조정 및 제어 신호를 수용하며, 와이어(12)를 통하여 제어밸브(11)에 전자 제어 신호를 전달한다. 제어 유닛은 와이어(13)를 통하여 제어밸브로부터 제어밸브의 인접 위치상의 신호를 수용할 수 있다. 실린더들은 각각 제어 유닛(9)을 지닐 수 있거나 또는 수개의 실린더들이 동일한 제어 유닛과 관련될 수 있다. 제어 유닛은 또한 모든 실린더들에 공통인 종합 제어 유닛으로부터 신호를 수용할 수 있다.

콘솔에서, 고압 도관으로부터 갈라지는 채널(14)은 가압된 유압액을 제어밸브(11)상의 고압 구멍으로 통과시킨다. 채널(14)은 다수의 유체 어큐뮬레이터를 구비하며, 그 어큐뮬레이터는, 제어밸브가 개방될 때 대부분의 유체를 송출하며, 제어밸브가 폐쇄될 때 고압의 도관으로부터 다시채워진다. 디스트리뷰터 블럭의 비교적 짧은 채널(16)을 통하여, 제어밸브상의 제어구멍이 블럭의 상부 표면(17)상의 방출구에 연결된다.

제어밸브는 또한 채널(18)을 통하여 사용된 유압액에 대한 귀환 도관에 연결되는 탱크 구멍을 지닌다. 귀환 도관의 압력은 대기압으로부터 단지 몇 바의 초과압력의 범위로 될 수 있다.

연료펌프가 연료의 송출을 개시할 때, 제어 유닛(9)으로부터의 제어 신호는, 고압의 구멍이 제어 구멍에 연결되는 위치로 제어밸브(11)를 작동시킴으로써, 고압의 유체가 채널(16)을 통하여 방출구에 자유롭게 통과한다. 펌프의 방출행정이 중단될 때, 제어밸브는 탱크 구멍이 제어 구멍에 연결되는 위치로 작동됨으로써, 채널(16)의 높은 압력이 해제된다.

따라서, 제어밸브(11)는 적어도 3개의 구멍과 적어도 2개의 위치를 지닌다. 그것은 메인 슬라이더를 유압적으로 설정하는 신속-작동 파일럿 슬라이더를 지닐 수 있다. 제어밸브는 예를들면 본 출원인의 덴마크 특허 제170121호에 개시된 형태로 될 수 있다.

연료펌프(1)의 상부 표면은 콘솔(3)에 의해 엔진 실린더의 커버(19)와 거의 같은 높이까지 상승됨으로써, 압력 파이프(5)가 짧은 길이로 되며, 따라서, 각각의 분사의 개시시에 적은 체적이 가압되는 것이 유리하다. 연료펌프에는, 일반적으로 4 내지 15 바의 구간의 초과압력, 바람직하게는 8 바의 초과압력에서 프라이머 펌프에 의해 펌프들에 연료를 분배하는 연료 도관(20)으로부터의 연료가 공급유지된다. 분기 도관(21)은 연료 도관으로부터 도2에 도시된 연료 입구(22)까지 연장한다. 펌프는 또한 연료의 누출을 제거하는 드레인 도관(23)에 연결된다.

연료 펌프는 2개의 실린더 유닛, 다시말하면, 중간 부재(26)에 의해 상호 분리되는 액튜에이터 실린더(24)와 펌프 실린더(25)를 포함하는데, 상기 중간 부재의 하부 표면은 액튜에이터 실린더의 상부 표면상의 상향 환형 표면상에 접하며, 상기 중간 부재의 상부 표면은 펌프 실린더상의 하향 환형 표면과 접한다. 중간부재는 환형, 실질적으로는 원통형이며, 2개의 실린더의 벽두께의 절반보다 더 작게되는 비교적 작은 벽두께를 지닌다. 중간부재는, 펌프가 이동될 때 케이싱의 3개의 부분과 함께 보지되도록 작은 나사(27)에 의해 2개의 실린더에 고정된다.

펌프 실린더(25)는 실질적으로 원통형의 하부 섹션(28)과 그 하부 섹션보다 실질적으로 더 큰 외경을 지니는 상부 섹션(29)을 지닌다. 중간 부재(26)상에 접촉하는 하향 환형 표면은 상부 섹션의 반경 방향으로 돌출하는 부분의 하부 표면에 의해 형성되며, 하부 섹션(28)의 바로 외측에 배치됨으로써, 상기 섹션이, 하부 섹션의 외측 표면의 홈에 배치된 2개의 O 형 링(29)에 의해 중간 부재의 내측 표면에 관하여 그 실린더형 외측 표면의 상부와 하부에서 압력-시일된다.

이러한 2개의 축방향으로 분리된 압력 시일들 사이에서, 하부 섹션의 외측 표면은 중간 부재의 내측 표면과 함께 환형 챔버(30)를 형성하는 리세스를 지니며, 상기 환형 챔버는 한편으로는 연료 공급부(22)와 연통하며, 한편으로는 환형 챔버로부터 예열된 연료용 순환 도관(도시되지 않았음)에 이르는 방출 채널(31)과 연통한다. 스로틀 장치(32)가 순환 도관의 연결부에 배치되며, 순환하는 연료의 양을 제한하는 유동 제한부를 구비한다.

디스트리뷰터 블럭의 상부 표면(17)의 장착부에서, 연료 펌프는, 액튜에이터 실린더가 채널(16)의 방출구 주위에 위치하도록 배치되며, 펌프 실린더는 구멍(34)을 통하여 실린더의 상부 섹션(29)의 돌출부내로 삽입되는 커버 스터드(33)에 의해 디스트리뷰터 블럭에 고정된다.

액튜에이터 실린더(24)는 압력 시일링을 수용하는 축방향으로 관통하는 실린더 보어(35)와 종방향으로 변위가능한 액튜에이터 피스톤(36)을 지니는 환형의 유닛이다. 그 하부에지에서 액튜에이터 피스톤은 약간 더 작은 직경을 지니도록 기계가공됨으로써, 그 내부로 정지구(38)가 나사의 단부 형태로 돌출하는 환형 리세스(37)를 지니며, 상기 나사는 실린더 벽을 통하여 경사지게 연장하는 보어를 통하여 삽입된다. 상기 나사의 전방 섹션은 압력 시일링 방식으로 부속의 보어내로끼워지며, 또한 거기에는 압력 시일링 개스킷이 나사의 헤드의 아래에 배치된다. 나사를 제거할 때, 액튜에이터 피스톤은 실린더를 벗어나 하향으로 이동될 수 있다. 실린더 보어와 상부 표면(17)과 함께, 액튜에이터 피스톤의 하부 표면(59)은 압력실(60)을 형성하며, 그 압력실은, 하부 표면이 상부 표면(17)과 접하기 때문에, 도시된 출발위치에서 대체로 비어 있다.

종방향으로 변위가능한 펌프 피스톤(39)이 펌프 실린더에 삽입되며, 그 펌프 실린더는 하부 섹션(40)에서 펌프 피스톤 주위에 압력-시일링 방식으로 끼위진다. 원뿔형 섹션을 통하여, 하부 섹션은, 하부 섹션(40)보다 더 큰 내경을 지니는 가장 인접한 챔버 섹션(41)내로 계속되며, 챔버 섹션의 상부에서 실린더 보어는 가장 인접한 완충 챔버(42)내로 계속된다.

액튜에이터 피스톤은 액튜에이터의 종축에 수직한 평탄한 상향 단면(43)을 지니며, 펌프 피스톤은, 도시된 피스톤의 출발위치에서 단면(43)에 접하는 하향 단면(44)을 지닌다. 그 2개의 단면들은 펌프 피스톤(39)과 실린더 섹션(40) 사이와 액튜에이터 피스톤(36)과 실린더 보어(35) 사이에서 안내력의 영향하에서 반경방향으로 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 지시된 위쪽방향과 아랫쪽 방향은 설명을 명료하게 하기 위해 사용되며, 도시된 연료 펌프의 장착에 적용된다는 것이 이해되어야 한다. 예를들면, 수직 표면상에 비스듬히 장착하는 것과 같은 다른 방법의 장착도 또한 가능하다. 실질적인 송출행정중 펌프 피스톤의 이동방향을 전방과 후방으로 또는 전후로, 전방과 앞으로 지시하는 방향 지시계가 또한 가능하다.

중간 부재(26)에 의해 형성된 공동(45)의 액튜에이터 실린더(24)의 상부에,실린더 보어(35)보다 더 큰 내경을 지니는 직립의 환형 벽(46)이 장착된다. 펌프 피스톤의 하단부에, 상향으로 폐쇄된 컵 모양의 차폐물(47)이 장착되며, 그 측벽(48)은 하향으로 연장하며, 벽(46)의 외측 표면 주위에서 하향으로 통과한다.상기 차폐물과 벽은 누출된 연료와 먼지 입자와 같은 불순물이 액튜에이터 피스톤의 상부 표면내로 침투하는 것을 방지한다. 펌프 피스톤의 단부상으로 나사가공된 너트에 의해 원뿔형 가이드 표면상에서 가압되는, 도면에 도시된 차폐물(47)을 장착하는 대신에, 차폐물(47)은 펌프 피스톤상의 원통형 가이드 표면상으로 수축 끼워맞춰질 수 있다. 액튜에이터 실린더의 상부 표면 근처의 드레인 개구부(도시되지 않았음)가 공동(45)을 드레인 도관(23)과 연결한다.

차폐물의 측벽(48)의 두께는 하향으로 감소한다. 중간부재(26)에서는, 측벽(48)의 정반대 측부상에 2개의 센서(49)들이 장착되어, 와이어(50)를 통하여 제어 유닛(9)에 신호를 전달한다. 이 신호들은 예를들면 전압으로 될 수 있으며, 그 크기는 센서의 단부와 측벽(48)의 외측 표면 사이의 거리에 따른다. 상기 벽은 경사져 있으므로, 펌프 피스톤이 상향으로 이동할 때, 상기 거리는 증가하며, 따라서, 센서들은 제어 유닛에 피스톤의 인접 위치에 관한 피드-백을 제공한다.

연료 입구 채널(51)은 펌프실(52)을 방출 채널(31)을 통하여 환형 챔버(30)와 연결한다. 방출 채널(31)과 펌프실 사이의 유동 경로에, 체크 밸브(53)가 배치되며, 그것은 단지 펌프실 내로 연료의 유동을 허여한다. 펌프실의 압력이 환형 챔버(30)의 프라이머 펌프 압력을 초과할 때, 체크밸브는 폐쇄되며, 펌프 피스톤의 송출 행정의 종료시 일단 펌프실의 압력이 다시 강하하면, 체크 밸브는 다시 개방되어 프라이머 펌프 압력으로 연료의 유입을 허여한다. 체크 밸브는 상부 섹션(29)의 측부 보어(54)내로 나사로 조여지며, 그것은 체크 밸브가 펌프 실린더의 상부 표면상의 공간을 차지하지 않는다는 잇점을 제공한다.

연료 입구 채널(55)은 챔버 섹션(41)으로부터 시작하여, 분사기(6)용 압력 파이프 연결부의 상향 방출구(56)에서 끝난다. 각각의 채널(55)은 반경방향 보어와 축방향 보어를 포함하며, 반경방향 보어의 외측 단부는 그 내측으로 나사로 조여진 요소(57)에 의해 차단된다. 도3에 도시된 바와같이, 3개의 반경방향 보어와 보어(51, 54)들은 실린더의 원주방향으로 균일하게 분포될 수 있다. 압력 파이프의 연결부와 관련하여, 체크 밸브가 압력 파이프에 배치되어, 원할 경우, 송출행정의 종료후, 펌프실로 연료가 되돌아가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 완충 챔버(42)의 상부로부터 상향으로 이르는 축방향 중심 보어(58)가 존재할 수 있다. 그 보어(58)는 요소(57)에 의해 차단되지만, 원할 경우, 인양공구(lifting tool)의 삽입을 위해 사용될 수 있으며, 상기 인양공구는 펌프 피스톤의 상부상으로 나사로 조여져, 상기 피스톤이 펌프 실린더와 함께 들어올려지도록 할 수 있다.

펌프 피스톤은, 환형의 반경방향 최외측 섹션(61)과 상기 섹션(61)에 관하여 상향으로 배치된 중앙의 반경방향 최내측 섹션(62)을 지니는 단차진 전방 단부 표면을 지닌다. 상기 2개의 섹션들 사이에, 펌프 피스톤은 최상부 섹션(63)을 지니는데, 그 높이는 완충 챔버(42)의 높이에 상당하며, 그 외경은 완충 챔버의 내경보다 약간 더 작게 된다.

연료 펌프는 다음과 같이 작동한다. 제어 밸브(11)가 드레인, 다시말하면,밸브의 탱크 구멍에 관한 액튜에이터에 압력실(60)을 유지하면, 압력실의 유체 압력은 0.5 바의 초과압력과 같이 낮게 된다. 이러한 상황에서, 드레인은 사용된 유압액 배출의 모든 가능성을 의미한다. 따라서, 드레인이 반드시 대기압을 지닐 필요는 없다. 밸브의 탱크 구멍에 연결된 드레인은 예를들면 상기의 0.5 바의 작은 초과압력으로 가압될 수 있다. 챔버가 드레인에 열결되며, 체크 밸브(53)는 개방되어, 프라이머 펌프 압력의 연료가 펌프실(52)내로 유동하도록 허여함으로써, 상기 펌프실의 압력은 예를들면 8 바의 초과압력으로 된다. 드레인 압력이 대기압 이상으로 설정되면, 액튜에이터 피스톤의 면적과 펌프 피스톤 사이의 비는 펌프실의 프라이머 펌프 압력과 액튜에이터의 펌프실의 드레인 압력 사이의 비보다 더 작게 되어야 하는데, 그 이유는 펌프 피스톤상의 하향력이 액튜에이터 피스톤상의 상향력을 초과하기 때문이다. 제시된 실시예에 있어서, 피스톤 면적 사이의 비는 4:1 이지만, 압력의 절대값 사이의 비는 약 6:1 이다.

제어 밸브(11)가 상기 언급된 위치에 있는 한, 펌프 피스톤과 액튜에이터 피스톤은 펌프실의 압력에 의해 하향으로 밀리며, 따라서, 도시된 출발위치로 되돌아가도록 이동되며, 피스톤들은 서로 접하고, 액튜에이터 피스톤의 하부 표면(59)은 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면(17)과 접한다.

제어 밸브가 그 고압 구멍을 채널(16)에 연결하도록 작동되면, 압력실(60)의 압력은 예를들면 250 바의 고압 도관의 압력까지 돌연 상승한다. 액튜에이터 피스톤은 이러한 압력에 의해 전방으로 밀려, 펌프 피스톤을 펌프실(52)내로 구동하며, 여기서 압력증가는 체크 밸브(53)가 폐쇄되어 압력 파이프(5)의 압력이 증가하도록한다. 피스톤들의 짧은 이동 후에, 파이프(5)의 연료의 압력은 분사기의 개방 압력에 이르며, 그 압력은 예를들면 400 바로 될 수 있으며, 연료의 분사가 개시된다.

제어 유닛(9)이 분사를 중단되도록 하고, 제어 밸브(11)의 절환을 위한 작동 신호를 전달하면, 채널(16)은 탱크 구멍에 다시 연결되며, 펌프실의 압력은 드레인 압력으로 신속하게 강하하는 동시에 펌프실의 압력이 프라이머 펌프 압력으로 강하하며, 펌프 피스톤이 정지한다. 이어서, 체크 밸브(53)가 개방되고, 연료가 압력실내로 다시 유동하기 시작함으로써, 펌프 피스톤과 액튜에이터 피스톤을 그 출발위치로 되돌아가도록 밀며, 그후, 다음의 분사 시퀀스에서 이러한 과정이 반복될 수 있다.

귀환 이동중, 펌프실은 단지 선행 시퀀스에서 분사된 체적에 상응하는 연료의 체적으로만 공급될 필요가 있으며, 2행정 엔진에서의 분사는 일반적으로 엔진의 1/15 회전중 발생한다는 것을 주목할 필요가 있는데, 여기서 엔진의 14/15의 회전은 피스톤들의 귀환을 위해 또는 동일한 펌프에 의해 다른 실린더내로 분사를 실행하기 위해 유지된다. 비록, 피스톤상의 비교적 작은 결과의 하향력이지만, 피스톤들이 그들의 고정된 출발 위치로 귀환하기 위한 충분한 시간이 있다.

물론, 상기 실시예의 여러가지 변형예가 만들어질 수 있다. 예를들면, 실린더에 압력실에 대한 공급 채널을 제공함으로써, 폐쇄된 하부를 갖는 액튜에이터 실린더를 설계할 수 있다. 또한, 부가의 수단 없이, 액튜에이터 피스톤의 상부 표면에 단차진 것과 같은 다른 설계를 제공할 수 있으며, 액튜에이터 피스톤 상의 직립 스터드가 컵 모양의 차폐물(47)을 지지하여, 펌프 피스톤의 하부 표면이 차폐물의상부 표면에 헐겁게 접하도록 할 수 있다. 위치에 대한 신호가 필요없을 때, 펌프 피스톤은 차폐물없이 설계될 수 있다. 바람직하지는 않지만, 통상의 방식으로 인장 응력을 흡수할 수 있는 케이싱을 갖는 연료펌프를 설계할 수 있다. 더우기, 2개의 펌프 실린더가 실질적인 공동없이 일체로 될 수 있으며, 액튜에이터의 실린더 보어는 예를들면 펌프의 실린더 보어내로 계단식 또는 원뿔형으로 계속될 수 있으며, 그 결과, 직립의 내측벽과 내측 차폐물 어느것도 포함하지 않는 짧은 길이의 연료펌프가 제공된다. 펌프가 4개의 분사기에 연료를 송출할 경우, 유동 제한부는 체크 밸브와 마찬가지로 측부 보어에 배치될 수 있다. 또한, 압력 파이프(5)가 펌프의 측벽에 장착되도록, 방출구(56)들이 비스듬하게 될 수 있다. 또한, 연료펌프는 펌프 실린더 위쪽에 배치된 액튜에이터 실린더와 함께 장착되는 동시에, 환형 벽(46)과 컵 모양의 차폐물(47)은 생략될 수 있는데, 그 이유는 누출된 연료 오일이 흘러내려 누출된 유압액과 섞일 가능성이 없기 때문이며, 상기 누출된 유압액은 일반적으로 디젤 엔진의 기름받이로 배출된다. 연료펌프는 또한 디스트리뷰터 블럭의 아래 또는 측부에 배치될 수 있으며, 다른 곳, 예를들면, 실린더 커버(19)상에도 배치될 수 있다.

Claims (12)

1. 프라이머(primer) 펌프 압력에서 연료 펌프에 연료를 분배하기 위한 연료 도관(20), 상기 연료와는 상이한, 가압된 유압액을 연료펌프에 분배하기 위한 고압 도관, 송출행정에서 액튜에이터 실린더(24)의 액튜에이터 피스톤(36)에 의해 전방으로 구동되어 펌프실로부터 나오는 연료를 동시에 가압하며, 귀환행정에서 후방으로 구동되어 연료도관으로부터의 연료로 펌프실을 동시에 충전하는 펌프 피스톤(39) 및 전자적으로 작동되는 제어밸브(11)에 의해 제어됨으로써 액튜에이터 실린더의 압력실에 고압 도관으로부터의 유압액이 공급되거나 또는 드레인(drain)이 연결되는 액튜에이터 피스톤을 포함하여 구성되는, 특히 2행정 크로스헤드 엔진과 같은 내연기관용 액압식 연료펌프의 작동방법에 있어서, 펌프실(52)의 펌프 피스톤의 단부 표면(61, 62)상에 연료 압력의 작용에 의해 펌프 피스톤(39)이 각각의 분사 시퀀스 사이의 고정된 초기 위치로 복귀되며, 펌프 피스톤이 소기의 체적을 송출하는 순간에 펌프실에 유압액의 공급을 차단하는 제어밸브(11)에 의해 연료 펌프의 송출량이 전자적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프의 작동방법.
2. 제1항에 있어서, 전자 제어 유닛(9)이, 당해 엔진의 부하에서 연료의 체적의 1 내지 60 퍼센트에 이르는, 동일한 엔진 부하에서 부가적인 체적의 송출을 위해 펌프를 전환하고, 또한 동시에 연료가 그 부가적인 체적에 상당하는 물과 섞이는것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프의 작동방법.
3. 펌프 실린더(29)내에서 종방향으로 변위가능하며 펌프 실린더와 함께 펌프실(52)을 형성하는 전방단면을 지니는 펌프 피스톤(39), 펌프 피스톤의 연장부에 배치되어 액튜에이터 실린더(24)내에서 종방향으로 변위가능하고 압력실에 배치되어 펌프 피스톤으로부터 이격되게 향하는 피스톤 표면(59)을 지니며 펌프 피스톤의 횡단면적보다 상당히 더 큰 면적을 지니는 액튜에이터 피스톤(36)을 포함하여 구성되며, 상기 펌프 피스톤은 액튜에이터 피스톤에 관하여 헐겁게 되며, 체크밸브(53)를 구비한 적어도 하나의 연료 입구 채널(51)이 펌프실내로 개방되며, 적어도 하나의 연료 출구 채널(55)이 펌프실로부터 적어도 하나의 배출구까지 통하는 특히 2행정 디젤 엔진과 같은 내연기관용 액압식 연료펌프에 있어서, 상기 펌프 실린더(25)와 액튜에이터 실린더(24)는 환형의 중간 간격부재(26)에 의해 상호 분리되는 분리유닛으로 되며, 펌프 실린더는 상기 간격부재내로 하향 돌출하는 하부영역(28)과 커버 스터드(33)에 의해 장착되고 상기 하부 영역에 관하여 반경방향으로 돌출하는 상부영역(29)을 지니는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
4. 제3항에 있어서, 상기 펌프 피스톤(39)은 펌프 실린더(25)의 부속의 실린더 보어에 의해 반경방향으로만 안내되며, 상기 액튜에이터 피스톤(36)은 부속의 액튜에이터 실린더의 실린더 보어(35)에 의해 반경방향으로만 안내되며, 상기 2개의 피스톤들은 반경방향으로 상호 자유롭게 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
5. 제3항에 있어서, 상기 액튜에이터 실린더(24)는 축방향으로 관통하는 실린더 보어(35)를 구비한 환형의 유닛이며, 상기 연료 펌프는 디스트리뷰터 블럭(2)의 상부 표면(17)상에 장착되며, 상기 액튜에이터 실린더의 실린더 보어(35)는 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면의 배출구의 직접적인 연장부에 배치됨으로써, 압력실이, 각각 액튜에이터 실린더에 의해 반경방향으로 규정되고, 액튜에이터 피스톤의 피스톤 표면과 디스트리뷰터 블럭의 상부 표면에 의해 축방향으로 규정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
6. 제3항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 실린더의 하부 섹션(28)의 외측 표면은 환형의 리세스를 구비하며, 상기 환형의 리세스는 중간 부재(26)의 주변 내측 표면에 관하여 상부와 하부에서 압력-시일되며, 중간 부재의 벽에 있는 연료 입구(22)는 리세스와 중간 부재에 의해 형성된 환형의 챔버(30)내로 이어지며, 압력-감소용 유동 제한부를 갖는 방출 채널(31)이 상기 환형 챔버와 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
7. 제3항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 그 상부 표면에 액튜에이터 실린더(24)는 액튜에이터 실린더의 실린더 보어보다 더 큰 내경을 갖는 직립의 환형 벽(46)을 지니며, 상방으로 폐쇄된 컵 모양의 차폐물(47)이 환형 벽의 주위에서 하향으로 연장하는 펌프 실린더의 하부 표면으로부터 일정한 거리에 있는 펌프 피스톤(39)의 하단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
8. 제7항에 있어서, 상기 컵 모양의 차폐물(47)의 벽 두께가 하향으로 감소하고, 펌프 피스톤(39)의 인접 위치의 탐지를 위해 적어도 2개의 센서(49)가 차폐물의 대향 측부의 또한 대향 측부상의 중간 부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
9. 제3항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 펌프 실린더는 펌프 피스톤(39) 주위에 압력 시일 방식으로 배치되는 하부 섹션(40)과 상기 하부 섹션 보다 더 큰 직경의 챔버 섹션(41)을 지니며, 상기 연료 입구 채널(51)은 상기 챔버 섹션의 측벽내로 개방되며, 적어도 2개의 연료 출구 채널(55)이 상기 챔버 섹션의 측벽으로부터 시작되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
10. 제9항에 있어서, 상기 연료 출구 채널(55)은 상향 방출구(56)와 연결되며, 연료 분사기(6)에 이르는 압력 파이프(5)에 대한 플랜지(8)들이 펌프 실린더의 상부 섹션의 상부 표면상에 장착되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
11. 제9항에 있어서, 챔버 섹션(41)위의 영역에서, 펌프 실린더(41)는, 상향으로 폐쇄된 완충 챔버(42)를 구성하는 작은 직경의 섹션을 지니며, 상기 펌프 피스톤은 상기 완충 챔버의 높이에 상당하는 높이와 상기 완충 챔버의 직경보다 약간 더 작은 외경의 최상부 섹션(63)을 지니는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.
12. 제3항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 액튜에이터 피스톤(36)은 그 하부 표면에 인접한 리세스(37)를 지니며, 상기 액튜에이터 실린더의 벽에 장착된 정지구(38)가 상기 리세스내로 돌출하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 액압식 연료펌프.