KR102280315B1

KR102280315B1 - 밀봉 특성이 개선된 연료 펌프

Info

Publication number: KR102280315B1
Application number: KR1020210024056A
Authority: KR
Inventors: 하겐 피터
Original assignee: 만 에너지 솔루션즈, 필리알 아프 만 에너지 솔루션즈 에스이, 티스크란드
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-07-21
Also published as: EP4043718C0; DK202070126A1; EP3872331A1; JP2021134788A; EP4043718A1; DK180589B1; EP3872331B1; EP3872331C0; EP4043718B1; JP6932278B1; CN113309646B; CN113309646A

Abstract

본 발명은 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프. 연료 펌프에는 제1 보어(84)와 제2 보어(81)가 포함된 하우징이 있다. 유압 구동식 작동 피스톤(83)은 제1 보어(84)에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된다. 구동 플런저(80)는 작동 피스톤(83)과 함께 일제히 이동하도록 작동 피스톤(83)에 작동 가능하게 연결된다. 구동 플런저(80)는 제2 보어(81)에 제1 틈새(91)와 함께 슬라이딩 가능하게 수용된다. 펌프 플런저(87)는 제2 보어(81)에 제2 틈새(92)를 갖고 슬라이딩 가능하게 수용되고 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된다. 밀봉 액체 챔버(86)는 구동 플런저(80)의 원위 측과 펌프 플런저(87)의 근위 측 사이의 제2 보어(81)에 배치된다. 펌프 챔버(82)는 펌프 플런저(87) 원위 측의 제2 보어(81)에 배치된다.

Description

밀봉 특성이 개선된 연료 펌프{FUEL PUMP WITH IMPROVED SEALING PROPERTIES}

본 발명은 대형 2행정 내연기관의 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프, 특히 압력 부스터 역할을 하는 연료 펌프에 관한 것이다.

최근 몇 년 동안 대형 2행정 내연기관용 대체 연료에 대해 개발이 있었다. 일반적으로 이러한 엔진은 연료유 또는 중유로 작동했었다. 그러나 배출 요건이 강화되면서 배출량이 더 적은 대체 연료 사용을 위한 동기가 커졌다. 이러한 대체 연료 중 일부(예: 천연가스)는 주변 조건에서 기체 상태로서 가연성이 높으며(낮은 인화점) 공기와 폭발성 혼합물을 형성할 위험이 있다.

기체 연료(예: 액화석유가스(LPG) 또는 액화천연가스(LNG))를 펌핑하는 연료 펌프는 환경 또는 윤활 시스템이나 냉각 시스템과 같은 다른 엔진 시스템의 액체로 연료를 누출해서는 안 된다. 왜냐하면, 이 대체 연료들은 폭발의 위험이 있기 때문이다. 따라서 그러한 대체 연료가 예컨대 냉각 시스템 내로 누출되면, 냉각 시스템의 모든 액체는 연료 누출 중에 값 비싼 작업으로 교환되어야 한다.

연료 펌프는 일반적으로 보어에 틈새(clearance)가 있는 슬라이딩 가능하게 수용되는 왕복 펌프 플런저를 포함한다. 펌프 플런저는 후퇴 위치와 확장 위치 사이를 왕복하고 후퇴 위치에서 확장 위치로 펌프 행정을 만들고 확장 위치에서 후퇴 위치로 흡입 행정을 만든다. 펌프 플런저 한쪽의 보어에 펌프 챔버가 제공된다. 펌프 챔버는 전형적으로 제1 일방향 밸브를 통해 연료 공급에 연결되고 제2 일방향 밸브를 통해 하나 이상의 연료 밸브에 연결된다. 제1 일방향 밸브는 연료 공급에서 펌프 챔버로 연료 흡입을 허용하고 제2 일방향 밸브는 연료가 펌프 챔버에서 연료 밸브로 배출되도록 한다.

연료가 틈새로 들어가는 것을 방지하여 연료가 결국 펌프 플런저의 다른 쪽에 들어가는 것을 방지하기 위해 가압된 밀봉 액체가 틈새 내로 펌핑된다. 플런저의 다른 쪽에 연료가 누출되지 않도록 하려면 틈새에 있는 밀봉 액체의 압력이 펌프 챔버에 있는 연료의 압력보다 높은지 확인하는 것이 좋다. 그러나 연료 챔버의 압력은 흡입 행정 중에 해당하는 낮은 수준에서 대략 펌프 행정 중에 펌프의 출력 압력에 해당하는 높은 수준으로 연료 펌프에 연료가 공급되는 압력으로 변동한다. 밀봉 액체의 공급 압력은 연료가 틈새로 들어가지 않도록 펌프 행정 중에 펌프 챔버에서 연료의 최고 압력보다 높게 선택할 수 있다. 그러나 이것은 틈새의 압력이 펌프 챔버의 압력보다 항상 높고 흡입 행정 중에 훨씬 더 높기 때문에 밀봉 액체가 펌프 챔버 내로 꾸준히 유동하게 할 것이다. 또한, 펌프 챔버의 최저 압력과 펌프 챔버의 최고 압력 사이 어딘가의 압력으로 밀봉 액체를 공급하고, 틈새의 축 길이와 밀봉 액체가 틈새로 공급되는 위치와 틈새가 펌프 챔버로 열리는 위치 사이의 축 방향 거리가 틈새 내로 일시적인 연료 유입을 흡수하기에 충분하도록 보장하는 것으로 알려졌다. 따라서, 펌프 행정 중에 밀봉 액체 압력이 연료 압력보다 낮기 때문에 연료가 틈새에 들어가고, 펌프 행정 중에 틈새에 들어간 이 연료는 흡입 행정 중에 틈새로부터 방출된다. 왜냐하면, 흡입 행정 중에는 밀봉 액체 압력이 연료 압력보다 높기 때문이다. 그러나 신중을 기하기 위해서는 연료보다 더 많은 밀봉 액체가 틈새로 들어가도록 밀봉 액체가 공급되는 압력을 선택하고, 따라서 여전히 상당량의 밀봉 액체가 결국은 연료에 포함되어 밀봉 액체로 연료가 오염된다. 밀봉 액체는 일반적으로 광유이기 때문에 대체 연료를 오염시킬 때 배출 레벨이 증가한다.

제US2019003406호는 청구항 1의 전문에 따른 연료 밸브를 개시한다.

특허문헌 1: 미국 특허공개공보 제US2019003406호 특허문헌 2: 대한민국 등록특허공보 제10-2089243호

본 발명의 목적은 전술한 문제를 극복하거나 적어도 감소시키는 연표 펌프를 제공하는 것이다.

전술한 목적과 다른 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 추가 구현 형태는 종속항과 상세한 설명과 도면을 보면 명백하다.

제1 양태에 따르면, 연료 밸브로 연료를 펌핑하는 연료 펌프가 제공되며, 상기 연료 펌프는 다음을 포함한다.

하우징;과,

하우징의 제1 보어에 슬라이딩 가능하게 수용되고 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된 유압 구동식 작동 피스톤;과,

작동 피스톤과 함께 일제히 이동하도록 작동 피스톤에 작동 가능하게 연결된 구동 플런저(구동 플런저는 하우징의 제2 보어에 제1 틈새를 두고 슬라이드 가능하게 수용됨);와,

제2 보어에 제2 틈새를 갖고 슬라이딩 가능하게 수용되고 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된 펌프 플런저;와,

구동 플런저의 원위 측과 펌프 플런저의 근위 측 사이의 제2 보어에 배치된 밀봉 액체 챔버; 및 펌프 플런저 원위 측의 제2 보어 내 펌프 챔버.

본 발명자들은 밀봉 액체가 틈새로 공급되는 압력이 펌프 챔버에서 연료의 변동 압력을 따르도록 하여 밀봉 액체의 압력이 항상 동일하거나 연료 압력보다 약간 높게 선택될 수 있도록 하는 것이 이상적일 것이라는 통찰에 도달했다. 연료 압력의 변동을 따르는 압력으로 밀봉 액체를 공급하는 시스템을 추가하는 것만으로도 연료 펌프가 훨씬 더 복잡하고 비싸게 된다. 그러나 본 발명자들은 두 플런저 사이에 배치된 밀봉 액체 챔버와 함께 단일 보어에서 나란히 이동하는 두 개의 플런저를 연속하여 배치함으로써 연료 펌프를 복잡하게 만들지 않고 그러한 시스템을 생성할 수 있다는 것을 깨달았다. 따라서 플런저 중 하나는 두 플런저 사이에 직접 접촉하지 않고 다른 펌프 플런저를 밀어내는 구동 플런저 역할을 하며, 밀봉 액체 챔버의 압력으로 인해 펌프 플런저가 구동 플런저의 움직임을 따르게 된다.

펌프 챔버의 압력이 증가하면 밀봉 액체 챔버의 압력이 그에 따라 증가한다. 따라서 펌프 플런저 주변의 틈새는 두 축 끝에서 동일한 압력을 경험하게 된다. 근위 축 단부는 밀봉 액체 챔버에서 압력을 경험하고 원위 축 단부는 펌프 챔버에서 압력을 경험한다.

바람직하게는, 밀봉 액체는 연료가 펌프에 공급되는 압력보다 약간 더 높은 압력으로 펌프에 공급된다. 따라서 시간이 지남에 따라 펌프 플런저 주변의 틈새를 통과하는 유동의 일반적인 방향이 밀봉 액체 챔버에서 펌프 챔버로 향하도록 하여 연료가 펌프 플런저의 근위 측에 결코 도달하지 않도록 한다. 밀봉 액체의 공급 압력과 연료 사이의 여유를 올바르게 선택함으로써 이 유동의 크기를 조정하여 불필요한 많은 밀봉 액체를 펌프 챔버로 몰아넣지 않고도 필요한 안전 여유를 유지할 수 있다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 가압 밀봉 액체 공급원에 연결하는 밀봉 액체 포트, 밀봉 액체 챔버를 밀봉 액체 공급 포트에 유체 적으로 연결하는 밀봉 액체 공급 채널을 포함한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 밀봉 액체 공급 채널은 작동 피스톤이 후퇴 위치에 있을 때 구동 플런저의 원위 단부에 가까운 위치에서 밀봉 액체 챔버로 개방된다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 구동 플런저는 작동 피스톤이 후퇴한 위치와 연장한 위치 사이의 임의의 위치에 있을 때 밀봉 액체 채널로부터 밀봉 액체 채널을 분리한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 밀봉 액체 복귀 채널을 포함하고, 상기 밀봉 액체 복귀 채널은 밀봉 액체 복귀 포트에 연결되고 후퇴한 위치와 확장한 위치 사이 펌프 플런저의 임의의 위치에 대해 제2 틈새로 개방된다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 펌프 플런저의 근위 측과 구동 플런저의 원위 측 사이에 배치된 탄성 요소를 포함한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 구동 플런저의 원위 단부와 펌프 플런저의 근위 단부 사이의 최대 거리를 제한하는 기계적 엔드 스톱(end stop)을 포함한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 연료 입구 포트와 연료 입구 포트를 펌프 챔버에 연결하는 연료 공급 채널을 포함한다. 바람직하게는, 제1 일방향 밸브가 연료 공급 채널에 배치되고, 상기 제1 일방향 밸브는 연료 입구 포트에서 펌프 챔버로 유동을 허용하고 펌프 챔버에서 연료 입구 포트로 유동을 방지한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 연료 챔버에 연결되는 연료 출구 채널을 포함한다. 바람직하게는, 연료 출구 채널은 출구 채널을 통해 펌프 챔버를 향하는 유동을 방지하는 제2 일방향 밸브를 포함한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 제2 보어는 제1 보어와 정렬된다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 밀봉 액체 포트는 제1 압력에서 밀봉 액체 공급원에 연결되고, 상기 펌프 챔버는 제2 압력에서 가압 연료 공급원에 연결되고, 상기 밀봉 액체 출구 포트는 제3 압력에서 밀봉 액체 순환 회로에 연결되고, 상기 제1 압력은 상기 제2 압력보다 높고, 상기 제2 압력은 바람직하게는 상기 제3 압력보다 높다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 구동 플런저와 펌프 플런저는 제2 보어에 연속하여 배치되어, 구동 플런저와 펌프 플런저가 제2 보어에서 나란히 이동하고, 밀봉 액체 챔버는 구동 플런저와 펌프 플런저 사이에 배치된다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 펌프 플런저가 후퇴 위치에서 확장 위치로 이동할 때 펌프 행정을 실행하고, 펌프 플런저가 확장 위치에서 후퇴 위치로 이동할 때 흡입 행정을 실행하는 것을 포함한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 구동 플런저는 구동 플런저와 펌프 플런저 사이에 직접적인 접촉 없이 펌프 행정 중에 펌프 플런저를 밀고, 밀봉 액체 챔버의 압력은 펌프 플런저가 구동 플런저의 이동을 따르게 한다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 연료 펌프는 제1 압력에서 밀봉 액체 공급원에 연결되고 제2 압력에서 연료 공급원에 연결되며, 상기 제1 압력은 상기 제2 압력보다 높다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 작동 챔버는 작동 피스톤의 근위 측의 제1 보어에 배치된다.

제1 양태의 가능한 구현 형태에서, 제2 보어의 지름은 제1 보어의 지름보다 길다. 이에 따라 연료 펌프를 압력 부스터로 만든다.

바람직하게는, 밀봉 액체는 밀봉 오일이다.

제2 양태에 따르면, 제1 양태에 따른 연료 펌프 또는 그의 임의의 가능한 구현을 포함하는 연료 밸브가 제공되며, 연료 펌프는 바람직하게는 연료 밸브의 하우징 내에 배치된다.

제2 양태의 가능한 구현에 따르면, 연료 밸브는 펌프 챔버로부터 노즐로 유동을 제어하는 노즐과 밸브 니들을 포함한다.

제2 양태의 가능한 구현에 따르면, 밸브 니들은 연료 밸브의 밸브 시트와 협력하고, 밸브 니들은 밸브 니들이 밸브 시트로부터 들어올려질 때 펌프 챔버로부터 노즐로 유동을 허용하고, 밸브 니들의 리프트는 제어 신호에 의해 제어되며 바람직하게는 연료의 압력에 의해 제어되지 않는다.

제3 양태에 따르면, 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 단류(uniflow) 소기식 터보차징 내연기관이 제공되며, 내연기관은 제1 양태에 따른 연료 펌프 또는 이의 임의의 가능한 구현을 포함하거나, 제2 양태에 따른 연료 밸브 또는 이의 임의의 가능한 구현을 포함한다.

본 발명의 이들 및 다른 양태는 하기 실시예로부터 명백해질 것이다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 밀봉 액체가 연료에 포함되어 밀봉 액체로 연료가 오염되는 것을 방지한다.

하기 본 발명의 개시, 양태, 실시예 및 구현 형태의 상세한 부분에서, 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 더 상세하게 설명한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 대형 2행정 디젤 엔진의 상승 정면도이다.
도 2는 도 1 대형 2행정 엔진의 상승 측면도이다.
도 3은 도 1에 따른 대형 2행정 엔진의 개략도이다.
도 4는 연료 밸브에 연결된 액체 공급원을 보여주는, 도 1과 도 2의 엔진에 사용하기 위한 연료 밸브 실시예의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 연료 밸브로서 일 실시예에 따른 연료 펌프를 포함하는 상승 도면이다.
도 6 내지 도 8은 실시예에 따른 연료 펌프와 압력 부스터를 도시한 도 5 연료 밸브의 단면도이다.

이하의 상세한 설명에서, 연료 펌프, 압력 부스터, 연료 밸브 및 상기 연료 펌프, 상기 압력 부스터 및 상기 연료 밸브가 예시적인 실시예에서 크로스헤드를 갖는 대형 2행정 저속 단류 터보차징 압축 점화 내연기관을 참조하여 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 3은 크랭크샤프트(8)와 크로스헤드(9)가 구비된 대형 저속 터보차징 2행정 압축 점화 엔진을 도시한다. 도 3은 흡기 및 배기 시스템을 갖춘 대형 저속 터보차징 2행정 디젤 엔진의 개략도를 도시한다. 이 예시적인 실시예에서, 엔진은 여섯 개의 실린더를 열을 지어 구비한다. 대형 저속 터보차징 2행정 디젤 엔진은 통상적으로 엔진 프레임(11)에 의해 지지가 되는 실린더 프레임(23)에 의해 지지가 되며, 열을 지어 4개 내지 14개의 실린더를 갖는다. 이 엔진은 예컨대, 선박의 주 엔진이나 발전소의 발전기를 작동하는 고정식 엔진으로 사용될 수 있다. 이 엔진의 총 출력은 예컨대, 1,000 내지 110,000kW 범위일 수 있다.

이 엔진은, 이 예시적인 실시예에서, 실린더 라이너(1) 하부 영역에 소기 포트(18) 및 실린더 라이너(1) 상단에 중앙 배기 밸브(4)가 구비된 2행정 단류 유형의 압축 점화 엔진이다. 상기 소기는 소기 수용부(2)로부터 개별 실린더(1)의 소기 포트(18)로 통과한다. 실린더 라이너의 피스톤(10)은 소기를 압축한다. 실린더 커버(22)의 연료 분사 밸브들(50)을 통해 연료가 분사된다. 이어 연소가 진행되고 배기가스가 생성된다. 연료 밸브(50)는 연소실에 천천히 점화되는 액체 연료를 분사하기에 적합하다. 연료의 예로는 LPG(액화석유가스)가 있다. 액체 연료의 다른 예로는 메탄올, 에탄올, 가솔린, DME 또는 NH3가 있다.

이러한 연료는 일반적으로 인화점이 낮다. 즉, 이러한 연료는 펌프 외부 또는 다른 시스템(예: 제어 오일 시스템, 윤활유 시스템 또는 냉각 시스템)으로 누출됨을 의미한다.

연료는 바람직하게는 액체 형태로 연료 밸브로 전달되고 연료 밸브의 노즐 구멍으로부터 연소실 내로 분사된다. 연료는 예컨대 50bar의 연료 공급 압력으로 연료 밸브에 공급된다.

일 실시예에서, 엔진에는 기존 연료(예: 연료유, 선박용 디젤유 또는 중유)를 연소실 내로 분사하기 위한 전용 연료 밸브를 포함하여 기존 연료를 공급하는 연료 공급 시스템(미도시)이 제공된다.

배기 밸브(4)가 열리면 배기가스는 실린더(1)와 결합한 배기 덕트를 통해 배기가스 수용부(3)로 유동하고, 계속해서 제1 배기 도관(19)을 통해 터보차저(5)의 터빈(6)으로 유동한 후, 이 배기가스는 제2 배기 도관을 통해 이코노마이저(20)를 경유하여 출구(21)와 대기 중으로 배출된다. 터빈(6)은 샤프트를 통해 공기 입구(12)를 경유하여 신선한 공기가 공급되는 압축기(7)를 구동한다. 이 압축기(7)는 소기 수용부(2)에 이르는 소기 도관(13)에 가압된 소기를 전달한다. 이 소기 도관(13) 내 소기는 소기의 냉각을 위해 인터쿨러(14)를 통과한다.

터보차저(5)의 압축기(7)가 소기 수용부(2)에 충분한 압력을 전달하지 않으면, 즉 엔진의 낮은 부하 조건 또는 부분 부하 조건에서는, 냉각된 소기는 소기 유동을 가압하는 전기 모터(17)에 의해 구동되는 보조 송풍기(16)를 경유하여 통과한다. 더 높은 엔진 부하에서, 터보차저 압축기(7)가 충분히 가압된 소기를 전달한 다음, 보조 송풍기(16)가 역류방지밸브(15)를 경유하여 바이패스 된다.

엔진은 예컨대 LPG, 에탄올, 휘발유, DME 또는 NH3와 같은 대체 연료를 사용하여 적어도 하나의 작동 모드에서 작동하고, 실질적으로 안정된 압력과 온도에서 액체 형태로 연료 공급 시스템(30)에 의해 공급된다. 그러나 연료 공급 시스템(30)의 세부 사항과 공급되는 연료 유형에 따라 온도와 압력에 약간의 변화가 불가피하다. 또한, 연료의 성분에 약간의 변화가 발생할 수도 있다. 일 실시예에서, 엔진에는 이중 연료 엔진이고, 예컨대, 연료유 또는 중유 등과 같은 기존 연료를 공급하는 종래의 연료 공급 시스템(미도시)이 제공된다.

연료 공급 시스템(30)은 공급 도관(31)을 통해 비교적 낮은 공급 압력(예: 대략 8 내지 대략 100bar 압력)에서 연료를 연료 분사 밸브(50)에 공급한다.

도 4는 제1 전자 제어식 제어 밸브(41)를 통해 그리고 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)를 통해 가압된 연료 공급원(60), 가압된 밀봉 액체 공급원(57), 가압된 작동 액체 공급원(예: 제어 오일) (39)에 연결되는 연료 밸브(50)의 개략도이다.

연료 공급 도관(31)은 가압된 연료 공급원(60)으로부터 연료 밸브(50)의 하우징에 있는 연료 입구 포트로 이어진다. 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)는 연료 분사 이벤트를 제어한다. 연료 밸브(50)는 연료를 분사 압력으로 가압하기 위한 압력 부스터(도 5 내지 도 8에 도시) 역할을 동시에 할 수 있는 연료 펌프(40)를 포함한다. 연료 펌프(40)는 제1 제어 밸브(41)의 제어에 따라 유압으로 작동한다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 연료 밸브(50)는 원위 부분(53)과 근위 부분(59)을 포함하는 세장형 밸브 하우징(52)을 포함한다. 노즐(54)은 세장형 밸브 하우징(52)의 원위 단부에 해체 가능하게 부착되므로 노즐(54)이 고장 나거나 마모되면 쉽게 교체할 수 있다. 노즐(54)에는 연소실 내로 연료 분출구를 생성하기 위한 복수의 노즐 구멍(56)(미도시)이 제공된다.

근위 부분(59)은 작동 챔버(85)에 연결되는 작동 유체 입구 포트(78)를 포함한다. 근위 부분(59)은 연료 밸브(50)가 실린더 커버(22)에 장착될 때 실린더 커버(22)에서 돌출한다. 본 실시예에서, 연료 밸브(50)는 중앙 배기 밸브(4) 주위의 실린더 커버(22)에, 즉 실린더 라이너의 벽에 상대적으로 가깝게 배치된다. 노즐(54)뿐만 아니라 세장형 밸브 하우징(52)과 연료 분사 밸브(50)의 다른 구성 요소는 일 실시예에서 예컨대, 공구강 또는 스테인리스강이다.

노즐(54)은 노즐 몸체의 일부를 고정하면서 둘러싸고, 세장형 밸브 하우징(52)의 원위 부분(53)을 부분적으로 둘러싸는 유니온 너트(55)로 밸브 하우징(52)의 원위 단부에 연결된다. 원위 부분(53)에는 축 방향으로 이동 가능한 밸브 니들(61)이 작은 틈새로 슬라이딩 가능하게 수용되는 축 방향 보어가 제공된다. 축 방향 보어는 밸브 니들(61)을 둘러싸는 연료 캐비티(58)를 형성하기 위해 밸브 시트(63)에 가장 가까운 축 방향 보어의 부분에서 밸브 니들(61)의 지름보다 실질적으로 더 긴 지름을 갖는다. 연료 캐비티(58)는 또한 연료 캐비티(58)에 배치된 나선형 스프링(미도시)에 대한 스프링 챔버의 역할을 하며, 나선형 스프링은 밸브 시트(63)를 향해 밸브 니들을 편향하도록 구성된다.

노즐(54)의 팁으로부터 가장 먼 노즐 몸체의 축 방향 보어 부분에는 니들 작동 피스톤(62)의 지름과 일치하는 확대된 지름을 갖는다. 니들 작동 피스톤(62)의 압력 표면은 니들 작동 챔버(88)를 향한다.

니들 작동 챔버(88)는 제어 오일 채널(미도시)과 제어 오일 포트(미도시)를 통해 제어 오일 도관(44)에 유체로 연결된다. 따라서, 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)가 제어 도관(44)을 탱크에 연결하자마자 니들 작동 챔버(88)의 압력이 감압 될 것이고 밸브 니들(61)은 나선형 스프링의 편향을 극복하는 밸브 니들(61)에 작용하는 연료 캐비티(58) 내의 연료 압력으로 생성된 힘에 의해 밸브 시트(63)로부터 들어올려질 것이다. 따라서, 밸브 니들(61)은 선인장(pre-tensioned) 나선형 와이어 스프링에 의해 폐쇄 위치를 향해 탄성적으로 편향된다. 밸브 니들(61)의 폐쇄 위치에서, 밸브 니들(61)의 바람직하게는 원추형 팁은 원위 부분(53)의 팁(56)에서 바람직하게는 원추형 밸브 시트(63)와 인접하고 연료 캐비티(58)와 노즐(54) 사이의 유체 연결을 실질적으로 폐쇄한다. 연료 캐비티(58)와 노즐 구멍 사이의 유체 연결은 밸브 니들(61)이 밸브 시트(63)로부터 들어올려질 때, 즉 밸브 니들(61)이 나선형 스프링(68)의 편향에 대해 연료 밸브(50)의 가장 가까운 단부로 향할 때, 이루어진다. 밸브 니들(61)은 니들 작동 챔버(88)가 감압 되고 밸브 니들(61)에 작용하는 연료 캐비티(58) 내 연료 압력이 나선형 와이어 스프링(68)의 편향을 극복할 때 상승한다. 여기서, 밸브 시트(63)의 밸브 니들(61) 지름은 축 방향 보어에 수용되는 밸브 니들(61)의 지름보다 짧다.

밸브 니들(61)은 니들 작동 챔버(88)가 제어 신호 도관(48)을 가압된 제어 공급원(39)에 연결하는 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)에 의해 가압될 때 밸브 시트로 복귀한다.

연료 펌프/압력 부스터(40)는 소구경 구동 플런저(80)에 연결되어 그와 함께 일제히 움직이는 대구경 작동 피스톤(83)을 포함한다. 이에 따라, 구동 플런저(80)는 작동 피스톤과 함께 일제히 이동하도록 작동 피스톤(83)에 작동 가능하게 연결된다. 도시된 실시예에서, 작동 피스톤(83)과 구동 플런저(80)는 하나의 일체형 부품으로 형성되지만, 구동 플런저(80)는 예컨대 로드에 의해 작동 피스톤(83)에 작동 가능하게 연결되어 작동 피스톤(83)과 구동 플런저(80)가 함께 움직일 필요가 있다는 점을 이해해야 한다.

작동 플런저(83)는 도 6과 도 7에 도시된 후퇴 위치와 도 8에 도시된 확장 위치를 갖는다. 구동 플런저(80)가 작동 피스톤(83)과 함께 이동하기 때문에, 구동 플런저(80)는 대응하는 후퇴 위치와 연장 위치를 갖는다.

작동 피스톤(83)은 펌프/연료 밸브 하우징(52)의 제1 보어(84)에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 구동 플런저(80)는 펌프/연료 밸브 하우징(52)에 배치된 제2 보어(81)에 제1 틈새(91)와 함께 슬라이딩 가능하게 수용된다.

그 근위 측에서, 작동 피스톤(83)은 작동 액체)의 가압된 공급원(39)에 연결될 수 있거나 제1 제어 밸브(41)의 제어에 따라 탱크와 연결될 수 있는 작동 챔버(84)를 향한다.

구동 플런저(80)의 원위 측은 밀봉 액체 공급 채널(93)을 통해 밀봉 액체 입구 포트(70)에 연결된 밀봉 액체 챔버(86)를 향한다. 밀봉 액체 유입 포트는 밀봉 액체 공급 라인(36)을 통해 가압된 밀봉 액체 공급원(57)에 연결된다.

펌프 플런저(87)는 제2 보어(81)에 제2 틈새(92)와 함께 슬라이딩 가능하게 수용된다. 펌프 플런저(87)는 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동할 수 있다. 밀봉 액체 챔버는 구동 플런저(80)의 원위 측과 펌프 플런저(87)의 근위 측 사이의 제2 보어(81)에 배치된다.

펌프 챔버(82)는 펌프 플런저(87) 원위 측의 제2 보어(81)에 배치된다.

이에 따라, 구동 플런저(80)와 펌프 플런저(87)는 제2 보어(81)에 연속하여 배치되어, 구동 플런저(80)와 펌프 플런저(87)가 제2 보어(81)에서 나란히 이동하고, 밀봉 액체 챔버(86)는 구동 플런저(80)와 펌프 플런저(87) 사이에 배치된다.

펌프 플런저(87)가 후퇴 위치에서 확장 위치로 이동할 때 펌프 행정을 실행하고, 펌프 플런저(87)가 확장 위치에서 후퇴 위치로 이동할 때 흡입 행정을 실행한다.

구동 플런저(80)는 구동 플런저(80)와 펌프 플런저(87) 사이에 직접적인 접촉 없이 펌프 행정 중에 펌프 플런저(87)를 밀어낸다. 밀봉 액체 챔버(86) 내 압력은 펌프 플런저(87)가 구동 플런저(80)의 이동을 따르도록 한다.

펌프/밸브 하우징(52)의 밀봉 액체 공급 채널(93)은 작동 피스톤(83)이 후퇴 위치에 있을 때 밀봉 액체 챔버(86)를 밀봉 액체 공급 포트(70)에 유체로 연결한다. 밀봉 액체 공급 채널(93)은 작동 피스톤(83)과 구동 플런저(80)가 후퇴 위치에 있을 때 구동 플런저(80)의 원위 단부에 가까운 위치에서 밀봉 액체 챔버(86)로 개방된다.

구동 플런저(80)는 구동 플런저(80)가 후퇴 위치와 확장 위치 사이의 임의의 위치에 있을 때 밀봉 액체 공급 채널(93)을 밀봉 액체 챔버(86)로부터 분리한다. 즉, 밀봉 액체 챔버(86)는 구동 플런저(80)가 후퇴 위치에 있을 때 밀봉 공급 채널(93)에만 연결된다(도 6과 도 7에 도시). 이것이 발생하면, 밀봉 액체 공급 채널(93)은 대신에 제1 틈새(91)로 개방된다.

일 실시예에서, 탄성 요소, 바람직하게는 나선형 스프링(42)이 펌프 플런저(87)의 근위 측과 구동 플런저(80)의 원위 측 사이에 배치된다. 탄성 요소는 밀봉 액체 챔버(86)가 펌프 행정 후 전체 부피로 복귀한다는 추가 보증이다(펌프 행정 후 밀봉 액체 챔버(86)가 전체 부피로 복귀하기 위한 주요 보증은 구동 플런저(80)가 후퇴 위치에 있을 때 밀봉 액체 공급 채널(93)을 통해 액체 챔버로 공급된 밀봉 액체의 압력이다.

일 실시예에서, 구동 플런저(80)의 원위 단부와 펌프 플런저(87)의 근위 단부 사이의 최대 거리를 제한하는 기계적 엔드 스톱이 제공된다. 기계적 엔드 스톱은 구동 플런저(80)의 원위 단부로부터 돌출하는 편심 돌출부(32)를 포함한다. 편심 돌출부(32)는 펌프 플런저(87) 근위 측의 리세스(35) 내로 돌출한다. 편심 돌출부(32)는 그 팁에 외향 플랜지(33)가 제공된다. 리세스(35)의 개구에는 내향 플랜지(34)가 제공된다. 외향 플랜지(33)는 내향 플랜지(34)와 인접하여 구동 플런저(80)의 원위 단부와 펌프 플런저(87)의 근위 단부 사이의 거리가 주어진 최대치를 초과하지 않도록 보장하는 엔드 스톱을 형성한다. 돌출부(32)가 편심되어 있기 때문에, 예컨대 연료 펌프(40)의 조립 또는 분해와 관련하여 펌프 플런저(87)에 대한 구동 플런저(80)의 회전에 의해 엔드 스톱이 해제될 수 있다.

밀봉 액체 포트(70)는 제1 압력에서 밀봉 액체 공급원(57)에 연결된다. 펌프 챔버(82)는 제2 압력에서 가압된 연료의 공급원(60)에 연결되고, 밀봉 액체 출구 포트는 제3 압력에서 밀봉 액체 복귀 라인(37)에 연결된다. 바람직하게는 제1 압력은 제2 압력보다 높고, 바람직하게는 제2 압력은 제3 압력보다 높다. 실시예에서 제1 압력은 약 80bar, 제2 압력은 약 50bar, 제3 압력은 약 42bar이다. 그러나 제1 압력은 15 내지 200bar일 수 있고, 제2 압력은 10 내지 100bar일 수 있으며, 제3 압력은 5 내지 95bar 일 수 있음이 이해된다.

펌프 챔버(82)는 하우징(52)의 제1 일방향 밸브(미도시)를 통해 연료 공급 도관(31)에 연결되고, 하우징(52)의 고압 연료 공급 라인(미도시)에 연결되어 고압 연료를 연료 캐비티(58)에 전달한다. 하우징(52) 내의 제2 일방향 밸브(90)는 연료 캐비티(58)로부터 펌프 챔버(82)로 연료의 역류를 방지한다.

공급 도관(31) 내 연료의 공급 압력은 작동 챔버가 탱크에 연결될 때 펌프 플런저(87)가 흡입 행정을 완료하도록 하기에 충분하다. 흡입 행정 중에, 펌프 플런저(87)는 구동 플런저(80)를 구동하고, 작동 피스톤(83)과 함께 그 후퇴 위치로 되돌아간다. 일 실시예에서, 위치 센서(미도시)는 작동 피스톤(83)(또는 구동 플런저(80))의 위치를 감지하고 작동 피스톤(83)/구동 플런저(80)의 위치를 전자제어장치(25)에 전달한다.

제1 전자 제어식 제어 밸브(41)는 작동 도관(44)을 통해 연료 밸브(50)의 작동 챔버를 고압 유압 유체 공급원과 탱크에 연결된다. 제1 전자 제어식 제어 밸브(41)는 제1 신호 케이블(26)을 통해 전자제어장치(25)에 연결된다.

펌프 챔버에서 연료를 가압할 때가 되면, 전자제어장치(25)는 제1 전자 제어식 제어 밸브(41)에 명령 신호를 발하여 작동 챔버(85)를 가압된 제어 오일(39)의 공급원에 연결한다. 이때, 작동 피스톤(83)은 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 후퇴 위치에 있다. 구동 플런저(80)와 플런저(87)는 또한 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 각각의 후퇴 위치에 있을 것이다. 펌프 챔버(81)는 최대 크기에서 연료로 채워질 것이며 밀봉 액체 챔버(86)는 최대 크기에서 밀봉 액체로 채워질 것이다.

작동 챔버(85)의 가압 시 작동 피스톤(83)에 작용하는 작동 챔버(85)의 압력은 작동 피스톤(83)과 구동 플런저(80)를 그들의 연장 위치를 향해 구동한다. 밀봉 액체 챔버(86)의 밀봉 액체는 본질적으로 밀봉 액체 챔버(86)에 갇혀 있으며(유동을 크게 제한하는 제1 및 제2 틈새(91, 92)를 통해서만 빠져나갈 수 있음), 따라서 구동 플런저(80)의 이동은 밀봉 액체 챔버(86)를 가압하고, 이는 차례로 펌프 플런저(87)를 확장 위치를 향해 구동하여 펌프 행정을 만든다. 확장된 위치를 향한 펌프 플런저(87)의 이동은 펌프 챔버(82)의 부피를 감소시켜 펌프 챔버(82)의 연료를 가압하고 펌프 챔버의 연료를 펌프 챔버 출구(66)로 펌핑할 것이다.

구동 플런저(80)가 후퇴한 위치에서 연장한 위치를 향해 작은 움직임을 만들자마자, 밀봉 액체 챔버(86)와 밀봉 액체 공급 채널(93) 사이의 연결이 차단된다. 따라서, 밀봉 액체 챔버(86) 내의 밀봉 액체는 본질적으로 갇히고 제1 틈새(91)와 제2 틈새(92)를 통해서만 밀봉 액체 챔버를 빠져나갈 수 있다.

펌프 플런저(87)와 제2 보어(87) 사이의 제1 틈새(92)에서 액체의 점성 저항에 의해 생성되는 작은 점성 저항력 외에는 펌프 플런저(87)에 작용하는 실질적인 기계적 힘이 없기 때문에 (대부분이 밀봉 액체, 연료는 적은 정도) 밀봉 액체 챔버(86)의 압력은 펌프 챔버(82)의 압력과 본질적으로 같을 것이다.

따라서, 밀봉 액체 챔버(86) 내 밀봉 액체의 압력은 본질적으로 펌프 챔버(82) 내 연료 압력의 임의의 변화를 따를 것이고, 이에 의해 밀봉 액체 챔버(86)로부터 제2 틈새(92)로 들어가는 밀봉 액체의 압력이 항상 펌프 챔버(82)로부터 제2 틈새(92)로 들어가는 연료의 압력과 동일하도록 보장된다.

펌프 행정 중에, 소량의 밀봉 액체가 제1 틈새(91)와 제2 틈새(92)에 들어갈 것이고, 이에 따라 밀봉 액체 챔버(86)의 부피는 도 8에 도시된 바와 같이 펌프 행정 중에 약간 감소할 것이다.

펌프 행정이 끝나고 구동 플런저(80)와 펌프 플런저(87)가 대략 도 8에 도시된 위치에 있을 때, 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)는 작동 챔버(85)를 탱크에 연결하고, 이에 의해 작동 챔버(85)에 저압(예: 약 4 내지 18bar)이 있음을 보장한다.

펌프 챔버(82) 내 연료의 압력은 연료가 펌프 챔버(82)에 공급되는 압력과 동일하며, 이 압력은 펌프 플런저(87)가 확장된 위치에서 수축된 위치로 흡입 행정을 수행하도록 하기에 충분하다. 펌프 플런저(87)의 흡입 행정은 밀봉 액체가 밀봉 액체 챔버(86)에 갇혀 있기 때문에 구동 플런저(80)가 작동 피스톤(83)과 함께 확장 위치에서 후퇴 위치로 이동하게 한다. 구동 플런저(87)가 후퇴 위치로 복귀한 후, 밀봉 액체 챔버(86)는 밀봉 액체 공급 채널(93)과 다시 연결되고 밀봉 액체 챔버(86)는 최대 부피로 재충전된다(밀봉 액체 챔버(86)의 추가 팽창은 기계적 엔드 스톱에 의해 방지된다). 따라서, 구동 플런저(80)와 펌프 플런저(87)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 후퇴 위치로 복귀하고, 연료 펌프(40)는 다른 펌프 사이클을 위해 준비된다.

일 실시예에서, 각 실린더에는 중앙에 배열된 배기 밸브(4) 주위의 실린더 커버(22)에 배열된 2개 또는 3개의 연료 밸브(50)가 제공된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 연료 밸브(50)는 밀봉 액체 공급 라인(36)을 통해 그리고 밀봉 액체 복귀 라인과 함께 가압된 밀봉 액체의 공급에 연결된다. 연료 밸브(50)를 통한 유동 밀봉 액체는 일 실시예에서 비교적 대량이므로, 밀봉 액체 또한 연료 밸브(50)에 대한 냉각 매체로 작용한다.

각각의 연료 밸브(50)는 연료 밸브 작동 신호 도관(48)에 연결된다. 연료 밸브 작동 신호 도관(48)의 압력은 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)에 의해 제어된다. 제2 유압 제어식 밸브(45)는 바람직하게는 비례 밸브이고, 작동 신호 도관(48)을 고압 유압 유체 공급원(39) 또는 탱크에 연결하도록 구성된다. 제2 유압 제어식 밸브(45)는 일 실시예에서 비례 밸브이므로 고압 유압 유체 공급원(39)과 탱크 연결 사이의 임의의 중간 위치를 가정할 수 있다. 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)는 제2 신호 케이블(28)을 통해 전자제어장치(25)에 연결된다. 전자제어장치(25)는 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)의 위치를 통지 받는다.

제1 유압 제어식 밸브(41)는 바람직하게는 비례 밸브이고, 작동 도관(44)을 고압 유압 유체 공급원(39) 또는 탱크에 연결하도록 구성된다. 제1 유압 제어 밸브(41)는 압력 부스터(40)로 전달되는 작동 도관(44)의 압력을 조절할 수 있는 비례 밸브이므로 연료 펌프/압력 부스터(40)의 효과를 조절할 수 있다.

전자제어장치(25)는 도 4에 점선으로 도시된 신호 케이블을 통해 각종 센서로부터 신호를 수신한다. 각종 센서로부터 감지되는 신호에는, 예컨대 소기 압력, 피크 연소실 압력 온도, 배기 압력, 온도, 크랭크 각도, 속도가 포함되지만, 이 목록이 전체는 아니며, 예컨대 배기가스 재순환을 포함하는지와 터보차저를 포함하는지 등의 엔진 구성에 따라 달라진다는 점에 유희해야 한다. 전자제어장치(25)는 연료 분사 밸브(50)를 제어한다. 즉, 전자제어장치는 연료 밸브(31)가 열릴 때를 결정하고 개방 시간의 지속 기간(연료 분사 이벤트의 지속 기간)을 결정한다. 전자제어장치(25)는 또한 연료 펌프/압력 부스터(40)의 작동, 즉 압력 부스터(40)의 가압 타이밍과 연료 펌프/압력 부스터(40)의 가압 지속 기간을 제어한다. 일 실시예에서, 전자제어장치(25)는 또한 연료 펌프/압력 부스터(40)의 작동 챔버(85)가 가압되는 레벨을 제어한다.

연료 분사 타이밍은 대형 2행정 터보차징 디젤 엔진(압축 점화 엔진)의 연소 압력에 큰 영향을 미친다. 크랭크샤프트 각도 또는 엔진 사이클에 대한 연료 밸브(50)의 개방 타이밍은 연소 압력과 엔진이 전달하는 토크의 대부분을 결정한다. 연료 밸브(50)의 개방 지속 기간은 실린더(1)로 유입되는 연료량을 결정하고, 지속 기간이 길어질수록 엔진 회전당 실린더(1)에 유입되는 연료량도 증가한다.

전자제어장치(25)는 제2 신호 케이블(28)을 경유하여 제2 전자 제어식 제어 밸브(45)에 대한 전자 신호에 의해 연료 밸브의 개방 타이밍을 제어하도록 구성된다. 신호를 수신하면 전자 제어 밸브(45)는 위치를 변경하고 작동 신호 도관(48)을 고압 유압유 공급원에 연결한다. 작동 신호 도관(48)의 고압은 연료 밸브(50)를 개방한다. 즉, 밸브 니들(61)을 들어 올려진 위치로 이동시킨다.

일 실시예에서, 연료 펌프/압력 부스터(40)와 연료 밸브(50)는 별도의 물리적 장치이다(미도시). 다른 일 실시예에서, 연료 펌프/압력 부스터(40)는 연료 밸브(50)와 일체형 부품이다. 연료 펌프/압력 부스터가 통합된 연료 밸브(50)의 실시예가 도 5 내지 도8에 도시되어 있다.

도시된 실시예에서, 연료 펌프(40)는 연료 밸브(50)와 일체형 부품이다. 그러나 연료 펌프는 일 실시예(미도시)에서 연료 밸브와 분리된 개체이고 연료 펌프는 자체 하우징과 포트를 갖는 것으로 이해된다.

도시된 실시예에서, 제1 보어(84)와 작동 피스톤(83)의 지름은 제2 보어(81), 구동 플런저(80) 및 펌프 플런저(87)의 지름보다 더 길다. 이것은 연료 펌프를 압력 부스터/증압기로 바꾼다. 그러나 실시예에서(미도시), 제1 보어와 작동 피스톤(83)의 지름은 제2 보어(81), 구동 플런저(80) 및 펌프 플런저(87)의 지름과 같다. 이 경우, 제1 보어와 제2 보어(84, 81)는 연료 펌프의 하우징에서 하나의 동일한 보어일 수 있고 연료 펌프는 압력 부스터가 아닌 연료 펌프이다.

다양한 양태와 실시예가 본원의 다양한 실시예와 관련하여 설명되었다. 그러나 개시된 실시예에 대한 다른 변형은 도면, 개시 및 첨부한 청구 범위의 연구로 청구된 주제를 실시할 때 당업자가 이해하고 수행할 수 있다. 청구 범위에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정 관사 "하나” 또는 “한”은 복수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛은 청구 범위에 인용된 여러 항목의 기능을 수행할 수 있다. 특정 조치가 단순히 서로 다른 종속항에 인용되어 있다는 사실로 측정된 이들 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

청구 범위에 사용된 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석하지 않아야 한다. 별로도 지시되지 않는 한, 도면은 명세서와 함께 판독(예: 교차 해칭(cross-hatching), 부품 배열, 비율, 정도 등)을 의도하고, 본 개시 내용의 전체 서면 설명의 일부로 간주하여야 한다. 설명에서 사용된 바와 같이, 용어 "수평", "수직", "왼쪽", "오른쪽", "위” 및 "아래"뿐만 아니라 그 형용사와 부사 파생어(예: "수평으로", "우향으로", "위로” 등)는 특정 도형이 독자를 향하고 있으므로 도시된 구조의 방향을 나타낸다. 유사하게, 용어 "안쪽으로"와 "바깥쪽으로"는 일반적으로 적절한 경우 그 신장 축 또는 회전 축에 대한 표면의 방향을 나타낸다.

40: 연료펌프
80: 구동 플런저
81: 제2 보어
82: 펌프 챔버
83: 작동 피스톤
84: 제1 보어
86: 밀봉 액체 챔버
87: 펌프 플런저
92: 제2 틈새

Claims

연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40)에 있어서,
하우징;
상기 하우징의 제1 보어(84)에 슬라이딩 가능하게 수용되고 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된 유압 구동식 작동 피스톤(83);
상기 작동 피스톤(83)과 함께 일제히 이동하도록 상기 작동 피스톤(83)에 작동 가능하게 연결된 구동 플런저(80)로서 상기 구동 플런저(80)는 상기 하우징의 제2 보어(81)에 제1 틈새를 갖고 슬라이드 가능하게 수용되는 구동 플런저(80);
상기 제2 보어(81)에 제2 틈새(92)를 갖고 슬라이딩 가능하게 수용되고 후퇴 위치와 확장 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성된 펌프 플런저(87);
상기 구동 플런저(80)의 원위 측과 상기 펌프 플런저(87)의 근위 측 사이의 상기 제2 보어(81)에 배치된 밀봉 액체 챔버(86); 및
상기 펌프 플런저(87) 원위 측의 상기 제2 보어(81) 내 펌프 챔버(82);를 포함하는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
가압된 밀봉 액체의 공급원(57)에 연결하기 위한 밀봉 액체 포트(70); 및 상기 작동 피스톤(83)이 후퇴 위치에 있을 때 상기 밀봉 액체 챔버(86)를 상기 밀봉 액체 공급 포트(70)에 유체로 연결하는 밀봉 액체 공급 채널(93);을 포함하는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제2항에 있어서,
상기 밀봉 액체 공급 채널(93)은 상기 작동 피스톤(83)이 후퇴 위치에 있을 때 상기 구동 플런저(80)의 원위 단부에 가까운 위치에서 상기 밀봉 액체 챔버(86)로 개방되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제3항에 있어서,
상기 구동 플런저(80)는 상기 작동 피스톤(83)이 후퇴 위치와 확장 위치 사이의 임의의 위치에 있을 때 상기 밀봉 액체 챔버(86)로부터 상기 밀봉 액체 채널(93)을 분리하는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
탄성 요소, 나선형 스프링(42)은 상기 펌프 플런저(87)의 근위 측과 상기 구동 플런저(80)의 원위 측 사이에 배치되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
상기 구동 플런저(80)의 원위 단부와 상기 펌프 플런저(87)의 근위 단부 사이의 최대 거리를 제한하는 기계적 엔드 스톱이 제공되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
연료 입구 포트와 상기 연료 입구 포트를 상기 펌프 챔버(82)에 연결하는 연료 공급 채널을 포함하는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
상기 연료 챔버(82)에 연결되는 연료 출구 채널(66)을 포함하는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
상기 제2 보어(81)는 상기 제1 보어(84)와 정렬되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제7항에 있어서,
상기 밀봉 액체 포트(70)는 제1 압력에서 밀봉 액체(57)의 공급원에 연결되고, 상기 펌프 챔버(82)는 제2 압력에서 가압 연료(60)의 공급원에 연결되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
상기 구동 플런저(80)와 상기 펌프 플런저(87)는 상기 제2 보어(81)에 연속하여 배치되어, 상기 구동 플런저(80)와 상기 펌프 플런저(87)가 상기 제2 보어(81)와 나란히 이동하도록 배치되고, 상기 밀봉 액체 챔버(86)는 상기 구동 플런저(80)와 상기 펌프 플런저(87) 사이에 배치되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
상기 펌프 플런저(87)는 후퇴 위치에서 확장 위치로 이동할 때 펌프 행정을 실행하도록 구성되고, 상기 펌프 플런저(87)는 확장 위치에서 후퇴 위치로 이동할 때 흡입 행정을 실행하도록 구성되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제12항에 있어서,
상기 구동 플런저(80)는 상기 구동 플런저(80)와 상기 펌프 플런저(87) 사이에 직접적인 접촉 없이 펌프 행정 중에 펌프 플런저(87)를 밀도록 구성되고, 상기 밀봉 액체 챔버(86)의 압력은 상기 펌프 플런저(87)가 상기 구동 플런저(80)의 이동을 따르도록 구성되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
상기 연료 펌프(40)는 제1 압력에서 밀봉 액체 공급원(57)에 연결되고,
제2 압력에서 연료 공급원(60)에 연결되며, 상기 제1 압력은 상기 제2 압력보다 높은, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 있어서,
작동 챔버(85)는 상기 작동 피스톤(83) 근위 측의 상기 제1 보어(84)에 배치되는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제1항에 따르는 연료 펌프를 포함하는 연료 밸브(50).
제16항에 있어서,
노즐(54)과 밸브 니들(61)을 포함하고,
상기 밸브 니들(61)은 상기 펌프 챔버(82)로부터 상기 노즐(54)로 유동을 제어하는, 연료 밸브(50).
제17항에 있어서,
상기 밸브 니들(61)은 상기 연료 밸브(50)의 밸브 시트(63)와 협력하고, 상기 밸브 니들(61)은 상기 밸브 니들(61)이 상기 밸브 시트(63)로부터 들어올려질 때 상기 펌프 챔버(82)로부터 상기 노즐(54)로 유동을 허용하고,
상기 밸브 니들(61)은 상기 밸브 니들(61)이 상기 밸브 시트(63)에 안착할 때 상기 펌프 챔버(82)로부터 상기 노즐(54)로 유동을 허용하지 않고,
상기 밸브 니들(61)의 리프트는 제어 신호에 의해 제어되고, 바람직하게는 연료의 압력에 의해 제어되지 않는, 연료 밸브(50).
크로스헤드(9)를 갖는 대형 2행정 단류 소기식 터보차징 내연기관에 있어서,
상기 내연기관은 제1항에 따르는 연료 펌프(40)를 포함하는, 크로스헤드(9)를 갖는 대형 2행정 단류 소기식 터보차징 내연기관.
제7항에 있어서,
제1 일방향 밸브는 상기 연료 공급 채널에 배치되고, 상기 제1 일방향 밸브는 상기 연료 입구 포트로부터 상기 펌프 챔버(82)로 유동을 허용하고 상기 제1 일방향 밸브는 상기 펌프 챔버(82)로부터 상기 연료 입구 포트로 유동을 방지하는, 연료 밸브에 연료를 펌핑하는 연료 펌프(40).
제16항에 있어서,
상기 연료 펌프는 상기 연료 밸브(50)의 하우징(52)에 배치되는, 연료 밸브(50).
크로스헤드(9)를 갖는 대형 2행정 단류 소기식 터보차징 내연기관에 있어서,
상기 내연기관은 제16항에 따르는 연료 밸브(50)를 포함하는, 크로스헤드(9)를 갖는 대형 2행정 단류 소기식 터보차징 내연기관.