KR102107464B1

KR102107464B1 - 고압펌프

Info

Publication number: KR102107464B1
Application number: KR1020180166382A
Authority: KR
Inventors: 한경철; 곽규정; 김진성; 나은우; 홍춘기
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-05-07

Abstract

본 발명은 고압펌프에 관한 것으로, 배출체크밸브와 압력릴리프밸브가 일체화된 통합밸브가 적용되어 부품수가 감소되고, 펌프하우징 구조가 단순해지며, 압축공간이 감소되어 압축효율이 향상됨으로써 토출효율이 향상된다. 또한 통합밸브가 밸브하우징을 더 포함하여 모듈화됨으로써 사전 검사를 통해 정상제품만을 펌프하우징에 조립할 수 있게 됨으로써 완제품 수율이 향상되고 불량품 폐기 비용이 저감된다.

Description

고압펌프{HIGH PRESSURE PUMP}

본 발명은 가솔린 직접 분사 엔진의 연료 분사압을 형성해주는 고압펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배출체크밸브와 압력릴리프밸브가 하나의 밸브로 구성된 고압펌프에 관한 것이다.

가솔린 직접 분사 엔진 즉, GDI(Gasoline Direct Injection) 엔진은 연료를 엔진의 연소실 내부에 직접 분사하는 엔진으로서 연비 향상 및 배기가스 저감에 효용이 우수하다.

연료는 연료탱크의 내부에 설치된 저압펌프에서 1차 압축되어 연료호스를 통해 고압펌프로 압송되고, 연료레일에 연결된 고압펌프에서 고압으로 2차 압축되며, 연료레일에 설치된 인젝터를 통해 각각의 연소실로 분사된다.

일반적으로 고압펌프는 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프하우징(1)에 피스톤(2), 유량제어밸브(3), 배출체크밸브(OCV ; Outlet Check Valve)(4), 댐퍼(5), 압력릴리프밸브(PRV ; Pressure Relief Valve)(6)가 설치되는 구조로 이루어진다.

피스톤(2)은 캠(피스톤의 하측에 위치되며, 도면에는 도시하지 않음)에 의해 상승하여 챔버(1a) 내부의 연료를 압축한다.

유량제어밸브(3)는 챔버(1a)에 연결된 유로를 개폐하여 챔버(1a)로 유입되는 연료량을 제어한다.

배출체크밸브(4)는 스프링이 밸브부재를 챔버(1a)쪽으로 탄력 지지하는 구조의 밸브로서, 챔버(1a)내 압력이 배출체크밸브(4) 후단의 압력 이상으로 상승했을때 개방된다. 배출체크밸브(4)를 통과한 고압 연료는 펌프하우징(1)의 일측에 구비된 고압피팅(1b)을 통해 배출되어 연료레일로 공급된다.

댐퍼(5)는 펌프하우징(1)의 상부에 설치되며, 일측에 설치된 저압피팅(5a)을 통해 유입된 연료는 댐퍼(5)를 통과한 뒤 유량제어밸브(3)쪽으로 공급된다. 댐퍼(5)는 고압펌프 내부의 연료 맥동을 저감시킨다.

압력릴리프밸브(6)는 스프링이 밸브부재를 고압피팅(1b)쪽으로 탄력 지지하는 구조의 밸브로서, 고압피팅(1b)을 통해 토출되는 연료 압력이 미리 설정된 한계 압력을 초과할 경우 개방되어 고압피팅(1b)측 연료의 일부가 챔버(1a)로 리턴되도록 함으로써 고압펌프 토출압력의 최대치를 일정 수준에서 제한하는 역할을 한다.

펌프하우징(1)의 하부에는 패킹캐리어(7)가 장착되며, 패킹캐리어(7)의 컵형상부 내부에는 연료 누설 방지를 위한 시일(seal)(8)이 설치된다. 시일(8)은 상기 컵형상부의 상부에 설치되는 스탑슬리브(9)에 의해 하방으로 눌려져 설치 위치가 유지된다.

피스톤(2)의 하단에는 스프링시트(2a)가 설치되고, 스프링시트(2a)와 패킹캐리어(7)의 상판부 사이에는 피스톤스프링(10)이 설치되어, 캠에 의해 상승된 피스톤(2)을 하향 복귀시킨다. 미설명부호 S는 스텝에어리어이다.

한편, 상기와 같은 종래의 고압펌프는, 배출체크밸브(4)와 압력릴리프밸브(6)가 서로 다른 독립된 밸브로 구성됨으로써 부품수가 많고 펌프하우징(1)내 유로 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 압력릴리프밸브(6) 설치홀이 챔버(1a)와 연결되어 있어, 압축영역의 체적이 증가함으로써 압축효율이 저하되어 고압펌프의 토출효율이 감소되는 문제점이 있었다.

또한, 배출체크밸브(4)와 압력릴리프밸브(6)를 구성하는 부품들이 펌프하우징(1)에 형성된 각각의 설치홀에 직접 삽입 설치되어 밸브를 구성함으로써 밸브 부품들을 펌프하우징(1)에 조립하기 전에는 밸브 성능을 검사할 수 없었으며, 이에 고압펌프의 조립이 완료된 상태에서 검사할 수밖에 없었고, 검사시 불량으로 판정된 경우에는 고압펌프 전체를 폐기해야만 하므로 완제품 수율이 감소될 뿐만 아니라 폐기 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1556627호(2015.09.23.)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 부품수가 감소되고, 펌프하우징의 유로 구조가 단순해지며, 토출 효율이 증가되고, 완제품 수율이 증가되며, 폐기 비용이 감소될 수 있도록 된 고압펌프를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 챔버가 형성된 펌프하우징과, 상기 펌프하우징에 삽입 설치되어 챔버 내부의 연료를 압축하는 피스톤과, 상기 펌프하우징의 챔버 일측에 연결된 연료 유입 유로에 설치되어 챔버로 유입되는 연료량을 제어하는 유량제어밸브와, 상기 펌프하우징의 챔버 타측에 연결된 연료 토출 유로에 설치되어 배출체크밸브와 압력릴리프밸브의 기능을 모두 수행하는 통합밸브를 포함한다.

상기 통합밸브는 펌프하우징에 형성된 통합밸브 설치홀에 설치될 수 있다.

상기 통합밸브는 펌프하우징의 일측에 설치되어 고압 연료 토출 유로를 형성하는 고압피팅에 형성된 통합밸브 설치홀에 설치될 수 있다.

상기 통합밸브는 통합밸브 설치홀의 내측벽면에 지지되는 제1스프링과, 제1스프링에 지지되는 카운터바와, 카운터바의 내부에 위치되어 카운터바의 관통홀을 개폐하는 볼과, 카운터바의 단부에 밀착되는 상태로 위치 고정되는 밸브시트와, 일측 단부가 상기 볼을 지지하는 제2스프링과, 제2스프링의 타측 단부를 지지하도록 위치 고정되는 밸브슬리브를 포함한다.

상기 통합밸브는 챔버측 연료 압력에 의해 볼이 제2스프링을 압축시키는 방향으로 이동하여 카운터바의 관통홀이 개방됨으로써 연료의 토출이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 통합밸브는 고압피팅 설치홀측 연료 압력에 의해 볼과 카운터바가 제1스프링을 압축시키는 방향으로 이동하여 밸브시트와 카운터바 사이에 틈이 형성되고 카운터바의 외주면에 형성된 유로홀이 개방됨으로써 연료의 리턴이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 제1스프링은 원뿔대 형상이고, 축방향으로 관통되며, 외주면에 유로홀이 관통 형성된다.

상기 카운터바는 소경부와 장경부를 포함하고, 소경부는 통합밸브 설치홀의 내경보다 작은 지름으로 형성되어 소경부의 외측에 연료가 흐를 수 있는 공간이 형성되고, 장경부는 통합밸브 설치홀의 내경보다 미세하게 작은 지름으로 형성되어 통합밸브 설치홀에서 슬라이딩 이동 가능하며, 장경부의 외주면에 반경 방향 내측으로 오목하고 축방향으로 관통된 유로홀이 형성된다.

상기 통합밸브는 상기 제1스프링, 카운터바, 볼, 밸브시트, 제2스프링, 밸브슬리브가 삽입 설치되는 밸브하우징을 더 포함하여 모듈화될 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 배출체크밸브와 압력릴리프밸브가 하나의 통합밸브로 구성됨으로써 부품수가 감소되고, 펌프하우징의 유로 구조가 단순해지는 효과가 있다.

펌프하우징에 챔버와 연결된 압력릴리프밸브 설치홀이 형성되지 않으므로 압축영역의 체적이 감소되어 압축효율이 향상되며, 이에 고압펌프의 토출효율이 향상되는 효과가 있다.

상기 통합밸브를 구성하는 부품들이 통합밸브하우징에 내장되어 모듈화됨으로써 통합밸브를 펌프하우징에 설치하지 않은 상태에서도 성능 검사를 실시할 수 있게 되며, 이에 불량 판정시에는 통합밸브만을 폐기하면 되므로 완제품 수율이 증가되고, 제품 폐기 비용이 감소되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압펌프의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 고압펌프의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고압펌프의 통합밸브 설치 상태 단면도.
도 4는 상기 통합밸브의 분해 사시도.
도 5는 상기 통합밸브의 연료 토출시 작동 상태도.
도 6은 상기 통합밸브의 연료 리턴시 작동 상태도.
도 7은 도 2에 대응되는 고압펌프의 다른 실시예.
도 8은 통합밸브 모듈화를 위한 통합밸브하우징의 사시도.
도 9는 모듈화된 통합밸브가 설치된 고압펌프의 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고압펌프의 단면도로서, 본 발명에 따른 고압펌프는 펌프하우징(1), 피스톤(2), 유량제어밸브(3), 통합밸브(100)를 포함한다.

펌프하우징(1)의 내부 중심에는 연료 압축 공간인 챔버(1a)가 형성되고, 챔버(1a)는 펌프하우징(1)의 하부로 연장 개구되어 있다. 그 개구홀을 통해 펌프하우징(1)의 하부에서 피스톤(2)이 삽입 설치되며, 피스톤(2)의 상단은 챔버(1a)로 소량 돌출되고, 피스톤(2)의 하단에는 스프링시트(2a)가 장착된다.

유량제어밸브(Flow control valve)(3)는 솔레노이드에 형성되는 자기장에 의해 자기력을 형성하여 니들을 전후 작동시켜 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브 타입의 전자제어밸브로서, 펌프하우징(1)의 외주 일측에 형성된 유량제어밸브 설치홀에 설치된다. 상기 유량제어밸브 설치홀은 챔버(1a)와 연통되며, 유량제어밸브(3)는 유량제어밸브 설치홀에서 챔버(1a)로 연결되는 유로를 개폐하여 챔버(1a)로 공급되는 연료량을 제어한다.

펌프하우징(1)의 외주면 일측에는 저압피팅 설치홀이 형성되고, 그 설치홀의 입구에 저압피팅(1b)이 용접 고정된다.

저압피팅 설치홀과 상기 챔버(1a)의 사이에는 통합밸브 설치홀(1c)이 형성되고, 그 통합밸브 설치홀(1c)에 통합밸브(100)가 설치된다. 통합밸브 설치홀(1c)이 챔버(1a)와 연통되어 있음은 물론이다. 통합밸브(100)의 상세 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

패킹캐리어(7)는 펌프하우징(1)의 하부에 형성된 스텝에어리어(S)의 입구 부분에 용접 장착된다. 패킹캐리어(7)의 컵형상부 내측에는 하측에 연료 누출을 방지하기 위한 시일(8)이 삽입되고, 그 상부에 피스톤(2) 작동에 따른 시일(8)의 위치 이탈을 방지하기 위한 스탑슬리브(9)가 설치된다. 패킹캐리어(7)의 용접 전에 시일(8)과 스탑슬리브(9)가 패킹캐리어(7)에 먼저 설치된다.

패킹캐리어(7)의 외주부에는 피스톤스프링(10)이 삽입되며, 피스톤(2)의 하단부에 스프링시트(2a)가 장착되어 피스톤스프링(10)은 패킹캐리어(7)의 상부판과 스프링시트(2a)의 사이에서 소량 압축된 상태로 설치된다. 따라서, 캠에 의해 상향 이동된 피스톤(2)이 피스톤스프링(10)에 의해 원위치로 하향 복귀될 수 있다.

상기 통합밸브(100)는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 펌프하우징(1)에 형성된 통합밸브 설치홀(1c)에 제1스프링(110), 카운터바(120), 볼(130), 밸브시트(140), 제2스프링(150), 밸브슬리브(160)가 차례대로 삽입 설치된 구조로 이루어진다. 상기 통합밸브(100)를 이루는 부품들은 고압피팅 설치홀에 고압피팅(1b)이 용접 장착되기 전에 고압피팅 설치홀에서 챔버(1a)쪽 방향으로 삽입 설치된다.

제1스프링(110)은 대략 원뿔대(truncated cone) 형상으로서 내부는 비어 있고 축방향으로 관통 형성되어 있으며, 경사진 외주부에는 둘레를 따라 복수의 유로홀(111)이 형성되어 있다. 상대적으로 직경이 큰 쪽 단부가 통합밸브 설치홀(1c)의 내측벽(챔버(1a)와 연결되는 유로가 형성된 벽면)에 지지되는 상태로 설치된다.

카운터바(120)는 대략 원통 형상으로서 소경부(121)와 장경부(122)를 포함하며 축방향으로 관통 형성되어 있다. 소경부(121)의 일측 단부 즉, 제1스프링(110)의 직경이 작은 쪽 단부에 맞대어지는 부분에는 볼(130)보다 직경이 작은 관통홀이 형성된다. 이 관통홀이 볼(130)에 의해 개폐됨으로써 토출 유로가 개방되거나 차단된다. 소경부(121)는 통합밸브 설치홀(1c)의 내경보다 작은 지름으로 형성되어 소경부(121)의 외주면과 통합밸브 설치홀(1c) 사이의 공간으로 연료가 흐를 수 있도록 되어 있다.

상기 장경부(122)는 통합밸브 설치홀(1c)의 내경보다 미세하게 작은 지름을 갖도록 형성되어 통합밸브 설치홀(1c)에서 좌우 방향으로 슬라이딩 이동 가능하다.

또한, 상기 장경부(122)의 외주면에는 반경 방향 내측으로 오목하고 축방향으로 관통되는 형상의 유로홀(123)이 동일 간격으로 복수 개 형성된다. 이 유로홀(123)은 리턴 유로의 일부를 이루게 된다.

밸브시트(140)는 원형 고리 형상 부품으로서 외주면은 통합밸브 설치홀(1c)의 내주면에 밀착되는 원주면이고 양측면은 통합밸브 설치홀(1c)의 축방향에 수직인 평면으로 이루어진다.

밸브시트(140)는 카운터바(120) 삽입 후에 삽입되는데, 통합밸브 설치홀(1c)의 내주면에 압입 또는 용접되어 위치 고정되며, 고압펌프가 작동하지 않는 보통의 상태에서 카운터바(120)와 밀착되어 있다.

제2스프링(150)은 코일 스프링 형태의 스프링이고, 밸브시트(140)를 통해 삽입되어 일측 단부가 볼(130)을 지지한다.

밸브슬리브(160)는 내측원통부(161)와 외측원통부(162) 및 이들의 일측 단부를 연결하는 측벽부로 이루어지며, 내측원통부(161)는 제2스프링(150)의 내경보다 작은 직경으로 형성되어 제2스프링(150)의 내부로 삽입되고, 외측원통부(162)는 통합밸브 설치홀(1c)의 내경과 동일하거나 미세하게 작은 직경으로 형성되어 통합밸브 설치홀(1c)에 압입되거나 삽입(압입) 후 용접되어 위치 고정된다.

측벽부에는 연료 소통을 위한 호형의 유로홀(163)이 복수 개 형성된다. 상기 내측원통부(161) 역시 축방향으로 관통된 형상으로서 이를 통해서도 연료가 소통된다.

조립 상태에서 내측원통부(161)의 외주부에 삽입된 제2스프링(150)의 타단은 측벽부의 내측면에 지지된다.

상기 통합밸브(100)의 작동은 다음과 같이 이루어진다.

도 5는 챔버(1a)의 연료가 통합밸브(100)를 통해 토출되는 상태의 작동 상태도로서, 피스톤(2) 상승에 의해 압축된 챔버(1a)의 연료 압력이 통합밸브(100) 후단 즉, 고압피팅 설치홀의 압력보다 높아지면 챔버(1a)내 연료 압력에 의해 볼(130)이 제2스프링(150)을 압축시키면서 밸브슬리브(160)쪽으로 이동된다.

따라서 볼(130)에 의해 막혀 있던 카운터바(120)의 관통홀이 개방됨으로써 연료가 제1스프링(110), 카운터바(120)의 내부공간, 밸브시트(140)와 밸브슬리브(160)의 내측원통부(161) 사이공간, 밸브슬리브(160) 측벽부의 유로홀(163)을 통해 이동하여, 고압피팅(1b)을 통해 토출된다.

반대로 챔버(1a)내 압력이 고압피팅 설치홀의 압력 이하가 되면 제2스프링(150)의 탄성 복원력에 의해 볼(130)이 원위치로 복귀(도 3의 상태)하여 카운터바(120)의 관통홀을 막음으로써 유로가 차단되어 챔버(1a)의 연료 토출이 중지된다.

상기와 같이 통합밸브(100)는 배출체크밸브(OCV)로서의 기능을 정상적으로 수행한다.

한편, 도 6은 고압피팅 설치홀에서 챔버(1a)쪽으로 연료가 리턴되는 경우의 작동 상태도로서, 연료 토출측 즉, 고압피팅 설치홀쪽에 과도하게 높은 이상 압력이 발생하면, 그 압력이 볼(130)과 카운터바(120)에 작용하여 이들을 챔버(1a)쪽으로 밀게 되며, 그 미는 힘에 의해 제1스프링(110)이 챔버(1a)쪽으로 압축 변형됨으로써 카운터바(120)가 챔버(1a)쪽으로 이동하게 된다.

상기와 같이 카운터바(120)가 이동함으로써 밸브시트(140)와 카운터바(120)가 서로 분리되어 이들 사이의 틈(G)으로 유로가 형성되고, 동시에 카운터바(120)의 장경부(122) 외주면에 형성되어 있는 유로홀(123)이 개방된다.

따라서, 고압피팅 설치홀측 연료가 밸브슬리브(160)의 내측원통부(161)를 통해 카운터바(120)의 내부로 유입되고, 또한 연료가 밸브슬리브(160) 측벽부의 유로홀(163)을 통과하고 밸브시트(140)를 경유하여 카운터바(120)의 내부로 유입된다.

카운터바(120) 내부의 연료는 밸브시트(140)와 카운터바(120)의 장경부(122) 사이의 틈(G), 장경부(122)의 외주면에 형성된 유로홀(123), 카운터바(120)의 소경부(121) 외주면과 통합밸브 설치홀(1c)의 내주면 사이의 공간, 제1스프링(110)의 유로홀(111)을 통해 흘러 챔버(1a)로 이동하게 된다.

따라서 연료 토출측에 형성되는 이상 고압을 해소할 수 있게 되며, 이와 같이 통합밸브(100)는 기존의 압력릴리프밸브(PRV)의 역할을 정상적으로 수행할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 고압펌프는 배출체크밸브와 압력릴리프밸브가 통합됨으로써 밸브의 수가 감소되어 구성이 단순해지는 효과가 있다.

또한, 배출체크밸브와 압력릴리프밸브가 개별적으로 구비된 경우보다 밸브를 구성하는 부품들의 수가 감소되는 효과가 있다.

또한, 하나의 밸브(통합밸브(100))만을 설치하면 되므로 펌프하우징(1)에 형성되는 유로 구조가 단순해지며, 이에 펌프하우징(1) 가공에 소요되는 시간과 비용이 절감되는 효과가 있다.

한편, 밸브가 통합되어 펌프하우징(1)에 기존의 압력릴리프밸브가 설치되던 설치공간이 존재하지 않게 되므로 챔버(1a)에 연결된 공간의 체적이 감소된다. 즉, 압축영역의 체적이 감소됨으로써 압축효율이 향상되고, 이에 고압펌프의 토출효율이 향상되는 효과가 있다.

한편, 상기 통합밸브(100)를 이루는 부품들은, 도 7과 같이, 고압피팅(1b)의 유로홀 내부에 설치될 수 있다. 즉, 고압피팅(1b)에 형성된 유로홀을 확장하여 통합밸브 설치홀을 형성하고, 그 내부에 통합밸브(100) 구성 부품들을 위에 설명한 구조와 동일하게 설치하는 것이다. 이 경우 고압피팅(1b)의 유로홀 일측에는 제1스프링(110)을 지지해 줄 수 있도록 반경 방향 내측으로 걸림턱(1ba)이 돌출 형성된다.

이 경우에도 통합밸브(100)의 배출체크밸브 및 압력릴리프밸브로서의 작동은 동일하게 이루어진다.

상기와 같이, 통합밸브(100)가 고압피팅(1b)에 설치될 경우, 펌프하우징(1)에는 통합밸브(100) 구성 부품들의 사양을 고려한 통합밸브 설치홀(1c)을 가공할 필요 없이, 고압피팅 설치홀과 챔버(1a)를 연결하는 단순한 유로홀만을 가공하면 되므로 펌프하우징(1)의 가공이 한층 용이해지는 장점이 있다.

또한, 통합밸브(100)가 고압피팅(1b)에 설치될 경우에는 고압피팅(1b)이 통합밸브(100)의 밸브하우징 역할을 수행하여 통합밸브(100)가 모듈화될 수 있다. 모듈화에 따른 효과는, 이후 설명되는 별도의 밸브하우징(170)을 구비하여 통합밸브(100)가 모듈화되는 경우와 동일하므로 그에 대한 효과를 설명하는 것으로 갈음한다.

상기 통합밸브(100)는 도 8에 도시된 바와 같은 밸브하우징(170)을 이용하여 개별 취급이 가능한 하나의 밸브 장치로서 모듈화될 수 있다.

밸브하우징(170)은 단순 원통 형상 부품으로서, 상기한 통합밸브(100)의 구성 부품들이 일측 개구를 통해 내경부(171)에 동일한 방식으로 삽입 설치된다. 밸브하우징(170)의 타측 단부에는 측벽이 형성되어 제1스프링(110)을 지지할 수 있도록 되어 있으며, 측벽에는 유로홀(172)이 관통 형성되어 연료가 소통될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 모듈화된 통합밸브(100)는, 도 9와 같이, 펌프하우징(1)에 형성된 통합밸브 설치홀(1c)에 삽입 설치된다. 이 경우 통합밸브 설치홀(1c)은 밸브하우징(170)이 삽입될 수 있도록 밸브하우징(170)이 구비되지 않는 경우에 비해 확장 가공되어야 함은 당연하다.

밸브하우징(170)은 통합밸브 설치홀(1c)에 압입 또는 (압입 후)용접에 의해 고정된다.

상기와 같이 통합밸브(100)가 모듈화되면, 통합밸브(100)를 펌프하우징(1)에 조립하는 공정이 매우 단순화되어 조립이 용이해지고 조립 시간이 감소되는 장점이 있다.

또한, 통합밸브(100)를 펌프하우징(1)에 조립하기 전에 검사를 실시하여 불량 여부를 판정할 수 있게 된다. 따라서, 정상 판정된 통합밸브(100)를 펌프하우징(1)에 조립하게 되므로 고압펌프의 완제품 수율이 향상된다.

또한, 통합밸브(100) 모듈이 불량인 경우 통합밸브(100) 모듈만을 폐기할 수 있게 되므로 종래에 통합밸브(100) 부품들이 펌프하우징(1)에 직접 조립된 상태에서 고압펌프 전체를 폐기하는 것에 비해 폐기 비용이 크게 절감되는 효과가 있다.

한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았으나, 상기와 같은 통합밸브(100) 모듈은 도 7의 경우와 같이 고압피팅(1b)의 내부에 설치할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 펌프하우징 1a : 챔버
1b : 고압피팅 1ba : 걸림턱
1c : 통합밸브 설치홀 2 : 피스톤
2a : 스프링시트 3 : 유량제어밸브
5 : 댐퍼 5a : 저압피팅
7 : 패킹캐리어 8 : 시일
9 : 스탑슬리브 10 : 피스톤스프링
S : 스텝에어리어 100 : 통합밸브
110 : 제1스프링 120 : 카운터바
130 : 볼 140 : 밸브시트
150 : 제2스프링 160 : 밸브슬리브
170 : 밸브하우징 G : 틈

Claims

내부에 챔버가 형성된 펌프하우징과;
상기 펌프하우징에 삽입 설치되어 챔버 내부의 연료를 압축하는 피스톤과;
상기 펌프하우징의 챔버 일측에 연결된 연료 유입 유로에 설치되어 챔버로 유입되는 연료량을 제어하는 유량제어밸브와;
상기 펌프하우징의 챔버 타측에 연결된 연료 토출 유로에 설치되어 배출체크밸브와 압력릴리프밸브의 기능을 모두 수행하는 통합밸브;를 포함하고,
상기 통합밸브는 펌프하우징에 형성된 통합밸브 설치홀의 내측벽면에 지지되는 제1스프링과, 제1스프링에 지지되는 카운터바와, 카운터바의 내부에 위치되어 카운터바의 관통홀을 개폐하는 볼과, 카운터바의 단부에 밀착되는 상태로 위치 고정되는 밸브시트와, 일측 단부가 상기 볼을 지지하는 제2스프링과, 제2스프링의 타측 단부를 지지하도록 위치 고정되는 밸브슬리브를 포함하며,
상기 카운터바는 소경부와 장경부를 포함하고, 소경부는 통합밸브 설치홀의 내경보다 작은 지름으로 형성되어 소경부의 외측에 연료가 흐를 수 있는 공간이 형성되고, 장경부는 통합밸브 설치홀의 내경면에 접촉하여 슬라이딩 이동 가능하며, 장경부의 외주면에 반경 방향 내측으로 오목하고 축방향으로 관통된 유로홀이 형성된 것을 특징으로 하는 고압펌프.
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청구항 1에 있어서,
상기 통합밸브는 챔버측 연료 압력에 의해 볼이 제2스프링을 압축시키는 방향으로 이동하여 카운터바의 관통홀이 개방됨으로써 연료의 토출이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 고압펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 통합밸브는 고압피팅 설치홀측 연료 압력에 의해 볼과 카운터바가 제1스프링을 압축시키는 방향으로 이동하여 밸브시트와 카운터바 사이에 틈이 형성되고 카운터바의 외주면에 형성된 유로홀이 개방됨으로써 연료의 리턴이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 고압펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 제1스프링은 원뿔대 형상이고, 축방향으로 관통되며, 외주면에 유로홀이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 고압펌프.
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청구항 1에 있어서,
상기 통합밸브는 상기 제1스프링, 카운터바, 볼, 밸브시트, 제2스프링, 밸브슬리브가 삽입 설치되는 밸브하우징을 더 포함하여 모듈화된 것을 특징으로 하는 고압펌프.