KR102194371B1 - 연료 분사 시스템을 위한 고압 연료 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펌프 하우징(12)에 대하여 접선으로 하우징 깊이(38) 및 펌프 하우징(12)에 대하여 방사상으로 하우징 길이(42)를 가진 댐퍼 하우징(36)을 구비한 댐퍼 장치(34)가 측방향으로 배열되는 펌프 하우징(12)을 가진 고압 연료 펌프(10)에 관한 것이고, 하우징 길이(42)는 하우징 깊이(38)보다 크다.

Description

연료 분사 시스템을 위한 고압 연료 펌프{HIGH-PRESSURE FUEL PUMP FOR A FUEL INJECTION SYSTEM}
본 발명은 연료 분사 시스템 내의 연료에 고압을 적용하기 위한 고압 연료 펌프에 관한 것이다.
고압 연료 펌프는 연료에 고압을 적용하도록, 연료가 내연 기관의 연소 챔버 내로 분사되는 연료 분사 시스템에서 사용되고, 압력은 예를 들어, 가솔린 내연 기관에서 150bar 내지 400bar의 범위 그리고 디젤 내연 기관에서 1500bar 내지 2500bar의 범위 내에 있다. 각각의 연료에서 생성될 수 있는 압력이 더 높을수록, 연소 챔버 내의 연료의 연소 동안 발생하는 배출물은 더 적고, 이는 특히 배출물의 감소가 훨씬 더 큰 정도로 요구되는 배경에 대해 유리하다.
각각의 연료에서 고압을 달성하는 것이 가능하게 되기 위해서, 고압 연료 펌프는 일반적으로 피스톤 펌프로서 구현되고, 펌프 피스톤은 병진 이동을 수행하고 그리고 그렇게 하면서 연료의 압력을 주기적으로 압축시키고 완화시킨다. 따라서 이러한 피스톤 펌프의 불균일한 전달은 고압 연료 펌프의 저압 구역에서 용적 흐름의 변동을 야기하고, 이 변동은 전체 연료 분사 시스템의 압력 변동과 연관된다. 이 변동의 결과로서, 손실을 충전하는 것이 고압 연료 펌프에서 발생할 수 있고, 그 결과 연소 챔버에서 요구되는 연료량의 정확한 도우징(dosing)이 보장될 수 없다. 또한 발생하는 압력 맥동은 펌프 컴포넌트, 예를 들어, 고압 연료 펌프로의 공급선이 진동하게 하고, 이 진동은 원하지 않은 노이즈 또는 최악의 경우에, 심지어 다양한 부품에 손상을 유발할 수 있다.
따라서 댐퍼 장치가 보통 고압 연료 펌프의 저압 구역에 제공되고, 이 댐퍼 장치는 유압 축압기로서 작동하고 용적 흐름의 변동을 안정시키고 따라서 발생하는 압력 맥동을 감소시킨다. 이 목적을 위해, 예를 들어, 변형 가능한 구성요소가 설치되는 경우가 있고, 이는 기체 용적을 연료로부터 분리시킨다. 고압 연료 펌프의 저압 구역 내의 압력이 증가된다면, 상기 구성요소가 변형되고, 예를 들어, 기체 용적이 압축되고 그리고 공간이 연료의 과잉의 액체를 위해 생성된다. 압력이 나중에 다시 떨어진다면, 기체는 다시 팽창되고 따라서 연료의 저장된 액체는 다시 방출된다.
지금까지 이러한 댐퍼 장치가 고압 연료 펌프의 펌프 하우징의 단부 구역에 부착된다고 알려져 있었다. 그러나 이 목적을 위해, 단부 구역에서, 예를 들어, 헤드 구역에서, 충분한 구조적 공간을 상기 유형의 댐퍼 장치에 제공하는 펌프 하우징을 제공하는 것이 필요하다. 이 요구는 펌프 하우징의 제공 시, 예를 들어, 작은 직경을 가진 고등급의 강 막대가 사용되는 경우에 가요성을 바람직하지 않게 제한한다.
따라서 본 발명의 목적은 이 점이 개선되는 고압 연료 펌프를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항의 피처의 조합을 가진 고압 연료 펌프에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 설계의 실시형태는 종속항의 주제이다.
연료 분사 시스템 내의 연료에 고압을 적용하기 위한 고압 연료 펌프는, 펌프 하우징의 제1 단부 구역과 펌프 하우징의 제2 단부 구역 사이에 배열되고 그리고 작동 동안 이동축을 따라 병진 방식으로 이동되는 펌프 피스톤을 가이드하고, 그리고 제1 단부 구역과 제2 단부 구역 사이에 하우징 보어와 평행하게 연장되는 외벽 구역을 가진 하우징 보어를 구비한 펌프 하우징을 갖는다. 고압 연료 펌프는 펌프 하우징의 외벽 구역과 함께, 전체의 댐핑 용적의 범위를 정하는 댐퍼 하우징을 구비한 댐퍼 장치를 더 포함한다. 댐퍼 하우징은 깊이 축을 따라 외벽 구역에 대하여 접선으로 연장되는 하우징 깊이를 갖고 그리고 길이 방향 축을 따라 외벽 구역으로부터 멀리, 이동축에 대하여 방사상으로 연장되는 하우징 길이를 갖는다. 여기서, 하우징 길이는 하우징 깊이보다 크다.
따라서 댐퍼 장치가 펌프 하우징의 상부 단부 상에 장착되는 경우에, 지금까지 알려진 고압 연료 펌프와는 대조적으로, 고압 연료 펌프의 펌프 하우징 상에 댐퍼 장치를 측방향으로 제공하는 것이 기본 개념이다. 이 방식으로, 펌프 하우징은 가능한 작은 직경으로 단단한 재료로 제작될 수 있다. 사용 동안, 고압 연료 펌프의 코어 컴포넌트, 특히, 펌프 하우징의 직경이 전반적으로 감소될 수 있기 때문에, 이 방식으로, 고압 연료 펌프는 경쟁력이 있을 수 있고 또한 고압 연료 펌프를 위해 요구되는 구조적 공간에 관한 이점을 제공할 수 있다. 펌프 하우징을 위한 특정한 직경의 바 재료(bar material) 위에, 지금까지 고압 연료 펌프의 상부 단부 상에 장착되었던 댐퍼 장치를 위한 구조적 공간이 더이상 충분하지 않기 때문에, 댐퍼 장치는 펌프 하우징 상에 측방향으로 장착된다. 그러나 충분한 댐핑 작용을 달성하기 위해서, 댐퍼 장치는 미리 결정된 용적을 제공해야 한다. 이를 가능하게 하기 위해서, 댐퍼 장치는 펌프 하우징으로부터 멀리 환경으로 연장된다. 이것은 펌프 하우징의 외벽 구역으로부터 이동축에 대하여 방사상으로 연장되는 길이 방향 축을 따른 하우징 길이를 생산하고, 이 하우징 길이는 외벽 구역에 대하여 접선으로 깊이 축을 따라 연장되는 하우징 깊이보다 상당히 크다.
따라서, 댐퍼 장치는 댐퍼 장치의 길이가 방사상으로 지향되게, 펌프 하우징 상에 장착되고, 댐퍼 하우징의 길이 방향 축은 펌프 축에 대해, 즉, 펌프 피스톤의 이동축에 대해 적어도 대략 직각으로 연장된다. 펌프 하우징 상의 댐퍼 장치의 측방향 배열은 전기 연결기 플러그의 방향에 대하여 더 큰 가요성 또는 가변성을 제공하는 추가의 이점을 갖는다. 공지된 고압 연료 펌프의 경우에, 예를 들어, 전기 플러그가 오직 측방향으로 지향되는 것이 가능하다. 보통 수많은 방해되는 윤곽이 위치되기 때문에, 하향 경향은 대부분의 경우에 불가능하다. 이것은 보통 오직 대략 180°의 방향을 위한 각 범위를 생산한다. 그러나, 제안된 고압 연료 펌프 및 댐퍼 장치의 측방향 배열의 경우에, 예를 들어, 코일 및 연관된 전기 플러그와 같은 전기 컴포넌트가 펌프 하우징 상에 360°의 각 범위로 지향되는 것이 가능하다.
댐퍼 하우징은 유리하게는 고정 플랜지 형성물을 갖고 고정 플랜지 형성물에 의해 댐퍼 하우징이 펌프 하우징에 고정될 수 있다. 따라서 예를 들어, 댐퍼 하우징이 펌프 하우징의 외벽 구역에 용접되는 것이 가능하다.
댐퍼 하우징이 펌프 하우징 상에 측방향으로 배열된다면, 이점이 또한 펌프 하우징에 대한 댐퍼 하우징의 고정을 위한 용접 심(weld seam)에 생긴다. 댐퍼 장치는 대부분의 경우에 용접에 의해, 예를 들어, 펌프 하우징에 바로 연결되는 댐퍼 커버로서 형성되는 것으로 지금까지 알려져 왔다. 고압 연료 펌프의 작동 동안, 상기 유형의 댐퍼 커버는 특히, 압력 피크의 경우에, 고압 연료 펌프의 내부에 팽배하는 압력 때문에 힘의 영향을 받는다. 상기 압력에 노출된 영역은 일반적으로 펌프 하우징과 상기 유형의 댐퍼 커버 사이의 직경의 부착 단면이다. 댐퍼 장치가 이제 길이 방향 측에 측방향으로 부착된다는 것 때문에, 이러한 용접 심의 길이 그리고 또한 유압식 유효 영역은 상당히 감소될 수 있다. 이것은 상당히 더 낮은 유압 부하 그리고 따라서 고압 연료 펌프의 전반적으로, 더 큰 강건성을 생산한다. 용접 심의 더 짧은 길이는 또한 이 방식으로, 고압 연료 펌프의 조립 동안 사이클 시간이 감소될 수 있고 그리고 따라서 조립 비용이 감소될 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 용접 결함 또는 수축 공동부의 위험이 감소되고, 이는 마찬가지로 고압 연료 펌프의 작동 동안 누출의 위험을 감소시킨다.
유리한 설계의 실시형태에서, 하우징 길이는 댐퍼 하우징의 하우징 깊이의 크기의 적어도 2배이다. 이 방식으로, 매우 좁은 설계이고 그리고 펌프 하우징의 외벽 구역에 매우 가요성인 방식으로 고정될 수 있는 댐퍼 장치를 제공하는 것이 가능하다.
댐퍼 하우징의, 외측 하우징 벽으로부터 멀리 연장되는, 하우징 길이는 바람직하게는 이동축에 대하여 수직인 펌프 하우징의 직경(d)의 크기와 적어도 같다. 즉, 댐퍼 장치와 관련하여 펌프 하우징의 직경(d)은 매우 작고 그리고 설치된 상태에서 오직 작은 구조적 공간을 차지한다.
이 경우에 펌프 하우징은 유리하게는 4㎝ 미만의 직경(d)을 가진 바 재료로 형성된다.
펌프 하우징의 생산을 위해 바 재료에 대한 요구된 직경(d)은 펌프 하우징의 생산 가격에 크게 영향을 준다. 댐퍼 장치가 펌프 하우징에 측방향으로 그리고 길이 방향으로 부착되는 결과로서, 바 재료의 요구된 직경(d)은 상당히 감소될 수 있고, 이는 펌프 하우징을 위한 감소된 생산 비용을 발생시킨다.
펌프 하우징은 바람직하게는 외벽 구역에 오목부를 갖고, 댐퍼 하우징은 오목부를 플러시(flush) 방식으로 폐쇄하도록 외벽 구역 상에 배열된다. 여기서, 오목부에 의해 획정된 오목부 용적과 댐퍼 하우징에 의해 획정된 댐퍼 하우징 용적은 함께 상기 전체의 댐핑 용적을 획정한다.
오목부 용적의 제공을 통해, 펌프 하우징의 일부가 전체의 용적의 댐핑에 이미 기여할 수 있기 때문에, 댐퍼 장치가 길이 방향 축을 따라 더 짧게 설계되는 것이 또한 가능하다. 이 방식으로, 전체로서 고압 연료 펌프의 구조적 공간이 절약되는 것이 유리하게는 가능하다. 다양한 보어가 오목부로부터 펌프 하우징 내로 내향으로 연장되는 것이 유리하다. 따라서, 이 경우에, 오목부는 다수의 기능, 먼저, 전체의 댐퍼 용적의 추가의 일부의 제공뿐만 아니라 고압 연료 펌프의 추가의 부품에 대한 연결을 수행한다.
오목부 용적은 바람직하게는 전체의 댐핑 용적의 최대 1/3에 이른다. 이 방식으로, 전체의 댐핑 용적의 주요 부분은 댐퍼 하우징에 배열되고 그리고 펌프 하우징은 특히 박형 바 재료, 즉, 매우 작은 직경(d)으로 제작될 수 있다.
댐퍼 장치의 일부가 펌프 하우징 내로 측방향으로 돌출된다면, 전체로서 고압 연료 펌프를 위한 구조적 공간이 감소되는 것이 유리하게는 가능하다. 이것은 예를 들어, 연결 보어를 예를 들어, 댐퍼 장치와 유입부 밸브 사이, 또는 펌프 피스톤의 구동 구역에 비교적 짧게 유지하게 활용될 수도 있다. 이것은 압력 피크의 개선된 댐핑 그리고 또한 펌프 하우징의 생산 동안 상기 연결 보어를 위한 더 짧은 기계가공 시간을 생산하고, 이는 결국 전체로서 펌프 하우징을 위한 더 적은 생산 비용을 발생시킨다. 게다가 또한 단면이 부분적으로 매우 크게 설계되는 것이 가능하고, 이에 따라, 예를 들어, 연결 보어가 큰 보어 직경을 가질 수 있거나 또는 세장형 홀로서 설계될 수 있다. 이것은 또한 댐퍼 장치의 개선된 댐핑 특성에 기여한다.
오목부가 펌프 하우징에 대한 댐퍼 하우징의 부착에 의해 플러시 방식으로 폐쇄될 수 있도록, 오목부의 벽 및 댐퍼 하우징의 벽이 서로에 대하여 정렬되게 배열되는 것이 바람직하다.
댐퍼 캡슐이 댐퍼 하우징 내에 배열되는 것이 바람직하고, 이 댐퍼 캡슐은 외벽 구역에 대하여 접선으로 연장되는 캡슐 높이 및 이동축에 대하여 방사상으로 연장되는 캡슐 길이를 갖고, 캡슐 길이는 캡슐 높이보다 크다. 이 방식으로, 댐퍼 캡슐은 또한 유리하게는 펌프 하우징의 외벽 구역으로부터 멀리 측방향으로 연장된다.
댐퍼 캡슐은 바람직하게는 막 사이에 기체 용적을 둘러싸는, 2개의 함께 용접된 막으로 구성된다. 작동 동안, 막은 기체 용적이 압축 가능하기 때문에 변형 가능하다.
댐퍼 캡슐은 실질적으로 원형이고 그리고 바람직하게는 캡슐 수직축을 중심으로 회전 대칭이 되도록 형성된다. 따라서 캡슐 길이는 이동축에 대해 수직인 캡슐 길이 방향 축을 따른 댐퍼 캡슐의 단면의 단면 길이에 대응한다. 댐퍼 캡슐은 바람직하게는 댐퍼 캡슐의 캡슐 길이 방향 축이 이동축에 대해 수직인 캡슐 길이를 따라 이어지도록 댐퍼 하우징 내에 배열된다.
댐퍼 캡슐은 바람직하게는 댐퍼 캡슐이 오목부 용적 내로 연장되도록 댐퍼 하우징 내에 배열된다. 따라서 고압 연료 펌프에 의해 요구되는 총 구조적 공간은 가능한 작게 유지될 수 있다.
댐퍼 하우징 내에, 댐퍼 캡슐을 댐퍼 하우징 벽으로부터 이격되게 하기 위한 적어도 하나의 스페이서 슬리브가 유리하게는 배열되고, 스페이서 슬리브는 오목부 용적 내로 연장된다. 상기 유형의 스페이서 슬리브는 유리하게는 연료가 댐퍼 캡슐 주변을 씻게 하도록, 댐퍼 캡슐을 댐퍼 하우징 벽으로부터 멀리 유지시키기 위해 제공된다. 이러한 스페이서 슬리브는 종종 또한 특히, 댐퍼 캡슐을 형성하는 2개의 막을 연결시키기 위해 제공되는 용접 심에 예비하중을 부여하는 추가의 기능을 갖는다.
예를 들어, 적어도 하나의 스페이서 슬리브가 댐퍼 하우징 내에 배열될 수도 있지만, 각각의 경우에 하나의 스페이서 슬리브가 댐퍼 캡슐의 양측에 배열되는 것이 또한 가능하다.
하나의 가능한 실시형태에서, 다수의 댐퍼 캡슐 및 다수의 스페이서 슬리브가 댐퍼 하우징 내에 배열되는 것이 또한 가능하다.
스페이서 슬리브는 유리하게는 연료가 스페이서 슬리브를 통해 흐를 수 있도록 방사상의 오목부를 갖는다.
유리한 설계의 실시형태에서, 댐퍼 캡슐 및/또는 스페이서 슬리브는 오로지 댐퍼 하우징 내에 고정된다. 고정은 바람직하게는 압력 끼워맞춤(force fit)에 의해 수행된다. 예를 들어, 스페이서 슬리브는 스페이서 슬리브가 댐퍼 캡슐을 댐퍼 하우징 내에 제자리에 홀딩할 수 있도록, 탄성 형태일 수도 있다.
이 방식으로, 적어도 하나의 댐퍼 캡슐 또는 적어도 하나의 스페이서 슬리브가 댐퍼 하우징 내에 고정되는 것 때문에, 댐퍼 장치가 고압 연료 펌프의 펌프 하우징 외부에서 사전 조립 단계에서 처음에 제공되는 것이 가능하다. 그 후에만 예를 들어, 고압 연료 펌프의 펌프 하우징에 대한 용접에 의해, 이어서 전체 댐퍼 장치가 모듈로서 고정된다. 따라서, 댐퍼 장치는 주 조립 라인 외에서 또는 심지어 공급자에 의해 소위 "카트리지 댐퍼"로서 사전 조립될 수 있다. 이 방식으로, 이점은 예를 들어, 조립 과정에서 감소된 사이클 시간에 의해, 전반적으로 고압 연료 펌프의 제작 시 달성될 수 있다.
바람직하게는, 이 목적을 위해, 댐퍼 하우징의 일측은 적어도 댐퍼 캡슐 또는 스페이서 슬리브의 직경의 길이에서 개방형이다. 댐퍼 장치의 사전 조립 동안, 댐퍼 캡슐과 스페이서 슬리브로 이루어진 장치는 상기 개구 내로 측방향으로 삽입될 수 있다.
댐퍼 하우징은 유리하게는 유체 연결기의 고정을 위한 적어도 하나의 연결기의 기하학적 구조체를 형성한다. 연결기의 기하학적 구조체는 이 경우에 바람직하게는 댐퍼 하우징의 길이 방향 축과 평행하게 연장된다.
상기 연결기의 기하학적 구조체에 고정될 수 있는 유체 연결기는 예를 들어, 고압 연료 펌프의 저압 구역으로부터의 공급부일 수도 있다. 그러나 연결기 또는 소위 MPI 시스템을 위한 유출부가 여기에 부착되는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 필터는 또한 유체 연결기 내 또는 연결기의 기하학적 구조체 내에 형성될 수도 있다. 유체 연결기 및 연결기의 기하학적 구조체는 예를 들어, 유체 연결기가 단순히 스냅 온되는(snapped on) 것에 의해 연결기의 기하학적 구조체에 고정될 수 있도록 설계될 수도 있다. 그러나 대안적으로 또한 유체 연결기가 연결기의 기하학적 구조체에 용접되는 것이 가능할 것이다.
따라서, 댐퍼 장치는 예를 들어, 댐퍼 캡슐의 예비하중을 생성하도록 기능하는, 댐퍼 하우징, 댐퍼 캡슐 및 스페이서 슬리브로 보통 이루어진다. 댐퍼 장치는 예를 들어, 추가의 댐퍼 캡슐, 추가의 스페이서 슬리브, 공급 연결기, 공급 필터, MPI 시스템을 위한 저압 연결기, 밀봉부 등과 같은 추가의 컴포넌트를 임의로 또한 포함할 수도 있다.
하나의 가능한 설계의 실시형태에서, 댐퍼 하우징은 분해되지 않는 심교부(unipartite deep-drawn part)로서 형성된다. 여기서, 댐퍼 하우징은 예를 들어, 다양한 유체 연결기를 위한 연결기의 기하학적 구조체 및 댐퍼 캡슐을 위한 수용 공간을 동시에 형성할 수도 있다.
그러나 댐퍼 하우징이 커버를 갖고 형성되는 것이 대안적으로 또한 가능하다.
본 발명의 유리한 설계의 실시형태는 첨부된 도면에 의해 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 댐퍼 장치가 고정되는 펌프 하우징을 가진 고압 연료 펌프의 사시도;
도 2는 펌프 하우징과 댐퍼 장치를 통한 도 1로부터의 고압 연료 펌프의 단면도;
도 3은 댐퍼 장치의 구역에서 도 2에 대응하는 확대된 단면도;
도 4는 오직 댐퍼 장치의 도 2 및 도 3에 대응하는 확대된 단면도;
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 댐퍼 장치 내에 배열되는 스페이서 슬리브의 사시도;
도 6은 도 3 및 도 4로부터의 댐퍼 장치를 위한 댐퍼 하우징의 제1 실시형태의 사시도;
도 7은 도 3 및 도 4로부터의 댐퍼 장치를 위한 댐퍼 하우징의 제2 실시형태의 평면도;
도 8은 도 7로부터의 댐퍼 하우징과 댐퍼 하우징에 고정되는 유체 연결기를 통한 단면도.
도 1은 고압이 연료, 예를 들어, 가솔린 또는 디젤에 적용될 수 있는 고압 연료 펌프(10)의 사시도이다. 고압 연료 펌프(10)는 고압 연료 펌프(10)의 구성요소를 수용하기 위한 펌프 하우징(12)을 갖는다. 펌프 하우징(12)은 제1 단부 구역(14) 및 제2 단부 구역(16)을 갖는다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 고압 연료 펌프(10)의 펌프 하우징(12) 상에 플랜지(18)가 배열되고, 플랜지에 의해 펌프 하우징(12)은 내연 기관의 엔진 블록에 고정될 수 있다.
작동 동안, 펌프 피스톤(22)이 제1 단부 구역(14)과 제2 단부 구역(16) 사이에서 이동축(24)을 따라 병진 방식으로 이동되는 하우징 보어(20)가 펌프 하우징(12) 내에 배열된다. 제1 단부 구역(14)에서, 하우징 보어(20)는 연료가 펌프 피스톤(22)의 이동의 결과로서 압축되는 압력 공간(26)을 형성한다. 제1 단부 구역(14) 맞은편에서, 펌프 하우징(12)은 작동 동안 펌프 피스톤(22)을 병진 운동으로 구동시키는 구동 장치(28) 상의 제2 단부 구역(16)에 배열된다. 구동 장치(28)는 예를 들어, 펌프 피스톤(22)이 예를 들어, 스프링(30)에 의해 홀딩되는, 내연 기관의 캠축에 연결될 수도 있다.
플랜지(18)는 펌프 하우징(12)의 외벽 구역(32) 상에 배열되고, 해당 외벽 구역은 이동축(24)과 평행하게, 제1 단부 구역(14)과 제2 단부 구역(16) 사이에서 연장된다.
또한, 댐퍼 장치(34)는 외벽 구역(32) 상에 배열된다.
도 1은 댐퍼 장치(34)의 댐퍼 하우징(36)만을 도시하고, 도 2는 댐퍼 장치(34)와 펌프 하우징(12)의 단면도이고, 댐퍼 장치(34)의 내부 뷰(interior view)는 절단 형태로 예시된다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 댐퍼 하우징(36)은 깊이 축(40)을 따라 외벽 구역(32)에 대하여 접선으로 연장되는 하우징 깊이(38)를 갖는다. 또한, 댐퍼 하우징(36)은 이동축(24)에 대하여 방사상으로, 길이 방향 축(44)을 따라 외벽 구역(32)으로부터 멀리 연장되는 하우징 길이(42)를 갖는다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 하우징 길이(42)는 이 경우에 하우징 깊이(38)보다 크다. 특히, 본 실시형태에서, 하우징 길이(42)는 하우징 깊이(38)의 크기의 대략 2배임을 알 수 있다.
따라서, 댐퍼 장치(34)는 지금까지 알려진 바와 같이, 제1 단부 구역(14) 상에, 즉, 고압 연료 펌프(10)의 헤드 구역 상에 제공되지 않지만, 펌프 하우징(12) 상에 측방향으로 방사상으로 배열된다. 이 방식으로, 펌프 하우징(12)의 생산이 비교적 작은 직경(d)을 가진 바 재료(46)를 사용하는 것이 가능하다. 이것은 구조적 공간을 댐퍼 장치(34)에 제공하는 것이 필수적이기 때문에 지금까지 불가능했다. 그러나, 댐퍼 장치(34)의 새로운 위치 설정을 사용하여, 이것이 이제 가능해졌고, 펌프 하우징(12)은 전부 더 저비용으로 제작될 수 있다.
도 1에서, 예시적인 실시형태에서, 펌프 하우징(12)이 이러한 좁은 직경(d)으로 설계될 수 있고, 원칙적으로, 댐퍼 하우징(36)의, 외벽 구역(32)으로부터 연장되는, 하우징 길이(42)가 펌프 하우징(12)의 직경(d)과 같은 크기임을 알 수 있다. 예를 들어, 펌프 하우징(12)은 4㎝ 미만의 직경(d)을 갖는 바 재료(46)로 형성될 수도 있다.
도 3은 댐퍼 하우징(36)이 펌프 하우징(12)에 고정되는 구역에서, 도 2에 대응하는 확대된 단면도이다.
펌프 하우징(12)이 외벽 구역(32)에서, 댐퍼 하우징(36)에 의해 폐쇄되는 오목부(48)를 가짐을 알 수 있다. 따라서 오목부(48)는 댐퍼 하우징(36)에 의해 형성된 댐퍼 하우징 용적(52)과 함께, 전체의 댐핑 용적(54)을 획정하는 오목부 용적(50)을 형성한다. 전체의 댐핑 용적(54)의 일부가 펌프 하우징(12) 내에, 특히, 오목부(48) 내에 배열된다는 사실 덕분에, 구조적 공간이 고압 연료 펌프(10)의 방사 방향으로 절약되는 것이 또한 가능하다. 그러나 전체의 댐핑 용적(54)의 대부분은 댐퍼 하우징 용적(52에 의해 주로 형성되고, 오목부 용적(54)은 전체의 댐핑 용적(54)의 최대 1/3에 이른다.
비슷하게 펌프 하우징(12)으로부터 멀리 방사상으로 연장되는 댐퍼 캡슐(56)은 댐퍼 하우징(36) 내에 비슷하게 배열된다. 따라서, 댐퍼 캡슐(56)은 외벽 구역(32)에 대하여 접선으로 연장되는 캡슐 높이(58) 및 이동축(24)에 대하여 방사상으로 연장되는 캡슐 길이(60)를 갖는다. 여기서, 캡슐 길이(60)는 캡슐 높이(58)보다 길다.
댐퍼 캡슐(56)는 에지 구역(64)에서 함께 용접되고 따라서 2개의 막(62) 사이에서 기체 용적(66)을 둘러싸는 2개의 막으로 실질적으로 형성된다. 작동 동안, 댐퍼 하우징(36)은 연료로 충전된다. 압력 피크가 고압 연료 펌프(10)의 작동 동안 상승하자마자, 압력 피크는 연료에서 더 전파되고, 댐퍼 하우징(36) 내의 연료량은 증가되고 그리고 서로를 향하여 변형 가능한 2개의 막을 누르며, 기체 용적(66)은 압축된다. 압력 피크가 다시 제거되는 경우, 기체 용적(66)은 다시 팽창될 수 있고 그리고 막(62)은 막의 원래의 형상으로 되돌아갈 수 있다. 상기 기체 용적(66)에 의해, 따라서 압력 피크가 감쇠되고 그리고 전체 시스템이 손상으로부터 보호되는 것이 가능하다.
본 실시형태에서, 다수의 댐퍼 캡슐(56)이 댐퍼 하우징(36) 내에 배열되는 것이 또한 가능하지만, 하나의 댐퍼 캡슐(56)만이 댐퍼 하우징(36) 내에 제공된다.
댐퍼 캡슐(56)은 스페이서 슬리브(68)에 의해 댐퍼 하우징 벽(70)으로부터 이격되게 홀딩된다. 따라서, 한편으로는, 연료는 댐퍼 캡슐(56) 둘레에서 쉽게 흐를 수 있고 그리고 다른 한편으로는, 스페이서 슬리브(68)는 에지 구역(64) 내의 용접 심에 예비하중을 부여할 수 있고 따라서 상기 용접 심을 안정화시키는 부가적인 효과를 갖는다.
예시적인 스페이서 슬리브(68)가 도 5에서 사시도로 도시된다. 스페이서 슬리브(68)는 방사상의 오목부를 가져서, 연료가 방사상의 오목부를 통해 쉽게 흐를 수 있음을 알 수 있다.
스페이서 슬리브(68) 및 댐퍼 캡슐(56)이 펌프 하우징(12) 내의 오목부(48) 내로 연장되는 것을 도 3 및 도 4로부터 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 구성요소는 오목부(48)가 아닌 댐퍼 하우징(36)에만 고정된다. 이것은 예를 들어, 스페이서 슬리브(68)가 탄성 구성요소로서 형성되는 것 때문에 영향을 받는 압력 끼워맞춤에 의해 실현될 수도 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 실시형태에서, 각각의 경우에 하나의 스페이서 슬리브(68)는, 스페이서 슬리브(68)가 스프링 힘에 의해 댐퍼 하우징(36) 내의 제자리에 댐퍼 캡슐(56)을 홀딩하도록, 탄성 형태인 댐퍼 캡슐(56)의 양측에 제공된다.
댐퍼 장치(34)의 구성요소가 오목부(48)가 아닌 댐퍼 하우징(36)에만 고정된다는 사실 때문에, 댐퍼 장치(34)가 고압 연료 펌프(10) 외부의 카트리지 댐퍼로서 미리 조립되고 그리고 이어서 나중에 펌프 하우징(12)에 적시에 고정되는 것이 가능하다.
펌프 하우징(12) 외부에서 댐퍼 장치(34)의 사전 조립이 가능한 간단한 방식으로 실현되는 것을 가능하게 하기 위해서, 도 6에 사시도로 도시된 바와 같이, 댐퍼 하우징(36)의 하나의 측면이 개방되어, 적어도 하나의 댐퍼 캡슐(56)과 적어도 하나의 스페이서 슬리브(68)로 이루어진 장치가 댐퍼 하우징에 삽입될 수 있다.
예를 들어, 댐퍼 하우징(36)은 도 6에 도시된 바와 같이, 분해되지 않는 심교부(72)로서 형성될 수도 있다. 이 생산 방법의 경우에, 댐퍼 하우징(36)의 평면도로 도 7에 도시된 바와 같이, 연결기의 기하학적 구조체(74)가 유체 연결기(76)가 연결기의 기하학적 구조체에 고정될 수 있는 일체화 방식으로 제공되는 것이 또한 가능하다. 연결기의 기하학적 구조체(74)는 이 경우에 바람직하게는 댐퍼 하우징(36)의 길이 방향 축(44)과 평행하게 연장된다.
도 8은 댐퍼 장치(34)와 댐퍼 장치에 고정되는 유체 연결기(76)의 단면도이다.
유체 연결기(76)는 예를 들어, 저압 구역으로부터의 공급부일 수도 있지만, 또한 예를 들어, MPI 시스템을 위한 유출부일 수도 있다.

Claims (14)

  1. 연료 분사 시스템 내의 연료에 고압을 적용하기 위한 고압 연료 펌프(10)로서,
    - 펌프 하우징(12)의 제1 단부 구역(14)과 상기 펌프 하우징(12)의 제2 단부 구역(16) 사이에 배열되고 그리고 작동 동안 이동축(24)을 따라 병진 방식으로 이동되는 펌프 피스톤(22)을 가이드하고, 그리고 상기 제1 단부 구역(14)과 상기 제2 단부 구역(16) 사이에 하우징 보어(20)와 평행하게 연장되는 외벽 구역(32)을 가진 상기 하우징 보어(20)를 구비한 상기 펌프 하우징(12);
    - 상기 펌프 하우징(12)의 상기 외벽 구역(32)과 함께, 전체의 댐핑 용적(54)의 범위를 정하는 댐퍼 하우징(36)을 구비한 댐퍼 장치(34)를 포함하되,
    상기 댐퍼 하우징(36)은 깊이 축(40)을 따라 외벽 구역(32)에 대하여 접선으로 연장되는 하우징 깊이(38)를 갖고,
    상기 댐퍼 하우징(36)은 길이 방향 축(44)을 따라 상기 외벽 구역(32)으로부터 멀리, 상기 이동축(24)에 대하여 방사상으로 연장되는 하우징 길이(42)를 갖고,
    상기 하우징 길이(42)는 상기 하우징 깊이(38)보다 큰, 고압 연료 펌프(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 길이(42)는 상기 하우징 깊이(38)의 크기의 적어도 2배인 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 댐퍼 하우징(36)의, 상기 외벽 구역(32)으로부터 멀리 연장되는, 상기 하우징 길이(42)는 상기 이동축(24)에 대해 수직인 상기 펌프 하우징(12)의 직경(d)과 크기가 적어도 같은 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펌프 하우징(12)은 상기 외벽 구역(32)에 오목부(48)를 갖고, 상기 댐퍼 하우징(36)은 상기 오목부(48)를 플러시(flush) 방식으로 폐쇄하도록 상기 외벽 구역(32) 상에 배열되고, 상기 오목부(48)에 의해 획정된 오목부 용적(50)과 상기 댐퍼 하우징(36)에 의해 획정된 댐퍼 하우징 용적(52)은 함께 상기 전체의 댐핑 용적(54)을 획정하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  5. 제4항에 있어서,
    댐퍼 캡슐(56)은 상기 댐퍼 하우징(36) 내에 배열되고, 상기 댐퍼 캡슐은 상기 외벽 구역(32)에 대하여 접선으로 연장되는 캡슐 높이(58) 및 상기 이동축(24)에 대하여 방사상으로 연장되는 캡슐 길이(60)를 갖고, 상기 캡슐 길이(60)는 상기 캡슐 높이(58)보다 큰 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 댐퍼 캡슐(56)은 상기 댐퍼 캡슐(56)이 상기 오목부 용적(50) 내로 연장되도록 상기 댐퍼 하우징(36) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  7. 제5항에 있어서,
    상기 댐퍼 하우징(36) 내에, 상기 댐퍼 캡슐(56)을 댐퍼 하우징 벽(70)으로부터 이격되게 하기 위한 적어도 하나의 스페이서 슬리브(68)가 배열되고, 상기 스페이서 슬리브(68)는 상기 오목부 용적(50) 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 댐퍼 캡슐(56) 및/또는 상기 스페이서 슬리브(68)는 오직 상기 댐퍼 하우징(36) 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼 하우징(36)은 유체 연결기(76)의 고정을 위한 적어도 하나의 연결기의 기하학적 구조체(74)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼 하우징(36)은 분해되지 않는 심교부(unipartite deep-drawn part)(72)로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  11. 제3항에 있어서,
    상기 펌프 하우징(12)은 4㎝ 미만의 직경(d)을 가진 바 재료(bar material)(46)로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  12. 제4항에 있어서,
    상기 오목부 용적(50)은 상기 전체의 댐핑 용적(54)의 최대 1/3에 이르는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  13. 제8항에 있어서,
    상기 댐퍼 캡슐(56) 및/또는 상기 스페이서 슬리브(68)는 상기 댐퍼 하우징(36) 내에, 압력 끼워맞춤(force fit)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
  14. 제9항에 있어서,
    상기 연결기의 기하학적 구조체(74)는 상기 댐퍼 하우징(36)의 상기 길이 방향 축(44)에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프(10).
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