KR20110062122A - High pressure fuel pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고압 연료 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단속성 및 소음개선의 효과를 갖는 고압 연료 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a high pressure fuel pump, and more particularly to a high pressure fuel pump having the effect of interruption and noise improvement.
일반적으로 가솔린 엔진에서 연비 및 성능을 개선하기 위하여 가솔린 직접 분사 (gasoline direct injection; GDI) 기술이 개발되고 있다. 공기/연료 혼합기(air/fuel mixture)의 흡입/압축/점화/폭발/배기 과정에 의해 동력을 발생하는 통상의 가솔린 엔진의 연소 과정에 비하여, GDI 엔진에서는 공기만을 흡입하여 압축한 후 연료를 분사하게 된다. 이러한 방식은 디젤 기관의 압축 착화 방식과 유사하다. In general, gasoline direct injection (GDI) technology is being developed to improve fuel economy and performance in gasoline engines. Compared to the combustion process of a conventional gasoline engine that generates power by intake / compression / ignition / explosion / exhaust of an air / fuel mixture, the GDI engine inhales and compresses only air and injects fuel. Done. This method is similar to the compression ignition method of a diesel engine.
따라서, GDI엔진에서는 통상적인 가솔린 엔진의 압축비(compression ratio)의 한계를 넘는 높은 압축비를 구현할 수 있고, 따라서, 연비의 극대화를 도모할 수 있다. 이러한 GDI엔진에서 고압의 연료압력은 매우 중요한 요소가 되며, 이를 위하여 고성능의 연료 펌프가 필요하게 된다. Therefore, in the GDI engine, it is possible to realize a high compression ratio that exceeds the limit of the compression ratio of a conventional gasoline engine, thereby maximizing fuel economy. In such a GDI engine, high pressure fuel pressure is a very important factor, and a high performance fuel pump is required for this purpose.
그런데, 통상적으로 이러한 연료 펌프는 캠(cam)에 의해 태핏(tappet)을 구동하는 기계적 구동방식을 사용하고 있으며, 높은 압력으로 연료를 압축해야 하므 로 연료 펌프 내부에서 마찰이 크게 작용하게 된다. However, such a fuel pump typically uses a mechanical driving method of driving a tappet by a cam, and since the fuel must be compressed at a high pressure, friction is largely operated in the fuel pump.
특히, 상기 연료 펌프의 내부에 장착되는 밸브류는 연료의 흐름을 지속적으로 단속 및 개방을 하기 위하여 개폐를 반복하므로 펌프 하우징 내부에서 영구적인 접촉 및 충돌로 인하여 소음이 발생되는 문제를 초래한다.In particular, the valves mounted inside the fuel pump repeatedly open and close to continuously control and open the flow of fuel, thereby causing a problem of noise generated due to permanent contact and collision inside the pump housing.
따라서, GDI엔진에서 연료를 압축하기 위한 연료 펌프의 윤활장치에 관한 연구는 GDI엔진의 내구성 및 성능 개선에 매우 중요한 역할을 하게 된다. Therefore, the study of the lubricator of the fuel pump for compressing fuel in the GDI engine plays a very important role in improving the durability and performance of the GDI engine.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 단속성 및 소음개선의 효과를 갖는 고압 연료 펌프를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a high pressure fuel pump having the effect of interruption and noise improvement.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고압 연료 펌프는 실린더에 왕복운동을 가능하게 하는 플런저가 구동 부재에 의하여 구동되고, 그 플런저의 왕복이송운동에 의하여 가압실의 용적이 변화됨과 동시에 연료를 가압하며, 가압되는 정도가 전자 밸브에 의해 조절되는 고압 연료 펌프에 있어서, 상기 가압실로 연료를 공급하기 위한 연료 공급 통로, 상기 연료 공급 통로로 공급되는 연료의 양을 제어하는 흡입 밸브, 상기 흡입 밸브의 일단을 지지하고, 스토퍼 홀을 갖는 스토퍼 및 상기 가압실로부터 연료가 배출되는 연료 토출 통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the high pressure fuel pump according to the embodiment of the present invention for achieving this object, a plunger for reciprocating the cylinder is driven by a driving member, and the volume of the pressure chamber is changed by the reciprocating movement of the plunger. A high pressure fuel pump for pressurizing fuel and adjusting the pressure by a solenoid valve, comprising: a fuel supply passage for supplying fuel to the pressurizing chamber, an intake valve for controlling an amount of fuel supplied to the fuel supply passage, And a fuel discharge passage through which a fuel is discharged from the pressurizing chamber and a stopper having one end of the intake valve and having a stopper hole.
또한, 상기 흡입 밸브와 하우징 접촉부가 원추형의 경사면 형상을 갖도록 함으로써 연료의 흡입 방향으로의 유동에 저항이 저감되는 것을 특징으로 한다.In addition, the intake valve and the housing contact portion is characterized by reducing the resistance to the flow of the fuel in the suction direction by having a conical inclined surface shape.
또한, 상기 전자 밸브는 상기 솔레노이드를 이용하여 상기 가압실에서의 연료압력이 상승되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solenoid valve is characterized in that for controlling the fuel pressure in the pressure chamber is increased by using the solenoid.
또한, 상기 스토퍼 홀은 상기 스토퍼의 테두리를 따라 절개되어 복수개로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the stopper hole is cut along the edge of the stopper is characterized in that formed in a plurality.
또한, 상기 흡입 밸브는 그 내부에 구비되는 탄성 부재에 의하여 상기 연료 공급 통로로부터 공급받는 연료를 차단하는 방향으로 탄성지지되는 것을 특징으로 한다.In addition, the intake valve is elastically supported in the direction to block the fuel supplied from the fuel supply passage by the elastic member provided therein.
또한, 상기 흡입 밸브와 상기 연료 공급 통로 사이에는 상호 면접촉되는 밸브 시트가 형성되고, 이러한 밸브 시트는 원추형의 경사면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, between the intake valve and the fuel supply passage is formed a valve seat which is in surface contact with each other, the valve seat is characterized in that the conical inclined surface shape.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고압 연료 펌프에 의하면, 흡입 밸브가 닫힐 때, 흡입 밸브와 밸브 시트의 접촉면이 원주방향으로 경사면 형태를 갖기 때문에, 단속성이 우수하며 상기 접촉면의 접촉 순간까지 극소량의 유체가 접촉면 사이에 존재하며 급격한 금속끼리의 충돌을 방지하는 댐퍼 역할을 하므로 소음 개선효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the high-pressure fuel pump according to the present invention, when the intake valve is closed, since the contact surface of the intake valve and the valve seat has an inclined surface shape in the circumferential direction, the intermittence is excellent and a very small amount up to the moment of contact of the contact surface. Since the fluid exists between the contact surfaces and acts as a damper to prevent sudden metal collisions, noise improvement can be obtained.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a high pressure fuel pump according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프의 요부를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating main parts of a high pressure fuel pump according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 사시도이다.3 is a perspective view of FIG. 2.
여기에서 사용되는 엔진은 통상적으로 적용되는 기술구성으로서 당업자라면 이해할 수 있는 구성이므로 이러한 기본적인 구성은 본래 목적 상 도면에 도시하지 않았지만, 이에 대하여 개략적인 설명을 하도록 한다.Since the engine used herein is a configuration generally understood by those skilled in the art as a technical configuration to be applied, such a basic configuration is not shown in the drawings for the purpose of the present invention, but a schematic description thereof will be provided.
통상적으로 엔진은 크랭크 실을 갖는 크랭크 케이스, 실린더 보어를 구비하는 실린더 블록, 연소실 및 상기 연소실에 개구되는 흡/배기 포트를 포함한다.The engine typically includes a crankcase with a crank seal, a cylinder block with a cylinder bore, a combustion chamber and an intake / exhaust port opening in the combustion chamber.
여기서, 상기 엔진의 저면에는 연료 탱크가 배치될 수 있다.Here, the fuel tank may be disposed on the bottom of the engine.
상기 실린더 블록의 상측으로 일체로 결합됨으로써 연소실이 이루어지도록 실린더 헤드가 구비되고, 상기 크랭크 케이스에는 상기 실린더 블록의 하단에 볼트 등의 결합 부재로 체결된다.The cylinder head is provided to be integrally coupled to the upper side of the cylinder block to form a combustion chamber, and the crankcase is fastened to a lower end of the cylinder block by a coupling member such as a bolt.
상기 크랭크 케이스는 중심부에 대하여 양측으로 각각 절반으로 분할되며, 볼트에 의해 결합된다.The crankcase is divided into two halves on both sides with respect to the central part, and are joined by bolts.
상기 크랭크 실에 수용되는 크랭크 샤프트는 그 사이에 개재되는 볼 베어링을 매개로 하여 회전되고 상기 크랭크 샤프트는 상기 실린더 보어에 수용되는 피스톤에 커넥팅 로드를 통하여 연결된다.The crankshaft received in the crank seal is rotated via a ball bearing interposed therebetween and the crankshaft is connected via a connecting rod to a piston received in the cylinder bore.
상기 크랭크 샤프트의 외주면이 밀착되어 긴밀성을 확보하기 위하여 상기 베어링의 주변에 오일 실(oil seal)이 더 설치될 수 있고, 상기 실린더 블록과 상기 크랭크 케이스의 연결부 사이에 가스켓(gasket)이 개재된다.An oil seal may be further installed in the periphery of the bearing in order to secure the close contact with the outer circumferential surface of the crankshaft, and a gasket is interposed between the cylinder block and the connection portion of the crankcase.
한편, 상기 실린더 헤드의 외측으로 연장되는 배기 매니폴드가 형성된다.On the other hand, an exhaust manifold is formed which extends outside of the cylinder head.
이러한 배기 매니폴드는 배기가스를 배출시키는 기능을 하게 된다.This exhaust manifold serves to exhaust the exhaust gas.
또한, 상기 엔진을 가로질러 앞뒤로 균등하게 구획되도록 격벽이 연장형성된다.In addition, the partition wall is formed to be evenly divided back and forth across the engine.
이때, 구획 중에 앞부분은 배기 시스템을 포함하고, 상기 엔진의 뒷부분은 흡기 매니폴드와 같은 흡기 시스템을 포함한다.The front part of the compartment then comprises an exhaust system and the rear part of the engine comprises an intake system such as an intake manifold.
그리고, 상기 실린더 헤드에 형성되는 연소실은 점화 플러그, 적어도 2개의 흡기 밸브 및 적어도 2개의 배기 밸브를 포함한다.The combustion chamber formed in the cylinder head includes a spark plug, at least two intake valves and at least two exhaust valves.
상기 흡기 밸브와 배기 밸브는 각각 흡기 포트와 배기 포트를 개폐시키기 위해 실린더 보어의 축방향에 대하여 평행하도록 실린더 헤드에 설치한다.The intake valve and the exhaust valve are installed in the cylinder head so as to be parallel to the axial direction of the cylinder bore to open and close the intake port and the exhaust port, respectively.
이때, 상기 흡기 밸브와 배기 밸브는 후술하는 밸브 구동장치에 의해 구동된다.At this time, the intake valve and the exhaust valve are driven by a valve drive device described later.
여기서, 상기 실린더 헤드는 외주면 상에 복수개의 캠 및 연료 펌프 구동용 캠을 갖는 캠 샤프트가 수직방향으로 배치되도록 함으로써 후측에 구획되는 벽을 형성한다.Here, the cylinder head forms a wall partitioned on the rear side by having a cam shaft having a plurality of cams and a fuel pump driving cam disposed vertically on an outer circumferential surface thereof.
상기 캠 샤프트는 상단 및 하단에 위치하는 저널부를 구비하고 저널부는 베어링 장치에 의해 지지된다.The camshaft has journal portions located at the top and bottom thereof and the journal portion is supported by a bearing device.
또한, 상기 캠 샤프트의 상단은 캠 샤프트 풀리에 고정된다.In addition, the upper end of the cam shaft is fixed to the cam shaft pulley.
또한, 흡기 및 배기 밸브르르 구동하기 위한 밸브 로커암을 지지하는 로커암 샤프트가 상기 캠 샤프트에 근접하여 배치된다.In addition, a rocker arm shaft supporting a valve rocker arm for driving intake and exhaust valves is disposed in proximity to the cam shaft.
상기 로커 암 샤프트는 상기 캠 샤프트에 평행하도록 수직으로 연장되고, 상기 캠 샤프트로부터 이격되어 공간을 형성한다.The rocker arm shaft extends vertically parallel to the cam shaft and is spaced apart from the cam shaft to form a space.
상기 밸브 로커 암은 상기 흡기 및 배기 밸브를 제어할 수 있도록 배치되고, 상기 로커 암 샤프트에 의해 피벗 지지된다.The valve rocker arm is arranged to control the intake and exhaust valves and is pivotally supported by the rocker arm shaft.
즉, 전술한 바와 같이 상기 캠 샤프트, 상기 캠, 상기 밸브 로커 람, 흡기/배기 밸브는 밸브 구동 장치로서 상호 작동하게 된다.That is, as described above, the camshaft, the cam, the valve rocker ram, and the intake / exhaust valve operate as a valve driving device.
따라서, 상기 캠 샤프트의 동일 축 상에 연료 펌프 구동용 캠에 의해서 연료 펌프의 내부에 장착되어 있는 태핏 롤러 및 태핏을 수직 왕복 운동할 수 있도록 구동하게 된다.Therefore, the tappet roller and the tappet mounted in the fuel pump are driven by the fuel pump driving cam on the same axis of the cam shaft so as to vertically reciprocate.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프를 도 1 내지 도 3를 참조하여 상세하게 설명한다.A high pressure fuel pump according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프는 펌프 하우징(100), 실린더(110), 플런저(120), 전자 밸브(200), 연료 공급 통로(130), 흡입 밸브(300) 및 연료 토출 통로(150)를 포함한다.1 to 3, the high pressure fuel pump according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 연료 펌프는 저압인 리프트 펌프(미도시)에 의해 연료 탱크(미도시)로부터 송출된 연료를, 예를 들면, GDI엔진의 인젝터로 고압으로 송출하기 위한 것이다.Here, the fuel pump is for delivering the fuel discharged from the fuel tank (not shown) by a low pressure lift pump (not shown), for example, to the injector of the GDI engine at high pressure.
상기 펌프 하우징(100)의 내부에는 원통형상의 내부공간을 형성하는 실린더(110)가 형성된다.The
이러한 실린더(110) 내벽을 따라 수직왕복운동하는 플런저(120)가 구비된다.The
상기 플런저(120)는 전술한 바와 같이 플런저 스프링(121)에 의해 탄성지지됨과 동시에 연료 펌프 구동용 캠에 의해서 수직 상하 왕복운동을 하게 된다.As described above, the
상기 플런저(120)에 의해 가압되는 공간인 가압실(160)이 형성된다.The pressurizing
이러한 가압실(160)로 연료가 흡입되는데, 가압실(160)과 연통되는 연료 공급 통로(130)가 형성된다.The fuel is sucked into the
이때, 상기 연료 공급 통로(130)로부터 공급되는 연료의 양을 제어하기 위한 전자 밸브(200)가 구비된다.At this time, the
상기 전자 밸브(200)는 내부에 솔레노이드 밸브(220)가 적용될 수 있다.The
상기 솔레노이드 밸브(220)는 내부에서 탄성 부재(미도시)에 의해 탄성 지지되는 로드(210)가 왕복운동을 함으로써 상기 연료의 양을 제어하게 된다.The
또한, 상기 로드(210)의 일단에는 밸브 스프링(310)에 의해 탄성 지지되는 흡입 밸브(300)가 설치된다.In addition, an
상기 흡입 밸브(300)는 상기 연료 공급 통로(130)의 개폐를 제어하게 되며, 흡입 밸브(300)가 폐쇄되는 방향으로 상기 펌프 하우징(100)에는 밸브 시트(170)가 형성된다.The
상기 흡입 밸브(300)가 폐쇄될 때, 상기 밸브 시트(170)에 밀착되도록 형성되는데, 접촉되는 면은 원추형의 경사면을 갖도록 형성한다.When the
또한, 상기 흡입 밸브(300)의 타단에는 스토퍼(320)가 밀착 고정된다.In addition, the
즉, 상기 경사면 접촉 형상을 갖는 흡입 밸브(300)를 사용함으로써 상기 플런저(120)의 하강 시, 밸브 스프링(310)이 수축되며 스토퍼 홀(321)을 통하여 연료가 가압실(160)로 유입되며, 요구되는 압력을 형성하기 위하여 상기 플런저(120) 상승시의 소정 시점에 상기 솔레노이드 밸브(220)를 작동하여서 상기 흡입 밸브(300)를 단속함으로써 상기 가압실(160)에서 연료 압력의 상승 작용이 수행될 수 있도록 한다.That is, by using the
또한, 상기 흡입 밸브(300)와 펌프 하우징(100)의 접촉부가 원추형 경사면 형상을 갖게 함으로써, 상기 연료의 흡입 방향에 대한 유동저항이 감소된다.In addition, by making the contact portion of the
따라서, 상기 흡입 밸브(300)를 폐쇄하는 과정에서 상기 접촉면 사이의 연료가 밀려나는 작용으로 인하여 누수가 없는 단속을 함과 동시에 접촉시에 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.Therefore, due to the action of fuel being pushed out between the contact surfaces in the process of closing the
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프의 작동을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the high-pressure fuel pump according to an embodiment of the present invention configured as described above in detail as follows.
우선, 상기 플런저(120)가 하강하면 압력차이로 인하여 흡입 밸브(300)가 도면 상에서 오른쪽으로 이동하며 스토퍼(320) 위치까지 이동한다.First, when the
상기 스토퍼(320)의 가장자리에는 스토퍼 홀(321)이 위치하여 밸브 시트(170)와 접촉한 상태에서도 연료의 가압실(160)로의 흡입이 가능하다.The
이때, 상기 밸브 스프링(310)은 수축되며 플런저(120)가 하강운동을 하는 동안 지속적으로 연료가 가압실(160)로 흡입된다.In this case, the
한편, 상기 플런저(120)가 상승하면 가압실(160)의 압력이 상승하므로, 상기 흡입 밸브(300)의 단속 시점이 아닌 상태에서는 솔레노이드 밸브(220)에 전류를 인가하여 강제로 흡입 밸브(300)가 열려 있는 상태를 유지한다.On the other hand, when the
이때, 연료는 재차 연료 공급 통로(130)측으로 역류하는 과정을 수행한다.At this time, the fuel flows back to the
상기와 같이 흡입 밸브(300)의 단속 시점(가압해야 할 시점)이 되면 인가되었던 전류를 해제하여 가압실(160) 압력과 밸브 스프링(310)의 복원력의 합력으로 인하여 상기 흡입 밸브(300)는 본래의 위치로 빠르게 돌아가면 플런저(120)의 상승으로 상기 가압실(160)의 용적이 지속적으로 감소함으로써 연료의 압력이 상승하기 시작한다.As described above, when the interruption time (time to be pressed) of the
상기 흡입 밸브(300)가 폐쇄될 때, 상기 흡입 밸브(300)와 펌프 하우징(100)의 접촉면인 밸브 시트(170)가 원주 방향으로 경사면 형태를 갖기 때문에 상기 연료의 단속성이 우수하며, 상기 흡입 밸브(300)와 상기 펌프 하우징(100)의 접촉 순간까지 극소량의 연료가 접촉면 사이에 존재하며 급격한 금속간의 충돌을 방지하는 댐퍼의 역할을 수행함으로써 소음 개선의 효과를 갖게 된다.When the
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and easily changed and equalized by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. It includes all changes to the extent deemed acceptable.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a high pressure fuel pump according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 고압 연료 펌프의 요부를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating main parts of a high pressure fuel pump according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 사시도이다.3 is a perspective view of FIG. 2.
* 도면에 사용된 주요부분 부호설명 ** Explanation of Major Parts Used in Drawings *
100: 펌프 하우징 110: 실린더100: pump housing 110: cylinder
120: 플런저 121: 플런저 스프링120: plunger 121: plunger spring
130: 연료 공급 통로 150: 연료 토출 통로130: fuel supply passage 150: fuel discharge passage
160: 가압실 170; 밸브 시트160: pressurizing
200: 전자 밸브 210: 로드200: solenoid valve 210: rod
220: 솔레노이드 밸브 300: 흡입 밸브220: solenoid valve 300: suction valve
310: 밸브 스프링 320: 스토퍼310: valve spring 320: stopper
321: 스토퍼 홀321: stopper hole
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090118712A KR20110062122A (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | High pressure fuel pump |
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KR1020090118712A KR20110062122A (en) | 2009-12-02 | 2009-12-02 | High pressure fuel pump |
Publications (1)
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ID=44396362
Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101244846B1 (en) * | 2011-06-21 | 2013-03-19 | (주)모토닉 | High presure fuel pump for direct injection type gasoline engine |
KR101361612B1 (en) * | 2012-09-19 | 2014-02-13 | (주)모토닉 | Flow control valve and high pressure fuel pump for direct injection type gasoline engine with the same |
-
2009
- 2009-12-02 KR KR1020090118712A patent/KR20110062122A/en not_active Application Discontinuation
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KR101361612B1 (en) * | 2012-09-19 | 2014-02-13 | (주)모토닉 | Flow control valve and high pressure fuel pump for direct injection type gasoline engine with the same |
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