KR20100058957A - 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진 - Google Patents

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KR20100058957A
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안길현
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기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진은, 실린더헤드에 장착되고 일측에 캠이 형성된 캠샤프트, 상기 캠샤프트를 지지하는 캠캡과 일체로 형성되어 상기 캠샤프트를 지지하도록 실린더 헤드에 장착되는 어댑터, 상기 어댑터에 장착되어 상기 캠샤프트의 회전에 의해서 연료를 펌핑하는 연료펌프 및 일측은 상기 실린더헤드에 장착되고, 타측은 상기 어댑터와 체결되는 헤드커버를 포함한다.
따라서, 어댑터와 헤드커버 사이에 실링부재가 개재되고, 이들이 볼트 체결됨으로써 실링이 견고하고 고정구조가 개선된다. 아울러, 어댑터와 헤드커버 사이 실링을 위해서 라미네이트 워셔(고무가 코팅된 워셔)가 적용되어 내구성 및 실링구조가 개선된다. 아울러, 연료펌프가 장착되는 어댑터의 상단부 장착면이 설정각도로 경사짐으로써 연료펌프의 조립이 용이하고, 실링구조가 컴팩트 해지는 효과가 있다.
GDI, 가솔린 직분사, 어댑터, 실링부재, 고정볼트, 연료펌프, fuel, pump

Description

연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진{GDI ENGINE THAT IS EQUIPPED WITH FUEL PUMP}
본 발명은 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실링구조 및 조립구조가 개선된 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진에 관한 것이다.
최근, 실린더 내로 가솔린 연료를 직접 분사하는 가솔린 직분사(GDI) 엔진이 연구되고 있고, 이러한 가솔린 직분사 엔진은 희박한 공연비로 작동되어 연료소모가 적다. 또한, 흡입효율이 향상되어 출력은 높다.
가솔린 직분사 엔진은 통상적인 가솔린 엔진보다 높은 압축비를 구현할 수 있고, 출력을 극대화 할 수 있다. 이러한 가솔린 직분사 엔진에서는 가솔린이 고압으로 실린더 내로 직접적으로 분사되며, 이러한 고압 분사를 위한 연료 펌프가 필요하다.
한편, 헤드커버에 연료펌프가 직접장착되는 경우, 강성 확보를 위해서 금속성 헤드커버가 적용되어야 한다. 또한, 연료펌프가 헤드가장자리에 위치하는 경우 캠샤프트, 실린데헤드 및 헤드커버의 길이가 길어져 중량 및 원가가 증가하게 된 다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 중량이 절감되고 결합구조가 견고하며 실링구조가 개선된 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진은, 실린더헤드에 장착되고 일측에 캠이 형성된 캠샤프트, 상기 캠샤프트를 지지하는 캠캡과 일체로 형성되어 상기 캠샤프트를 지지하도록 실린더 헤드에 장착되는 어댑터, 상기 어댑터에 장착되어 상기 캠샤프트의 회전에 의해서 연료를 펌핑하는 연료펌프 및 일측은 상기 실린더헤드에 장착되고, 타측은 상기 어댑터와 체결되는 헤드커버를 포함한다.
상기 어댑터의 상단부 장착면에는 상기 연료펌프를 고정하는 고정볼트가 삽입되는 볼트홀이 형성되고, 상기 장착면은 설정각도로 기울어져 있는 것이 바람직하다. 상기 헤드커버와 상기 어댑터와 접하는 부분에는 실링부재가 개재되며, 상기 실링부재는 상기 어댑터가 장착되는 장착홀 주위로 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 어댑터를 상기 실린더헤드에 고정하는 제1고정볼트 및 상기 어댑터의 장착면이 외부로 돌출되도록 상기 헤드커버에는 장착홀이 형성되고, 상기 헤드커버 와 상기 어댑터를 체결하는 제2고정볼트를 더 포함할 수 있다.
상기 제2고정볼트와 상기 헤드커버 사이 접합면에는 라미네이트 워셔가 개재되는 것이 바람직하다. 상기 어댑터에는, 상기 연료펌프가 장착되는 장착면이 상단부에 형성되고, 상기 장착면 하부에 상기 헤드커버와 상기 어댑터가 밀착되는 밀착면이 형성되며, 상기 밀착면 하부에 상기 어댑터와 상기 실린더헤드를 고정하는 고정볼트가 체결되는 체결면이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1고정볼트는 상기 캠샤프트의 길이 방향으로 양단부에 각각 2곳에 배치되고, 상기 제2고정볼트는 상기 캠샤프트의 길이 방향으로 양단부에 각각 1곳에 배치될 수 있다. 상기 제2고정볼트는 상기 제1고정볼트 사이 상기 어댑터에 체결될 수 있다. 상기 볼트홀은 상기 캠샤프트의 길이방향과 수직하게 교차하는 방향으로 양단에 한 개씩 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진에 의하면, 실링구조가 개선되고 어댑터의 고정구조가 견고하게 설정되어 안정성과 내구성이 향상된다.
어댑터와 헤드커버 사이에 실링부재가 개재되고, 이들이 볼트 체결됨으로써 실링이 견고하고 고정구조가 개선된다. 아울러, 어댑터와 헤드커버 사이 실링을 위해서 라미네이트 워셔(고무가 코팅된 워셔)가 적용되어 내구성 및 실링구조가 개선된다.
연료펌프가 장착되는 어댑터의 상단부 장착면이 설정각도로 경사짐으로써 연 료펌프의 조립이 용이하고, 실링구조가 컴팩트 해지는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 일부 사시도이다.
도 1을 참조하면, 엔진은 실린더헤드(100), 헤드커버(120), 및 어댑터(110)를 포함한다.
상기 실린더헤드(100)의 상부쪽에 상기 헤드커버(120)가 장착되고, 상기 헤드커버(120)와 상기 실린더헤드(100)는 가장자리를 따라서 장착되는 고정볼트에 의해서 서로 고정된다.
상기 어댑터(110)는 상기 실린더헤드(100)에 고정되고, 상기 헤드커버(120)에는 상기 어댑터가 외부로 돌출되는 볼트홀(600, 도 6)이 형성된다.
상기 어댑터(110)의 상단부에는 연료펌프(130)가 장착되는 장착면이 형성되고, 상기 장착면에는 제1볼트홀(140)이 형성된다. 상기 연료펌프(130)는 상기 제1볼트홀(140)에 장착되는 고정볼트에 의해서 상기 어댑터(110)에 견고하게 고정된다.
도시한 바와 같이, 상기 제1볼트홀(110)은 상기 어댑터(110)의 상단부 장착면의 양측에 각각 하나씩 형성된다.
상기 연료펌프(130)는 상기 어댑터(110)를 통해서 삽입된 로드(미도시)에 의 해서 작동되며, 상기 로드(미도시)의 단부에는 상기 캠샤프트(200, 도 2)에 형성된 캠(미도시)에 밀착되는 팔로우어(미도시)가 장착된다. 상기 캠샤프트(200)가 회전함에 따라서 상기 로드가 왕복으로 상하방향으로 움직임으로써 상기 연료펌프(130)는 작동된다.
상기 연료펌프(130)의 구조와 상기 어댑터(110)와의 연결구조는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 일부 분해 사시도이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 상기 실린더헤드(100) 상부쪽에는 일측에서 타측으로 캠샤프트(200)가 배치되고, 상기 캠캡(400)은 고정볼트(222)로 상기 실린더헤드(100)에 고정되어 상기 캠샤프트(200)를 견고하게 지지한다. 여기서, 상기 캠샤프트(200)는 상기 캠캡(400)에 지지된 상태로 회전하게 된다.
상기 어댑터(110)는 두 개의 캠캡과 일체형으로 형성되고, 상기 어댑터(110)의 상단부 상기 장착면에는 상기 캠샤프트(200)의 길이방향과 수직으로 교차하는 방향으로 상기 제1볼트홀(140)이 양측에 두 개가 형성된다.
캠캡 일체형 상기 어댑터(110)를 상기 실린더헤드(100)에 장착하는 상기 제1고정볼트(220)는 상기 캠샤프트(200)의 길이방향으로 양단부에 각각 2개씩 배치된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 어댑터(110)와 상기 헤드커버(120)가 체결되도록 상기 어댑터(110)에는 제2볼트홀(305)이 형성된다. 상기 제2볼트홀(305)은 상기 캠샤프트(200)의 길이방향으로 양단부에 각각 한 개씩 형성되고, 상기 제2볼트홀(305)은 서로 인접한 상기 제1고정볼트(220) 사이 중간에 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 어댑터(110)에서 상기 캠샤프트(200)의 길이방향 양단에는 상기 제2볼트홀(305)이 형성되고, 상기 제2볼트홀(305)과 대응하여 상기 헤드커버(120)에는 제3볼트홀(310)이 형성된다.
여기서, 상기 제2,3볼트홀(305, 310)로 제2고정볼트(300)가 삽입되고, 상기 제2고정볼트(300)는 상기 헤드커버(120)와 상기 어댑터(110)를 서로 견고하게 고정한다.
상기 제2고정볼트(300)와 상기 헤드커버(120)가 밀착되는 부분에는 라미네이트워셔(310)가 장착되어 이들의 밀봉력과 견고함을 향상시킨다.
도 2를 참조하면, 상기 실린더헤드(100)의 상부측에는 상기 캠샤프트(200)가 장착되고, 상기 캠샤프트(200)는 캠캡 일체형 상기 어댑터(110)에 의해서 상기 제1고정볼트(220)로 상기 실린더헤드(100)에 견고하게 지지된다.
상기 실린더헤드(100)에는 상기 헤드커버(120)가 장착되고, 상기 실린더헤드(100)와 상기 헤드커버(120) 사이에는 제1실링부재(205)가 개재된다. 아울러, 상기 헤드커버(120)와 상기 어댑터(110)가 밀착되는 부분에는 제2실링부재(210)가 개재된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 어댑터(110)는 상기 제1고정볼트(220)에 의해서 상기 실린더헤드(100)에 고정되어 상기 캠샤프트(200)를 지지하고, 상기 헤드커버(120)는 상기 어댑터(110)를 상기 실린더헤드(100) 측으로 지지하여 상기 어댑터(110)의 견고함을 더욱 향상시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트의 어댑터의 사시도 및 측면도이다.
전술한 내용 및 도 5를 참조하면, 상기 어댑터(110)의 상단에는 상기 연료펌프(130)가 장착되는 장착면(510)이 형성되고, 상기 장착면(510)에는 상기 제1볼트홀(140)이 형성된다. 여기서, 상기 제1볼트홀(140)은 상기 캠샤프트(200)의 길이방향과 직교하는 방향으로 양단에 한 개씩 형성된다.
상기 헤드커버(120)와 상기 어댑터(110)가 서로 밀착되도록 상기 어댑터(110)에는 상기 장착면(510) 하부에 밀착면(520)이 형성되고, 고정볼트(300, 도 3)로 체결되도록 상기 밀착면(520)에는 제2볼트홀(305)이 형성된다. 여기서, 상기 제2볼트홀(305)은 상기 캠샤프트(200)의 길이방향으로 양단에 한 개씩 형성된다.
상기 어댑터(110)에는 상기 밀착면(520) 하부에 체결면(530)이 형성되고, 상기 체결면(530)에는 상기 어댑터(110)를 상기 실린더헤드(100)에 고정하도록 제4볼트홀(500)이 형성되고, 상기 제4볼트홀(500)에는 제1고정볼트(220, 도 4)가 체결된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제4볼트홀(500)은 상기 캠샤프트(200)의 길이방향으로 양단에 각각 두 개씩 형성된다. 아울러, 서로 인접한 상기 제4볼트홀(500) 사이에 제2볼트홀(305)이 배치된다.
도 5의 아래 사시도를 참조하면, 상기 어댑터(110)의 상단부 상기 장착면(510)은 수평면에 대해서 소정각도(A) 기울어져 있다. 상기 소정각도(A)는 예를 들어, 7ㅀ로 설정될 수 있다. 상기와 같은 구조로 인하여 상기 연료펌프(130)를 장착하는 것이 용이하고, 실링구조가 컴팩트해진다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 헤드커버의 일부 저면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 헤드커버(120)에는 상기 어댑터(110)의 상기 장착면(510, 도 5)이 외부로 돌출되도록 장착홀(600)이 형성되고, 상기 장착홀(600) 주위로 상기 헤드커버(120)의 일면에 제2실링부재(210)가 배치된다.
상기 제3볼트홀(305)은 상기 장착홀(600)를 중심으로 양측에 배치되고, 상기 헤드커버(120)의 가장자리에는 고정볼트가 삽입되는 제5볼트홀(605)이 형성된다. 실링구조가 개선되고 어댑터의 고정구조가 견고하게 설정되어 안정성과 내구성이 향상된다.
어댑터와 헤드커버 사이에 실링부재가 개재되고, 이들이 볼트 체결됨으로써 실링이 견고하고 고정구조가 개선된다. 아울러, 어댑터와 헤드커버 사이 실링을 위해서 라미네이트 워셔(고무가 코팅된 워셔)가 적용되어 내구성 및 실링구조가 개선된다.
연료펌프가 장착되는 어댑터의 상단부 장착면이 설정각도로 경사짐으로써 연료펌프의 조립이 용이하고, 실링구조가 컴팩트 해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 연료펌프(130)가 장착되는 상기 어댑 터(110)가 캠캡과 일체형으로 형성됨으로써 강성이 높아서, 상기 헤드커버(120)를 강성이 낮은 플라스틱으로 제작할 수 있다. 따라서, 엔진의 중량이 감소하고 생산비가 절약된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트의 어댑터의 사시도 및 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진의 헤드커버의 일부 저면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 실린더헤드
110: 어댑터
120: 헤드커버
130: 연료펌프
140, 310, 305, 500, 605: 장착홀
200: 캠샤프트
205, 210: 실링부재
220, 222, 300, 305: 고정볼트
310: 워셔
400: 캠캡
510: 장착면
520: 밀착면
530: 체결면
600: 장착홀

Claims (10)

  1. 실린더헤드에 장착되고 일측에 캠이 형성된 캠샤프트;
    상기 캠샤프트를 지지하는 캠캡과 일체로 형성되어 상기 캠샤프트를 지지하도록 실린더 헤드에 장착되는 어댑터;
    상기 어댑터에 장착되어 상기 캠샤프트의 회전에 의해서 연료를 펌핑하는 연료펌프; 및
    일측은 상기 실린더헤드에 장착되고, 타측은 상기 어댑터와 체결되는 헤드커버; 를 포함하는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 어댑터의 상단부 장착면에는 상기 연료펌프를 고정하는 고정볼트가 삽입되는 볼트홀이 형성되고, 상기 장착면은 설정각도로 기울어져 있는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 헤드커버와 상기 어댑터와 접하는 부분에는 실링부재가 개재되며, 상기 실링부재는 상기 어댑터가 장착되는 장착홀 주위로 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 어댑터를 상기 실린더헤드에 고정하는 제1고정볼트; 및
    상기 어댑터의 장착면이 외부로 돌출되도록 상기 헤드커버에는 장착홀이 형성되고, 상기 헤드커버와 상기 어댑터를 체결하는 제2고정볼트를 더 포함하는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2고정볼트와 상기 헤드커버 사이 접합면에는 라미네이트 워셔가 개재되는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 어댑터에는,
    상기 연료펌프가 장착되는 장착면이 상단부에 형성되고, 상기 장착면 하부에 상기 헤드커버와 상기 어댑터가 밀착되는 밀착면이 형성되며, 상기 밀착면 하부에 상기 어댑터와 상기 실린더헤드를 고정하는 고정볼트가 체결되는 체결면이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1고정볼트는 상기 캠샤프트의 길이 방향으로 양단부에 각각 2곳에 배치되고, 상기 제2고정볼트는 상기 캠샤프트의 길이 방향으로 양단부에 각각 1곳에 배치되는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2고정볼트는 상기 제1고정볼트 사이 상기 어댑터에 체결되는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 볼트홀은 상기 캠샤프트의 길이방향과 수직하게 교차하는 방향으로 양단에 한 개씩 형성되는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
  10. 실린더헤드에 장착되고 일측에 캠이 형성된 캠샤프트;
    상기 캠샤프트를 지지하는 캠캡과 일체로 형성되어 상기 캠샤프트를 지지하도록 실린더 헤드에 장착되는 어댑터;
    상기 어댑터에 장착되어 상기 캠샤프트의 회전에 의해서 연료를 펌핑하는 연료펌프; 및
    일측은 상기 실린더헤드에 장착되고, 타측은 상기 어댑터와 체결되는 헤드커버; 를 포함하고,
    상기 어댑터의 장착면이 외부로 돌출되도록 상기 헤드커버에는 장착홀이 형성되고, 상단부 장착면은 설정각도로 기울어져 있으며,
    상기 어댑터에는,
    상기 헤드커버의 장착홀 가장자리와 밀착되는 상기 어댑터의 밀착면이 상기 장착면 하부에 형성되며, 상기 밀착면 하부에 상기 어댑터와 상기 실린더헤드가 밀착되어 체결되는 체결면이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료펌프세트를 구비한 가솔린 직분사 엔진.
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