KR19980033025A - 연료분사 펌프의 플런저 - Google Patents

Abstract

연료의 고압화에 대응하여 타이밍 슬리이브(11)의 변형을 방지할 수 있게 하여, 세로홈을 삭제하여도 무분사 상태를 확보함과 동시에, 2차분사의 방지를 가능하게 한 연료분사 펌프의 플런저(20)를 제공하려한다.

플런저(20)의 가동에 따라 방류구(12)가 연통할 수 있는 개구부를 세로홈으로 바꾸어서 형성하는 것이 좋다는 사실에 착안한 것으로, 경사리이드(10)의 하방에, 경사리이드(10)과는 다른 개구부(수평개구부 21)를 설치하였고, 개구부(21)는, 이것을 중앙연료통로(8)에 연통시킴과 동시에, 제어랙의 무분사위치에 있어서 방류구(12)가 개구부(21) 및 경사리이드(10)의 적어도 어느 한쪽에 맞물릴 수 있도록하여, 맞물렷을 때의 개구면적이 중앙연료통로(8)의 통로면적과 같도록 하고 있음을 특징으로 한다.

Description

연료분사 펌프의 플런저

본 발명은 연료분사 펌프의 플런저에 관한 것으로, 특히 플런저의 경사리이드에 관한 세로홈을 삭제하여 그 구성을 개량한 연료분사 펌프의 플런저에 관한 것이다.

종래예로부터, 디이젤엔진에 장비한 연료분사 펌프 특히 렬형식 연료분사 펌프에 있어서는, 연료분사량 제어를 위하여 나선형의 홈으로 형성한 경사리이드를 플런저의 외주면에 형성함과 동시에, 이 경사리이드의 부위에 대응한 타이밍 슬리이브의 부위에 방류구(spill port)를 형성하는 구성이 일반적이다.

예컨대, 일본국 특개 소63-503076호, 특개 평5-87011호, 실개 평4-100063호 등이 있다.

상기한 실개 평4-100063호를 예로 채택하여, 도 5 및 도 6에 의하여 설명한다. 도 5는 종래로부터의 연료분사 펌프(1)의 연료분사 개시시의 일부단면 주요부분 측면도, 도 6은 동 연료분사 종료시의 일부단면 주요부분 단면도로서, 연료분사 펌프(1)는 배수밸브 및 펌프하우징(2)과, 이 펌프하우징(2)내에 설치한 플런저배럴(3)등을 구비하고, 내부에 연료저장실(4)을 형성한다.

이 펌프하우징(2)과 플런저배럴(3)등에 걸쳐서 플런저(5)를 회전 및 왕복할 수 있도록 배치한다. 플런저(5)의 상방부에는 고압의 연료가압실 및 플런저실(6)을 형성하여 배수밸브(도해 없음)로 연통시키고 있다.

플런저(5)에는 연료흡배구(7)와 연료흡배구(7)에 연통하여 플런저실(6)로 이르는 중앙연료통로(8)와, 연료흡배구(7)에 연통하는 원주면상의 세로홈(9)과, 이 세로홈(9)으로 연통하는 마찬가지로 원주면상의 경사리이드(10)등을 형성하고 있다.

플런저(5)에 밖으로부터 안으로 끼워서 타이밍(11)(제어슬리이브)을 설치한다. 이 타이밍 슬리이브(11)는, 제어로드(도해없음)에 의하여 플런저(5)와의 상대위치를 변화시키도록 상하동이 가능함에 따라서 프리스트로우크(플런저(5)의 하사점에서 분사개시까지의 스트로우크)를 가변으로 하고 있다.

타이밍 슬리이브(11)에는 그 반지름방향으로 방류구(12)를 형성한다. 더욱이 방류구(12)는, 경사리이드(10)와 플런저(5)의 축방향상에서 일치하는 부위에 이것을 형성한다.

더욱이, 타이밍 슬리이브(11)에 대하여 플런저(5)를 그 축 중심의 둘레에 회전운동시키는 제어랙(13)을 설치하고 있고, 이 제어랙의 조작으로 플런저(5)가 회전운동하여도, 방류구(12)와 경사리이드(10)와는 플런저(5)의 축방향 상에서 일치할 수 있다.

이와 같이 구성한 연료분사 펌프(1)에 있어서, 플런저(5)의 하강에 의하여 연료저장실(4) 내의 연료를 연료흡배구(7)로부터 흡입하여, 플런저(5)의 하강에 의하여 연료저장실(4) 내의 연료를 연료흡배구(7)로부터 흡입하고, 플런저(5)의 상승에 의하여 연료흡배구(7)가 타이밍 슬리이브(11)의 하란부(11A)에 의하여 폐쇄되고 나서, 연료의 압축이 개시된다(도 5).

플런저(5)가 더욱 상승하여, 경사리이드(10)가 방류구(12)에 일치하면, 플런저실(6)과 연료저장실(4) 등이, 중앙연료통로(8), 연료흡배구(7), 세로홈(9) 및 경사리이드(10)를 개재하여 연통하므로, 소정량의 연료가 방류구(12)에서 연료저장실(4) 내로 방튜함에 따라 연료분사종료로 된다(도 6). 또한 플런저(5)가 상승함에 따라, 이 세로홈(9) 부분으로 부터도 연료가 방류한다.

더욱이 연료의 분사량의 제어는, 제어랙(13)을 조작하여 플런저(5)를 그 축 중심의 둘레에 회전운동시킴에 따라서 경사리이드(10)와 방류구(12)와의 맞물림 위치를 변화시켜, 연료배출의 유효스트로우크(S)(도 5)를 조정함에 따라 이것을 실행한다.

또, 타이밍 슬리이브(11)를 상하로 조작하여 프리스트로우크를 조절함에 따라 연료분사의 타이밍을 빠르게 혹은 느리게 할 수 있다.

도 7은, 연료분사 펌프(1)의 무분사 상태에 있어서의 플런저(5)의 세로홈(9)과 타이밍 슬리이브(11)의 방류구(12)와의 관계를 도시한 주요부분 측면전개도로서, 세로홈(9)은, 이 무분사 상태를 확보하기 위한 것이다.

즉, 플런저(5)를 타이밍 슬리이브(11)에 대하여 회전운동시켜서 방류구(12)를 축선상태에서 세로홈(9)에 일치할 수 있는 위치에 위치하게하면, 플런저(5)가 일정한 상승위치 이상에 있어서는, 플런저실(6)과 연료저장실(4)은, 중앙연료통로(8), 연료흡배구(7), 세로홈(9) 및 방류구(12)를 개재하여 서로 연통상내에 있고, 플런저(5)는 플런저실(6)에 있어서의 연료압축 작용을 할 수 없고, 무분사 상태를 실현하여, 긴급자체 그밖에 임의의 필요시에 연료분사 펌프(1)의 연료배출기능을 정지시킬 수 있다.

더욱이, 세로홈(9)은 그 통로면족을 소정값 이상으로 함에 따라, 연료가 방류구(12)로부터 방류하는 경우에 세로홈(9)의 부분이 통과연료에 대하여 위축되지 않도록하여 연료의 2차분사를 회피하는 기능도 갖고 있다.

그러나, 세로홈(9)이 이상과 같은 기능을 발휘하기 위하여 플런저(5)의 외주면에 비교적 큰 비률을 갖고 이것을 형성하고 있는 결과, 타이밍 슬리이브(11)가 변형한다고 하는 문제가 있었다.

즉 도 8은 플런저(5) 및 타이밍 슬리이브(11) 부분의 횡단면도로서, 도시한 바와 같이, 플런저(5)의 중앙연료통로(8) 측으로부터 그 경사리이드(10) 및 특히 세로홈(9)에 작용하는 연료압력에 의하여 타이밍 슬리이브(11)가 타원형으로 병형함을 알 수 있으며(도면중에서 가상선), 연료분사 펌프(1)의 고압화에 따라서 이러한 경향은 한층 세어져서 플런저(5)와 타이밍 슬리이브(11)가 굳게 부착하여버리는 플런저스틱, 혹은 타이밍 슬리이브(11)의 파손의 원인으로 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 여러문제에 비추어 이루어 진 것으로, 연료의 고압화에 대응하여 타이밍 슬리이브의 변형을 방지할 수 있도록한 연료분사 펌프의 플런저를 제공하는 것을 과제로 하고있다.

또 본 발명은 타이밍 슬리이브 변형의 최대의 원인으로 되어 있는 세로홈을 삭제하여도 무분사 상태를 확보할 수 있는 연료분사 펌프의 플런저를 제공함을 과제로 하고 있다.

또 본 발명은 무분사 상태에 있어서의 방류구의 개구면적을 확보하여, 무분사의 확보와 함께, 2차분사의 방지를 가능하게 한 연료분사 펌프의 플런저를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

즉 본 발명은, 플런저의 가동에 의하여 방류구가 연통할 수 있는 개구부를 세로홈으로 대신하여 형성하는 것이 좋다는 사실, 및 경사리이드가 방류구가 연료분사량을 제어하기 위하여 기능하는 부분은 그 상단 가장자리 부분으로서 이 개구부를 경사리이드의 아래쪽부분에 형성하면 통상의 연료분사 기능에 영향을 주지 않고 무분사 상태가 실현 할 수 있음에 착안한 것으로, 고압의 플런저 실내를 왕복운동하여 연료를 흡입배출하는 플런저와, 이 플런저에 바깥에서 안으로 끼움과 동시에 방류구를 형성한 타이밍 슬리이브와, 이 타이밍 슬리이브에 대하여 상기 플런저를 그 축 중심의 둘레에 회전운동시키는 제어랙등을 구비함과 동시에, 상기 플런저에 상기 방류구에 맞물릴수 있는 경사리이드 및 상기 플런저실에 연통하는 중앙연료통로를 형성하고, 상기 제어랙을 조작하여 이 경사리이드와 상기 방류구와의 맞물리는 위치를 조절함에 따라 연료분사량을 제어하도록 한 연료분사 펌프의 플런저로서, 상기 경사리이드의 하방에 이 경사리이드와는 다른 개구부를 설치하였고, 이 개구부는 이것을 상기 중앙연료통로와 연통시키고 있음과 동시에, 상기 제어랙의 무분사 위치에 있어서 상기 방류구가 이 개구부 및 상기 경사리이드의 적어도 어느 한편에 맞물릴수 있도록 하여, 맞물렸을 때의 개구면적이 상기 중앙연료통로의 통로면적과 동등하도록 하고 있음을 특징으로 하는 연료분사 펌프의 플런저이다.

상기 개구부로서는 경사리이드에 연통상태의 수평개구부 혹은 경사개구부등의 이른바 경사리이드에 연결하는 가지형의 개구부였어도 좋으나, 방류구가 맞물렸을 때에 개구면적이 중앙연료통로의 통로면적과 동등하다면, 경사리이드와는 독립한 원형개구부 그밖에 임의의 형상 및 형태의 개구부를 채용할 수 있다.

본 발명에 의한 연료분사 펌프의 플런저에 있어서는 경사리이드의 하방에 경사리이드와는 별도로 개구부를 형성하였으므로, 제어랙을 무분사 상태의 위치까지 조작하여 플러저가 일정한 회전운동 위치에 있을 때, 이 플런저가 일정한 높이위치까지 도달하였을 때에는 타이밍 슬리이브의 방류구가 반드시 이 개구부에 연통하여 무분사 상태를 확보할 수 있다.

더욱이, 이 개구부는 경사리이드와 함께 방류구와 맞물도록 구성하면, 종래의 세로홈에 비교하여 플런저의 외주면을 크게 깍아 냄에 따라 이것을 형성할 필요는 없으므로, 연료의 고압화에 따라서 타이밍 슬리이브가 변형하는 정도는 세로홈보다 적고, 타이밍 슬리이브 변형의 정도를 일정범위에서 억제할 수 있다.

또한, 개구부가 방류구와 맞물렸을 때의 개구면적이 플런저의 중앙연료통로의 통로면적과 동등하도록 하고 있으므로, 개구부가 연료방류시에 있어서의 압착부분으로 됨이 없이, 2차분사를 정확하게 회피할 수도 있다

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 의한 연료분사 펌프의 플런저(20)의 유효스트로우크가 제로인 상태에 있어서의 측면전개도.

도 2는 동 같은상태에 있어서 플런저(20)가 리프트한 상태의 측면 전개도.

도 3은 동 제어랙(13)을 무분사위치로 하였을 때의 플런저의 프리스트로우크로부터의 리프트량(연료분사개 시점으로부터의 리프트량)에 대한 플런저의 개구면적의 관계를 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 제2실시형태에 의한 플런저(30)의 측면전개도.

도 5는 종래의 연료분사 펌프(1)의 연료분사개시 시의 일부단면 주요부분 측면도.

도 6은 동 연료분사 종료시의 일부단면 주요부분 단면도.

도 7은 동 연료분사 펌프(1)의 무분사 상태에 있어서의, 플런저(5)의 세로홈(9)과 타이밍 슬리이브(11)의 방류구(12)와의 관계를 도시한 주요부분 측면전개도.

도 8은 동 플런저(5) 및 타이밍 슬리이브(11) 부분의 가로단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료분사 펌프(도 5) 2 : 배수밸브

3 : 플런저 배럴 4 : 연료저장실

5 : 플런저 6 : 플런저실

7 : 연료흡배구 8 : 중앙연료통로

9 : 세로홈 10 : 경사리이드

11 : 타이밍 슬리이브(제어슬리이브)

11A : 타이밍 슬리이브(11)의 하단부

11B : 타이밍 슬리이브(11)의 상단부

12 : 방류구(spill port) 13 : 제어랙

20 : 플런저(제1실시형태 도 1) 21 : 수평 개구부

30 : 플런저(제2실시형태 도 4) 31 : 원형 개구부

다음에 본 발명의 제1실시형태에 의한 연료분사 펌프의 플런저(20)를 도 1∼도 3에 기초하여 설명한다. 단, 도 5 또는 도 8과 같은 부분에는 동일부호를 부쳐서, 그 상세한 설명은 생략하였다.

도 1은 유효스트우크가 제로의 상태에 있어서의 플런저(20)의 측면전개도. 도 2는 같은 상태에 있어서 플런저(20)가 리프트한 상태의 측면전개도로서, 플런저(20)에 있어서는, 플런저(5)의 경우와 같이 세로홈(9)을 그 외주면에 형성함이 없이, 이에 대신하여 경사리이드(10)에 연통한 상태에서 수평개구부(21)를 형성하고 있다.

더욱이 경사리이드(10)의 최하부에 위치하여 경사리이드(10)에 연통상태의 연료흡배구(7)를 형성하고 있다. 수평개구부(21)는 경사리이드(10)의 경사부분의 하방부로서, 타이밍 슬리이브(11)의 하단부(11A)에 맞물리지 않는 범위에 이것을 형성하는 것으로하여, 적어도 플런저(20)의 무분사 위치에서 플런저(20)의 리프트에 따라서, 반드시 타이밍 슬리이브(11)의 방류구(12)와 맞물려서, 플런저실(6)과 연료저장실(4)과의 연통상태를 실현할 수 있는 형상, 위치 및 크기를 구비하고 있다.

또한, 이 수평개구부(21)가 방류구(12)와 맞물렸을 때의 개구면적이 플런저(20)의 중앙연료통로(8)의 통로면적과 동등하도록 한다.

즉, 수평개구부(21)가 경사리이드(10)와 함께, 혹은 수평개구부(21)가 단독이고, 방류구(12)에 겹쳤을 때에, 그 총합의 개구면적이 플런저(20)의 중앙연료통로(8)의 통로면적과 동등하다면, 연료분사가 종료하여 연료가 방류하는 경우에 이 겹친부분으로부터 연료가 압착됨이 없이 플런저실(6)이 연료저장실(4)로 연통할 수 있기 때문에, 연료방류시의 2차분사를 회피할 수 있다.

이러한 구성의 플런저(20)를 채용함에 따라, 종래의 플런저(5)에 형성되어 있는 세로홈(9)과 같은기능을 유지하면서, 타이밍 슬리이브(11)의 변형을 방지할 수 있다.

도 3은 제어랙(13)을 무분사위치로 하였을 때의 플런저의 프리스트로우크로부터의 리프트량(연료분사개시 시점으로부터의 리프트량)에 대한 플런저의 개구면적의 관계를 도시한 그래프이며, 도시한 상선과 같이 세로홈(9)을 구비한 종래의 플런저(5)의 경우에는 방류구(12)가 경사리이드(10)와 함께 세로홈(9)에 일치한 시점에서 개구면적이 최대로되어, 플런저(5)의 상승에 따라서 방류구(12) 및 경사리이드(10)가 서로 차이져서 그 개구면적이 약간 감소하고, 또한 세로홈(9)이 타이밍 슬리이브(11)의 상단부(11B)를 넘어서 꿰뚫고 빠져나가면, 개구면적은 증가하여 나아간다.

이에 대하여, 단순하게 세로홈(9)을 삭제하였을 경우의 플런저에 있어서는 점선으로 나타낸 바와 같이, 플런저의 리프트량의 소정범위에서 개구면적이 중앙연료통로(8)의 면적보다 작아지는 경우가 있으며, 따라서 방류구(12)와 경사리이드(10)과의 맞물린부분이 연료의 압착부분으로 될 가능성이 있어, 2차분사의 발생을 포함하는 성능저하의 연료가 있다.

본 실시형태에 의한 플런저(20)를 채용하였을 경우에는, 도시의 실선으로 나타낸 바와 같이 종래의 세로홈(9)을 구비한 플런저(5)의 경우와 마찬가지의 개구면적을 확보하는 것이 가능하게 된다. 또한, 세로홈(9)을 삭제하고 있으므로, 타이밍 슬리이브(11)의 타원형상으로의 변형을 최소한으로 억제할 수 있으며, 플런저(20)의 스틱 및 타이밍 슬리이브(11)의 파손을 방지할 수 있고, 또한 타이밍 슬리이브(11)의 변형에 기인하는 플런저실(6)로부터의 연료누설에 의한 압력저하를 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 경사리이드(10)의 하방에 형성하는 개구부의 형상, 위치, 형태등은 임의이다.

예컨대 도 4는 본 발명의 제2실시형태에 의한 플런저(30)의 측면전개도로서, 이 플런저(30)에 있어서는, 수평개구부(21)대신에, 경사리이드(10)와는 독립한 위치에 원형개구부(31)를 형성하고 있다.

이 원형개구부(31)는 수평개구부(21)와 마찬가지로, 플런저(30)의 리프트에 따라서, 반드시 타이밍 슬리이브(11)의 방류구(12)와 맞물려서 플런저실(6)과 연료저장실(4)과의 연통상태를 실현할 수 있는 형상, 위치 및 크기를 구비하고 있다.

또한 수평개구부(21)의 경우와 마찬가지로, 원형개구부(31)가 단독이고, 혹은 경사리이드(10)와 함께 방류구(12)와 맞물렸을 때의 개구면적이 플런저(20)의 중앙연료통로(8)의 통로면적과 같도록 한다.

이러한 구성의 플런저(30)에 있어서도 수평개구부(21)를 구비한 플런저(20)(도 1)의 경우와 마찬가지로 세로홈(9)을 삭제하여도 타이밍 슬리이브(11)의 변형을 방지하면서 무분사 상태를 확보할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 플런저의 외주면에 세로홈을 형성하지 않고, 경사리이드의 하방부에 개구부를 형성하였으므로, 타이밍 슬리이브의 변형을 방지하면서, 무분사 상태를 확보할 수 있기 때문에, 방류면적을 충분히 확보하여 방류구의 파손을 방지함과 동시에 2차분사를 회피할 수 있다.

Claims (5)

1. 고압의 플런저실내를 왕복운동하여 연료를 흡입배출하는 플런저와, 이 플런저에 밖에서 안으로 끼움과 동시에 방류구를 형성한 타이밍 슬리이브와, 이 타이밍 슬리이브에 대하여 플런저를 그 축 중심의 둘레에 회전운동시키는 제어랙등을 구비함과 동시에 플런저에 방류구에 맞물수 있는 경사리이드 및 플런저실로 연통하고 있는 중앙연료통로를 형성하여, 제어랙을 조작하고 이 경사리이드와 방류와의 맞물리는 위치를 조절함에 따라 연료분사량을 제어하도록 한 연료분사 펌프의 플런저로서, 경사리이드 하방에 이 경사리이드와는 별개의 개구부를 설치하였으며, 이 개구부는 이것을 중앙연료통로와 연통시킴과 동시에, 제어랙의 무분사위치에 있어서 방류구가 이 개구부 및 경사리이드의 적어도 어느 한편에 맞물릴수 있도록 하여, 맞물렸을 때의 개구면적이 중앙연료통로의 통로면적과 같도록 함을 특징으로하는 연료분사 펌프의 플런저.
2. 청구항 1에 있어서, 개구부는 경사리이드의 경사부분의 하방부로서 타이밍 슬리이브의 하단부에 맞물지 않는 범위에 이것을 형성하고, 이 플런저의 리프트에 따라서, 방류구와 맞무는 것을 특징으로 하는 연료분사 펌프의 플런저.
3. 청구항 1에 있어서, 개구부는 이것을 경사리이드에 연통한 수평개구부로 하였음을 특징으로 하는 연료분사 펌프의 플런저.
4. 청구항 1에 있어서, 개구부는 이것을 경사리이드와는 독립한 위치에 형성한 원형 개구부로 하였슴을 특징으로 하는 연료분사 펌프의 플런저.
5. 청구항 1에 있어서, 경사리이드의 최하부에 위치하여 경사리이드 및 중앙연료통로에 연통하는 연료흡배구를 형성하고 있음을 특징으로 하는 연료분사 펌프의 플런저.