KR20190100953A

KR20190100953A - 연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한 펌프 유닛

Info

Publication number: KR20190100953A
Application number: KR1020197021707A
Authority: KR
Inventors: 루카 알렉산드로 데; 루이지 피오렌티노; 발레리아 체칠리아 벨지오비네; 오따비오 코리쪼; 토비아스 라이저
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-08-29
Also published as: CN110121593A; CN110121593B; US20200124008A1; EP3563058A1; IT201600131338A1; EP3563058B1; JP6887504B2; US10954907B2; JP2020503473A; WO2018122005A1

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 실린더(14), 실린더(14) 내에 변위 가능하게 배치된 피스톤(15), 및 내연 기관으로의 연료의 공급을 선택적으로 제어하기 위한 압력 밸브(30)를 구비한, 연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한 펌프 유닛에 관한 것으로, 상기 압력 밸브(30)는 공동(44, 49, 53)이 제공된 폐쇄부(38, 46, 51)를 구비하며, 이 공동은 피스톤(15) 쪽을 향하는, 폐쇄부(38, 46, 51)의 단부면(43, 48, 52)에서 외측으로 개방된다.

Description

연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한 펌프 유닛

본 발명은, 연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한 펌프 유닛에 관한 것이다.

특히, 본 발명은, 펌프 본체, 펌프 본체 내에 형성된 하나 이상의 실린더, 실린더 내에 변위 가능하게 배치된 피스톤, 그리고 실린더 내로 연료를 흡입하기 위한 흡입 행정 및 실린더 내에 포함된 연료를 압축하기 위한 압축 행정에서 피스톤을 작동시키기 위한 작동 장치를 포함하는 유형의 펌프 유닛에 관한 것이다.

펌프 유닛은 또한, 실린더 내로 연료를 흡입하기 위한 흡입 라인, 실린더 내로의 연료 공급을 선택적으로 제어하기 위해 흡입 라인을 따라 설치된 흡입 밸브, 내연 기관으로 연료를 가압하기 위한 압력 라인, 및 내연 기관으로의 연료 공급을 선택적으로 제어하기 위해 압력 라인을 따라 설치된 압력 밸브를 포함한다.

압력 라인은 실린더의 종축에 대해 동축으로 연장되며, 압력 라인 내에는 압력 밸브의 폐쇄부가 변위 가능하게 배치되어 있다.

따라서, 압력 밸브의 폐쇄부는 축방향으로 피스톤을 향해 있고, 압력 라인의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 작동될 수 있다.

폐쇄부는 실질적으로 볼 형상의 커플링 섹션을 구비하고, 이 커플링 섹션은, 폐쇄부가 자신의 폐쇄 위치에 있을 때 압력 라인의 실질적으로 원뿔대 형상의 커플링 섹션과 유밀 방식으로 결합하도록 형성된다.

전술된 유형의 공지된 펌프 유닛은, 피스톤이 자신의 압축 행정 동안 실린더 내부에서 압력파를 발생시키고, 이 압력파가 적어도 피스톤 압축 행정의 초기 단계 동안에는, 다시 말해 압력 밸브가 계속 폐쇄되어 있는 경우에는, 압력 밸브의 폐쇄부와 피스톤 사이에서 실린더의 종축에 대해 평행하게 바운스하는 점에 주로 기인하는 몇 가지 단점이 있다.

폐쇄부와 피스톤 사이에서의 압력파 왕복 운동은, 폐쇄부의 커플링 섹션과 압력 라인에서 증기 기포의 생성 및 그의 내파(implosion)를 야기한다.

증기 기포의 내파는 공동화(cavitation)를 통해 개별 커플링 섹션에서 폐쇄부 및 압력 라인의 폐쇄를 야기하고, 이로 인해 압력 라인과 폐쇄부의 완벽한 유밀 결합에 악영향을 미친다.

본 발명의 과제는, 전술한 단점들을 갖지 않으며 그 구현이 간단하면서도 유리한, 연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한 펌프 유닛을 구현하는 것이다.

본 발명에 따라, 연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한, 첨부된 청구범위에 따른 펌프 유닛이 구현된다.

본 발명은 이하에서 비한정적인 실시예를 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 기술된다.

도 1은 명료화를 위해 생략된 부분들을 갖는, 본 발명에 따른 펌프 유닛의 바람직한 일 실시예의 개략적인 제1 단면도이다.
도 2는 명료화를 위해 생략된 부분들을 갖는, 도 1에 도시된 펌프 유닛의 개략적인 제2 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 펌프 유닛의 세부 사항의 개략적 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 세부 사항의 제1 변형예의 개략적 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 세부 사항의 제2 변형예의 개략적 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조할 때, 참조 부호 (1)은, 연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관(도시되지 않음)에 공급하기 위한 펌프 유닛을 전체적으로 지칭한다.

펌프 유닛(1)은, 연료를 전술한 내연 기관(도시되지 않음)에 공급하기 위한 피스톤 펌프(2), 및 연료를 펌프(2)에 공급하기 위한 사전 이송 펌프(3), 예를 들어 기어 펌프를 포함한다.

펌프 유닛(1)은, 종축(6)을 갖는 하나의 중앙 보어(5)와; 축(6)에 대해 횡방향으로 연장되고, 상기 보어(5)에서 출발해서 반경 방향으로 하우징(4) 외부로 연장되는 종축(8)을 갖는 하나 이상의 측방 보어(7)[보통 축(6) 둘레에 균일하게 분포되는 복수의 보어(7)];가 제공된 하우징(4)을 포함하는 펌프 본체를 갖는다.

각각의 보어(7)는 헤드부(9)에 의해 폐쇄되며, 이 헤드부는 하우징(4)과 접촉된 상태로 배치되고, 축(8)에 대해 동축으로 보어(7) 내로 돌출하는 연장부(10)를 갖는다.

헤드부(9)는, 이 헤드부(9)를 관통해서 축(8)에 대해 동축으로 형성된 하나의 중앙 보어(11)를 구비하고, 확장된 2개의 섹션(13a, 13b) 사이에 배치된 좁아진 중간 섹션(12)을 포함하며, 이 경우 섹션(13a)은 보어(5) 쪽으로 향해 있고, 피스톤 펌프(2)의 실린더(14)를 규정한다.

실린더(14) 내에는 피스톤(15)이 변위 가능하게 배치되고, 이 피스톤은 작동 장치(16)의 슬라이딩에 의해 직선 왕복 운동으로써 작동되며, 이 직선 왕복 운동은 실린더(14) 내로 연료를 흡입하기 위한 흡입 행정 및 실린더(14) 내에 포함된 연료를 압축하기 위한 압축 행정을 포함한다.

장치(16)는 관형 슬리브(17)를 포함하고, 이 슬리브는 보어(7) 내에서 축(8)에 대해 동축으로 변위 가능하게 배치되며, 실린더(14) 둘레에 연장되고, 관형 내부 플랜지(18)를 구비하며, 이 내부 플랜지는 슬리브(17)의 내부면으로부터 반경 방향으로 돌출하고 상기 슬리브(17)를 2개의 원통형 섹션(19, 20)으로 분할하며, 이 경우 섹션(19)은 보어(5) 쪽을 향한다.

장치(16)는, 실질적으로 원통형의 커플링 블록(22)을 포함하는 태핏(tappet, 21)을 더 구비하고, 상기 커플링 블록은 섹션(19) 내 초과 치수부에 의해 고정되어 있으며, 플랜지(18)와 접촉된 상태로 배치되고 태핏 롤러(23)를 지지한다.

롤러(23)는, 블록(22)에서부터 출발해서 보어(5)까지 돌출하고, 축(8)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 고유의 종축(24)을 중심으로 상기 블록(22)에 대해 회전하기 위해, 블록(22)과 회전 가능하게 결합된다.

플랜지(18)는 환형 플레이트(25)를 지지하며, 이 환형 플레이트는 피스톤(15) 둘레로 연장되고, 축(8)에 대해 동축으로 슬리브(17)의 섹션(20) 내로 삽입되며, 축방향으로 플랜지(18) 쪽을 향하는 외부 둘레 에지 및 축방향으로 피스톤(15)의 바닥 쪽을 향하는 내부 둘레 에지를 구비한다.

장치(16)는, 플레이트(25)를 플랜지(18)와 접촉된 상태에서 움직이고 통상적으로 보유하기 위해; 그리고 하우징(4)에 대해 축(6)을 중심으로 회전시키기 위해 보어(5)를 관통해서 설치된 구동 샤프트(28)의 중간 섹션의 외부면에 형성된 캠(27)과 접촉된 상태에서 롤러(23)를 움직이고 통상적으로 보유하기 위해; 연장부(10)와 슬리브(17) 사이에 축(8)에 대해 동축으로 설치되어 헤드부(9)와 플레이트(25) 사이에 안착하는 압축 스프링(26)을 더 포함한다.

헤드부(9)는 그 내부에, 실린더(14) 내로 연료를 흡입하기 위한 흡입 밸브(29) 및 내연 기관(도시되지 않음)으로 연료를 가압하기 위한 압력 밸브(30)를 수용한다.

밸브(29)는, 축(8)에 대해 수직으로 연장되는 종축(32)을 구비한 흡입 라인(31) 내에 설치되며, 축(32)을 중심으로 그 둘레에 연장되고 라인(31) 내에 나사 결합된 폐쇄 커버(34)에 의해 축방향으로 상기 라인(31)을 따라 고정되는 원통형 밸브 본체(33)를 포함한다.

밸브(29)는, 상기 밸브(29)의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 움직이기 위해, 밸브 본체(33)를 관통해서 설치된 폐쇄부(35)를 더 포함한다. 폐쇄부(35)는, 폐쇄부(35)에 축(32)에 대해 횡방향으로 설치된 환형 플레이트(37)와 밸브 본체(33) 사이에 안착하는 스프링(36)에 의해 자신의 폐쇄 위치로 이동되고, 통상적으로 그곳에 보유된다.

밸브(30)는, 헤드부(9)를 관통하여 섹션(12 및 13b)에 의해 규정되는 압력 라인을 따라 이루어지는 연료의 공급을 제어하며, 섹션(13b) 내에 변위 가능하게 배치되어 밸브(30)의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 비커 형상의 폐쇄부(38)를 포함한다.

폐쇄부(38)는, 상기 폐쇄부(38)와, 섹션(13b) 내에 설치된 정지 슬리브(40) 사이에 안착하는 스프링(39)에 의해 자신의 폐쇄 위치로 이동되고 통상적으로 그곳에 보유된다.

도 3의 도시에 따라, 섹션들(12, 13b)은, 실질적으로 원뿔대 형상의 커플링 섹션(41)이 제공된 견부에 의해 위·아래로 연결되며, 상기 커플링 섹션은, 폐쇄부(38)의 실질적으로 볼 형상의 커플링 섹션(42)과 유밀 방식으로 결합되도록 형성된다.

폐쇄부(38)는, 피스톤(15) 쪽을 향하는 자유 단부면(43)에 의해 축방향으로 제한되고 공동(44)을 구비하며, 상기 공동은 실질적으로 반구형의 형상을 갖고, 축(8)에 대해 수직으로 연장되는 상기 자유 단부면(43)의 실질적으로 평평한 중간 섹션(45)에서 외측으로 개방된다.

도 4에 도시된 변형예는, 폐쇄부(38)가 제거되어 폐쇄부(46)로 대체된 점에서만 도 3의 도시와 상이하며, 이 경우 상기 폐쇄부(46)는 섹션(12) 내부로 돌출하는 연장부(47)를 구비하고, 실질적으로 평평하고 축(8)에 대해 수직으로 연장되는 단부면(48)에 의해 축방향으로 제한된다.

연장부(47)는, 섹션(12)의 횡단면보다 더 작은 횡단면을 갖고 공동(49)을 구비하며, 상기 공동은 실질적으로 원통형의 형상을 갖고, 축(8)에 대해 동축으로 연장되며, 단부면(48)에서 외측으로 개방된다.

공동(49)은 복수의 반경 방향 보어들(50)을 통해 섹션(12)과 연통되며, 상기 복수의 보어는 축(8)을 중심으로 그 둘레에 균일하게 분포되고, 공동(49)의 측벽을 관통하여 축(8)에 대해 횡방향으로 형성된다.

도 5에 도시된 변형예는, 폐쇄부(38)가 제거되고 폐쇄부(51)로 대체된 점에서만 도 3의 도시와 상이하며, 상기 폐쇄부(51)는 피스톤(15) 쪽을 향하고 있는 자유 단부면(52)에 의해 축방향으로 제한된다.

폐쇄부(51)는 공동(53)을 구비하며, 상기 공동은 링 형상을 갖고, 축(8)을 중심으로 그 둘레에 연장되며, 상기 자유 단부면(52)의 실질적으로 볼 형상의 측방 섹션(54)에서 외측으로 개방된다.

작동 시, 피스톤(15)은 자신의 압축 행정 동안 실린더(14) 내에서 압력파를 발생시킨다.

적어도 피스톤(15)의 압축 행정의 초기 단계 동안에는, 다시 말해 압력 밸브(30)가 계속 폐쇄되어 있는 경우에는, 압력파가 폐쇄부(38, 46, 51)와 피스톤(15) 사이에서, 증기 기포의 생성을 야기하는 왕복 운동에 의해 바운스된다.

공동(44, 49, 53)은 증기 기포를 그 내부에 집중시킬 수 있게 하고, 압력 기포가 커플링 섹션(41, 42)에 도달하지 못하게 하며, 커플링 섹션(41, 42)의 공동화에 의한 마모를 방지하고, 그럼으로써 헤드부(9)와 폐쇄부(38, 46, 51)의 완벽한 유밀 방식의 결합을 보장한다.

Claims

연료, 바람직하게는 디젤 연료를 내연 기관에 공급하기 위한 펌프 유닛으로서, 상기 펌프 유닛은, 펌프 본체(4, 9); 상기 펌프 본체(4, 9) 내에 형성된 하나 이상의 실린더(14); 상기 실린더(14) 내에 변위 가능하게 배치된 피스톤(15); 실린더(14) 내로 연료를 흡입하기 위한 흡입 행정 및 실린더(14) 내에 들어있는 연료를 압축하기 위한 압축 행정에서 피스톤(15)을 작동시키기 위한 작동 장치(16); 실린더(14) 내로의 연결의 공급을 선택적으로 제어하기 위한 흡입 밸브(29); 그리고 내연 기관으로의 연료의 공급을 선택적으로 제어하기 위한 압력 밸브(30);를 포함하고, 상기 압력 밸브(30)는, 실린더(14)의 종축(8)에 대해 동축으로 설치되고 피스톤(15) 쪽을 향하는 단부면(43, 48, 52)에 의해 축방향으로 제한되며 압력 밸브(30)의 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 폐쇄부(38, 46, 51)를 포함하는, 펌프 유닛에 있어서,
상기 폐쇄부(38, 46, 51)가 공동(44, 49, 53)을 구비하며, 상기 공동은 단부면(43, 48, 52)에서 외측으로 개방되고 실린더(14)와 연통되는 것을 특징으로 하는, 펌프 유닛.
제1항에 있어서, 공동(44, 49, 53)이 종축(8)을 중심으로 그 둘레에 연장되는, 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 단부면(43, 48)이 종축(8)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 중간 섹션(45, 48)을 포함하며, 상기 중간 섹션(45, 48)에서 공동(44, 49)이 외측으로 개방되는, 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 단부면(52)이 실질적으로 볼 형상의 측방 섹션(54)을 포함하며, 상기 측방 섹션(54)에서 공동(53)이 외측으로 개방되는, 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공동(44)이 실질적으로 반구형의 형상을 갖는, 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공동(49)이 실질적으로 원통형의 형상을 갖는, 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공동(53)이 링 형상을 갖는, 펌프 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 펌프 본체(4, 9)를 관통해서 형성되고, 자신의 측에 내연 기관과 연결된 확장 섹션(13b) 및 실린더(14)와 연결된 좁아진 섹션(12)을 포함하는 압력 라인(12, 13b)을 더 포함하는, 펌프 유닛.
제8항에 있어서, 폐쇄부(46)가 확장된 섹션(13b) 내에 변위 가능하게 배치되고, 연장부(47)를 구비하며, 상기 연장부는 좁아진 섹션(12) 내부로 돌출하고, 상기 좁아진 섹션(12)의 횡단면보다 더 작은 횡단면을 갖는, 펌프 유닛.
제9항에 있어서, 공동(49)이 연장부(47)를 관통해서 연장되고, 실질적으로 원통형의 형상을 가지며, 복수의 연결 보어(50)를 통해 압력 라인(12, 13b)의 좁아진 섹션(12)과 연통하며, 상기 연결 보어는 공동(49)의 측벽을 관통해서 형성되는, 펌프 유닛.
제10항에 있어서, 연결 보어들(50)이 종축(8)을 중심으로 그 둘레에 반경 방향으로 균일하게 분포되는, 펌프 유닛.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 좁아진 섹션 및 확장된 섹션(12, 13b)이, 실질적으로 원뿔대 형상의 커플링 섹션(41)이 제공된 견부에 의해 위·아래로 연결되며, 상기 커플링 섹션은, 폐쇄부(38; 46; 51)의 실질적으로 볼 형상의 커플링 섹션(42)과 유밀 방식으로 결합되도록 형성되는, 펌프 유닛.