KR920002548Y1 - 연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구

제 1 도는 본 고안의 제 1 실시예를 나타낸 단면도.

제 2 도는 본 고안의 작동을 나타낸 캠리프트선도.

제 3 도 및 제 4 도는 본 고안의 제 2 및 제 3 실시예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 플런저배럴 4 : 플런저

7 : 제 1 커트오프포오트 10 : 제 1 제어슬리이브

5 : 고압실 13 : 콜렉터레버

본 고안은 분사량을 일정하게 유지한 상태에서 프리스트로우크를 바꾸도록 한 연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구에 관한 것이다.

디이젤에 장비한 연료분사펌중에서 예를들면 분배형 연료분사펌프의 플런저를 왕복운동시키는 캠디스크의 캠리프트 곡선은 보통 정규 분포곡선과 대략 같은 형상을 나타내며 낮은 리프트 영역에서는 크랭크 단위당의 회전각, 바꾸어 말하면 시간당 캠리프트의 변화율을 크게하여, 플런저의 이동속도의 고속화를 꾀하고, 높은 리프트 영역에서는 시간당 캠리프트의 변화율을 작게하여 플런저의 이동속도의 저속화를 꾀하도록 설계하고 있다.

따라서, 낮은 리프트 영역에서는 플런저의 이동속도의 고속만큼, 높은 리프트 영역보다 다량의 연료가 압송하게 되며 크랭크의 다위회전각당의 분사량, 즉 연료분사율은 고율로 되어서, 엔진의 고출력에 대한 요청에 순응하게 된다.

이와같이 연료분사율은 캠디스크의 변위곡선, 바꾸어말하면 캠의 프로우필(profile)에 의하여 대략 결정되며, 또한 그 값은 크랭크의 회전각에 의하여 시간을 쫓아 변화한다. 그 때문에 일정한 캠디스크라도 크랭크의 회전각에 따라서 캠의 리프트 개시로부터 분사개시까지의 이른바 프리스트로우크를 적당히 변경할 수 있도록 하면 일정한 캠리프트곡선에 기초하여 희망하는 분사율을 얻을 수 있다. 예를들면 엔진의 고부하 고속운전시에는 프리스트로우크를 낮은 리프트영역에 설정하여, 고분사율을 유지시켜, 고출력을 발생할 수 있도록 하는 한편, 아이들링시에는 프리스트로우크를 높은 리프트 영역에 설정하여, 저분사율을 유지시켜, 아이들링시에 현저한 연소음의 저감을 꾀할 수 있게하고 있다.

이와같은 프리스트로우크의 설정은 플런저에 형성한 커트오프포오트를 개폐하는 제어슬리이브의 이동량을 조절함에 따라서 실행되고 있으나, 그 경우의 프리스트로우크는 연료분사펌프의 조립 내지는 조정시에 설정되며, 그 이후에는 당초 설정한 프리스트로우크를 유지하여 분사펌프를 운전하는 것이 통례였다.

그러나, 근년에 와서 디이젤엔진의 성능개선이나 능력의 다양화에 따라서 연료분사펌프에 있어서도 상술한 프리스트로우크가변의 요청에 따라 그 개발이나 개선이 여러 가지로 이루어지고 있다. 예컨대 상술한바 요청에 순응한 것으로 일본국 특개소 57-97024호 공보 및 일본국 특개소 56-92328호 공보에 개재된 기술이 있으며, 이와같은 것들은 어느 것이나 플런저에 제 1 및 제 2 키트오프포오트를 형성하고 이와같은 각 포오트를 플런저에 끼운 제 1 및 제 2 제어슬리이브로 작동기나 그렇지 않으면 링크기구를 개재하여 변위시켜, 프리스트로우크를 가변하도록 하여왔다.

그러나, 이와같은 종래의 기구에서는 예컨대 전자의 경우에는 2개의 제어슬리이브가 제어계를 달리하는 2개의 전자작동기로 따로따로 제어되고, 또한 그러한 제어를 전자기기를 구사하여 실행하고 있기 때문에, 구조가 복잡화하여 값비싸진다고 하는 문제가 있었으며, 후자의 경우에는 이이들링시에만 2개의 제어슬리이브를 제어하여 프리스트로우크를 가변하도록 하였으므로 그 제어범위에는 한계가 있었을뿐 아니라, 제어할 때 콜렉터 레버를 움직이면 분사계시와 최대분사량 규제의 쌍방이 변화하여 버린다고 하는 불합리가 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하고, 구성의 간결화를 꾀함과 함께 엔진의 모든 운전상태에 걸쳐서 프리스트로우크를 가변토록 하며, 분사율을 합리적으로 설정할 수 있도록 한 연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이 때문에 본 고안의 연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구는 회전 또는 왕복운동이 가능한 플런저주변에 플런저배럴내의 고압실에 연통하는 제 1 커트오프포오트를 개구하여 이 포오트를 개폐하며, 또한 분사개시를 제어하는 제 1 제어 슬리이브의 변위를 엔진부하에 따라서 또는 독자로 변위할 수 있도록한 콜렉터 레버의 변위에 연관시켜서 부하에 순응한 연료분사율을 합리적으로 설정할 수 있도록 함과 동시에 그 조정의 다양화 및 고정밀화를 꾀하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

다음에, 본 고안을 하아프오올스피이드형의 기계식 조속기를 장비한 분배형 연료분사펌프에 적용한 도해의 실시예에 대하여 설명하면, 제 1 도 및 제 2 도에서 (1)은 펌프 하우징(2)에 고정된 플런저배럴로서 그 내부에는 일단을 캠디스트(3)에 강합한 플런저(4)가 회전 또는 왕복 운동할 수 있도록 수용되어 있다.

플런저(4)의 내부에는 플런저배럴(1)내에 마련한 고압실(5)에 연통하는 중심구멍(6)이 형성되었으며, 그 주면에는 중심구멍(6)으로 연통하는 제 1 및 제 2 커트오프포오트(7), (8)가 열려져 있어, 펌프하우징(2)내의 펌프실(9)과 연통할 수 있도록 되어 있다. 이 제 1 및 제 2 커트오프포오트(7), (8)는 플런저(4)에 미끄러져 움직일수 있도록 장착한 제 1 및 제 2 제어슬리이브(10), (11)에 의하여 개폐할 수 있도록 구성되었고, 이중에서, 제 1 커트오프포오트(7)는 제 1 제어슬리이브(10)에 의하여 제 2 커트오프포오트(8)는 제 2 제어슬리이브(11)에 의하여 각기 개폐할 수 있게 되어 있다.

그리고, 이러한 커트오프포오트(7), (8)중에서 제 1 커트오프포오트(7)의 폐쇄시에는 플런저(4)에 의한 연료의 압축이 가능하게 되어서, 실린더내로의 연료분사가 개시되며, 또 제 2 커트오프포오트(8)의 개구시에는 고압연료가 펌프실(9)에 넘쳐 나와서 실린더 내에서의 연료분사를 종료하도록 되어 있으며, 그 폐쇄 및 개구시기는 조속기(12)에 의하여 제어되어 있다.

즉, 제 1 및 제 2 제어 슬리이브(10), (11)의 상방위치에는 조속기(12)를 구성하는 콜렉터레버(13)와 일체로 된 콜렉터 베이스(140가 핀(15)을 개재하여 펌프하우징(2)에 요동할 수 있도록 지지되었으며, 이 콜렉터베이스(14)에 조절레버(16)가 핀(17)으로 회동할 수 있도록 굳게 부착되어 있다. 조절레버(16)의 하단부에는 보올헤드핀(18)이 부착되여, 이 핀(18)이 제 1 제어 슬리이브(10)의 상부주면에 요동할 수 있도록 장착되어 있다.

한편, 조절레버(6)의 상단부에는 펌프 하우징(2)의 바깥쪽으로부터 들어 넣은 고정나사(19)의 축끝이 맞닿고 있으며, 그 틀이 넣는량에 따라서 제 1 제어슬리이브(10)에 대한 분사개시의 시기를 조절할 수 있게 하고 있다.

콜렉터 레버(13)의 상단부에는 예를들면 스텐핑전동기, 솔레노이드, 모우터등 구동장치(20)의 작동에 의하여 진퇴등이 가능한 조절봉(21)이 맞닿고 있다. 구동장치(20)의 작동은 차량이나 엔진 및 연료분사펌프에 배설한 각 센서로 부터의 신호를 받아 넣어, 일정한 신호를 출력하는 제어장치(22)에 의하여 제어되며, 예컨대 엔진의 부하상태에 따른 신호를 제어장치(22)로 부터 받아서 조절봉(21)의 진퇴량을 가감하여 콜렉터레버(13)의 요동변위를 조절하도록 되어있다. 이 경우의 조절봉(21)의 진퇴량은 예컨대 엔진의 부하상태에 따라서 가장 적합하게 설계되었으며 그 변위량과 시기가 제어장치(22)에 의하여 제어된다. 콜렉터 베이스(14)의 타단부에는 조석기(12)를 구성하는 텐션레버(23)와 스타아트레버(24)의 하단부가 핀(25)을 개재하여 같은 축에 굳게 장착되었으며, 이 스타아트레버(24)의 하단부에 보올헤드핀(26)이 부착되어 있어서, 이 핀(26)이 제 2 제어슬리이브(11)의 상부주면에 요동 할 수 있도록 장착되어 있다. 텐션레버(23)의 상단부에는 댐퍼축(27)에 끼워 졌으며, 이 축(27)의 축끝과 레버(23)와의 사이에는 댐퍼스프링(28)이 개재 삽입되어있고, 또 댐퍼축(27)에는 조속스프링(29)와 부분 부하스프링(30)이 부착되어 있어서 이러한 스프링(29), (30)을 둘러싼 요우크(31)가 차량의 가속페달(도해없음)에 연동하는 제어레버축(32)에 회동할 수 있도록 연결되어 있다.

그 밖에, (33)은 펌프하우징(2)에 회동할 수 있도록 고정한 편심핀으로서 텐션레버(23)와 맞닿을 수 있도록 배치되었으며 그 편심량에 의하여 텐션레버(23)의 경도변위(傾倒變位)를 규재하여 그 최대분사량을 조절할 수 있도록 하고 있다.

(34)는 텐선레버(23)에 돌설한 스토퍼핀, (35)는 스타아트레버(24)의 상단에 일단을 못으로 부착한 스타아트스프링(36)은 조속슬리이브, (37)은 플라이웨이트, (38)은 조속축(39)에 고정 설치한 기어로서, 구동축(40)에 고정설치한 기어(41)와 맞물고 있다.

(42)는 캠디스트(3)의 페이스캠, (43)은 급유펌프(44), (45)는 콜렉터레버(13) 및 조절레버(16)와 펌프하우징(2)와의 사이에 개재 삽입한 지지스프링, (46)은 플런저배럴(1)에 형성한 홈기구로서, 도면에 없는 연료통로를 개재하여 펌프실(9)에 연동하고 있으며 (47)은 플런저(4)에 형성한 흡입슬릿(intake slit), (48)은 배유로, (49)는 송급밸브이다.

제 3 도 및 제 4 도는 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 전술한 실시예와 대응하는 구성부분에는 동일한 부호를 사용하고 있다. 이중에서, 제 3 도에 나타낸 본 고안의 제 2 실시예에서는 조속기(12)를 구성하는 조속슬리이브(36)나 플라이웨이(37), 기어(38), 조속축(39)의 대신에 제어장치(22a)에 의하여 작동을 제어한 구동장치(20a)로부터 진퇴동하는 조절봉(21)을 스타아트 레버(23)에 맞닿게하고, 제어장치(22a)에 의하여 제 2 제어슬리이브(11)의 작동을 제어하여, 그 분사종료시기를 조절할 수 있도록함과 동시에 제어장치(22a)에 의한 제어에 의하여 펌프실(9)내의 구성을 간결화하고 분사펌프의 소형경량화를 꾀하도록 한점을 특징으로 하고 있다.

제 4 도에 나타낸 제 3 실시예에서는 전기조속기를 장비한 연료분사펌프에 적용하였을 경우를 나타낸 것으로, 이 실시예에서는 제 2 실시예에 있어서의 구동장치(20a)대신에 제어장치(22a)에 의하여 작동을 제어한 잘 알려진 전기조속기(50)를 구사하여, 그 회전자(51)의 축(52)에 편심하여 부착한 보올(53)을 스타아트레버(23)에 맞닿게하고, 보올(53)의 이동량을 개재하여 제 2 제어슬리이브(11)의 작동을 제어하여, 그 분사종료시기를 조절할 수 있도록 함과 동시에, 그 제어작동의 정확 또한 고정밀화를 도모하도록 한 점을 특징으로 하고 있다.

이와같이 구성한 프래스트로우크 가변기구는 예컨대 연료분사펌프의 조립시에 분사개시의 시기를 미리 조정한다.

이 조정의 조작은 고정나사(19)의 펌프실(9)한 방향으로의 돌출량을 가감하므로서 하게 되며, 예컨대 고정나사(19)의 돌출량을 증가시키면, 그 축끝에 상단부를 압착하고 있던 조절레버(16)가 지지스프링(45)의 복원력에 저항하여 핀(17)을 중심으로 제 1 도 상에서 반시계방향으로 회동하고, 그 하단에 부착한 보올헤드핀(18)을 같은 도면상에서 오른쪽으로 이동시켜 이 핀(18)에 연결한 제 1 제어슬리이브(10)를 같은 방향으로 변위시킨다.

즉, 제 1 제어슬리이브(10)은 대응하는 제 1 커트오프포오트(7)위치에서 오른쪽으로 이동하고, 그 안쪽단면과의 간격을 넓히므로 플런저(4)의 분사행정시에는 이동한 만큼, 제 1 커트오프포오트(7)의 폐쇄 시기가 늦어지게 되어서, 상기한 경우에는 분사개시가 늦어지는 방향으로 조정하게 된다.

이와 반대로 고정나사(19)를 돌려 넣는 량을 감량하면 전술한 바와같은 조절레버(16)의 회동변위가 감소되어 제 1 제어슬리이브(10)의 변위가 작아지기 때문에 전술한 경우에 비하여 분사개시 진행방향으로 조정하게 된다.

다음에 차량의 운전상황에 순응한 연료분사펌프에 의한 플런저(4)의 프리스트로우크 가변제어에 대하여 설명한다.

예를들면 엔진의 아이들링시에 이 상황이 대응하는 센서를 통하여 제어장치(22)에 의하여 판단되면 제어장치(22)로 부터 구동장치(20)에 신호가 출력되어, 이 장치(20)의 조절봉(21)의 돌출량이 상기 신호에 따라서 변위한다. 조절봉(21)이 일정하게 변위하면 이 조절봉(21)의 축끝에 상단부를 압착하고 있던 콜렉터 레버(13)가 핀(15)을 중심으로 제 1 도상에서 예컨대 반시계방향으로 회동하여 콜렉터레버(13)와 일체로 된 콜렉터베이스(14)가 같은 방향으로 회동한다.

그결과, 콜렉터베이스(14)의 하단부에 배설한 핀(17), (25)의 위치가 제 1 도상에서 오른쪽 방향으로 이동하여, 이것들 핀(17), (25)에 굳게 부착한 조절레버(16)와 텐션레버(23) 및 스타아트레버(24)의 각 축지부가 같은 방향으로 변위하여, 조절레버(16) 및 스타아트레버(24)의 하단부에 고정한 보올헤드핀(18), (25)이 같이 움직여서 이것들 핀(18), (26)에 연결된 제 1 및 제 2 제어슬리이브(10), (11)가 도면상에서 오른쪽 방향으로 동일량 이동한다.

따라서, 이와같이 프리스트로우크를 제어하여도 분사량은 변화하지 않는다.

이와같은 프리스트로우크의 조정후는 분사 개시지연 분사 종료지연의 상황으로 되어서, 이 상황은 제 2 도에 나타낸 바와같이 캠리프트 선도의 높은 리프트영역에 분사개시와 분사종료의 시기가 설정된 것으로 생각할 수 있다.

그리고 이런 경우에는 도해한 바와같이 단위 크랭크회전각(θ₁)당의 캠리프트(ℓ₁)의 변화율이 작고, 플런저(4)의 이동속도가 저속으로 되어서, 그 분사량(Q₁)도 소량으로 억제되기 때문에 단위 크랭크회전각의 분사량 Q₁/θ₁, 즉 연료분사률이 저률로 유지되어, 아이들링시에 있어서의 연소율이 경감하게 된다.

한편, 엔진의 고부하 고속운전시에 이 상황이 대응하는 센서를 통하여 제어장치(22)에 의하여 판단되면 제어장치(22)로부터 구동장치(20)에 신호가 출력되어, 이 장치(20)의 조절봉(21)의 돌출량이 상기 신호에 따라서 감소방향으로 변위한다. 조절봉(21)이 일정하게 변위하면, 이 조절봉(21)의 축끝에 상단부를 압착하고 있던 콜렉터레버(13)가 핀(15)을 중심으로 하여 제 1 도상 예컨데 시계방향으로 회동하여 콜렉터(13)와 일체로된 콜렉터베이스(14)가 같은 방향으로 회동한다.

그 결과, 콜렉터베이스(14)의 하단부에 배설한 핀(17), (25)의 위치가 제 1 도상에서 왼쪽으로 이동하고, 이러한 핀(17), (25)에 굳게 부착한 조절레버(16)와 텐션레버(23) 및 스타아트레버(24)의 각 축지부가 같은 방향으로 변위하여 조절레버(16) 및 스타아트레버(24)의 하단부에 고정한 보올헤드핀(18), (26)이 같이 움직여서 이러한 핀(18), (26)에 연결된 제 1 및 제 2 제어슬리이브(10), (11)가 제 1 도상에서 왼쪽방향으로 동일량 이동한다.

따라서, 이와같이 스트로우크를 제어하여도 분사량은 변화하지 않는다.

이와같은 프리스트로우크의 조정후는 분사개시지연 분사종료지연의 상황으로 되어서 이 상황은 제 2 도에 나타낸 바와같이 캠리프트선도의 낮은 리프트영역으로 분사개시와 분사종료의 시기가 설정된 것이라고 생각할 수 있다.

이와같은 경우에는 도해한 바와같이 단위 크랭크회전각 θ₂(θ₂=θ₁)당의 캠리프트(ℓ₂)의 변화율이 전술한 아이들링시에 비하여 크고, 플런저(4)의 이동 속도가 고속으로 되어서, 그 분사량(Q₂)도 아이들링시보다 중량되므로, 단위 크랭크 회전각당의 분사량(Q₂/θ₂), 즉 연료분사물이 고률로 유지되어, 엔진의 고출력 발생이 가능하게 된다. 또 이와같은 아이들링시나 고부하 고속운전시 이외의 예컨대 저부하시나 무부하 고속운전시에 있어서도 분사개시와 종료의 시기가 제어장치(22)에 의하여 제어되고, 프리스트로우크가 조정되어 합리적인 분사율이 설정된다.

이 경우, 이러한 프리스트로우크의 조정에 있어서는 조절레버(16), 텐션레버(23), 스타아트레버(35)의 각 핀(17), (25)이 콜렉터베이스(14)와 일체로 이동하며, 제 1 및 제 2 제어 슬리이브(10), (11)가 같은 방향으로 같은량 이동하기 때문에 플런저(4)의 유효스트로우크가 시종 일정하게 확보되어 같은 분사량을 유지하게 된다.

본 고안의 연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구는 이상과 같이 회전 또한 왕복운동이 가능한 플런저주면에 플런저배럴내의 고압실에 연통하는 제 1 커트오프포오트를 개구하고, 이 포오트를 개폐하며, 또한 분사개시를 제어하는 제 1 제어슬리이브의 변위를 엔진부하에 따라서 변위할 수 있도록 한 콜렉터레버의 변위에 연관시켜, 부하의 전체영역에 걸쳐 프리스트로우크를 가변제어 할 수 있음과 동시에, 부하에 따라서 연료분사율을 합리적으로 설정할 수 있고, 이런 종류의 조정이 특정한 부하상황에 한정되어 있었던 종래의 불합리를 해소할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 고안에서는 제 1 제어슬리이브의 변위량을 부하상황에 따른 변위밖에도 독자로 변위할 수 있도록 하여, 프리스트로우크를 수정 또는 정밀하게 설정할 수 있기 때문에, 다양한 분사율제어의 요청에 응하게 함과 동시에 디이젤엔진성능의 다양화에 즉응할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 회전 또는 왕복운동을 가능케 하는 플런저(4)주면에 고압실(5)에 연통하는 제 1 및 제 2 커트오프포오트(7), (8)를 개구하고, 제 1 커트오프포오트(7)를 개폐하며, 또한 분사개시를 제어가능케하는 제 1 제어슬리브(10)와, 제 2 커트프포오트(8)를 개폐하며, 또한 분사종료시기를 제어가능케 하는 제 2 제어슬리이브(11)를 같이 움직일 수 있게 설치한 연료분사펌프에 있어서, 펌프하우징(2)에 콜렉터베이스(14)를 요동가능하게 축지하며, 이 콜렉터베이스(14)에 제 1 및 제 2 제어슬리이브(10), (11)를 요동가능하게 장착하고, 콜렉터 베이스(14)와 같이 움직일 수 있는 콜렉터레버(13)와, 제 1 제어슬리이브(10)와 같이 움직일 수 있는 조절레버(16)를 설치하였으며, 이 조절레버(16)의 변위를 고정나사(19)를 통하여 조절가능하게 함과 동시에, 조절레버(16)의 변위를 엔진부하에 따라 축방향으로 진퇴운동하는 조절봉(21)을 통하여 제어가능하게 한 것을 특징으로하는 연료분사펌프에 있어서의 플런저의 프리스트로우크 가변기구.