KR20080016638A - 엔진용 연료 분사 시스템 - Google Patents

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디트마 오텐바허
베르트람 슈바이처
크리스티안 랑엔바흐
외르크 뷔르츠
자반 아크메제
마르코 람
칼-하인츠 트라웁
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Abstract

본 발명은 구동 샤프트를 포함하는 연료 고압 펌프(1)에 관한 것이다. 구동 샤프트(35)의 베어링(39, 41)을 통해 강제적으로 연료가 관류되므로, 이로써 베어링 및 전체 연료 고압 펌프(1)의 기계적 및 열적 부하 수용 능력이 분명히 증가한다.
연료 공급부, 연료 귀환부, 계량 공급 유닛, 압력 조절 밸브, 유량 제한 장치

Description

엔진용 연료 분사 시스템{FUEL INJECTION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 구동 샤프트가 제1 베어링 및 제2 베어링을 통해서 지지된 펌프 하우징, 구동 샤프트에 대해서 반경 방향으로 배치된 적어도 하나의 펌프 요소, 예비 이송 펌프에 의해 연료가 이송되는 연료 공급부, 연료 귀환부, 펌프 요소의 이송량을 조절하기 위한 계량 공급 유닛 및, 압력 조절 밸브를 구비한, 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프에 관한 것이다.
종래 기술에 공지된 연료 고압 펌프의 경우, 압력 조절 밸브는 연료 고압 펌프의 저압 순환계 내의 압력을 조절하기 위해서 사용된다. 이 경우 예비 이송 펌프의 이송량은 일반적으로 3개의 부분 흐름으로 분할된다. 제1 부분 흐름은 계량 공급 유닛을 통해서 펌프 요소의 흡입측으로 흐른다. 제2 부분 흐름은 일반적으로 윤활 스로틀에 의해서 펌프 하우징을 통해 흐르며 펌프의 냉각과 윤활에 사용된다. 제2 부분 흐름은 펌프 하우징으로부터 연료 분사 시스템의 연료 귀환부 내에 이른다.
제3 부분 흐름은 과류 밸브로서도 형성될 수 있는 압력 조절 밸브를 통해서 흐르며, 마찬가지로 연료 귀환부에 이른다.
분사압이 증가함에 따라, 구동 샤프트 및 펌프 하우징 내의 구동 샤프트의 베어링의 기계적 부하와 열적 부하도 상승한다. 종래의 연료 고압 펌프는 이와 같이 상승한 부하들에 대항하지 못한다.
따라서 본 발명의 목적은, 종래의 연료 고압 펌프와 동일한 구성 공간으로도 가능하면서도, 열적 그리고 기계적 부하 수용 능력에 관해서는 종래 기술에 공지된 연료 고압 펌프를 능가하는, 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프를 제공하는 것이다. 또한 본 발명에 따른 연료 고압 펌프는 간단하게 구성되고 비용면에서 유리하게 제조될 수 있어야 한다.
이러한 목적은, 펌프 하우징, 제1 베어링 및 제2 베어링을 통해서 펌프 하우징 내에 지지된 구동 샤프트, 구동 샤프트에 대해서 반경 방향으로 배치된 적어도 하나의 펌프 요소, 예비 이송 펌프에 의해 연료가 이송되는 연료 공급부, 연료 귀환부, 펌프 요소의 이송량을 조절하기 위한 계량 공급 유닛 및, 압력 조절 밸브를 구비한, 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프의 경우, 압력 조절 밸브가 연료 귀환부 내에 배치됨으로써 달성된다.
본 발명에 따라, 압력 조절 밸브가 연료 귀환부 내에 배치됨으로써 무엇보다도, 예비 이송 펌프에 의해서 이송된 연료의 대부분은 펌프 하우징을 통해서 유동하고 이로써 펌프 하우징과 구동 샤프트의 냉각에 기여한다. 또한 펌프 하우징 내의 압력이 종래의 구조에 비해서 증가하므로, 펌프 하우징 내부의 공동화 경향이 감소한다. 마지막으로 증기 기포의 형성 및 국부적 과열(소위, 열점)이 효율적으로 억제된다.
본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 경우 예비 이송 펌프와 펌프 하우징 사이의 윤활 스로틀이 생략될 수 있으므로, 본 발명에 따른 연료 고압 펌프는 언급한 장점들에도 불구하고 종래의 연료 고압 펌프들보다 더욱 간단하게 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 베어링은 압력 하에 있는 연료로 윤활되며, 제1 베어링은 연료 공급부 및 연료 귀환부에 유압식으로 연결된다. 이는 제1 베어링의 하나의 측면에 예비 이송 펌프의 송출측에서와 거의 동일한 압력이 있는 반면, 제1 베어링의 다른 측면은 거의 감압된 연료 귀환부에 의해 압력 평형에 있는 것을 의미한다. 따라서 제1 베어링에는 강제적으로 연료가 관류되므로, 모든 작동점들에서 제1 베어링의 충분한 윤활과 냉각이 보장된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예의 경우, 제1 베어링에 직렬 접속된 제1 유량 제한 장치가 제공된다.
제1 유량 제한 장치는 제1 베어링을 통해 유동하는 연료 흐름을 사전 설정된 한계 내에 유지하기 위해 사용된다. 즉, 이는 연료 고압 펌프의 대량 제조 시, 제1 베어링의 경우 제조 공차 및 마모로 인해 윤활 간극의 두께 및, 베어링을 통과하는 연료 흐름 및 그 지지 성능 매우 넓은 한계 내에 제어할 수 있다. 이는, 불리한 공차 위치의 경우, 제1 베어링의 지지 성능 및, 연료를 통한 그 냉각과 윤활이 모든 작동점들에서 충분하지는 않은 것을 의미한다. 본 발명에 따른 제1 유량 제한 장치가 제1 베어링과 직렬로 접속될 때, 제1 유량 제한 장치가 제조될 수 있는 매우 작은 제조 공차로 인해, 연료 흐름은 제1 베어링을 통해서 조정될 수 있다. 따라서 앞서 언급한 제조 공차는 작은 범위에서만 지지 성능에 영향을 미치므로, 불리한 공차 위치에서도 연료 고압 펌프의 모든 작동점들에서 제1 베어링의 부하 수용 능력이 보장된다.
유량 제한 장치는 베어링을 통해서 흐르는 연료 흐름을 제한한다. 따라서 베어링의 불리한 공차 위치에서 예비 이송 펌프에 대한 요구가 감소된다.
서두에 언급한 과제는 펌프 하우징, 제1 베어링 및 제2 베어링을 통해서 펌프 하우징 내에 지지된 구동 샤프트, 구동 샤프트에 대해서 반경 방향으로 배치된 적어도 하나의 펌프 요소, 예비 이송 펌프에 의해 연료가 이송되는 연료 공급부, 연료 귀환부, 펌프 요소의 이송량을 조절하기 위한 계량 공급 유닛 및, 공급부 내에 배치된 압력 조절 밸브를 구비한, 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프의 경우, 제1 베어링이 압력 하에 있는 연료에 의해 윤활되고, 제1 베어링이 연료 공급부 및 연료 귀환부에 유압식으로 연결되며, 제1 유량 제한 장치가 제공되어, 상기 제1 유량 제한 장치가 제1 베어링에 직렬 접속되고, 펌프 하우징과 연료 귀환부 사이에 바이패스 스로틀이 제공됨으로써 해결된다.
본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 상기 실시예에서, 제1 유량 제한 장치와 바이패스 스로틀이 간단하고 효율적인 방식으로 적합하게 조정됨으로써, 충분한 연료량이 제1 베어링을 통해서 유동하며 이로써 모든 작동점들에서 그 냉각과 윤활이 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 경우, 대안적으로 계량 공급 유닛은 연료 공급부 내에서 예비 이송 펌프와 연료 고압 펌프 사이에 배치될 수 있거나, 연료 귀환부 내에서 압력 조절 밸브와 연료 고압 펌프 사이에 배치될 수 있다. 두 가지 배치들은 개별적인 경우에서 서로 고려되는 특수한 장점들을 갖는다.
연료 공급부 내에서 예비 이송 펌프와 연료 고압 펌프 사이에 계량 공급 유닛이 배치될 경우, 연료 고압 펌프의 고압 영역으로 유동하는 연료는 그 이전에 펌프 하우징을 통해서 유동하지 않으므로, 경우에 따라서 펌프 하우징 내에 있을 수 있는 칩 또는 그 외의 입자가 연료 고압 영역 내에 이를 수 없다.
연료 귀환부 내에 계량 공급 유닛이 배치될 경우, 예비 이송 펌프에 의해서 이송된 전체 연료량이 각각의 작동점에서, 펌프 하우징 또는 연료 고압 펌프의 구동 샤프트 및 이에 속하는 베어링의 냉각과 윤활을 위해서 제공되는 것이 바람직하다. 이로써 본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 저압 영역의 부하 수용 능력이 더욱 증가한다.
대안적으로, 유동 방향으로 제1 베어링 전방 또는 후방에 제1 유량 제한 장치를 배치할 수 있다. 개별적 경우에서 어떠한 배치가 더 선호되는지는, 개별적 경우의 상황들과 주변 조건들에 따른다.
본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 다른 보충예에서는, 제2 베어링이 압력 하의 연료에 의해 윤활되고 제2 베어링이 연료 공급부 및 연료 귀환부에 유압식으로 연결되는 것이 제시될 수 있다.
또한 유동 방향으로 제2 베어링의 전방 또는 후방에 배치되는 제2 유량 제한 장치가 제공될 수 있다. 제2 베어링과 제2 유량 제한 장치의 강제적 윤활의 장점들은 실질적으로, 제1 베어링과 제1 유량 제한 장치와의 상관 관계 내에서 언급될 수 있는, 앞서 언급한 장점들에 상응한다.
제1 유량 제한 장치 및/또는 제2 유량 제한 장치는 스로틀, 오리 피스 또는 유동 조절 밸브로서 형성될 수 있다. 개별적 경우에서 상기 대체예들 중 어떤 것이 선호되는지는 다양한 부품들의 공차 영역, 부하 및, 경제적인 이유들에 따르며 개별 경우에서 결정된다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는, 제2 베어링이 예비 이송 펌프의 누설 라인으로부터 압력 하의 연료를 제공 받는 것을 제시한다. 이는 특히, 예비 이송 펌프가 베인 셀 펌프, 외치 기어 펌프 또는 내치 기어 펌프로서 형성될 때 바람직하다. 베인 셀 펌프 또는 기어 펌프의 경우, 베인 또는 기어 및 하우징 사이의 간극 내에서 구동 샤프트를 향한 인터페이스에 누설이 발생하며, 이는 누설 라인을 통해서 배출되어야 한다. 상기 누설 라인이 제2 베어링의 윤활 및 냉각을 위해서 사용될 때, 우선 제2 베어링의 윤활과 냉각이 모든 작동 조건 하에서 보장될 수 있으며 두 번째로 배압으로 인해 예비 이송 펌프의 누설량이 감소한다. 이로써 예비 이송 펌프의 유압 효율이 개선된다.
제1 베어링 및/또는 제2 베어링이 슬라이드 베어링으로서 형성될 때 특히 바람직하다. 본 발명에 따라 압력 하의 연료가 베어링에 제공됨으로써, 다양한 회전수 범위 내에서 베어링의 매우 높은 부하 수용 능력을 보장하는 안정된 유체 정역학적 윤활막이 형성될 수 있다.
바람직하게, 연료 연결부가 펌프 하우징의 내부 챔버 내로 통하며, 이 경우 구동 샤프트는 펌프 하우징의 내부 챔버 내에 배치된다.
예비 이송 펌프, 탱크, 연료 고압 펌프, 커먼-레일 및 적어도 하나의 인젝터를 구비한 엔진용 연료 분사 시스템의 경우, 본 발명에 따른 장점들은 상기 연료 고압 펌프가 앞선 청구 사항들 중 하나에 따른 연료 고압 펌프일 때 달성된다.
대안적으로, 예비 이송 펌프는 엔진 또는 전기 모터에 의해서 구동될 수 있다.
본 발명의 추가의 장점들과 바람직한 실시예들은 이하의 도면, 그 상세한 설명 및 청구범위에 제시될 수 있다. 도면, 그 상세한 설명 및 청구범위에 공개된 모든 특징들은 개별적으로, 또한 서로간의 임의의 결합 형태로 본 발명에서 중요할 수 있다.
도1 내지 도7은 본 발명에 따른 연료 고압 펌프 및, 연료 분사 시스템 내의 그 결합에 대한 실시예들의 도면이다.
도1은 본 발명에 따른 연료 고압 펌프(1)의 제1 실시예를 블록 회로도로 도시한다.
연료 고압 펌프(1)는 실질적으로 탱크(3), 예비 이송 펌프(5), 필터(7), 레일(9) 및 압력 제한 밸브(11)로 구성된 연료 분사 시스템의 부품이다. 레일(9)에 연결된 인젝터들은 도1에 도시되지 않는다. 압력 제한 밸브(11)는, 도시되지 않은 인젝터들의 누설량도 배출되는 귀환 라인(13)으로 통한다. 제1 실시예에서, 귀환 라인(13)은 탱크(3) 내로 통하며 여기서 분사 펌프(도면 부호 없음)를 구동시킨다.
연료 고압 펌프(1)의 내부에는 온도 센서(T)가 배치된다. 연료 고압 펌프(1)는 연료 공급부(15), 필터(7) 및 예비 이송 펌프(5)를 통해서 탱크(3)에 유압식으로 연결된다.
연료 고압 펌프(1)의 내부에서, 계량 공급 유닛(19)이 배치된 제1 분기 라인(17)이 연료 공급부(15)로부터 분기되어 나온다. 계량 공급 유닛(19)은 연료 고압 펌프의 펌프 요소(21)로부터 흡입된 연료량과 그 이송량을 제어하기 위해 사용된다. 또한 펌프 요소(21)의 흡입측은 배분 라인(23)에 의해서 계량 공급 유닛(19)의 출력부에 유압식으로 연결된다.
펌프 요소(21)는 실질적으로 흡입 밸브(25), 고압측 체크 밸브(27) 및, 실린더 보어(도면 부호 없음) 내에서 진동하는 피스톤(29)으로 구성된다. 펌프 요소(21)의 피스톤(29)은 구동 샤프트(35)의 캠(33)의 롤러 태핏(31)을 통해서 구동된다. 펌프 요소(21)는 고압 라인(27)을 통해서 압력 하의 연료를 레일(9)에 이송한다.
캠(33)은, 펌프 하우징(도시되지 않음) 내의 제1 베어링 및 제2 베어링 내에서 캠(33)의 양 측면에 대해 회전 가능하게 지지된 구동 샤프트(35)의 부품이다. 구동 샤프트(35)는 펌프 하우징의 내부 챔버(39)에 배치된다. 구동 샤프트(35)의 베어링은 도1에 따른 블록 회로도에서 스로틀 지점으로서 도시된다. 도1에서 제1 베어링은 도면 부호 39를 갖는 반면, 제2 베어링에는 도면 부호 41이 제공된다.
연료 귀환부(43)는 펌프 하우징의 내부 챔버(38)와 귀환 라인(13) 사이를 유압식으로 연결한다. 연료 귀환부(43)에는 압력 조절 밸브(45)가 배치된다. 압력 조절 밸브(45) 내에, 상이한 스로틀(도시되지 않음)이 통합될 수 있다.
도1에 도시된, 본 발명에 따른 연료 고압 펌프의 실시예의 경우, 압력 조절 밸브(45)는 연료 고압 펌프(1)의 내부 챔버(38)의 유동 하류에 배치된다. 이는 내부 챔버(38) 내에, 예비 이송 펌프(5)의 송출측에서와 거의 동일한 압력이 존재하는 것을 의미한다. 일반적으로 예비 이송 펌프(5)의 송출측 및 내부 챔버(38)의 압력은 대략 3 바아 내지 6 바아에 달한다.
내부 챔버(38) 내의 압력은 공동화 경향을 줄이며, 이로써 특히 회전수가 높을 시에 증기 기포를 억제한다. 또한 펌프 하우징의 내부 챔버(38) 내의 내압이 상승함으로써, 연료는 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)을 통해서 가압된다. 내부 챔버(38) 내의 압력, 연료의 점성 및, 제1 베어링(39)과 제2 베어링(41)의 유동 저항에 따라, 규정된 연료량이 베어링(39, 41)을 통해서 가압된다. 이로써 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)의 부하 수용 능력이 분명히 상승하게 된다.
제1 베어링(39)과 제2 베어링(41)이 일반적으로 슬라이드 베어링으로서 형성되기 때문에, 베어링(39 및/또는 41)으로 베어링(39, 41)이 강제적으로 관류됨으로써 유체 정역학적 윤활 쐐기가 형성된다. 이로써 제1 베어링(39)과 제2 베어링(41)의 부하 수용 능력이 현저하게 상승되며 이와 동시에, 제1 베어링(39)과 제2 베어링(41)으로부터의 열 방출도 개선된다.
제1 베어링(39)을 통해 유동하는 연료량의 분산 및, 이로써 제1 베어링의 부하 수용 능력의 분산도 줄이기 위해, 제1 베어링(39)에는 선택적인 제1 유량 제한 장치(47)가 직렬로 배치된다. 제1 유량 제한 장치는 도1에 도시된 바와 같이, 스 로틀로서 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 유량 제한 장치는 오리 피스 또는 유동 조절 밸브로서도 형성될 수 있다.
불리한 공차 위치일 경우, 예컨대 펌프 하우징 내의 제1 베어링(39)과 이에 속하는 베어링 쉘(도시되지 않음)에 대한 구동 샤프트(35)의 베어링 핀(도시되지 않음)의 직경에서의 제조 공차에 의해, 제1 베어링(39)을 통해 유동하는 연료량이 연료 고압 펌프(1)의 순차 내에서 현저하게 분산할 수 있음이 테스트에서 제시된다. 이러한 불리한 영향은, 필요하다면, 본 발명에 따른 제1 유량 제한 장치(47)에 의해 중요하지 않은 정도까지 감소된다.
제1 베어링(39)과 제1 유량 제한 장치가 직렬 접속됨으로써, 제1 베어링(39)을 통해서 유동하는 연료의 양이 비교적 작은 범위 내에 유지될 수 있는 것이 보장된다. 이는 무엇보다, 제1 유량 제한 장치(47)의 유동 저항이 매우 높은 정확도로 조정될 수 있는 데에 기인한다. 제1 유량 제한 장치(47)의 유동 저항과 내부 챔버(38) 내의 압력이 적절하게 조정됨으로써, 본 발명에 따른 연료 고압 펌프(1)의 경우, 제1 베어링(39)을 통해 유동하는 연료량은 대량 제조 시 발생하는 모든 공차 위치들에서 사전 설정된 범위 내로 유지될 수 있다.
필요에 따라, 제2 베어링(41)을 위해서도 적합한 제2 유량 제한 장치(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
도1에서, 연료 공급부(15)에는 완충 장치(49)의 기능도 맡는 필터가 제공된다. 이로써 경우에 따라 저압 영역 내에 발생하는 압력 진동이 완충될 수 있다. 대안적으로, 완충 장치(49)는 가스 쿠션을 갖는 완충부로서 형성될 수 있거나 생략 될 수 있다.
본 발명에 따른 연료 고압 펌프(1)는 무엇보다도 이하의 장점들을 갖는다:
압력 조절 밸브(45)가 연료 귀환부(43) 내에 배치됨으로써, 펌프 하우징의 내부 챔버(38) 내의 압력 레벨이 상승하므로, 공동화 및 증기 기포 형성의 위험이 줄어든다.
또한 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)이 강제적으로 연료에 의해 관류되므로, 기계적 및 열적 부하에 대한 그 부하 수용 능력이 분명히 상승한다.
대량 제조된, 본 발명에 따른 연료 고압 펌프들(1) 내의 다양한 제품들 사이에서 경우에 따라 발생하는 유량의 변동은, 직렬로 접속된 제1 유량 제한 장치(47) 및/또는 제2 유량 제한 장치에 의해서 감소될 수 있다.
유활 및 냉각 목적을 위해 펌프 하우징과 베어링(39, 41)을 통해 유동하는 연료량은 매우 증가한다.
규정된 윤활량의 조정을 위한 윤활 스로틀은 생략될 수 있다. 경우에 따라 존재하는 입자는 큰 윤활량에 의해 내부 챔버로부터 신속하게 씻겨갈 수 있다.
예비 이송 펌프의 이송 높이는 최적으로 감소될 수 있으며 이는 분사 시스템의 효율을 개선시킨다.
이하의 도면들에서, 본 발명에 따른 연료 고압 펌프 및 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 추가의 실시예들이 마찬가지로 블록 회로도로서 도시된다. 이 경우 실질적인 상이함만이 설명된다. 동일한 부품들에는 동일한 도면 부호들이 제공되며, 선행 실시예들에 대해 언급한 내용이 상응하게 적용된다. 도2 내지 도7에는, 개관의 용이함의 이유로 도1에 따른 도면 부호들이 모든 부품들에 제공되지는 않으며, 이러한 부품들에 관해서는 제1 실시예와 관련해서 언급한 내용이 참조된다.
도1에 따른 제1 실시예와 도2에 따른 제2 실시예 사이의 실질적인 상이함은, 제2 실시예의 경우 제1 분기 라인(17)이 연료 귀환부(43)로부터 분기되는 데에 있다. 이는, 예비 이송 펌프(5)로부터 이송된 전체 연료가 우선 연료 공급부(15)를 통해 연료 고압 펌프의 내부 챔버(38) 내에 도달한 다음에야 이로부터 분기되는 것을 의미한다. 이로써 연료 고압 펌프(1)의 관류 및 냉각이 더욱 개선된다.
저압 영역 내에서 경우에 따라 발생하는 압력 변동을 완충하기 위해, 연료 귀환부(43) 내에 완충 장치(49)가 제공된다. 완충 장치(49)는 유동 방향으로 볼 때, 압력 조절 밸브(45)와 계량 공급 유닛(19) 전방에 배치된다. 도2에서 완충 장치(49)는 필요에 따라 증가된 유동 저항을 갖는 필터로서 형성된다. 대안적으로, 완충 장치(49)는 가스 쿠션을 갖는 완충부로서도 형성될 수 있다.
도3에 따른 제3 실시예는 많은 부품들에서, 도2에 따른 제2 실시예에 상응한다. 실질적인 상이함은, 선행된 실시예들과 달리 예비 이송 펌프(5)가 전기 모터(도시되지 않음)에 의해서 구동되는 것이 아니라, 엔진에 의해 직접 구동되는 데에 있다. 이러한 구동의 세부 사항은 도3에 도시되지 않는다.
유동 방향으로 예비 이송 펌프(5) 전방에, 즉 필터(7)와 예비 이송 펌프(5) 사이에 흡입 스로틀(51)이 제공되며, 이는 무엇보다 높은 회전수일 때 예비 이송 펌프(5)의 이송량을 제한한다.
예비 이송 펌프(5)는 베인 셀 펌프, 외치 기어 펌프 또는 내치 기어 펌프로 서, 특히 게로터 펌프로서 형성될 수 있다. 이러한 펌프들의 경우, 회전되는 부품들과 펌프 하우징 사이에 간극이 형성되며 이는 누설 손실을 야기한다. 이러한 간극은 도3에서 스로틀(도면 부호 53 참조) 표시로 도시된다. 간극을 통해서 흐르는 누설량은 누설 라인(55)을 통해서 배출된다. 상기 실시예에서 누설 라인(55)은 제1 베어링(39)에 연료를 공급한다.
제3 실시예에서는, 압력 조절 밸브(45)로부터 나오며 흡입 스로틀(51)의 유동 하류측으로 연료 공급부(15) 내로 통하는 제어 라인(56)이 제공된다. 과잉된 연료량은 제어 라인(56)을 통해 압력 조절부로부터 공급부(15)로 배출된다.
제1 베어링(39)에는 내부 챔버(38)로부터 연료가 제공된다. 누설 라인(55)으로부터 제2 분기 라인(57)이 나오며, 이는 연료 귀환부(43) 내로 통한다. 제2 분기 라인(57)을 통해 제1 베어링(39)의 윤활량도 배출된다. 제2 분기 라인(57)에는 바이패스-스로틀(59)이 제공될 수 있다.
도4에는 도3에 따른 제3 실시예에 대해 많은 유사성을 갖는, 본 발명에 따른 연료 고압 펌프(1)의 추가의 실시예가 도시된다. 이 실시예에서도 예비 이송 펌프(5)에 누설 라인(55)이 배치된다.
상기 실시예에서도 제1 베어링(39)은 내부 챔버(38)로부터 연료를 제공 받는다. 누설 라인(55)으로부터 제2 분기 라인(57)이 나오며, 이는 연료 귀환부(43) 내로 통한다. 제2 분기 라인(57)을 통해 제1 베어링(39)의 윤활량도 배출된다. 제2 분기 라인(57)에는 바이패스-스로틀(59)이 제공될 수 있다. 이러한 실시예의 경우, 도1에 따른 제1 실시예에서와 마찬가지로, 계량 공급 유닛(19)은 연료 공급 부(15) 내에 배치된다.
도4에 따른 실시예의 경우, 연료 귀환부(43)는 실시예 1, 2에서와 같이 탱크(3) 내로 귀환되는 것이 아니라, 제3 실시예에서와 같이 연료 공급부(15)로, 즉 흡입 스로틀(51)의 유동 상류로 귀환된다.
도5에 따른 제5 실시예의, 도4에 따른 제4 실시예에 대한 실질적인 상이함은, 제5 실시예의 경우 계량 공급 유닛(19)과 선택적인 완충 장치(49)가 연료 귀환부(43) 내에 배치되는 데에 있다. 이 경우 압력 조절 밸브(45)의 피스톤의 운동을 위한 압력 릴리프는 교대로 연료 공급부(15) 또는 연료 귀환부(43)에 연결될 수 있다.
또한 압력 조절 밸브(45)는 특수한 제어 라인(56)을 포함하며, 이는 제3 실시예와 유사하게 흡입 스로틀(51) 전방에서 연료 공급부(15) 내로 통한다.
상기 실시예에서, 연료 귀환부(43)는 귀환 라인(13)에 의해서 탱크(3)로 귀환된다. 연료 고압 펌프(1)의 내부 챔버(38)를 연료 귀환부(43)에 연결하는 제3 분기 라인(63)에는 제2 바이패스-스로틀(61)이 배치된다. 제2 바이패스-스로틀(61)에 대해 직렬로 제3 분기 라인(63)에는 압력 제한 밸브(65)가 제공된다. 압력 제한 밸브(65)는 연료 고압 펌프(1)의 내부 챔버(38) 내의 압력과 연료 귀환부(43) 사이의 사전 설정된 압력 차이가 초과될 때, 제3 분기 라인(63)이 개방되어 과잉된 연료가 내부 챔버(38)로부터 흘러 나올 수 있도록 한다.
도6에 따른 제6 실시예의 경우, 누설 라인(55)은 펌프 하우징의 내부 챔버(38) 내로 통한다. 제1 베어링(39)은 펌프 하우징의 내부 챔버(38)로부터 압력 하의 연료를 제공 받으며, 이어서 연료는 제1 유량 제한 장치(47)를 통해서 유동된 다음 연료 귀환부(63) 내에 도달한다. 상기 실시예에서도 연료 계량 공급 유닛(19)은 연료 귀환부(43) 측에 배치되어, 이미 여러 번 언급한 장점들을 갖지만; 연료 공급부(15) 측에 배치될 수도 있다.
도7에 따른 실시예에서, 예비 이송 펌프(15)는 전기 모터식으로 구동되는 연료 펌프로서 형성되며, 탱크(3)에 근접하게 배치된다. 계량 공급 유닛(19)은 연료 고압 펌프(1)의 연료 공급부측(15)에 배치된다. 압력 조절 밸브(45)의 입력측은 연료 공급부(15)에 연결된다. 압력 조절 밸브(45)의 출력측은 연료 귀환부(43) 내로 통한다. 연료 귀환부(43)에는 제3 분기 라인(63)도 통하며, 제3 분기 라인에는 제2 바이패스-스로틀(49) 뿐만 아니라 예컨대 필터인 완충 장치(49)도 배치된다. 또한 연료 귀환부(43)에는 제1 베어링(39) 및 제1 유량 제한 장치(47)를 통해 유동하는 연료도 배출된다. 이는, 도7에 따른 실시예의 경우, 그 기능 방식이 제1 유량 제한 장치(47)에 상응하는 제2 유량 제한 장치(67)를 구비한 제2 베어링(41)에도 상응하게 적용된다.

Claims (18)

  1. 펌프 하우징, 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)을 통해서 펌프 하우징 내에 지지된 구동 샤프트(35), 구동 샤프트(35)에 대해서 반경 방향으로 배치된 적어도 하나의 펌프 요소(21), 예비 이송 펌프(5)에 의해 연료가 이송되는 연료 공급부(15), 연료 귀환부(43), 펌프 요소(21)의 이송량을 조절하기 위한 계량 공급 유닛(19) 및, 압력 조절 밸브(45)를 구비한, 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프에 있어서,
    압력 조절 밸브(45)가 연료 귀환부(43) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프(도1 내지 도6).
  2. 제1항에 있어서, 제1 베어링(39)은 압력 하에 있는 연료로 윤활되며, 제1 베어링(39)은 연료 공급부(15) 및 연료 귀환부(43)에 유압식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  3. 제3항에 있어서, 제1 유량 제한 장치(47)가 제공되며, 제1 유량 제한 장치(47)는 제1 베어링(39)에 직렬 접속되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  4. 펌프 하우징, 제1 베어링(39) 및 제2 베어링(41)을 통해서 펌프 하우징 내에 지지된 구동 샤프트(35), 구동 샤프트(35)에 대해서 반경 방향으로 배치된 적어도 하나의 펌프 요소(21), 예비 이송 펌프(5)에 의해 연료가 이송되는 연료 공급부(15), 연료 귀환부(43), 펌프 요소(21)의 이송량을 조절하기 위한 계량 공급 유닛(19) 및, 연료 공급부(15) 내에 배치된 압력 조절 밸브(45)를 구비한, 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프에 있어서,
    제1 베어링(39)은 압력 하에 있는 연료로 윤활되며, 제1 베어링(39)은 연료 공급부(15) 및 연료 귀환부(43)에 유압식으로 연결되고, 제1 유량 제한 장치(47)가 제공되며, 제1 유량 제한 장치(47)는 제1 베어링(39)에 직렬 접속되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프(도7).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 계량 공급 유닛(19)은 연료 공급부(15) 내에서 예비 이송 펌프(5)와 연료 고압 펌프(1) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 계량 공급 유닛(19)은 연료 귀환부(43) 내에서 압력 조절 밸브(45)와 연료 고압 펌프(1) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 유량 제한 장치(47)는 유동 방향으로, 제1 베어링(39) 전방 또는 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 베어링(41)은 압력 하의 연료에 의해 윤활되고, 제2 베어링(41)은 연료 공급부(15) 및 연료 귀환부(43)에 유압식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  9. 제8항에 있어서, 제2 유량 제한 장치(67)가 제공되며, 제2 유량 제한 장치(67)는 유동 방향으로 제2 베어링(41)의 전방 또는 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 유량 제한 장치(47) 및/또는 제2 유량 제한 장치(67)는 스로틀 또는 오리 피스로서 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 유량 제한 장치(47) 및/또는 제2 유량 제한 장치(67)는 유동 조절 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 베어링(39)은 압력 하의 연 료로 윤활되며, 제1 베어링(39)은 예비 이송 펌프(5)의 누설 라인(55)으로부터 압력 하의 연료를 제공 받는 것을 특징으로 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프(도7).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 베어링(39) 및/또는 제2 베어링(41)이 슬라이드 베어링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 연결부(15)가 펌프 하우징의 내부 챔버(38) 내로 통하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료 분사 시스템용 연료 고압 펌프.
  15. 예비 이송 펌프(5), 탱크(3), 연료 고압 펌프(1), 커먼-레일(9) 및 적어도 하나의 인젝터를 구비한 엔진용 연료 분사 시스템에 있어서,
    연료 고압 펌프(1)는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 연료 고압 펌프인 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 예비 이송 펌프(5)는 엔진에 의해서 구동되는 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 예비 이송 펌프(5)는 전기 모터에 의해서 구동되는 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 시스템.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 이송 펌프(5)가 베인 셀 펌프로서 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 시스템.
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