KR19990071634A - 분사시작조절부역할을하는분사조절피스톤을포함하는연료분사펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사시작을 조절하기 위해서 분사시작조절피스톤(16)이 구비되어 있는 연료분사펌프에 관한 것이다. 상기 분사시작피스톤은 그 안에 설치된 스풀밸브(28)의 시퀀스피스톤으로서 구성되어 있으며, 그 일측은 동작실(20)을 둘러막고 있으며, 이 동작실내에 형성된 압력을 통하여 리셋스프링(23)의 힘에 대향하도록 인가되며 상기 연료분사펌프 캠구동부에서 사실상 고정된 부분과 연결되어 있다. 상기 스풀밸브(28)에 그리고 그 밸브를 조절하는데 미치는 압력충격으로 인한 압력반작용을 방지하기 위해서, 상기 연결파이프의 유입측횡단면은 스풀밸브의 이동방향으로 연장되어 있는 길이쪽으로 길게 뻗어있는 횡단면으로서 구성되어 있다. 이러한 구성을 통해 작업자는 상기 스풀밸브(28)에 충격이 가해지지 않도록 조절할 수 있고 이로 인해 분사조절피스톤(16)을 정확하게, 충격없이 조절할 수 있고 분사시작 역시 조절할 수 있다.

Description

분사시작조절부 역할을 하는 분사조절피스톤을 포함하는 연료분사펌프

DE-A1-35 32 719에 공지된 상기한 류의 연료분사펌프는 동작실에 대향하는 분사조절피스톤 전방부로부터 출발하는 축평행 포켓홀보링이 동작실과 실린더보링 사이에 연결파이프로서 구비되어 있다. 상기 포켓홀보링은 일측 외측으로부터 상기 실린더보링쪽으로 방사상 연장된 수평보링의 일측 단부에서 절삭된다. 상기 수평보링은 실린더보링으로 들어가는 입구측의 횡단면이 원형이다.

상기한 유형의 분사조절장치에서는 부하교체 문제로 인하여 연료분사펌프의 캠을 구동하는 중에 상기 분사조절기의 압축룸(압력공간) 영역내에서 압력저하가 일어나거나 또는 분사조절피스톤과 스풀밸브 사이에서 상대적인 운동이 일어나는 문제가 발생한다.

본 발명은 청구항 1의 유형을 따르는 연료분사펌프에 관한 것이다.

도 1은 방사상으로 놓여있는 펌프피스톤과 분사시작을 조절하기 위한 장치를 포함하는 본 발명에 따르는 분할구조 연료분사펌프의 단면도.

청구항 1의 특징부에 제시된 요지를 포함하는 본 발명에 따르는 연료분사펌프는 스풀밸브가 상대적으로 이동할 시에 조절길이가 같을 경우에는 연결파이프를 실린더보링 안으로 유입할 때 사용되는 일반적인 횡단면보다 더 작은 횡단면을 갖도록 제어할 수 있다는 효과가 있다. 분사조절피스톤과 스풀밸브의 사이에서 일어나는 상대적 운동으로 인해서 상기 스풀밸브가 단시간에 자신의 올바른 위치로부터 분사조절피스톤 쪽으로 상대적으로 조절될 경우에는 횡단면상으로 볼 때 아주 조금만 닫도록 조절함으로써, 스풀밸브의 잘못된 위치로 인해 사실상 분사조절피스톤 동작실 안에서 압력이 변화되는 일이 없도록 한다. 이로써 상기 스풀밸브가 단시간동안 잘못된 위치에 있어서 그러한 흔들리는 오지점이 강화되어 또다른 분사조절피스톤의 흔들림으로 이어지지 않을 수 있도록 분사조절피스톤은 신속하고도 격렬하게 반응하게 된다.

종속항에는 연결파이프의 실린더보링 안으로의 유입횡단면을 구성한 효과적인 재구성예가 제시되어 있다. 여기서 중요한 사실은 상기 횡단면을 제어하는 제어엣지를 계속적으로 조절할 시에 외견상으로는 연속적인 횡단면연장선을 얻어낼 수 있다는 점이다. 이 때 상기 횡단면은 비교적 긴 조절길이에 걸쳐 점차적으로 증가하게 된다. 개방된 위치에서는 완전한 오버플로우횡단면이 형성된다. 이로써 상기 스풀밸브를 요구속도로 신속하게 제어하려 할 시에 상기 분사조절피스톤의 위치를 수정할 수 있게 된다.

청구항 5항에 따른 다른 하나의 바람직한 구성에서 상기 스풀밸브의 조절은 종래의 방식에 따라 구동기(actuator)를 사용하여 수행한다. 상기 구동장치는 분사조절기에서 하우징에 고정된 부분 내에서 제어압력이 인가된 면으로 압축룸을 둘러막는다. 이와 같이 압축룸을 분사조절피스톤 외부에 장착함으로써 분사조절피스톤의 압축룸 내에 압력저하로 인한 상기 압축룸의 접속해제가 특히, 양측 사이에 놓인 압축공간을 통해 이루어진다. 이러한 구성은 분사조절피스톤의 압력강하를 감소시키려는 상기 청구항 1에 따른 구성을 보충하기 위해 제공된다. 본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있으며 이하의 설명에서 상술하기로 한다.

분할구조의 연료분사펌프는 분할장치 뿐만 아니라 펌프피스톤의 역할을 하는 축방향으로 구동되는 펌프피스톤을 포함하는 펌프로서 구비되거나, 또는 방사상으로 분배기내에 설치된 공급채널 안으로 들어가는 방사상펌프로서 구비될 수 있다. 상기한 바와 같은 종래구성방식의 이른바 방사상피스톤펌프는 그 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 여기서는 네 개의 펌프피스톤(1)이 구비되어 있다. 상기 피스톤은 일반적인 방사상면에 상기 분배기(2) 축에 대하여 동일한 각도로 이격되어 상기 분배기(2)의 방사상보링(3) 안으로 압축 이동가능하도록 지탱되어 있다. 그 일측 전방면에서는 일반 펌프동작실(2)이 폐쇄되어 있다. 종래의, 여기서는 따로 도시되지 않은 방식에 따라 상기 펌프피스톤(1)을 방사상으로 바깥쪽으로 뽑아내면 상기 동작실에 플라스틱이 채워지고, 피스톤을 방사상으로 안쪽으로 밀어넣으면 마찬가지로 여기에서는 도시되어 있지 않은 압력파이프에 의해서 분배기(2) 외장면에 있는 분배기 개구부와 연결된다. 이 때 분배기의 외주에 있는 분배기개구부는 떨어진 분사파이프들을 제어하는데, 그 파이프들에 의해서 펌프피스톤이 안쪽으로 운동하여 분사압력에 의해 옮겨진 연료가 공급할 수 있게 된다. 상기 분배기는 이 때 따로 도시하지 않은 수단을 통해 하나의 구동샤프트에 의해 회전하듯 구동된다. 이로써 일측에서는 상기 분할개구부가 자신의 제어기능을 실시할 수 있게 되고 타측에서는 펌프피스톤이 외주방향으로 운동할 수 있게 된다. 이 때 상기 펌프피스톤에서 상기 펌프구동실(4)의 맞은편에 놓인 쪽에는 롤러태핏(roller tappet,6)이 장착되어 있다. 상기 롤러태핏은 분배기로 가는 유입측에 있는 원형면에 캠링(cam ring, 8) 위에 장착된 캠레인(7)을 따른다. 상기 캠링(8)은 상기 펌프피스톤의 캠구동부에서 사실상으로는 정지해 있는 부분을 말한다. 예를 들어 상기 롤러태핏(6)을 안내하는 링(9)으로서 상기 구동축과 연결되어 있는 상기 펌프피스톤을 움직이는 장치는 상기 캠구동부중에서 운동하는 부분을 말한다. 상기 캠링, 즉 자신의 원통 외벽이 연료분사펌프 펌프하우징(11)의 해당 실린더형 리세스(10)안에 안내되어 있는 상기 캠링의 각 위치에 따라서 상기 롤러태핏(6) 롤러(12)의 이른 또는 늦은 주행이 각각의 캠(13)에 작용하게 된다. 상기 각 캠들은 모든 롤러태핏들이 일치되어 내측으로 또는 외측으로 같은 행정(stroke)만큼을 운동할 수 있도록 장착되어 있다. 상기 캠링을 조절함으로써 펌프피스톤의 공급행정운동과 그로 인한 분사의 시작은 연료분사펌프의 구동에 비례하여 변하게 된다.

조절을 위해서 상기 캠링(8)에는 노우즈(14)가 있다. 상기 노우즈(14)는 자신의 원통형 외장면에 있는 분사조절피스톤(16) 내의 리세스(15) 안으로 맞물린다. 상기 분사조절피스톤은 실린더(17) 내에서 압축되어 이동가능하며, 자신의 일측 실린더(17)의 폐쇄된 단부가 달린 전방측(18)은 동작실(20)을 둘러막고 있으며, 자신의 맞은편에 놓여 있으며 거기도 마찬가지로 폐쇄되어 있는 실린더 타측 전방면은 스프링룸(22)을 둘러막고 있다. 이 스프링룸에는 리셋스프링(23)이 장착되어 있는데, 이 스프링은 일측이 상기 실린더(17)를 폐쇄하는 폐쇄부(24)에 지탱되어 있고, 타측은 상기 조절피스톤(16)의 전방측(21)에 지탱되어 있어서, 분사조절피스톤(16)의 일측 전방면(18)이 실린더(17)의 맞은편에서 실린더를 폐쇄하는 벽(25)에 닿을 수 있도록 제어된다.

분사조절피스톤(16)에는 축방향 포켓보링(27)이 스풀밸브(28)를 안내하는 실린더보링으로서 구비되어 있다. 상기 포켓보링은 스프링룸(22)쪽으로 개방되어 있다. 거기에 끼워진 스풀밸브(28)는 자신의 일측 전방면(29)이 실린더보링 폐쇄단부와 더불어 하나의 공간(30)을 둘러막고 있으며, 이 공간내에서 압축스프링(36)이 상기 스풀밸브를 축방향으로 누른다. 자신의 타측 단부는 스프링룸(22) 안으로 돌출하여 있다. 상기 스프링룸에서 상기 타측 단부는 제어스프링(31)에 의해 눌려진다. 상기 제어스프링의 타측도 마찬가지로 폐쇄부(24)에 의해 지탱되어 있다. 상기 조절피스톤내에서는 실린더보링(27)에 평행하게 전방면(18)에서 출발하는 연결파이프(32)가 연장되어 있다. 상기 연결파이프(32)는 겹치는 영역내에서 방사상으로 스풀밸브에 의해 실린더보링 안으로 통한다. 이러한 연통은 상기 스풀밸브의 링바인더(33)를 사용하여 폐쇄할 수도 있는데, 이 때 상기 링바인더는 동작실쪽에 놓인 원형홈(34)을 원형룸(35)으로 나눈다. 여기서 상기 원형홈(34) 안으로는 압축매질공급라인이 통하고 상기 원형홈(35)은 스프링룸(22)으로 통한다. 상기 스프링룸은 도시되지 않은 해제파이프에 의해 해제된다. 상기 링바인더를 제한하는 링엣지들은 제어엣지이다. 이 제어엣지를 통해서 상기 스풀밸브가 상대적으로 이동할 경우에 연결파이프(32)가 상기 원형홈(34)에 의해서 압축수단공급라인(39)과 연결되든지 아니면 원형룸(35)에 의해서 스프링룸(22) 쪽으로 해제된다. 이 때 상기 원형홈(34)은 계속 압축매질공급라인(39)과 연결상태에 있다. 상기 공급라인은 압축저장실(40)로부터 압축매질을 공급받는다. 연료펌프(41)는 병렬배치된 압력제어밸브(42)에 의해서 상기 저장실에 공급하는 역할을 담당한다. 상기 압력제어밸브를 통해서 압력저장실은 종래의 방식대로 소정압력을 공급받게 된다. 여기서 상기 소정압력은 사실상 연료분사펌프 내지는 거기에 부속된 내연기관의 회전수가 증가함에 따라 마찬가지로 증가한다.

상기 스풀밸브는 태핏(49)을 수단으로하여 조절된다. 스풀밸브는 압축스프링(36)의 작용하에 상기 태핏과 접속된다. 이 태핏은 스풀밸브에서 스프링룸(22) 안으로 튀어나온 단부측에 장착된다. 이 태핏은 상기 조절피스톤(16) 내지는 스풀밸브(28)의 축에 동축(co-axtial)이 되도록 연장되어 있으며 스풀밸브의 전방측(21) 맞은편 위에서 폐쇄부(24)내에 구비된 축방향 보링(52) 안으로 유입된다. 상기 폐쇄부(24)에는 폐쇄된 동작실린더(53)가 장착되어 있다. 이 동작실린더는 상기 축방향 보링(52)에 동축이 되도록 연결되어 있으며, 타측단부는 덮개(54)에 의해 폐쇄되어 있다. 상기 동작실린더 안에는 태핏(49)의 단부에 구성된 피스톤(55)이 이동가능하게 장착되어 있다. 상기 피스톤은 스프링룸(22)을 향하여 구비된 일측에 압축공간(56)이 형성되고 타측의 피스톤(55)과 덮개(54) 사이에는 해제공간(57)이 형성되어 있다. 상기 해제공간(57)은 수평보링(45) 안으로 통하는 축보링(44)을 거쳐 스프링룸과 계속적으로 연결되어 있다. 스프링룸 영역내에서 상기 태핏(49)과 스프링판(58)이 연결되어 있다. 이 스프링판과 폐쇄부(24) 사이에는 제어스프링(31)이 지탱되어 있다. 상기 태핏(49)은 상기 압축룸(56) 안으로 유입된 제어압력을 받아 상기 태핏(49)을 향하여 밀어넣어진다. 이때 사용될 제어압력으로서는 전술한 바 있는 회전수에 따라 달라지는 압력이 적합하다.

제어압력이 증가함에 따라 발생될 수 있는 스풀밸브의 우측이동이 일어날 경우에 태핏(49)에 의해서 상기 링바인더(33)는 다음과 같은 제어 기능을 수행한다. 즉, 상기 동작실(20)에는 상기 조절피스톤(16)이 다음 동작을 함으로써 스프링(23)의 힘을 받아 이미 개방된 상태인 연결파이프(32)가 다시 폐쇄될 수 있을 때까지 압축매질이 공급된다. 역으로 상기 압축룸(56) 내의 압력이 저하하면 상기 동작실(20)은 상기 연결파이프가 다시 폐쇄될 때까지 해제상태에 있게 된다. 상기 압축룸(56)내의 압력은 이때 그 안에 전기적으로 제어된 밸브(44)가 있는 해제파이프(43)를 통하여 해제되거나 수정된다.

이러한 분사시작을 조절하기 위한 종래의 장치에 있어서는 롤러(12)에 의해서 펌프피스톤을 구동할 시에 반작용 힘이 캠링(8)으로 전달되어 이 힘이 다시 분사조절피스톤(16)으로 재전달됨으로 인해 동작실(20)내의 압력이 간헐적으로 증가한다는 문제점이 있다. 이러한 압력은 링바인더(33)에 인가되고, 이 링바인더에 의해서 상기 스풀밸브가 분사조절피스톤에 상대적인 선회운동을 할 시에 연료가 상기 룸(20)으로 유입될 수 있게 되어 거기서 압력증가를 초래하게 된다. 이러한 압력증가는 다시 스풀밸브의 위치로 반동작용을 하게 된다. 이러한 반동작용은 분사조절피스톤 내지는 분사시작을 조절하기 위한 전체 장치들의 불안정한 동작을 초래한다.

이러한 단점을 방지하기 위해서 상기 실린더보링(27)으로 가는 연결파이프(39)의 유입구(60)에는 길이방향으로 길게 뻗어있는, 바람직하게는 타원형 횡단면을 지니는, 상기 스풀밸브의 이동방향에 놓여있는 주연장부가 구비되어 있다. 이로써 상기 스풀밸브가 분사조절피스톤에 상대적 이동을 할 시에 상기 링바인더의 제어엣지를 통하여 그 횡단면상으로볼 때 동작실(20) 쪽으로는 아주 작은 부분만 닫히도록 제어한다. 이로써 동작실(20)에 흔들림이 발생하는 경우에 아주 적은량의 압축매질만을 공급하거나 여기로부터 배출하게 된다. 이로 인해서 모터충격과 같은 방해력이 발생했을 때 생기는 상기한 바와 같은 선회경향이 실제적으로 감소된다. 타원형 횡단면대신에 상기 압축매질공급라인의 유입횡단면 개구부의 횡단면을 다른, 상기한 작용을 지지할만한 횡단면으로서 구성하는 것도 가능하다. 이와 같은 횡단면으로서는 이른바 종합 포물선부하 또는 쌍곡선부하 또는 다른 횡단면상의 경계부분으로서 원추곡선을 들 수 있다.

전술한 분사조절피스톤 외부에 장착된 하우징고정 압축룸(56)과 연결하여 상기한 바와 같이 구성하면 특히 효과적이다. 상기 압축룸은 해제된 스프링룸에 의해서 상기 충격해제된 압축측으로부터 그리고 그 결과를 초래하는 분사조절피스톤의 운동으로부터 해제되기 때문에, 캠구동부로부터 전달된 충격으로 인해 흔들림이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 분사시작 조절부 역할을 하는 분사조절피스톤(16), 즉 상기 분사피스톤을 리셋힘에 반대하도록 조절하는 제어가능한 압축매질을 인가받는 동작실(20)을 실린더(17)내에서 제한하는 분사조절피스톤(16)과, 그리고 일측이 폐쇄된 분사조절피스톤(16)의 실린더보링(27) 내에서 분사조절피스톤(16)의 축방향으로 이동가능하게 설치된 스풀밸브(28), 즉 소정 제어압력에 의해 제어스프링(31)의 힘에 대향하여 조절가능하며 상기 실린더보링(27) 내에서 그 제어엣지가 실린더보링(27)에서 구동실(20)쪽으로 연결파이프(32)의 연결이 압축매질공급라인(39)에 의해서 상기 실린더보링(27) 안으로 통하거나 또는 상기 실린더보링으로부터 압축매질배출라인(35)과 연결되어 조절되도록 구성된 스풀밸브(28)를 포함하는 연료분사펌프에 있어서,

   상기 스풀밸브(28)의 제어엣지에 의해 제어된 상기 연결파이프(32)의 실린더보링(27) 내부로 통하는 유입구횡단면(60)은 상기 스풀밸브의 이동방향으로 연장된 길이방향으로 길게 뻗어있는 횡단면으로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사펌프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 횡단면은 타원형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사펌프.
3. 제 1항에 있어서, 상기 횡단면은 포물선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사펌프.
4. 제 1항에 있어서, 상기 횡단면은 쌍곡선으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사펌프.
5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스풀밸브(28)의 조절부 역할을 하는 구동기(49,55)는 제어압력을 인가받는 면을 구비하고 있으며, 상기 구동기(49,55)는 이 면이 하우징고정부(24)에 설치되어 동작실(20)에 의해 나뉘는 압축룸(56) 안으로 돌출하여 있으며 상기 압축룸(56)과 분사조절피스톤(16)의 동작실(20) 사이에는 상기 분사조절피스톤(16)의 전방측(21)에 의해 경계지워지는 해제공간(22)이 설치되어 있으며, 상기 동작실(20)은 상기 분사조절피스톤(16)에서 해제공간(22) 맞은편에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료분사펌프.