KR101397849B1

KR101397849B1 - 내연기관용 분사 펌프 및 내연기관

Info

Publication number: KR101397849B1
Application number: KR1020070052057A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 쉬로트
Original assignee: 만 디젤 앤 터보 에스이
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2014-05-20
Also published as: DE102006040465A1; CN101135284A; JP2008057530A; CN101135284B; JP5265893B2; FI20070468A0; FI20070468L; KR20080020453A; DE102006040465B4

Abstract

본 발명은 내연기관용 분사 펌프로서, 하나 이상의 피스톤(10)을 포함하고, 상기 피스톤(10)은 흡입실(11) 및 고압실(12)과 협동하고, 상기 흡입실 및 고압실은 특히 2개의 흡입구(13)를 통해 서로 연결되고, 상기 피스톤(10)은 제1 위치에서 상기 흡입구(13)를 폐쇄함으로써 상기 흡입실(11)로부터 상기 고압실(12)로의 연료 흐름을 저지하고, 상기 피스톤(10)은 제2 위치에서 상기 흡입구(13)를 개방함으로써 상기 고압실(12)을 흡입실(11)로부터 연료로 채울 수 있게 하는, 내연기관용 분사 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따라 상기 흡입구(13)는 상기 고압실(12)에 인접하게 원통형 부분(17)을 가지며, 상기 원통형 부분(17)에는 2개 이상의 원추대형 부분(19, 20)이 연결되고, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 상기 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향으로 및/또는 수직 방향으로 회전되거나 또는 경사진다.

내연기관, 피스톤, 흡입실, 고압실, 흡입구, 원통형 부분, 원추대형 부분.

Description

내연기관용 분사 펌프 및 내연기관{INJECTION PUMP FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

도 1은 본 발명에 따른 내연기관용 분사 펌프의 횡단면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ방향에서 바라본 본 발명에 따른 분사 펌프의 개략적인 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 피스톤 11: 흡입실

12: 고압실 13: 흡입구

14: 라인 15: 유출부

16: 유입부 17: 원통형 부분

18, 21: 축선 19, 20: 원추대형 부분

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연기관용 분사 펌프, 즉 연료 분사 펌프에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구항 10의 전제부에 따른 내연기관에 관한 것이다.

실제로 공지된, 내연기관용의 경사 에지 제어식 피스톤 고압 연료 분사 펌프는 통상 피스톤을 가지며, 고압 분사 펌프의 피스톤은 흡입실 및 고압실과 협동한다. 분사 펌프의 흡입실 및 고압실은 통상 2개의 흡입구를 통해 서로 연결되고, 상기 고압 분사 펌프의 피스톤은 제1 위치에서 흡입구를 폐쇄함으로써 흡입실로부터 고압실로의 연료 흐름을 저지한다. 피스톤은 제2 위치에서 흡입구를 개방함으로써, 흡입실로부터 연료로 고압실을 채우는 것을 가능하게 한다. 연료는 소위 예비 송출 시스템을 통해 고압 펌프의 흡입실 내로 이르고, 흡입실로부터 흡입구를 통해 고압실 내로, 특히 분사 펌프의 피스톤 위치에 따라 흐른다. 피스톤의 위치는 캠을 통해 제어된다. 피스톤이 흡입구를 폐쇄하는 경우에, 흡입실로부터 고압실 내로의 연료 흐름이 저지되고, 연료는 고압실에서, 규정된 압력으로 내연기관의 실린더 내로 분사가 이루어질 수 있을 정도로 압축된다. 피스톤의 제어 에지가 흡입구를 다시 개방하기 시작하면, 분사 단계가 끝난다. 흡입실로부터 연료가 (피스톤의 하강 운동 동안, 제어 에지의 중첩 단계에 의해 중단) 분사 펌프의 고압실 내로 송출된다.

따라서, 흡입구의 영역에 주어지는 압력이 심하게 그리고 갑자기 변동되기 때문에, 흡입구 영역에서 캐비테이션이 발생할 수 있다. 발생한 캐비테이션에 의해, 흡입구의 표면이 손상될 수 있다. 캐비테이션은 분사 펌프의 서비스 간격 및 그것의 수명에 결정적인 영향을 준다.

본 발명의 과제는 내연기관용의 신규한 분사 펌프 및 상응하는 내연기관을 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1에 따른 내연기관용 분사 펌프에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 흡입구는 고압실에 인접하게 원통형 부분을 가지며, 상기 원통형 부분에는 2개 이상의 원추대형 부분이 이어지고, 상기 원추대형 부분들의 축선들은 상기 원통형 부분의 축선에 대해 수평 방향으로 및/또는 수직 방향으로 회전되거나 또는 경사진다.

흡입실을 피스톤 고압 분사 펌프의 고압실과 연결하는 흡입구의 구조는, 그 표면이 캐비테이션 생성 영역에서 감소됨으로써, 흡입구 표면에 대한 손상 없이 캐비테이션 기포의 폭발이 직접 연료 내로 이루어지도록, 형성된다. 날카로운 에지, 및 흡입구의 벽 영역에서 캐비테이션 기포의 침착을 촉진하는 급경사의 각이 방지된다. 그에 따라 전체적으로 피스톤 고압 분사 펌프의 흡입구의, 캐비테이션에 의한 마모가 감소함으로써, 흡입구는 긴 수명을 가지며, 서비스 간격은 커질 수 있다. 이로 인해, 현저한 절감 가능성이 주어진다.

바람직하게는 원추대형 부분들의 축선들은 원통형 부분의 축선에 대해 수평 방향으로 그리고 수직 방향으로 회전되거나 또는 경사진다. 원추대형 부분들의 축선들은 특히 일치하거나 또는 중첩된다.

본 발명에 따른 내연기관은 청구항 10에 규정된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예들이 도면을 참고로 구체적으로 설명되지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

도 1은 디젤 내연기관용의, 소위 경사 에지 제어식 피스톤 고압 분사 펌프의 횡단면도를 개략적으로 도시한다. 분사 펌프는 피스톤(10)을 포함하고, 상기 피스톤(10)은 분사 펌프의 흡입실(11) 및 고압실(12)과 협동한다. 통상 흡입실(11)은 2개의 흡입구(13)를 통해 고압실(12)과 연결된다. 단 하나의 흡입구 또는 2개 이상의 흡입구가 있을 수 있다. 피스톤(10)의 위치에 따라 피스톤이 흡입구(13)를 개방하거나 또는 흡입구(13)가 피스톤(10)에 의해 폐쇄된다. 피스톤(10)이 흡입구(13)를 폐쇄하는 경우(피스톤(10)의 상승 운동의 대부분 동안), 흡입실(11)로부터 분사 펌프의 고압실(12)로의 연료 흐름이 저지된다.

이에 반해, 피스톤(10)이 흡입구(13)를 개방하고, 고압실 내에 흡입실에서 보다 낮은 압력이 주어지면, 상기 흡입구를 통해 연료가 흐를 수 있고 고압실은 분사 펌프의 흡입실로부터 연료로 채워질 수 있다.

(고압) 라인(14)을 통해, 피스톤 고압 연료 분사 펌프의 고압실(12)은 도시되지 않은 분사 노즐과 연결됨으로써, 고압실(12) 내에서 압축된 연료가 내연기관, 특히 디젤 내연기관의 실린더 내로 분사된다.

흡입구(13)는 2개의 부분, 즉 흡입실(11)에 인접하게 배치된 유입부(16)와 고압실(12)에 인접하게 배치된 유출부(15)로 세분된다. 본 발명에서 흡입실(11)에 인접하게 배치된, 각각의 흡입구(13)의 유입부(16)는 흡입구(13)가 캐비테이션 손상되지 않도록 설계된다. 흡입구(13)의 유입부(16)는, 흡입구의 표면이 캐비테이션 생성 영역에서 확대되거나 또는 감소됨으로써, 흡입구(13)에 대한 손상 없이 캐 비테이션 기포의 폭발이 직접 연료 내로 이루어지도록, 설계된다.

도 1에 따라 각각의 흡입구(13)의 유출부(15)는 원통형 부분(17)으로서 형성되고, 각각의 흡입구(13)의 상기 원통형 부분(17)의 축선은 도 1에서 도면 부호 18로 표시되어 있다. 각각의 흡입구(13)의 유입부(16)는 도 1에 따라 2개의 원추대형 부분(19, 20)으로 형성된다. 유입부(16)의 제1 원추대형 부분(19)은 유출부(15)의 원통형 부분(17)에 연결되고, 제2 원추대형 부분(20)은 상기 제1 원추대형 부분(19)에 연결되며 흡입실(11) 내로 통한다.

본 발명에서는 유입부(16)의 원추대형 부분(19, 20)의 축선들이 유출부(15)의 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향 및/또는 수직 방향으로 회전되거나 또는 경사진다. 도시된 실시예에서 원추대형 부분(19, 20)의 축선들은 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 회전되거나 경사진다. 도시된 실시예에서, 원추대형 부분(19, 20)의 축선들은 일치하거나 중첩된다. 2개의 원추대형 부분(19, 20)의 2개의 축선들은 도 1에서 도면 부호 21로 표시된다.

도 1, 2에 따라 유입부(16)의 2개의 원추대형 부분(19, 20)의 일치하는 축선(21)은 유출부(15)의 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향으로 좌측으로 각 γ 만큼 그리고 수직 방향으로 상부로 각 δ 만큼 회전되거나 경사진다. 각 γ 및 δ은 바람직하게는 상이한 크기이지만, 동일한 크기일 수도 있다. 원추대형 부분들의 축선들은 원통형 부분의 축선에 대해 수평 방향으로 우측으로 그리고 수직 방향으로 하부로 회전되거나 또는 경사진다.

도 1에 따라 각각의 흡입구(13)의 제1 원추대형 부분(19)은 원추 1/2 각 α 으로 표시되고, 각각의 흡입구(13)의 제2 원추대형 부분(20)은 원추 1/2 각 β로 표시된다. 도 1의 실시예에서, 제1 원추대형 부분(19)의 원추 1/2 각 α는 각각의 흡입구(13)의 제2 원추대형 부분(20)의 원추 1/2 각 β 보다 크다. 그러나, 이와는 달리, 제1 원추대형 부분(19)의 원추 1/2 각 α는 각각의 흡입구(13)의 제2 원추대형 부분(20)의 원추 1/2 각 β 보다 작을 수도 있다.

본 발명에 따르면, 전체적으로 피스톤 고압 분사 펌프의 흡입구의, 캐비테이션에 의한 마모가 감소함으로써, 흡입구가 긴 수명을 가지며, 서비스 간격이 커질 수 있다.

Claims

내연기관용 분사 펌프로서, 하나 이상의 피스톤(10)을 포함하고, 상기 피스톤(10)은 흡입실(11) 및 고압실(12)과 협동하고, 상기 흡입실과 고압실은 2개의 흡입구(13)를 통해 서로 연결되고, 상기 피스톤(10)은 제1 위치에서 상기 흡입구(13)를 폐쇄함으로써 상기 흡입실(11)로부터 상기 고압실(12)로의 연료 흐름을 저지하고, 상기 피스톤(10)은 제2 위치에서 상기 흡입구(13)를 개방함으로써 상기 고압실(12)을 흡입실(11)로부터 연료로 채울 수 있게 하는, 내연기관용 분사 펌프에 있어서,

상기 흡입구(13)는 상기 고압실(12)에 인접하게 원통형 부분(17)을 가지며, 상기 원통형 부분(17)에는 2개 이상의 원추대형 부분(19, 20)이 연결되고, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 상기 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향 및 수직 방향 중 하나 이상의 방향으로 경사지며, 상기 원통형 부분(17)에 직접 연결되는 제1 원추대형 부분(19)은 제1 원추 1/2 각(α)을 가지며, 상기 제1 원추대형 부분(19)에 연결되는, 상기 흡입실(11) 내로 통하는 제2 원추대형 부분(20)은 제2 원추 1/2 각(β)을 갖고, 상기 제1 원추 1/2 각(α)은 상기 제2 원추 1/2 각(β) 보다 크거나 또는 상기 제2 원추 1/2 각(β) 보다 작은 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
제1항에 있어서, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 상기 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향으로 그리고 수직 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
제2항에 있어서, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 상기 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향으로 제1 각(γ)으로 그리고 수직 방향으로 제2 각(δ)으로 경사지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 상기 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수평 방향으로 좌측으로 또는 우측으로 경사지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 상기 원통형 부분(17)의 축선(18)에 대해 수직 방향으로 상부로 또는 하부로 경사지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원추대형 부분(19, 20)의 축선(21)은 중첩되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원추대형 부분(19, 20)은 상기 각각의 흡입구(13)의 유입부(16)를 형성하며, 상기 원통형 부분(17)은 상기 각각의 흡입구(13)의 유출부(15)를 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 분사 펌프.
내연기관으로서, 다수의 실린더를 포함하고, 각각의 실린더에는 하나의 분사 펌프가 할당됨으로써 특정 분사 압력 하에서 연료를 각각의 실린더 내로 분사하는 내연기관에 있어서, 상기 분사 펌프는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관.