KR101483640B1 - 연료 펌프 모듈의 제트 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프는, 연료압력 레귤레이터로부터 리턴되는 연료가 유입될 수 있는 하우징이 구비되고, 상기 하우징에 직경이 점차 작아지는 노즐부가 형성되며, 상기 노즐부에는 압력 배출공이 형성된 압력 배출 통로가 구비되고, 상기 압력 배출 통로에는 상기 리턴되는 연료의 압력에 의해 상기 압력 배출공을 선택적으로 개폐시키기 위한 압력조절밸브가 장착되는 것을 특징으로 한다.

연료 펌프 모듈, 제트 펌프, 노즐, 배압, 압력조절밸브

Description

연료 펌프 모듈의 제트 펌프 {JET PUMP OF FUEL PUMP MODULE}

본 발명의 예시적인 실시예는 연료 펌프 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료가 벤츄리부를 통과할 때 발생하는 부압에 의해 연료를 흡입할 수 있는 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 탑재되는 연료 탱크는 차량의 동력원이 되는 연료를 저장하기 위한 것이다.

일 예로서, 4륜 구동 차량의 경우에는 프로펠러 샤프트가 연료 탱크의 하측으로 통과하기 때문에, 그 프로펠러 샤프트의 설치 공간을 확보하기 위하여 하부면 중앙이 상향 요입되는 안장 형태의 연료 탱크 시스템이 사용된다.

종래 기술의 일 예에 따른 상기 연료 탱크 시스템에서는 도 7에서와 같이, 메인탱크(102)와 보조탱크(103)로 이루어진 연료탱크(101)가 구비되고, 메인탱크(102)의 내부에 설치된 연료펌프(104)에 의해 펌핑된 연료가 엔진의 각 연소실로 공급되며, 연소실로 분사되지 못한 연료는 연료압력 레귤레이터(106)에 의해 제트 펌프(107)로 리턴된다.

상기 제트 펌프(107)는 리턴되는 연료를 메인탱크(102)로 리턴시킴과 동시에 리턴되는 연료의 압력을 이용하여 보조탱크(103)에 존재하는 연료를 흡입관(108)을 통해 흡입하여 메인탱크(102)로 공급할 수 있는 구조로서 이루어진다.

이와 같은 제트 펌프(107)는 도 8에서와 같이, 리턴되는 연료가 유입되는 리턴홀(111)이 형성된 하우징(109)이 형성되고, 그 리턴홀(111)의 하단에는 직경이 작아지는 노즐부(112)가 형성되며, 노즐부(112)의 측면으로는 흡입관(108)이 연결되기 위한 니플(113)이 연결 형성되고, 노즐부(112)의 출력단에는 배출구(114)가 형성되며, 리턴홀(111)의 도중에는 노즐부(112)의 직경이 작아서 발생하는 배압을 해소하기 위한 릴리프밸브(110)가 형성된다.

따라서, 상기 제트 펌프(107)는 연료압력 레귤레이터(106)에 의해 리턴되는 연료가 리턴홀(111)의 노즐부(112)를 통과할 때 그 노즐부(112)의 직경이 작으므로 노즐부(112)를 통과하는 연료의 유속이 빨라지면서 압력이 저하되며, 노즐부(112)를 통과하는 연료 압력이 낮아짐에 따라 니플(113)에 흡입력이 발생하게 되어 보조탱크(103)의 연료가 빨려 들어와 메인탱크(102)로 공급되는 것이다.

그런데, 종래 기술에서는 노즐부(112)의 직경이 작아서 발생하는 배압을 해소하기 위한 릴리프밸브(110)가 구성되어 있음에도 불구하고 그 리턴된 연료의 증대 시 배압에 의해 연료 펌프 모듈의 유속음이 증대하게 된다는 문제점을 내포하고 있다. 특히, 차량의 아이들 상태에서는 공급 유량의 95% 정도가 리턴됨으로 인해 배압의 증가에 따른 소음이 크게 발생된다.

한편, 종래 기술에서는 북미 등 고온 고지대에서 고온 및 압력 저하로 인해 연료가 기화되어 리턴된 연료의 유량이 소량으로 축소되는 경우가 발생하게 되는 데, 이로 인해 제트 펌프(107)의 석션 성능이 저하되며, 결과적으로는 연료 시스템의 전반적인 연료 공급 성능이 저하된다.

이를 방지하기 위해 종래 기술에서는 제트 펌프(107)의 오리피스를 축소시키기도 하는데, 이는 리턴 연료의 배압 증대로 인해 소음을 증대시키며, 엔진측 공급라인의 압력이 증대되어 엔진측 공급 파이프 및 인젝터의 내구성이 저하되고, 엔진 매핑 불량이 발생하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 리턴되는 연료의 배압을 근본적으로 저감시킬 수 있고, 제트 노즐의 직경을 줄여 펌프의 오리피스를 축소시킬 수 있도록 하는 연료 펌프 모듈의 제트 펌프를 제공한다.

따라서 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프는, 연료압력 레귤레이터로부터 리턴되는 연료가 유입될 수 있는 하우징이 구비되고, 상기 하우징에 직경이 점차 작아지는 노즐부가 형성되며, 상기 노즐부에는 압력 배출공이 형성된 압력 배출 통로가 구비되고, 상기 압력 배출 통로에는 상기 리턴되는 연료의 압력에 의해 상기 압력 배출공을 선택적으로 개폐시키기 위한 압력조절밸브가 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 있어서, 상기 압력 조절 밸브는 상기 압력 배출 통로에 착탈 가능하게 설치되는 장착 브라켓과, 상기 압력 배출공을 선택적으로 개폐시키는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체와 상기 장착 브라켓에 연결되게 설치되어 상기 밸브 몸체로 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링을 포함할 수 있다.

상기 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 있어서, 상기 장착 브라켓은 상기 리턴 스프링과 상기 압력 배출 통로를 지지하는 지지부와, 상기 노즐부의 외주면에 형성된 결착 돌기에 결착될 수 있도록 상기 지지부와 일체로서 형성되는 한 쌍의 결착 부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 있어서, 상기 밸브 몸체에서 상기 지지부로 갈수록 그 코일링 직경이 점차 커지는 형상으로서 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 의하면, 리턴되는 연료의 연료의 배압을 압력조절밸브를 통하여 근본적으로 저감시킬 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 연료의 압력을 일정하게 유지시키며 연료 펌프 모듈의 유속음을 현저하게 줄일 수 있다.

또한, 본 실시예서는 압력조절밸브를 통해 리턴 연료의 배압을 저감시켜 노즐부의 노즐 직경을 줄일 수 있으므로, 제트 펌프의 오리피스를 축소시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 고온 고지대에서 리턴된 연료의 석션 성능 및 전체 연료 시스템의 연료 공급 성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프(100)는 메인 탱크와 보조 탱크로 이루어진 안장형 연료 탱크 또는 전후방 종치로 위치하며 길이가 긴 연료 탱크의 석션 구조에 적용된다.

본 실시예에 의한 상기 제트 펌프(100)는 베르누이 원리를 이용하여 연료가 벤츄리부를 통과할 때 발생하는 부압에 의해 연료를 흡입할 수 있는 것으로, 본 실시예에서는 레귤레이터(10)에 의해 리턴되는 연료의 배압을 근본적으로 저감시킬 수 있고, 제트 노즐의 직경을 줄여 펌프의 오리피스를 축소시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위해 상기 제트 펌프(100)는 기본적으로, 연료압력 레귤레이터(10)로부터 리턴되는 연료가 유입될 수 있는 하우징(20)이 구비되고, 그 하우징(20)에는 직경이 점차 작아지는 노즐부(30)가 형성된다.

본 실시예에서, 상기 노즐부(30)에는 압력 배출 통로(40)가 일체로서 형성되는데, 그 압력 배출 통로(40)에는 노즐부(30)로 리턴되는 연료의 압력을 선택적으로 배출시킬 수 있는 압력 배출공(41)을 형성하고 있다.

그리고, 상기 압력 배출 통로(40)에는 리턴되는 연료의 배압을 저감시키기 위해 본 실시예에 따른 압력조절밸브(50)가 장착되는 바, 이 압력조절밸브(50)는 리턴되는 연료의 압력에 의해 압력 배출공(41)을 선택적으로 개폐시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이와 같은 본 실시예에 따른 상기 압력조절밸브(50)는 도 3에서와 같이 장착 브라켓(51)과, 밸브 몸체(61)와, 리턴 스프링(71)을 포함하여 구성된다.

상기에서, 장착 브라켓(51)은 전체 밸브를 노즐부(30) 측에 장착하기 위한 것으로, 압력 배출 통로(40)를 지지하는 지지부(53)를 형성하고, 노즐부(30)의 외주면에 형성된 결착 돌기(31)에 결착될 수 있도록 그 지지부(53)와 일체로서 형성되는 한 쌍의 결착부(55)를 구비하고 있다.

이 경우 상기 각 결착부(55)는 도면을 기준할 때 지지부(53)의 외주면으로부터 서로 마주하며 상측 방향으로 길게 형성되는 고리 형태로서 이루어진다.

상기 밸브 몸체(61)는 압력 배출 통로(40)의 내부에서 압력 배출공(41)의 가장자리 외측으로 지지되며, 그 압력 배출공(41)을 선택적으로 개폐시킬 수 있는 밸브 스풀로서 이루어진다.

그리고, 상기 리턴 스프링(71)은 밸브 몸체(61)로 탄발력을 발휘하기 위한 것으로서, 밸브 몸체(61)와 장착 브라켓(51) 사이에 개재되며, 그 밸브 몸체(61)와 장착 브라켓(51)에 연결되게 설치된다.

즉, 상기 리턴 스프링(71)은 일측 단부가 밸브 몸체(61)에 연결 지지되고, 다른 일측 단부는 장착 브라켓(51)의 지지부(53)에 연결 지지된다.

여기서, 상기 리턴 스프링(71)은 밸브 몸체(61)에서 장착 브라켓(51)의 지지부(53)로 갈수록 코일링 직경이 점차 커지는 형상으로서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프(100)에 의하면, 도 4a에서와 같이 레큘레이터(10)로부터 하우징(20)의 노즐부(30)로 리턴되는 연료의 압력이 일정한 경우, 압력조절밸브(50)의 밸브 몸 체(61)는 리턴 스프링(71)으로부터 탄발력을 제공받아 압력 배출 통로(40)의 압력 배출공(41)을 폐쇄하게 된다.

한편, 도 4b에서와 같이 리턴되는 연료의 유량이 증대하여 그 연료의 압력에 따른 배압이 증대하는 경우, 압력조절밸브(50)의 밸브 몸체(61)는 연료의 압력에 의해 리턴 스프링(71)의 탄성력을 극복하며 도면에서의 하측 방향으로 이동함으로써 압력 배출 통로(40)의 압력 배출공(41)을 개방하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 리턴되는 연료의 연료의 배압을 상기와 같은 압력조절밸브(50)를 통해 근본적으로 저감시킬 수 있다.

이로써 본 실시예에서는 연료의 압력에 따른 배압을 저감시킴으로써 연료의 압력을 일정하게 유지시키며 연료 펌프 모듈의 유속음을 줄일 수 있는데, 차량의 아이들 상태 또는 저 RPM 상태에서 유속 음대 영역(2~5kHz)을 기준으로, 종래 기술에서의 소음 수준(59.7dB)을 일정 수준(49.4dB)으로 저감시킬 수 있다(도 5 참조).

또한, 본 실시예는 압력조절밸브(50)를 통해 리턴 연료의 배압을 저감시켜 도 6에서와 같이 노즐부(30)의 노즐 직경(D)을 줄임으로 결과적으로는 제트 펌프의 오리피스(90)를 축소시킬 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는 차량의 고 RPM 상태 또는 고온 고지대에서의 고온 및 압력 저하로 인해 연료가 기화되어 리턴 유량이 소량으로 축소되더라도 그 리턴된 연료의 석션 성능 및 전체 연료 시스템의 연료 공급 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 적용되는 압력조절밸브를 도시한 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프의 작동 상태를 도시한 단면 구성도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 펌프 모듈의 제트 펌프를 적용한 소음 테스트 결과를 나타내 보인 그래프이다.

도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제트 펌프의 오리피스 부위를 도시한 도면이다.

도 7은 종래 기술의 일 예에 따른 연료 탱크 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8은 종래 기술의 일 예에 따른 연료 탱크 시스템의 제트 펌프를 도시한 단면 구성도이다.

Claims (4)

1. 연료압력 레귤레이터로부터 리턴되는 연료가 유입될 수 있는 하우징이 구비되고, 상기 하우징에 직경이 점차 작아지는 노즐부가 형성된 연료 펌프 모듈의 제트 펌프에 있어서,

   상기 노즐부에는 압력 배출공이 형성된 압력 배출 통로가 구비되고, 상기 압력 배출 통로에는 상기 리턴되는 연료의 압력에 의해 상기 압력 배출공을 선택적으로 개폐시키기 위한 압력조절밸브가 장착되며,

   상기 압력조절밸브는 상기 압력 배출 통로에 착탈 가능하게 설치되는 장착 브라켓과, 상기 압력 배출공을 선택적으로 개폐시키는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체와 상기 장착 브라켓에 연결되게 설치되어 상기 밸브 몸체로 탄발력을 발휘하는 리턴 스프링을 포함하고,

   상기 장착 브라켓은 상기 리턴 스프링과 상기 압력 배출 통로를 지지하는 지지부와, 상기 노즐부의 외주면에 형성된 결착 돌기에 결착될 수 있도록 상기 지지부와 일체로 형성되는 한 쌍의 결착부를 포함하되, 상기 결착부는 상기 지지부의 외주면으로부터 서로 마주하며 상측 방향으로 길게 형성되는 고리 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 펌프 모듈의 제트 펌프.
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3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,

   상기 리턴 스프링은 상기 밸브 몸체에서 상기 지지부로 갈수록 그 코일링 직경이 점차 커지는 형상으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 펌프 모듈의 제트 펌프.

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