KR20160093696A - Drive arrangement for a fuel pump - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 연소 엔진(4)에 장착되는 연료 펌프(20)에 사용되는 구동 장치(2)로, 연소 엔진(4)의 크랭크샤프트(26) 위에 배치되는 제1 톱니바퀴(24)와 연료 펌프(20)의 구동 샤프트(22) 위에 배치되는 제2 톱니바퀴(34)를 포함하며, 크랭크샤프트(24)와 구동 샤프트(22)가 서로 평행한, 연료 펌프용 구동 장치에 있어서, 제1 톱니바퀴(24)와 제2 톱니바퀴(34)가 서로 직접 맞물리게 배치되어 있는, 연료 펌프용 구동 장치에 관한 것이다. 본 발명은 그러한 구동 장치(2)를 포함하는 연소 엔진(4)과 차량(1)에도 관한 것이다.The present invention relates to a driving apparatus 2 used for a fuel pump 20 mounted on a combustion engine 4 and includes a first gear wheel 24 disposed on a crankshaft 26 of a combustion engine 4, And a second gear wheel (34) disposed on the drive shaft (22) of the pump (20), wherein the crankshaft (24) and the drive shaft (22) are parallel to each other, Wherein the gear wheel (24) and the second gear wheel (34) are arranged to directly engage with each other. The present invention also relates to a combustion engine (4) and a vehicle (1) including such a drive device (2).
Description
본 발명은 연소 엔진에 장착되어 있는 연료 펌프에 사용하기 위한 구동 장치, 그러한 구동 장치를 구비하는 연소 엔진, 및 그러한 구동 장치를 구비하는 차량에 관한 것이다. The present invention relates to a drive apparatus for use in a fuel pump mounted in a combustion engine, a combustion engine having such a drive apparatus, and a vehicle equipped with such a drive apparatus.
디젤 엔진 혹은 오토 엔진과 같은 연소 엔진들이 여러 형태의 분야 및 예컨대 트럭 또는 버스와 같은 중대형 차량, 승용차, 모터 보트, 선박, 페리 혹은 배 등에 사용되고 있다. 연소 엔진들은 산업용 엔진 및/또는 모터로 구동되는 산업 로봇, 디젤 발전소를 포함하는 전기 발전소 같은 발전소 및 기관차에도 사용된다.Combustion engines, such as diesel engines or auto engines, are used in many types of fields and in mid-sized vehicles such as trucks or buses, passenger cars, motor boats, ships, ferries or boats. Combustion engines are also used in power plants and locomotives such as industrial robots powered by industrial engines and / or motors, and electric power plants including diesel power plants.
연소 엔진들은 예를 들어 디젤이나 휘발유에 의해 작동될 수 있다. 이러한 연소 엔진들에는 하나 혹은 다수의 연료 탱크로부터 연소 엔진의 분사 시스템으로 연료를 운송하기 위한 연료 시스템이 장착되어 있다. 이 연료 시스템은 연소 엔진에 의해 기계적으로 구동되거나 혹은 전기 모터에 의해 구동될 수 있는 하나 혹은 다수의 연료 펌프를 포함한다. 이 연료 펌프는 연료의 유동과 압력을 발생시켜 연료를 연소 엔진의 분사 시스템으로 운송한다. 이에 의해, 연료가 연소 엔진의 연소실로 공급된다.The combustion engines can be operated, for example, by diesel or gasoline. These combustion engines are equipped with a fuel system for transporting fuel from one or more fuel tanks to the injection system of the combustion engine. The fuel system includes one or more fuel pumps that can be mechanically driven by a combustion engine or driven by an electric motor. The fuel pump generates the flow and pressure of the fuel to transport the fuel to the injection system of the combustion engine. Thereby, the fuel is supplied to the combustion chamber of the combustion engine.
분사 시스템은 압력 어큐뮬레이터를 구비하는 고압 연료 펌프를 포함하는 것이 적절하다. 고압 연료 펌프는 연소 엔진에 기계적으로 연결되어 작동되는 것이 통상적이다. 이러한 기계적 연결은 예컨대 톱니바퀴 트랜스미션 혹은 체인 트랜스미션을 포함할 수 있다. 연소 엔진과 고압 연료 펌프 사이의 기계적 연결에 의한 고압 연료 펌프가 작동할 때, 구성 부품들에 의해 소음이 발생할 수 있으며, 이는 주변 환경에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 자동차 산업에 적용되는 소음 규제를 충족시키기 위해서는, 차량 내에서의 소음 레벨을 가능하면 최대한 낮추는 것이 바람직하다.Suitably, the injection system comprises a high-pressure fuel pump with a pressure accumulator. The high-pressure fuel pump is typically operated mechanically connected to the combustion engine. Such mechanical connections may include, for example, gear wheel transmissions or chain transmissions. When the high-pressure fuel pump is operated by the mechanical connection between the combustion engine and the high-pressure fuel pump, noise may be generated by the components, which adversely affects the surrounding environment. In order to meet the noise regulations applicable to the automobile industry, it is desirable to minimize the noise level in the vehicle as much as possible.
연료 펌프를 작동시키는 많은 방법이나 시스템이 종래 기술에서 제안되어 있다. 예를 들면, US2011/0005500 A1호 문헌에서, 고압 연료 펌프가 체인 트랜스미션 시스템을 통해 연소 엔진의 크랭크샤프트에 의해 작동되는, 연소 엔진용 트랜스미션 장치가 기재되어 있다. 이러한 방식을 사용하는 고압 연료 펌프의 경우, 구동 시스템이 유연하기는 하지만 연소 엔진을 특별하게 설계하여야 하며, 상대적으로 수명이 짧다.Many methods or systems for operating fuel pumps have been proposed in the prior art. For example, in US2011 / 0005500 A1, a transmission device for a combustion engine is described in which a high-pressure fuel pump is operated by a crankshaft of a combustion engine via a chain transmission system. In the case of a high-pressure fuel pump using this method, the combustion system must be designed specifically, though the drive system is flexible, and has a relatively short life span.
또한, US1067424호 및 US2011/0209680호에는, 연료 펌프가 다수의 톱니바퀴를 포함하여 구성되는 기어 체인 트랜스미션 시스템을 통해 연소 엔진의 크랭크샤프트에 의해 작동되는, 연소 엔진에 연료를 분사하는 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템은 상당한 소음을 발생시킬 수 있다.In addition, US1067424 and US2011 / 0209680 disclose a system for injecting fuel into a combustion engine, wherein the fuel pump is driven by a crankshaft of the combustion engine via a gear chain transmission system comprising a plurality of toothed wheels have. This system can generate considerable noise.
이 발명이 속하는 기술분야에서 이러한 종래 기술에 의한 해법에도 불구하고, 소음 레벨을 낮출 수 있는 연료 펌프용 구동 시스템을 더 개발해야 한다는 수요가 있다.Despite these prior art solutions, there is a need to further develop a drive system for a fuel pump that can lower the noise level.
본 발명의 목적은, 소음 레벨을 최소화 하는, 연료 펌프용 구동 장치를 개발하는 것이다.It is an object of the present invention to develop a drive device for a fuel pump that minimizes the noise level.
본 발명의 목적은, 컴팩트하면서 사용 공간을 줄일 수 있는, 연료 펌프용 구동 장치를 개발하는 것이다.An object of the present invention is to develop a drive device for a fuel pump that is compact and can be used with a reduced space.
본 발명의 다른 목적은, 견고하고, 내마모성이 크고 내구성이 있으며, 상대적으로 사용 수명이 긴, 연료 펌프용 구동 장치를 개발하는 것이다.Another object of the present invention is to develop a drive device for a fuel pump that is robust, wear resistant, durable, and relatively long in service life.
이들 본 발명의 목적들은 청구항 제1항에 규정되어 있는 구동 장치에 의해 달성된다.These objects of the present invention are achieved by a driving apparatus as defined in
본 발명에 따르면, 위에 기재한 본 발명의 목적들은, 연소 엔진에 장착되는 연료 펌프에 사용되는 구동 장치로, 상기 구동 장치는 연소 엔진의 크랭크샤프트 위에 배치되는 제1 톱니바퀴와 연료 펌프의 구동 샤프트 위에 배치되는 제2 톱니바퀴를 포함하며, 크랭크샤프트와 구동 샤프트가 서로 평행한, 연료 펌프용 구동 장치에 의해 달성된다. 또한, 제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴는 서로 직접 맞물리게 배치되어 있다.According to the present invention, the above-mentioned objects of the present invention are achieved by a driving apparatus for use in a fuel pump mounted on a combustion engine, the driving apparatus comprising a first gear disposed on a crankshaft of a combustion engine, Wherein the crankshaft and the drive shaft are parallel to each other, wherein the crankshaft and the drive shaft are parallel to each other. Further, the first toothed wheels and the second toothed wheels are arranged to directly engage with each other.
본 발명은 전술한 구동 장치를 포함하는 연소 엔진과 차량에도 관한 것이다.The present invention also relates to a combustion engine and a vehicle including the drive device described above.
이하에서, 위에서 전반적인 사항에 대해 기술한 구동 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, the driving apparatus described above will be described.
구동 장치는 연소 엔진과 연료 펌프와 연계되어 배치되는 것이 적절하다. 구동 장치는, 연소 엔진의 크랭크샤프트로부터 연료 펌프의 구동 샤프트로 동력을 전달하여 연료 펌프를 구동하는, 기어 트랜스미션으로 구성되는 것이 적절하다. It is appropriate that the drive unit is disposed in association with the combustion engine and the fuel pump. The drive unit is suitably constituted by a gear transmission which transmits power from the crankshaft of the combustion engine to the drive shaft of the fuel pump to drive the fuel pump.
제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴가 서로 직접 맞물리게 배치함으로써, 구동 장치에서의 소음 레벨을 최소로 할 수 있다. 제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴가 서로 직접 맞물리게 배치함으로써, 제1 톱니바퀴의 톱니들과 제2 톱니바퀴의 톱니들이 서로 직접 맞물려서, 제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴 사이에는 중간휠들을 둘 필요가 없게 된다. 피니언 기어에서, 톱니바퀴들이 맞물리는 지점에 가해지는 톱니 부하(cog load)의 변동에 의해 진동이 발생되며, 이들 진동이 소음을 발생시킨다. 톱니 부하의 크기, 방향 및 충격점이 변동할 수 있으며, 톱니 부하는 예를 들어 톱니바퀴의 반경, 토크 및 관성에 의해 정해진다. 중간휠들이 적어도 2개의 톱니바퀴들/중간휠들과 맞물려서 적어도 2개의 기어 맞물림을 구비하기 때문에, 중간휠들은 톱니 부하에 의해 이중으로 충격을 받게 된다. 기어 맞물림(gear mesh)은 2개의 톱니바퀴들/중간휠들 사이의 직접 접속/체결로 정의된다. 본 발명에 따라, 구동 장치 내에 사용되는 중간휠들의 수를 줄임으로써, 연료 펌프와 연소 엔진 사이에서의 기어 맞물림이 최소로 되고, 연소 엔진의 크랭크샤프트를 통해 연료 펌프를 직접 구동할 수 있게 된다. 이에 따라, 소음 레벨이 최소로 되며, 컴팩트하고 공간-절감형의 연료 펌프용 구동 장치를 얻을 수 있게 된다. By disposing the first and second toothed wheels directly in engagement with each other, the noise level in the drive apparatus can be minimized. The first toothed wheels and the second toothed wheels are directly engaged with each other so that the teeth of the first toothed wheels and the toothed wheels of the second toothed wheels are directly engaged with each other so that the intermediate toothed wheels are interposed between the first toothed wheels and the second toothed wheels There is no need. In the pinion gear, vibrations are generated by fluctuations in the cog load applied to the points where the gears mesh with each other, and these vibrations generate noise. The size, direction and impact point of the tooth load can vary, and the tooth load is determined, for example, by the radius, torque and inertia of the gear wheel. Since the intermediate wheels are engaged with at least two toothed wheels / intermediate wheels and have at least two gear engagements, the intermediate wheels are doubly shocked by the toothed load. A gear mesh is defined as a direct connection / fastening between two toothed wheels / intermediate wheels. According to the present invention, by reducing the number of intermediate wheels used in the drive apparatus, gear engagement between the fuel pump and the combustion engine is minimized, and the fuel pump can be driven directly through the crankshaft of the combustion engine. As a result, the noise level is minimized, and a compact, space-saving fuel pump drive apparatus can be obtained.
연료 펌프 내에 배치되어 있는 제2 톱니바퀴와 체결되는 톱니바퀴들/중간휠들의 수를 줄임으로써, 견고하고, 내마모성이 크며, 내구성이 있어서 상대적으로 사용 수명이 긴 연료 펌프 구동 장치를 얻을 수 있게 된다.By reducing the number of the toothed wheels / intermediate wheels coupled with the second toothed wheels disposed in the fuel pump, it is possible to obtain a fuel pump driving apparatus that is robust, has high wear resistance, is durable, and has a relatively long service life .
연료 펌프는 연소 엔진에 장착되는 별개의 유닛인 것이 바람직하다. 연소 엔진에 통합되어 있는 연료 펌프 대신 별개로 된 연료 펌프를 사용함으로써, 연료 펌프의 서비스와 유지보수가 용이해진다. 이와 유사하게, 연료 펌프, 연료 펌프의 구동 샤프트 및 구동 장치의 제2 톱니바퀴를 분해 및 교체하기 쉽기 때문에, 구동 장치에 대한 서비스 및 유지보수가 용이해진다. 별개/외장형 연료 펌프를 사용함으로써, 유연하면서도 사용자-친화적인 연료 펌프용 구동 장치를 얻을 수 있게 된다.The fuel pump is preferably a separate unit mounted on the combustion engine. By using a separate fuel pump instead of the fuel pump incorporated in the combustion engine, service and maintenance of the fuel pump are facilitated. Similarly, since the fuel pump, the drive shaft of the fuel pump, and the second gear of the drive device are easy to disassemble and replace, servicing and maintenance of the drive device is facilitated. By using a separate / external fuel pump, a flexible and user-friendly fuel pump drive system can be obtained.
위에 제2 톱니바퀴가 배치되는 연료 펌프의 구동 샤프트와, 위에 제1 톱니바퀴가 배치되는 연소 엔진의 크랭크샤프트가 서로 평행하게 배치된다.The driving shaft of the fuel pump in which the second gear is disposed and the crankshaft of the combustion engine in which the first gear is disposed are arranged parallel to each other.
적절하기로는, 중간휠들을 구비하는 종래 기술에 의한 구조에 비해, 본 발명에 따른 구동 장치는 기어 트랜스미션으로부터 3-6 dB의 소음을 낮출 수 있다. Suitably, the drive according to the present invention can lower the noise of 3-6 dB from the gear transmission, compared to the prior art structure with intermediate wheels.
바람직하기로는, 제1 톱니바퀴의 직경은 적어도 제2 톱니바퀴 직경만큼 크다. 또는, 제1 톱니바퀴가 제2 톱니바퀴보다 크며, 이는 업-시프트를 수반한다. 바람직하기로는, 제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴 사이의 관계는, 제2 톱니바퀴(연료 펌프 구동 샤프트 위의 톱니바퀴)의 회전 속도와 제1 톱니바퀴(크랭크샤프트 위의 톱니바퀴)의 회전 속도 비(ratio)가 0.8-2, 더 바람직하기로는 1-2이다. 제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴의 직경이 크게 되면, 기어 맞물림에서의 갭(헤링본 톱니의 클리어런스)과 톱니바퀴 상에 가해지는 톱니 부하가 줄어들게 된다. 이에 따라, 소음 레벨이 최소로 되는 연료 펌프용 구동 장치가 얻어진다.Preferably, the diameter of the first cog wheel is at least as large as the second cog wheel diameter. Alternatively, the first cog wheel is larger than the second cog wheel, which involves an up-shift. Preferably, the relationship between the first and second toothed wheels is such that the rotational speed of the second toothed wheel (gear on the fuel pump drive shaft) and the rotational speed of the first toothed wheel (the toothed wheel on the crankshaft) The speed ratio is 0.8-2, more preferably 1-2. When the diameters of the first and second toothed wheels are increased, the gap in the gear engagement (clearance of the herringbone teeth) and the tooth load applied on the toothed wheel are reduced. As a result, the fuel pump drive apparatus in which the noise level is minimized is obtained.
각 백래쉬(angular backlash)로도 불리는, 기어 맞물림에서의 간극(play)은 아래의 식에 따라 산출된다.The play in the gear engagement, also called the angular backlash, is calculated according to the following equation.
여기서, x는 두 톱니 사이의 거리이고, r은 톱니바퀴의 반경이다. 각 백래쉬는 0.5도 보다 작은 것이 바람직하고, x는 0.5 mm보다 작은 것이 바람직하다. 위 식은 톱니바퀴의 반경이 클수록, 각 백래쉬가 작아지고, 이에 따라 소음 레벨이 낮아지는 것을 나타낸다. 큰 톱니바퀴는 관성 및 토크가 크게 되며, 이는 톱니바퀴에 가해지는 톱니 부하를 낮추고, 이에 따라 소음 레벨이 감소된다.Where x is the distance between two teeth and r is the radius of the cog wheel. Each backlash is preferably smaller than 0.5 degrees, and x is preferably smaller than 0.5 mm. The above equation shows that the larger the radius of the toothed wheel, the smaller each backlash and hence the lower the noise level. The large toothed wheels have large inertia and torque, which lowers the toothed load on the toothed wheels, thereby reducing the noise level.
적절하기로는, 제1 톱니바퀴의 직경은 150-300mm이고, 바람직하기로는 200-260mm, 더욱 바람직하기로는 240mm이다.Suitably, the diameter of the first cog wheel is 150-300 mm, preferably 200-260 mm, more preferably 240 mm.
적절하기로는, 제2 톱니바퀴의 직경은 150-300mm이고, 바람직하기로는 200-260mm, 더욱 바람직하기로는 240mm이다.Suitably, the diameter of the second cog wheel is 150-300 mm, preferably 200-260 mm, more preferably 240 mm.
적절하기로는, 연소 엔진의 크랭크샤프트에서 제1 톱니바퀴에 인접하게 플라이휠이 배치된다. 플라이휠이 크랭크샤프트의 후방 에지에 배치되는 것이 적절하다. 크랭크샤프트의 후방 에지에서, 플라이휠은 차량 내의 기어박스, 제너레이터 혹은 펌프에도 연결되어 있다. 제1 톱니바퀴 이에 따른 제2 톱니바퀴는 크랭크샤프트의 후방 에지에서 플라이휠에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다. 플라이휠의 관성은 크랭크샤프트가 플라이휠의 후방 에지에 있을 때보다는 전방 에지에 있을 때에 더 플렉서블하게 한다. 제1 톱니바퀴가 크랭크샤프트의 안정적인 영역에 배치되어 있으면, 제1 톱니바퀴와 제2 톱니바퀴 사이의 체결에 있어서 톱니 부하 변동의 위험성이 줄어들게 된다. 이에 따라, 제1 톱니바퀴가 크랭크샤프트의 후방 에지에서 플라이휠에 인접하게 크랭크샤프트 위에 배치되게 되면, 제1 톱니바퀴가 크랭크샤프트의 전방 에지에 배치되어 있을 때보다 소음 레벨이 더 낮아지게 된다. 인접하게(adjacent)라는 용어는, 크랭크샤프트가 연장하는 방향을 따라 보았을 때, 제2 톱니바퀴이 플라이휠로부터 최대 약 800mm 거리 내에 배치되어 있음을 의미한다.Suitably, the flywheel is disposed adjacent to the first gear wheel at the crankshaft of the combustion engine. It is appropriate that the flywheel be disposed at the rear edge of the crankshaft. At the rear edge of the crankshaft, the flywheel is also connected to a gearbox, generator or pump in the vehicle. The second toothed wheel along the first toothed wheels is preferably disposed adjacent the flywheel at the rear edge of the crankshaft. The inertia of the flywheel is more flexible when the crankshaft is at the front edge than when it is at the rear edge of the flywheel. If the first gear is disposed in the stable region of the crankshaft, the risk of gear tooth load variation in engagement between the first and second gear wheels is reduced. Thus, when the first gear is disposed on the crankshaft adjacent the flywheel at the rear edge of the crankshaft, the noise level is lower than when the first gearwheel is disposed at the front edge of the crankshaft. The term adjacent means that when viewed along the direction in which the crankshaft extends, the second toothed wheel is disposed within a distance of up to about 800 mm from the flywheel.
바람직하기로는, 하나 이상의 중간휠이 제1 톱니바퀴와 연관되어 배치된다. 하나 이상의 중간휠이 연소 엔진의 캠샤프트 상의 제3 톱니바퀴와 연관되어 배치되는 것도 적절하다. 그 하나 이상의 중간휠이 제1 톱니바퀴 및 제3 톱니바퀴와 직접 체결되게 배치되는 것이 적절하다. 이러한 방식으로, 연소 엔진의 크랭크샤프트가 연소 엔진의 캠샤프트와 연료 펌프 모두를 구동하게 된다.Preferably, at least one intermediate wheel is disposed in association with the first gear wheel. It is also appropriate that one or more intermediate wheels are disposed in association with the third gear on the camshaft of the combustion engine. It is appropriate that the at least one intermediate wheel is arranged to be directly engaged with the first and third toothed wheels. In this way, the crankshaft of the combustion engine drives both the camshaft and the fuel pump of the combustion engine.
본 발명에 따르면, 제1 톱니바퀴가 연소 엔진의 크랭크샤프트 위에 배치되어 있다. 또한, 적절하기로는 제1 중간휠이 제1 톱니바퀴와 직접 체결되게 배치되어, 중간휠이 제2 중간휠과도 직접 체결된다. 적절하기로는, 제2 중간휠이 제3 중간휠과 직접 체결되게 배치되고, 제3 중간휠이 제3 및 제4 톱니바퀴와 직접 체결되어 있다. 적절하기로는 제3 톱니바퀴가 연소 엔진의 제1 캠 샤프트 위에 배치되어 있고, 제4 톱니바퀴가 연소 엔진의 제2 캠 샤프트 위에 배치되어 있다. 이러한 방식으로, 연소 엔진의 크랭크샤프트가 연료 펌프와 양 캠 샤프트 모두를 구동하게 된다.According to the present invention, the first cog wheel is disposed above the crankshaft of the combustion engine. Also preferably, the first intermediate wheel is arranged to be directly engaged with the first gear, so that the intermediate wheel is directly engaged with the second intermediate wheel. Suitably, the second intermediate wheel is arranged to be directly engaged with the third intermediate wheel, and the third intermediate wheel is directly engaged with the third and fourth toothed wheels. Preferably, the third gear is disposed on the first camshaft of the combustion engine, and the fourth gear is disposed on the second camshaft of the combustion engine. In this way, the crankshaft of the combustion engine drives both the fuel pump and both camshafts.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연료 펌프 내에 배치되어 있는 제2 톱니바퀴가 제1 톱니바퀴하고만 체결되어 있다. 연료 펌프 내에 배치되어 있는 제2 톱니바퀴와의 기어 맞물림 수를 최소로 함으로써, 기어 맞물림에서의 각 진폭과 부하가 최소로 된다. 이에 따라 소음 레벨이 감소된다.According to an aspect of the present invention, a second cog wheel disposed in the fuel pump is engaged only with the first cog wheel. By minimizing the number of gear meshing with the second gear disposed in the fuel pump, each amplitude and load in the gear engagement is minimized. As a result, the noise level is reduced.
연소 엔진에 접속되어 있는 연료 펌프는 고압 연료 펌프인 것이 바람직하다.The fuel pump connected to the combustion engine is preferably a high-pressure fuel pump.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연소 엔진에 장착된 연료 펌프에 사용하기 위한 구동 장치가 제공되며, 여기서 연소 엔진은 디젤 엔진인 것이 바람직하다.According to an aspect of the invention, there is provided a drive for use in a fuel pump mounted to a combustion engine, wherein the combustion engine is preferably a diesel engine.
본 발명의 다른 이점들을 아래에서 본 발명의 예시적 실시형태의 실시예에 기재하였다.Other advantages of the present invention are described below in the examples of exemplary embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 연소 엔진에 장착되는 연료 펌프에 사용되는 구동 장치를 포함하는 차량의 개략적인 측면도이다.
도 2는 연소 엔진에 장착되는 연료 펌프를 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동 장치의 측면도이다.
도 3b는 도 3a에 따른 구동 장치를 차량 진행 방향 뒤쪽에서 똑바로 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a schematic side view of a vehicle including a drive device used in a fuel pump mounted to a combustion engine according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a fuel pump mounted on a combustion engine.
3A is a side view of a driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a view of the driving device according to FIG.
4 is a view schematically showing a driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
아래에서 첨부된 도면들을 참고하여, 하나의 예로서 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which Fig.
도 1은 연소 엔진(4)에 연결되어 있는 본 발명에 따른 연료 펌프(20)용 구동 장치(2)를 포함하는, 차량(1)의 개략적인 측면도이다. 연소 엔진(4)이 기어박스(8)에 연결되어 있으며, 기어박스는 트랜스미션을 통해 차량(1)의 구동 휠들(10)에 연결되어 있다. 차량은 또한 샤시(12)도 포함한다.1 is a schematic side view of a
도 2는 크랭크샤프트(26)를 구비하는 연소 엔진(4)을 보여주고 있다. 연료 펌프(20)는 연소 엔진(4)에 장착되어 있다. 연료 펌프는 연소 엔진(4) 위에 장착되어 있는 별개의 유닛으로 구성되어 있다. 연료 펌프(20)는, 도 3a와 도 3b에서 자세하게 설명되어 있는 구동 장치(2)로 작동된다.Fig. 2 shows a
도 3a는, 연소 엔진(4)에 장착되어 있는 연료 펌프(20)에 사용되는 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동 장치(2)를 나타내고 있다. 연료 펌프(20)는 연료를 고압 상태로 연소 엔진의 실린더들(도시하지 않음)로 공급하는 고압 연료 펌프이다. 연소 엔진(4)은 크랭크샤프트(26)를 포함하며, 크랭크샤프트 위에 제1 톱니바퀴(24)가 배치되어 있다. 제2 톱니바퀴(34)를 구비하는 구동 샤프트(22)가 연료 펌프(20)에 배치되어 있다. 연료 펌프(20)는 연소 엔진(4)의 크랭크샤프트(26)에 인접하여 배치되어 있다. 크랭크샤프트(26)는 연료 펌프(20)의 구동 샤프트(22)와 평행하게 연장한다. 크랭크샤프트(26)는 전방 단부(28)와 후방 단부(30)를 구비하며, 후방 단부(30)에 플라이휠(32)이 배치되어 있다. 제1 톱니바퀴(24)가 크랭크샤프트(26) 상에서 플라이휠(32)에 인접하여 배치되어 있다. 이 예시적 실시형태에서, 크랭크샤프트(26)의 연장 방향으로 보았을 때, 플라이휠(32)과 제1 톱니바퀴(24) 사이의 거리는 600 mm이다. 크랭크샤프트(26)의 제1 톱니바퀴(24)와 연료 펌프(20)의 구동 샤프트(22)의 제2 톱니바퀴(34)는 서로가 직접 맞물리며 체결되어서, 제1 톱니바퀴(24)의 톱니(도시되지 않음)와 제2 톱니바퀴(34)의 톱니(도시되지 않음)가 서로 맞물려 있다. 이러한 방식으로, 제1 톱니바퀴(24)를 통해 연료 펌프(20)가 연소 엔진의 크랭크샤프트(26)에 의해 직접 구동되게 된다. 구동 장치(2)의 절감된 수량의 톱니바퀴들을 포함하고 있기 때문에, 연료 펌프(20)와 크랭크샤프트(26) 사이의 기어 맞물림(gear mesh) 수가 최소로 되며, 이에 따라 소음 레벨이 최소로 된다. 기어 맞물림이 많을수록, 갭이 발생할 확률과 톱니 하중에 의한 충격이 커지기 때문에, 궁극적으로 소음이 발생하게 된다. 플라이휠(32)의 관성은 크랭크샤프트(26)의 후방 단부(30)가 전방 단부(28) 보다 더 안정적이게 하는 것을 수반한다. 크랭크샤프트(26) 상의 제1 톱니바퀴(24)를 플라이휠(32)에 인접하게 배치함에 따라, 체결이 안정적으로 이루어지고, 이에 따라서 기어 맞물림이 작은 부하 변동에 노출됨에 따라, 제1 톱니바퀴(24)와 제2 톱니바퀴(34) 사이에서 비틀림 진동이 작아지게 된다. 부하 변동이 작아질수록 진동이 작아지게 되며, 이에 따라 구동 장치(2)에 의해 야기되는 소음 레벨이 최소로 된다. 또한, 제1 톱니바퀴(24)과 제2 톱니바퀴(34)의 크기와 직경은 동일하게 되어 있다. 이는, 제1 톱니바퀴의 회전 속도와 제2 톱니바퀴의 회전 속도 사이의 비가 1.0 즉 기어비가 1:1인 것을 의미한다. 본 발명에서 제1 톱니바퀴(24)의 크기가 적어도 제2 톱니바퀴(34)만큼 크기 때문에, 톱니 부하(cog load)가 감소되고, 기어 맞물림에 있어서 갭이 최소로 된다. 이에 따라, 구동 장치(2)에 의해 발생되는 소음 레벨이 최소로 된다. 대형 휠들의 수량이 적을수록 강건해지고 내구성 있는 구조가 얻어진다. 도 3a는 한편으로는 제1 톱니바퀴(24)와 직접 체결되어 있고, 다른 한편으로는 연소 엔진(4)의 캠샤프트(40)의 제3 톱니바퀴(38)와 직접 체결되어 있는 중간휠(36)을 나타내고 있다. 캠샤프트(40)는 크랭크샤프트(26)와 평행하게 연장하고 있다. 이에 따라, 캠샤프트(40)는 제1 톱니바퀴(24)와 중간휠(36)을 통해 크랭크샤프트(26)에 의해 구동된다.Fig. 3A shows a
도 3b는 차량(1)의 주행 방향 뒤쪽에서 똑바로 바라본, 도 3a에 따른 구동 장치(2)를 도시하고 있다.Fig. 3B shows the
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 연료 펌프(20)에 사용하기 위한, 구동 장치(2)를 개략적으로 나타내고 있다. 구동 장치(2)는 연소 엔진(4)의 크랭크샤프트(26)(도시하지 않음) 위에 배치되어 있는 제1 톱니바퀴(24)와, 연료 펌프(20)의 구동 샤프트(22)(도시하지 않음) 위에 배치되어 있는 제2 톱니바퀴(34)를 포함한다. 제1 톱니바퀴(24)와 제2 톱니바퀴(34)가 서로 직접 맞물리게 배치되어 있다. 제1 중간휠(50)이 제1 톱니바퀴(24)와 맞물리게 배치되어 있다. 제2 중간휠(52)이 제1 중간휠(50)과 제3 중간휠(54)과 맞물리게 배치되어 있다. 이에 따라, 제3 중간휠(54)이 궁극적으로 제1 캠샤프트(도시하지 않음) 상에 배치되어 있는 제3 톱니바퀴(56), 및 제2 캠샤프트(도시하지 않음) 상에 배치되어 있는 제4 톱니바퀴(58)와도 맞물리게 배치되어 있다.4 schematically shows a
본 발명이 위에 기재되어 있는 예시적 실시형태로 한정되는 것으로 보여서는 안 된다. 다만, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 많은 변형과 구성들간의 조합이 이루어질 수도 있다. 제1 톱니바퀴에 연결되는 중간휠들의 수량이 예컨대 임의적일 수 있다. 제1 톱니바퀴가 제2 톱니바퀴만큼 클 수 있으며, 혹은 제2 톱니바퀴보다 더 클 수 있고, 제2 톱니바퀴(연료 펌프의 구동 샤프트의 톱니바퀴)의 회전 속도와 제1 톱니바퀴(크랭크샤프트 상의 톱니바퀴)의 회전 속도 사이의 비(ratio)가 0.8-2, 보다 바람직하기로는 1-2이다. 소음을 좀 더 줄이기 위해, 평 베어링들이 혹은 다른 형태의 베어링들이 톱니바퀴들 및/또는 중간휠들에 배치될 수 있다. 연료 펌프가 예컨대 디젤 엔진 또는 오토 엔지 상에 장착될 수 있다. 연소 엔진은 수평형 혹은 수직형 모델일 수 있다. 구동 장치가 배치되는 차량은 예컨대 버스 혹은 트럭 같은 중대형 차량일 수 있다. 구동 장치가 배치되는 차량은 예컨대 보트일 수 있다.The present invention should not be seen as limited to the exemplary embodiments described above. However, many modifications and combinations may be made within the scope of the appended claims. The number of intermediate wheels connected to the first gear may be arbitrary, for example. The first gear may be as large as the second gear, or it may be larger than the second gear, and the rotational speed of the second gear (the gear of the drive shaft of the fuel pump) and the rotational speed of the first gear The ratio between the rotational speeds of the gears (i.e., the gears on the gears) is 0.8-2, more preferably 1-2. To further reduce noise, flat bearings or other types of bearings may be disposed on the toothed wheels and / or the intermediate wheels. The fuel pump may be mounted on, for example, a diesel engine or an engine. The combustion engine may be a horizontal or vertical model. The vehicle in which the drive device is disposed may be a medium or large-sized vehicle such as a bus or a truck. The vehicle in which the drive device is disposed may be, for example, a boat.
Claims (10)
연소 엔진(4)의 크랭크샤프트(26) 위에 배치되는 제1 톱니바퀴(24)와 연료 펌프(20)의 구동 샤프트(22) 위에 배치되는 제2 톱니바퀴(34)를 포함하며, 크랭크샤프트(26)와 구동 샤프트(22)가 서로 평행한, 연료 펌프용 구동 장치에 있어서,
제1 톱니바퀴(24)와 제2 톱니바퀴(34)가 서로 직접 맞물리게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.As the drive device 2 used in the fuel pump 20 mounted on the combustion engine 4,
A first cog wheel 24 disposed on the crankshaft 26 of the combustion engine 4 and a second cog wheel 34 disposed on the drive shaft 22 of the fuel pump 20, 26 and the drive shaft 22 are parallel to each other,
Characterized in that the first toothed wheel (24) and the second toothed wheel (34) are arranged in direct engagement with each other.
제1 톱니바퀴(24)의 직경이 적어도 제2 톱니바퀴(34)의 직경만큼 큰 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.The method according to claim 1,
Characterized in that the diameter of the first cog wheel (24) is at least as large as the diameter of the second cog wheel (34).
제1 톱니바퀴(24)의 직경이 제2 톱니바퀴(34)의 직경만큼 큰 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the diameter of the first cog wheel (24) is larger by the diameter of the second cog wheel (34).
제2 톱니바퀴(34)의 직경이 150-300 mm인 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And the diameter of the second gear wheel (34) is 150-300 mm.
크랭크샤프트(26) 위에 배치되어 있는 제1 톱니바퀴(24)가 크랭크샤프트(26) 위에 배치되어 있는 플라이휠(32)에 인접하는 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.10. A method according to any one of the preceding claims,
Characterized in that the first gear wheel (24) disposed on the crankshaft (26) is adjacent to a flywheel (32) disposed on the crankshaft (26).
연료 펌프(20)가 연소 엔진(4) 위에 별개의 유닛으로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.10. A method according to any one of the preceding claims,
Characterized in that the fuel pump (20) is mounted as a separate unit on the combustion engine (4).
연료 펌프(20)가 고압 연료 펌프인 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.10. A method according to any one of the preceding claims,
Wherein the fuel pump (20) is a high-pressure fuel pump.
연료 펌프(20)에 배치되어 있는 톱니바퀴(34)가 제1 톱니바퀴(24)하고만 맞물려 있는 것을 특징으로 하는, 연료 펌프용 구동 장치.10. A method according to any one of the preceding claims,
Characterized in that the toothed wheel (34) arranged in the fuel pump (20) is engaged only with the first toothed wheel (24).
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