KR100706171B1

KR100706171B1 - 고압 액압 연료 펌프

Info

Publication number: KR100706171B1
Application number: KR1020017009607A
Authority: KR
Inventors: 시스토 루이기 드마타이스
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2007-04-11
Also published as: IT1310755B1; US20020034452A1; DE60029422D1; WO2001040657A1; US6558142B2; ITTO991055A0; AU2546101A; ITTO991055A1; KR20010093298A; EP1147314A1; JP2003524099A; DE60029422T2; JP4902923B2; EP1147314B1

Abstract

펌프(5)는 압축방향으로 확실하게 그리고 흡입 방향으로 탄성적으로 움직이는 피스톤(16)이 들어있는 적어도 하나의 실린더(6)를 갖는다. 압축 스프링(26)은 흡입밸브(19)의 셔터(21)와, 피스톤(16)의 위치에 따라 영향을 미치는 가변의 탄성력에 의해 차단된 위치로 탄성적으로 셔터(21)를 밀어내기 위한 피스톤(16) 사이에 위치되어 있다. 셔터(21)는 흡입밸브(19)의 시트(22)와 결합하는 플레이트 (28)를 가지고, 피스톤(16)에 평행으로 움직일 수 있으며, 압축 스프링(26)은 흡입밸브(19)의 개구부와 종결부 양자에 나아가기 위한 플레이트(28)에 작동한다.

Description

고압 액압 연료 펌프{High-pressure hydraulic fuel pump}

본 출원 발명은 고압 액압 펌프에 관한 것으로서, 특히 내연기관 래디얼 피스톤 연료 펌프에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 내연기관 특히 디젤 엔진에서는, 펌프가 1,600 바아 정도의 고압에서 작동하고, 일군의 방사상 실린더를 가진다. 각 실린더 내에는 하나의 공용 캠에 의해 구동되는 피스톤이 각각 슬라이딩한다. 각 피스톤은 복귀 스프링을 구비하여, 연료 흡입 행정 중에 탄성적으로 이동하고, 흡입밸브와 연관되어 있다. 흡입밸브는 정상 상태에서 또 하나의 복귀 스프링에 의해 차단상태로 유지되는 셔터를 가지며, 또 하나의 복귀 스프링은 흡입연료 압력에 의해 가압되어 밸브를 개방한다.

공지의 3-래디얼 피스톤 펌프에서는, 각 셔터가 실린더 내의 대응하는 시트와 상호 작용하는 플레이트를 가지며, 흡입 연료 압력이 거의 5바아에 도달할 때 개방된다. 구동축에 대한 세 피스톤의 반작용은 정상상태에서 피스톤들의 120°간격 배치에 의해 충분한 균형을 이룬다.

공지의 래디얼 피스톤 펌프에서는, 셔터 복귀 스프링이 피스톤 위치에 의해 영향을 받지 않는다. 펌프가 예를 들어 최대용량의 30퍼센트 이하의 낮은 용량에서 작동할때, 구동축과 여러 실린더의 공급 압력 모두에 언발란스가 가해지게 된다. 실제로, 흡입밸브는 그 개방의 지연량이 가변적이게 되어 일부가 전혀 개방되지 않을 수도 있으므로, 피스톤들의 연료 압축량이 상이하게 된다.

본 발명의 목적은, 공지 펌프들에 전형적으로 관련되어 있는 전술한 결점을 제거할 수 있도록 고안된 매우 정확하고 신뢰성있는 고압 액압 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 내부에서 피스톤이 슬라이딩하는 적어도 하나의 실린더와, 상기 피스톤을 압축 방향에 정 방향으로 이동시키는 구동수단과, 상기 실린더에 결합되는 셔터를 가진 흡입밸브를 포함하며, 상기 피스톤이 상기 압축 방향에 반대되는 흡입 방향으로 탄성적으로 이동하는 고압 액압 펌프에 있어서, 상기 피스톤과 상기 셔터 사이에 마련되어, 상기 실린더 내의 상기 피스톤의 위치에 따라 변화하는 탄성력을 가함으로써 상기 셔터를 차단위치로 밀어 상기 흡입밸브의 개방 및 차단을 촉진시키는 탄성수단을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프를 제공한다.

더욱 구체적으로는, 펌프 내의 셔터는 실린더가 수용하는 시트와 작용하는 플레이트를 가지고, 플레이트는 피스톤에 평행으로 이동할 수 있으며, 탄성 수단은 플레이트와 피스톤 사이에 위치된 나선 압축 스프링을 가진다.

이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 비한정적인 실시예를 예 로써 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 래디얼 피스톤 펌프의 부분측 단면도,

도 2 는 도 1 의 확대 상세도,

도 3 은 도 1 펌프의 작동개략도이다.

도 1의 참조부호 5는 내연기관, 예를 들면 디젤엔진에 연료를 공급하기 위한 고압펌프 전체를 가리킨다. 펌프(5)는 래디얼의 피스톤 타입이고, 중공본체(7)의 내부에 각 축이 120°이격되어 래디얼로 배열된 세 개의 실린더(6)(도 1에는 하나만이 도시)를 포함한다. 더욱 구체적으로는, 실린더(6)는 중공본체(7)와 단일체로 형성되며, 중공본체(7)는 플랜지(8)에 의해 차단된다.

펌프(5)는 중공본체(7)의 중앙 챔버(12) 내에 수용되는 편심부(11)와 일체인 구동축(9)을 가진다. 편심부(11)는 펌프(5)를 제어하며 편심부(11)상에서 회전하는 링(13)에 의해 형성되는 환상 캠을 지지한다. 링(13)의 외표면은 실린더(6)들에 관련되어 대응하는 실린더(6)의 축에 수직인 세 개의 평탄부(14)를 가진다.

각 피스톤(16)은 각 실린더(6)에서 슬라이딩하며, 피스톤(16)의 외부의 반경방향 외표면은 실린더(6)내의 압축 챔버(15)를 형성하고, 피스톤(16)은 실린더(6)로부터 축(9)을 향해 돌출하여 있다. 피스톤(16)은 링(13)의 대응하는 부분(14) 상에서 공지방식으로 슬라이딩하는 패드(17)를 가진다. 축(9)이 회전하면, 링(13) 은 피스톤(16)을 압축 방향으로 즉, 외측을 향해 정방향으로 연속적으로 이동시키는 한편, 패드(17)는 스프링(18)에 의해 피스톤(16)과 함께 링(13)의 대응하는 평 탄부(14)를 향한 흡입 방향으로 탄성적으로 밀린다.

각 피스톤(16)은 밸브 본체(23) 내에서 형성된 시트(22)(도 2)와 상호작용하며 대응하는 실린더(6)와 동축인 셔터(21)를 가진 흡입밸브(19)와 관련한다. 밸브 본체(23)는 실린더(6) 및 중공 본체(7)(도 1)와 일체이며, 액밀형 링 너트 체결부재(24)에 의해 중공 본체(7)에 고정된다. 각 피스톤(16)은 또한 도면에 도시하지 않은 공급밸브와 관련된다.

본 발명에 따르면, 압축 스프링(26)으로 형성되는 탄성수단은 피스톤(16)과 셔터(21) 사이에 위치한다. 더욱 구체적으로는, 밸브 본체(23) (도 2)는 종 형상이고, 피스톤(16)에 대면하여 스프링(26)의 일부를 수용하는 거의 원통형인 공동부(27)를 가진다. 시트(22)는 공동부(27)의 내부에 위치되고, 압축 챔버(15)를 향해 확장된 절두 원추형이다.

셔터(21)는 밸브 본체(23) 내의 축방향 구멍(31)에 의해 안내되는 스템(29) 과 일체인 플레이트(28)를 가진다. 축방향 구멍(31)은 밸브 본체(23)의 공급도관 (32)과 연통하는 확장부(30)를 가지며, 도관(32)은 중공 본체(7) 및/또는 플랜지(8) 에 수반되는 공급 채널(33)(도 1)과 연통한다.

플레이트(28)는 스템(29)과 대면한 측에서, 시트(22)와 형상 맞춤 되도록 절두 원추형으로 형성된 연부(35)를 가진다. 플레이트(28)는 스템(29)과 이격되어 대면하는 측에서, 스프링(26)의 일 단을 고정하기 위한 원통형 돌기(34)를 가진다. 피스톤(16)의 외부의 반경방향 표면은 피스톤(16)보다 더 작은 직경의 원통형 연장부(36)를 가지며, 압축 스프링(26)의 타단은 피스톤(16)의 원통형 연장부(36)에 의해 고정된다.

펌프 5 는 다음과 같이 작동한다.

편심부(11)가 도 1 의 위치에 있을 때에, 도 1 에서 도시된 피스톤(16)은 상 사점 중앙 위치에 있고 스프링(26)을 압축 상태로 유지한다. 축(9)이 회전하면, 편심부(11)는 링(13)에 의해 스프링(18)이 피스톤(16)을 내측으로 이동시키게 하고 그리하여 흡입 챔버(15) 내에 감압을 생성시키는 동시에 스프링(26)을 소량 압축해제하거나 신장시키며, 스프링(18)은 셔터(21)의 플레이트(28)에 가해지는 힘을 플레이트(28)의 바닥 표면에서 1.8 바아 압력에 상당하는 값까지 감소시킨다.

공급도관(32)과 압축 챔버(15) 사이에 압력차가 감압 스프링(26)에 의해 가해지는 힘보다 클때 흡입밸브(19)는 개방된다. 그래서 흡입밸브(19)는 공급도관 (32)내에 연료 압력 또는 유체량이 낮은 경우에도 공지의 밸브에 비해 더 빠르게 신속히 개방된다. 그런 다음 연료는 공급채널(33)과 밸브 본체(23)의 도관(32)을 따라 인출된다. 스프링(26)에 의해 셔터(21)의 플레이트(28) 상에 가해지는 힘은 피스톤(16)의 하 사점 중앙 위치에서 최소까지 감소되지만, 챔버(15) 내의 연료 압력은 공급도관(32) 내와 동일하게 유지된다.

피스톤(16)을 외향 정방향으로 이동시켜 그 후 편심부(11)는 챔버(15) 내의 연료를 압축하기 시작한다. 피스톤(16)은 또한 스프링(26)을 압축하기 시작하고, 스프링(26)은 셔터(21)의 플레이트(28)에 가해지는 탄성력을 증가시키고, 셔터(21) 는 스프링(26)에 의해 가해진 힘과 함께 챔버(15)의 연료 압력에 의해 차단된다. 따라서, 밸브(19)는 공지 밸브에 비해 신속히 빠르게 차단되어 더 큰 압축 효율을 제공한다. 피스톤(16)이 한번 더 상 사점 중앙 위치에 도달할 때까지 압축은 계속된다.

도 3은 편심부(11)의 작동 중 전형적인 단계의 펌프(5)의 세 피스톤(16)과 관련 셔터(21)의 상대적 위치를 도시한 것이다. 도 3에서, 세 개의 실린더(6)는 A, B 및 C로 표시되어있다. 더 구체적으로 설명하면, 실린더 6A 내에서는, 피스톤(6)이 상사점 중앙 위치에 근접하여 흡입 행정이 개시 상태에 있고, 셔터(21)가 여전히 차단상태에 있지만, 스프링(26)은 신장하기 시작하여 셔터(21)에 가해지는 힘을 감소시킨다.

실린더 6B에서는, 피스톤(16)이 바닥 하사점을 향해 이동하고 스프링(26) 은 약간만 압축된 상태이며, 셔터(21)는 공급 채널(33) 내의 연료 압력이 낮더라도 개방상태에 있다. 실린더 6C에서는, 피스톤(16)이 압축 행정을 시작하여 스프링 (26)을 압축하기 시작하였으므로 셔터(21)는 즉시 차단된다.

공지기술에 비한 본 발명에 따른 펌프의 이점은 전술의 설명으로부터 명백할 것이다. 특히, 셔터(21)는 공급도관 내의 연료 압력이 낮은 경우에도 더욱 신속히 개폐되고, 펌프의 작동은 균형을 이루어 계속된다.

전술한 조절 시스템에 대한 변경은 첨부한 청구 범위를 벗어나지 아니하고도 가능함은 물론이다. 예를 들어 실린더(6)는 중공 본체(7)로부터 분리되어 그 내부의 구멍 내에 삽입될 수 있고, 각 밸브 본체(23)는 체결 플레이트에 의해 대응 하는 실린더와 함께 중공 본체(7)에 결합될 수 있다.

흡입밸브(19)의 시트(22)는 절두 원추형과 다른 평판형일 수 있고 펌프는 단 일의 피스톤 형 또는 다중 인 라인 피스톤 형일 수 있으며, 엔진 연료가 아닌 다른 유체를 펌핑하는 데 사용될 수 있다.

Claims

내부에서 피스톤(16)이 슬라이딩하는 적어도 하나의 실린더(6)와, 상기 피스톤(16)을 압축 방향에서 정 방향으로 이동시키는 구동수단(9, 11)과, 상기 실린더(6)에 결합되는 셔터(21)를 가진 흡입밸브(19)를 포함하며, 상기 피스톤(16)이 상기 압축 방향에 반대되는 흡입 방향으로 탄성적으로 이동하는 고압 액압 펌프에 있어서,

상기 피스톤(16)과 상기 셔터(21) 사이에 탄성수단(26)을 설치하여, 상기 실린더(6) 내의 상기 피스톤(16)의 위치에 따라 변화하는 탄성력을 가함으로써 상기 셔터(21)를 차단위치로 밀어주는 식으로 상기 흡입밸브(19)의 개방 및 차단을 촉진시키며,

상기 피스톤(16)은 상기 탄성수단에 직접 작용하여 상기 탄성력을 변화시키는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제1항에 있어서,

상기 셔터(21)는 상기 흡입밸브(19)의 시트(22)와 상호 작용하는 플레이트 (28)를 가지며, 상기 플레이트(28)는 상기 피스톤(16)에 평행하게 이동가능하며, 상기 탄성수단은 상기 플레이트(28)와 상기 피스톤(16) 사이에 위치하는 압축 스프링(26)인 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제2항에 있어서,

상기 셔터(21)는 상기 플레이트(28)와 일체로 형성되어 반경방향 외측으로 연장된 스템(29)을 더 포함하고,

상기 스템(29)은 상기 흡입밸브(19)의 밸브 본체(23)의 축 방향 구멍(31) 내에서 안내되는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제3항에 있어서,

상기 시트(22)는 상기 피스톤(16)을 향해 확장되는 절두 원추형이며, 상기 플레이트(28)는 상기 스템에 대면한 면 위에, 상기 시트(22)의 모양에 상보적인 절두 원추형 단부(35)를 갖는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제4항에 있어서,

상기 플레이트는 상기 스템의 반대 면상에 상기 스프링(26)의 일단을 결합하기 위한 원통형 돌출(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 피스톤(16)은 상기 플레이트(28)와 동축이고 상기 스프링(26)의 타단과 결합하기 위한 원통형 연장부(36)를 갖는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제3항에 있어서,

상기 시트(22)는 실린더(6)와 동축이고 또한 상기 실린더(6)에 고정된 밸브 본체(23)에 의해 수반되며, 상기 밸브 본체(23)는 공급도관(32)을 가지며, 상기 밸브 본체(23)는 상기 스프링(26)의 적어도 한 부분을 수용하기 위한 종 형상인 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제3항에 있어서,

상기 동축의 구멍(31)은 상기 공급도관(32)과 연통하는 확장부(30)를 가지는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제8항에 있어서,

내연 기관 연료를 위한 래디얼의 피스톤 타입의 펌프가 플랜지(8)에 의해 차단된 중공 본체(7)를 포함하며, 상기 중공 본체(7)는 흡입밸브(19)의 대응하는 그룹을 가지며 또한 대응하는 그룹의 피스톤들(16)과 결합하는 한 그룹의 래디얼의 실린더들(6)을 가지며, 상기 피스톤들(16)은 공동의 편심부(11)에 의해 작동되고, 상기 밸브 본체들(23) 각각은 액밀적인 체결부재(24)에 의해 상기 중공 본체(7)의 내부에 고정되고, 상기 체결부재(24)는 외부로부터 상기 중공 본체(7)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 고압 액압 펌프.
제9항에 있어서,

각 밸브 본체(23)의 공급도관(32)은 상기 중공 본체(7) 및 상기 플랜지(8) 내에서 형성되는 공급 채널(33)과 연통하는 것을 특징으로 하는 고압 액압펌프.