KR20160070072A - 고압 매질을 안내하는 부품 - Google Patents

고압 매질을 안내하는 부품 Download PDF

Info

Publication number
KR20160070072A
KR20160070072A KR1020167009644A KR20167009644A KR20160070072A KR 20160070072 A KR20160070072 A KR 20160070072A KR 1020167009644 A KR1020167009644 A KR 1020167009644A KR 20167009644 A KR20167009644 A KR 20167009644A KR 20160070072 A KR20160070072 A KR 20160070072A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
pump
component
valve
suction
Prior art date
Application number
KR1020167009644A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102211982B1 (ko
Inventor
마티아스 헤르만
하겐 자스닉
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
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 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20160070072A publication Critical patent/KR20160070072A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102211982B1 publication Critical patent/KR102211982B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, 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
    • F02M59/48Assembling; Disassembling; Replacing
    • F02M59/485Means for fixing delivery valve casing and barrel to each other or to pump casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0452Distribution members, e.g. valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F04B53/162Adaptations of cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025Common rails
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02Pumps 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
    • F02M59/10Pumps 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
    • F02M59/102Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, 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
    • F02M59/442Details, 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, 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
    • F02M59/46Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0448Sealing means, e.g. for shafts or housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1087Valve seats
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/02Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the valving being fluid-actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F04B9/04Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • F04B9/042Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/04Sealings between relatively-stationary surfaces without packing between the surfaces, e.g. with ground surfaces, with cutting edge

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 압력 채널(29)을 구비한 제1 구성요소(13) 및 하나의 압력 챔버(30)를 구비한 제2 구성요소(2)를 포함하며 고압 매질을 안내하는 부품에 관한 것으로, 하나 이상의 압력 채널(29)의 입구(들)를 둘러싸는 제1 구성요소(13)의 환형 밀봉면(32)과, 압력 챔버(30)의 가장자리를 둘러싸는 제2 구성요소(2)의 환형 밀봉면(33)이 밀봉 지점을 형성하기 위해 평면적으로 서로 상호 작용하며, 이 경우 압력 채널(29)의 단면적은 압력 챔버(30)의 단면적보다 더 작고, 압력에 기인하는 환형 밀봉면(32, 33)의 방사 방향 확장은 실질적으로 동일하다.

Description

고압 매질을 안내하는 부품{A COMPONENT WHICH CONDUCTS HIGH-PRESSURE MEDIUM}
본 발명은, 하나 이상의 압력 채널을 구비한 제1 구성요소 및 하나의 압력 챔버를 구비한 제2 구성요소를 포함하며 고압 매질을 안내하는 부품에 관한 것으로, 하나 이상의 압력 채널의 입구(들)를 둘러싸는 제1 구성요소의 환형 밀봉면과 압력 챔버의 가장자리를 둘러싸는 제2 구성요소의 환형 밀봉면이 밀봉 지점을 형성하기 위해 평면적으로 서로 상호 작용하며, 이 경우 압력 채널의 단면적은 압력 챔버의 단면적보다 더 작다.
이와 같은 부품은 예를 들어 커먼 레일 고압 펌프(Common Rail High Pressure Pump)용 펌프 요소로서 형성될 수 있다. 펌프 요소에는 일반적으로 펌프 실린더, 펌프 피스톤 및 밸브 유닛이 구비되는데, 이 경우 밸브 유닛은 흡입 밸브 및 압력 밸브를 가지며, 이들 펌프 요소에서는 흡입 밸브 부재 또는 압력 밸브 부재가 각각 흡입 밸브 시트 또는 압력 밸브 시트를 향해 가압될 수 있고, 흡입 밸브 부재와 압력 밸브 부재는 하나의 밸브 지지체(valve support) 내부에 변위 가능하게 배치된다. 펌프 피스톤이 하강할 때에는, 매질이 흡입 밸브를 통해 펌프 요소의 흡입 챔버로부터 흡입되고, 펌프 피스톤이 상승할 때에는, 매질이 압력 밸브를 통해 배출된다. 흡입 챔버는 흡입 보어를 통해 흡입 밸브와 연결되어 있고, 펌프 실린더 내에 형성된 펌프 요소의 펌프 챔버는 하나 이상의 압력 채널을 통해 압력 밸브와 연결되어 있다. 하나 이상의 압력 채널의 입구를 둘러싸는 밸브 지지체의 환형 밀봉면과 압력 챔버의 가장자리를 둘러싸는 펌프 실린더의 환형 밀봉면이 밀봉 지점을 형성하기 위해 평면적으로 서로 상호 작용한다.
고압 펌프는 예를 들어 내연 기관에서, 연료를 연소실 내부로 분사하기에 적합한 압력으로 만들기 위해 사용된다. 소위 커먼 레일 분사 시스템을 구비한 디젤 엔진의 경우, 레일 내에 저장된 고압 연료를 엔진의 모든 작동 상태를 위해 제공하는 것이 필수적이며, 이를 위해 고압 펌프가 제공된다. 신속한 엔진 시동을 가능하게 하기 위해서는, 엔진에 의해 요구되는 전부하량보다 고압 펌프의 최대 이송량이 훨씬 더 높아야 한다. 그러나 다른 한 편으로, 엔진의 부분 부하 또는 공회전 시에는 고압 펌프의 이송량이 매우 소량만 필요하다. 레일로 이송되는 고압 펌프의 이송량의 조절은, 레일/축압기 내 연료 압력에 따라 고압 펌프의 유입량을 결정하는 전자 제어식 계량 유닛을 통해 실시된다. 이로써, 각자 필요한 고압 연료량만 레일로 전달된다.
고압 펌프는, 롤러 플런저(roller plunger)를 통해 또는 직접 캠 샤프트에 의해 구동되는 하나 이상의 펌프 요소로 구성된다. 흡입측에서는, 예비 이송 펌프, 예를 들어 기어 펌프가 연료를 낮은 압력으로 탱크 외부로 공급한다. 토출측에서는, 압축된 연료가 축압기를 거쳐 라인 시스템 내에 도달하거나 라인을 통해 레일에 도달한다.
고압 펌프는 일반적으로, 펌프 피스톤이 하강하면 펌프 흡입 챔버로부터 계량 유닛에 의해 결정된 연료량이 흡입되고, 그에 후속하여 펌프 피스톤이 상승하면 압력 밸브를 통해 레일 내부로 가압되는 방식으로 동작한다. 이때, 밸브 지지체와 펌프 실린더 사이에 있는 밀봉 지점이 압력 변동에 의해 주기적으로 부하를 받는다. 이 부하는 매 펌핑 과정에서 가해지며, 이때 상기 부하의 진폭은, 고압 펌프의 공급 압력(< 10바아)으로부터 커먼 레일 시스템의 개별 시스템 압력(> 2,000바아)으로의 압력 변동에 상응한다. 주기적인 압력 변동으로 인해, 매 펌핑 과정에서 고압 밀봉면에 연료가 부분 침투함에 따라 유동 침식이 발생하게 될 위험이 있다. 또한, 주기적인 압력 변동으로 인해 주기적인 부품 팽창이 야기되며, 이는 특히, 이러한 부품 팽창이 관련 구성요소들에서 상이한 강도로 발생할 경우, 상호 작용하는 밀봉면들에서 상대 운동을 야기한다. 이때, 소위 프레팅(fretting)이 발생할 수 있다. 이는, 밀봉면들에서 국부적으로 대부분 높은 응력 및 유동 침식과 더불어 균열 형성 및 부품 고장을 유발할 수 있다.
예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 선행 기술에 따른 펌프 요소의 경우, 밀봉면의 침식 및 프레팅은 한 편으로는 밸브 지지체 내부에서의 강성 편차에 의해, 그리고 다른 한 편으로는 밀봉면 영역에서 두 구성요소(밸브 지지체, 펌프 실린더) 간의 상이한 강성에 의해 촉진된다. 또한, 고압 밀봉 지점에서의 국부적으로 높은 응력의 발생은, 밀봉면에 형성된 각도 과장(angular exaggeration) 부분에 의해 그리고 펌프 실린더에서의 처리 공정에 의해 촉진된다.
그렇기 때문에, 본 발명의 과제는, 밀봉면에서 유동 침식 및 균열 형성의 위험이 줄어들도록 펌프 요소를 개선하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 사상은 실질적으로, 압력에 기인하는 환형 밀봉면들의 방사 방향 확장이 실질적으로 동일하다는 데 있다. 그럼으로써, 압력 부하가 주기적으로 가해질 때 밀봉면들에서의 상대 변위, 다시 말해 양측 밀봉면의 상호 미끄럼 현상이 방지된다. 오히려, 양측 밀봉면의 일종의 상호 롤링 현상이 발생함에 따라, 소위 프레팅이 방지될 수 있다. 압력에 기인하는 두 구성요소의 방사 방향 팽창은 밀봉면 영역에서 일련의 구조적 조치들에 의해 상호 조정될 수 있다. 예를 들면, 두 구성요소 중 하나 또는 두 구성요소 모두의 강성이 조정될 수 있다.
바람직하게는, 제1 구성요소 내 하나 이상의 압력 채널의 입구가 환형 밀봉면에 비해 상대적으로 축방향으로 후퇴되어 있다. 그럼으로써, 압력 채널이 직접 밀봉면과 통하지 않고, 상기 축방향 후퇴에 의해 발생하는 공간으로 통하게 된다. 이 경우, 바람직하게는 상기 공간이 압력 채널에 비해 확대된 단면적을 가지며, 상기 공간은 환형 밀봉면으로 둘러싸인다. 상기 공간의 구성은 압력 챔버를 만들어주고, 이 압력 챔버 내에서는 발생하는 펄스 형태의 유체 압력이 방사 방향으로 상기 공간의 벽에 작용하므로, 공간이 없는 경우보다 더 큰 부품 팽창을 유도한다.
특히 바람직하게, 본 발명은 커먼 레일 고압 펌프용 펌프 요소에서 실현될 수 있다. 이 경우, 제2 구성요소는 펌프 요소의 펌프 실린더에 의해 형성된다. 제1 구성요소는 펌프 요소의 흡입 밸브 및/또는 압력 밸브용 밸브 지지체에 의해 형성된다. 제2 구성요소의 압력 챔버는, 펌프 실린더 내에 형성된 펌프 요소의 펌프 챔버에 의해 형성된다. 바람직하게, 이와 같은 관계에서의 구성은, 펌프 실린더, 펌프 피스톤 및 밸브 유닛을 구비한 펌프 요소가 형성되는 방식으로 이루어지며, 이 경우 밸브 유닛은 흡입 밸브 및 압력 밸브를 갖고, 이들 밸브에서 흡입 밸브 부재 또는 압력 밸브 부재가 각각 흡입 밸브 시트 또는 압력 밸브 시트를 향해 가압될 수 있고, 흡입 밸브 부재 및 압력 밸브 부재는 하나의 밸브 지지체 내부에 변위 가능하게 배치되며, 이 경우 펌프 피스톤이 하강할 때에는 매질이 흡입 밸브를 통해 펌프 요소의 흡입 챔버로부터 흡입되고, 펌프 피스톤이 상승할 때에는 매질이 압력 밸브를 통해 배출되며, 이 경우 흡입 챔버는 밸브 지지체를 관통하는 흡입 보어를 통해 흡입 밸브와 연결되고, 펌프 실린더 내에 형성된 펌프 챔버는 흡입 보어에 대해 횡방향으로 연장되는, 밸브 지지체 내에 형성된 압력 채널들을 통해 압력 밸브와 연결되며, 압력 채널들의 입구를 둘러싸는 밸브 지지체의 환형 밀봉면과 압력 챔버의 가장자리를 둘러싸는 펌프 실린더의 환형 밀봉면이 서로 상호 작용한다.
밸브 지지체와 펌프 실린더의 부품 강성을 상호 조정하기 위해 바람직하게는, 흡입 보어와 밸브 지지체의 밀봉면 사이에 제공된 재료 두께가 횡단면에서 볼 때 흡입 보어의 직경의 적어도 1.25배, 바람직하게는 1.5배일 수 있다. 흡입 보어와 밀봉면 사이에 제공된 밸브 지지체의 재료 두께가 횡단면에서 볼 때 선행 기술에 비해 증가함으로써, 흡입 보어의 영역에서 밸브 지지체의 강성 증대가 달성된다. 이는, 상기 영역에서 밸브 지지체의 강성이 이론적으로는 통상 최소이기 때문에 중요하다.
또 다른 한 가지 조치는, 원통형 내부면과 펌프 실린더의 밀봉면 사이의 천이부에 밀봉면 쪽으로 확장되는 환형의 원추면 또는 볼록면을 제공하는 것이다. 그럼으로써, 원통형 내부면과 펌프 실린더의 밀봉면 사이의 천이부에서 밀봉면의 내부 직경에서 펌프 실린더의 지지 작용이 증대된다.
전술된 조치들에 의해서 달성된 부품 강성 조정의 결과, 한 편으로는 밀봉면들의 밀봉 영역에서 표면 압착의 균일화가 달성되고, 다른 한 편으로는 두 관련 부품 내 응력 분포의 최적화가 달성된다.
본 발명에 따라 밸브 지지체의 밀봉면과 흡입 보어 사이의 부품 두께를 증가시키면, 펌프 요소의 흡입 챔버로 안내되는 공급 보어가 더 위쪽에서 흡입 챔버로 통하게 할 수 있으며, 이 경우 바람직하게 공급 보어가 흡입 보어에 대해 실질적으로 동축으로 연장되는 구성이 구현된다.
선행 기술에 따른 실시예들에서는, 표면 압착을 증대시키기 위해, 서로 상호 작용하는 밀봉면들에 대부분 각도 과장 부분이 제공된다. 이 경우, 각도 과장 부분은, 환형 밀봉면의 내부 직경에서 표면 압착이 발생하도록 그리고 외측으로 가면서 점차 감소하도록 구현된다. 각도 과장 부분은 밀봉면에서 약간 원뿔 모양으로 구현된 부분인데, 다시 말해 밀봉면에서 내부 직경 쪽으로 가면서 점차 더 커지는 재료 비대부이며, 이 경우 최대 각도 과장부 또는 재료 비대부는 10 내지 20㎛이다. 선행 기술과 달리, 본 발명의 한 바람직한 실시예의 범주에서는 펌프 실린더의 밀봉면이 0 내지 3㎛의 각도 과장 부분을 갖는다. 그럼으로써, 밀봉면의 내부 직경에서 표면 압착 최대치가 줄어들 수 있으며, 이는 마찬가지로 고압 밀봉 영역에서 표면 압착의 균일화를 야기한다. 각도 과장 부분의 범위가 10 내지 20㎛에서 0 내지 3㎛의 범위로 감소함으로써, 바람직하게는 상응하는 부품들의 치수 공차도 제한되는데, 그 이유는 각도 과장 부분의 값이 0 내지 3㎛ 사이에서만 더 변동하기 때문이다.
한 바람직한 개선예에 따라, 서로 상호 작용하는 밀봉면들이 연삭 가공됨으로써 밀봉면들에서의 응력 피크의 지속적인 감소가 나타난다. 선행 기술에서 사용된 선삭 가공(turning process) 대신 연삭 가공을 이용하는 것은, 선반 홈에 의해 야기되는 표면 압착 피크를 개선한다. 또한, 연삭 가공 공정은 전술된 각도 과장 부분과 관련해서 제조 치수 편차의 감소를 촉진한다.
또 다른 한 바람직한 개선예에서는, 온도 안정성을 증가시키기 위해 펌프 실린더를 강 100Cr6(ISO 683-17)로 형성한다. 이 강은 다음과 같은 조성을 갖는다:
C: 0.93 내지 1.05
Si: 0.15 내지 0.35
Mn: 0.25 내지 0.45
Cr: 1.35 내지 1.60
본 발명은, 도면에 개략적으로 도시된 실시예들을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 선행 기술에 따른 고압 펌프의 기본 구조를 도시하고,
도 2는 도 1에 도시된 펌프 요소의 밸브 유닛의 횡단면을 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 펌프 요소의 횡단면을 도시한다.
도 1은, 펌프 실린더(2) 및 펌프 피스톤(3)으로 구성된 5개의 펌프 요소를 구비한 커먼 레일 분사 시스템을 위한 고압 펌프(1)의 기본 구조를 보여준다. 연소 엔진에 의해 구동되는 캠 샤프트(4)가 펌프 하우징(5) 내에 장착되어, 롤러 플런저(6)를 통해 펌프 실린더(2) 내 펌프 피스톤(3)을 상·하로 움직인다. 롤러 플런저(6)와 캠 간의 접촉은 압축 스프링(7)에 의해 유지된다. 펌프 피스톤(3)이 하강할 때에는, 계량 유닛(10)에 의해 결정된 연료량이 펌프 요소들 둘레에 펌프 하우징의 종방향으로 연장되는 펌프 흡입 챔버(11)로부터 흡입 밸브(8)를 통해 흡입되고, 그 다음 펌프 피스톤이 상승할 때 압력 밸브(9)를 통해 레일(12) 내부로 가압된다.
도 2에는, 선행 기술에 상응하는 밸브 유닛의 횡단면이 도시되어 있다. 펌프 실린더(2)의 상부 영역에 밸브 지지체(13)가, 그리고 그 위에는 압력 부재(14)가 배치되며, 이들 밸브 지지체 및 압력 부재는, 펌프 하우징(5)과 나사 연결된 펌프 하우징 헤드(15)를 통해 펌프 실린더(2) 내부로 밀착 압입된다. 밸브 지지체(13) 내에서는 압력 밸브 부재(16)가 축방향으로 변위될 수 있게 뻗어 있다. 압력 밸브 스프링(17)에 의해, 상기 압력 밸브 부재의 압력 밸브 시트(18)가 밸브 지지체(13)의 원추형 시트 면(19)을 향해 가압된다. 압력 밸브 부재(16)의 측방 평탄부들이 밸브 챔버(20)로부터 압력 밸브 시트(18) 방향으로의 연료 흐름을 가능하게 한다. 압력 밸브 스프링(17)은 압력 부재(14) 내부에 장착된 스프링 플레이트(21)에 지지된다. 압력 밸브 부재(16)의 보어 내에는, 흡입 밸브 부재(22)가 축방향으로 변위될 수 있게 뻗어 있고, 흡입 밸브 스프링(23)에 의해 평탄 시트(flat seat)로서 구현된 흡입 밸브 시트(24)를 향해 가압된다.
펌프 피스톤(3)이 하강하면, 계량 유닛(10)으로부터 펌프 흡입 챔버(11) 내로 계량된 연료가 공급 보어(25) 및 요소 흡입 챔버(26), 흡입 보어(27) 및 공급 보어(28)를 통해, 계속해서 열려 있는 흡입 밸브 시트(24), 밸브 챔버(20) 및 압력 채널들(29)을 통해 펌프 피스톤(3) 상부의 펌프 챔버(30) 내부로 흡입된다. 그 다음에 이어서 펌프 피스톤(3)이 상승하면, 흡입 밸브(8) 및 연료가 펌프 챔버(30)로부터 압력 채널들(29), 밸브 챔버(20) 및 압력 밸브 부재(16)의 측방 평탄부들, 열려 있는 압력 밸브 시트(18), 압력 밸브 스프링(17)의 권선들 사이의 공간들, 스프링 플레이트(21) 내 및 압력 부재(14) 내 중앙 보어를 통해 레일(12) 내로 가압된다. 압력 밸브 부재(16) 내 횡방향 보어들(31)은, 흡입 밸브 스프링(23)을 내포하는, 흡입 밸브 몸체(22) 상부의 보어 내에서의 압력 쿠션의 형성을 방지한다. 압력 밸브 부재(16)의 행정은 스프링 플레이트(21)에 형성된행정 스토퍼에 의해 제한된다.
도 3에는, 이제 밸브 지지체(13) 및 펌프 실린더(2)의 서로 상호 작용하는 밀봉면들(32 및 33)의 영역에서의 본 발명에 따른 구성이 도시되어 있다. 도면에서는, 밸브 지지체(13)의 밀봉면(32)과 흡입 보어(27) 사이의 재료 두께(a)가 확대되었음을 알 수 있으며, 바람직하게 흡입 보어(27)의 직경의 적어도 1.25배, 바람직하게는 1.5배이다. 또한, 도 2에 따른 구성과 비교해보면, 펌프 실린더(2)의 원통형 내부면(34)과 펌프 실린더(2)의 밀봉면(33) 사이의 천이부에 밀봉면(33) 쪽으로 확장되는 환형의 원추면(35)이 제공됨에 따라, 밀봉면(33)의 내측 밀봉 직경이 더 양호하게 지지된다.
계속해서 도 3에서는, 흡입 챔버(26)로 뻗는 공급 보어(25)가 흡입 보어(27)에 대해 실질적으로 동축으로 연장됨을 알 수 있다. 따라서, 도 2와 비교해볼 때 공급 보어(25)는, 밸브 지지체(13)의 확대된 벽 두께(a)를 위한 공간을 만들기 위해, 상부쪽으로 밀려나 있다.
마지막으로, 압력 채널들(29)이 밀봉면 평면에 비해 축방향으로 후퇴된 평면 내로 연통됨으로써 중간 챔버(36)가 형성되고, 이 중간 챔버의 내부 직경은 바람직하게 압력 챔버(30)의 내부 직경에 실질적으로 상응함으로써, 밸브 지지체(13) 내 및 펌프 실린더(2) 내에서 각각 주도적인 유체 압력이 동일한 직경에서 작용하게 되고, 그에 상응하게 밸브 지지체(13) 및 펌프 실린더(2)의 방사 방향 확장이 동일한 크기로 야기된다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 압력 채널(29)을 구비한 제1 구성요소(13) 및 하나의 압력 챔버(30)를 구비한 제2 구성요소(2)를 포함하는, 고압 매질을 안내하는 부품으로서, 상기 하나 이상의 압력 채널(29)의 입구(들)를 둘러싸는 제1 구성요소(13)의 환형 밀봉면(32)과, 상기 압력 챔버(30)의 가장자리를 둘러싸는 제2 구성요소(2)의 환형 밀봉면(33)이 밀봉 지점을 형성하기 위해 평면적으로 서로 상호 작용하며, 상기 압력 채널(29)의 단면적이 상기 압력 챔버(30)의 단면적보다 더 작은, 고압 매질 안내 부품에 있어서,
    압력에 기인하는 상기 환형 밀봉면들(32, 33)의 방사 방향 확장은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  2. 제1항에 있어서, 제1 구성요소 내의 하나 이상의 압력 채널(29)의 입구는 에서는 환형 밀봉면(32)에 비해 축방향으로 후퇴되어 있는 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 압력 채널(29)이 상기 압력 채널(29)에 비해 확대된 단면적을 갖는 챔버(36) 내부로 통하며, 상기 챔버(36)는 환형 밀봉면(32)에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 부품은 제2 구성요소를 형성하는 펌프 실린더(2), 펌프 피스톤(3) 및 하나 이상의 밸브 유닛을 구비한 커먼 레일 고압 펌프용 펌프 요소이며, 상기 밸브 유닛은 흡입 밸브(8) 및 압력 밸브(9)를 가지하며, 이들 흡입 밸브 및 압력 밸브에서는 흡입 밸브 부재(22) 또는 압력 밸브 부재(16)가 각각 흡입 밸브 시트(24) 또는 압력 밸브 시트(18)를 향해 가압될 수 있고, 상기 흡입 밸브 부재(22) 및 압력 밸브 부재(16)는 제1 구성요소를 형성하는 하나의 밸브 지지체(13) 내부에 변위 가능하게 배치되며, 이 경우 펌프 피스톤(3)의 하강 시에는, 매질이 흡입 밸브(8)를 통해 펌프 요소의 흡입 챔버(26)로부터 흡입되고, 펌프 피스톤(3)의 상승 시에는, 매질이 압력 밸브(9)를 통해 배출되며, 흡입 챔버(26)는 밸브 지지체(13)를 관통하는 흡입 보어(27)를 통해 흡입 밸브(8)와 연결되고, 펌프 실린더(2) 내에 형성된 펌프 요소의 펌프 챔버(30)는 압력 챔버를 형성하며, 흡입 보어(27)에 대해 횡방향으로 연장되는, 밸브 지지체(13) 내에 형성된 압력 채널들(29)을 통해 상기 압력 밸브(9)와 연결되며, 상기 제2 구성요소의 환형 밀봉면은 압력 채널(29)의 입구를 둘러싸는 밸브 지지체(13)의 환형 밀봉면(32)에 의해 형성되고, 제1 구성요소의 환형 밀봉면은 펌프 챔버(30)의 가장자리를 둘러싸는 펌프 실린더(2)의 환형 밀봉면(33)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  5. 제4항에 있어서, 밸브 지지체(13)의 밀봉면(32)과 흡입 보어(27) 사이에 제공된 재료 두께는 횡단면에서 볼 때 상기 흡입 보어(27)의 직경의 적어도 1.25배, 바람직하게는 1.5배인 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 펌프 실린더(2)의 원통형 내부면(34)과 밀봉면(33) 사이의 천이부에 밀봉면(33) 쪽으로 확장되는 환형의 원추면 또는 볼록면(35)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  7. 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 흡입 챔버(26)로 뻗는 공급 보어(25)가 흡입 보어(27)에 대해 실질적으로 동축으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 구성요소(2)의 밀봉면(33)이 0 내지 3㎛의 각도 과장 부분을 갖는 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 상호 작용하는 밀봉면들(32, 33)은 연삭 가공된 것을 특징으로 하는, 고압 매질 안내 부품.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 펌프 요소에 있어서, 펌프 실린더(2)는 강철 100Cr6으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 요소.
KR1020167009644A 2013-10-15 2014-10-06 고압 매질을 안내하는 부품 KR102211982B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0793/2013 2013-10-15
ATA793/2013A AT514966B1 (de) 2013-10-15 2013-10-15 Ein Hochdruckmedium führendes Bauelement
PCT/EP2014/071337 WO2015055452A1 (de) 2013-10-15 2014-10-06 Ein hochdruckmedium führendes bauelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160070072A true KR20160070072A (ko) 2016-06-17
KR102211982B1 KR102211982B1 (ko) 2021-02-08

Family

ID=51688046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167009644A KR102211982B1 (ko) 2013-10-15 2014-10-06 고압 매질을 안내하는 부품

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20160273532A1 (ko)
EP (1) EP3058223B1 (ko)
JP (1) JP6441934B2 (ko)
KR (1) KR102211982B1 (ko)
CN (1) CN105723087B (ko)
AT (1) AT514966B1 (ko)
RU (1) RU2016118665A (ko)
WO (1) WO2015055452A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2542349A (en) * 2015-09-15 2017-03-22 Gm Global Tech Operations Llc Fuel unit pump and internal combustion engine comprising it
CN106762295B (zh) * 2016-12-27 2018-02-16 清华大学 用于内燃机的单体高压泵轨总成
CN106762296B (zh) * 2016-12-27 2018-04-20 清华大学 用于多缸内燃机的合成式高压泵轨总成
DE102021200869A1 (de) 2021-02-01 2022-08-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050079082A1 (en) * 2001-10-30 2005-04-14 Davide Olivieri Intake valve for a high-pressure pump, in particular for internal combustion engine fuel
WO2008055277A1 (de) * 2006-11-07 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Pumpenelement für eine common-rail-hochdruckpumpe
WO2013026273A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Bosch Automotive Diesel Systems Co., Ltd. Fluid inlet/outlet valve for use in a high pressure fluid pump

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT338049B (de) * 1975-06-27 1977-07-25 Friedmann & Maier Ag Brennstoffeinspritzpumpe fur einspritzbrennkraftmaschinen
JPH0278760U (ko) * 1988-12-07 1990-06-18
JP2004183552A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Denso Corp 燃料高圧供給用ポンプ
DE10342157A1 (de) * 2003-09-12 2005-04-07 Robert Bosch Gmbh Kolbenpumpe
DE102004028073B3 (de) * 2004-06-09 2005-08-04 Siemens Ag Rückschlagventil
DE102005015298A1 (de) * 2005-04-01 2006-10-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Fördervorrichtung
DE102006017036A1 (de) * 2006-04-11 2007-10-18 Siemens Ag Radialkolbenpumpe zur Kraftstoff-Hochdruckversorgung bei einer Brennkraftmaschine
AT504520B1 (de) * 2007-03-26 2008-06-15 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum antreiben einer kolbenpumpe
CN103189649B (zh) * 2010-08-09 2016-04-13 博世株式会社 高压泵
DE102010040157A1 (de) * 2010-09-02 2012-03-08 Robert Bosch Gmbh Kolbenpumpe zur Förderung von Fluiden und zugehörige Fahrzeugbremsanlage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050079082A1 (en) * 2001-10-30 2005-04-14 Davide Olivieri Intake valve for a high-pressure pump, in particular for internal combustion engine fuel
WO2008055277A1 (de) * 2006-11-07 2008-05-15 Robert Bosch Gmbh Pumpenelement für eine common-rail-hochdruckpumpe
WO2013026273A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Bosch Automotive Diesel Systems Co., Ltd. Fluid inlet/outlet valve for use in a high pressure fluid pump

Also Published As

Publication number Publication date
AT514966A1 (de) 2015-05-15
RU2016118665A3 (ko) 2018-06-05
CN105723087B (zh) 2019-01-08
RU2016118665A (ru) 2017-11-21
AT514966B1 (de) 2015-09-15
KR102211982B1 (ko) 2021-02-08
JP2016532819A (ja) 2016-10-20
CN105723087A (zh) 2016-06-29
EP3058223B1 (de) 2018-05-02
US20160273532A1 (en) 2016-09-22
EP3058223A1 (de) 2016-08-24
JP6441934B2 (ja) 2018-12-19
WO2015055452A1 (de) 2015-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9512836B2 (en) Fuel pump for an internal combustion engine
US20150369190A1 (en) Piston fuel pump for an internal combustion engine
US20090025686A1 (en) Fuel injection system for internal combustion engine
JP5187255B2 (ja) 高圧ポンプ
US20130306033A1 (en) Relief valve for high-pressure fuel pump
JP5187254B2 (ja) 高圧ポンプ
US20150132165A1 (en) High-pressure pump
EP2184490B1 (en) Valve assembly for fuel pump
KR20160070072A (ko) 고압 매질을 안내하는 부품
US10107241B2 (en) Valve device and high-pressure pump using the same
US20070116583A1 (en) Fuel supply pump
US20120251365A1 (en) High pressure fuel pump
US20220003231A1 (en) High pressure common rail fuel pump outlet check valve spring retainer method
JP6018202B2 (ja) 高圧流体ポンプに用いられる流体出入バルブ
US20090126695A1 (en) Radial Piston Pump For Supplying Fuel At High Pressure To An Internal Combustion Engine
KR102327787B1 (ko) 연료 펌프
JP2010229898A (ja) 燃料供給ポンプ
JP2017101621A (ja) リリーフ弁装置、及び、それを用いる高圧ポンプ
US11421637B2 (en) High pressure diesel fuel pump pumping element
EP2184491A1 (en) Pump head for fuel pump assembly
JP2019090365A (ja) 燃料供給ポンプ
JP6806769B2 (ja) 燃料ポンプアセンブリ
JP6339492B2 (ja) 高圧燃料ポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right