KR20010014946A - 전자 분사 시스템 - Google Patents

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KR20010014946A
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Abstract

저압 공급 펌프(9)에 의해 연료 탱크(8)로부터 저압 순환부(11, 15)를 통해 공급된 연료가 요구 분사압으로 가압되는 펌프 실린더(1)를 구비하며, 기계식 또는 유압식으로 작동되는 고압 분사 펌프 그리고 분사 개시 및 분사량 제어를 위한 제어 플런저(18)와 연결되어 전자석(35)에 의해 작동 가능한 앵커판(36)을 구비한 솔레노이드 밸브를 갖는, 중유와 같이 디젤 연료보다 높은 점도 및 작동 온도를 갖는 연료를 위한 특히, 펌프-노즐-유닛(PDE) 또는 펌프-라인-노즐(PLD) 시스템의 전자 분사 시스템에 관한 것이다.
고점도 연료에서도 확실히 작동되는 소형 분사 시스템을 제공하기 위해 솔레노이드 밸브의 제어 플런저(18)는 고압 분사 펌프의 펌프 실린더(1) 내로 일체로 되어 직접 제어 가능하다.

Description

전자 분사 시스템 {ELECTRONIC INJECTION SYSTEM}
본 발명은 저압 공급 펌프에 의해 연료 탱크로부터 저압 순환부를 통해 공급된 연료가 요구 분사압으로 가압되는 펌프 실린더를 구비하며, 기계식 또는 유압식으로 작동되는 고압 분사 펌프 그리고 분사 개시 및 분사량 제어를 위한 제어 플런저와 연결되어 전자석에 의해 작동 가능한 앵커판을 구비한 솔레노이드 밸브를 갖는, 중유와 같이 디젤 연료보다 높은 점도 및 작동 온도를 갖는 연료를 위한 특히, 펌프-노즐-유닛(PDE) 또는 펌프-라인-노즐(PLD) 시스템의 전자 분사 시스템에 관한 것이다.
종래의 분사 시스템에서, 제어 플런저는 유압 유체를 통해 간접적으로 작동된다. 분사되는 연료가 유압 유체로써 사용된다. 사용되는 연료의 점도에 따라 솔레노이드 밸브의 전자석에 높은 작동 온도가 발생된다. 이는 공동화 현상(cavitation)에 따른 오류나 훼손을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 고점도를 갖는 연료에서도 확실하게 작동하는 소형 분사 시스템을 제공하는 것이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 분사 시스템은 간단하게 구성되고 저렴하게 제작되야 한다.
저압 공급 펌프에 의해 연료 탱크로부터 저압 순환부를 통해 공급된 연료가 요구 분사압으로 가압되는 펌프 실린더를 구비하며, 기계식 또는 유압식으로 작동되는 고압 분사 펌프 그리고 분사 개시 및 분사량 제어를 위한 제어 플런저와 연결되어 전자석에 의해 작동 가능한 앵커판을 구비한 솔레노이드 밸브를 갖는, 중유와 같이 디젤 연료보다 높은 점도 및 작동 온도를 갖는 연료를 위한 특히, 펌프-노즐-유닛(PDE) 또는 펌프-라인-노즐(PLD) 시스템의 전자 분사 시스템에서 솔레노이드 밸브의 제어 플런저가 고압 분사 펌프의 펌프 실린더 내로 일체되어 직접 제어 가능하기 때문에 본 발명의 과제는 해결된다. 이를 통해 분사 과정의 직접 제어는 추가적인 허용 오차를 갖는 부가적 지원없이 가능하다.
본 발명의 특별한 실시 태양은 앵커판 및 솔레노이드 밸브의 전자석이 보호 슬리브를 통해 연료로부터 보호되는 것을 특징으로 한다. 이로써 작동 중에 가열된 연료를 통한 앵커판 및 전자석의 가열이 방지된다. 전자석이 가열된 연료와는 접촉되지 않고 공기와만 접촉되면 앵커판과 전자석 사이의 작은 간격이 달성될 수 있다. 이는 큰 자력과 짧은 전환 시간을 달성시킨다.
본 발명의 다른 실시 태양은 앵커판 및 전자석 주위의 보호된 챔버가 작동 중에 구멍을 통해 공기 또는 냉매와 서로 유동되는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 예를 들어 140도에 달하는 연료의 높은 온도가 전자석에 손실을 주는 것이 방지된다.
본 발명의 또 다른 실시 태양은 펌프 실린더 내에서 제어 플런저에 대해 동심으로 구성된 저압 챔버와 고압 분사 펌프의 펌프 챔버가 연결되는 개방된 밸브 위치와 폐쇄된 밸브 위치 사이에서 정지판에 의해 밀폐되고, 펌프 실린더 내로 수축 끼워 맞춤된 내구성 재료로 구성된 안내 슬리브 내에서 제어 플런저가 밸브 스프링의 예비 인장력에 대해 왕복 이동 가능한 것을 특징으로 한다. 안내 슬리브는 특히 마모적인 부품으로 쉽게 교체될 수 있는 장점을 가진다. 즉, 마모의 발생시에 전체 펌프 실린더가 교체되지 않아도 된다. 저압 챔버는 방출을 위해 사용되고, 항상 새로운 연료를 흡입하는 장점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 태양은 제어 플런저는 내부가 중공으로 구성되고, 제어 플런저의 내부 챔버는 펌프 실린더 내의 밸브 챔버 영역 내에서 제어 플런저에 대해 동심으로 구성된 무압 환형 챔버와 연결되어 구멍을 통해 연료 탱크와 연결되는 것을 특징으로 한다. 작동 중에 발생되는 연료 누출은 링 챔버 내에서 수집되고 그로부터 연료 탱크 내로 복귀된다.
본 발명의 또 다른 실시 태양은 보호 슬리브 내에 밀봉 요소가 일체되고 보호 슬리브에 제어 플런저까지 연장되는 벨로즈(bellows)가 배치되는 것을 특징으로 한다. 벨로즈는 앵커판 및 전자석의 보호에 추가적으로 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시 태양은 전자석이 특수 재료로된 중간판에 의해 펌프 실린더 및 연료로부터 분리되는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 전자석의 확실한 기능이 보장된다.
이하, 본 발명의 다른 장점, 특징 및 단독성이 본 발명의 실시예의 도면을 참조로 개별적으로 상세히 설명된다. 청구항 및 명세서에서 설명된 특징은 본 발명을 기본으로 각각 개별적으로 또는 임의로 조합될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 분사 시스템의 부분 단면도.
도2는 도1의 확대 단면도.
도1은 고압 분사 펌프의 펌프 실린더(1)를 도시한다. 도1에서 펌프 실린더(1)의 하단부에 펌프 챔버(2)의 부분이 도시된다. 펌프 챔버(2)는 구멍(3, 4) 및 고압 라인(5)을 통해 분사 노즐(6)과 연결된다.
분사되는 연료는 저압 공급 펌프(9)에 의해 연료 탱크(8)로부터 저압 펌핑 챔버(10)로 공급된다. 분사되는 연료는 공급부(11)를 통해 저압 펌핑 챔버(10)로부터 펌프 실린더(1) 내의 직경이 확대된 관통 구멍(13)을 갖는 부분(14) 내에 구성된 저압 챔버(12)에 도달된다.
안내 슬리브(16)가 관통 구멍(13) 내로 수축 끼워 맞춤된다. 안내 슬리브(16)는 내마모성의 특수 재료로 구성된다. 도1에서 우측 관통 구멍(13)은 정지판(17)을 통해 폐쇄된다. 고압 분사 펌프의 펌프 실린더(1) 내로 일체되며 밸브에 포함되는 제어 플런저(18)가 정지판(17)에 밀착된다. 밸브 개방 위치에서 제어 플런저(18)는 밸브 스프링(19)을 통해 정지판(17)에 대해 가압한다.
개방된 밸브 위치에서 고압 펌핑 챔버(2)는 구멍(3)을 통해 밸브 시트(20)를 지나고, 스로틀 작용을 하는 관통로(21)를 통해 저압 챔버(12)와 연결된다. 저압 챔버(12)는 방출부(15)를 통해 저압 펌핑 챔버(10)와 연결된다.
제어 플런저(18)는 내부가 중공으로 구성된다. 제어 플런저(18)의 내부 챔버(19)는 두 개의 관통부(22)를 통해, 관통 구멍(13)의 확대된 직경을 갖는 부분(24) 내에서 제어 플런저(18)의 단부에 동심으로 구성된 링 챔버(23)와 연결된다. 중공 실린더로써 구성된 제어 플런저(18)는 서로 다른 직경을 구비한 네 개의 부분(25, 26, 27, 28)을 가진다. 부분(28)은 부분(26)보다 약간 더 큰 직경을 가진다. 부분(27)의 직경은 부분(26, 28)의 직경보다 작으나, 부분(25)의 직경보다는 크다. 부분(27)과 제어 플런저(18)의 부분(28) 사이에는 밸브 시트(20)가 형성된다.
부분(25) 내의 밸브 스프링(29)과 제어 플런저(18) 사이에 벨로즈(30)가 배치된다. 제어 플런저(18)의 자유 단부에 인접한 벨로즈(30)의 단부는 보호 슬리브(31)에 고정된다. 보호 슬리브(31)에는 밸브 스프링(29)이 또한 지지된다. 보호 슬리브(31)와 펌프 실린더(1) 사이에 밀폐 요소(32)가 배치된다. 보호 슬리브(31)는 내열성 재료로된 중간판(33)에 고정된다.
중간판(33)은 펌프 실린더(1)와 전자석(35) 사이에 배치된다. 전자석(35)은 나사(37)를 통해 제어 플런저(18)에 고정된 앵커판(36)과 협동한다. 전자석(35)의 작동에 의해 도1에 도시된 제어 플런저(18)는 좌측으로 밀리고 밸브 시트(20)는 폐쇄된다. 전자석(35)의 제어는 제어 유닛(38)에 의해 달성된다.
중간판(33) 내에 구멍(39, 40)이 배치되고, 이를 통해 보호 슬리브(31)에 의해 보호되는 챔버(41) 내로 냉매가 유입 및 방출될 수 있다.
본 발명에 따른 분사 시스템은 이하와 같이 작동된다.
개방 상태에서 밸브 스프링(29)은 밸브 시트(20)를 개방 유지하고 제어 플런저(18)를 정지판(17)에 형성된 양정 정지부(42)에 대해 가압한다. 개방된 밸브 위치에서 저압 펌핑 챔버(10) 및 고압 펌핑 챔버(2)는 서로 연결된다. 이로써, 고압 펌프 챔버(2)의 충전은 보장되고 분사 노즐(6)로의 공급은 차단된다.
제어 유닛(38)에 의해 제어되는 전자석의 통전(35)에 의해 제어 플런저(18)는 밸브 시트(20)까지 상승된다. 밸브 시트(26)의 직경은 제어 플런저(18)의 부분(26)의 직경에 일치한다. 제어 플런저(18)는 폐쇄된 밸브 위치 내에 위치되고, 분사 노즐의 연료 공급은 개시된다.
제어 유닛(38)의 제어 신호의 지속은 분사 연료량을 한정한다. 제어 신호의 종료로 제어 플런저(18)는 밸브 스프링(29)의 인장 및 제어 플런저(18)의 부분(26, 28) 사이의 직경차로 인해 양정 정지부(42)까지 이동된다. 이때 고압 라인(5)이 저압 펌프 챔버(10)로 연결됨으로 압력 해제된다. 이는 분사의 종료에 영향을 미친다.
제어 플런저(18)는 안내 슬리브(16) 내에서 안내된다. 안내 슬리브(16)는 펌프 실린더(1) 내로 수축 끼워 맞춤되고 정지판(17)에 의해 저압 펌프 챔버로 밀착된다. 제어 플런저(18)의 양정 정지부(42)로의 양정은 제어 플런저(18) 부분(28)의 직경과 제어 플런저(18)의 단부에 형성된 견부(44)의 직경 차로 인해 유압적으로 완충된다.
연료 누출은 무압 환형 챔버(23) 내에서 수집되고, 구멍(45) 및 수집 라인(46)을 통해 연료 탱크로 안내된다.
앵커판 및 전자석 챔버(41)는 보호 슬리브(31)를 통해 무압 환형 챔버(23)에 밀착된다. 도2에서 확실히 도시된 바와 같이, 벨로즈(30)는 보호 슬리브(31)에 고정된다. 벨로즈(30)는 밀폐링(49)을 통해 제어 플런저(18)에 밀착된다.
본 발명에 따르면 솔레노이드 밸브의 전자석 및 앵커판이 보호 슬리브를 통해 가열된 연료로부터 보호되어 고점도를 갖는 연료에서도 확실하게 작동되며 저렴하고 간단히 제작될 수 있는 소형 분사 시스템이 제공된다.

Claims (7)

  1. 저압 공급 펌프(9)에 의해 연료 탱크(8)로부터 저압 순환부(11, 15)를 통해 공급된 연료가 요구 분사압으로 가압되는 펌프 실린더(1)를 구비하며, 기계식 또는 유압식으로 작동되는 고압 분사 펌프 그리고 분사 개시 및 분사량 제어를 위한 제어 플런저(18)와 연결되어 전자석(35)에 의해 작동 가능한 앵커판(36)을 구비한 솔레노이드 밸브를 갖는, 중유와 같이 디젤 연료보다 높은 점도 및 작동 온도를 갖는 연료를 위한 특히, 펌프-노즐-유닛(PDE) 또는 펌프-라인-노즐(PLD) 시스템의 전자 분사 시스템에 있어서,
    솔레노이드 밸브의 제어 플런저(18)가 고압 분사 펌프의 펌프 실린더(1) 내로 일체로 되어 직접 제어 가능한 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 앵커판(36) 및 솔레노이드 밸브의 전자석(35)이 보호 슬리브(31)를 통해 연료로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 앵커판(36) 및 전자석(35) 주위의 보호 챔버(41)는 작동 중에 구멍(39, 40)을 통해 공기 또는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
  4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프 실린더 내에서 제어 플런저(18)에 대해 동심으로 구성된 저압 챔버(12)와 고압 분사 펌프의 펌프 챔버(2)가 연결되는 개방된 밸브 위치와 폐쇄된 밸브 위치 사이에서, 정지판(17)에 의해 밀폐되고, 펌프 실린더(1) 내로 수축 끼워 맞춤된 내구성 재료로 구성된 안내 슬리브(16) 내에서 제어 플런저(18)가 밸브 스프링(29)의 예비 인장력에 대해 왕복 이동 가능한 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 플런저(18)는 내부가 중공으로 구성되고, 제어 플런저(18)의 내부 챔버(19)는 펌프 실린더(1) 내의 밸브 스프링(29) 영역 내에서 제어 플런저(18)에 대해 동심으로 구성된 무압 환형 챔버(23)와 연결되어 구멍(45)을 통해 연료 탱크(8)와 연결되는 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐 요소(32)가 보호 슬리브(31) 내에 일체되고, 보호 슬리브(31)에는 제어 플런저(18)까지 연장되는 벨로즈(30)가 배치되는 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
  7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 전자석(35)이 특수 재료로된 중간판(33)을 통해 펌프 실린더(1) 및 연료로부터 열적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 분사 시스템.
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