KR20140101882A - 고압 펌프 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

유체 이송용 고압 펌프는, 펌프 본체(101), 피스톤(102)으로서, 상기 피스톤은 펌프 본체(101) 내에서 축방향으로 이동가능하며, 펌프 본체(101) 내에 배열된 제 1 부분(103) 및 펌프 본체(101) 외부에 배열된 제 2 부분(104)을 갖는, 피스톤을 포함하며, 상기 펌프 본체(101)는 연소 엔진과 커플링 가능하여, 피스톤(102)의 제 2 부분(104)이 연소 엔진 내로 연장하며, 상기 펌프 본체(101)에는 연소 엔진이 포함하는 실린더들과 동일한 수의 유체 출구(105, 106, 107)들이 제공되며, 상기 펌프는 파이프(108, 109, 110)를 통해 연소 엔진의 각각의 실린더를 위한 분사 장치와 각각의 유체 출구(105, 106, 107)를 직접 커플링하도록 설계된다.

Description

고압 펌프 및 시스템 {HIGH PRESSURE PUMP AND SYSTEM}
본 발명은 유체의 이송을 위한 고압 펌프 및 유체의 이송을 위한 시스템에 관한 것이다.
최신의 자동차 엔진 시스템들에서, 저비용, 직접 분사에 대한 요구가 증가되고 있다. 커먼 레일 분사 시스템들에서, 연료는 고압 펌프에 의해 연료 탱크로부터 연료 레일까지 이송되며, 이 연료 레일은 연료를 위한 저장 리저보어(storage reservoir)로서 기능한다. 연료는 연료 레일(또는 커먼 레일)에서 고압 하에 있으며, 레일에 연결된 분사 밸브들을 통해 실린더들 내로 직접 분사될 수 있다.
비용 효율적인 유체의 이송을 위한 고압 펌프 및 시스템을 제공하는 것이 요망된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 유체 이송용 고압 펌프는 펌프 본체를 포함한다. 고압 펌프는 피스톤을 더 포함한다. 피스톤은 펌프 본체 내에서 축방향으로 이동가능하며, 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함한다. 제 1 부분은 펌프 본체 내에 배열되고, 제 2 부분은 펌프 본체 외부에 배열된다. 펌프 본체는 피스톤의 제 2 부분이 연소 엔진(combustion engine) 내를 연장하도록 연소 엔진과 커플링가능하다. 펌프 본체에는 연소 엔진이 포함하는 실린더들과 동일한 수의 유체 출구들이 제공된다. 펌프는 파이프를 통해 연소 엔진의 하나의 실린더와 각각의 유체 출구가 직접 커플링하도록 설계된다.
펌프 본체는 연소 엔진, 특히 연소 엔진의 실린더 헤드 또는 엔진 블록과 커플링 가능하며, 그리고 펌프 본체가 연소 엔진과 커플링되는 경우, 피스톤의 제 2 부분은, 연소 엔진의 엔진 블록의 개구에서 축방향으로 이동가능하도록 배열된다. 고압 펌프는 플러그-인(plug-in) 펌프이다. 고압 펌프는 엔진 블록에 직접 커플링 가능하며, 엔진 블록에 장착가능하다.
추가의 양태들에 따르면, 피스톤은 롤러 태핏과 커플링된다. 롤러 태핏은 연소 엔진의 밸런서 샤프트(balancer shaft) 또는 크랭크 또는 캠과 커플링 가능하다. 밸런서 샤프트 또는 크랭크 또는 캠은 롤러 태핏 및 피스톤을 이동하도록 배열된다. 롤러 태핏은 엔진 블록의 개구와 직접 접촉된다. 롤러 태핏은 개구의 벽들 위를 미끄러진다. 엔진 블록의 개구에서, 롤러 태핏의 축방향 이동을 보장한다.
펌프 본체가 피스톤의 안내(guiding)를 위해서가 아니라 주로 유체의 안내를 위해 제공되기 때문에, 고압 펌프에는 보다 적은 중량이 제공되며 매우 콤팩트하다. 추가로, 펌프는 비용 효율적이다. 고압 펌프에 의해, 연소실들 내로의 유체의 분사를 위한 분사장치들과 펌프의 직접 커플링이 가능하다.
분사장치들과 펌프 사이에 유압식으로 배열된 커먼 레일이 존재하지 않는다. 펌프는, 각각의 분사장치가 펌프로부터 분사장치까지의 그 자체의 유체 이송 경로를 포함하도록 설계된다. 펌프 외부측에서, 분사장치들은 서로 유압에 독립적이다(hydraulically independent).
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 펌프 본체는 피스톤을 위한 하나의 단일 피스톤 챔버, 하나의 단일 유체 입구 및 2 개 또는 3 개의 유체 출구들을 둘러싼다. 유체 입구 및 유체 출구들 각각은 피스톤 챔버와 유압식으로 커플링된다.
추가의 양태들에 따르면, 펌프는 유체 출구들에서 유체 압력의 값을 판정하기 위한 펌프 본체와 커플링되는 압력 센서를 포함한다. 이에 따라, 펌프는 분사장치들을 위한 압력을 위해서 부여된 값을 제공하도록 정밀하게 배열된다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 유체의 이송을 위한 시스템은 유체의 이송을 위한 고압 펌프를 포함한다. 펌프의 각각의 유체 출구는 파이프에 연결되고, 각각의 파이프는 연소 엔진의 연소실 내로 유체를 분사하기 위한 분사 장치와 직접 커플링 가능하다.
본 발명의 추가의 양태들에 따르면, 펌프는 전기 구동식 펌프와 상류에 커플링된다. 예컨대, 전기 구동식 펌프는 유체 탱크 내부에 배열되는 인-탱크(in-tank) 펌프이다. 예컨대, 이 시스템은 추가의 내부 전달(transfer) 펌프를 포함하지 않는다.
이 시스템은 저비용 그리고 저중량의 콤팩트한 펌프 시스템이다. 고압 펌프와 분사장치들 사이에 커먼 레일에 대한 요구가 존재하지 않는다. 분사장치들이 펌프에 의해 직접 공급된다. 펌프는, 각각의 분사장치가 펌프로부터 분사장치까지 그 자체의 유체 이송 경로를 포함하도록 설계된다. 펌프 외부에서, 분사장치들은 서로로부터 유체 독립적이다.
이하, 바람직한 실시예들을 참조하여 상세히 설명되며, 그의 예시들은 첨부 도면들에 예시된다. 동일한 요소들, 동일한 유형의 요소들 및 동일한 효과를 갖는 요소들에는 도면에서 동일한 도면부호들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 고압 펌프를 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 고압 펌프를 개략적으로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 고압 펌프를 개략적으로 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 유체의 이송을 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1은 일 실시예에 따른 고압 펌프(100)를 개략적으로 도시한다.
고압 펌프(100)는 유체의 안내를 위한 개구들을 둘러싸는 펌프 본체(101)를 포함한다. 펌프 본체(101)는 유체 입구(112)를 포함한다. 유체 입구는 전기 펌프와 커플링가능하다. 전기 펌프는 펌프 본체(101)의 입구(112)로 유체를 공급한다.
피스톤(102)은 피스톤 챔버(111) 내에서 펌프 본체(101)에 대해 축방향으로 이동가능하다. 펌프 본체(101)에 대한 피스톤(102)의 움직임에 기인하여, 유체가 입구(112)를 통해서 펌프 본체(101) 내로 흡입되며, 유체 출구(105)들을 통해 배출된다.
피스톤은 펌프 본체(101) 내에 배열된 제 1 부분(103)을 포함한다. 제 1 부분(103)은 펌프(100)의 작동 중 적어도 부분적으로 유체와 접촉된다. 피스톤(102)은 펌프 본체(101) 외부측에 배열된 제 2 부분(104)을 포함한다.
제 2 부분(104)은 롤러 태핏(117)과 커플링된다. 롤러 태핏(117)은 연소 엔진의 드라이브 샤프트(127)에 커플링된다. 드라이브 샤프트(127)는 펌프 본체(101)에 대한 롤러 태핏(117) 및 피스톤(102)의 축방향 움직임을 위한 캠 또는 크랭크 또는 밸런서 샤프트일 수 있다.
펌프 본체(101)는 연소 엔진의 엔진 블록(129)에 커플링된다. 엔진 블록(129)은 개구(128)를 둘러싼다. 피스톤(102)의 제 2 부분(104) 및 롤러 태핏(117)이 개구(128) 내에 배열된다. 롤러 태핏(117)은 엔진 블록(129)에 직접 접촉한다. 롤러 태핏(117) 및 드라이브 샤프트(127)는 엔진 오일로 윤활된다.
압력 센서(116)가 펌프 본체(101)에 배열되고, 유체 출구(105)에서 유체 압력 값을 판정하기 위한 피스톤 챔버(111)에 유압식으로 연결된다.
펌프(100)는 연소 엔진이 실린더들을 포함하는 것과 동일한 수의 유체 출구들을 포함한다. 예컨대, 펌프(100)는 하나의 출구(105)를 포함한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 추가의 양태들에 따르면, 펌프(100)는 2 개의 유체 출구(105, 106)들을 포함한다. 도 3에 추가로 도시된 바와 같이, 추가의 양태들에 따르면, 펌프(100)는 3 개의 유체 출구(105, 106, 107)들을 포함한다. 추가의 양태들에 따르면, 펌프는 3 개 초과의 유체 출구들, 예컨대 4 개 또는 그 초과의 유체 출구들을 포함한다.
각각의 유체 출구(105, 106, 107)는 도 4에서 3 개의 출구들을 위해 예시적으로 도시된 바와 같은 파이프에 연결된다. 각각의 파이프(108, 109, 110)는 분사장치(113, 114, 115)와 커플링된다. 펌프(100)는 유체를 분사장치(113, 114, 115)들에 이송한다. 분사장치들은 연소 엔진의 연소실들 내로 유체를 분사하도록 배열된다. 도 4의 예시에서, 연소 엔진은 3 개의 연소실들을 포함한다.
분사장치(113, 114, 115)들 중 하나의 분사장치가 하나의 연소실에 제각기 배열된다. 펌프(100)와 분사장치(113, 114, 115)들 사이에는 커먼 레일이 존재하지 않는다. 분사장치(113, 114, 115)들 각각은 파이프(108, 109, 110)들을 통해 펌프(100)와 직접 커플링된다.
추가의 양태들에 따르면, 펌프(100)는 연소 엔진에 이송된 유체의 볼륨을 제어하기 위한 볼륨 제어 밸브를 포함한다.
펌프(100)는 엔진 블록(129)에 직접 설치된다. 롤러 태핏(117)은 개구(128)에서 엔진 블록(129)의 벽들 위를 미끄러진다. 개구(128)는 롤러 태핏(117)의 축방향 움직임을 보장한다. 이로써, 유체의 이송을 위해 더 가볍고 콤팩트한 시스템이 제공된다. 커먼 레일이 필요 없기 때문에, 이 시스템은 비용 효율적이다. 내부 전달 펌프는, 펌프 본체(101)의 입구(112)에 유압식으로 커플링되는 전기 인-탱크(in-tank) 펌프에 의해 대체될 수 있다.

Claims (6)

  1. 유체 이송용 고압 펌프로서,
    펌프 본체(101), 및
    피스톤(102)으로서, 상기 피스톤은 펌프 본체(101) 내에서 축방향으로 이동가능하며, 펌프 본체(101) 내에 배열된 제 1 부분(103) 및 펌프 본체(101) 외부에 배열된 제 2 부분(104)을 갖는, 피스톤을 포함하며,
    상기 펌프 본체(101)는 연소 엔진과 커플링 가능하여, 피스톤(102)의 제 2 부분(104)이 연소 엔진 내로 연장하며,
    상기 펌프 본체(101)에는 연소 엔진이 포함하는 실린더들과 동일한 수의 유체 출구(105, 106, 107)들이 제공되며,
    상기 펌프는 파이프(108, 109, 110)를 통해 연소 엔진의 각각의 실린더를 위한 분사 장치와 각각의 유체 출구(105, 106, 107)를 직접 커플링하도록 설계되는,
    유체 이송용 고압 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프 본체(101)는, 피스톤(102)을 위한 하나의 단일 피스톤 챔버(111), 하나의 단일 유체 입구(112) 및 2 개 또는 3 개의 유체 출구(105, 106, 107)들을 둘러싸며, 상기 유체 입구(112) 및 유체 출구(105, 106, 107)들 각각은 피스톤 챔버(111)와 유압식으로 커플링되는,
    유체 이송용 고압 펌프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피스톤(102)은 롤러 태핏(117)과 커플링되는,
    유체 이송용 고압 펌프.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 출구(105, 106, 107)들에서 유체 압력의 값을 판정하기 위해 펌프 본체(101)와 커플링되는 압력 센서(116)를 포함하는,
    유체 이송용 고압 펌프.
  5. 유체의 이송을 위한 시스템으로서,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 펌프(100)를 포함하며,
    상기 펌프(100)의 각각의 유체 출구(105, 106, 107)는 파이프(108, 109, 110)에 연결되며, 각각의 파이프(108, 109, 110)는 연소 엔진의 연소실 내로 유체를 분사하기 위한 분사 장치(113, 114, 115)와 직접 커플링가능한,
    유체의 이송을 위한 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 펌프(100)는 전기 구동식 펌프와 상류에서 커플링되는,
    유체의 이송을 위한 시스템.
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