KR20190065978A - 연료 펌프를 위한 직접 자기 제어식 흡입 밸브 - Google Patents

Abstract

연료 펌프를 위한 흡입 밸브 조립체는 밸브 조립체 유입 경로 및 밸브 조립체 유출 경로; 유입 경로와 유출 경로를 유체적으로 연결하는 중간 유동 경로에 위치된 자기 밸브 부재; 밸브 부재에 인접한 자극; 자극과 밸브 부재를 직접 자기적으로 결합하는 자속을 발생시키기 위한 선택적으로 통전 가능한 코일을 포함하며, 이에 의해, 밸브 부재는 코일의 전기 인가 상태에 응답하여 유입 경로와 유출 경로 사이의 유체 연통을 개방 및 폐쇄한다.

Description

연료 펌프를 위한 직접 자기 제어식 흡입 밸브

본 발명은 고압 연료 펌프에 관한 것으로, 특히 저압 연료를 고압 펌핑 챔버로 공급하기 위한 흡입 밸브에 관한 것이다.

단일 피스톤 및 다중 피스톤 고압 커먼 레일 연료 펌프는 현대의 직접 분사식 가솔린 및 디젤 엔진에 요구되는 높은 연료 압력을 제공하도록 실시되었다. 이러한 엔진 장착 펌프들은 레일 압력을 유지하면서 기생 손실을 최소화하기 위해 체적을 제어한다. 체적 제어는 자기 비례 제어 밸브를 사용하는 입구 스로틀링 또는 자기 액튜에이터(magnetic actuator)에 의한 흡입 밸브의 간접 디지털 제어에 의해 달성된다. 어느 실행이든 펌프가 엔진 ECU로부터의 전기 신호에 의해 제어되는 것을 요구한다.

간접 흡입 밸브 액튜에이터 제어가 각각의 펌프 피스톤을 위한 별도의 액튜에이터를 요구하기 때문에, 많은 부품 수 및 비용을 피하기 위해 다중 피스톤 펌프가 단일 입구 스로틀 비례 밸브를 사용하는 것이 일반적이 되었다. 많은 현대의 단일 피스톤 펌프는 별도의 자기 제어식 전기자 조립체를 구비한 간접 흡입 밸브 액튜에이터를 사용한다. 이러한 디바이스들은 전형적으로 흡입 밸브, 자기 전기자, 및 중간 결합 또는 연결 부재의 3개의 개별 구성 요소를 이용한다. 이러한 개념의 다른 변형은 미국 특허 제6526947호, 제7513240호, 제6116870호 및 제7819637호에서 볼 수 있다. 이러한 디바이스들의 높은 복잡성 및 정밀도로 인하여, 이러한 것들은 전형적으로 단일 피스톤 펌프의 비용의 적어도 1/3 이상을 차지한다. 이러한 디지털형 디바이스들은 또한 통전되고 해제되는 동안 전기자 및 밸브 조립체의 충돌로 인해 높은 왕복 질량 및 소음을 일으킨다.

안전 요구 사항에 영향을 미침에 따라서, 충돌의 경우에, 충돌 엔진 베이가 펌프로부터 연료가 누출되어 화재 위험을 보일 정도로 흡입 밸브를 손상시키지 않는 것을 보장하는 것이 필요하다. 펌프의 취약 부분은 흡입 제어 밸브를 위한 전자기 액튜에이터이다.

본 발명의 주요 목적은 연료 펌프를 위한 자기 제어식 흡입 밸브 액튜에이터의 비용 및 소음을 감소시키는데 있다. 추가적으로, 본 발명은 흡입 제어 밸브를 위한 전자기 액튜에이터가 손상된 경우에 흡입 제어 밸브로부터의 연료 누출의 위험을 감소시킬 수 있다. 이러한 것은, 유압 유동 경로를 포함하는 전달 모듈로부터 전자기 코일을 포함하는 작동 모듈을 유압식으로 차단하고 작동 모듈과 전달 모듈 사이에 일탈 연결(breakaway connection)을 제공하는 것에 의해 달성된다.

개선된 흡입 밸브 조립체 및 관련 펌프는 코일에 통전될 때 자기력이 흡입 밸브 부재에 직접 인가되도록 자속 경로를 유도한다. 그 결과, 흡입 밸브의 직접 작동이 달성되고, 이에 의해 별도의 전기자 및 흡입 밸브 연결 부재에 대한 전기자를 제거하고 비용을 절감할 수 있다. 별도의 전기자 및 연결 부재를 제거하는 것에 의해, 왕복 질량이 감소된다. 질량 감소는 충격 발생 소음을 최소화하고, 보다 양호한 제어성 및 전력 소비를 위하여 응답 시간을 감소시킨다.

연료 흡입 밸브 조립체의 개시된 실시예는 밸브 조립체 유입 경로 및 밸브 조립체 유출 경로; 유입 경로와 유출 경로를 유체적으로 연결하는 중간 유동 경로 내에 위치된 자기 밸브 부재; 밸브 부재에 인접하는 자극(magnetic pole); 및 자극과 밸브 부재를 직접 자기적으로 결합하는 자속을 발생시키기 위하여 선택적으로 통전 가능한 코일(selectively energizable coil)을 포함하며, 밸브 부재는 코일의 통전 상태에 응답하여 유입 경로와 유출 경로 사이의 유체 연통을 개폐한다.

개시된 연료 펌프 실시예는 펌프 하우징; 공급 연료를 하우징 내의 흡입 유동 경로로 전달하기 위해 하우징 상에 있는 연료 흡입 연결부; 흡입 밸브 조립체를 통해 흡입 유동 경로로부터 공급 연료를 수용하고 연료 압력을 증가시키고, 펌핑된 연료를 배출 유동 경로에 전달하기 위하여 하우징에 있는 펌핑 챔버 및 관련 펌핑 메커니즘; 배출 밸브를 통해 배출 유동 경로와 유체 연통하는, 하우징 상의 배출 연결부를 포함하며, 흡입 밸브 조립체는 코일에 직접 자기적으로 결합된 밸브 부재를 포함하고, 코일은 흡입 밸브 부재를 통해 직접적으로 자속 경로를 발생시키도록 선택적으로 통전되며, 이에 의해 흡입 유동 경로에 있는 밀봉 표면(sealing surface)에 대해 밸브 부재를 선택적으로 개폐하도록 밸브 부재에 자기력을 인가한다.

바람직하게, 흡입 밸브 조립체는 코일 내에 동축으로 위치되고 코일로부터 돌출하는 중앙 자극을 포함하며; 흡입 유동 경로의 일부는 돌출부의 단부에서 개방되는 중앙 보어 내로 자극의 돌출부를 통해 내측으로 나아가며; 밀봉 표면은 중앙 보어의 개구 주위에서 자극에 일체로 형성되며; 흡입 밸브 부재는, 밸브 부재를 통해 횡으로 자속 경로를 제공하는 림을 구비한 주변부 및 밸브 부재가 개방될 때 흡입 유동 경로의 일부를 형성하는 노치를 가지는 평탄 플레이트이다.

작동 모듈은 하우징에 대해 완전히 외부로 돌출하도록 전달 모듈의 하부 부분에 부착될 수 있다. 스냅 오프(snap off) 또는 일탈 연결은 펌프의 유압 완전성을 보존한다.

한 실시예에서, 흡입 밸브는 흡입 포트로부터 공급 연료를 수용하기 위한 유입 통로, 공급 연료를 펌핑 챔버로 이송하기 위한 배출 통로, 유입 통로와 전달 통로 사이의 밸브 시트, 및 전달 통로로의 연료 유동을 폐쇄하도록 시트에 부딪치는 제1 위치와 전달 통로로의 연료 유동을 개방하는 제2 위치 사이의 밸브 시트를 포함하는, 펌프 하우징에서 이동 가능한 연료 전달 모듈을 포함한다. 제1 및 제2 위치들 사이에서 밸브 부재를 이동시키기 위해 밸브 부재와 작동적으로 결합된 전자기 코일 조립체를 포함하는 작동 모듈이 전달 모듈에 부착된다. 작동 모듈은 연료 전달 모듈과 유압적으로 격리되어서, 작동 모듈이 펌프로부터 완전히 단절되더라도, 연료는 제어 밸브로부터 누출되지 않는다.

다른 실시예는 하우징, 저압 공급 연료를 수용하기 위한 흡입 포트, 공급 연료를 가압하기 위한 하우징 내의 펌핑 챔버, 가압 연료를 배출하기 위한 배출 포트, 연료 전달 모듈, 및 액튜에이터 모듈을 포함하는 연료 펌프에 관한 것이다. 연료 전달 모듈은 하우징에 장착되고, 펌핑 챔버로의 공급 유동을 제어하도록 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 부재를 포함한다. 제1 및 제2 위치 사이들에서 밸브 부재를 이동시키기 위해 밸브 부재와 작동적으로 결합된 전자기 코일 조립체를 포함하는 작동 모듈은 전달 모듈 및 하우징 중 적어도 하나에 부착된다. 작동 모듈은 연료 전달 모듈로부터 유압적으로 격리된다.

작동 모듈은 바람직하게 스냅 오프 연결로 전달 모듈에 부착되고, 이에 의해 연료를 수용하는 전달 모듈로 전달된 충돌력을 최소화하는 희생체(sacrificial body)로서 작용한다. 예를 들어, 작동 모듈을 전달 모듈에 택 용접될(tack welded) 수 있다.

본 발명은 많은 종류의 흡입 제어 밸브에 통합될 수 있지만, 상기 공동 계류중인 출원에 기술된 자기적으로 작동되는 밸브의 종류에 가장 용이하게 통합된다. 이러한 실시예에서, 작동 모듈은 제1 자극, 주변 코일, 및 자기적으로 도전성인 외부 재킷을 가진다. 전달 모듈에 있는 밸브 부재는 강자성이고, 전달 모듈의 하부 부분은 제1 자극에 자기적으로 결합된 제2 자극을 한정한다. 하우징, 작동 모듈, 및 전달 모듈의 부분들은 자기 회로를 형성하고, 이에 의해 전자기 코일의 작동은 제1 및 제2 위치들 사이에서 밸브 부재를 이동시키는 힘을 인가하거나 제거한다. 전달 모듈은 하우징의 내부에 있으며; 하부 부분은 하우징에 대해 유압적으로 밀봉된다. 작동 모듈은 전달 모듈의 하부 부분에 부착되고, 하우징 외부로 완전히 돌출하여서, 하우징이 전달 모듈을 보호하는 동안 스냅 오프될 수 있다.

대표적인 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다:
도 1은 본 발명을 통합하는데 적절한 단일 피스톤 커먼 레일 연료 펌프의 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 흡입 밸브 조립체의 실시예를 도시하는, 다른 평면에서의 도 1의 펌프의 단면도;
도 3은 도 2의 흡입 밸브 조립체의 확대 단면도;
도 4는 입구 피팅(inlet fitting)으로부터 흡입 밸브 조립체로의 흡입 연료 유동 경로를 도시하는, 도 3의 도면과 직교하는, 펌프를 통한 단면도;
도 5는 횡 방향 자속 경로를 수용하기 위한 림 부분 및 유압 유동을 수용하기 위한 노치를 포함하는 주변부를 도시하는, 밸브 부재의 사시도;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예를 통합하도록 변형된, 도 1 내지 도 5에 대해여 설명된 형태의 제어 밸브의 단면도; 및
도 7은 도 6의 제어 밸브의 상세도.

기본적인 기능 양태가 도 1 및 도 2로부터 분명하다. 피스톤(10)이 펌핑 챔버(7)로부터 멀리 왕복할 때 펌프 충전 단계 동안, 저압 연료는 입구 피팅(1)을 통해 펌프로 들어가고, 압력 댐퍼(2) 주위를 지나, 펌프 하우징(3) 및 일련의 저압 통로로 나아간다. 저압 연료는 그런 다음 직접 자기 제어식 흡입 밸브 조립체(5)를 위한 입구 환형부(4) 조립체로 들어가고, 직접 자기 제어식 흡입 밸브(22) 주위에서 통로(6)를 통과하여 펌핑 챔버(7)로 나아간다. 충전 단계의 완료시에, 펌핑 캠 샤프트는 피스톤(10)을 조이는 태핏(tappet)(12)에서 작용하여, 피스톤 슬리브(11) 에서 슬라이딩된다. 직접 자기 제어식 흡입 밸브 조립체(5)가 코일 조립체(15)로의 전류로 통전될 때, 자기력은 흡입 밸브(22)가 표면(20)에서 폐쇄되어 밀봉되도록 흡입 밸브를 조이며, 이에 의해 펌핑 챔버(7)에 포집된 연료가 가압되고 축압되는 것을 가능하게 한다. 충분한 압력이 축압될 때, 배출 밸브(9)가 개방되어, 고압 배출 유동이 펌핑 챔버로부터 고압 통로(8)를 통해 배출 밸브(9)를 지나 고압 라인, 레일로 보내지고, 최종적으로 연료 분사기로 보내지는 것을 가능하게 한다. 펌프에는 시스템 오작동인 경우에 릴리프 밸브(13)가 장착된다.

도 3 및 도 4는 바람직한 실시예의 기능적 양태들에 대해 보다 상세한 설명을 제공한다. 직접 자기 제어식 흡입 밸브 조립체(5)가 펌프의 충전 단계 동안 전원이 차단되면, 밸브 부재(22)는 개방되고, 연료는 흡입 유체 유동 경로 회로(19)를 따라서 나아가도록 허용된다. 충전 단계 동안, 연료 유동은 입구 피팅(1)으로부터 흡입 밸브(5)를 통해 경로 부분(19a)을 따르고, 그런 다음 통로(6)를 통해 펌핑 챔버를 향하여 경로 부분(19b)을 따른다. 개시된 실시예에서, 밸브 조립체(5)는 흡입 체크 밸브 및 계량 밸브 모두로서 기능한다. 충전 단계 동안, 펌핑 피스톤의 하향 운동은 흡입 회로(19)로부터의 저압 연료로 펌핑 챔버를 채운다. 피스톤의 고압 펌핑 단계 동안, 고도로 가압된 연료는 통로(19')를 통해 입구 피팅으로의 역류하도록 허용될 수 없다. 이러한 단계 동안, 밸브 부재(22)는 코일의 통전 및 밸브 부재(22)의 상부면에 작용하는 고압 연료 모두로 인하여 밀봉 표면(20)에 대해 폐쇄된다. 고압으로 펌핑되는 양(부피)을 제어하기 위해, 코일의 통전은 캠/피스톤의 상향 행정에서 일정 위치에 대응하여 밸브 부재(22)를 폐쇄하도록 타이밍된다. 밸브 폐쇄 전에, 피스톤이 위쪽으로 움직일 때, 저압은 펌핑 챔버로부터 흡입 밸브(22)를 완전히 지나서 압력 댐퍼(2)들 및 입구 피팅(1)까지 뒤로 밀려난다. 댐퍼들은 이러한 역류와 관련된 많은 압력 스파이크를 흡수한다. 이러한 것은 전체 피스톤 왕복 사이클의 "펌핑 바이패스" 단계로 간주될 수 있다. 그러므로, 전체 사이클은 충전 단계, 펌핑 바이패스 단계, 및 고압 펌핑 단계를 포함한다.

공지된 방식으로, 전자기 코일 조립체(15)는 축 방향으로 연장되는 강자성 실린더 또는 로드(21)(이하, 자극으로서 지칭됨) 주위에 위치된 다중-권선 코일을 구비한 솔레노이드와 유사하다. 작극의 한쪽 단부는 코일로부터 돌출한다. 전류가 코일 조립체(15)를 통과할 때, 반경 방향 에어 갭(23)을 가로지르는 자속 라인을 따라서 자기 회로 주위에서 흐르는 자기장이 발생되고, 이는 가변적인 자기 에어 갭(자기 에어 갭)(16)을 통해 밸브(22)의 면에 축 방향 힘을 발생시킨다. 자기력이 흡입 밸브 복귀 스프링(24)의 힘을 초과할 때, 밸브(22)는 밸브 밀봉 표면(20)에 대해 폐쇄될 것이다. 자극(21)은 밀봉 표면(20)을 일체로 한정하고, 또한 자속 경로(32)의 일부이다. 바람직하게, 흡입 밸브 스토퍼(14)는 정확한 행정 제어를 위해 밸브(22)의 위치 설정을 돕는다.

제1 자석 브레이크(17) 및 제2 자석 브레이크(18)는 정확한 자기 유동 경로를 유도하고 자기 단락을 피하도록 밀봉면(20)을 둘러싼다. 양 브레이크(17 및 18)들은 모두 비자성 재료로 제작되어야 하며, 최상의 성능을 위해 밸브 스토퍼(14) 또한 비자성 재료로 제작되어야 한다. 브레이크(17 및 18)들은 자극으로부터 하우징으로 자속이 반경 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 자극의 돌출부를 둘러싸며, 이에 의해 밸브 부재(22)를 단락시킨다. 브레이크들은 이에 의해 자속 회로가 코일, 자극을 통과하고 밀봉 표면(20) 및 에어 갭(16)을 통해, 흡입 밸브 부재(22)를 통해, 반경 방향 에어 갭(23)을 가로질러 전도성 링(31) 및 펌프 하우징(3)을 통해 코일(15)로 다시 나아갈 수 있는 것을 보장한다. 대안적인 실시예에서, 밀봉 표면(20')은 자극(21)과 일체가 아니며; 이것은 제2 자석 브레이크(18)와 통합될 수 있다.

도 5는 개시된 흡입 밸브 조립체의 효율적인 성능에 기여하는 추가적인 특징을 도시한다. 밸브 부재(22)의 주변부는 반경 방향 에어 갭(23)을 제어하는 복수의 자기 유동 림 섹션들 또는 로브(26)들, 및 밸브가 개방될 때 유체 유동 경로(19)를 따라서 적절한 연료 흐름을 용이하게 하는 복수의 유압 유동 노치(25)를 포함한다. 로브들은 림 지름(최대 OD)을 가지며, 노치들은 베이스 지름(최소 OD)을 가진다. 베이스 지름은 밸브 밀봉 표면(20)의 ID보다 커서, 밸브(22)가 펌핑 행정 동안 폐쇄될 때, 펌핑 챔버로부터 밸브(22)를 가로질러 입구 환형부(4')로 유동이 다시 보내질 수 없다. 또한, 최소 OD는 자기 에어 갭(16)을 가로지르는 충분한 자기력을 허용하도록 밀봉 표면(20)의 지름과 대략 동일한 지름이어야 한다. 밸브(22)가 충전 스트로크 동안 개방될 때, 연료는 입구 환형부(4')로부터 노치들을 통하고 노치 에어 갭(23)을 통한다. 노치들은 충분한 자기력을 유지하기 위해 최소화되어야 하지만, 환형 유동 영역의 결과로서, 펌핑 챔버로의 필요한 흡입 유량을 허용하기에는 너무 작을 것이다.

독립적인 유닛으로서, 도 3 및 도 4에 도시된 개시된 연료 흡입 밸브 조립체(5)는 전체 펌프 흡입 유동 경로(19) 내에 제어된 중간 유동 경로를 제공하는 것으로서 고려될 수 있다. 자기 밸브 부재(22)는 중간 유동 경로 내에 위치된다. 중간 유동 경로는 입구 경로(19a)에 유체적으로 연결되고 입구 환형부(4)에서 시작하는 밸브 조립체 유입 경로(19')와, 밸브 부재(22)의 하류에서 시작하여 통로(6) 내로 유동 경로(19b)에서 종료하는 밸브 조립 유출 경로(19")를 포함한다. 자극(21)은 자기 코일(15) 내에서 동축으로 배치된 로드 또는 실린더 등이며, 코일(15)로부터 돌출하는 한쪽 단부(27)를 포함한다. 유입 경로의 부분(19')은 자극의 돌출부에 있는 횡 방향 구멍(28)을 통하여, 돌출부의 단부에서 일체로 형성된 밀봉면(20)을 통해 개방되는 중앙 보어(29) 내로 나아간다. 흡입 밸브 부재(22)는 코일(15)에 대해 전기자를 구성하는 평탄 플레이트이고, 자기 에어 갭(16)을 통해 밀봉 표면(20)을 대면하는 밀봉면(sealing face)(30)을 가진다. 밀봉 표면(20)으로부터 들어올려질 때, 밸브 부재(22)는 유입 경로(19')(밀봉 표면(20)의 상류)로부터 유출 경로(19")(밀봉 표면의 하류에 있는)로의 유체 연통을 개방한다. 밸브 부재(22)는 밸브 부재를 가로지르는 자속 경로를 제공하는 림(26)을 구비한 주변부와, 밸브 부재가 개방될 때 흡입 밸브 조립체 유출 유동 경로의 다른 부분을 형성하는 노치(25)들을 포함한다.

도 6 및 도 7은 도 1 내지 도 5에 도시된 흡입 밸브를 개선한 본 발명의 펌프 실시예(100)를 도시하며, 흡입 밸브는 코일 조립체를 수용하는 별개의 액튜에이터 모듈, 및 전체 흡입 밸브의 모든 유압 유동 경로를 수용하는 별개의 전달 모듈을 특징으로 한다.

펌프는 하우징(102), 저압 공급 연료를 수용하기 위한 흡입 포트(104), 공급 연료를 가압하기 위한 하우징 내의 펌핑 챔버(108), 및 가압 연료를 배출하기 위한 배출 포트(110)를 포함한다. 흡입 포트로부터의 공급 연료를 수용하기 위한 유입 통로(114), 공급 연료를 펌핑 챔버로 전달하기 위한 배출 통로(116), 유입 통로와 배출 통로 사이에 있는 밸브 시트(118), 및 밸브 부재가 전달 통로로의 연류 유동을 폐쇄하는 시트에 부딪치는 제1 위치와, 전달 통로로의 연료 유동을 개방하도록 밸브 부재가 시트로부터 후퇴하는 시트로부터 이격된 제2 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 부재(120)를 포함하는 연료 전달 모듈(112)이 하우징에 장착된다. 작동 모듈(122)은 전달 모듈(112) 및 하우징(102) 중 적어도 하나에 부착되고, 제1 및 제2 위치들 사이에서 밸브 부재를 이동시키기 위해 밸브 부재와 작동적으로 결합된 전자기 코일(124) 조립체를 포함한다. 작동 모듈은 연료 전달 모듈로부터 유압적으로 격리된다.

작동 모듈(122)은 코일 하우징(128)에 의해 지지되는 코일(126), 코일 하우징 내의 중앙 자극(130), 베이스(132), 및 코일 하우징 및 베이스를 둘러싸는 전도성 재킷(134)을 가진다.

전달 모듈(112)은 하우징(102)의 내부에 있으며, 작동 모듈(122)은 하우징의 외부에 있다. 전달 모듈은 하우징에 있는 프로파일 보어(155)에 있는 도면 부호 136에서와 같이 장착되고 반경 방향으로 밀봉된다. 축 방향 외부 부분(138)은 작동 모듈의 중앙 자극(130)과 동축으로 대면하는 자극, 및 립(lip)(142) 및 어깨부(144)를 통해 자극을 정렬하고 밀봉하는 반경 방향 내부 표면과 압입 끼워맞춤 또는 용접으로서 도면 부호 146에서 하우징 보어의 벽에 밀봉적으로 기대는 반경 방향 외부 표면을 구비하는 외부 밀봉 링(140)을 구성한다. 전달 모듈의 자극과 링 및 하우징의 보어 벽은 함께 전달 모듈(112)의 유압 내부를 작동 모듈(122)로부터 유압적으로 격리한다.

도 1 내지 도 5로부터 용이하게 도출할 수 있는 방식으로, 하우징(102), 작동 모듈(122), 및 전달 모듈(112)의 부분들은 자기 회로를 한정하고, 이에 의해 전자기 코일의 작동은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 밸브 부재(120)를 이동시키는 힘을 인가하거나 제거한다.

작동 모듈(122)은 하우징(102)에 외부로 완전히 돌출되도록 전달 모듈(112)의 축 방향 외부 부분(138)에 부착된다. 작동 모듈(122)은 스냅 오프 또는 일탈 연결로 전달 모듈(112)에 부착된다. 예를 들어, 작동 모듈의 자극(130)은 전달 모듈의 자극(138)에 택 용접된다(148). 재킷(134)은 하우징 상의 어깨부(152)와 코일 하우징 상의 대응 어깨부(154) 사이에서 포획되는 립(150)을 포함하는 상부 단부를 가진다. 코일, 코일 하우징, 전도성 재킷, 및 베이스는 용접(156) 등으로 중앙 자극(130)에 고정되는 유닛을 형성한다.

Claims (20)

1. 연료 펌프로서,
   하우징;
   저압 공급 연료를 수용하기 위한 흡입 포트;
   상기 공급 연료를 가압하기 위한 상기 하우징 내의 펌핑 챔버;
   가압 연료를 배출하기 위한 배출 포트;
   상기 하우징에 장착되는 연료 전달 모듈로서, 상기 흡입 포트로부터 공급 연료를 수용하기 위한 유입 통로, 상기 펌핑 챔버로 공급 연료를 전달하기 위한 전달 통로, 상기 유입 통로와 상기 전달 통로 사이의 밸브 시트, 및 밸브 부재가 상기 전달 통로로의 연료 유동을 폐쇄하는 상기 시트에 부딪치는 제1 위치와 상기 전달 통로로의 연료 유동을 개방하도록 상기 밸브 부재가 상기 시트로부터 후퇴하는 상기 시트로부터 이격된 제2 위치 사이에서 이동 가능한 상기 밸브 부재를 포함하는, 상기 연료 전달 모듈; 및
   상기 전달 모듈과 상기 하우징 중 적어도 하나의 부착되는 작동 모듈로서, 상기 제1 및 제2 위치들 사이에서 상기 밸브 부재를 이동시키기 위하여 상기 밸브 부재와 작동적으로 결합되는 전자기 코일 조립체를 포함하는, 상기 작동 모듈을 포함하며;
   상기 작동 모듈은 상기 연료 전달 모듈로부터 유압적으로 격리되는, 연료 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 전달 모듈은 상기 하우징 내부에 있고, 상기 작동 모듈은 상기 하우징 외부에 있는, 연료 펌프.
3. 제1항에 있어서, 상기 전달 모듈은 상기 하우징에 있는 보어에 장착되며, 상기 보어에 대해 유압적으로 밀봉되는 하부 부분을 가지며;
   상기 작동 모듈은 상기 전달 모듈의 상기 하부 부분에 부착되는, 연료 펌프.
4. 제3항에 있어서, 상기 작동 모듈은 제1 자극, 주변 코일, 및 자기 전도성 외부 재킷을 가지며;
   상기 밸브 부재는 강자성이며;
   상기 전달 모듈의 하부 부분은 상기 제1 자극에 자기적으로 결합되는 제2 자극을 한정하며;
   상기 하우징, 상기 작동 모듈, 및 상기 전달 모듈의 부분들은 자기 회로를 한정하며;
   이에 의해, 상기 전자기 코일의 작동은 상기 제1 및 제2 위치들 사이에서 상기 밸브 부재를 이동시키도록 힘을 인가하거나 또는 제거하는, 연료 펌프.
5. 제3항에 있어서, 상기 전달 모듈은 상기 하우징 내부에 있으며, 상기 하우징에 대해 유압적으로 밀봉된 하부 부분을 가지며;
   상기 작동 모듈은 상기 전달 모듈의 하부 부분에 부착되고 상기 하우징의 외부로 완전히 돌출되는, 연료 펌프.
6. 제4항에 있어서, 상기 작동 모듈은 스냅 오프 연결로 상기 전달 모듈에 부착되는, 연료 펌프.
7. 제6항에 있어서, 상기 재킷은 상기 하우징 상의 어깨부와 상기 작동 모듈 상의 대응 어깨부 사이에 포획되는 립을 포함하는 상부 단부를 가지는, 연료 펌프.
8. 연료 펌프로서,
   펌프 하우징;
   상기 하우징에 있는 흡입 유동 경로 내로 공급 연료를 전달하기 위한 상기 하우징 상의 연료 흡입 연결부;
   상기 흡입 유동 경로로부터 흡입 밸브 조립체를 통해 공급 연료를 수용하고 연료 압력을 증가시키고 상기 증가된 압력의 연료를 배출 유동 경로로 전달하기 위한 상기 하우징에 있는 펌핑 챔버 및 관련 펌핑 메커니즘; 및
   배출 밸브를 통해 상기 배출 유동 경로와 유체 연통하는, 상기 하우징 상의 배출 연결부를 포함하며;
   상기 흡입 밸브 조립체는 전자기 코일에 직접 자기적으로 결합된 밸브 부재를 포함하며, 상기 코일은 상기 흡입 밸브 부재를 통해 직접적으로 자속 경로를 발생시키도록 선택적으로 통전되며, 이에 의해 상기 흡입 유동 경로에 있는 밀봉 표면에 대해 상기 밸브 부재를 선택적으로 개방 및 폐쇄하도록 상기 밸브 부재에 자기력을 인가하는, 연료 펌프.
9. 제8항에 있어서, 상기 코일은 상기 흡입 밸브 부재를 폐쇄하도록 통전되는, 연료 펌프.
10. 제8항에 있어서, 상기 코일은 상기 흡입 밸브 부재를 개방하도록 통전되는, 연료 펌프.
11. 제8항에 있어서, 상기 밸브 부재는 상기 밀봉 표면과 짝맞춤되는 밀봉면을 가지며, 상기 자기력은 상기 밀봉면에 인가되는, 연료 펌프.
12. 제8항에 있어서, 상기 흡입 밸브 조립체는 상기 코일 내에서 동축으로 위치된 중앙 자극을 포함하며; 상기 밀봉 표면은 상기 자극의 한쪽 단부에 위치되며; 상기 자기력은 상기 밀봉 표면을 통해 상기 밸브 부재에 인가되는, 연료 펌프.
13. 제12항에 있어서, 상기 밀봉 표면은 상기 자극의 상기 한쪽 단부에서 일체로 형성되며, 상기 흡입 유동 경로의 일부는 상기 자극을 통과하는, 연료 펌프.
14. 제12항에 있어서, 상기 흡입 유동 경로의 일부는 상기 자극의 한쪽 단부에 있는 상기 밀봉 표면으로 이어지는 중앙 보어 내로 상기 자극을 통해 반경 방향 내측으로 나아가며, 상기 흡입 밸브 부재는 상기 밸브 부재가 개방될 때 상기 흡입 유동 경로의 일부를 형성하는 노치형 주변부를 가지는 평탄 플레이트인, 연료 펌프.
15. 제14항에 있어서, 상기 흡입 밸브 부재 주변부는 상기 밸브 부재를 가로지르는 자속 경로들을 제공하는 림 부분들을 포함하는, 연료 펌프.
16. 제8항에 있어서, 상기 흡입 밸브 부재는 자성 재료로 구성되고, 상기 자속 경로는 상기 펌프 하우징을 통해 연장되는, 연료 펌프.
17. 제8항에 있어서, 비자성 재료로 구성되고 상기 흡입 밸브 부재에 인접하여 위치되는 흡입 밸브 스토퍼를 포함하며, 자기 에어 갭이 상기 밸브 부재 상의 밀봉면과 상기 흡입 유동 경로에 있는 밀봉 표면 사이에 한정되는, 연료 펌프.
18. 제8항에 있어서, 상기 흡입 밸브 조립체는 상기 코일 내에 동축으로 위치되고 상기 코일로부터 돌출하는 한쪽 단부를 포함하는 중앙 자극을 포함하며; 상기 흡입 유동 경로의 일부는 상기 자극의 돌출부를 통해 상기 돌출부의 한쪽 단부에서 개방되는 중앙 보어 내로 나아가며; 상기 밀봉 표면은 상기 중앙 보어의 상기 개구 주위에서 상기 자극에 일체로 형성되며; 상기 흡입 밸브 부재는, 상기 밀봉 표면을 대면하는 밀봉면, 및 상기 밸브 부재를 가로지르는 자속 경로들을 제공하는 림과 상기 밸브 부재가 개방될 때 상기 흡입 유동 경로의 다른 부분을 형성하는 노치들을 구비하는 주변부를 가지는 평탄 플레이트인, 연료 펌프.
19. 제18항에 있어서, 상기 코일은 상기 밀봉 표면 상으로 밀봉면을 당기는 것에 의해 상기 흡입 밸브 부재를 폐쇄하도록 통전되며; 상기 밀봉면으로부터 멀어지는 방향으로 개방되는 상기 밸브 부재를 편향시키기 위한 복귀 스프링은 상기 중앙 보어에 위치되는, 연료 펌프.
20. 제18항에 있어서, 상기 밸브 부재는 상기 코일에 대하여 전기자를 구성하는, 연료 펌프.

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