KR20220034122A - 고압 연료 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징(50); 상기 하우징(50)에 배치된 압축 챔버(26); 상기 하우징(50)에 변위 가능하게 배치되고 상기 압축 챔버(26)를 한정하는 피스톤(30); 고압 연료 펌프(28)의 저압 영역(18)으로부터 상기 압축 챔버(26)를 향해 개방되는 입구 밸브(24); 상기 압축 챔버(26)로부터 상기 고압 연료 펌프(28)의 고압 영역(44)을 향해 개방되는 출구 밸브(40); 및 상기 고압 연료 펌프(28)의 상기 고압 영역(44)으로부터 상기 고압 연료 펌프(28)의 상기 압축 챔버(26) 또는 상기 저압 영역(18)을 향해 개방되는 압력 릴리프 밸브(42)를 포함하는 고압 연료 펌프에 관한 것이며, 상기 압력 릴리프 밸브(42)는 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)과 반대로 테이퍼진 밸브 시트면(72)을 갖는 밸브 본체(68); 구형 밸브 요소(58); 및 상기 구형 밸브 요소(58)를 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 상기 개방 방향(100)과 반대로 상기 밸브 시트면(72)을 향해 가압하는 밸브 스프링(60)을 포함한다. 상기 압력 릴리프 밸브(42)가 폐쇄될 때, 상기 밸브 요소(58)와 상기 밸브 시트면(72)은 접촉 라인(90)에서 서로 접촉하고 상기 접촉 라인 옆에서, 밸브 요소(58)와 밸브 본체(68) 사이에 갭(63)이 형성된다. 상기 갭(63)은 접촉 라인(90)의 하류보다 접촉 라인(90)의 상류에서 비대칭적으로 더 좁다.

Description

고압 연료 펌프

본 발명은 고압 연료 펌프에 관한 것이다.

선행 기술로부터, 예를 들어 출원인의 DE 2004 013 307 B4로부터, 예를 들어 가솔린 직접 분사를 위한 내연 기관의 연료 시스템용 고압 연료 펌프가 이미 알려져 있다.

이러한 내연 기관에서 연료는 연료 탱크로부터 사전 공급 펌프와 고압 상태에서 기계적으로 구동되는 고압 펌프를 통해 고압 축압기("레일")로 펌핑된다.

이 고압 펌프에는 고압 축압기의 압력이 너무 급격하게 상승하는 것을 방지하는 압력 릴리프 밸브가 있다. 고압 축압기의 압력이 특정 값에 도달하면 압력 릴리프 밸브가 열리고 연료가 고압 축압기로부터 압축 챔버로 다시 흐르거나 저압 챔버로 다시 흐른다.

압력 릴리프 밸브는 밸브 요소의 한 측면에 유압으로 작용하는 힘이 밸브 요소를 밸브 시트로 누르는 스프링의 대항력보다 클 때 열린다. 유압으로 작용하는 힘은 지배적인 유압과 압력이 작용하는 면적으로부터 주어진다. 이 면적은 밀봉 직경으로부터 주어진다. 예를 들어, 정확히 원추형 또는 정확히 돔형 밸브 시트면과 정확히 구형 밸브 요소를 갖는 밸브의 경우 밀봉 직경은 볼이 밸브 시트면에 접촉하는 이상적인 선형 지지 링의 직경이다.

고압 연료 펌프 작동 중 압력 릴리프 밸브가 마모되면 상기 지지 링이 넓어진다.

본 발명은 유효 밀봉 직경이 기본적으로 지지 링을 가로질러 실제로 발생하는 압력 강하에 따라 결정된다는 본 발명자들의 지식에 기초한다.

압력 릴리프 밸브가 압력 릴리프 밸브를 거시적으로 넓게 열기에 충분하지 않은 개방 압력을 받는 경우이지만 1mm의 볼 반경을 갖는 압력 릴리프 밸브와 같이 일정하고 작지만 측정 가능한 누출이 발생하는 경우 분당 1ccm의 누출이 발생한다. 예를 들어, 이것은 밸브 요소가 0.5㎛ 또는 l㎛ 또는 밸브 요소의 구 반경의 약 1000분의 1만큼 밸브 시트면으로부터 들어 올려져서 밸브 요소와 밸브 본체 사이에 갭 또는 누출 갭이 형성되는 압력 릴리프 밸브의 개방이다. 이러한 상황은 고압 연료 펌프의 압력 릴리프 밸브가 열리는 실제 상황을 대표하는 것으로 보인다. 특히, 압력 릴리프 밸브의 개방 압력은 이러한 방식으로 정의될 수 있다.

본 발명은 또한 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 갭이 대칭 방식으로 형성되는 종래의 압력 릴리프 밸브에서, 유효 밀봉 직경은 밸브 시트면의 마모 과정에서 항상 증가하고, 따라서 고압 범위의 주어진 압력에서 밸브 요소에 작용하는 개방력이 증가한다는 본 발명자들의 관찰에 기초한다. 밸브 스프링이 밸브 요소에 폐쇄 방향으로 작용하면 압력 릴리프 밸브의 개방 압력이 떨어지고, 고압 연료 펌프는 더 이상 원래 연료 압력을 생성하거나 유지할 수 없다.

또한 기존의 압력 릴리프 밸브가 마모 과정에서 유효 밀봉 직경이 증가하지 않는 방식으로 개발된다면 이러한 바람직하지 않은 효과를 피할 수 있다는 것이 인식되었다.

본 발명에 따르면, 이는 압력 릴리프 밸브가 폐쇄될 때 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 접촉 라인 옆에 형성되는 갭이 접촉 라인의 하류보다 접촉 라인의 상류에서 비대칭적으로 더 좁다는 점에서 달성될 수 있다.

접촉 라인은 수학적으로 이상적인 의미의 선, 즉 폭이 "0"인 선, 여기서는 환형 선으로 이해된다. 그러나 본 출원의 의미에서 접촉 라인은 작지만 0이 아닌 폭을 가진 접촉면, 여기서는 환형 접촉면을 의미하며, 상기 접촉면은 특히 밸브 요소를 밸브 본체를 향해 누르는 힘과, 밸브 요소 및 밸브 본체의 탄성으로 인해 발생하고 및/또는 특히 마모 현상의 맥락에서 밸브 요소 및/또는 밸브 본체의 변형으로 인해 발생한다. 그러나 바람직하게는 접촉 라인은 마모 현상 이전, 특히 고압 연료 펌프의 최초 작동 전 또는 최초 연속 작동 전에 존재하는, 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 선형 또는 2차원 접촉 형상으로 이해된다.

"접촉 라인의 상류" 및 "접촉 라인의 하류"는 특히 마모 현상과 실제로 관련이 있는 밸브 시트면의 영역을, 예를 들면 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로 또는 상기 개방 방향과 반대로 500㎛ 또는 예를 들면 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로 또는 상기 개방 방향과 반대로 밸브 볼의 반경 절반을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 특징들은 특히 이 범위 내에서 구현되고 본 발명에 따른 효과를 달성하기 위해 이 범위 내에서 특히 바람직하다. 특히 이 범위 밖의 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 갭의 형상은 마모 현상과 관련이 없다. 마모 현상과 실제로 관련이 있는 밸브 시트면의 이 범위 밖에 있는 갭의 기하학적 비대칭은 이러한 점에서 처음에 설명된 선행 기술의 단점을 극복하지 못할 것이다.

본 출원의 맥락에서, 이것은 갭이 접촉 라인의 하류보다 접촉 라인의 상류에서 비대칭적으로 더 좁다는 것을 의미하며, 특히 접촉 라인 상류의 특정 거리에서(즉, 압력 릴리프 밸브의 개방 방향과 반대로) 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 거리가 접촉 라인 하류의 특정 거리에서(즉, 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로) 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 거리보다 작다는 것을 의미한다. 이미 언급한 바와 같이, 상기 특정 거리가 마모 현상과 관련된 범위 내에, 예를 들어 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로 또는 상기 개방 방향과 반대로 500㎛ 이내에, 또는 예를 들어 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로 또는 상기 개방 방향과 반대로 밸브 볼의 반경 절반 이내에 있는 것이 특히 바람직할 수 있다.

본 출원의 맥락에서, 이는 갭이 접촉 라인의 하류보다 접촉 라인의 상류에서 비대칭적으로 더 좁음을 의미하며, 특히 접촉 라인 상류의 (즉, 압력 릴리프 밸브의 개방 방향과 반대로) 최소 거리보다 큰 모든 거리에 대해 마모 현상과 관련된 범위 내에서 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 거리는 접촉 라인 하류의 (즉, 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로) 상기 거리에서 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 거리보다 작다는 것을 의미한다. 상기 최소 거리는 예를 들어 300㎛이거나 예를 들어 밸브 볼 반경의 30%일 수 있다.

"더 좁다"라는 표현은 구어체로 언급되는 두 개의 길이와 같은 치수 간의 관계를 나타낸다. 본 경우, 특히 밸브 요소와 밸브 본체의 표면 거칠기 때문이 아니라 밸브 요소와 밸브 본체의 기본 형상으로 인해 더 좁은 위치에서 갭이 더 좁다고 가정할 수 있다. 예를 들어, "더 좁은" 위치의 갭이 비교 위치의 갭보다 적어도 5㎛ 또는 밸브 볼 반경의 적어도 0.5% 더 좁다고 가정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 갭이 접촉 라인의 하류에서(밀봉 직경이 접촉 라인에서보다 더 큰 곳) 덜 좁기 때문에, 누출의 경우 여기에서도 더 낮은 압력 강하가 발생한다. 밸브 볼과 밀봉 시트면 사이의 접촉 라인이 마모 과정에서 넓어져 덜 좁은 갭 영역이 유압적으로 더 관련성이 높아지면, 이는 유효 밀봉 직경을 증가시키는 효과를 감소된 방식으로만 갖는다.

반면에, 본 발명에 따르면 갭이 접촉 라인의 상류에서(밀봉 직경이 접촉 라인에서보다 더 작은 곳) 더 좁기 때문에, 누출의 경우 여기에서도 더 높은 압력 강하가 발생한다. 밸브 볼과 밀봉 시트면 사이의 접촉 라인이 마모 과정에서 넓어져 더 좁은 갭 영역이 유압적으로 더 관련성이 높아지면, 이는 유효 밀봉 직경을 줄이는 효과를 갖는다.

따라서 유효 밀봉 직경의 증가는 본 발명에 따른 구성에 의해 상쇄되고 고압 연료 펌프의 개방 압력 감소는 마모의 경우에도 발생하지 않거나 감소된 정도로만 발생한다. 고압 연료 펌프는 전체 서비스 수명 동안 감소되지 않은 고압을 생성하고 유지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 고압 연료 펌프는 전체 서비스 수명 동안 성능 및 배출 특성이 전혀 손상되지 않거나 매우 약간만 손상된 내연 기관용 연료 공급 시스템에 기여한다.

본 발명의 다른 대상은 설명된 압력 릴리프 밸브를 포함하는 고압 연료 펌프에 추가하여, 설명된 고압 연료 펌프에 사용하기 위한 압력 릴리프 밸브 자체이다.

본 발명의 개선예들은 바람직한 특징을 통해 구형 밸브 요소와 밸브 본체 사이에 형성된 갭 및 밸브 본체 및 밸브 시트면의 기하학적 형상을 구체화한다.

밸브 시트면이 밸브 본체의 에지에서 접촉 라인의 하류에 배치된 밸브 본체의 추가 면과 만나는 것이 제공될 수 있으며, 상기 추가 면은 압력 릴리프 밸브의 개방 방향(즉, 대칭축)으로부터 멀어지는 쪽으로 밸브 시트면보다 더 기울어지고, 접촉 라인은 특히 밸브 본체의 에지의 상류에 근접한 영역에서 밸브 시트면 상에 놓이지만, 접촉 라인은 특히 밸브 본체의 에지의 바로 상류에서 밸브 시트면 상에 놓이지 않는다.

이 개선예에서, 에지에 의해 밸브 시트면으로부터 분리된 밸브 본체의 추가 면은 말하자면, 밸브 본체의 밸브 시트면의 방사상으로 바깥쪽으로 넓어지거나 바깥쪽으로 각진 연장부이다. 접촉 라인과 에지 사이의 전체 하류 영역에서 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 갭은 접촉 라인의 상류에서 해당 영역과 대칭적으로 동일하게 좁을 수 있는 한편, 특히 접촉 라인으로부터 볼 때 에지 너머의 영역에서 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 갭은 접촉 라인의 상류에서 해당 위치의 갭보다 덜 좁다. 즉, 더 넓다.

추가 면이 압력 릴리프 밸브의 개방 방향으로부터 멀어지는 쪽으로, 즉 반경 방향 바깥쪽으로 밸브 시트면보다 더 기울어져 있다는 사실은 추가면과 밸브 시트면이 에지에서 (대칭 축을 통한 평면에서 측정된 밸브 본체의 내부 각도로서) 180°보다 작은 각도, 예를 들어 175°보다 크지 않거나 심지어 150°보다 크지 않은 각도로 만난다는 사실로 표현될 수 있다.

에지가 압력 릴리프 밸브의 개방 거동에 특히 바람직하게 작용하도록, 접촉 라인이 밸브 시트면 상의 밸브 본체의 에지의 바로 상류 영역에 놓이도록 제공될 수 있다. 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 접촉 라인이 전술한 바와 같이 넓어져 마모 영역을 형성하는 마모의 경우, 이 마모 영역은 고압 연료 펌프의 일정 작동시간 후에 에지에 도달하게 된다. 마모가 계속되면 마모 영역은 상류 방향으로 여전히 넓어지지만 하류 방향으로 마모 영역의 확장은 에지와 추가 면의 방향에 의해 방지된다. 결과적으로 유효 밀봉 직경은 더 이상 증가하지 않거나 감소할 뿐이며 압력 릴리프 밸브의 개방 압력은 대체로 일정하거나 원하는 범위로 유지된다.

에지의 바로 상류 영역은 예를 들어 최대 500㎛까지 또는 예를 들어 에지의 상류 방향으로 밸브 볼 반경의 1/2까지만 연장될 수 있다.

접촉 라인이 밸브 시트면에서 밸브 본체의 에지의 바로 상류 영역 외부에 있는 것이 제공될 수 있다. 예를 들어 밸브 본체의 에지의 바로 상류에 있는 접촉 라인, 즉 밸브 본체의 에지도 있는 접촉 라인은, 압력 릴리프 밸브를 크게 개방한 후 밸브 볼이 약간 변위되어, 즉 압력 릴리프 밸브의 대칭축에 대해 약간 오프셋되어 밸브 시트로 되돌아갈 때마다, 밸브 볼이 예를 들어 단 하나의 충돌 지점에서 에지에 부딪히므로, 이 충돌 지점에서 밸브 시트가 손상되고 압력 릴리프 밸브가 누출될 위험이 있다는 단점을 갖는다.

밸브 본체 에지의 바로 상류 영역은 예를 들어 최대 25㎛ 또는 최대 50㎛ 또는 예를 들어 밸브 본체의 에지 상류의 밸브 볼의 반경의 최대 2.5% 또는 최대 5%까지만 연장될 수 있다.

특히, 밸브 본체의 추가 면은 압력 릴리프 밸브의 개방 방향에 수직으로 배향될 수 있다. 이 기하학적 형상은 특히 효과적이며 특히 제조하기 쉽다.

다른 한편으로, 밸브 요소와 밸브 본체의 밸브 시트면 사이의 접촉 라인의 하류에서, 밸브 시트면이 밸브 본체의 리세스 형상으로 제공될 수 있다.

일부 영역에서 리세스 형상으로 형성된 밸브 시트면은 밸브 본체의 내부 윤곽의 기본 형상(예를 들어, 원추형, 돔형 등)을 기반으로 밸브 본체의 내부 윤곽에서 재료가 제거됨으로써 형성될 수 있는 밸브 시트면을 의미하는 것으로 이해된다.

예를 들어, 이것은 리세스가 압력 릴리프 밸브의 개방 방향에 수직인 환형의 평평한 면, 및 압력 릴리프 밸브의 개방 방향에 평행하며 상기 평평한 면에 인접한 원통형 면으로 구성된 직각 리세스라는 점에서 실현될 수 있다.

환형 면은 예를 들어 100㎛ 또는 밸브 볼 반경의 10% 이상의 너비를 가질 수 있다; 원통형 면은 예를 들어 100㎛ 또는 밸브 볼 반경의 10% 이상의 높이를 가질 수 있다.

리세스가 압력 릴리프 밸브의 개방 거동에 특히 바람직하게 작용하도록, 접촉 라인이 밸브 시트면 상의 밸브 본체의 리세스의 바로 상류 영역에 놓일 수 있다. 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 접촉 라인이 전술한 바와 같이 넓어져 마모 영역을 형성하는 마모의 경우, 이 마모 영역은 고압 연료 펌프의 일정 작동시간 후에 리세스에 도달하게 된다. 마모가 계속되면 마모 영역은 상류 방향으로 여전히 넓어지지만 하류 방향으로 마모 영역의 확장은 리세스에 의해 크게 방지된다. 결과적으로 유효 밀봉 직경은 더 이상 증가하지 않거나 감소할 뿐이며 압력 릴리프 밸브의 개방 압력은 대체로 일정하거나 원하는 범위로 유지된다.

리세스의 바로 상류 영역은 예를 들어 최대 500㎛까지 또는 예를 들어 에지의 상류 방향으로 밸브 볼 반경의 1/2까지만 연장될 수 있다.

리세스의 하류에서, 특히 밸브 본체의 내부 윤곽의 기본 형상은 리세스의 상류에서와 같이, 즉 예를 들어 원추형, 돔형 등으로 계속될 수 있다. 리세스의 상류에서, 밸브 본체의 내부 윤곽은 리세스의 하류에서와 동일한 원추 표면 또는 동일한 돔에 있다.

밸브 시트면은 예를 들어 원추형 또는 돔형 형상을 갖거나 원추형 또는 돔형 기본 형상을 가질 수 있으며, 밸브 시트면에는 추가로 리세스가 형성된다.

적어도 접촉 라인 주변 영역에서 압력 릴리프 밸브의 개방 방향과 반대로 테이퍼진 밸브 본체의 내부 윤곽 또는 밸브 시트면의 다른 축 대칭 설계도 원칙적으로 가능하다.

밸브 시트면이 돔 형상을 가지도록 제공될 수 있어서, 돔형 밸브 시트면과 접촉 라인 상류의 구형 밸브 요소 사이의 갭은 0보다 크고 가능한 한 작다.

이 개선예에서는 기본적으로 특히 작은 치수가 바람직하지만 밸브 시트면과 밸브 볼 사이의 정의된 접촉 또는 그들 사이의 정의된 접촉 라인을 보장하기 위해 제로 치수는 제외된다.

예를 들어, 접촉 라인의 상류에서 돔형 밸브 시트면과 구형 밸브 요소 사이의 갭이 0보다 크고 가장 넓은 지점에서 50㎛보다 좁고, 특히 10㎛보다 좁고 및/또는 3㎛보다 좁은 것이 제공될 수 있다.

이러한 좁은 갭은, 접촉 라인이 압력 릴리프 밸브의 새로운 상태에서 시작하여 짧은 시간 작동 후 거의 마모되지 않은 상태에서 이미, 돔형 밸브 시트면의 대부분 또는 심지어 전체 돔에 걸쳐 연장되는 접촉 영역으로 빠르게 넓어지는 이점을 갖는다. 이는 유효 밀봉 직경의 본 발명에 따라 제어되는 특정 변화를 가져온다.

그러면 구형 밸브 요소가 밸브 시트면의 넓은 접촉 영역에 놓이게 된다. 마모 부피가 추가로 증가하면 유효 밀봉 직경이 약간만 변경된다.

마모 영향을 최소화하기 위해 밸브 본체는 경화 강으로 이루어질 수 있다. 특히, 밸브 본체의 내부 윤곽, 특히 밸브 시트면은 예를 들어 침탄 또는 연질화(nitrocarburizing) 등에 의해 경화된 에지 층을 나타낸다. 본 발명의 맥락에서, 본 발명자들은 이러한 경화된 에지 층의 제공이 마모를 근본적으로 감소시킬 뿐만 아니라 고압 연료 펌프의 작동 및 관련 마모의 과정에서 밸브 요소와 밸브 본체 사이의 갭의 이미 존재하는 비대칭성을 증대시킬 수 있으며, 이는 본 발명의 바람직한 효과에 상승적으로 기여하는 것을 관찰할 수 있었다.

특히 경화된 밸브 시트면 또는 밸브 본체의 경화된 에지 층의 경우, 밸브 볼 또는 적어도 밸브 볼의 표면이 밸브 시트면 또는 밸브 본체의 경화된 에지 층보다 훨씬 더 단단한 것이 추가로 제공될 수 있다. 밸브 볼은 예를 들어 경질 금속(텅스텐 카바이드) 및/또는 세라믹, 예를 들어 질화규소로 이루어질 수 있다. 그 후 마모는 실질적으로 밸브 본체에서만 발생하고 밸브 요소에서는 발생하지 않으며, 이는 후자가 이미 정확하게 밸브 본체에서만 발생하는 이러한 마모가 고압 연료 펌프의 기능에 영향을 미치지 않거나 약간만 영향을 미치게 한다는 점에서 본 발명에서 상승 효과를 갖는다.

도 1a는 내연 기관용 연료 시스템의 개략도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 연료 시스템의 고압 연료 펌프의 압력 릴리프 밸브의 길이방향 단면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 마모가 아직 발생하지 않은 상태(도 2a) 및 마모가 이미 발생한 상태(도 2b)에서 본 발명에 따르지 않는 압력 릴리프 밸브의 확대된 길이방향 단면도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 마모가 아직 발생하지 않은 상태(도 3a) 및 마모가 이미 발생한 상태(도 3b)에서 본 발명에 따라 변형된 압력 릴리프 밸브의 제 1 실시예의 확대된 길이방향 단면도를 도시한다.
도 4는 마모 시 본 발명에 따르지 않는 압력 릴리프 밸브와 비교하여 도 3a 및 도 3b에 따른 본 발명에 따른 압력 릴리프 밸브의 기능을 도시한다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 마모가 아직 발생하지 않은 상태(도 5a) 및 마모가 이미 발생한 상태(도 5b 및 도 5c)에서 본 발명에 따라 변형된 압력 릴리프 밸브의 제 2 실시예의 확대된 길이방향 단면도를 도시한다.
도 6은 제 3 실시예를 도시한다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 제 4 실시예를 도시한다.

도 1a는 도시되지 않은 내연 기관용 연료 시스템(10)을 개략도로 도시한다. 가솔린과 같은 연료는 연료 탱크(12)로부터 흡입 라인(14)을 통해, 사전 공급 펌프(16)에 의해, 저압 라인(18)을 통해, 전자기 작동 장치(22)에 의해 작동될 수 있는 양 제어 밸브(24)의 입구(20)를 통해 고압 연료 펌프(28)의 압축 챔버(26)에 공급된다. 예를 들어, 양 제어 밸브(24)는 고압 연료 펌프(28)의 강제 개방 입구 밸브일 수 있다.

여기서, 고압 연료 펌프(28)는 피스톤 펌프로서 설계되어 있으며, 피스톤(30)은 캠 디스크(32)에 의해 도면에서 수직으로 이동될 수 있다. 도 1a에서 스프링 로드된 체크 밸브로서 도시된 출구 밸브(40)와 마찬가지로 스프링 로드된 체크 밸브로서 도시된 압력 릴리프 밸브(42)는 압축 챔버(26)와 고압 연료 펌프(28)의 출구(36) 사이에 유압식으로 배치된다. 출구(36)는 고압 라인(44)에 연결되고 이를 통해 고압 축압기(46)("커먼 레일")에 연결된다.

출구 밸브(40)는 출구(36)로, 압력 릴리프 밸브(42)는 압축 챔버(26)로 개방될 수 있다. 전자기 작동 장치(22)는 제어 및/또는 조절 장치(48)에 의해 제어된다. 도 1a의 도시와는 달리, 도 1a의 좌측에 있는 압력 릴리프 밸브(42)의 연결부는 압축 챔버(26)에 연결되지 않고, 고압 연료 펌프(28)의 저압 영역에 또는 고압 연료 펌프(28) 상류의 그밖의 임의의 요소에 연결될 수 있다.

연료 시스템(10)이 작동 중일 때, 사전 공급 펌프(16)는 연료 탱크(12)로부터 저압 라인(18)으로 연료를 송출한다. 양 제어 밸브(24)는 각각의 연료 요구량에 따라 폐쇄 및 개방될 수 있다. 이것은 고압 축압기(46)에 송출되는 연료량에 영향을 미친다.

정상적인 경우, 압력 릴리프 밸브(42)는 폐쇄된다. 정상적인 경우와는 다른 작동 상황에서, 고압 라인(44)의 연료 압력이 압축 챔버(26) 영역의 연료 압력(압력 릴리프 밸브(42)의 밸브 스프링(60)의 스프링력을 더한, 도 1b 참조)보다 더 높으면, 압력 릴리프 밸브(42)가 개방된다. 그런 다음 연료는 고압 라인(44)으로부터 압축 챔버(26)로 다시 흐르고 필요한 경우 거기서부터 다시 저압 라인(18)으로 흐른다. 이로 인해, 고압 라인(44)의 연료 압력이 허용값으로 떨어지고 압력 릴리프 밸브(42)가 다시 폐쇄된다.

도 1b는 도 1a의 고압 연료 펌프(28)의 압력 릴리프 밸브(42)의 길이방향 단면도를 도시한다. 압력 릴리프 밸브(42)는 출구(36)와 상기 출구(36) 상류의 고압 연료 펌프(28)의 영역 사이에 유압식으로 배치되고, 상기 상류 영역을 향해 개방될 수 있다. 압력 릴리프 밸브(42) 또는 아래에서 더 상세히 설명되는 그 요소들은 이 예에서 실질적으로 회전 대칭으로 설계된다.

압력 릴리프 밸브(42)는 실질적으로 원통형 슬리브로서 설계된 하우징(50)을 포함한다. 도 1b의 좌측 단면에서, 하우징(50)은 축방향 제 1 개구(52)를 가지며, 개구(52)의 반경은 원통형 슬리브의 내부 반경에 상응한다. 제 1 개구(52)는 출구(36) 또는 상기 출구(36) 하류의 고압 영역에 유압식으로 할당된다. 도 1b의 우측 단부 벽(54)에서, 하우징(50)은 폐쇄되도록 설계된다. 우측 하부 섹션에서, 하우징(50)은 방사상 제 2 개구(56)를 갖는다. 제 2 개구(56)는 고압 연료 펌프(28)의 상기 상류 영역에 유압식으로 할당되고 예를 들어 압축 챔버(26)에 연결된다. 여기서, 하우징(50)은 일체형으로 구현된다.

도 1b의 수평 중앙 섹션에서, 압력 릴리프 밸브(42)는 코일 스프링으로서 설계된 밸브 스프링(60)에 의해 폐쇄 본체(62)를 통해 폐쇄 방향, 즉 도 1b에서 좌측으로 가압되는 밸브 요소(58)를 갖는다. 여기서, 밸브 요소(58)는 "자유 비행" 밸브 볼이다.

도 1b의 우측에서, 압력 릴리프 밸브(42)의 정지 본체(64)가 배치되어 폐쇄 본체(62)와 상호작용한다. 정지 본체(64)는 하우징(50)의 단부 벽(54)에 축방향으로 지지되고 밸브 스프링(60)에 의해 하우징(50)의 단부벽(54)을 향해, 즉 우측으로 가압된다. 이를 위해, 단부 벽(54)의 영역에서 하우징(50)의 섹션은 감소된 내경을 가지며, 그 결과 정지 본체(64) 및 이에 따라 밸브 스프링(60)도 정의된 방식으로 유지된다.

도 1b의 좌측에 있는 하우징(50)의 섹션에 밸브 본체(68)가 배치되고, 이 밸브 본체(68)는 반경 방향 외측면 상에서 하우징(50) 내에 마찰 방식으로 유지되며 바람직하게는 하우징 내로 압입된다. 밸브 본체(68)는 그 내부 윤곽(70)으로서, 부분적으로 일정한 내경을 갖는 연속적인 축방향 중심 길이방향 채널을 갖는다. 길이방향 채널은 제 1 개구(52)를 통해 출구(36)에 유압식으로 연결된다. 도 1b의 우측에 있는, 상기 길이방향 채널의 단부 섹션에서 밸브 본체(68)에 반경 방향 밸브 시트면(72)이 형성되어 밸브 요소(58)와 상호 작용한다.

도시되지 않은 대안적인 실시예에서, 압력 릴리프 밸브(42)의 하우징(50)은 고압 연료 펌프(28)의 일체형 부품이고 따라서 독립적인 요소가 아니다. 이와 관련하여, 압력 릴리프 밸브(42)의 하우징(50)은 고압 연료 펌프(28)의 하우징(50)일 수 있다. 이를 위해 고압 연료 펌프(28)는 예를 들어, 압력 릴리프 밸브(42)의 기능 요소들이 수용되는 원통형 보어를 갖는다.

본 예에서, 밸브 요소(58)는 볼로서 설계된다. 본 예에서, 밸브 요소(58)는 텅스텐 카바이드로 이루어진다. 그럼에도, 대안적인 실시예에서, 밸브 요소(58)는 다른 내마모성 재료, 예를 들어 서멧 또는 경금속으로 구성될 수 있거나 단순히 텅스텐 카바이드 또는 다른 경금속을 포함할 수 있다. 바람직한 다른 경금속의 예는 티타늄 카바이드, 탄탈륨 카바이드, 크롬 카바이드 및/또는 기타 카바이드이다. 밸브 요소(58)는 대안적으로 이러한 경금속을 포함할 수 있고 또한 결합 재료, 예를 들어 코발트, 니켈, 철, 니켈-크롬 등을 포함할 수 있다. 이 예에서, 밸브 본체(68)는 강으로 이루어지거나 강으로 이루어지며 내마모성, 예를 들어 경화된 표면(68), 예를 들어 밸브 시트면(72)을 따라 침탄 및/또는 질화 침탄에 의해 생성된 경질 에지 층을 갖는다.

출원인의 조사에서 알 수 있는 바와 같이, 압력 릴리프 밸브(42)가 완전히 개방되지 않고 연료가 고압 라인(44)으로부터 압력 릴리프 밸브(42)를 통해 압축 챔버(26)로 상당히 역류하지 않더라도, 예를 들어 압축 챔버(26) 및 고압 라인(44)의 압력 맥동에 의해, 필연적으로 압력 릴리프 밸브(42)의 최소 개방이 나타난다. 이는 아래에서 상세히 논의될, 밸브 요소(58) 및 밸브 본체(68)의 표면에서의 마모 현상을 동반한다.

도 2a는 마모가 아직 발생하지 않은 상태에서 본 발명에 따르지 않는 압력 릴리프 밸브(42)의 확대된 길이방향 단면도를 도시한다.

압력 릴리프 밸브(42)는 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)(개방 방향(100)은 도 2a에서 압력 릴리프 밸브(42)의 대칭 축을 따라 하부로부터 상부로 향한다)과 반대로 테이퍼지는 밸브 시트면(72)을 갖는 밸브 본체(68), 구형 밸브 요소(58), 및 상기 구형 밸브 요소(58)를 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)과 반대로 밸브 시트면(72)을 향해 누르는 밸브 스프링(도시되지 않음)을 포함한다. 압력 릴리프 밸브(42)가 폐쇄될 때, 밸브 요소(58)는 접촉 라인(90)(도 2a에 도시된 단면에서는 접촉점(90')으로서만 나타남)에서 밸브 시트면(72)에 접촉한다. 접촉 라인(90) 옆에, 밸브 요소(58) 및 밸브 본체(68) 사이의 갭(63)이 형성된다.

도시된 경우에, 갭(63)은 - 본 발명과는 달리 - 대칭 방식으로, 접촉 라인의 상류(영역 63a)에서 정확히 접촉 라인의 하류(영역 63b)만큼 좁다. 특히 갭은 - 본 발명과는 달리 - 대칭 방식으로, 접촉 라인 상류의 마모 현상 관련 영역(영역 63a')에서 정확히 접촉 라인 하류의 마모 현상 관련 영역(영역 63b')만큼 좁다.

도 2b는 상당한 마모가 발생한 상태에서 도 2a의 부분을 도시한다. 마모의 결과로, 밸브 시트면(72)이 제거되었지만, 이 예에서 밸브 볼(58)은 그 큰 경도로 인해 변화되지 않은 형태이다.

마모로 인해, 밸브 볼(58)은 접촉 라인(90)에서만 밸브 시트면에 접촉하는 것이 아니라, 밸브 시트면(72)의 마모 영역(93)을 나타내며 밸브 볼(58)의 표면이 밸브 시트면(72) 내로 각인되는 비교적 넓은 환형 접촉 영역(92)에서 밸브 시트면에 접촉하게 된다.

마모 영역(93)은 2개의 마모 영역(93a, 93b), 즉 실질적으로 이전 접촉 라인(90) 하류에 놓이는 제 1 마모 영역(93a)과 실질적으로 이전 접촉 라인(90) 상류에 놓이는 제 2 마모 영역(93b)으로 세분화된다. 제 1 마모 영역(93a)의 밀봉 직경(D_d1)(즉, 압력 릴리프 밸브(42)의 대칭축으로부터 밸브 시트면(72)의 반경 방향으로의 거리의 2배)은 초기 밀봉 직경(D_di)(즉, 압력 릴리프 밸브(42)의 축으로부터 접촉 라인(90)의 반경 방향으로의 거리의 2배, 도 2a 참조)보다 크고, 제 2 마모 영역(93b)의 밀봉 직경(D_d2)은 초기 밀봉 직경(D_di)보다 작다.

이 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 압력(

)이 마모로 인해 어떻게 변하는지에 대한 질문에 대해, 이미 위에서 설명한 누출 사례에서, 압력 릴리프 밸브(42)에서 밸브 요소(58)와 밸브 본체(68) 사이에 형성된 전체 갭(63)을 따라 고압 라인(44) 내의 압력으로부터 압축 챔버(26) 내의 압력으로의 압력 강하가 발생하는 것이 고려되어야 하며, 상기 압력 강하는 특히 마모 영역(93)에서 특히 높은 정도로 발생한다.

출원인의 조사에 따르면 유효 밀봉 직경(D_dw) 및 이에 따라 마모 시 주어진 압력차에서 밸브 볼(58)에 작용하는 힘(도 2b)이 초기 밀봉 직경(D_di)보다 커진다는 것이 밝혀졌다. 따라서 본 발명에 따라 변형된 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 압력(

)은 마모로 인해 예를 들어 고압 연료 펌프(28)의 사용 수명 동안 최대 20%정도 떨어진다.

이에 반해, 도 3a는 특히 마모가 아직 발생하지 않은 상태에서 본 발명에 따라 변형된 압력 릴리프 밸브(42)의 확대된 길이방향 단면도를 도시한다.

이는 갭(63)이 접촉 라인 하류(영역 63b)보다 접촉 라인 상류(영역 63a)에서 비대칭적으로 더 좁다는 점에서, 특히 접촉 라인 하류의 마모 현상 관련 영역(영역 63b')보다 접촉 라인 상류의 마모 현상 관련 영역(영역 63a')에서 더 좁다는 점에서, 도 2a에 도시된 압력 릴리프 밸브(42)와는 다르다.

이 예에서, 이것은 밸브 시트면(72)이 밸브 본체(68)의 에지(80)에서 접촉 라인의 하류에 배치된 밸브 본체(68)의 추가 면(87)과 만남으로써 달성되며, 상기 추가 면(87)은 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)으로부터 멀리 밸브 시트면(72)보다 더 기울어지고, 접촉 라인(90)은 밸브 시트면(72) 상의 밸브 본체(68)의 에지(80)의 바로 상류가 아니라 근접 영역에 놓인다. 예에서, 접촉 라인(90)은 밸브 본체(68)의 에지(80)의 상류에서 대략 50㎛에 있고, 따라서 초기 밀봉 직경(D_di)은 에지(80)에 의해 정의된 직경(D_k)보다 약 65㎛ 더 작다. 특히, 도 3a에서, 에지(80) 위의 반경방향 외부에서, 밸브 요소(58)와 밸브 본체(68) 사이의 갭(63)은 접촉 라인(90) 상류의 대응하는 위치보다 훨씬 더 넓다.

도 3b는 밸브 시트면(72)과 추가 면(87)에 상당한 마모가 발생한 상태에서 도 3a의 압력 릴리프 밸브(42)를 도시한다. 마모로 인해 밸브 시트면(72)과 추가 면(87)이 제거되지만 이 예에서 밸브 볼(58)은 경도가 높기 때문에 형태가 변하지 않는다.

마모로 인해 밸브 볼(58)은 접촉 라인(90)뿐만 아니라, 밸브 시트면(72)의 마모 영역(93)을 나타내며 밸브 볼(58)의 표면이 밸브 시트면(72) 내로 각인되는 비교적 넓은 환형 접촉 영역(92)에서 밸브 시트면(72)에 접촉하게 된다.

이 마모 영역(93)을 위와 같이, 실질적으로 이전 접촉 라인(90) 하류에 놓이는 제 1 마모 영역(93a)과 실질적으로 이전 접촉 라인(90) 상류에 놓이는 제 2 마모 영역(93b)으로 세분하면, 도 3b의 제 2 마모 영역(93b)이 도 2b의 제 2 마모 영역(93b)과 크게 다르지 않다는 것이 확인된다; 그러나 도 3b의 제 1 마모 영역(93a)은 도 2b의 제 1 마모 영역(93a)보다 훨씬 작다.

이 실시예에서 제 1 마모 영역(93a)에 대한 제 2 마모 영역(93b)이 도 2b에 도시된 비교예에서보다 크다는 사실로 인해, 이 실시예에서 유효 직경(D_dw)은 비교 실시예에서보다 작고, 예를 들어 초기 밀봉 직경(D_di)과 동일하다. 따라서, 압력 차이가 주어질 때, 밸브 요소(58)에 작용하는 개방력은 비교예에서보다 작고, 예를 들어 도 3a의 마모 전과 같은 크기이다. 사용된 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 압력(

)은 도 3a에 도시된 새로운 압력 릴리프 밸브(42)와 비교하여 변하지 않는다.

압력 릴리프 밸브(42)가 이 예에서와 같이 볼-콘 밸브인 경우, 본 발명의 적용 분야에서 볼 직경에 따라 정해지는 시트 각도(ω)(밸브 시트면과 대칭축 사이의 각의 2배; 도 3a 참조)는 밸브 볼(58)이 밸브 시트에 끼는 것을 새 것인 상태에서 그리고 마모된 경우 확실하게 방지하기 위해 바람직하게 준수되어야 하는 최소 각도로 판명되었다. 특히: 1.588mm의 볼 직경의 경우: ω≥ 80°; 2mm의 볼 직경의 경우: ω≥ 73°; 3mm의 볼 직경의 경우: ω≥ 66°.

도 4는 마모가 증가함에 따라 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 압력(

)을 본 발명에 따른 4개의 서로 다른 압력 릴리프 밸브(42)에 대해 채워진 기호로 예시적으로 보여준다. 마모는 도시의 오른쪽 축에 단위 10⁷μ㎥을 사용하여 마모량 V로 표시된다. 직경이 2㎜인 밸브 볼(58)과 시트 각도(ω)가 약 74°인 밸브 시트가 사용되었다. 이러한 압력 릴리프 밸브(42)의 초기 개방 압력(

)은 1.5㎤/min의 누출량을 기준으로 측정해서 40MPa였다. 본 발명에 따른 모든 검사된 압력 릴리프 밸브(42)에 대한 개방 압력(

)의 상대적 변화는 어떤 시점에서도 초기 개방 압력(

)의 6%를 초과하지 않는다는 것을 알 수 있다. 그러나, 종래의 압력 릴리프 밸브(42)(도 4의 열린 기호; 도 2a 및 도 2b 비교)에서는, 초기 개방 압력(

)의 최대 10%의 개방 압력 감소가 유사한 측정에서 나타났다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 마모가 아직 발생하지 않은 상태(도 5a) 및 마모가 이미 발생한 상태(도 5b 및 도 5c)에서 본 발명에 따라 변형된 압력 릴리프 밸브(42)의 제 2 실시예의 확대된 길이방향 단면도를 도시한다.

이 실시예에서, 본 발명은 밸브 본체(68)의 밸브 시트면(72)과 밸브 요소(58) 사이의 접촉 라인(90)의 하류에 근접해서 밸브 시트면(72)이 밸브 본체(68)의 리세스(75)로 형성되는 방식으로 개발된다. 리세스는 이 예에서 직각 리세스(75), 즉 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)에 수직인 환형 평평한 면(75a)과 이에 인접한, 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)에 평행한 원통형 면(75b)으로 이루어진 리세스(75)이다. 이 예에서는 환형 면(75a)의 폭과 원통형 면(75b)의 높이가 각각 200㎛이다. 이 예에서 밸브 시트면(72)은 리세스(75)의 하류에서, 도 5a에서 리세스(75)의 상부에서, 리세스(75)의 상류와 동일한 직선 원추에 놓이는 방식으로 계속된다.

이러한 구성에서, 밸브 볼(58)은 밸브 시트가 손상되지 않고 밸브 시트로 안전하게 복귀하는 방식으로 추가 편향이 있더라도 안전하게 안내된다. 이에 대해 도 5c를 참조한다: 밸브 볼(58)이 큰 개방 스트로크(H)로부터 닫히면, 일반적으로 압력 릴리프 밸브(42)의 대칭 축에 오프셋되어 밸브 시트에 접촉한 다음 먼저 리세스(75)의 하류에서 열린다. 그런 다음 밸브 볼(58)은 밸브 시트로 더 미끄러진다. 이것은 도 5c에서 파선으로 도시된 밸브 볼(58', 58", 58'")로 도시된다. 밸브 시트로의 밸브 볼(58)의 슬라이딩은 매우 적은 마모와 연관되며, 이러한 마모는 압력 릴리프 밸브(42)의 누출로 이어질 수 없다. 그러나 도 5c에서 H로 표시된 위치로부터 보호되지 않은 에지(80; 도 5c의 우측 참조)로의 수직 충돌은 경우에 따라 에지(80)의 소성 변형을 야기하여 압력 릴리프 밸브(42)의 기밀성을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 이러한 개발에 따른 압력 릴리프 밸브(42)에 의해, 도 4에 도시된 측정 결과가 유사하게 재현될 수 있다.

도 6은 제 3 실시예를 도시한다. 밸브 시트면(72)이 원추형이 아니고, 즉 직선 원추대(truncated cone)의 형상을 갖지 않고, 돔의 형상, 여기서는 밸브 볼(58)의 반경보다 큰 반경을 갖는 구면의 일부의 형상을 갖는다는 점에서 이전 예들과 다르다. 돔은 예를 들어 스탬핑에 의해 밸브 본체(68) 내에 형성될 수 있다.

도 7a는 제 4 실시예로서 고압 연료 펌프가 신품일 때의 압력 릴리프 밸브(42)를 도시한다. 제 3 실시예(도 6)에서와 같이, 밸브 시트면(72)은 돔 형상을 갖는다. 그 반경은 구형 밸브 요소(58)의 반경보다 약간 더 크다. 따라서, 접촉 라인(90) 상류에서 돔형 밸브 시트면(72)과 구형 밸브 요소(58) 사이의 갭(63)은 0보다 크고(즉, 예를 들어 1㎛보다 크고) 가능한 한 작다. 일 예에서, 갭(63)은 가장 넓은 지점 b에서 3㎛의 너비를 갖는다.

도 7b는 밸브 시트면(72)에 어느 정도의 마모가 발생한 후, 도 7a의 압력 릴리프 밸브(42)를 도시한다. 구형 밸브 요소(58)가 밸브 시트면(72)에 각인되므로, 접촉 라인(90)이 넓어져 접촉면(92)을 형성하는 것을 알 수 있다. 이 접촉면은 도 7b의 예에서 밸브 시트면(72)의 거의 전체 돔형 영역에 걸쳐 연장된다. 새로운 상태(도 7a)와 도 7b에 도시된 마모 상태 사이에서, 압력 릴리프 밸브(24)의 밀봉 직경은 약간만 변경되었다; 이상적으로는 동일하게 유지된다.

도 7c는 밸브 시트면(72)에 추가 마모가 발생한 후 도 7a 및 도 7b의 압력 릴리프 밸브(42)를 도시한다.

구형 밸브 요소(58)가 밸브 시트면(72) 내로 조금 더(비교적 약간만 더) 각인되었음을 알 수 있다. 압력 릴리프 밸브(24)의 밀봉 직경은 약간만 변경되었다; 이상적으로는 동일하게 유지된다. 밸브 시트면(72)의 원래 윤곽은 도 7에서 설명을 위해서만 도시되어 있다.

이 실시예의 맥락에서, 작은 부피의 마모에도 갭(63)이 폐쇄되도록 갭(63)은 가능한 작게 설계되어야 하거나, 또는 접촉 라인(90)이 넓어져 접촉면(92)을 형성함으로써, 갭(63)이 특히 밸브 시트면(72)의 전체 돔형 영역에 걸쳐 연장된다. 그 후 밀봉 직경은 마모 부피당 매우 느리게 변경된다. 그러면 밸브의 개방 압력 강하는 동일한 마모 체적에서 더 작아지거나 사라진다.

24: 입구 밸브
26: 압축 챔버
30: 피스톤
40: 출구 밸브
42: 압력 릴리프 밸브
44: 고압 영역
50: 하우징
58: 밸브 요소
60: 밸브 스프링
63: 갭
68: 밸브 본체
72: 밸브 시트면
75: 리세스
80: 에지
90: 접촉 라인
100: 개방 방향

Claims (16)

1. 고압 연료 펌프로서, 하우징(50), 상기 하우징(50)에 배치된 압축 챔버(26), 상기 하우징(50)에 변위 가능하게 배치되고 상기 압축 챔버(26)를 한정하는 피스톤(30), 상기 고압 연료 펌프(28)의 저압 영역(18)으로부터 상기 압축 챔버(26)를 향해 개방되는 입구 밸브(24), 상기 압축 챔버(26)로부터 상기 고압 연료 펌프(28)의 고압 영역(44)을 향해 개방되는 출구 밸브(40), 및 상기 고압 연료 펌프(28)의 상기 고압 영역(44)으로부터 상기 압축 챔버(26) 또는 상기 고압 연료 펌프(28)의 상기 저압 영역(18)을 향해 개방되는 압력 릴리프 밸브(42)를 포함하고, 상기 압력 릴리프 밸브(42)는 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)과 반대로 테이퍼진 밸브 시트면(72)을 갖는 밸브 본체(68), 구형 밸브 요소(58), 및 상기 구형 밸브 요소(58)를 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 상기 개방 방향(100)과 반대로 상기 밸브 시트면(72)을 향해 가압하는 밸브 스프링(60)을 포함하고, 상기 압력 릴리프 밸브(42)가 폐쇄될 때, 상기 밸브 요소(58)와 상기 밸브 시트면(72)은 접촉 라인(90)에서 서로 접촉하고, 상기 접촉 라인 옆에서, 상기 밸브 요소(58)와 상기 밸브 본체(68) 사이에 갭(63)이 형성되는, 상기 고압 연료 펌프에 있어서,
   상기 갭(63)은 상기 접촉 라인(90)의 하류보다 상기 접촉 라인(90)의 상류에서 비대칭적으로 더 좁은 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)은 상기 밸브 본체(68)의 에지(80)에서 상기 접촉 라인(90)의 하류에 배치된 상기 밸브 본체(68)의 추가 면(87)에 만나고, 상기 추가 면(87)은 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 상기 개방 방향(100)으로부터 멀리 상기 밸브 시트면(72)보다 더 기울어지는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 라인(90)은 상기 밸브 본체(68)의 상기 에지(80)의 바로 상류가 아니라 근접 영역에서 상기 밸브 시트면(72)에 놓이는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 본체(68)의 상기 추가 면(87)은 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)에 수직인 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 본체(68)의 밸브 시트면(72)과 밸브 요소(58) 사이의 접촉 라인(90)의 근접 하류에서 상기 밸브 시트면(72)이 상기 밸브 본체(68)의 리세스(75) 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스(75)는, 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 상기 개방 방향(100)에 수직인 환형의 평평한 면(75a), 및 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 상기 개방 방향(100)에 평행하며 상기 평평한 면(75a)에 인접한 원통형 면(75b)으로 이루어진 직각 리세스(75)인 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)은 원추형 또는 돔형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)은 원추형 또는 돔형 기본 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)은 상기 원추형 또는 돔형 기본 형상에 상기 리세스(75)를 도입함으로써 생성된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)은 돔형 형상을 갖고, 이에 따라 상기 접촉 라인(90)의 상류에서 돔형 밸브 시트면(72)과 상기 구형 밸브 요소(58) 사이의 갭(63)은 0보다 크고 가능한 한 작은 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)은 돔형 형상을 갖고, 이에 따라 상기 접촉 라인(90)의 상류에서 돔형 밸브 시트면(63)과 상기 구형 밸브 요소(58) 사이의 갭(63)은 0보다 크고 가장 넓은 지점에서 50㎛보다 더 좁고, 특히 심지어 10㎛보다 더 좁고 및/또는 3㎛보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 본체(68)는 강으로 이루어지고 상기 밸브 시트면(72) 상에 경화된 에지 층을 갖는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시트면(72)의 경도는 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)과 반대로 증가하는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 볼(58)은 상기 밸브 본체(68)보다 단단하고 상기 밸브 시트면(72)보다 단단한 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 볼(58)은 경금속, 예를 들어 텅스텐 카바이드로 이루어지거나 세라믹, 예를 들어 질화규소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압 연료 펌프.
16. 압력 릴리프 밸브로서, 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)과 반대로 테이퍼지는 밸브 시트면(72)을 갖는 밸브 본체(68), 구형 밸브 요소(58), 및 상기 구형 밸브 요소(58)를 상기 압력 릴리프 밸브(42)의 개방 방향(100)과 반대로 상기 밸브 시트면(72)을 향해 가압하는 밸브 스프링(60)을 포함하고, 상기 압력 릴리프 밸브(42)가 폐쇄될 때 상기 밸브 요소(58)와 상기 밸브 시트면(72)은 접촉 라인(90)에서 서로 접촉하고, 상기 접촉 라인(90) 옆에서, 상기 밸브 요소(58)와 상기 밸브 본체(68) 사이에 갭(63)이 형성되는, 상기 압력 릴리프 밸브에 있어서,
    상기 갭(63)은 상기 접촉 라인(90)의 하류보다 상기 접촉 라인(90)의 상류에서 비대칭적으로 더 좁은 것을 특징으로 하는 압력 릴리프 밸브.

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