KR101363205B1 - Fuel pump - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펌프 실린더(11) 내에 움직일 수 있게 지지된 펌프 피스톤(12)을 구비한 연료 펌프, 특히 커먼 레일 연료 시스템의 고압 연료 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따라 상기 펌프 피스톤(12)은 공동부(14)를 가지며, 상기 공동부를 통해 상기 펌프 피스톤(12)이 내부로부터 냉각될 수 있다.The invention relates to a fuel pump with a pump piston 12 movably supported in a pump cylinder 11, in particular a high pressure fuel pump of a common rail fuel system. According to the invention the pump piston 12 has a cavity 14, through which the pump piston 12 can be cooled from the inside.

펌프 실린더, 펌프 피스톤, 공동부. Pump cylinder, pump piston, cavity.

Description

연료 펌프{FUEL PUMP}Fuel Pump {FUEL PUMP}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 연료 펌프, 특히 커먼 레일 연료 시스템의 고압 연료 펌프에 관한 것이다.The invention relates to a fuel pump according to the preamble of claim 1, in particular to a high pressure fuel pump of a common rail fuel system.

실제로 공지된 연료 펌프는 펌프 실린더를 가지며, 펌프 피스톤이 상기 펌프 실린더 내에 움직일 수 있게 지지된다. 펌프 피스톤은 하나 또는 다수의 캠을 통해 펌프 실린더 내에서 승강 운동하기 때문에 연료가 흡입되어 연료 펌프로부터 소비 장치, 예컨대 연료 시스템의 분사 밸브에 공급된다.Actually known fuel pumps have a pump cylinder and the pump piston is supported to be movable within the pump cylinder. Since the pump piston moves up and down within the pump cylinder via one or more cams, fuel is sucked in and supplied from the fuel pump to the injection device of the fuel system, such as a fuel system.

실제로 공지된 연료 펌프는 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이에서 발생하는 연료 누설을 연료 시스템 내로 또는 누설 귀환부 내로 배출하기 위해, 펌프 피스톤이 움직일 수 있게 지지된 펌프 실린더의 영역에, 하나 또는 다수의 홈을 갖는다. 특히 연료 펌프가 중유로 작동되는 연료 시스템에 사용되는 경우, 래커링(lacquering)이라 하는 연료 침착물이 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 가이드 영역 내에 형성될 수 있고, 상기 연료 침착물은 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 가이드 유격을 좁혀서, 피스톤의 끼임을 야기할 수 있다. 이러한 위험은, 작동중 온도가 높을수록 그리고 펌프 피스톤으로부터 열 방출이 양호하지 않을수록 더 커 진다. 작동 중에 발생하는 온도는 연료 종류, 연료 품질, 및 연료 펌프가 노출되는 부하 프로파일에 의존한다.In practice, known fuel pumps have one or more grooves in the region of the pump cylinder supported by which the pump piston is movable in order to discharge fuel leakage occurring between the pump cylinder and the pump piston into the fuel system or into the leak return. Have Particularly when fuel pumps are used in fuel systems operated with heavy oil, fuel deposits called lacquering may be formed in the guide region between the pump piston and the pump cylinder, which fuel deposits and pump pistons By narrowing the guide play between the cylinders, it may cause the piston to pinch. This risk is greater with higher temperatures during operation and poor heat dissipation from the pump piston. The temperature that occurs during operation depends on the fuel type, fuel quality, and the load profile to which the fuel pump is exposed.

본 발명의 과제는 신규한 연료 펌프를 형성하는 것이다.An object of the present invention is to form a novel fuel pump.

상기 과제는 청구항 1에 따른 연료 펌프에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 펌프 피스톤은 공동부를 가지며, 상기 공동부를 통해 펌프 피스톤이 내부로부터 냉각될 수 있다. The problem is solved by the fuel pump according to claim 1. According to the invention the pump piston has a cavity, through which the pump piston can be cooled from the inside.

본 발명에 따라 연료 펌프의 펌프 피스톤을 내부로부터 냉각함으로써, 작동 중에 발생하는 펌프 피스톤의 열이 방출될 수 있다. 따라서, 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 가이드 영역에서 침착물의 형성이 방지되므로, 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 가이드 유격이 유지된다. 따라서, 피스톤의 끼임이 방지될 수 있다.By cooling the pump piston of the fuel pump from the inside according to the invention, the heat of the pump piston generated during operation can be released. Thus, the formation of deposits in the guide region between the pump piston and the pump cylinder is prevented, so that the guide play between the pump piston and the pump cylinder is maintained. Therefore, pinching of the piston can be prevented.

본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따라, 공동부는 폐쇄 공동부로서 형성되고 부분적으로 냉각 매체로 채워진다. 냉각 매체는 펌프 피스톤의 운동으로 인해 공동부 내에서 움직일 수 있어서, 펌프 피스톤의 상부 영역에서 열을 흡수하고 상기 열을 펌프 피스톤의 하부 영역에, 특히 펌프 피스톤 운동의 하사점에서 방출한다.According to a first preferred embodiment of the invention, the cavity is formed as a closed cavity and partially filled with cooling medium. The cooling medium can move in the cavity due to the movement of the pump piston, absorbing heat in the upper region of the pump piston and dissipating the heat in the lower region of the pump piston, in particular at the bottom dead center of the pump piston movement.

본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따라, 공동부는 유입부와 배출부를 가진 개방 공동부로서 형성되고, 냉각 매체가 상기 공동부를 통해 연속적으로 또는 주기적으로 흐른다.According to a second preferred embodiment of the invention, the cavity is formed as an open cavity with an inlet and an outlet, with the cooling medium flowing continuously or periodically through the cavity.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예가 도면을 참고로 상세히 설명되지만, 본 발명이 이 실시예에 국한되는 것은 아니다.Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims and the following description. Although the embodiment of the present invention is described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to this embodiment.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 펌프(10)의 개략적인 횡단면도를 도시한다. 도 1에 따른 연료 펌프(10)는 펌프 실린더(11) 및 상기 펌프 실린더(11) 내에 움직일 수 있게 지지된 펌프 피스톤(12)을 포함한다. 펌프 피스톤(12)은 도 1에 따라 캠(13)을 통해 제어되어 펌프 실린더(11) 내에서 승강 운동 가능하다. 펌프 피스톤(12)의 상기 운동에 의해 펌프 실린더(11) 내에 연료가 흡입되고 연료 소비 장치의 방향으로 송출될 수 있다.1 shows a schematic cross sectional view of a fuel pump 10 according to a first embodiment of the invention. The fuel pump 10 according to FIG. 1 comprises a pump cylinder 11 and a pump piston 12 movably supported in the pump cylinder 11. The pump piston 12 is controlled via the cam 13 in accordance with FIG. 1 to be capable of lifting in the pump cylinder 11. The movement of the pump piston 12 allows the fuel to be sucked into the pump cylinder 11 and sent out in the direction of the fuel consuming device.

도 1에 따라 펌프 피스톤(12) 내에 공동부(14)가 통합되고, 상기 공동부는 도 1의 실시예에서 폐쇄된 공동부로서 형성되고, 부분적으로 냉각 매체(15)로 채워진다. 냉각 매체(15)는 유동 냉각 매체이거나, 또는 규정된 온도 이상에서 그 응집 상태가 고상으로부터 액상으로 변하는, 예컨대 나트륨과 같은 냉각 매체일 수 있다.A cavity 14 is integrated into the pump piston 12 according to FIG. 1, which cavity is formed as a closed cavity in the embodiment of FIG. 1 and is partially filled with cooling medium 15. The cooling medium 15 may be a flowing cooling medium or may be a cooling medium such as sodium, for example, in which its aggregation state changes from a solid phase to a liquid phase above a prescribed temperature.

연료 펌프(10)의 작동 동안, 적어도 작동 온도 이하에서 액상인 냉각 매체(15)가 공동부(14) 내에서 움직인다. 즉, 주위로 흩어진다. 냉각 매체(15)는 펌프 피스톤(12)의 상부 영역에서 열을 흡수하여, 그 하부 영역에, 특히 펌프 피스톤(12)이 그 하사점에 있을 때 방출한다. 이로 인해, 항상 펌프 피스톤(12)과 냉각 매체(15) 사이의 충분한 온도 차 및 그에 따라 양호한 열 전달이 보장된다.During operation of the fuel pump 10, the cooling medium 15, which is liquid at least below the operating temperature, moves in the cavity 14. That is, scattered around. The cooling medium 15 absorbs heat in the upper region of the pump piston 12 and releases it in its lower region, especially when the pump piston 12 is at its bottom dead center. This ensures a sufficient temperature difference between the pump piston 12 and the cooling medium 15 at all times and thus good heat transfer.

따라서, 연료 펌프(10)의 작동 동안 발생하는 열은 상부 영역에서 펌프 피스톤(12)으로부터 나와 하부로 전달되고, 하사점에서 펌프 피스톤(12)을 빼낼 때 주변으로 방출될 수 있다.Thus, heat generated during operation of the fuel pump 10 is transferred out of the pump piston 12 in the upper region to the bottom and may be released to the surroundings when the pump piston 12 is withdrawn at the bottom dead center.

경우에 따라, 도 1에 따른 연료 펌프(10)의 펌프 피스톤(12)의 하부 영역이 외부로부터 오일 또는 연료로 습윤됨으로써, 그것의 추가 냉각이 제공된다.In some cases, the lower region of the pump piston 12 of the fuel pump 10 according to FIG. 1 is wetted with oil or fuel from the outside, thereby providing further cooling thereof.

본 발명에 따른 연료 펌프(20)의 제2 실시예는 도 2에 도시된다. 도 2의 연료 펌프(20)는 펌프 실린더(21)와 상기 펌프 실린더(21) 내에서 움직일 수 있게 지지된 펌프 피스톤(22)을 포함한다. 펌프 피스톤(22)은 캠(23)에 의해 제어되어 펌프 실린더(21) 내에서 승강 운동한다.A second embodiment of a fuel pump 20 according to the invention is shown in FIG. 2. The fuel pump 20 of FIG. 2 includes a pump cylinder 21 and a pump piston 22 movably supported within the pump cylinder 21. The pump piston 22 is controlled by the cam 23 to move up and down in the pump cylinder 21.

연료 펌프(20)의 펌프 피스톤(22) 내에 공동부(24)가 통합된다. 공동부(24)는 도 2의 실시예에서 냉각 매체용 유입부(25)와 배출부(26)를 가진 개방된 공동부로서 형성된다. 냉각 매체는 공동부(24)를 통해 흐른다. 냉각 매체는 펌프 피스톤 행정에 의존해서 연속적으로 또는 주기적으로 공동부(24)를 통해 흐른다.The cavity 24 is integrated into the pump piston 22 of the fuel pump 20. The cavity 24 is formed as an open cavity with inlet 25 and outlet 26 for the cooling medium in the embodiment of FIG. 2. Cooling medium flows through the cavity 24. The cooling medium flows through the cavity 24 continuously or periodically depending on the pump piston stroke.

도 2의 도시된 실시예에서, 펌프 피스톤(22)의 유입부(25)와 배출부(26)는 펌프 실린더(21) 내에 형성된 환형 홈(27)과 상호 작용한다. 유입부(25) 또는 배출부(26)가 각각의 홈(27)에 대해 정렬되면, 냉각 매체는 실린더 피스톤(20)의 공동부(24) 내로 유입되거나 또는 그것으로부터 배출된다. 따라서, 도 2에서, 냉각 매체는 펌프 피스톤 행정에 의존해서 주기적으로 공동부(24)를 통해 흐른다.In the illustrated embodiment of FIG. 2, the inlet 25 and outlet 26 of the pump piston 22 interact with an annular groove 27 formed in the pump cylinder 21. Once the inlet 25 or outlet 26 is aligned with respect to each groove 27, the cooling medium enters or exits the cavity 24 of the cylinder piston 20. Thus, in FIG. 2, the cooling medium periodically flows through the cavity 24 depending on the pump piston stroke.

도 2에 따라 유입부(25)와 상호 작용하는 홈(27) 내로 냉각 매체용 유입 라인(28)이 통하는 한편, 배출부(26)와 상호 작용하는 홈(27) 내로는 냉각 매체용 배 출 라인이 통한다.The inlet line 28 for the cooling medium passes through the groove 27 interacting with the inlet 25 according to FIG. 2, while the outlet for the cooling medium into the groove 27 interacting with the outlet 26. The line goes through.

도 2의 실시예에서, 냉각 매체용 유입부(25)는 펌프 피스톤(22)의 상부 섹션 내에 통합되고, 배출부(26)는 펌프 피스톤(22)의 하부 섹션 내에 통합된다. 마찬가지로, 유입부를 펌프 피스톤의 하부 섹션 내에 통합하고, 배출부를 펌프 피스톤의 상부 섹션 내에 통합하는 것도, 즉 공동부(24)의 관류 방향을 바꾸는 것도 가능하다. 도 2에서 냉각 매체로는 특히 연료 또는 윤활유가 사용될 수 있다.In the embodiment of FIG. 2, the inlet 25 for the cooling medium is integrated in the upper section of the pump piston 22 and the outlet 26 is integrated in the lower section of the pump piston 22. Likewise, it is possible to integrate the inlet into the lower section of the pump piston and to integrate the outlet into the upper section of the pump piston, ie to change the direction of perfusion of the cavity 24. In particular, fuel or lubricating oil may be used as the cooling medium in FIG. 2.

본 발명에 따른 연료 펌프(30)의 제3 실시예는 도 3에 도시된다. 도 3의 실시예의 연료 펌프(30)도 펌프 실린더(31) 및 상기 펌프 실린더(31) 내에 움직일 수 있게 지지된 펌프 피스톤(32)을 포함하며, 상기 펌프 피스톤(32)은 캠(33)에 의해 제어되어 펌프 실린더(31) 내에서 승강 운동한다. 도 3의 실시예에서도 펌프 피스톤(32) 내에 냉각 매체용 공동부(34)가 통합되고, 상기 공동부(34)는 도 2의 실시예와 마찬가지로 개방된 공동부로서 형성된다. 냉각 매체가 유입구(35)를 통해 상기 공동부 내로 유입되고, 배출부(36)를 통해 상기 공동부로부터 배출될 수 있다. 유입부(35)는 펌프 실린더(31) 내에 형성된, 환형 홈(37)과 상호 작용하고, 냉각 매체용 유입 라인(38)이 홈(37) 내로 통한다. 도 3의 실시예에서도 냉각 매체는 펌프 피스톤 행정에 의존해서 주기적으로 공동부(34)를 통해 흐른다.A third embodiment of a fuel pump 30 according to the invention is shown in FIG. 3. The fuel pump 30 of the embodiment of FIG. 3 also includes a pump cylinder 31 and a pump piston 32 movably supported within the pump cylinder 31, the pump piston 32 being connected to the cam 33. Controlled by the pump cylinder 31 to move up and down. Also in the embodiment of FIG. 3, a cavity 34 for cooling medium is incorporated in the pump piston 32, which cavity 34 is formed as an open cavity, as in the embodiment of FIG. 2. Cooling medium may be introduced into the cavity through inlet 35 and discharged from the cavity through outlet 36. The inlet part 35 interacts with the annular groove 37, which is formed in the pump cylinder 31, through which the inlet line 38 for the cooling medium passes into the groove 37. Also in the embodiment of FIG. 3, the cooling medium periodically flows through the cavity 34 depending on the pump piston stroke.

도 2의 실시예와 도 3의 실시예의 차이점은 도 2의 실시예에서 냉각 매체용 유입부(25) 및 배출부(26)가 하나의 공통 부품 내에 통합되는 반면, 도 3의 실시예에서는 유입부 및 배출부가 2개의 별도 부품 내에 통합된다는 것이다. The difference between the embodiment of FIG. 2 and the embodiment of FIG. 3 is that in the embodiment of FIG. 2 the inlet 25 and outlet 26 for the cooling medium are integrated into one common component, whereas in the embodiment of FIG. The part and the discharge part are integrated in two separate parts.

도 3에 따라 펌프 피스톤(32)은 2부분으로 형성된다. 유입부(35)는 펌프 피 스톤 상부(39) 내에 그리고 배출부(36)는 펌프 피스톤 하부(40) 내에 통합된다. 도 3에 따라, 펌프 피스톤 하부(40)는 유동 채널(42)을 규정하는 돌출부(43)로 펌프 피스톤 상부(39) 내로 삽입되고, 유입부(35)는 펌프 피스톤 상부(39)의 하부 섹션 내에 그리고 배출부(36)는 펌프 피스톤 하부(40)의 하부 섹션 내에 통합된다. 이로 인해, 냉각 매체가 펌프 피스톤 하부(40)의 돌출부(43)와 펌프 피스톤 상부(39) 사이에 연장된 공동부(34)의 섹션(42)을 통해 흐름으로써, 공동부 내의 무효 공간(dead space)이 형성되지 않는다.According to FIG. 3, the pump piston 32 is formed in two parts. The inlet 35 is integrated in the pump piston top 39 and the outlet 36 in the pump piston bottom 40. According to FIG. 3, the pump piston bottom 40 is inserted into the pump piston top 39 with a protrusion 43 defining the flow channel 42, and the inlet part 35 is a lower section of the pump piston top 39. And the outlet 36 are integrated in the lower section of the pump piston lower 40. Due to this, the cooling medium flows through the section 42 of the cavity 34 extending between the protrusion 43 of the pump piston lower 40 and the pump piston upper 39, thereby causing dead space in the cavity. no space is formed.

도 3의 실시예에서도 냉각 매체용 유입부 및 배출부가 바뀔 수 있으므로, 유입부는 펌프 피스톤 하부 섹션(40) 내에 그리고 베출부가 펌프 피스톤 상부 섹션(39) 내에 통합되어, 공동부(34)의 관류 방향이 바뀔 수 있다. 이를 위해, 펌프 실린더(31) 내에 추가의 유입부가 형성되어야 하고, 홀(36)의 위치가 적절하게 조정되어야 한다.In the embodiment of FIG. 3, the inlet and outlet for the cooling medium can also be changed, so that the inlet is integrated into the pump piston lower section 40 and the bevel is incorporated into the pump piston upper section 39, so that the cavity 34 is in the flow direction of the cavity 34. This can change. For this purpose, an additional inlet must be formed in the pump cylinder 31 and the position of the hole 36 must be properly adjusted.

도 3의 실시예에서, 특히 윤활유가 냉각 매체로서 사용될 수 있다. 윤활유는 유입부(35)를 통해 공동부(34) 내로 유입되어 상기 공동부를 채움으로써, 펌프 피스톤(32)으로부터 열을 흡수한다. 가열된 윤활유는 유동 채널(41)을 통해 배출부(36)에 공급되어, 펌프 피스톤(32)으로부터 배출된다. 이 경우, 윤활유는 구동 윤활을 위해 사용될 수 있다.In the embodiment of FIG. 3, lubricating oil can in particular be used as the cooling medium. Lubricant enters the cavity 34 through the inlet 35 and fills the cavity, thereby absorbing heat from the pump piston 32. The heated lubricating oil is supplied to the outlet 36 through the flow channel 41 and is discharged from the pump piston 32. In this case, the lubricant can be used for drive lubrication.

모든 실시예에서 공통적으로, 연료 펌프의 펌프 피스톤은 내부 냉각된다. 특히, 펌프 피스톤 내에 통합된 공동부를 통해 냉각된다. 이로 인해, 펌프 피스톤의 영역으로부터 작동 중에 생긴 열이 효과적으로 유도되어, 주변으로 방출될 수 있다. 이로 인해, 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 가이드 영역에 침착물이 생겨 이 침착물이 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 가이드 유격을 감소시키는 것이 방지될 수 있다.Common to all embodiments, the pump piston of the fuel pump is internally cooled. In particular, it is cooled through a cavity integrated in the pump piston. Due to this, the heat generated during operation from the region of the pump piston can be effectively induced and released to the surroundings. Due to this, deposits may be generated in the guide region between the pump piston and the pump cylinder, and this deposit may be prevented from reducing the guide play between the pump piston and the pump cylinder.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 펌프의 개략적인 횡단면도.1 is a schematic cross sectional view of a fuel pump according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 펌프의 개략적인 횡단면도.2 is a schematic cross-sectional view of a fuel pump according to a second embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료 펌프의 개략적인 횡단면도.3 is a schematic cross sectional view of a fuel pump according to a third embodiment of the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 20, 30: 연료 펌프 11, 21, 31: 펌프 실린더10, 20, 30: fuel pump 11, 21, 31: pump cylinder

12, 22, 32: 펌프 피스톤 13, 23, 33: 캠12, 22, 32: pump piston 13, 23, 33: cam

14, 24, 34: 공동부 15: 냉각 매체14, 24, 34: cavity 15: cooling medium

25, 35: 유입부 26, 36: 배출부25, 35: inlet 26, 36: outlet

27, 37: 홈 28, 38: 유입 라인27, 37: groove 28, 38: inlet line

29: 배출 라인 39: 펌프 피스톤 상부29: discharge line 39: pump piston top

40: 펌프 피스톤 하부 41: 유동 채널40: lower part of the pump piston 41: flow channel

42: 섹션 43: 돌출부42: section 43: protrusion

Claims (10)

중유로 작동되는 커먼 레일 연료 시스템의 고압 연료 펌프에 있어서,In the high-pressure fuel pump of the common rail fuel system operated with heavy oil, 펌프 실린더 내에 움직일 수 있게 지지된 펌프 피스톤을 구비하고,A pump piston movably supported in the pump cylinder, 상기 펌프 피스톤(32)은 공동부(34)를 가지며, 상기 공동부(34)를 통해 상기 펌프 피스톤(32)이 내부로부터 냉각될 수 있고,The pump piston 32 has a cavity 34, through which the pump piston 32 can be cooled from inside, 상기 공동부(34)가 유입부(35)와 배출부(36)를 가진 개방된 공동부로서 형성되고, 냉각 매체가 상기 공동부를 통해 흐르며,The cavity 34 is formed as an open cavity with an inlet 35 and an outlet 36, a cooling medium flows through the cavity, 상기 펌프 피스톤(32)은 상기 유입부(35) 및 상기 배출부(36)가 각각 2개의 별도 부품(39, 40) 내에 통합되도록 형성되고,The pump piston 32 is formed such that the inlet part 35 and the outlet part 36 are respectively integrated into two separate parts 39, 40, 상기 유입부(35)가 상기 펌프 피스톤의 제1 부품(39)의 하부 섹션 내에 통합되고, 상기 배출부(36)가 상기 펌프 피스톤의 제2 부품(40)의 하부 섹션 내에 통합되며,The inlet 35 is integrated into the lower section of the first part 39 of the pump piston, the outlet 36 is integrated into the lower section of the second part 40 of the pump piston, 상기 펌프 피스톤(32)의 상기 유입부(35) 또는 상기 배출부(36)는 냉각 매체를 상기 공동부(34)에 공급하거나 또는 상기 공동부로부터 배출하기 위해, 펌프 실린더(31) 내에 형성된 환형 홈(37)과 상호작용하는 것을 특징으로 하는 연료 펌프.The inlet part 35 or the outlet part 36 of the pump piston 32 is annular formed in the pump cylinder 31 for supplying or discharging a cooling medium to or from the cavity 34. A fuel pump, characterized in that it interacts with the groove (37). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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