KR101361612B1 - 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프 - Google Patents

유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프 Download PDF

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이준혁
강명권
진일찬
조우종
박성용
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Abstract

본 발명은 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프에 관한 것으로, 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되는 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 솔레노이드 및 상기 솔레노이드의 동작에 의해 출몰 동작하여 입구측 체크밸브를 개폐 동작시키는 니들, 상기 하우징의 선단측에 결합되어 상기 니들의 후방 이동을 제한하는 니들 스토퍼 및 상기 니들 스토퍼의 내부에 설치되어 상기 니들(44)에 복원력을 제공하는 스프링을 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프를 이용하는 것에 의해, 본 발명은 유량제어밸브 내부에 마련된 액추에이터의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

Description

유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프{FLOW CONTROL VALVE AND HIGH PRESSURE FUEL PUMP FOR DIRECT INJECTION TYPE GASOLINE ENGINE WITH THE SAME}
본 발명은 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가솔린 엔진이 공기를 흡입하여 압축한 후 가솔린 연료를 실린더 내부에 직접 분사하도록 가솔린 연료를 고압으로 압축하여 인젝터에 공급하는 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프에 관한 것이다.
가솔린 엔진의 연비 및 성능을 개선하기 위하여 직접분사식 엔진(Gasoline Direct Injection) 기술이 개발되고 있다. 공기/연료 혼합기(air/fuel mixture)의 흡입/압축/점화/폭발/배기 과정에 의해 동력을 발생하는 통상의 가솔린 엔진의 연소 과정에 비하여, 직접분사식 가솔린 엔진은 공기만을 흡입하여 압축한 후 연료를 분사하게 된다. 이러한 방식은 디젤 기관의 압축 착화 방식과 유사하다.
따라서 직접분사식 가솔린 엔진은 통상적인 가솔린 엔진의 압축비(compression ratio)의 한계를 넘는 높은 압축비를 구현할 수 있어 연비를 극대화할 수 있는 이점이 있다.
이러한 직접분사식 가솔린 엔진에서는 연료압력이 매우 중요한 요소가 되며, 이를 위하여 고성능의 고압연료펌프가 필요하게 된다.
종래의 고압연료펌프는 엔진 캠축에 장착되어 캠의 회전력에 의해 펌프 축이 회전하고 그 회전력에 의해 펌프의 피스톤이 운동하여 압력을 형성함으로써 가솔린 연료를 공급하는 구조로 되어 있다.
그러나 종래 고압연료펌프의 경우, 세 개의 피스톤(three-piston)을 구비한 형태의 펌프로 되어 있어 가격이 비싸다는 단점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 특허 등록번호 제10-1171995호(2012년 8월 8일 공고, 이하 '특허문헌 1'이라 함), 대한민국 특허 등록번호 제10-1182131호(2012년 9월 6일 공고, 이하 '특허문헌 2'라 함), 대한민국 특허 등록번호 제10-1182130호(2012년 9월 6일 공고, 이하 '특허문헌 3'이라 함) 등에서 하나의 펌프 피스톤을 갖는 싱글 피스톤(single-piston) 타입의 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프를 개시하여 출원해서 등록받은 바 있다.
도 1은 특허문헌 1 내지 특허문헌 3을 포함하는 종래기술에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프의 단면이다.
종래기술에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프는 엔진 캠축에 장착되어 캠의 회전력에 의해 펌프 축이 회전하고, 그 회전력에 의해 펌프의 피스톤이 운동하여 압력을 형성해서 가솔린 연료를 인젝터로 공급하도록 구성된다.
이를 위해, 종래기술에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 입구측 체크밸브(2)의 개폐를 조절하여 고압연료펌프(1)의 토출 유량을 제어하는 유량제어밸브(3)를 포함한다.
하지만, 유량제어밸브(3)를 개폐하는 액추에이터(4)는 고압연료펌프(1) 구동시 입구측 체크밸브(2)의 스토퍼(5)와의 충돌시 충격에 의한 소음을 발생시킨다.
특히, 액추에이터(4)는 엔진이 상대적으로 조용한 저속 구간에서 입구측 체크밸브(2)가 동작하는 경우, 고주파 소음을 발생시킴에 따라, 종래기술에 따른 고압연료펌프(1)는 운전자에게 소음으로 인한 불만족감을 증대시키는 원인이 되었다.
또한 종래기술에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프(1)는 유량제어밸브(3)의 액추에이터(4)에 마련되는 스프링 장착부(6)가 개방형으로 형성되어 고압연료펌프(1)의 바디(7) 외측에 결합됨에 따라 발생하는 소음을 고압연료펌프(1)의 외측으로 방출하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1171995호(2012년 8월 8일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1182131호(2012년 9월 6일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1182130호(2012년 9월 6일 공고)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유량제어밸브 내부에 마련되는 액추에이터의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유량제어밸브에 마련되는 액추에이터를 고압연료펌프의 바디 내부로 최대한 인입시켜 설치하여 액추에이터의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 최소화할 수 있는 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되는 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 솔레노이드 및 상기 솔레노이드의 동작에 의해 출몰 동작하여 입구측 체크밸브를 개폐 동작시키는 니들, 상기 하우징의 선단측에 결합되어 상기 니들의 후방 이동을 제한하는 니들 스토퍼 및 상기 니들 스토퍼의 내부에 설치되어 상기 니들(44)에 복원력을 제공하는 스프링을 포함한다.
상기 니들의 중앙부에는 플랜지가 형성되고, 상기 니들 스토퍼는 일면이 개구되어 캡 형상으로 형성될 수 있다.
상기 하우징의 일단에는 커버가 결합되고, 상기 하우징의 타측에는 고압연료펌프의 입구측 개공에 결합되는 케이싱이 결합되며, 상기 니들 스토퍼의 개구된 일단에는 상기 케이싱에 형성된 단차면에 접촉하는 플랜지부가 형성될 수 있다.
상기 케이싱의 일단부 외주면에는 상기 솔레노이드의 보빈 및 코일이 설치되고, 상기 케이싱의 일단부 내부에는 상기 솔레노이드의 코어가 설치되며, 상기 니들의 일측 선단은 상기 코어 중앙에 형성된 삽입공에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되고, 상기 니들의 타측 선단은 입구측 체크밸브 내부에 설치되는 디스크에 결합되어 입구측 체크밸브를 개폐 동작시킬 수 있다.
상기 니들 스토퍼의 플랜지부와 케이싱의 단차면 사이에는 상기 니들의 폐쇄 동작시 니들과 니들 스토퍼의 충돌에 의해 발생하는 소음 및 진동을 감쇄하는 소음감쇄부재가 설치될 수 있다.
상기 니들은 상기 플랜지로부터 상기 니들 스토퍼와 결합되는 일측단으로 갈수록 직경이 작아져서 테이퍼지게 형성될 수 있다.
상기 코어의 일단에는 상기 니들을 향해 환형리브가 돌출 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 측면에 입구측 및 토출측 개공이 형성되며 상부에 댐퍼부가 장착되는 댐퍼결합부가 형성된 바디, 상기 바디의 하부에 결합되고 내부에 연료의 흡입력을 발생하는 흡입수단이 구비되는 브래킷, 상기 바디의 댐퍼결합부에 결합되며 흡입된 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부, 유량제어밸브, 상기 입구측 개공에 결합되며 상기 유량제어밸브에 연결된 입구측 체크밸브 및 상기 토출측 개공에 결합되는 토출측 체크밸브를 포함하고, 상기 유량제어밸브는 상기 입구측 체크밸브를 개폐동작시켜 상기 토출측 체크밸브를 통해 토출되는 연료의 공급 유량 및 토출 압력을 제어한다.
상기 유량제어밸브에 마련되는 니들과 니들 스토퍼는 상기 유량제어밸브의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 상기 바디로 전달하도록 상기 바디의 외면에 밀착되게 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유량제어밸브 내부에 마련된 액추에이터의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.
즉, 본 발명은 니들 스토퍼를 캡 형상으로 형성함으로써, 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음을 감쇄할 수 있다.
그리고 본 발명은 니들을 니들 스토퍼와 결합되는 일측단을 향해 테이퍼지게 형성함에 따라 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음을 니들 스토퍼 내측으로 전달함으로써, 고압연료펌프 외부로 소음이 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
또 본 발명은 니들 스토퍼와 케이싱의 단차면 사이에 소음방지부재를 설치하여 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명은 니들과 니들 스토퍼를 바디의 내부로 밀착시켜 설치함에 따라 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음 및 진동을 바디로 전달해서 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 유량제어밸브의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 최소화하여 고압연료펌프가 장착된 차량 주행시 소음 및 진동으로 인한 운전자의 거부감을 제거하여 제품에 대한 신뢰도를 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 종래기술에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프의 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 고압연료펌프의 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 유량제어밸브 및 입구측 체크밸브의 확대단면도,
도 5는 도 4에 도시된 유량제어밸브의 단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서 설명하는 고압연료펌프는 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 하나의 펌프 피스톤을 갖는 싱글 피스톤(single-piston) 타입의 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프임에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 고압연료펌프의 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 유량제어밸브 및 입구측 체크밸브의 확대단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 유량제어밸브의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측면에 입구측 및 토출측 개공(11,12)이 형성되며, 상부에 댐퍼부(30)가 장착되는 댐퍼결합부(13)가 형성된 바디(10), 바디(10)의 하부에 결합되고 내부에 연료의 흡입력을 발생하는 흡입수단(21)이 구비되는 브래킷(20), 바디(10)의 댐퍼결합부(13)에 결합되며 흡입된 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부(30), 입구측 개공(11)에 결합되며 연료의 공급 유량 및 토출 압력을 제어하는 유량제어밸브(40), 입구측 개공(11)에 결합되며 유량제어밸브(40)에 연결된 입구측 체크밸브(50) 및 토출측 개공(12)에 결합되는 토출측 체크밸브(60)를 포함한다.
이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프는 바디(10)와 엔진 캠축(도면 미도시)의 캠 사이에 흡입수단(21)과 일체가 되도록 결합되고 캠의 회전운동을 직선 왕복운동으로 변환하여 흡입수단(21)으로 전달하는 롤러태핏부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있다.
유량제어밸브(40)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 솔레노이드(41)의 작동에 의해 입구측 체크밸브(50)의 개폐를 제어함으로써, 댐퍼부(30)를 경유하여 유량제어밸브(40)로 이송된 연료를 입구측 체크밸브(50)를 거쳐 토출측 체크밸브(60)로 이송하는 역할을 한다.
이때, 유량제어밸브(40)는 솔레노이드(41)의 제어에 의해 입구측 체크밸브(50)의 개폐도를 조절함으로써 연료의 공급 유량 및 토출 압력을 조절할 수 있다.
이를 위해, 유량제어밸브(40)는 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되는 하우징(42), 하우징(42) 내부에 설치되는 솔레노이드(41) 및 하우징(42)의 결합부(421)에 결합되어 밀봉시키는 커버(43), 솔레노이드(41)의 동작에 의해 출몰 동작하여 입구측 체크밸브(50)를 개폐 동작시키는 니들(44), 하우징(42)의 선단측에 결합되어 니들(44)의 후방 이동을 제한하는 니들 스토퍼(45) 및 니들 스토퍼(45)의 내부에 설치되어 니들(44)에 복원력을 제공하는 스프링(46)을 포함할 수 있다.
하우징(42)은 양단이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 하우징(42)의 일단에는 커버(43)가 결합되며, 하우징(42)의 타측에는 입구측 개공(11)에 결합되는 케이싱(421)이 결합될 수 있다.
케이싱(421)의 일단은 하우징(42)의 일단에 결합되고, 케이싱(421)의 타단부 외주면에는 솔레노이드(41)의 보빈(411) 및 코일(412)이 설치되며, 그 내부에는 솔레노이드(41)의 코어(413)가 설치된다.
여기서, 코어(413)의 중앙에는 니들(44)의 일단이 삽입되는 삽입공이 형성되고, 코어(413)의 일단에는 니들(44)을 향해 환형리브(414)가 돌출 형성된다.
환형리브(414)는 도 4에서 보았을 때, 니들이 우측방향으로 이동을 제한하는 스토퍼 역할을 한다.
하우징(42)에 결합되는 케이싱(421)의 일측에는 니들 스토퍼(45)가 설치될 수 있도록 단차면(422)이 형성될 수 있다.
니들(44)은 솔레노이드(41)의 코일(412) 및 코어(413)에서 발생하는 자기장에 의해 직선 왕복 운동한다.
이를 위해, 니들(44)의 일측, 도 4에서 보았을 때 우측 선단은 코어(413) 중앙의 삽입공에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되고, 니들(44)의 타측, 도 4에서 보았을 때 좌측 선단은 입구측 체크밸브(50) 내부에 설치되는 디스크(53)에 결합되어 입구측 체크밸브(50)를 개폐 동작시킨다.
이러한 니들(44)은 도 4에 도시된 바와 같이, 단면이 대략 '十'자 형상이 되도록 중앙부에 플랜지(441)가 형성된다.
플랜지(441)는 입구측 체크밸브(50) 개방 동작시, 도 4에서 보았을 때 니들(44)이 좌측으로 이동함에 따라 좌측면이 입구측 체크밸브(50)의 일측단, 즉 우측단에 접촉하고, 입구측 체크밸브(50) 폐쇄 동작시 니들(44)이 우측으로 이동함에 따라 니들 스토퍼(45)의 일단, 즉 좌측단에 접촉하게 된다.
니들 스토퍼(45)는 일면이 개구되어 캡 형상으로 형성되고, 개구된 일측 외주면에는 케이싱(421)의 단차면(422)에 접촉하는 플랜지부(451)가 형성된다.
그리고 니들 스토퍼(45)의 폐쇄된 일면에는 코어(413)의 환형리브(414)가 결합되도록 관통공(452)이 형성된다.
이러한 니들 스토퍼(45)의 내부에는 니들(44)에 복원력을 제공하는 스프링(46)이 설치된다.
즉, 스프링(46)의 일단은 니들(44)의 플랜지(441)에 지지되고, 스프링(46)의 타단은 니들 스토퍼(45)의 폐쇄된 일단에 지지된다.
이와 함께, 니들 스토퍼(45)의 측면에는 도 5에 도시된 바와 같이, 댐퍼부(30)의 배출유로(31)로부터 케이싱(421) 내부로 전달된 연료를 니들 스토퍼(45) 내부로 공급하기 위한 공급공(453)이 형성될 수 있다.
한편, 니들(44)은 플랜지(441)로부터 니들 스토퍼(45)와 결합되는 일측단으로 갈수록 직경이 작아져서 테이퍼지게 형성될 수 있다.
그리고 니들 스토퍼(45)의 플랜지부(451)와 케이싱(421)의 단차면(422) 사이에는 니들(44)의 폐쇄 동작시 니들(44)과 니들 스토퍼(45)의 충돌에 의해 발생하는 소음 및 진동을 감쇄하기 위해 소음감쇄부재(47)가 설치될 수 있다.
본 실시 예에서 소음감쇄부재(47)는 웨이브 와셔(wave washer)로 구비된다.
물론, 소음감쇄부재(47)는 웨이브 와셔뿐만 아니라, 탄성 재질로 제작되는 패드부재, 탄성스프링과 같이 다양한 탄성 수단으로 변경될 수 있다.
또 니들(44)과 니들 스토퍼(45)는 니들(44)과 니들 스토퍼(45)의 충돌에 의해 발생하는 소음 및 진동을 바디(10)로 전달해서 감소시키기 위해 바디(10)의 내부로 최대한 밀착되게 설치된다.
즉, 니들(44)의 플랜지(441)와 니들 스토퍼(45)의 플랜지부(451)는 바디(10)의 외면상에 근접되어 설치된다.
이와 같이, 본 발명은 니들 스토퍼를 캡 형상으로 형성함으로써, 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음을 감쇄할 수 있다.
그리고 본 발명은 니들을 니들 스토퍼와 결합되는 일측단을 향해 테이퍼지게 형성함에 따라 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음을 니들 스토퍼 내측으로 전달함으로써, 고압연료펌프 외부로 소음이 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
또 본 발명은 니들 스토퍼와 케이싱의 단차면 사이에 소음방지부재를 설치하여 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.
또 본 발명은 니들과 니들 스토퍼를 바디의 내부로 밀착시켜 설치함에 따라 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음 및 진동을 바디로 전달해서 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
입구측 체크밸브(50)는 유량제어밸브(40)에 의해 유입된 연료의 역류를 방지하면서 토출측 체크밸브(60)로 공급하는 역할을 한다.
이러한 입구측 체크밸브(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 댐퍼(30)의 배출통로(31)와 연결되는 유입공(511)이 형성되는 유입부(51), 유입부(51)의 일단에 연결되어 바디(10)에 결합되는 결합부(52) 및 니들(44)의 선단에 결합되어 결합부(52) 내부로 연료를 전달하는 전달공(521)을 개폐하는 디스크(53)를 포함한다.
유입부(51)와 결합부(52)의 중앙에는 니들(44)이 결합되는 결합공이 형성된다.
결합부(52)의 일단, 도 4에서 보았을 때 우측단에는 유입부(51)로부터 연료를 전달받는 전달공(521)이 형성되고, 결합부(52)의 타단, 도 4에서 보았을 때 좌측단에는 디스크(43)의 좌측방향 이동을 제한하는 원통형 스토퍼(522)가 형성될 수 있다.
디스크(53)의 일단, 도 4에서 보았을 때 좌측단에는 결합부(52)에 형성된 원통형 스토퍼(522)에 삽입되는 삽입돌부(531)가 형성될 수 있다.
원통형 스토퍼(522)와 삽입돌부(531)의 외주면에는 디스크(53)에 복원력을 제공하는 탄성스프링(54)이 설치될 수 있다.
이러한 입구측 체크밸브(50)의 외주면에는 바디(10)와 결합부(52) 사이의 기밀을 유지하기 위해 오링이 설치될 수 있다.
다음, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량제어밸브 및 그를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프의 결합관계 및 작동방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량제어밸브(40)는 하우징(42) 양측에서 각각 하우징(42) 내부로 솔레노이드(41) 및 케이싱(421)을 결합하여 솔레노이드(41)를 고정하고, 솔레노이드(41)가 결합된 일단에 커버(43)를 결합한다.
이어서, 니들(44)과 솔레노이드(41) 사이에 니들 스토퍼(45)를 위치시킨 상태에서 니들(44)의 일단을 솔레노이드(41)의 코어(413) 중앙에 형성된 삽입공에 삽입한다.
여기서, 니들(44)의 중앙부에는 플랜지(441)가 형성되고, 플랜지(441)의 일측에서 코어(413)를 향해 테이퍼지게 형성된다.
이와 같이 형성된 니들(44)은 스프링(46)과 니들 스토퍼(45)의 폐쇄된 일단에 형성된 관통공을 관통해서 솔레노이드(41)의 코어(413)에 직선 왕복운동 가능하게 삽입된다.
이에 따라, 스프링(46)의 일단은 니들(44)의 플랜지(441)에 지지되고, 스프링(46)의 타단은 니들 스토퍼(45)의 폐쇄된 일단에 지지된다.
이와 함께, 니들 스토퍼(45)의 플랜지부(451)와 케이싱(421)의 단차면(422) 사이에는 소음감쇄부재(47)가 설치될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해서 조립된 유량제어밸브(40)는 입구측 체크밸브(50)에 결합된다.
이때, 입구측 체크밸브(50) 내부에는 결합부(52)의 전달공(521)을 개폐하는 디스크(53)와 디스크(53)에 복원력을 제공하는 탄성스프링(54)이 설치된 상태이다.
니들(44)의 선단을 입구측 체크밸브(50)의 결합부(52) 및 유입부(51)의 중앙에 형성된 결합공을 순차적으로 관통시켜 결합한다.
그러면, 니들(44)의 선단은 디스크(53)의 일면에 결합되고, 솔레노이드(41)에서 형성되는 자기장에 의해 니들(44)이 직선 왕복 운동함에 따라 디스크(53)도 직선 왕복 운동하여 결합부(52)에 형성된 전달공(521)을 개폐한다.
이에 따라, 입구측 체크밸브(50)는 댐퍼부(30)의 배출통로(31)를 통해 전달된 연료를 바디(10)에 결합된 토출관으로 전달할 수 있게 된다.
유량제어밸브(40)와 입구측 체크밸브(50)의 조립이 완료되면, 입구측 체크밸브(50)의 결합부(52)를 바디(10)의 입구측 개공(11)에 결합한다.
그러면 입구측 체크밸브(50)의 유입부(51)에 형성된 유입공(511)은 댐퍼부(30)의 배출통로(31)와 연통되어 연료를 전달받게 된다.
이때, 유량제어밸브(40)의 니들(44) 및 니들 스토퍼(45)는 바디(10)에 최대한 근접하게 설치된다.
이어서, 바디(10)에 출구측 체크밸브(60), 흡입수단(21)이 설치된 브래킷(20), 댐퍼부(30) 및 롤러태핏부를 결합하여 고압연료펌프의 조립을 완료한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량제어밸브를 이용한 고압연료펌프는 연료탱크에서 엔진으로 연료를 공급하는 연료공급라인 상에 설치되어 연료탱크로부터 공급되는 연료를 미리 설정된 고압으로 가압해서 딜리버리 파이프에 설치된 인젝터로 공급한다.
여기서, 유량제어밸브(40)의 니들(44)은 솔레노이드(41)의 코일(412)에 전류가 인가되면 코일(412)에서 형성되는 자기장에 의해 입구측 체크밸브(40) 측으로 이동한다.
이에 따라, 니들(44)의 선단에 결합된 디스크(53)는 탄성스프링(54)을 탄성 변형시키면서 전달공(521)을 개방하여 유입공(511)을 통해 입구측 체크밸브(50) 내부로 유입된 연료를 바디(10)에 결합된 토출관으로 공급한다.
반면, 니들(44)은 솔레노이드(41)의 코일(411)에 인가되던 전류가 차단되면 코일(411)에서 형성되는 자기장이 제거됨에 따라 솔레노이드(41) 측으로 이동한다.
이에 따라, 니들(44)의 선단에 결합된 디스크(53)는 탄성스프링(54)의 복원력에 의해 전달공(521)을 폐쇄하여 바디(10)에 결합된 토출관으로 공급되는 연료를 차단한다.
이와 같이, 유량제어밸브(40)는 솔레노이드(41)에서 형성되는 자기장에 따라 니들(44) 및 디스크(53)를 직선 왕복 운동시켜 입구측 체크밸브(50)의 전달공(521)을 개폐함으로써, 고압연료펌프에서 토출되는 연료의 공급 유량 및 토출 압력을 제어한다.
한편, 유량제어밸브(40)의 니들(44)이 직선 왕복 운동하는 과정에서 니들(44)의 플랜지(441)와 니들 스토퍼(45)의 플랜지부(451)가 충돌하게 된다.
이때, 니들 스토퍼(45)가 캡 형상으로 형성되고, 니들(44)의 플랜지(441) 일측이 테이퍼지게 형성됨에 따라, 본 발명은 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음 및 진동을 니들 스토퍼 내부로 전달하여 감소시킨다.
그리고 본 발명은 니들 스토퍼의 플랜지부와 케이싱의 단차면 사이에 소음감쇄부재가 설치됨에 따라, 니들 스토퍼와 케이싱 사이에서 발생하는 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 니들과 니들 스토퍼를 바디에 최대한 근접하게 설치함에 따라, 니들과 니들 스토퍼의 충돌시 발생하는 소음 및 진동을 바디로 전달하여 바디 외부로 퍼져나가는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 유량제어밸브의 동작시 니들과 니들 스토퍼의 충돌에 의한 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 엔진이 공기를 흡입하여 압축한 후 연료를 실린더 내부에 직접 분사하도록 연료를 고압으로 압축하여 인젝터에 공급하는 고압연료펌프의 동작시 유량제어밸브 내부에 마련된 액추에이터의 동작 소음 및 진동을 감쇄하는 기술에 적용된다.
10: 바디 11: 입구측 개공
12: 토출측 개공 13: 댐퍼결합부
20: 브래킷 21: 흡입수단
30: 댐퍼부 31: 배출통로
40: 유량제어밸브 41: 솔레노이드
411: 보빈 412: 코일
413: 코어 414: 환형리브
42: 하우징 421: 케이싱
422: 단차면 43: 커버
44: 니들 441: 플랜지
45: 니들 스토퍼 451: 플랜지부
452: 관통공 453: 공급공
46: 스프링 47: 소음감쇄부재
50: 입구측 체크밸브 51: 유입부
511: 유입공 52: 결합부
521: 전달공 522: 원통형 스토퍼
53: 디스크 531: 삽입돌부
54: 탄성스프링 60: 토출측 체크밸브

Claims (9)

  1. 일측이 개구된 원통 형상으로 형성되는 하우징(42),
    상기 하우징(42) 내부에 설치되는 솔레노이드(41),
    상기 솔레노이드(41)의 동작에 의해 출몰 동작하여 입구측 체크밸브(50)를 개폐 동작시키는 니들(44),
    상기 하우징(42)의 선단측에 결합되어 상기 니들(44)의 후방 이동을 제한하는 니들 스토퍼(45) 및
    상기 니들 스토퍼(45)의 내부에 설치되어 상기 니들(44)에 복원력을 제공하는 스프링(46)을 포함하고,
    상기 하우징(42)의 일단에는 커버(43)가 결합되고,
    상기 하우징(42)의 타측에는 고압연료펌프의 입구측 개공(11)에 결합되는 케이싱(421)이 결합되며,
    상기 니들 스토퍼(45)의 개구된 일단에는 상기 케이싱(421)에 형성된 단차면(422)에 접촉하는 플랜지부(451)가 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 니들(44)의 중앙부에는 플랜지(441)가 형성되고,
    상기 니들 스토퍼(45)는 일면이 개구되어 캡 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 케이싱(421)의 일단부 외주면에는 상기 솔레노이드(41)의 보빈(411) 및 코일(412)이 설치되고,
    상기 케이싱(421)의 일단부 내부에는 상기 솔레노이드(41)의 코어(413)가 설치되며,
    상기 니들(44)의 일측 선단은 상기 코어(413) 중앙에 형성된 삽입공에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되고,
    상기 니들(44)의 타측 선단은 입구측 체크밸브(50) 내부에 설치되는 디스크(53)에 결합되어 입구측 체크밸브(50)를 개폐 동작시키는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 니들 스토퍼(45)의 플랜지부(451)와 케이싱(421)의 단차면(422) 사이에는 상기 니들(44)의 폐쇄 동작시 니들(44)과 니들 스토퍼(45)의 충돌에 의해 발생하는 소음 및 진동을 감쇄하는 소음감쇄부재(47)가 설치되는 것을 특징으로 한느 유량제어밸브.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 니들(44)은 상기 플랜지(441)로부터 상기 니들 스토퍼(45)와 결합되는 일측단으로 갈수록 직경이 작아져서 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 코어(413)의 일단에는 상기 니들(44)을 향해 환형리브(414)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브.
  8. 측면에 입구측 및 토출측 개공(11,12)이 형성되며 상부에 댐퍼부(30)가 장착되는 댐퍼결합부(13)가 형성된 바디(10),
    상기 바디(10)의 하부에 결합되고 내부에 연료의 흡입력을 발생하는 흡입수단(21)이 구비되는 브래킷(20),
    상기 바디(10)의 댐퍼결합부(13)에 결합되며 흡입된 연료의 맥동을 감소시키는 댐퍼부(30),
    제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항으로 이루어지는 유량제어밸브(40),
    상기 입구측 개공(11)에 결합되며 상기 유량제어밸브(40)에 연결된 입구측 체크밸브(50) 및
    상기 토출측 개공(12)에 결합되는 토출측 체크밸브(60)를 포함하고,
    상기 유량제어밸브(40)는 상기 입구측 체크밸브(50)를 개폐동작시켜 상기 토출측 체크밸브(60)를 통해 토출되는 연료의 공급 유량 및 토출 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유량제어밸브(40)에 마련되는 니들(44)과 니들 스토퍼(45)는 상기 유량제어밸브(40)의 동작시 발생하는 소음 및 진동을 상기 바디(10)로 전달하도록 상기 바디(10)의 외면에 밀착되게 설치되는 것을 특징으로 하는 유량제어밸브를 이용한 직접분사식 가솔린 엔진용 고압연료펌프.
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