KR20160026871A

KR20160026871A - 고압 펌프

Info

Publication number: KR20160026871A
Application number: KR1020157034571A
Authority: KR
Inventors: 오누르 메흐메트 탄서그
Original assignee: 델피 인터내셔널 오퍼레이션즈 룩셈부르크 에스.에이 알.엘.
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2016-03-09
Also published as: JP6203389B2; WO2015000654A1; EP2821646A1; JP2016526632A; EP3017192A1; US20160084247A1; CN105658958A

Abstract

고압 연료 펌프 유닛(10)은 펌프 헤드(12), 캠-팔로어(24), 상기 펌프 헤드(12)의 펌핑 보어(14) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 제1 끝부로부터 오일에 의해 윤활되는 상기 캠-팔로어(24)와 연동하는 제2 끝부(22)로 종축(A)을 따라 연장되는 플런저(18), 및 상기 펌프 헤드(12)와 상기 캠-팔로어(24) 사이에서 압축되는 스프링(30)을 포함한다. 상기 펌프 유닛(10)은 상기 플런저(18) 둘레에 배치되며, 연료가 오일과 혼합하는 것을 방지하기 위해 상기 펌프 헤드(12)에 고정되는 환형 시일(34)을 더 포함한다.

Description

고압 펌프{HIGH PRESSURE PUMP}

본 발명은 오일 윤활식 캠 팔로어(oil lubricated cam follower)에 의해 작동되는 고압 연료 펌프에 관한 것이다.

고압 연료 펌프에서는, 펌프 헤드 내의 피스톤을 형성하는 상측 끝부로부터 캠 팔로어(cam follower) 및 핀 부시 롤러(pin bush roller)를 구비한 하측 끝부로 플런저가 연장된다. 캠 팔로어는 플런저를 회전으로 작동하는 캠을 팔로어하는 결과, 피스톤은 펌프 헤드 내에서 왕복 운동한다. 캠 팔로어와 펌프 헤드 사이에서 압축되는 코일 스프링은 롤러와 캠 사이에서 영구적인 접촉을 유지한다.

피스톤은 하측 끝부와 캠 팔로어가 엔진 오일에 의해 윤활되는 동안에 연료에 의해 적셔지고, 플런저가 펌프 헤드 내에서 왕복으로 슬라이딩함에 따라, 일부 적은 양의 오일과 연료가 혼합하여 바람직하지 못한 오염을 발생시킨다.

EP2317120호는 오일과 연료의 혼합을 회피하도록 더블 립 시일(double lip seal)이 제공되는 조립체를 개시한다.

또 다른 문제점은 조립 공정에 관한 것이다. 플런저는 펌프 유닛이 엔진 상에 고정되기 전에 펌프 내에 보유되지 않으므로, 조립 라인에서 플런저가 펌프 헤드에서 강하(fall-off)하는 일이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 펌프 헤드, 회전 캠과 연동하는 캠-팔로어, 상기 펌프 헤드로부터 캠-팔로어로 종축을 따라 연장되는 플런저, 및 상기 캠-팔로어를 상기 회전 캠을 향해 응답(solicite)하도록 상기 펌프 헤드와 상기 캠-팔로어 사이에서 압축되는 스프링을 포함하는 고압 연료 펌프 유닛을 제공하는 것이다. 상기 플런저는 상기 펌프 헤드의 펌핑 보어 내에 슬라이딩 가능하게 배치되어 연료가 펌핑되는 제1 끝부로부터 오일에 의해 윤활되는 상기 캠-팔로어와 연동하는 제2 끝부로 연장된다. 상기 펌프 유닛은 상기 플런저 둘레에 배치되며, 연료가 오일과 혼합하는 것을 방지하기 위해 상기 펌프 헤드에 고정되는 환형 시일을 더 포함한다.

상기 시일은 더블 립 시일이고, 그 2개의 립은 상기 플런저와 연동한다.

또한, 상기 시일은 상기 펌프 유닛의 조립 동안에 상기 플런저가 상기 펌프 헤드에서 잘못하여 강하하는 것을 방지하기에 충분히 내측방향으로 배향된 주변 반경방향력(surrounding radial force)으로 상기 플런저에 응답할 수 있다.

상기 시일은 상기 펌프 헤드에 부착된 시일 보유 슬리브 내에 배치된다.

상기 펌핑 보어는 상기 펌프 헤드 외부로 원통형 리세스 내에서 개방하며, 상기 시일은 상기 원통형 리세스 내에 배치된다.

또 다른 실시예에서, 펌프 유닛은 상기 원통형 리세스를 둘러싸는 위치에서 상기 펌프 헤드에 고정되며, 상기 플런저가 연장되는 개구부를 갖는 말단부로 축방향으로 연장되는 벨형상 부재를 포함한다.

상기 플런저는 상기 벨형상 부재 내의 영구적인 위치에 환형 그루브를 구비할 수 있다. 상기 그루브는 상기 개구부의 직경보다 큰 외경을 갖는 환형 보유 클립을 수용함으로써, 상기 펌프 유닛의 조립 동안에 상기 플런저가 상기 펌핑 보어에서 잘못하여 강하하는 것을 방지한다.

첨부한 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 본 발명을 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 펌프 유닛의 축방향 단면도,
도 2는 도 1의 부분 상세도,
도 3은 본 발명에 따른 펌프 유닛의 또 다른 실시예에 관한 도면.

명확성 및 간결성과, 설명의 이해를 용이하게 하기 위해, 도 1에 도시한 바와 같이 뒤집힌 배향이 이용될 것이다. 용어 "하측방향, 하측방향으로, 상측방향, 상측방향으로"뿐만 아니라, "상부, 하부, 상측, 하측" 등은 본 발명의 범위를 제한하는 의도 없이, 특히 차량 내의 펌프 설치에 대한 다수의 가능성과 관련하여 이용될 수 있다.

고압 연료 펌프(10)는 종축(A)을 따라 연장되며, 엔진(미도시)에 직접 고정된 펌프 헤드(12)를 포함한다. 변형적으로, 별개의 하우징 상에 고정될 수 있다. 펌프 헤드(12)는 축방향 보어(14)를 구비하며, 그 상측 끝부는 밸브에 의해 제어되는 입구로부터 연료를 수용하는 압축 챔버이다. 가압된 연료는 또 다른 밸브에 의해 제어되는 출구를 통해 압축 챔버로부터 나온다. 펌프 헤드(12)는 축방향 하측으로 연장되는 원통형 부재(16)를 더 구비하며, 상기 원통형 부재(16) 내에는 축방향 보어(14)가 중앙으로 연장된다.

축방향 보어(14) 내에는 플런저(18)가 슬라이딩 가능하게 배치되며, 그 상측 끝부는 피스톤이다. 일반적으로, 보어(14)와 플런저(18) 사이의 직경 간극(C)은 수 마이크론이므로, 일단부에서 플런저(18)가 보어(14) 내에서 슬라이딩하게 하고, 타단부에서 직경 간극(C)을 통해 최소한의 누수가 있는지를 보장할 때 연료를 압축하게 한다. 플런저(18)는 컵형상 부재(26)를 포함하는 캠 팔로어(24)와, 회전 캠 상에서 롤링하는 핀 부시 롤러(28)에 대해 인접하는 하측 끝부(26)까지 하측방향으로 연장된다. 코일 스프링(30)은 플런저(18) 둘레에 배치되어, 펌프 헤드(12)와 캠 팔로어(24) 사이에서 압축된다. 더욱 구체적으로, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 스프링(30)의 상부는 원통형 부재(16) 둘레에 결합되고, 펌프 헤드(12)의 평탄면에 대해 최종 나선이 인접한다. 스프링(30)의 하부는 컵형상 부재(26) 내에 배치된 스프링 시트(32) 상에 수용된다.

도 1 및 2에 도시된 제1 실시예에서, 펌프 유닛(10)은 시일 보유 슬리브(36) 내에 배치된 시일(34)을 더 포함한다. 시일 보유 슬리브(36)는 원통형 부재(16)의 하단부 위에 크림핑, 나사 결합, 접착 또는 임의의 다른 수단에 의해 결합 및 고정되는 원통형 벽(38)과, 중앙 개구부(42)를 구비한 디스크 형상의 하부벽(40)을 갖는다. 그 위치에서, 플런저(18)는 개구부(42)를 통해 원통형 부재(16) 외부로 연장된다. 시일(34)은 원통형 벽(38), 하부벽(40) 및 플런저(18) 사이에 형성된 관형 내측 공간 내에 배치된다.

당해 기술에 알려진 바와 같이, 펌프 유닛(10)이 소정 위치에 있기만 하면, 플런저(18)는 회전 캠 상에서 롤링하는 캠 팔로어(24)의 변위에 의해 작동되도록 상하로 왕복운동한다. 피스톤은 캠 팔로어가 엔진 오일에 의해 윤활되는 동안에 연료에 의해 적셔진다. 시일(34)의 제1 기능은 플런저(18) 둘레에 배리어를 형성함으로써 2가지의 유체들 사이에 전체 분리(total separation)를 보장하는 것이다. 이를 보장하기 위해, 시일(34)은 플런저(18)를 2개의 평행한 지대에서 원주방향으로 접촉하는 더블 립 시일(34)이다.

시일(34)의 제2 기능은 조립 공정, 특히 펌프 유닛을 엔진에 직접 조립할 때에 관한 것이다. 펌프 유닛(10)은 플런저(18)를 보어(14) 내에 삽입함으로써 조립된다. 펌프 유닛(10)의 통합성은 엔진 상에 최종으로 고정될 때 유지된다. 펌프 헤드(12)는 엔진에 고정되고, 그 반대측 상에서, 캠 팔로어(24)는 회전 캠에 대항하고, 그 중간에서 스프링(30)은 압축되어 0(zero)의 자유 플레이를 보장한다. 엔진 내에 조립하기 전에, 플런저(18)는 펌프 헤드(12)에서 잘못하여 강하할 수 있다. 시일(34)의 제2 기능은 플런저(18)를 소정 위치에 보유하고, 그러한 사고를 회피하는 것이다. 그 다음, 시일(34)은 플런저(18) 상에 반경방향 내측으로 배향된 원주방향력을 발생시키도록 더욱 설계된다. 그 힘은 보어(14) 내에 결합된 후에 플런저(18)를 소정 위치에 보유하기에 충분하다.

조립 공정 동안에, 시일 보유 슬리브(36)는 펌프 헤드(12) 상에 고정된 다음, 시일(34)은 시일 보유 슬리브(36) 내에 배치된다. 그 후, 플런저(18)는 시일(34)을 통해 그리고 보어(14) 내로 삽입된다. 변형적으로, 고정 공정이 이를 허용한다면, 시일(34)은 시일 보유 슬리브(36)가 펌프 헤드(12) 상에 고정되기 전에 시일 보유 슬리브(36) 내에 세팅될 수 있다.

도 3을 참조하여 제2 실시예를 기술한다. 실린더 부재는 제1 실시예에서 보다 훨씬 짧다. 이와 같이 짧은 원통형 부재(44)는 보어(14)를 개방하고, 시일(34)을 배치하는 내측 축방향 리세스(46)를 구비한다. 외부에서는, 짧은 원통형 부재(44)가 도 3에 나타낸 바와 같이, 쓰레드와 같은 부착 수단, 또는 변형적으로 크림핑 지오메트리, 접착면 혹은 반경방향으로 배향된 나사를 수용하기 위한 반경방향의 나사 구멍을 구비한다. 펌프 헤드(12)는, 헤드(12)를 구비한 수단에 상보적인 부착 수단을 통해 부착된 벨형상 부재(48)를 더 구비한다. 내부에서는, 벨형상 부재(48)가 시일(34)의 외경(D2)보다 작은 직경(D1)을 갖는 원통형 구멍(50)을 가짐으로써, 벨형상 부재(48)를 고정할 때, 그 벽의 내부가 펌프 헤드(12)와 접촉하여, 작동 동안에 시일(34)의 제거를 방지하는 스톱(stop)을 형성한다. 도 3에서 보이는 바와 같이, 벨형상 부재(48)는 원통형 구멍(50)의 직경(D1)보다 작은 직경(D3)을 갖는 개구부(52)를 축방향으로 구비하여, 조립시에 플런저(18)가 보어(14) 외부로, 시일(34)을 통해, 원통형 구멍(50)을 통해 그리고 개구부(52)를 통해 외부로 연장된다.

제2 변형예에서, 시일(34)은 플런저를 밀봉하고 보유하는 2가지의 기능을 보장한다.

보유 기능에 대한 견고함을 증가시키기 위해, 플런저(18)는 개구부(52)의 직경(D3)보다 큰 외경(D4)을 갖는 보유 클립(54)인 또 다른 보유 수단을 구비할 수 있다. 클립(54)은 플런저(18)가 보어(14) 내에 완전히 삽입될 때 시일(34) 근방의 위치에서 플런저(18) 내에 배치된 그루브 내에 세팅된다. 또한, 벨형상 부재(48)는, 플런저(18)가 하측방향으로 이동할 때, 클립(54)이 원통형 구멍(50) 내에 유지되어 시일(34) 근방으로부터 개구부(52) 근방으로 이동하도록 충분히 길어야 한다. 조립 공정 동안에, 시일(34)이 플런저(18)에 충분히 보유되지 않으면, 플런저(18)는 벨형상 부재(48)의 하부벽에 대해 클립(54)이 인접할 때까지 슬라이딩하여, 플런저의 전체적인 분해 및 바람직하지 못한 강하를 방지한다. 또한, 벨형상 부재(48)의 외부면(56)은 캠을 향해 정점을 갖는 약간의 원추형이므로, 스프링(30)의 결합 및 위치설정을 용이하게 한다.

Claims

고압 연료 펌프 유닛(10)에 있어서,
펌프 헤드(12), 회전 캠과 연동하는 캠-팔로어(24), 상기 펌프 헤드(12)의 펌핑 보어(14) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되어 연료가 펌핑되는 제1 끝부로부터 오일에 의해 윤활되는 상기 캠-팔로어(24)와 연동하는 제2 끝부(22)로 종축(A)을 따라 연장되는 플런저(18), 및 상기 캠-팔로어(24)를 상기 회전 캠을 향해 응답(solicite)하도록 상기 펌프 헤드(12)와 상기 캠-팔로어(24) 사이에서 압축되는 스프링(30)을 포함하며,
상기 펌프 유닛(10)은 상기 플런저(18) 둘레에 배치되며, 연료가 오일과 혼합하는 것을 방지하기 위해 상기 펌프 헤드(12)에 고정되는 환형 시일(34)을 더 포함하며, 상기 시일(34)은 더블 립 시일(34)이고, 그 2개의 립은 상기 플런저(18)와 연동하고,
상기 시일(34)은 상기 펌프 유닛(10)의 조립 동안에 상기 플런저(12)가 상기 펌프 헤드(12)에서 잘못하여 강하하는 것을 방지하기에 충분히 내측방향으로 배향된 주변 반경방향력(surrounding radial force)으로 상기 플런저(18)에 응답하는 것을 특징으로 하는,
고압 연료 펌프 유닛.
제1항에 있어서,
상기 시일(34)은 상기 펌프 헤드(12)에 부착된 시일 보유 슬리브(36) 내에 배치되는,
고압 연료 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 펌핑 보어(14)는 상기 펌프 헤드(12) 외부로 원통형 리세스(46) 내에서 개방하며, 상기 시일(34)은 상기 원통형 리세스(46) 내에 배치되는,
고압 연료 펌프 유닛.
제3항에 있어서,
상기 원통형 리세스(46)를 둘러싸는 위치에서 상기 펌프 헤드(12)에 고정되며, 상기 플런저(18)가 연장되는 개구부(52)를 갖는 말단부로 축방향으로 연장되는 벨형상 부재(48)를 더 포함하는,
고압 연료 펌프 유닛.
제4항에 있어서,
상기 플런저(18)는 상기 벨형상 부재(48) 내의 영구적인 위치에 환형 그루브를 구비하며, 상기 그루브는 상기 개구부(52)의 직경(D3)보다 큰 외경(D4)을 갖는 환형 보유 클립(54)을 수용함으로써, 상기 펌프 유닛(10)의 조립 동안에 상기 플런저(18)가 상기 펌핑 보어(14)에서 잘못하여 강하하는 것을 방지하는,
고압 연료 펌프 유닛.