KR20010058565A - 고압서플라이 펌프 - Google Patents

Abstract

본발명은 디젤엔진 연료 인젝션 시스템인 커먼레일시스템의 고압 서플라이 펌프 및 가솔린 직접 인젝션 시스템의 서플라이 펌프에 적용할 수 있는 고압 서플라이 펌프에 관한 것으로,

캠샤프트에 구동되는 베인 타입 프리피드펌프와, 입구측 유로쪽으로 들어가는 유량을 제어하기 위한 솔레노이드와, 니들밸브, 트로틀링스풀, 오리피스, 스풀 바디내의 레귤레이팅 밸브로 구성되는 입구측 미터링 밸브와, 편심 캠 프로파일을 갖는 캠샤프트, 120°로 배열되어 있는 플런저와 바렐, 각 플런저실에 장착되어 있는 입구측 체크 밸브와 연결된 저압유로, 출구측 체크 밸브와 연결된 고압유로가 커먼레일과 연결되는 한 개의 고압유로 i로 모이도록 구성된 것이다.

Description

고압서플라이 펌프{High pressure supply pump}

본 발명은 디젤엔진 연료 인젝션 시스템인 커먼레인시스템의 고압 서플라이 펌프 및 가솔린 직접 인젝션 시스템의 서플라이 펌프에 적용할 수 있는 고압 서플라이 펌프에 관한 것이다.

프리피드펌프가 장착되지 않고 연료 탱크안에 장착된 일렉트릭 피드 펌프에 의하여 연료를 고압 서플라이 펌프에 공급하였다.

종래의 서플라이 펌프의 유량 및 압력제어는 플런져에 의해 가압된 고압의 연료가 출구측 체크밸브를 통과하게 되고, 솔레노이드에 의해 제어되는 압력 콘트롤 밸브에 의하여 통과한 고압의 연료를 직접 제어하도록 구성되어 있다.

그러나 전기한 종래의 기술의 고압 서플라이 펌프는 프리-피드 펌프가 장착되어 있지 않고 압력 및 유량제어에 있어서 고압의 연료를 직접 제어하기 때문에 솔레노이드의 소모전력이 크고 고압의 연료가 압력 콘트롤 밸브에 의해 스필되기 때문에 유온의 상승이 커지게 되는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 제거코저 발명한 것으로서, 솔레노이드의 소모전력을 낮추기 위해 입구측의 저압의 연료 즉 플런저(11)실로 흡입되는 연료량을 제어하여 필요 유량만큼의 연료를 가압 토출시키는 입구측 미터링 밸브를 적용하고, 콘트롤 챔버압을 조절하여 스풀의 위치에 따라 연료의 통과 포트 "d" 면적을 제어하도록 하여 저항력을 줄여 소모전력과 유온의 상승을 저감되게 한 고압 서플라이 펌프를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1 은 본 발명의 정면 설명도

도 2 는 본 발명 도 1 의 A-A선 단면도

도 3 은 본 발명 도 1 의 B-B선 단면도

도 4 는 본 발명의 배면 설명도

도 5 는 입구측 미터링 밸브체의 상세도

도 6 은 본 발명 도 5 의 C-C선 단면도

도 7 은 플런저부 상세도

도 8 은 입구측 미터링 밸브 작동도

도 9 는 종래의 펌프 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하우징 2 : 플렌지

3 : 캠샤프트 4 : 피드펌프

5 : 커버 6 : 아이

7 : 입구측 미터링 밸브체 8 : 오버 플로우 밸브

9 : 핀 10 : 바렐

11 : 플런저 12 : 스프링

13 : 스프링시트 14 : 슈

15 : 플러그 16 : 입구측 체크밸브

17 : 입구측 체크밸브의 스프링 18 : 입구측 체크밸브용 시트

19 : 볼 20 : 플러그 볼트

21 : 솔레노이드 22 : 스프링

23 : 아마추어 24 : 니들밸브 바디

25 : 니들밸브 26 : 오리피스

27 : 스풀바디 28 : 스풀

29 : 스톱퍼 30 : 스풀스프링

31 : 볼 32 : 스프링

33 : 핀 34 : 부시

35 : 스페이서

전기한 목적을 이루기 위한 기술수단으로는, 솔레노이드 소모전력을 낮추기 위해 입구쪽의 저압의 연료 즉 플런저실로 흡입되는 연료량을 제어하여 필요유량만큼의 연료를 가압 토출시키는 입구측 미터링 밸브를 적용하였고, 콘트롤 챔버압을 조절하여 스풀의 위치에 따라 연료의 통과 포트 "d" 면적을 제어하도록 장치되어 있다.

또한 베인 타입의 피드펌프를 적용하여 연료탱크로부터 자홉능력을 갖추도록 하였다.

캠면과 삼각형의 스페이서 사이에 부시를 적용하여 캠면의 원활한 슬라이딩을 하도록 하여 내마모성을 증대하였다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2 는 캠샤프트(3)와 프리피드펌프(4)의 조립상태와 볼타입의 출구측 체크밸브, 캠샤프트(19), 입구측 미터링 밸브체(7)의 배열을 나타낸다.

캠샤프트(3) 끝단에 키이로 연결된 베인이 조립된 로터가 구동되면서 출구측 아이(6)와 연결된 입축측 유로 a에 유입되는 연료를 가압하여 피드펌프 토출유로 b를 통하여 입구측 미터링 밸브쪽으로 가압하게 된다.

이때 회전 원심력과 함께 베인을 외측으로 밀기 위해 가압된 연료압을 이용하도록 피드펌프커버에 유로를 설치하였다.

캠샤프트(3)의 지지는 하우징(1)에 압입된 부시와 플렌지(2)에 압입된 부시에 의해서 이루어지고, 플렌지(2)는 볼트에 의해서 하우징(1)에 취부된다.

피드펌프(4)에서 가압된 연료는 입구측 미터링 밸브(7)에 의해 제어되고, 그 제어된 연료는 플렌지(2)의 저압유로 f로 연결되고, 이 유로 f는 플렌지내에 설치된 각 플런저(11)실로의 연결유로 g로 보내지게 된다.

그리고 플런저(11)에 의해 가압된 고압의 연료는 각 플런저실의 출구측 체크 밸브(19)를 통해 토출되어 하우징(1)에 설치된 출구측 체크 밸브(19)를 연결하는 고압 유로 i를 통하여 커먼레일로 보내진다.

도 3 및 도 4 는 바렐(10)과 플런저(11)의 120°배열상태, 편심을 가진 편심 캠과 캠면 외쪽에 부시(34), 그리고 부시(34) 외면에 삼각형의 슈 안착면을 가진 스페이서(35)의 구성을 나타낸다.

플런저(11)의 홈에 스프링시트(13)가 옆으로 끼워지고 플런저(11) 하부 끝단에 슈(14)가 안착되어진다.

바렐(10)과 하우징(1)의 결합은 입구측 체크밸브(16)가 바렐(10) 윗 부분에 조립하고, 하우징(1)과 바렐(10) 사이에 기준 핀(9)으로 고정된 후 플러그(15)로 체결되어 진다.

또한 각 플런저실에 입구측, 출구측 체크밸브를 구성하고 있다.

입구측 미터링 밸브(7)에서 스필된 연료와 레귤레이팅 밸브(31)와 오리피스 X에서 유로 K로 스필된 연료는 유로 L과 연결되어 하우징(1) 실압을 일정하게 유지하도록 되어 있다.

도 5 및 도 6 은 입구측 미터링 밸브체(7)의 단면도이다.

입구측 미터링 밸브(7)는 솔레노이드(21)와 솔레노이드(21)에 의해 작동되는니들밸브(25)와 결합된 아마추어(23), 니들밸브 스프링(22), 니들밸브 바디(24), 콘트롤 챔버와 연결된 오리피스(26), 콘트롤 챔버압에 따라 트로틀링하는 스풀(28), 스풀바디(27), 스풀스프링(30)로 구성되고, 스풀바디(27)내에 레귤레이팅 밸브(31)와 오리피스 X 를 설치하여 피드펌프(4)의 토출 압력제어와 압력 맥동을 저감하도록 하였다.

스풀스프링(30)과 콘트롤챔버의 압력평형에 의하여 스풀(28)의 위치가 정해짐으로 인해 스풀(28)이 제어 포트 d를 열고 닫음으로써 입구측으로의 유량을 제어할 수 있다.

즉 콘트롤 챔버의 압력 조절은 오리피스 X, Y, Z의 조합과 듀티비(on/off) 그리고 프리퀀시에 의해서 제어된다.

도 7 은 플런저(11)부의 상세도이다.

플런저(11)의 가공성 향상을 위하여 스프링시트(13)를 분리시키고, 캠의 면압 감소를 위하여 슈(14)를 플런저(11) 끝단부에 취부하도록 구성하였다.

도 8 은 입구측 미터링 밸브의 작동상태를 나타내고 있다.

듀티비(On/Off) 0%인 솔레노이드 "Off" 상태에 제어 포트 "d"의 면적을 최대로 유지시켜 펌프 토출유량이 최대로 되고, 듀티비 100%인 솔레노이드 "On" 상태에는 제어 포트 "d"가 스풀(28)에 의해 막힘으로써 플런저실 흡입 유량이 없기 때문에 펌프의 토출이 없게 된다.

솔레노이드의 자기력과 듀티비에 따라 스풀을 이동시켜 제어 포트 "d"의 면적을 조절하여 플런저실 흡입유량을 제어하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 고압 서플라이 펌프는 프리피드펌프와 입구측에 미터링 밸브를 적용하고, 콘트롤 챔버압의 조절로서 스풀위치에 따라 연료포트의 통과면적이 제어되게 하므로서 플런저실로 흡입되는 연료량을 제어하여 필요량 만큼만 가압 토출되어 그 제어를 위한 솔레노이드의 소모전력이 저감되는 효과와 연료의 유온 상승이 저감되는 효과가 있다

또, 캠면과 삼각형 스페이서의 사이에 부시를 작용하여 캠면의 원활한 슬라이딩으로 내마모성이 증대되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 캠샤프트(3)에 구동되는 베인 타입 프리피드펌프(4)와, 입구측 유로쪽으로 들어가는 유량을 제어하기 위한 솔레노이드(21)와, 니들밸브(25), 트로틀링스풀(28), 오리피스(26), 스풀 바디(27)내의 레귤레이팅 밸브(31)로 구성되는 입구측 미터링 밸브(7)와, 편심 캠 프로파일을 갖는 캠샤프트(3), 120°로 배열되어 있는 플런저(11)와 바렐(10), 각 플런저실에 장착되어 있는 입구측 체크 밸브(16)와 연결된 저압유로, 출구측 체크 밸브(19)와 연결된 고압유로가 커먼레일과 연결되는 한 개의 고압유로 i로 모이도록 구성됨을 특징으로 하는 고압 서플라이 펌프.
2. 제1항에 있어서, 미터링 밸브체(7)를 솔레노이드(21)의 "ON"시에 니들밸브(25)가 오리피스(z)를 열어 콘트롤 챔버압이 감소되어, 스풀(28)이 제어포트 d를 막는 방향으로 이동되게 하고, "off"시에 반대 오리피스 z가 막히면서 제어포트 d를 여는 쪽으로 이동되게 구성하되, 스풀(28)의 위치는 오리피스 x, y의 조합과 듀티비와 프리퀸시에 의해 결정되게 함을 특징으로 하는 고압 서플라이 펌프.
3. 제1항에 있어서, 플런저(11)와 스프링시트(13)를 분리 형성하고, 플런저(11)의 끝단에 면압감소를 위한 슈(14)를 구성함을 특징으로 하는 고압 서플라이 펌프.