KR20020079997A - 연료 펌프 및 이것을 이용한 연료 공급 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 플런저와, 각각의 플런저에 대응하게 설치된 복수의 구동 캠(31, 32)을 구비한 캠 샤프트를 포함하며, 캠 샤프트를 외부로부터의 동력으로 회전시켜 복수의 플런저를 대응하는 구동 캠에 의해 왕복 이동시키고, 각각의 플런저의 앞으로 이동하는 공정에서 연료를 가압ㆍ압송하도록 한 연료 펌프, 및 이를 이용한 연료 공급 장치에 있어서, 구동 캠(31, 32)의 전부 또는 일부를 위상을 변위하여 설치하고, 각각의 구동 캠의 캠 로브(31a, 32a)를 단위 캠 회전각에 대한 플런저의 변위량을 뒤로 이동하는 공정보다도 앞으로 이동하는 공정에서 작게 되는 비대칭 형상으로 한다. 코먼 레일 내 압력의 변동을 줄이고, 시스템 전체의 내압(耐壓)을 줄이며, 구동 토크를 줄여 구동계의 하중 및 소음을 줄인 연료 펌프 및 이를 이용한 연료 공급 장치를 제공할 수 있다.

Description

연료 펌프 및 이것을 이용한 연료 공급 장치{FUEL PUMP AND FUEL FEEDING DEVICE USING THE FUEL PUMP}

연료 펌프, 이 연료 펌프로부터 압송(壓送)된 고압 연료를 축적하는 코먼 레일(common rail), 및 내연 기관의 실린더마다 설치되어 코먼 레일에 축적된 고압 연료를 공급할 수 있게 하는 연료 분사 밸브를 구비하여 구성되며, 소위 코먼 레일 시스템이라는 연료 공급 장치에 있어서, 보통 연료 펌프는 2개의 플런저를 가지며, 캠 샤프트에 설치된 각 구동 캠에 의해 이들 플런저를 왕복 이동시켜, 코먼 레일에 가압(加壓) 연료를 공급하도록 하고 있다. 2개의 플런저를 이용해서 예를 들면 6기통 엔진에 연료를 공급하는 일반적인 코먼 레일 시스템에서는, 제2,797,745호의 특허 공보 등에 나타내고 있는 바와 같이, 각 플런저를 구동시키는 각 구동 캠에 캠 로브(cam lobe)를 3개씩 같은 간격으로 설치함과 함께 각 구동 캠의 위상을 서로 60도 변위하여, 캠 샤프트가 1회전할 때마다 각 플런저를 3회씩 교대로 왕복 이동시켜서 분사를 6회 실행하도록 하고 있다.

그리고 전술한 연료 펌프는, 동 공보의 기술이나 캠 리프트 특성(cam lift characteristics), 캠 형상으로부터도 알 수 있는 같이, 도 7(A)에 나타낸 바와 같은 형상인 것이 일반적이다. 즉, 각 구동 캠(α,β)에 형성된 캠 로브는, 플런저의 앞으로 이동하는 공정(forward moving process)과 뒤로 이동하는 공정(backward moving process)을 담당하는 부분을 대칭적인 형상으로 형성하고, 전체적으로는 삼각형 모양으로 되어 있다.

그 결과, 도 7(B)에 나타낸 바와 같이, 각 구동 캠(α,β)에 의해 구동되는 각 플런저의 리프트 특성도 플런저가 하사점(下死點)에서 상사점(上死點)으로 이르는 앞으로 이동하는 공정과 상사점에서 하사점으로 이르는 뒤로 이동하는 공정에서 대칭인 특성으로 되어 있어, 한 쪽 플런저의 리프트 특성과 다른 쪽 플런저의 리프트 특성은 서로 위상이 60도 변위한 정현파를 이루는 특성으로 되어 있다. 이렇게, 종래의 구성에 있어서는, 한 쪽의 플런저가 하사점으로부터 상사점까지 리프트해서 분사가 완료된 시점에 다른 쪽의 플런저가 하사점으로부터 상승하기 시작하는 특성 때문에, 기하 분사 비율(Geometric injection rate; GIR)은 도 7(C)에 나타낸 바와 같이, 캠 회전각의 매 60도마다 0부터 최대값까지 연속적으로 변동하는 특성으로 되어 있다. 여기에서, 캠 속도나 구동 토크는 이 기하 분사 비율의 특성에 거의 비례하는 관계에 있기 때문에, 플런저의 리프트 속도(즉, 캠 속도) 및 구동 토크에 있어서도 마찬가지의 특성을 가지면서 변동하게 된다.

종래 코먼 레일 시스템에 이용되는 분사 펌프에서는 전술한 바와 같은 대칭 캠을 구비한 연료 펌프가 보통 이용되고 있지만, 이러한 연료 펌프를 이용한 연료공급 장치에는 다음과 같은 많은 문제들이 있다.

즉, 도 7(A)에 나타나는 구동 캠을 이용했을 경우, 기하 분사 비율(GIR)이 0부터 최대값까지 60도마다 끊임없이 변동하게 되기 때문에, 코먼 레일 내 압력의 변동도 커진다.

또한, 구동 캠을 60도 회전시키는 동안에 플런저를 최대 리프트 위치까지 상승시키지 않으면 안 되며, 캠 속도의 변동도 커지지 않을 수 없으므로, 필연적으로 구동 토크도 커진다.

또한, 작은 캠 회전각(상기 예에서는 60도)으로 플런저를 최대 리프트 위치까지 상승시키지 않으면 안 되기 때문에, 캠 노즈(nose)의 형태도 저절로 곡률 반경이 작게 되고, 플런저를 상승시킬 때 캠 면에 큰 힘이 작용하므로 표면 압력이 문제가 된다.

이렇게, 종래 연료 펌프에서는 전술한 바와 같은 결점이 있기 때문에, 코먼 레일 시스템에서 이용될 경우 엔진에 대한 적용 범위와 시스템 전체의 내구성을 제한하게 된다.

즉, 제품의 수명을 고려해서 압력 변동의 상한에 대해서 충분히 허용할 수 있는 여유를 갖게 한 내압(耐壓) 설계가 일반적으로 행해지고 있지만, 연료 펌프로 토출하는 연료의 압력 변동이 큰 경우, 연료 분사 밸브나 코먼 레일, 연료 펌프와 코먼 레일을 연결하는 배관, 코먼 레일과 연료 분사 밸브를 연결하는 배관 등, 시스템 전체의 내압(耐壓)값을 필요 이상으로 향상시키지 않으면 안 되게 된다. 이 때문에, 압력 변동이 큰 경우 구성 부품이 두꺼워짐으로 의한 중량의 증가, 내압설계에 따른 구조의 복잡화를 초래하는 문제가 발생한다.

또한, 10기통 이상인 엔진의 경우, 일반적으로 엔진 연소실에서 동일한 간격으로 폭발이 발생하지 않기 때문에, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에 전술한 6기통에 대응하는 구동 캠을 갖는 연료 펌프가 대용되면, 엔진으로의 연료 분사 타이밍 및 연료 펌프로부터 코먼 레일까지의 연료 공급 타이밍이 동기(同期)화되지 않게 된다. 이 때문에, 연료 펌프의 분사 비율이 도 7(C)에 나타낸 것처럼 크게 변동하는 구성에서는, 분사 비율이 작을 때 연료가 분사될 경우의 분사 특성 및 분사 비율이 클 때 연료가 분사될 경우의 분사 특성은 일치하지 않는다. 이 때문에, 종래의 분사 펌프 및 이를 이용한 연료 공급 장치는 불규칙 간격으로 폭발이 일어나는 엔진과 함께 적용될 수 없는 것이었다.

이 경우, 엔진의 실린더 수가 많아짐에 따라, 캠 로브의 개수도 실린더의 개수에 맞춰 많게 하거나, 이것이 불가능할 경우에는, 플런저와 구동 캠의 수를 늘리는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 구동 캠의 캠 로브의 개수를 많게 할 경우, 1개의 캠 로브를 형성하기 위해서 충분한 각도 범위를 확보할 수 없어, 필요한 리프트 량을 얻기 위해서는 구동 캠의 직경을 크게 하거나, 캠 면에 이와 같은 압력을 고려해서 구동 캠의 두께를 두껍게 하지 않으면 안 되게 된다. 따라서, 구동 캠의 직경을 크게 하는 구성을 채용하면, 캠 샤프트의 직경 방향 치수가 커지고, 또는 구동 캠의 두께를 두껍게 하는 구성을 채용하면, 캠 샤프트의 축 방향 치수가 커지는 문제가 발생한다. 또한, 플런저와 구동 캠의 개수를 많게 하는 구성을 채용했을 경우에도, 캠 샤프트의 축 방향 치수가 커지는 문제가 발생한다.

또한, 전술한 종래 구동 캠을 이용했을 경우, 구동 토크가 0과 최대값 사이에서 끊임없이 변하므로 구동계의 하중이나 소음이 커진다. 또한, 구동 토크의 변동에 대하여 여유를 갖도록 한 구조 설계를 할 수밖에 없기 때문에, 구동계의 구조를 이러한 구동 토크의 변동이 허용되도록 두껍고 무겁게 하지 않으면 안 된다.

따라서, 본 발명은 전술한 많은 문제들을 해소할 수 있는 구동 캠을 구비한 연료 펌프 및 이를 이용한 연료 공급 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

이 발명은 복수의 플런저와 각 플런저에 대응하여 설치된 복수의 구동 캠을 구비하는 캠 샤프트를 포함하며, 캠 샤프트를 회전시켜서 플런저를 왕복 이동시키는 형식의 연료 펌프 및 이것을 이용한 연료 공급 장치에 관한 것이다.

도 1은 축압식(蓄壓式) 연료 공급 장치의 전체 구성을 나타낸 도면이고,

도 2는 도 1에 도시한 축압식 연료 공급 장치에 이용되는 연료 펌프를 일부분을 절단하여 나타낸 단면도이며,

도 3은 도 2에 나타낸 연료 펌프의 캠 샤프트의 부분을 확대한 도면이며,

도 4는 도 2 또는 도 3의 A-A선을 따라 도시한 단면도이며,

도 5는 본 발명에 의한 연료 펌프에 이용되는 구동 캠의 예와 그 구동 캠을 이용했을 경우의 특성들의 그래프들이며, 각각 도 5(A)는 구동 캠의 형상을 축 방향에서 본 상태를 나타낸 도면, 도 5(B)는 캠 회전각에 대한 플런저의 리프트 변화를 나타낸 특성 그래프, 및 도 5(C)는 캠 회전각에 대한 기하 분사 비율을 나타낸 특성 그래프이며,

도 6은 본 발명에 의한 연료 펌프에 이용될 수 있는 구동 캠의 다른 예와 이 구동 캠들을 이용했을 경우의 특성들의 그래프들이며, 각각 도 6(A)는 구동 캠의 형상을 축 방향에서 본 상태를 나타낸 도면, 도 6(B)는 캠 회전각에 대한 플런저의 리프트 변화를 나타낸 특성 그래프, 및 도 6(C)는 캠 회전각에 대한 기하 분사 비율을 나타낸 특성 그래프이며,

도 7은 종래 연료 펌프에 이용되는 구동 캠과 그 구동 캠을 이용했을 경우의 특성들의 그래프들이며, 각각 도 7(A)는 구동 캠의 형상을 축 방향에서 본 상태를나타낸 도면, 도 7(B)는 캠 회전각에 대한 플런저의 리프트 변화를 나타낸 특성 그래프, 및 도 7(C)는 캠 회전각에 대한 기하 분사 비율을 나타낸 특성 그래프이다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명에 의한 연료 펌프는 복수의 플런저와 상기 복수의 플런저에 각각 대응해서 설치된 복수의 구동 캠을 구비한 캠 샤프트를 가지며, 상기 캠 샤프트를 외부로부터 가해지는 동력에 의해 회전시켜 상기 복수의 플런저를 대응하는 상기 구동 캠에 의해 왕복 이동시키며, 각각의 상기 플런저의 앞으로 이동하는 공정에서 연료를 가압ㆍ압송하도록 한 연료 펌프에 있어서, 상기 복수의 구동 캠의 전부 또는 일부는 위상을 변위하여 설치되어 있고, 상기 구동 캠은 각각 단위 캠 회전각에 대한 상기 플런저의 변위량이 플런저가 뒤로 이동하는 공정보다 상기 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 비대칭형 캠 로브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명에 의한 연료 공급 장치는 연료 펌프, 이 연료 펌프로 압송된 고압 연료를 축적하는 코먼 레일, 및 내연 기관의 실린더마다 설치되어 상기 코먼 레일에 축적된 고압 연료를 공급할 수 있게 하는 연료 분사 밸브를 포함하며, 상기 연료 펌프가 복수의 플런저와 상기 복수의 플런저에 각각 대응해서 설치된 복수의구동 캠을 구비한 캠 샤프트를 가지고, 상기 캠 샤프트를 외부로부터 가해지는 동력에 의해 회전시켜서 상기 복수의 플런저를 대응하는 상기 구동 캠에 의해 왕복 이동시키고, 상기 플런저의 앞으로 이동하는 공정에서 연료를 가압ㆍ압송하는 형식인 연료 공급 장치에 있어서, 상기 연료 펌프의 복수의 구동 캠의 전부 또는 일부는 위상을 변위하여 설치되어 있고, 각각의 상기 구동 캠은 단위 캠 회전각에 대한 상기 플런저의 변위량이 그 플런저의 뒤로 이동하는 공정보다 상기 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 비대칭형 캠 로브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 상기의 구동 캠을 갖는 연료 펌프를 이용하면, 단위 캠 회전각에 대한 플런저의 변위량, 즉 리프트 변화량이 플런저의 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 특성을 가지고 있으므로, 구동 캠의 캠 로브수가 종래와 같은 경우라도, 앞으로 이동하는 공정에서는 종래보다도 천천히 플런저를 상승시킬 수 있고 뒤로 이동하는 공정에서는 신속하게 플런저를 되돌릴 수 있다. 그 결과, 연료 펌프의 기하 분사 비율이나 이에 비례하는 구동 토크의 최대값을 종래의 대칭 캠을 이용했을 경우보다 작게 할 수 있다.

또한, 1개의 캠 로브에 할당된 캠 회전각이 작은 경우라도, 캠 로브가 단위 캠 회전각에 대한 플런저의 변위량을 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에서 작게 하는 비대칭형으로 되어 있으므로, 캠 노즈의 곡률 반경을 종래보다 크게 할 수 있다.

여기서, 구동 캠의 캠 로브는 플런저가 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분에서 오목 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구동 캠의 형상으로 하면, 뒤로 이동하는 공정에서 필요한 구동 캠의 각도 범위를 더욱 작게 할 수 있고, 신속하게 플런저가 뒤로 이동하는 것을 확보하면서 뒤로 이동하는 공정의 각도 범위를 작게 할 수 있는 만큼 뒤로 이동하는 공정에 할당되는 각도 범위를 크게 취할 수 있다. 여기서, 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 캠 로브의 부분은 플런저의 튀어오름(jumping) 또는 플런저와 캠 로브 사이에 배치되는 태핏(tappet)의 튀어오름을 방지할 수 있을 정도의 각도 범위로 형성되는 것은 자명한 것이지만, 특히, 이러한 형상은 캠 로브의 개수가 많아지고 1개의 캠 로브에 할당되는 각도 범위가 작을 경우 앞으로 이동하는 공정의 각도 범위를 될 수 있는 한 크게 하고 플런저를 천천히 상승시켜야 할 필요가 있을 때 효과적인 것이 된다.

여기서, 복수의 구동 캠에 형성되는 비대칭 형상인 캠 로브는 캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계가 거의 일정하도록 형성하면 좋다.

캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계가 거의 일정하게 되도록, 구동 캠의 캠 로브를 단위 캠 회전각에 대한 플런저의 리프트 변화량이 그 플런저의 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 비대칭 형상으로 형성하면, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진을 위해 이 연료 펌프를 이용할 경우에도 플런저의 왕복 이동을 엔진의 폭발에 동기화시킬 필요가 없어진다. 즉, 코먼 레일 시스템에 이러한 연료 펌프를 이용할 경우, 코먼 레일로 공급되는 연료량이 거의 변동하지 않기 때문에 코먼 레일의 내부에서 발생하는 압력 변동의 범위를 줄일 수 있으며,따라서, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에 이 시스템을 이용했을 경우에도 분사 특성에 큰 혼란이 생기지 않게 된다.

이하, 이 발명의 실시 형태를 도면에 의해 설명한다. 도 1에서 코먼 레일 시스템이라고 불려지는 축압식 연료 공급 장치의 전체 구성을 나타내고 있으며, 이 연료 공급 장치는 연료를 가압ㆍ공급하는 연료 펌프(1), 연료를 축적하는 코먼 레일(2), 내연 기관의 실린더마다 설치된 연료 분사 밸브(3)를 포함하여 구성되어 있다.

연료 펌프(1)는 뒤에서 설명하게 될 플런저 2개를 가지고, 도입되는 연료를 가압해서 압송하는 공급 펌프(4), 이 공급 펌프(4)에 공급되는 연료유의 양을 조절하는 연료 조절 유닛(FMU)(5), 및 연료를 흡입하여 FMU(5)에 공급하는 피드 펌프(6)를 조립하여 구성되어 있다. 연료 공급 장치는 연료 탱크(7)와 피드 펌프(6)를 연결하는 배관(10), 피드 펌프(6)와 FMU(5)를 연결하는 배관(11), 연료 펌프(1)의 공급 펌프(4)와 코먼 레일(2)을 연결하는 배관(12), 및 코먼 레일(2)과 각 연료 분사 밸브(3)를 접속하는 배관(13)을 구비한다. 연료 탱크(7)로부터 피드 펌프(6)에 의해 흡입한 연료유가 연료 조절 유닛(FMU)(5)에 공급되고, 이 FMU(5)에 의해 공급 펌프(4)에 공급되는 연료유의 양이 조정되며, 2개의 플런저에 의해 번갈아 가압된 연료유를 코먼 레일(2)에 압송하고, 이 코먼 레일(2)로부터 각 연료 분사 밸브(3)에 연료가 공급되는 구성으로 되어 있다.

또한, 연료 공급 장치는 연료 펌프(1)에 설치된 오버플로 밸브(도시하지 않음), 코먼 레일(2)에 설치되어 레일 안에 있는 연료유의 압력이 규정 압력 이상으로 되면 레일 안에 있는 연료유를 배출하는 압력 제한 밸브(8), 및 각 연료 분사 밸브(3)의 제어실(도시하지 않음)로 통하는 각 연료 출구를 연료 탱크(7)에 연결하는 배관(14)을 포함하고 있다. 따라서, 피드 펌프(6)로부터 FMU(5)를 통해서 공급 펌프(4)에 전달되는 소정 압력 이상인 연료유를 연료 탱크(7)로 되돌림과 함께, 코먼 레일(2) 안에 있는 규정 압력 이상인 연료유를 연료 탱크(7)로 되돌려 코먼 레일 내의 압력 상승을 방지하고, 연료 분사 밸브(3)의 제어실(도시하지 않음)의 고압 연료유가 분사를 시작할 때 연료 탱크에 유출시켜서 이 연료 분사 밸브(3)를 여는 구성으로 되어 있다.

그리고 연료 분사 밸브(3)는 도시하지 않은 각종 센서류ㆍ스위치류에서 검출된 엔진 회전수 등의 각종 정보 신호에 근거해서 전자 제어 유닛(ECU)(15)에서 연산 처리된 제어 신호에 의해 동작하며, 코먼 레일 안에 있는 고압 연료를 최적의 분사 시기, 분사량으로 분사하도록 되어 있다.

도 2 내지 도 4에 상기 연료 펌프를 도시하였는데, 이 연료 펌프(1)를 구성하는 공급 펌프(4)는 플런저(21), 플런저 배럴(barrel)(22), 태핏(23), 캠 샤프트(24)를 포함하여 구성되어 있는 것으로, 캠 샤프트(24)는 펌프 하우징(25)에 지지되며 한쪽 끝이 펌프 하우징(25)으로부터 외부로 돌출하여 엔진(도시하지 않음)으로부터 구동 토크를 받아 이 엔진과 동기화되어 회전하도록 되어 있다.

펌프 하우징(25)은 플런저 배럴(22)이 장착되는 세로 구멍(27)을 구비한 하우징 부재(25a)와, 이 하우징 부재(25a)에 볼트 등에 의해 고정되어 캠 샤프트(24)의 양쪽 끝 부근이 자유롭게 회전하도록 유지하는 하우징 부재(25b, 25c)를 포함하여 구성되어 있다.

이 예에 있어서, 하우징 부재(25a)에 형성되는 세로 구멍(27)은 2개 형성되어 있으며, 각 세로 구멍 안에서 플런저 배럴(22)이 하우징 부재(25a)에 고정되어, 이 플런저 배럴(22)에 플런저(22)가 자유롭게 왕복 이동하도록 삽입되어 있다.

또한, 캠 샤프트(24)는 그 양쪽 끝 부근이 레이디얼 베어링(28, 29)을 통해서 축 방향의 여유가 허용되도록 상기 하우징 부재(25b, 25c)에 지지되어 있다. 이 캠 샤프트(24)에는 이들 베어링 사이에 형성되어 있으며 플런저들 중 하나에 각각 대응하여 설치된 2개의 구동 캠(31, 32)이 위상을 변위(offset)하여 형성되어 있다.

각 플런저(21)의 하단은 구동 캠(31, 32)에 맞닿는 태핏 롤러(23a)가 유지되어 있는 태핏(23)을 통해서 맞닿게 배치되며, 또한, 하우징 부재(25a)에 설치된 용수철 받이(33)와 플런저(21)의 하부에 설치된 용수철 받이(34) 사이에 스프링(35)이 탄력이 있게 장착되어 있다. 따라서, 캠 샤프트(24)가 회전하면 이 스프링(35)과 협동하여 플런저(21)를 구동 캠(31, 32)의 윤곽을 따라 왕복 이동시키도록 되어 있다.

각 플런저 배럴(22)의 위쪽에는 송출 밸브 홀더(36)와의 사이에 장치된 IO 밸브(입구/출구 밸브)(37)가 설치되어 있다. 이 IO 밸브(37)와 플런저(21) 사이에는 플런저실(38)이 형성되며, IO 밸브(37)의 위쪽에는 송출 밸브 홀더(36)에 형성된 연료 출구(39)가 설치되어 있다.

여기서, IO 밸브(37)는 후술하는 연료 조절 유닛(FMU)(5)으로부터 이송된 연료유를 플런저실(38)에 공급하고, 플런저(21)에 의해 압축된 연료유를 FMU(5)에 역류하지 않도록 연료 출구(39)로부터 송출하는 기능을 가지는 것으로, 플런저 배럴(22)의 상부에 부착된 밸브 본체(40), 한쪽 끝이 FMU(5)에 연결되어 통해 있고 다른 쪽 끝이 플런저실(38)에 연결되어 통해 있으며 밸브 본체(40)에 형성된 연료 통로(41)를 개폐하고 FMU(5)로부터의 연료 압력에 대한 반발력을 사용함으로써 연료 통로(41)를 폐쇄 방향을 따라 일정한 힘을 가하고 있는 입구 밸브(42), 및 한쪽 끝이 플런저실(38)에 연결되어 통해 있고 다른 쪽 끝이 연료 출구(39)에 연결하여 통해 있으며 연료 통로(43)를 개폐하고 플런저실(38)로부터의 연료 압력에 대한 반발력을 사용함으로써 연료 통로(43)를 폐쇄 방향으로 일정한 힘을 가하고 있는 출구 밸브(44)를 포함하여 구성된다. 플런저(21)가 하강 공정에 들어가면 출구 밸브(44)가 폐쇄되어 FMU(5)로부터의 연료유에 의해 입구 밸브(42)를 밀어 올려 플런저실(38)에 연료유가 유입하고, 플런저(21)가 상승 공정에 들어가면 가압된 연료유에 의해 입구 밸브(42)가 폐쇄되어 출구 밸브(44)를 밀어 올려 연료 출구(39)로 연료유가 압송되도록 되어 있다.

또한, 연료 펌프의 연료 조절 유닛(FMU)(5)은 피드 펌프(6)로부터 공급된 연료유를 엔진이 요구하는 연료 압력이 되도록 연료의 유량을 조절한 후에 상기 IO 밸브(37)에 공급하는 기능을 갖는다. 연료 조절 유닛(5)은 피드 펌프(6)로부터 공급된 연료를 연료 입구(45)로부터 각 플런저마다 설치된 IO 밸브(37)로 인도하며 각각의 연료 통로(46)의 도중에 설치된 스로틀 밸브(47)를 포함한다. 이 스로틀 밸브(47)의 한쪽 끝에 설치된 압력실(48)에 오리피스(49)를 통해서 피드 펌프(6)로부터 공급된 연료유를 공급하여, 압력실(48)의 압력과 스로틀 밸브(47)의 다른 쪽 끝에 설치된 스프링(50)의 스프링 힘과 균형을 이룬 위치에서 이 스로틀 밸브(47)를 정지시켜 압력실(48)의 압력을 상기 전자 제어 유닛(ECU)(15)에 의해 제어되는 전자 밸브(51)에 의해 조절하고, 이에 따라, 연료 통로(46)의 수축을 제어해서 IO 밸브(37)에 공급되는 연료유의 양을 조절하도록 되어 있다.

연료 펌프의 피드 펌프(6)는 연료유를 연료 탱크(7)로 흡입하여 상기 연료 조절 유닛(FMU)(5)에 공급하는 것으로, 펌프 하우징(25)의 하우징 부재(25c)의 개구부를 폐쇄하도록 볼트 등으로 장착되어 있다. 이 피드 펌프(6)는 캠 샤프트(24)의 회전에 의해 도시하지 않은 주동 기어(master gear)와 종동 기어(slave gear)에 의해 구성된 기어 펌프에 의해 연료유를 연료 탱크(7)로부터 흡입하고, 연료 필터(도시하지 않음)를 통해 상기 연료 조절 유닛(FMU)(5)에 공급하도록 되어 있다.

이러한 연료 펌프에 이용되는 2개의 구동 캠(31, 32)들은 동일한 형상을 하고 있으며, 제5도면(A)에도 나타낸 것처럼 각각 120도마다 캠 로브(31a, 32a)가 형성되어 한 쪽의 구동 캠과 다른 쪽의 구동 캠은 위상을 60도 변위하고 있어서, 한 쪽 구동 캠에 의한 플런저의 앞으로 이동하는 공정이 다른 구동 캠에 의한 플런저가 뒤로 이동하는 공정과 겹쳐지도록 되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 각 캠 로브(31a, 32a)들은 도 5(B)에 나타낸 것과 같은 플런저의 리프트 특성을 가지며, 각 구동 캠(31, 32)들에 설치되는 캠 로브(31a, 32a)들은 단위 캠 회전각에 대한 플런저(21)의 리프트 변위량이 그플런저(21)의 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 특성을 구비한 비대칭 형상으로 되어 있다. 즉, 플런저실의 용적을 작게 하는 플런저의 앞으로 이동하는 공정(상승 공정)의 시간(캠 회전각)을 플런저실의 용적을 크게 하는 뒤로 이동하는 공정(하강 공정)의 시간(캠 회전각)보다 길게 하고, 가능한 앞으로 이동하는 공정에 이용하는 캠 로브(31a, 32a)의 각도 범위를 넓게 구성되어 있으며, 각 캠 로브(31a, 32a)는 도 5(A)에 나타내는 바와 같이 앞으로 이동하는 공정에서는 완만한 볼록 형상으로 형성되며 뒤로 이동하는 공정에서는 오목 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 볼록 형상으로 된 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 캠 로브의 부분은 플런저 혹은 태핏이 튀어 오르지 않는 범위에서 형성되는 것이 좋지만, 튀어 오르지 않으면서 가능한 작은 각도 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서는, 각 캠 로브(31a, 32a)에 대하여 할당된 120도의 각도 범위 내, 약 80도를 앞으로 이동하는 공정에 이용하는 부분, 나머지 약 40도를 뒤로 이동하는 공정에 이용하는 부분으로 할당되어 있다.

따라서, 구동 캠(31, 32)에는 단위 캠 회전각에 대한 플런저(21)의 변위량이 그 플런저(21)의 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에 있어서 작아지는 특성을 가지므로, 캠 로브수가 같은 도 제7의 종래 구성에 비해 앞으로 이동하는 공정에서의 캠 속도를 느리게 하여 플런저를 천천히 상승시킬 수 있다. 또한, 뒤로 이동하는 공정을 오목 형상으로 한 것이기 때문에, 뒤로 이동하는 공정에서 사용되는 각도 범위를 가능한 작게 할 수 있고, 그 만큼 앞으로 이동하는 공정의 각도 범위를 크게 할 수 있다. 이 때문에 도 5(C)에 나타낸 바와 같이 기하 분사비율(GIR)의 최대값을 도 7(C)로 나타낸 종래 대칭 캠의 경우에 비해서 작게 할 수 있다.

이로 인해, 연료 펌프(1)의 분사 비율은 그 변동이 종래보다 작게 되어, 코먼 레일(2)의 압력 변동을 줄일 수 있다. 또한, 분사 비율은 구동 토크에 비례하는 관계에 있기 때문에, 구동 토크의 변동도 종래에 비해 줄어들 수 있고, 구동 토크를 저감할 수 있는 만큼 구동계의 하중이나 소음도 줄일 수 있다.

또한, 플런저(21)가 최대 리프트 위치에 도달하는데 소요되는 시간을 길게 할 수 있으므로(앞으로 이동하는 공정의 캠 회전각을 크게 취할 수 있으므로), 캠 노즈의 곡률 반경을 크게 할 수 있다. 이것은 캠 표면에 작용하는 힘을 줄이며, 따라서 태핏 롤러(23a)의 직경을 작게 할 수 있게 하여, 결국 펌프 전체의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 도 5(A)에서 나타낸 각 구동 캠(31, 32)의 캠 로브(31a, 32a)들은 캠 회전각에 대한 각 플런저(21)에 의한 분사 비율의 합계가 거의 일정하게 되도록 조절되어 있다.

즉, 한 쪽 구동 캠에 의해 구동되는 플런저(21)가 최대값(이 예에서는, 12mm)에 이르러서 송유가 완료되기보다 전 단계부터 다른 쪽의 구동 캠에 의해 구동되는 플런저가 상승하여 처음으로 송유를 시작하도록 되어 있어, 양쪽 플런저에 의해 연료를 압송하는 중복 부분을 형성함과 함께, 각 캠 로브(31a, 32a)의 앞으로 이동하는 공정을 담당하는 부분의 볼록형 형상과 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분의 오목형 형상을 적절하게 조정함으로써, 캠 샤프트(24)가 1회전 하여서 구동캠을 360도 회전시킨 경우의 2개의 플런저의 합성 분사 비율(합성 속도), 즉, 캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계를 도 5(C)의 굵은 선으로 나타낸 것처럼 거의 일정하도록 하고 있다.

이 예에서는, 한 쪽 플런저가 리프트를 시작하는 시점이 다른 쪽 플런저가 최대 리프트에 이르는 시점보다 캠 회전각에 있어서 약 20도 빠르도록 설정되어 있다.

따라서, 이러한 구동 캠(31, 32)들을 포함하는 분사 펌프(1)는 앞으로 이동하는 공정에서 플런저(21)를 천천히 상승시킬 수 있으므로, 캠 노즈의 곡률 반경을 도 7(A)의 대칭 캠을 이용한 경우에 비해 크게 할 수 있고, 구동 캠의 표면 압력의 관점에서도 유리한 구조가 된다. 즉, 앞으로 이동하는 공정의 캠 로브의 형상을 완만한 볼록 형상으로 함으로써, 태핏 롤러(23a)와 구동 캠(31, 32)이 맞닿은 부분에서의 접촉 압력이 커지는 것을 피할 수 있으므로(캠 표면이 태핏 롤러(23a)로부터 받는 힘을 억제할 수 있으므로), 이러한 캠 표면에 대한 표면 압력을 고려해서 태핏 롤러(23a)의 직경을 크게 할 필요가 없고 태핏 롤러(23a)의 직경을 작게 할 수 있게 된다.

게다가, 캠 로브의 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분이 오목 형상으로 형성되어 있으므로, 뒤로 이동하는 공정에서 필요한 각도 범위를 작게 할 수 있고, 뒤로 이동하는 공정의 각도 범위를 작게 할 수 있는 만큼, 가능한 앞으로 이동하는 공정의 캠 속도를 억제해서 플런저를 천천히 상승시킬 수 있음과 함께, 뒤로 이동하는 공정에서 플런저가 신속하게 뒤로 이동할 수 있다. 즉, 뒤로 이동하는 공정의부분을 오목 형상으로 함으로써 앞으로 이동하는 공정의 각도 범위를 크게 취할 수 있기 때문에, 플런저의 리프트 속도, 즉, 캠 속도를 빠르게 하지 않으면 안 되는 문제가 없어지고 구동 토크도 작게 된다.

그리고, 이러한 분사 펌프(1)를 도 1에서 도시한 연료 공급 장치에 사용함에 있어서는, 분사 펌프(1)로부터의 송유량이 일정하기 때문에 코먼 레일(2) 내 압력의 변동이 줄어들 수 있다.

이 때문에, 제품의 수명을 고려해서 압력 변동의 상한에 대해 충분히 허용할 수 있는 여유를 갖도록 내압 설계를 한 경우에 있어서도, 압력 변동을 작게 할 수 있는 만큼 연료 분사 밸브나 코먼 레일(2), 배관(12) 등의 시스템 전체의 내압을 낮출 수 있으며, 구성 부품의 벽을 얇게 함으로 인한 중량 감소를 도모할 수 있어 내압 설계에 따르는 구조의 복잡화를 피할 수 있다. 한편, 시스템의 내압을 종래와 마찬가지로 설정한 경우라면 연료의 분사 압력을 높일 수 있게 된다.

또한, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에 전술한 연료 펌프(1)를 이용할 경우에도, 엔진으로의 연료 분사 타이밍과 연료 펌프(1)로부터 코먼 레일(2)로의 연료 공급의 타이밍이 동기화되지 않게 되는 것에 의한 문제가 없어진다. 즉, 연료 펌프(1)의 합성 분사 비율이 도 6(C)에 나타낸 것처럼 캠 회전각에 대하여 거의 일정하기 때문에, 2개의 구동 캠(31, 32)들의 캠 로브(31a, 32a)들의 총 개수가 엔진의 실린더 개수와 일치하지 않더라도, 코먼 레일 안의 압력 변동을 억제해서 연료 펌프로의 연료 공급 타이밍에 영향을 미치지 않고 안정적인 분사 특성을 얻을 수 있게 된다. 환언하면, 엔진의 연소 타이밍에 의해 영향을 받지 않는 비동기 운전이가능하게 되기 때문에, 본 연료 펌프(1) 및 연료 공급 장치를 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진 등에서도 이용할 수 있게 된다.

또한, 엔진의 실린더 개수가 많아짐에 따라 구동 캠(31, 32)의 캠 로브 개수나 플런저(21)의 개수를 많게 할 필요가 없게 되므로, 구동 캠의 직경이나 두께를 크게 하거나 구동 캠을 늘려서 캠 샤프트(24)의 축 방향 치수를 늘려야만 하는 문제도 없어지고, 분사 펌프(1)의 소형화, 나아가서는, 연료 공급 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

구동 캠(31, 32)의 다른 예가 도 6에 도시되어 있는데, 이 예에서는 각 구동 캠에 180도마다 캠 로브(31a, 32a)가 형성되어 있으며, 한 쪽 구동 캠과 다른 쪽 구동 캠은 위상을 90도 변위하고 있어 한 쪽의 구동 캠에 의한 플런저의 앞으로 이동하는 공정이 다른 구동 캠에 의한 플런저의 뒤로 이동하는 공정과 겹쳐지게 되어 있다.

각 캠 로브(31, 32)들은 도 6(B)에 나타낸 것과 같은 플런저의 리프트 특성을 가지고 있어, 각 구동 캠(31, 32)에 설치되는 캠 로브(31a, 32a)들은 상기 구성예와 마찬가지로 단위 캠 회전각에 대한 플런저(21)의 리프트 변위량이 그 플런저(21)의 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 특성을 구비한 비대칭 형상으로 되어 있다. 즉, 플런저실의 용적을 작게 하는 플런저의 앞으로 이동하는 공정(상승 공정)의 시간(캠 회전각)을 플런저실의 용적을 크게 하는 뒤로 이동하는 공정(하강 공정)의 시간(캠 회전각)보다 길게 하고, 가능한 공정에 이용하는 캠 로브(31a, 32a)의 각도 범위를 크게 하도록 구성되어, 각 캠로브(31a, 32a)들은 도 6(A)에 나타낸 것처럼 앞으로 이동하는 공정에서는 완만한 볼록형으로 형성되며 뒤로 이동하는 공정에서는 오목형으로 형성되어 있다.

이 예에 있어서도, 볼록 형상인 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 캠 로브의 부분은 플런저 혹은 태핏이 튀어 오르지 않는 범위에서 형성되면 좋지만, 튀어 오르지 않는 가능한 작은 각도 범위에서 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 한 쪽 구동 캠에 의한 플런저의 앞으로 이동하는 공정은 다른 쪽 구동 캠에 의한 플런저의 리프트가 최대 위치에 이르기 전부터 개시된다. 환언하면, 한 쪽 구동 캠에 의해 구동되는 플런저에 의한 송유가 완료되는 것보다 전 단계부터 다른 쪽의 구동 캠에 의해 구동되는 플런저에 의한 송유가 개시되도록 되어 있으며, 캠 샤프트(24)가 1회전해서 구동 캠을 360도 회전시켰을 경우 두 플런저들의 합성 분사 비율(합성 속도), 즉, 캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계를 도 6(C)의 굵은 선으로 나타낸 것처럼 거의 일정하게 되도록 하고 있다.

이 실시 예에 있어서는, 각 캠 로브(31a, 32a)에 대하여 할당된 180도의 각도 범위 내, 약 120도를 앞으로 이동하는 공정에 이용하는 부분으로 하고 나머지 약 60도를 뒤로 이동하는 공정에 이용하는 부분으로 하고 있다. 또한, 한 쪽 플런저의 리프트 개시 시점이 다른 쪽 플런저의 최대 리프트에 이르는 시점보다도 캠 회전각에 있어서 30도 빠르게 되도록 설정되어 있으며, 전체적으로 기하학적 연료 분사 비율을 도 5에 나타낸 구동 캠을 이용했을 경우보다도 낮은 값으로 거의 일정하게 하여, 코먼 레일 내 압력의 변동을 억제하도록 하고 있다.

한편, 그 밖의 구성들은 상기 구성예와 동일하므로 동일 개소에 같은 번호를첨부하며 설명을 생략한다.

따라서, 이러한 구동 캠(31, 32)을 갖는 분사 펌프(1)도 상기 구성예와 동일한 작용 효과를 갖는다. 즉, 앞으로 이동하는 공정에서 플런저(21)를 천천히 상승시킬 수 있으므로, 캠 노즈의 곡률 반경도 도 7(A)의 대칭 캠을 이용했을 경우에 비해 크게 할 수 있고, 이 때문에 상기 예와 마찬가지로 태핏 롤러(23a)의 직경을 작게 할 수 있다. 게다가, 캠 로브의 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분이 오목형상으로 형성되어 있으므로, 뒤로 이동하는 공정에서 필요로 하는 각도 범위를 작게 할 수 있어, 가능한 앞으로 이동하는 공정에서의 각도 범위를 크게 해서 플런저를 천천히 상승시킬 수 있음과 함께, 뒤로 이동하는 공정에서 플런저가 신속하게 뒤로 이동할 수 있으며, 구동 토크를 작게 할 수 있다.

또한, 이러한 분사 펌프(1)를 이용한 제1도면에서 나타내는 연료 공급 장치에 있어서는, 분사 펌프(1)로부터의 송유량이 일정하기 때문에, 코먼 레일(2) 내의 압력 변동을 작게 할 수 있고, 이 때문에, 연료 분사 밸브나 코먼 레일(2), 배관(12) 등의 시스템 전체의 내압을 낮추는 것이 가능하게 되고, 구성 부품의 두께를 얇게 함에 의한 중량의 감소, 내압 설계에 따른 구조의 간소화를 도모할 수 있고, 시스템의 내압을 종래와 마찬가지로 설정하는 경우라면, 연료의 분사 압력을 높일 수 있게 된다.

또한, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에 상술한 바와 같은 연료 펌프(1)를 이용한 연료 공급 장치를 이용할 수 있으며, 또한, 엔진의 실린더 개수가 많아짐에 따라 구동 캠(31, 32)의 캠 로브 개수나 플런저(21)의 개수를 많게 할필요가 없어지므로, 구동 캠의 직경이나 두께를 크게 하거나, 구동 캠을 늘려서 캠 샤프트(24)의 축 방향 치수가 늘려야만 하는 문제도 없어지게 되며, 분사 펌프(1)의 소형화, 나아가서는, 연료 공급 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 이 발명에 의한 연료 펌프에 의하면, 복수의 플런저, 복수의 플런저의 각각 대응해서 설치된 복수의 구동 캠을 구비한 캠 샤프트를 가지며, 복수의 구동 캠의 전부 또는 일부를 위상을 변위하여 설치하고, 각각의 구동 캠에 형성되는 캠 로브를 단위 캠 회전각에 대한 플런저의 리프트 변화량이 그 플런저의 뒤로 이동하는 공정보다 앞으로 이동하는 공정에서 작아지는 비대칭 형상으로 했으므로, 1개의 캠 로브에 대해 할당된 각도 범위가 작을 경우라도 앞으로 이동하는 공정에서는 종래보다 천천히 플런저를 상승시킬 수 있고 뒤로 이동하는 공정에서는 신속하게 플런저를 되돌릴 수 있게 되어서, 구동 캠의 캠 로브 개수가 종래와 같은 경우라도 기하 분사 비율이나 구동 토크의 최대값을 종래에 비해 작게 할 수 있게 된다.

따라서, 이러한 연료 펌프를 이용하고, 이 연료 펌프로 압송된 고압 연료를 코먼 레일에게 축적하고, 코먼 레일로부터 내연 기관의 실린더마다 설치한 연료 분사 밸브에 고압 연료를 공급할 수 있게 하는 연료 공급 장치를 구성하는 경우에 있어서, 분사 펌프로부터의 분사 비율의 변동이 작아지기 때문에 코먼 레일 내 압력의 변동을 작게 할 수 있다.

이 때문에, 제품의 수명을 고려해서 압력 변동의 상한에 대하여 여유를 갖게한 내압 설계를 하는 경우에도, 연료 펌프로부터 토출하는 연료의 압력 변동이 작아지므로 연료 분사 밸브나 코먼 레일, 배관 등의 시스템 전체의 내압(耐壓)을 낮출 수 있고, 구성 부품의 두께를 얇게 하여 시스템 전체 중량을 저감할 수 있음과 함께 내압 설계에 따른 구조의 복잡화를 피할 수 있다. 이 경우, 설정된 시스템 전체의 내압(耐壓)을 동일하게 설정하는 것이라면, 압력 변동이 저감되는 만큼 분사 압력을 상승시킬 수 있게 된다.

또한, 이러한 연료 펌프를 이용하면, 코먼 레일 내 압력의 변동을 작게 할 수 있으므로, 본 연료 공급 장치를 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에 이용하는 등의 경우에 있어서도, 연료 펌프를 엔진의 폭발과 관계없이 비동기 운전시킬 수 있음과 함께 분사 특성의 변동을 줄일 수 있고, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에도 적합한 연료 펌프 및 연료 공급 장치를 제공할 수 있다.

게다가, 분사 비율의 변동, 코먼 레일 내 압력의 변동을 줄일 수 있기 때문에, 실린더 개수가 많은 엔진을 위하여 이용하는 경우에서도 분사 펌프의 구동 캠에 형성되는 캠 로브의 개수를 일부러 실린더 개수에 맞춰 다각형으로 할 필요가 없게 된다. 즉, 종래에는 엔진의 실린더 개수가 증가함에 따라 구동 캠의 캠 로브의 개수를 늘리면 구동 캠의 폭이나 직경을 늘려야만 했으며, 그것이 불가능할 경우에는 플런저와 이에 대응하는 구동 캠의 수를 많게 함으로써 대처해야만 했었지만, 본 연료 펌프를 이용하면 엔진의 실린더 개수에 맞춰 설계를 변경할 필요가 없어지므로, 구동 캠의 직경이나 두께의 증대를 피할 수 있고, 또한, 플런저와 이에 대응하는 구동 캠의 수를 많게 할 필요도 없게 된다.

그 결과, 캠 샤프트의 직경 방향 또는 축 방향 치수의 증대를 피할 수 있고, 연료 펌프의 소형화, 나아가서는, 연료 공급 장치의 소형화를 도모할 수 있고, 또한, 엔진의 종류에 관계없이 공통의 분사 펌프, 연료 분사 장치를 이용할 수 있게 된다.

또한, 상술한 바와 같은 구동 캠을 이용한 연료 펌프로 하면 구동 토크의 최대값을 줄일 수 있기 때문에, 구동계의 하중이나 소음을 줄일 수 있다. 또한, 구동 토크의 변동에 대하여 여유를 갖게 한 설계를 실행할 경우에 있어서도, 구동계의 구조의 복잡화, 부피가 커지고 무거워지는 것을 피할 수 있다.

또한, 구동 캠의 캠 로브 개수가 종래와 같은 경우라도, 종래의 대칭 캠에 비해 보다 큰 각도 범위로 플런저를 최대 리프트 위치까지 천천히 상승시킬 수 있으므로, 캠 노즈의 곡률 반경을 크게 할 수 있고 표면 압력의 관점에서 유리한 구조라고 할 수 있다. 즉, 캠 표면이 받는 힘을 작게 할 수 있고, 그 결과 구동 캠과 플런저 사이에 배치되는 태핏 롤러의 직경을 작게 할 수 있고, 연료 펌프 전체의 소형화, 나아가서는, 연료 공급 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 구동 캠의 캠 로브가 플런저의 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분에서 오목 형상으로 형성될 경우에는, 뒤로 이동하는 공정에 필요한 각도 범위를 더욱 작게 할 수 있다. 특히, 이러한 형상은 캠 로브의 개수가 많아지고, 1개의 캠 로브에 할당된 각도 범위가 작아지는 등의 경우에, 가능한 앞으로 이동하는 공정의 리프트 속도를 느리게 하고 싶은 등의 요청을 만족하기 때문에, 유익한 것이 된다.

그리고, 이러한 복수의 구동 캠에 형성되는 비대칭 형상인 캠 로브를 이용하고, 캠 로브의 형상이 캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계가 거의 일정하게 되도록 형성될 경우에 있어서는, 항상 안정적인 연료 펌프의 송유량을 확실히 얻을 수 있어, 이러한 분사 펌프를 코먼 레일 시스템에 이용하면, 코먼 레일 내 압력의 변동을 더욱 줄여서 분사 특성의 변동을 줄일 수 있고, 동일한 간격으로 폭발하지 않는 엔진에도 적합한 연료 펌프 및 연료 공급 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 복수의 플런저와, 상기 복수의 플런저의 각각에 대응해서 설치된 복수의 구동 캠을 구비한 캠 샤프트를 포함하며, 상기 캠 샤프트를 외부로부터의 동력으로 회전시켜서 상기 복수의 플런저를 대응하는 상기 구동 캠에 의해 왕복 이동시키고, 각각의 상기 플런저의 앞으로 이동하는 공정에서 연료를 가압, 압송하도록 한 연료 펌프로서,

   상기 복수의 구동 캠의 전부 또는 일부는 위상을 변위하여 설치되어 있고, 각각의 상기 구동 캠은 단위 캠 회전각에 대한 상기 플런저의 변위량이 그 플런저의 뒤로 이동하는 공정보다도 상기 앞으로 이동하는 공정에서 작게 되는 비대칭 형상인 캠 로브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동 캠의 캠 로브는 상기 플런저의 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분이 오목 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 구동 캠의 캠 로브는 캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계가 거의 일정하게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 펌프.
4. 연료 펌프와, 이 연료 펌프로 압송된 고압 연료를 축적하는 코먼 레일과, 내연 기관의 실린더마다 설치되어서 상기 코먼 레일에 축적된 고압 연료를 공급할 수 있게 하는 연료 분사 밸브를 포함하는 연료 공급 장치로서,

   상기 연료 펌프는 복수의 플런저와, 상기 복수의 플런저의 각각에 대응해서 설치된 복수의 구동 캠을 구비한 캠 샤프트를 포함하며, 상기 캠 샤프트를 외부로부터의 동력으로 회전시켜 상기 복수의 플런저를 대응하는 상기 구동 캠에 의해 왕복 이동시키며, 상기 플런저의 앞으로 이동하는 공정에서 연료를 가압, 압송하는 형식이며, 상기 연료 펌프의 복수의 구동 캠의 전부 또는 일부는 위상을 변위하여 설치되어 있고, 각각의 상기 구동 캠은 단위 캠 회전각에 대한 상기 플런저의 변위량이 그 플런저의 뒤로 이동하는 공정보다도 상기 앞으로 이동하는 공정에서 작게 되는 비대칭 형상의 캠 로브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 구동 캠의 캠 로브는 상기 플런저의 뒤로 이동하는 공정을 담당하는 부분이 오목 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 복수의 구동 캠의 캠 로브는 캠 회전각에 대한 분사 비율의 합계가 거의 일정하게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 공급 장치.