KR20140009580A - 고압 연료 펌프 조립체 및 펌핑 플런저 - Google Patents

고압 연료 펌프 조립체 및 펌핑 플런저 Download PDF

Info

Publication number
KR20140009580A
KR20140009580A KR1020137033367A KR20137033367A KR20140009580A KR 20140009580 A KR20140009580 A KR 20140009580A KR 1020137033367 A KR1020137033367 A KR 1020137033367A KR 20137033367 A KR20137033367 A KR 20137033367A KR 20140009580 A KR20140009580 A KR 20140009580A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plunger
pumping
high pressure
pumping plunger
delivery means
Prior art date
Application number
KR1020137033367A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101559335B1 (ko
Inventor
크리스티안 로수
라이너 조라쉬
Original Assignee
델피 테크놀로지스 홀딩 에스.에이.알.엘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 델피 테크놀로지스 홀딩 에스.에이.알.엘 filed Critical 델피 테크놀로지스 홀딩 에스.에이.알.엘
Publication of KR20140009580A publication Critical patent/KR20140009580A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101559335B1 publication Critical patent/KR101559335B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M39/00—Arrangements of fuel-injection apparatus with respect to engines; Pump drives adapted to such arrangements
    • F02M39/005—Arrangements of fuel feed-pumps with respect to fuel injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/442—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means preventing fuel leakage around pump plunger, e.g. fluid barriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

내연기관에 사용되는 고압 연료 펌프 조립체(200)가 개시된다. 상기 연료 펌프 조립체(200)는, 플런저 펌핑 스트로크 동안에 펌프 챔버(220) 내의 연료를 가압하는 펌핑 플런저(201)로서, 플런저 보어(216) 내에 슬라이딩 가능하게 수용되는 펌핑 플런저(201); 구동부와 함께 작동가능한 라이더 부재(206); 및 상기 라이더 부재(206)로부터 상기 펌핑 플런저(201)로 구동을 전하는 계면 부재(250)로서, 상기 라이더 부재(206)와 함께 작동가능한 계면 측부(256)를 갖는 계면 부재(250)를 포함한다. 상기 펌핑 플런저(201)는 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 펌핑 플런저(201)의 하나 이상의 접촉면(227, 238)으로 연료를 전달하는 유체 전달 수단(228, 230, 232, 234, 236)을 포함하여, 상기 접촉면(227, 238)을 윤활시킨다.

Description

고압 연료 펌프 조립체 및 펌핑 플런저{IMPROVEMENTS TO FUEL PUMPS}
본 발명은 내연기관의 커먼레일 연료 분사 시스템에 사용되기에 적합한 펌프 조립체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 전용은 아니지만, 고압 연료 펌프용으로 개선된 펌핑 플런저와, 엔진 구동식 캠 또는 달리 적절한 구동 배열체에 의해 구동되는 하나 이상의 펌핑 플런저를 갖는 타입의 개선된 연료 펌프에 관한 것이다.
레이디얼 펌프 설계의 커먼레일 연료 펌프에 대한 예로서, 예컨대 EP-B-1 705368호 및 EP-A-2050952호가 공지되어 있다. 첨부한 도면 중 도 1은 하나의 공지된 레이디얼 연료 펌프의 단면도로서, 이는 종래기술을 도시하도록 기술될 것이다.
도 1의 펌프(100)는 엔진 구동식 캠(104) 주위에 등각도로 이격된 위치에 배치된 3개의 펌핑 플런저(102)를 포함한다. 각각의 플런저(102)는 해당하는 펌프 헤드(107)의 하우징(101a) 내에 제공된 플런저 보어(106) 내에 장착된다. 펌프 헤드(107)는 펌프(100)의 메인 펌프 하우징(108)에 장착된다.
사용시에 캠(104)이 구동됨에 따라, 플런저(102)는 그 보어(106) 내에서 단계적이고 사이클식으로 왕복 운동하게 된다. 플런저(102)가 왕복 운동함에 따라, 각각의 플런저는 관련된 플런저 보어(106)의 일단부에 형성된 펌프 챔버(109) 내의 연료를 가압하게 된다. 펌프 챔버로부터 공통 고압 공급 라인(미도시)으로의 연료 전달은 전달 밸브(미도시)에 의해 제어된다. 고압 라인은 커먼레일 연료 시스템의 인젝터 하류로의 전달을 위해 커먼레일 또는 다른 어큐뮬레이터 용적부에 연료를 공급한다.
캠(104)은 각각의 플런저(102)를 위한 복수의 평탄부(112)을 구비한 캠 링 또는 캠 라이더(110)를 가진다. 태핏(114)의 형태인 중간 부재는 캠 라이더(110) 상의 평탄부(112) 각각과 함께 작동하며 관련된 플런저(102)에 결합함으로써, 태핏(114)이 캠(104)의 터닝 시에 구동됨에 따라, 플런저(102)에 구동이 전해진다. 각각의 태핏(114)이 반경방향 외측으로 구동됨에 따라, 해당하는 플런저(102)는 펌프 챔버의 용적을 감소시키도록 구동된다. 펌핑 사이클의 이와 같은 부분은 플런저(102)의 펌핑 스트로크(pumping stroke)로서 지칭되며, 그 동안에는 관련된 펌프 챔버 내의 연료가 비교적 높은 레일로 가압된다.
라이더(110)가 태핏(114)에 구동을 축방향으로 전하도록 캠(104) 위로 라이딩함에 따라, 각각의 태핏(114)의 베이스면은 라이더(110)의 관련된 평탄부(112)의 공동 작동 영역 위에서 측방향으로 평행이동하게 된다. 라이더(110)에 대한 태핏(114)의 평행이동은 태핏(114)과 라이더(110)의 마찰 마모를 야기한다.
라이더(110)는 작동 동안에 그 축 상에서 터닝하는 경향이 있으므로, 평탄부(112)는 해당하는 펌핑 플런저(102)의 축에 대해 수직하게 멀어지도록 이동하는 경향이 있다. 이는 태핏(114)의 베이스면이 평탄부를 경사진 각도로 만나는 경향이 있음을 의미한다. 이는 태핏(114)과 라이더(110) 사이에 에지 접촉을 일으켜서, 마찰 마모에 대한 문제점을 악화시킬 수 있다. 특히, 에지 접촉은 국부 온도를 높이게 되어, 연료 펌프 조립체 내의 다른 부품을 바람직하지 못하게 가열한다.
라이더(110)의 터닝 운동으로 인해, 태핏(114)은 토크를 받아서 플런저(102)에 작용하는 측면 하중을 일으킨다. 그 결과, 마찰 마모는 각각의 플런저(102)가 해당하는 태핏(114)과 결합하는 위치에서도 발생한다. 플런저(102)는 보어(106) 내에서 안내됨으로써, 태핏(114)에 작용하는 토크는 태핏(114)이 플런저(102)에 대해 경사지게 한다. 따라서, 각각의 플런저(102)의 단부와 상응하는 태핏(114) 사이의 접촉도 에지 접촉이며, 이는 높은 마모 속도 및 국부적인 열 발생을 초래할 수 있다.
또한, 플런저(102)에 작용하는 측면 하중은 헤드 하우징(107a) 내의 보어(106)와 플런저(102) 사이의 계면에서 마모를 일으킨다. 플런저-보어 계면에서의 마모는 펌프의 용적 효율에 대한 손실을 일으킬 수 있고, 극심한 경우에는 플런저의 달라붙음(seizure) 및 펌핑 기능의 손실을 일으킬 수 있다.
라이더(110)와 태핏(114) 사이, 태핏(114)과 플런저(102) 사이 그리고 플런저(102)와 헤드 보어(106) 사이에서 마모가 발생할 때 발생하는 추가적인 문제점은 마모 찌꺼기가 생성될 수 있다는 점이다. 이러한 찌꺼기가 계면, 예컨대 태핏(114)과 라이더(110) 사이에 동반되면, 마모 속도가 급격하게 증대되어 펌프의 돌발 고장(catastrophic failure)을 초래할 수 있다.
일부 연료 탱크에서는 태핏을 없애고, 그 대신에 예컨대 EP-A-2048359호에 기술된 바와 같이 피트(feet)의 형태인 일체형 계면 부재를 갖는 펌핑 플런저를 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 경우, 상술한 바와 같은 유사한 마모 문제점은 플런저와 보어 사이 그리고 플런저 피트와 라이더 평탄부 사이의 계면에서 발생한다.
종래기술에서는, 연료 펌프 플런저의 측부 접촉면을 윤활하는데 연료를 이용하는 것이 공지되어 있다. 예컨대, JP 2002 276508호에서는, 펌핑 플런저가 연료 입구 통로로부터 연료를 지향시키도록 그루브를 구비함으로써 플런저의 측부 접촉면을 윤활하는 연료 펌프를 기술한다. EP-A-2088309호에서는, 플런저와 그에 상응하는 보어 사이의 펌프 챔버로부터 연료가 누설할 수 있음으로써 측부 접촉면에 대한 윤활도를 제공하고, 누설 연료가 드레인으로 복귀하게 하도록 펌프 하우징 내에 통로 배열체를 제공한 연료 펌프를 기술한다.
이와 같은 배경기술에 대해, 상술한 문제점을 감소시키거나 완화하는 연료 펌프 조립체를 제공하는 것이 바람직하다.
제1 관점에서, 본 발명은 내연기관에 사용되는 고압 연료 펌프 조립체에 관한 것이다. 연료 펌프 조립체는 플런저 펌핑 스트로크 동안에 펌프 챔버 내의 연료를 가압하는 펌핑 플런저로서, 플런저 보어 내에 슬라이딩 가능하게 수용되는 펌핑 플런저; 구동부와 함께 작동가능한 라이더 부재(rider member); 및 상기 라이더 부재로부터 상기 펌핑 플런저로 구동을 전하는 계면 부재(interface member)로서, 상기 라이더 부재와 함께 작동가능한 계면 측부를 갖는 계면 부재를 포함한다. 상기 펌핑 플런저는 상기 펌프 챔버로부터 상기 펌핑 플런저의 하나 이상의 접촉면으로 연료를 전달하는 유체 전달 수단(fluid delivery means)을 포함하여, 상기 접촉면을 윤활시킨다.
펌핑 플런저의 접촉면에 유체를 전달함으로써, 본 발명에서 펌핑 플런저의 윤활이 실질적으로 개선된다. 그 결과, 본 발명의 펌프 조립체에서의 마모 속도는 기존에 공지된 펌프 설계에서보다 낮고, 펌프 조립체에 대한 내구성 및 신뢰성이 개선된다. 또한, 본 발명에 의해 제공된 증가된 윤활 및 냉각으로 인해, 펌핑 플런저와 같은 펌프 조립체의 부품을 코팅 또는 달리 처리할 필요가 없으므로, 제조 비용을 절약할 수 있다.
상술한 공지된 배치와는 달리, 본 발명에서는, 연료 전달 수단이 펌핑 플런저 내에 구비되어 펌프 챔버와 연통하므로, 펌핑 플런저의 접촉면은 펌프 챔버로부터 공급되어 유체 전달 수단에 의해 접촉면으로 지향되는 가압 연료에 의해 윤활된다. 가압 연료의 손실을 회피하기 위해, 연료 전달 수단은 인접한 표면과 슬라이딩, 인접 또는 달리 근접 접촉하는 펌핑 플런저의 접촉면에 연료를 전달하는 것이 바람직하다. 본 발명에서의 또 다른 방식에서, 유체 전달 수단에 의해 펌프 챔버로부터 접촉면으로 연료의 최소한의 흐름이 있다.
바람직하게, 유체 전달 수단은 펌핑 스트로크 동안에 유체 전달 수단 내의 연료 압력을 제한하는 제한기를 구비한다. 상기 제한기는 상기 접촉면으로부터 이격된다. 일 실시예에서, 예컨대, 상기 펌핑 플런저의 제1 단부는 상기 펌프 챔버 내에 수용되고, 상기 제한기는 상기 펌핑 플런저의 제1 단부에서 상기 펌프 챔버 내로 개방한다. 펌핑 스트로크 동안에 상기 연료 전달 수단 내의 연료의 압력 및 양을 제한함으로써, 상기 연료 전달 수단 내의 연료가 펌프 챔버 내의 연료와 동일한 압력으로 가압된다면 상기 제한기는 효율 손실을 제한한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 계면 부재는 상기 펌핑 플런저의 접촉면과 연동하는 플런저 접촉면을 갖는 태핏을 포함한다. 상기 유체 전달 수단은 상기 펌프 챔버로부터 상기 펌핑 플런저의 접촉면으로 연료를 전달하도록 기능하여, 상기 펌핑 플런저의 접촉면과 상기 태핏의 플런저 접촉면 사이에 윤활을 제공한다. 상기 유체 전달 수단은, 예컨대, 상기 펌프 챔버로부터 상기 펌핑 플런저의 접촉면으로 연료를 전달하도록 상기 펌핑 플런저 내에 축방향으로 연장되는 통로를 포함한다. 이로써, 상기 펌핑 플런저가 상기 태핏과 만나는 계면에서의 마모 문제점이 완화 또는 회피될 수 있다.
상기 태핏은 상기 플런저 접촉면과 상기 태핏의 계면 측부 사이에 유체 연통을 제공하는 통로 수단을 포함하여, 상기 태핏의 계면 측부와 상기 라이더 부재 사이에 윤활을 제공한다. 이러한 배치에서, 상기 플런저 내의 상기 유체 전달 수단은 상기 태핏 내의 상기 통로 수단과 연통할 수 있다. 이에 따라 성취된 추가적인 윤활은 상기 태핏과 상기 라이더 부재 사이의 계면에서의 마모 문제점을 감소 또는 회피하는데 도움을 준다.
태핏이 제공되지 않는 변형 실시예에서, 상기 계면 부재는 상기 펌핑 플런저의 풋(foot)을 포함하고, 상기 유체 전달 수단은 상기 펌프 챔버로부터 상기 펌핑 플런저의 계면 측부로 연료를 전달하도록 기능하여, 상기 펌핑 플런저의 계면 측부와 상기 라이더 부재 사이에 윤활을 제공한다.
상기 유체 전달 수단은 상기 펌프 챔버로부터 상기 펌핑 플런저의 측면으로 연료를 전달하도록 기능하여, 상기 펌핑 플런저의 측면과 상기 플런저 보어 사이에 윤활을 제공한다. 이로써, 상기 펌핑 플런저와 상기 플런저 보어 사이의 슬라이딩 계면에서의 마모 문제점이 감소 또는 회피될 수 있다. 일례에서, 상기 유체 전달 수단은 상기 측면에 유체를 전달하도록 상기 펌핑 플런저 내에 하나 이상의 반경방향으로 연장되는 통로를 포함한다.
상기 유체 전달 수단은 상기 펌핑 플런저의 상기 측면 내에 환형 그루브를 포함하여, 윤활제용 저장기로서 작용함으로써 계면에서 윤활제를 보유하는데 조력함으로써, 개선된 냉각 및 윤활의 이점을 더욱 증대시킨다. 존재하는 경우에, 상기 반경방향으로 연장되는 통로는 상기 환형 그루브와 연통하거나 또는 그 내로 개방할 수 있다.
마찬가지로, 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 유체 전달 수단은 상기 펌핑 플런저의 상기 접촉면들 중 하나 이상 내에 또는 상기 접촉면 내에 하나 이상의 리세스를 포함할 수 있다. 상기 리세스는 상기 유체 전달 수단에 의해 연료와 함께 공급되어, 윤활제용 저장기로서 작용함으로써 접촉면에서의 윤활 및 냉각을 조력하는 기능을 한다.
사용 시에 상기 펌핑 플런저의 접촉면에 작용하는 윤활 과정은 접촉면과 인접면 사이의 하중이 표면 접촉(특히, 돌기 접촉(asperity contact))에 의해 수반되는 경계부 윤활(boundary lubrication)이거나, 또는 접촉면과 인접면 사이의 하중이 일부 표면 접촉과 더불어 윤활제의 점성 저항에 의해 지지되는 유체 탄성 역학 윤활(elastohydrodynamic lubrication)이다. 바람직하게, 유체 정역학적 및 유체 동역학적 윤활과 같은 유체막 윤활 과정(fluid film lubrication regimes)(즉, 표면들 사이의 하중을 지탱하는 윤활제의 막에 의해 표면들이 분리됨)은 펌핑 플런저의 접촉면에서 동작하지 않는다.
본 발명의 제2관점에서, 고압 연료 펌프의 펌프 챔버 내로 연료를 가압하는 펌핑 플런저가 제공된다. 상기 펌핑 플런저는 펌핑 단부, 하나 이상의 접촉면 및 상기 펌프 챔버로부터 상기 접촉면으로 연료를 전달하는 유체 전달 수단을 포함한다. 상기 유체 전달 수단은 상기 접촉면으로부터 이격된 제한기를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 펌핑 플런저는 대향하는 제1 및 제2 단부를 갖는 원통형 플런저 스템을 포함하며, 상기 제1 단부는 상기 펌핑 단부를 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 접촉면 중 하나를 형성한다. 상기 접촉면은 사용시에 태핏과 함께 작동하고, 상기 유체 전달 수단은 상기 펌프 챔버로부터 상기 접촉면으로 연료를 전달하도록 배치되어 상기 플런저 스템과 상기 태핏 사이의 접촉부를 윤활한다.
본 발명의 제1 관점의 연료 펌프 조립체는 본 발명의 제2 관점에 따른 펌핑 플런저를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 관점의 바람직하고 그리고/또는 선택적인 특징은 단독으로, 또는 본 발명의 제2 관점 그리고 그 반대의 적절한 조합으로 구비될 수 있다.
도 1은 위에서 언급된 도면으로서, 공지된 연료 펌프 조립체의 단면도이다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 예로서면 기술될 것이며, 유사한 참조부호는 유사한 특징을 위해 사용된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른, 펌핑 플런저를 갖는 연료 펌프 조립체의 부분 단면도이다.
도 3(a), 3(b) 및 3(c)는 도 2의 연료 펌프 조립체의 펌핑 플런저에 대한 단면도, 절결 사시도 및 측면도이다.
도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 제2 실시예에 사용되는 펌핑 플런저에 대한 단면도 및 측면도이다.
도 5(a) 및 5(b)는 본 발명의 제3 실시예에 사용되는 펌핑 플런저에 대한 단면도 및 측면도이다.
도 6 내지 10은 본 발명의 제4 내지 제8 실시예에 사용되는 펌핑 플런저에 대한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제9 실시예에 사용되는 펌핑 플런저 및 태핏 조립체에 대한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제10 실시예에 사용되는 펌핑 플런저 및 태핏 조립체에 대한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제11 실시예에 사용되는 펌핑 플런저에 대한 단면도이다.
도 2는 압축 점화 내연기관의 연료 분사 시스템에 사용되기에 적합한 고압 연료 펌프(200)의 일부를 도시한다. 특히, 연료 펌프(200)는 커먼레일 연료 분사 시스템(미도시)의 커먼레일에 고압 연료를 전달할 때 사용되기에 적합하다.
도 2의 연료 펌프(200)에 대한 다수의 관점은, 예컨대 도 1에 도시한 타입의 연료 펌프로 공지되며, EP-B-1 705368호, EP-A-2050952호 및 EP-A-2048359호에 기술되어 있고, 이는 요약 기술될 것이다. 그러나, 연료 펌프(200)는 개선된 펌핑 플런저(201)를 포함하며, 이는 펌프 내의 마찰 마모를 감소시키는데 도움을 준다. 유리하게, 마찰 마모를 감소시킴으로써, 펌프(200)는 공지된 펌프 설계에서 가능한 것을 초과하는 출력 압력으로 작동할 수 있고, 펌프(200)의 내구성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
펌프(200)의 일반적인 배치는 도 1에 도시된 바와 같다. 따라서, 도 2의 펌프(200)는 메인 펌프 하우징(202)을 구비하며, 이를 통해 엔진 구동식 구동 샤프트(미도시)가 연장된다. 구동 샤프트는 도면의 평면에 수직하게 연장된 중앙 캠 축을 따라 연장되는 원통형 캠(204)(도 2에 부분적으로만 도시됨)을 지닌다. 캠(204)은 복수의 평탄부(206a)(그 중 하나만이 도 2에 도시됨)를 구비한 캠 라이더(또는 캠 링)(206)(도 2에 부분적으로만 도시됨)의 형태로 라이더 부재를 지닌다.
복수의 펌프 헤드(208a)(그 중 하나만이 도 2에 도시됨)는 캠 축 주위의 반경방향 위치에서 메인 펌프 하우징(202) 상에 장착되며, 캠(204)은 메인 펌프 하우징(20) 내에 제공된 내부 챔버 또는 용적부(210)를 통해 연장된다. 각각의 펌프 헤드(208a)는 해당하는 펌프 헤드 하우징(212a)을 구비한다.
본 예에서, (도 1에 도시한 바와 같이) 3개의 펌프 헤드가 제공되고, 펌프 헤드는 실질적으로 서로 동일하다. 하나의 펌프 헤드(208a)의 구조가 기술되며, 본 설명이 다른 펌프 헤드에도 적용됨을 당업자는 이해할 것이다.
펌프 헤드(208a)는 블라인드 플런저 보어(216) 내에서 왕복 운동가능한 펌핑 플런저(201)를 구비하여, 펌핑 스트로크(또는 전진 스트로크) 및 스프링 조력식 리턴 스트로크를 갖는 펌핑 사이클을 수행한다. 플런저 보어(216)는 펌프 헤드 하우징(212a) 내에 부분적으로 형성되고, 펌프 헤드 하우징(212a)의 하부면으로부터 연장되는 플런저 지지 튜브(218) 내에 부분적으로 형성된다. 보어(216)의 블라인드 단부는, 펌프 헤드 하우징(212a)과 함께, 펌프 챔버(220)를 형성한다. 보어(216) 내에서의 플런저(210)의 왕복 운동은 펌핑 스트로크 동안에 펌프 챔버(220) 내에서 연료를 가압시킨다. 플런저(201)의 충전 스트로크(filling stroke) 동안에 입구 밸브(미도시)를 통해 펌프 챔버(220)로 연료가 들어가고, 펌핑 스트로크 동안에 출구 밸브(미도시)를 통해 펌프 챔버(220)로부터 고압으로 연료가 전달된다.
도 3(a), 3(b) 및 3(c)를 추가로 참조하면, 플런저(201)는 플런저 축(A)을 형성하는 원통형 스템(222)을 대략적으로 포함한다(도 3(a) 참조). 플런저(201)의 제1 단부(상단부)(224)는 펌프 챔버(220)에 면하고, 제1 단부의 반대편에 있는 플런저(201)의 제2 단부(하단부)(226)는, 더욱 상세하게 후술하는 바와 같이, 태핏(250)의 형태인 중간 구동 부재와 연동하는 접촉면(227)을 형성한다.
도시한 예에서, 스템(222)의 직경은 대략 6.5 mm이지만, 다른 스템 직경이 선택될 수 있다. 예를 들면, 또 다른 실시예는 대략 7.5 mm의 플런저 스템 직경을 갖는다. 일반적으로, 플런저 스템 직경은 대략 6 mm 내지 대략 8 mm가 바람직하다.
플런저(201)는 탄소강(예컨대, 16MnCr5),합금강(예컨대, EN ISO 683-17 100Cr6 + AC) 또는 고속강(예컨대, M50, M2)으로 제조되며, 더욱 오래가고 마찰을 감소시키도록 다이아몬트형 탄소(diamond-like carbon:DLC) 코팅으로 코팅될 수 있다. 코팅이 항상 필수적이지는 않지만, 고압 또는 구속 펌프에서는 특히 유익하다. 또한, 펌프의 구조 및 그 적용에 따라서, 변형된 재료 및 코팅이 이용될 수도 있다.
플런저(201)는 축방향으로 연장되는 관통 보어 또는 축방향 통로(228)를 구비한다. 축방향 통로(228)의 감소된 직경 섹션을 포함하는 제한 오리피스 또는 제한기(230)가 플런저(201)의 제1 단부(224)에 인접하게 제공됨으로써, 제한기(230)는 펌프 챔버(220) 내로 개방한다. 플런저(201)의 제2 단부(226)에서, 축방향 통로(228)는 플런저(201)의 접촉면(227) 내에 제공된 노치 또는 리세스(232) 내로 개방한다. 또한, 플런저(201)는 제1 크로스 통로(234)를 구비하며, 이는 플런저 축(A)에 수직하게 교차하는 플런저 스템(222)의 폭을 가로질러 연장된다. 따라서, 크로스 통로(234)는 축방향 통로(228)를 교차한다. 그 각각의 단부에서, 크로스 통로(234)는 플런저(210)의 스템(222)의 원통형 측면(238) 내의 해당하는 리세스(236) 내로 개방한다.
도 3(c)에서 보이는 제2 크로스 통로(234a)는 도 2 및 3(a)의 평면에 수직하는 방향으로 제1 크로스 통로(234)와 축방향 통로(228) 양자에 수직하게 연장된다. 제2 크로스 통로(234a)는 제1 크로스 통로(234)와 동일한 축방향 위치에서 축방향 통로(228)를 교차한다. 제1 크로스 통로(234)에 대해, 제2 크로스 통로(234a)는 그 각각의 단부에서 플런저 스템(222)의 측면(238) 내의 리세스(236) 내로 개방한다.
도 2를 다시 참조하면, 상술한 바와 같이, 플런저(201)의 접촉면(227)은 플런저(201)와 라이더(206) 사이에서 중간 구동 부재로서 기능하는 태핏(250)과 연동한다. 태핏(250)은 컵 형상이며, 원반 형상의 베이스 부재(252)와, 상기 베이스 부재(252)로부터 직립하는 원통형 벽 부재(254)를 포함한다. 베이스 부재(252)는 라이더 접촉면(256) 및 대향된 플런저 접촉면(258)을 형성한다. 라이더 접촉면(256)은 라이더(206)와 슬라이딩 접촉하고, 플런저(201)의 접촉면(227)은 플런저 접촉면(258)과 인접한다. 이로써, 태핏(250)의 베이스 부재(252)는 라이더(206)로부터 플런저(201)로 구동을 전달한다.
환형 인서트 또는 와셔의 형태인 스프링 시트 부재(260)는 태핏(250) 내에 수용된다. 플런저의 제2 단부(226)는 태핏(250)의 베이스 부재(252)와 접촉하도록 스프링 시트 부재(260)를 통해 연장된다. 스프링 시트 부재(260)는 헬리컬 스프링(234)을 수용하기 위한 단차형 스프링 시트를 형성한다. 스프링(234)은 스프링 시트 부재(260)와 펌프 헤드 하우징(212a) 사이에 배치된다. 스프링(234)은 펌핑 스트로크 후에 리턴(return) 또는 충전 스트로크를 수행할 때 펌핑 플런저(201)를 조력한다.
태핏(250)의 벽 부재(254)는 스프링(234)을 부분적으로 수용하는 용적부(262)를 형성한다. 벽 부재(254)는 메인 펌프 하우징(202) 내의 보어(264) 내에 슬라이딩 끼워 맞춰진다. 벽 부재(254)와 보어(264) 사이의 간극은 제조 공차에 따라 다르지만, 대략 40 ㎛ 내지 80 ㎛가 바람직하다.
펌프(200)의 사용시에, 메인 펌프 하우징의 내측 용적부(210)는 펌프(200)의 부품을 위한 윤활제로서 기능하는 연료를 수용한다. 이로써, 태핏(250)은 메인 펌프 하우징의 내측 용적부(210)와 태핏(250) 내로의 용적부(262) 사이에서 연료가 흐르게 하는 벤트 슬롯(266)을 포함한다. 이로써, 연료는 플런저 스템(222)과 플런저 보어(216) 사이의 슬라이딩 계면 그리고 플런저(201)의 접촉면(227)과 태핏(250)의 플런저 접촉면(258) 사이의 계면을 윤활하도록 기능한다.
펌프(200)의 작동 동안에, 캠 라이더(206)가 엔진 구동식 캠(204) 위로 라이딩하게 됨에 따라, 태핏(250)의 베이스 부재(252)에는 축방향 구동력이 전해져서, 플런저(201)가 플런저 보어(216) 내에서 왕복 운동하게 한다. 펌핑 스트로크 동안에, 플런저(201)는 펌프 챔버(220)의 용적을 감소시키도록 샤프트로부터 반경방향 외측으로 구동된다. 스프링(234)에 의해 영향을 받는 플런저 리턴 스트로크 동안에, 플런저(201)는 펌프 챔버(220)의 용적을 증대시키도록 반경방향 내측으로 가압된다.
태핏(250)의 라이더 접촉면(256)이 반경방향 외측으로 구동하여 그 중심축(A)을 따라 플런저(201)의 운동을 초래함에 따라, 라이더 접촉면(256)의 상대적인 측방향 슬라이딩 운동의 정도는 라이더(206)의 평탄부(206a)를 가로질러 전후방으로 발생한다. 이러한 운동은 종래기술에 잘 공지되어 있으며, 캠 라이더(206)를 이송하는 캠(204)의 운동으로부터 생긴다. 태핏(250)은 리턴 스트로크 동안에 유사한 방식으로 평탄부(206a)를 가로질러 슬라이딩한다.
본 발명에서, 플런저(201) 내에 제공된 축방향 통로(228), 크로스 통로(234, 234a) 및 대응하는 리세스(232, 236)는, 특정하고 지시된 방식으로 윤활 연료를 계면에 공급함으로써, 플런저(201)와 태핏(250) 사이 그리고 플런저(201)와 플런저 보어(216) 사이의 계면을 윤활하는데 조력하도록 유체 전달 수단을 함께 포함한다.
특히, 플런저(201)의 펌핑 스트로크 동안에, 펌프 챔버(220) 내의 연료 압력이 증가되면, 제한기(230)에 의해 축방향 통로(228) 내로 연료를 강제한다. 축방향 통로(228)로부터, 연료는 플런저(201)의 하단부(226)에서 접촉면(227) 내의 리세스(232)로 전달되므로, 태핏(250)의 플런저 접촉면(258)과 플런저(201) 사이의 접촉 영역을 윤활하는데 조력한다. 이로써, 본 발명은, 예컨대 사용시에 플런저(201)에 대해 태핏(250)의 경사에 의해 야기될 수 있는 바와 같이, 플런저가 태핏과 만나는 위치에서 마모 및 국부화된 가열을 유리하게 감소시킨다.
마찬가지로, 연료는 크로스 통로(234, 234a)에 의해 플런저 스템(222)의 측면(238) 내의 리세스(236)로 전달됨으로써, 플런저(201)의 측면(238)과 플런저 보어(216) 사이에서 슬라이딩 접촉부를 윤활하도록 기능한다. 이로써, 본 발명은, 예컨대 사용시에 플런저(201)에 작용하는 측면 하중에 의해 야기될 수 있는 바와 같이, 플런저(201)가 플런저 보어(216) 내에서 슬라이딩하는 위치에서 마모 및 국부화된 가열을 유리하게 감소시킨다.
도 2에서, 펌프(200)는 펌핑 스트로트의 시작(또는, 동등하게, 리턴 스트로크의 말기)에 대응하는 위치에서 플런저(201)와 함께 도시된다. 이러한 위치에서, 크로스 드릴링(234, 234a)은 플런저 지지 튜브(218)의 하단부 위에 위치된다. 그러나, 펌핑 스트로크 동안에 펌프 챔버(220)의 용적을 감소시키도록 플런저(201)가 이동함에 따라, 크로스 드릴링(234, 234a)은 플런저 보어(216) 내로 상측으로 이동함으로써, 플런저(201) 상의 하중이 그 최고점에 있을 때, 펌핑 스트로크 동안에 플런저-보어 계면으로 연료가 전달될 수 있다.
플런저(201)의 접촉면(227)은 태핏(250)의 플런저 접촉면(258)과 근접 접촉한다. 또한, 플런저(201가 그 펌핑 스트로크에서 이동할 때, 접촉면(227)은 펌프 챔버(220) 내의 연료의 회복력에 대해 태핏(250)의 플런저 접촉면(258)에 대해 보다 견고하게 눌러진다. 따라서, 펌핑 스트로크 동안에 플런저(201)의 접촉면(227)과 태핏(250)의 플런저 접촉면(258) 사이에서 연료의 최소한의 누설이 발생한다. 그러므로, 펌프(200)의 용적 효율은 제한기(230), 축방향 통로(228) 및 리세스(232)의 형태로 플런저(201)의 접촉면(227)에 펌프 챔버(220)를 연결하도록 유체 전달 수단을 제공함으로써 과도하게 절충되지 않는다.
마찬가지로, 플런저 스템(222)의 측면(238)은 플런저 보어(216)의 표면과 근접 슬라이딩 접촉한다. 플런저 보어(216)에 대한 플런저 스템(222)의 간극은 제조 공차에 따라 다르지만, 대략 3.5 ㎛ 내지 대략 7.5 ㎛가 바람직하다. 따라서, 제한기(230), 축방향 통로(228), 크로스 통로(234, 234a) 및 리세스(236)의 형태로 펌프 챔버(220)를 플런저 스템(222)의 측면(238)에 연결하도록 유체 전달 수단을 마련한 결과로서, 펌프 챔버(220)로부터의 연료의 추가적인 최소한의 누설만이 발생한다.
따라서, 본 발명에서, 플런저(201) 내에 제공된 유체 전달 수단은 펌프 챔버(220)의 외부에 상당한 연료 흐름을 야기하지 않는다. 그 대신, 유체 전달 수단은 대응하는 계면을 윤활하는데 조력하도록 해당하는 플런저 표면에 적은 양의 윤활 연료를 전달하는 기능만 한다. 그러나, 계면에서의 윤활 타입 또는 과정은 유체 전달 수단의 존재에 의해 변경되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 플런저(201)와 태핏(250) 사이의 계면에서의 윤활 과정은 경계부 윤활(boundary lubrication) 또는 유체 탄성 역학 윤활(elastohydrodynamic lubrication)이 바람직하다. 계면에 추가적인 윤활제를 공급하도록 유제 전달 수단을 마련하면, 윤활의 효율성을 개선시키는 기능을 하지만, 계면에서 유체 정역학적 유체막 윤활 상태를 형성하지 않는다.
통로(228, 234, 234a) 및 리세스(232, 236)가 펌프 챔버(220)와 유체 연통하기 때문에, 통로(228, 234, 234a) 및 리세스(232, 236) 내에 수용된 연료의 용적은 펌핑 스트로크 동안에 펌프 챔버(220) 내의 연료와 함께 가압된다. 그러나, 통로(228, 234, 234a) 및 리세스(232, 236) 내의 연료가 펌프(200)의 출력부에서 후속적으로 전달되지 않기 때문에, 통로(228, 234, 234a) 및 리세스(232, 236)에 의해 형성된 용적은 펌프의 효율을 감소시키는 소위 "데드 용적(dead volume)"이다. 제한기(230)는 축방향 통로(228)로의 입구 지점에 압력 강하를 형성함으로써 이와 같은 효율 감소를 최소화하도록 기능한다. 이로써, 높은 펌핑 압력은 펌프 챔버(220)로 구속되고, 통로(228, 234, 234a) 및 리세스(232, 236) 내의 압력 증가는 대응되게 낮춰진다. 또 다른 방식에서, 제한기(230)는 펌프 챔버(220)로부터 축방향 통로(228, 234, 234a) 및 리세스(232, 236)에 도달하는 연료량을 제한한다.
도시한 예에서, 축방향 통로(228)는 대략 1 mm의 직경을 갖고, 제한기는 대략 0.5 mm의 직경을 갖는다. 다른 예에서, 제한기는 펌프 작동 변수 및 소정의 성능 요건에 따라서, 예컨대 대략 0.05 mm 내지 대략 0.5 mm의 범위에 있는 값의 상이한 직경을 가질 수 있다.
통로(228, 234, 234a)를 개방하는 플런저 표면 내의 리세스(232, 236)는, 계면에서 윤활제의 저장기를 제공함으로써 계면의 냉각 및 윤활을 조력한다. 추가로, 리세스(232, 236)는 윤활 연료를 접촉면 위에 퍼지게 조력하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다수의 변형 및 수정이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 몇 가지의 변형 실시예를 기술할 것이다.
도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 제2 실시예에 사용되는 펌핑 플런저(301)를 도시하며, 이는 제2 실시예에서, 플런저 스템(222) 주위로 연장되는 환형 리세스 또는 그루브(302) 내로 크로스 드릴링(234, 234a)이 개방하는 점을 제외하고는, 본 발명의 제1 실시예의 펌핑 플런저(201)와 유사하다. 본 실시예에서, 환형 그루브(302)는 도 2의 플런저(201)에서의 리세스(236)와 유사한 방식으로 작용하며, 플런저 스템(222)과 플런저 보어 사이의 계면에서 윤활 연료의 저장기를 제공한다.
도 4의 플런저의 나머지 특징은 도 3의 플런저를 참조하여 기술된다.
도 5(a) 및 5(b)는 본 발명의 제3 실시예에 사용되는 펌핑 플런저(401)를 도시한다. 본 실시예에서, 축방향 통로(228)는 플런저 스템(222)의 제2 단부(226)에서 접촉면(227) 상으로 직접 개방한다. 리세스 또는 그와 유사한 특징부는 제공되지 않는다. 마찬가지로, 크로스 드릴링(234, 234a)은 리세스, 그루브 또는 그와 유사한 특징부 없이 플런저 스템(222)의 측면(238) 상으로 직접 개방한다. 접촉면 내의 리세스가 없기 때문에, 도 5의 플런저(401)는 윤활 관점에서 도 3 및 3의 플런저(201, 301)보다 적은 이점을 제공할 것이다. 그러나, 종래기술(예컨대, 도 1)에 대한 개선이 여전히 실질적이고, 도 5의 플런저(401)는 제조하는데 비용이 덜 든다.
도 5의 플런저의 나머지 특징은 도 3의 플런저를 참조하여 기술된다.
도 6 내지 8은 본 발명의 또 다른 3가지의 실시예에 사용되는 펌핑 플런저를 도시한다. 각각의 경우에, 플런저는 크로스 통로(234)와의 교차 지점으로만 연장되는 축방향 통로(238)를 구비한다. 따라서, 이들 실시예에서, 플런저 스템(222)의 측면(238)만이 추가적인 윤활제와 함께 공급된다. 플런저 스템(222)의 제2 단부(226)에서의 접촉면(227)은 추가적인 윤활제와 함께 공급되지 않는다. 이러한 구성은 플런저와 태핏 사이의 계면에서 당연히 낮은 마모 속도를 갖는 적용에 유용할 수 있으므로, 계면에서의 추가적인 윤활이 반드시 필요하지는 않다.
구체적으로, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 사용되는 플런저(501)를 도시하며, 여기서 크로스 통로(234)(그 중 하나만이 도 6에 도시됨)는 도 5에 도시한 본 발명의 제4 실시예에서와 같이 플런저 스템(222)의 측면(238) 상으로 직접 개방한다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 사용되는 플런저(601)를 도시하며, 여기서 크로스 통로(234)(그 중 하나만이 도 7에 도시됨)는 도 3에 도시한 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 플런저 스템(222)의 측면(238) 내의 리세스(236) 내로 개방한다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 사용되는 플런저(701)를 도시하며, 여기서 크로스 통로(234)(그 중 하나만이 도 8에 도시됨)는 도 4에 도시한 본 발명의 제2 실시예에서와 같이 플런저 스템(222)의 측면(238) 내의 환형 그루브(302) 내로 개방한다.
본 발명의 제4, 제5 또는 제6 실시예에 사용되는 플런저의 절두형 축방향 통로(328)를 형성하는 일 방법은, 우선, 플런저 스템(222)의 하단부(226)로 연장되는 축방향 통로를 형성하고, 그 다음 크로스 통로(234)와 하단부(226) 사이에서 연장되는 통로의 일부를 적절한 블랭킹 플러그(blanking plug)(예컨대, 강으로 이루어짐)로 막는 것이다. 그 다음, 스템(222)의 하단부(226)는 접촉면(227)을 형성하도록 접지될 수 있다.
도 6 내지 8의 플런저의 나머지 특징은 도 3의 플런저를 참조하여 기술된다.
도 9 및 10은 본 발명의 또 다른 2가지의 실시예에 사용되는 플런저를 도시한다. 이들 경우에, 본 발명의 전술한 실시예의 크로스 통로는 없으며, 그 대신 플런저 샤프트(222)의 하단부(226)에서 접촉면(227)으로만 윤활 연료가 전달된다. 본 발명의 이러한 실시예는, 예컨대 플런저 상의 측면 하중이 비교적 낮은 적용에서 유용하므로, 플런저와 플런저 보어 사이의 추가적인 윤활이 필요하지 않다.
구체적으로, 도 9는 본 발명의 제7 실시예에 사용되는 플런저(801)를 도시하며, 여기서 축방향 통로(228)는 도 5에 도시한 본 발명의 제3 실시예에서와 같이 플런저 스템(222)의 접촉면(227)으로 연장되어 그 상으로 개방한다.
도 10은 본 발명의 제8 실시예에 사용되는 플런저(901)를 도시하며, 여기서 축방향 통로(228)는 도 3에 도시한 본 발명의 제1 실시예에서와 같이 플런저 스템(222)의 접촉면(227) 내의 리세스(232) 내로 개방한다.
도 9 내지 10의 플런저의 나머지 특징은 도 3의 플런저를 참조하여 기술된다.
도 11은 본 발명의 제9 실시예에 사용되는 플런저 및 태핏 조립체(1000)를 도시한다. 조립체(1000)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 플런저(201)와, 태핏(1050)을 조합하여 포함한다.
태핏(1050)은 도 2를 참조하여 기술된 태핏(250)을 갖는 다수의 특징부를 공유하며, 이들 특징부는 달리 기술하지 않는다. 추가로, 본 발명의 본 실시예에서, 태핏(1050)은 베이스 부재(252)를 통해 축방향으로 연장되는 유체 통로(1052)를 구비하여, 플런저 접촉면(258)을 라이더 접촉면(256)에 연결한다.
조립체(1000)에서, 태핏(1050) 내의 유체 통로(1052)는 플런저(201)의 축방향 통로(228)와 유체 연통한다. 따라서, 태핏(1050) 내의 유체 통로(1052)는 태핏(1050)과 라이더 사이의 계면에 추가적인 윤활제를 전달하도록 작용함으로써, 펌프의 마모 성능을 더욱 개선시킨다. 플런저(201)의 접촉면(227) 내의 리세스(232)는, 플런저(201)와 태핏(1050) 사이에 어떠한 축방향 오정렬이 있는 경우에, 플런저(201)의 축방향 통로(228)와 태핏(1050) 내의 통로(1052) 사이의 유체 연통을 유지하는데 도움을 준다.
도 12는 본 발명의 제10 실시예에 사용되는 플런저 및 태핏 조립체(1100)를 도시한다. 조립체(1100)는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 플런저(201)와, 도 12의 태핏(1150) 내의 유체 통로(1152)가 베이스 부재(252)의 라이더 접촉면(256) 내의 리세스(1154) 내로 개방하는 점을 제외하고는, 도 11에 도시한 태핏(1050)과 동일한 태핏(1150)을 조합하여 포함한다.
도 13은 본 발명의 제11 실시예에 사용되는 플런저(1200)를 도시한다. 플런저(1200)는 도 2에 도시한 바와 같은 펌프에 사용되도록 설계되지만, 태핏 없이 설계된다. 그 대신, 플런저(1200)는 플런저 풋(1202)의 형태인 일체형 계면 부재를 포함한다. 풋(1202)은 사용시에 펌프의 라이더와 슬라이딩 접촉하는 접촉면(1206)을 구비하는 하측부(1204)와, 리턴 스프링을 위한 단차형 스프링 시트(1210)를 제공하는 상측부(1208)를 갖는다.
플런저(1200)는 풋(1202)의 상측부(1208)로부터 연장되는 플런저 스템(1212)을 더 포함한다. 스템(1212)의 상단부(1214)는 펌프 챔버 내에 수용된다.
플런저(1200)는, 플런저(1200)의 상단부(1214)로부터 풋의 하측부(1204)로 연장되는 축방향 통로(1216)의 형태로 유체 전달 수단을 포함한다. 축방향 통로(1216)는 플런저-라이더 계면에 추가적인 윤활 연료를 전달하도록 접촉면(1206) 상으로 개방한다.
또한, 유체 전달 수단은 2개의 수직하는 크로스 통로(1220)(그 중 하나만이 도 13에 도시됨)를 구비하며, 이는 플런저-보어 계면에 추가적인 윤활 연료를 전달하도록 플런저 스템(1212)의 측면(1222) 상으로 개방한다.
본 발명의 전술한 실시예에서와 같이, 축방향 통로(1216)의 단부에는 제한기(1224)가 제공되며, 플런저(1200)의 상단부(1214)에 인접한다.
첨부한 특허청구범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 명확하게 상술되지 않은 또 다른 수정 및 변형이 이루어질 수도 있다.

Claims (16)

  1. 내연기관에 사용되는 고압 연료 펌프 조립체(200)에 있어서,
    플런저 펌핑 스트로크 동안에 펌프 챔버(220) 내의 연료를 가압하는 펌핑 플런저(201)로서, 플런저 보어(216) 내에 슬라이딩 가능하게 수용되는 펌핑 플런저(201);
    구동부와 함께 작동가능한 라이더 부재(206); 및
    상기 플런저 펌핑 스트로크를 수행하도록 상기 라이더 부재(206)로부터 상기 펌핑 플런저(201)로 구동을 전하는 계면 부재(250)로서, 상기 라이더 부재(206)와 함께 작동가능한 계면 측부(256)를 갖는 계면 부재(250)
    를 포함하며,
    상기 펌핑 플런저(201)는 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 펌핑 플런저(201)의 하나 이상의 접촉면(227, 238)으로 연료를 전달하는 유체 전달 수단(228, 230, 232, 234, 236)을 포함하여, 상기 접촉면(227, 238)을 윤활시키는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단은 상기 펌핑 스트로크 동안에 상기 유체 전달 수단(228, 232, 234, 236) 내의 연료 압력을 제한하는 제한기(230)를 구비하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제한기(230)는 상기 접촉면(227, 238)으로부터 이격되는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 펌핑 플런저(201)의 제1 단부(224)는 상기 펌프 챔버(220) 내에 수용되고,
    상기 제한기(230)는 상기 펌핑 플런저(201)의 제1 단부(224)에서 상기 펌프 챔버(220) 내로 개방하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계면 부재는 상기 펌핑 플런저(201)의 접촉면(227)과 연동하는 플런저 접촉면(227)을 갖는 태핏(250)을 포함하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단(228, 230, 232)은 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 펌핑 플런저(201)의 접촉면(227)으로 연료를 전달하도록 기능하여, 상기 펌핑 플런저(201)의 접촉면(227)과 상기 태핏(250)의 플런저 접촉면(258) 사이에 윤활을 제공하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단은 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 펌핑 플런저(201)의 접촉면(227)으로 연료를 전달하도록 상기 펌핑 플런저(201) 내에 축방향으로 연장되는 통로(228)를 포함하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 태핏(1150; 1250)은 상기 플런저 접촉면(258)과 상기 태핏(250)의 계면 측부(268) 사이에 유체 연통을 제공하는 통로 수단(1052; 1152)을 포함하여, 상기 태핏(250)의 계면 측부(268)와 상기 라이더 부재(206) 사이에 윤활을 제공하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계면 부재는 상기 펌핑 플런저(1200)의 풋(1208)을 포함하고,
    상기 유체 전달 수단(1216, 1220, 1224)은 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 펌핑 플런저(201)의 계면 측부(1204)로 연료를 전달하도록 기능하여, 상기 펌핑 플런저(201)의 계면 측부(1204)와 상기 라이더 부재(206) 사이에 윤활을 제공하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단(228, 234; 1216, 1220)은 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 펌핑 플런저(201; 1200)의 측면(238; 1222)으로 연료를 전달하도록 기능하여, 상기 펌핑 플런저(201; 1200)의 측면(238; 1222)과 상기 플런저 보어(216) 사이에 윤활을 제공하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단은 상기 측면(238; 1222)에 유체를 전달하도록 상기 펌핑 플런저(201; 1200) 내에 하나 이상의 반경방향으로 연장되는 통로(234; 1220)를 포함하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단은 상기 측면(238) 내에 환형 그루브(302)를 포함하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 전달 수단은 상기 펌핑 플런저(201)의 상기 접촉면(227, 238)들 중 하나 이상 내에 또는 상기 접촉면 내에 하나 이상의 리세스(232, 236)를 포함하는,
    고압 연료 펌프 조립체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용 시에 상기 펌핑 플런저(201)의 접촉면(227, 238; 1206, 1222)에 작용하는 윤활 과정은 경계부 윤활(boundary lubrication) 또는 유체 탄성 역학 윤활(elastohydrodynamic lubrication)인,
    고압 연료 펌프 조립체.
  15. 고압 연료 펌프의 펌프 챔버(220) 내로 연료를 가압하는 펌핑 플런저(201)에 있어서,
    상기 펌핑 플런저(201)는 펌핑 단부(224), 하나 이상의 접촉면(227, 238) 및 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 접촉면(227, 238)으로 연료를 전달하는 유체 전달 수단(228, 230, 232, 234, 236)을 포함하고,
    상기 유체 전달 수단은 상기 접촉면(227, 238)으로부터 이격된 제한기(230)를 포함하는,
    펌핑 플런저.
  16. 제15항에 있어서,
    대향하는 제1 및 제2 단부(224, 226)를 갖는 원통형 플런저 스템(222)을 포함하며,
    상기 제1 단부는 상기 펌핑 단부(224)를 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 접촉면(227) 중 하나를 형성하고, 상기 접촉면(227)은 사용시에 태핏(250)과 함께 작동하고,
    상기 유체 전달 수단(228, 230, 232)은 상기 펌프 챔버(220)로부터 상기 접촉면(227)으로 연료를 전달하도록 배치되어 상기 플런저 스템(222)과 상기 태핏(250) 사이의 접촉부를 윤활하는,
    펌핑 플런저.
KR1020137033367A 2011-06-02 2012-05-16 고압 연료 펌프 조립체 및 펌핑 플런저 KR101559335B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11168571.5 2011-06-02
EP11168571A EP2530315A1 (en) 2011-06-02 2011-06-02 Fuel pump lubrication
PCT/EP2012/059177 WO2012163686A2 (en) 2011-06-02 2012-05-16 Improvements to fuel pumps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140009580A true KR20140009580A (ko) 2014-01-22
KR101559335B1 KR101559335B1 (ko) 2015-10-12

Family

ID=46125453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137033367A KR101559335B1 (ko) 2011-06-02 2012-05-16 고압 연료 펌프 조립체 및 펌핑 플런저

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9291132B2 (ko)
EP (1) EP2530315A1 (ko)
JP (1) JP5744326B2 (ko)
KR (1) KR101559335B1 (ko)
CN (1) CN103703247B (ko)
WO (1) WO2012163686A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190124811A (ko) * 2017-03-29 2019-11-05 바르실라 핀랜드 오이 내연 피스톤 기관에 연료를 공급하기 위한 연료 펌프

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201402528D0 (en) * 2014-02-13 2014-04-02 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl High pressure fuel pump
CN103883450A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 北京亚新科天纬油泵油嘴股份有限公司 一种高压共轨泵
GB201501282D0 (en) * 2015-01-27 2015-03-11 Delphi International Operations Luxembourg S.�.R.L. Plunger assembly
CN105370465A (zh) * 2015-12-11 2016-03-02 中国北方发动机研究所(天津) 一种可变形补偿式高压变量泵柱塞
CN105715473A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 郑州科技学院 一种多缸高压径向柱塞泵
CN106762273B (zh) * 2017-03-21 2022-05-20 北油电控燃油喷射系统(天津)有限公司 一种机油润滑的高压燃油泵
CN108457853B (zh) * 2018-04-10 2019-08-20 中国北方发动机研究所(天津) 一种高压泵柱塞自增压润滑结构
US20190360439A1 (en) 2018-05-22 2019-11-28 Delphi Technologies Ip Limited Fuel system with a pressure pulsation damper
DE102019130684A1 (de) * 2019-11-14 2021-05-20 Man Energy Solutions Se Kolbenpumpe
DE112019007911T5 (de) 2019-11-22 2022-09-08 Eric A. Benham Pumpenkolbenbaugruppe für einen verbesserten Pumpenwirkungsgrad

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1040497A (en) * 1975-03-17 1978-10-17 Lloyd E. Johnson Sealing in fuel injection pumps
DE2720279C2 (de) * 1977-05-05 1986-04-03 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
FI84093C (fi) * 1989-08-30 1991-10-10 Waertsilae Diesel Int Insprutningspump foer braensle.
US5339724A (en) * 1991-03-05 1994-08-23 Wartsila Diesel International Ltd. Oy Arrangement for the lubrication of the piston member of a fuel injection pump
KR100773437B1 (ko) * 2001-02-26 2007-11-05 베르트질레 슈바이츠 악티엔게젤샤프트 실린더 유닛 내의 고압 피스톤
JP3788373B2 (ja) * 2002-03-11 2006-06-21 日産自動車株式会社 高圧燃料ポンプの給油装置
DE10326880A1 (de) * 2003-06-14 2004-12-30 Daimlerchrysler Ag Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen
ATE439517T1 (de) 2005-03-24 2009-08-15 Delphi Tech Inc Kraftstoffpumpe
JP2008128164A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Bosch Corp 高圧燃料供給ポンプ
JP3133205U (ja) * 2007-04-19 2007-07-05 上品傳動工業股▲分▼有限公司 高圧ポンプのプランジャースライドブートの構造
US7540271B2 (en) * 2007-04-25 2009-06-02 Advanced Global Equities And Intellectual Properties, Inc. Fuel injection lubrication mechanism for continuous self lubrication of a fuel injector
HUE026768T2 (en) 2007-10-12 2016-07-28 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Fuel Pump Improvements
EP2050952A1 (en) 2007-10-16 2009-04-22 Delphi Technologies, Inc. Fuel pump
EP2050956B1 (en) 2007-10-18 2012-12-12 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Pump assembly
DE102007062181A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Robert Bosch Gmbh Hochdruckkraftstoffpumpe
JP2010203361A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Honda Motor Co Ltd 燃料供給ポンプ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190124811A (ko) * 2017-03-29 2019-11-05 바르실라 핀랜드 오이 내연 피스톤 기관에 연료를 공급하기 위한 연료 펌프

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012163686A3 (en) 2013-12-05
EP2530315A1 (en) 2012-12-05
WO2012163686A2 (en) 2012-12-06
US20140102417A1 (en) 2014-04-17
JP2014518983A (ja) 2014-08-07
JP5744326B2 (ja) 2015-07-08
US9291132B2 (en) 2016-03-22
CN103703247A (zh) 2014-04-02
CN103703247B (zh) 2016-11-09
KR101559335B1 (ko) 2015-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101559335B1 (ko) 고압 연료 펌프 조립체 및 펌핑 플런저
US7794216B2 (en) High-pressure pump
US8382458B2 (en) High-pressure fuel pump
EP2620633A1 (en) Pump head for a fuel pump
JP2006514195A (ja) 高圧ポンプ
JP3234332U (ja) 直接噴射システム用燃料ポンプ
US8215925B2 (en) Pump assembly and tappet therefor
CN111075625A (zh) 一种二级开启压力控制流量的溢流阀
JP2003269296A (ja) 高圧燃料ポンプの給油装置
KR20220154211A (ko) 고압 연료 펌프
US20020044873A1 (en) High pressure fuel pump
KR102299585B1 (ko) 내연기관용 연료 시스템의 피스톤 펌프, 특히 연료 펌프
JP6902627B2 (ja) 燃料供給ポンプ
JP2010001828A (ja) 高圧燃料ポンプ
US6835053B2 (en) Check valve
EP2189658B1 (en) Fluid Pump Assembly
EP3085944B1 (en) Externally sprung tappet with head turret guide for a fuel pump
EP2530316A1 (en) Fuel pump lubrication
EP1517039A1 (en) Pump assembly
EP2184491A1 (en) Pump head for fuel pump assembly
EP1489301B1 (en) Drive arrangement for a pump
KR20240058173A (ko) 고압 연료 펌프
EP2535584A1 (en) Pump assembly
JP2000045907A (ja) 燃料ポンプ
CN115614199A (zh) 供应泵

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180921

Year of fee payment: 4