KR101900981B1

KR101900981B1 - 저장 탱크로부터 내연기관으로 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛

Info

Publication number: KR101900981B1
Application number: KR1020137026396A
Authority: KR
Inventors: 마르코 람; 루지에로 지씨; 마누엘 타바니; 넬로 메도로
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2018-09-20
Also published as: ITMI20110582A1; CN103477065B; EP2694797A1; EP2694797B1; KR20140010974A; WO2012136429A1; CN103477065A

Abstract

본 발명은 내연기관(3)에 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛에 관한 것으로, 상기 펌프 유닛은 저장 탱크(2)로부터 연료를 흡입하도록 구성된 예비-공급 펌프(7), 그리고 상기 예비-공급 펌프(7)와 고압 펌프(6)를 상호연결하기 위한 제1 분기(15), 고압 펌프(6)와 내연기관(3)을 상호연결하기 위한 제2 분기(17), 및 제1 분기(15)와 저장 탱크(2)를 상호연결하는 제3 분기(21)를 구비한 유체 회로(14)를 포함하며, 적어도 부분적으로, 고압 펌프(6)의 펌프 하우징(8)을 관통하여 형성된 장착 개구(27) 내에 상호 동축으로 장착되는 오버플로우 밸브(26)와 커넥터(37)에 의해 형성된다.

Description

저장 탱크로부터 내연기관으로 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛{PUMP UNIT FOR SUPPLYING FUEL, PREFERABLY DIESEL OIL, FROM A CONTAINING TANK TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 저장 탱크로부터 내연기관으로 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 저장 탱크로부터 연료를 흡입하도록 구성된 예비-공급(pre-feed) 펌프, 예를 들어 전기 펌프와, 내연기관에 연료를 공급하도록 구성된 고압 펌프, 예를 들어 피스톤 펌프와, 전기 펌프와 피스톤 펌프를 상호연결하기 위한 제1 분기 및 피스톤 펌프와 내연기관을 상호연결하기 위한 제2 분기를 가진 유체 회로를 포함하는 유형의 펌프 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 유체 회로는, 피스톤 펌프에 공급되는 연료의 순간 유량을 내연기관의 복수의 작동 파라미터 값들의 함수로서 선택적으로 제어하기 위해 제1 분기 상에 배치되는 계량 솔레노이드 밸브를 추가로 포함하며, 제1 분기와 저장 탱크를 상호연결하는 제3 분기는 제1 분기를 따르는 연료의 전진 방향으로 상기 계량 솔레노이드 밸브의 상류에서 제1 분기에 연결되어, 계량 솔레노이드 밸브를 통해 공급되는 양을 초과하는 연료 유량의 적어도 일부가 저장 탱크로 배출될 수 있게 한다.

상기 제3 분기는 피스톤 펌프의 펌프 하우징을 관통하여 형성된 제1 장착 개구에 장착되는 오버플로우 밸브를 구비하며, 상기 오버플로우 밸브 내로의 연료 유입을 위한 입구, 상기 오버플로우 밸브로부터의 연료 배출을 위한 하나 이상의 출구, 및 상기 출구를 폐쇄하는 위치와 상기 출구를 개방하는 위치 사이를 이동할 수 있는 슬라이드 밸브를 갖는다.

상기 제3 분기는 또한, 상기 제1 장착 개구에 대해 횡방향으로 피스톤 펌프의 펌프 하우징을 관통하여 형성된 제2 장착 개구에 장착되는 커넥터에 의해 적어도 부분적으로 형성되고, 오버플로우 밸브의 출구와 유체 연통되며, 저장 탱크에 연료를 공급하기 위한 파이프에 연결되도록 펌프 하우징으로부터 돌출한다.

전술한 유형의 공지된 펌프 유닛은, 주로 두 개의 장착 개구, 즉 1개의 오버플로우 밸브용 장착 개구와 1개의 커넥터용 장착 개구의 제공으로 인해 상기 펌프 하우징에서의 가공 작업의 실행이 비교적 복잡하고, 오래 걸리며, 비용이 많이 든다는 사실에 기인하는 많은 단점이 있다.

본 발명의 과제는, 저장 탱크로부터 내연기관으로 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛으로서, 상기 단점이 해소되고 간단하면서도 경제적으로 제조되는 펌프 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 청구범위에 기재된, 저장 탱크로부터 내연기관으로 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛이 제공된다.

이제 비제한적 실시예를 나타내는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1은 본 발명의 펌프 유닛의 한 바람직한 실시예의 유체 경로도이다.
도 2는 편의상 일부분이 생략된, 도 1의 펌프 유닛의 세부 부분 단면도이다.
도 3은 편의상 일부분이 생략된, 도 2의 변형된 세부 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 변형예의 개략적인 사시도이다.

도 1을 참조하면, 도면부호 1은 저장 탱크(2)로부터 내연기관(3)으로, 이 경우 디젤 엔진으로, 액체 연료, 바람직하게는 디젤유를 공급하기 위한 펌프 유닛 전체를 나타내며, 상기 내연기관은 "커먼 레일(common rail)"로 알려져 있는 연료 분배 매니폴드(4)와, 상기 매니폴드(4)에 연결되어 엔진(3)의 대응 연소실(도시되지 않음)에 연료를 분사하도록 구성된 복수의 분사기(5)를 포함한다.

펌프 유닛(1)은 엔진(3)에 연료를 공급하도록 구성된 고압 펌프(6), 여기서는 피스톤 펌프와, 탱크(2)로부터 펌프(6)에 연료를 공급하도록 구성된 저압 펌프 또는 예비-공급 펌프, 여기서는 전기 펌프를 포함한다.

펌프(6)는 규정된 종축(9)을 갖는 펌프 하우징(8)과, 상기 펌프 하우징(8)에 형성되고 상기 축(9)에 실질적으로 수직인 종축(11)을 가지며 피스톤(12)에 의해 슬라이드 가능하게 결합되는 하나 이상의 실린더(10)를 포함한다.

피스톤(12)은 펌프 하우징(8)에 끼워진 공지된 유형의 액추에이터(13)에 의해 실린더(10)를 따라 움직이며, 실린더(10)에 연료를 흡입하기 위한 외향 스트로크 및 실린더(10)에 포함된 연료를 압축하기 위한 리턴 스트로크를 포함하는 왕복 직선 운동을 한다.

펌프 유닛(1)은 또한 연료를 공급하기 위한 유체 회로(14)를 포함하며, 상기 유체 회로는, 펌프들(6, 7)을 상호연결하고 액추에이터(13)를 윤활하기 위해 펌프 하우징(8)을 통해 연장되며 흡입 밸브(16)를 통해 실린더(10)에 연결되는 제1 분기(15), 그리고 펌프(6)와 매니폴드(4) 사이에서 연장되며 송출 밸브(18)를 통해 실린더(10)에 연결되는 제2 분기(17)를 포함한다.

상기 분기(15)에는 계량 솔레노이드 밸브(19)가 제공되며, 상기 계량 솔레노이드 밸브는 분기(15, 17)를 따라서 연료의 전진 방향(20)으로 밸브(16)의 상류에 장착되고, 분기(15)를 폐쇄하는 위치와 개방하는 위치 사이에서 움직일 수 있으며, 펌프(6)에 공급되는 연료의 순간 유량을 엔진(3)의 복수의 작동 파라미터 값들의 함수로서 선택적으로 제어하도록 구성된다.

상기 회로(14)는 또한, 방향(20)으로 솔레노이드 밸브(19) 상류의 분기(15)를 탱크(2)에 연결하고 솔레노이드 밸브(19)를 통해 공급되는 양을 초과하는 연료 유량의 적어도 일부가 탱크(2)로 배출될 수 있게 하는 제3 분기(21), 그리고 매니폴드(4)와 분기(21) 사이에서 연장되며 분사기(5)에 의해 요구되는 양을 초과하는 연료 유량이 탱크(2)로 배출되게 할 수 있는 제4 분기(22)를 포함한다.

상기 회로(14)는 또한, 분기(15)로부터 펌프 하우징(8)을 통해 공급되고 액추에이터(13)의 지지 베어링(도시되지 않음)을 통해 누설되는 일체의 연료를 분기(21)로 배출하여 결과적으로 탱크(2)로 배출하기 위한 제5 분기(23), 그리고 방향(20)으로 솔레노이드 밸브(19)의 하류에서 분기(15)에 연결되고 분기(15)와 분기(21) 사이에서 연장되며, 솔레노이드 밸브(19)의 폐쇄 시 솔레노이드 밸브(19)를 통해 누설되는 연료 유량이 흡수될 수 있게 하고, 솔레노이드 밸브(19)의 개방 시 분기(24)에 의해 흡수되는 연료의 양을 특정 임계치 미만의 값으로 제한하도록 설계된 보정 개구(25)가 구비된 제6 분기(24)를 갖는다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 분기(21)에는, 펌프 하우징(8)을 관통하여 형성되고 규정된 종축(28)을 가지며, 상기 축(28)에 대해 실질적으로 횡방향으로 놓인 환형 숄더(29)에 의해 상호 연결되는 수축부(27a)와 확장부(27b)를 포함하는 장착 개구(27) 내에 장착되는 오버플로우 밸브(26)가 제공된다.

상기 밸브(26)는 실질적으로 원통형인 밸브 하우징(30)을 포함하며, 상기 밸브 하우징은 축(28)과 동축으로 연장되고, 링 시일(31)이 중간에 삽입된 형태로 개구(27)에 장착되며, 밸브 하우징(30) 내로의 연료 유입을 위한 축방향 개구(또는 입구)(32)와 밸브 하우징(30)으로부터의 연료 배출을 위한 2개 이상의 반경방향 개구를 갖는다.

상기 밸브(26)는 또한 슬라이드 밸브(또는 플러그)(34)를 포함하며, 이 슬라이드 밸브(또는 플러그)는 밸브 하우징(30) 내에 축(28)과 동축으로 장착되고, 밸브 하우징(30)과 슬라이드 밸브(또는 플러그)(34) 사이에 삽입된 스프링(35)에 의해 개구(또는 출구)(33)(도 2)를 폐쇄하는 위치로 움직이고, 보통은 그 위치에 유지되며, 연료에 의해 스프링(35)의 작용에 대항하여 개구(또는 출구)(33) 폐쇄 위치로부터 개구 개방 위치(도시되지 않음)로 움직인다.

슬라이드 밸브(또는 플러그)(34)가 그 개방 위치로 움직인 결과, 개구(또는 출구)(33)를 통해 공급되는 연료는 분기(23)로부터 연료를 수용할 수도 있는 개구(27)의 부분(36)에 수집된다.

분기(21)는 또한, 단일 슬리브(38)를 형성하도록 밸브 하우징(30)과 일체로 제조된 튜브형 커넥터(37)를 포함하며, 이 슬리브는 확장부(27b) 내에 축(28)과 동축으로 강제 끼워맞춤(interference fit) 방식으로 고정된다.

커넥터(37)는 분기(21)의 파이프(도시되지 않음) 형성 부분에 연결되고, 2개 이상의 연결 개구(39)를 통해 부분(36)과 연통되며, 이들 연결 개구는 슬리브(38)를 관통하여 축(28)에 대해 경사지게 형성된다.

도 3 및 도 4에 도시된 변형예는, 밸브 하우징(30)과 커넥터(37)가 상호 별개인 2개의 개별 피스이고, 밸브 하우징(30)은, 축(28) 주위에 균일하게 분포되며 밸브 하우징(30)의 외표면에 형성된 대응 평활면(41) 상에 밸브 하우징(30)을 관통하여 형성되는 2개 이상의 반경방향 슬릿(40)을 갖는다는 점에서만 도 2에 도시된실시예와 상이하다.

상기 밸브(26)는 개구(27)에 슬라이드 가능하게 결합되고, 커넥터(37)에 의해 숄더(29)에 대해 축방향으로 고정되며, 상기 커넥터는 다시 강제 끼워맞춤식으로 확장부(27b) 내에 고정되고, 슬릿(40)과 대응 면(41)을 통해 부분(36)과 연통된다.

도시되지 않은 한 변형예에서, 밸브 하우징(30)은 또한 강제 끼워맞춤식으로개구(27) 내에 고정된다.

오버플로우 밸브(26) 및 커넥터(37)가 단일 장착 개구(27) 내에 장착됨으로써 펌프 하우징(8)의 구조가 단순해질 수 있고, 펌프 하우징(8)의 가공 비용이 절감되고 가공 시간이 절약될 수 있다.

Claims

저장 탱크(2)로부터 내연기관(3)으로 연료를 공급하기 위한 펌프 유닛으로서, 상기 펌프 유닛은 저장 탱크(2)로부터 연료를 흡입하도록 구성된 예비-공급 펌프(7)와, 장착 개구(27)를 구비한 펌프 하우징(8)을 갖는 고압 펌프(6)와, 유체 회로(14)를 포함하고, 상기 유체 회로는 예비-공급 펌프(7)와 고압 펌프(6)를 상호연결하기 위한 제1 분기(15), 고압 펌프(6)와 내연기관(3)을 상호연결하기 위한 제2 분기(17), 및 제1 분기(15)와 저장 탱크(2)를 상호연결하기 위한 제3 분기를 포함하며, 상기 제3 분기(21)는 장착 개구(27)에 장착된 오버플로우 밸브(26)와, 제3 분기(21)를 따라 연료의 전진 방향(20)으로 상기 오버플로우 밸브(26)의 하류에 장착되고 제3 분기(21)의 파이프 형성 부분에 연결되는 커넥터(37)를 포함하는 펌프 유닛에 있어서,
상기 오버플로우 밸브(26)와 상기 커넥터(37)는 장착 개구(27) 내에 상호 동축으로 장착되고,
오버플로우 밸브(26)는 밸브 하우징(30)과, 상기 오버플로우 밸브(26)의 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 움직이도록 상기 밸브 하우징(30)에 슬라이드 가능하게 결합되는 플러그(34)를 포함하고,
오버플로우 밸브(26)는 밸브 하우징(30) 내로의 연료 유입을 위한 하나의 입구(32) 및 밸브 하우징(30)으로부터의 연료 유출을 위한 하나 이상의 출구(33)를 포함하며, 장착 개구(27)는, 상기 출구(33)와 유체 연통되고, 밸브 하우징(30)과 커넥터(37) 자체 중 어느 하나 또는 이들 모두를 관통하여 형성된 하나 이상의 통로(39; 40, 41)를 통해 커넥터(37)와도 유체 연통되는 수집 부분(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
삭제
제1항에 있어서, 밸브 하우징(30)과 커넥터(37)가 일체형으로 제조되는, 펌프 유닛.
제3항에 있어서, 밸브 하우징(30)과 커넥터(37)가 장착 개구 내에 강제 끼워맞춤 방식으로 고정되는, 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 밸브 하우징(30)과 커넥터(37)가 2개의 개별 피스로 제조되는, 펌프 유닛.
제5항에 있어서, 장착 개구(27)는 종축(28)과, 상기 종축(28)에 대해 횡방향으로 형성된 단부-정지 숄더(29)를 갖는, 펌프 유닛.
제6항에 있어서, 장착 개구(27)는 단부-정지 숄더(29)에 의해 상호연결되는 수축부(27a)와 확장부(27b)를 포함하는, 펌프 유닛.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 하우징(30)은 장착 개구(27) 내에 강제 끼워맞춤 방식으로 고정되는, 펌프 유닛.
제6항 또는 제7항에 있어서, 밸브 하우징(30)은 장착 개구(27)에 슬라이드 가능하게 결합되며, 커넥터(37)에 의해 단부-정지 숄더(29)에 대해 축방향으로 고정되는, 펌프 유닛.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 커넥터(37)는 장착 개구(27) 내에 강제 끼워맞춤 방식으로 고정되는, 펌프 유닛.
삭제
제1항에 있어서, 상기 통로(39)는, 밸브 하우징(30) 및 커넥터(37)를 관통하여 형성되는 개구를 포함하는, 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 상기 통로(40, 41)는 밸브 하우징(30)의 외표면에 형성되는 평활면(41)과, 상기 평활면(41)의 위치에서 밸브 하우징(30)을 관통하여 형성되는 슬릿(40)을 포함하는, 펌프 유닛.