KR930008513B1 - 디이젤기관의 축압식연료 분사장치 - Google Patents

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미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤
우에다 쇼오지
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Abstract

내용 없음.

Description

디이젤기관의 축압식연료 분사장치
제 1 도∼제 3 도는 본 발명에 관한 것으로서,
제 1a 도는 연료분사펌프용 서어보기구의 단면도.
제 1b 도는 연료분사펌프의 단면도.
제 2 도는 리이드(3a)와 배유로(11)의 관계선도.
제 3 도는 변형예의 상부구성도.
제 4 도는 종래형 연료분사장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 소직경실린더 3 : 소직경피스톤
3a : 리이드 8 : 스프링
15 : 펌프작동실 19 : 시이트
20 : 밸브시이트 21 : 송출밸브
22 : 스프링 23 : 체크밸브
25 : 체크밸브 33 : 드로틀
51 : 대직경피스톤 52 : 서어보피스톤
61, 65 : 피스톤스트로우크의 제어수단
본 발명은 디이젤기관의 축압식연료 분사장치에 관한 것이다.
종래의 연료분사장치로서는, 예를들면 미합중국 특허 제 3,516,395 호 명세서에 기재된 것이 있다. 이 장치는 제 4 도에 표시한 바와 같이 연료탱크(01)과, 연료펌프(02)와, 분사유니트(03)과, 이 유니트의 피스톤스크로우크 제어수단(04)로서 구성되고 있다. 분사유니트(03)은 대직경실린더(05)내에 슬라이딩가능하게 지지된 서어보피스톤(06)과, 소직경실린더(07)내에 슬라이딩가능하게 지지된 펌프피스톤(08)과, 이들 양피스톤(06), (08)에 접하도록 가압하는 스프링(09)를 가지고 있고, 대직경실린더(05)의 서어보압력실(010)에는 3방향 절환밸브(011)을 개재해서, 또 소직경실린더(07)의 펌프작업실(012)에는 전자밸브(013) 및 체크밸브(014)를 개재해서, 각각 연료펌프(02)로부터 소정압력하의 연료가 공급되도록 되고 있다.
또 작업실(012)는 도시하지 않은 분사노즐에 연통하고 있다. 또(015)는 대직경실린더(05)의 리이크실을 표시하고, 이 리이크실에 누출한 연료는 연료탱크(01)로 복귀된다. 상기 전자밸브(013)은 제어회로(016)에 의해서 개폐제어되고, 또 상기 3방향 절환밸브(011)은 서어보압력실(010)과 연료탱크(01) 또는 연료펌프(02)에 선택적으로 연통한다. 또한 (017)은 조압밸브이다. 상기한 전자밸브(013), 제어회로(016), 연료펌프(02), 체크밸브(014)는 전체적으로 분사유니트(03)의 피스톤(06), (08)의 스프로우크를 제어하는 피스톤스트로우크 제어수단(04)를 구성하고 있다.
따라서, 이와 같은 연료분사장치에 있어서는, 연료펌프(02)에 의해서 가압된, 연료는 한쪽에서는 3방향절환밸브(011)을 개재해서 서어보압력실(010)으로, 다른쪽에서는 전자밸브(013)을 개재해서 펌프작업실(012)로 각각 공급되고, 서어보피스톤(06)과 펌프피스톤(08)과의 수압(受壓)면적에 비례해서 펌프작업실(012)내의 연료는 중압된 뒤, 도시하지 않은 분사노즐로부터 연료가 분사된다.
그런데, 이와 같은 종래형의 연료분사장치는, 펌프작업실(012) 보다 하류의 분사성능을 양호하게 하기 위한 구성에 대해서 명백하지 않다. 즉, 본 분사유니트(03)의 구성에 있어서 연료분사계의 2차분사 및 캐비테이션의 방지가 용이하지 않고, 이에 관련된 체크밸브(014)의 구체적 구조에 대해서도 불명하다. 또 펌프작동실(012)로의 연료는, 스프링(09)의 가압력을 이겨서 공급될 필요가 있기 때문에 공급압력이 높아진다. 또, 피스톤스트로우크 제어수단(04)에 이상이 발생하였을 경우에 연료분사량을 제한해서 기관을 보호하기 위한 기계적인 안전장치가 없는 등, 본 분사유니트(03)은 실용적으로 불충분한 구성으로 되어 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래장치의 과제를 해소하고, 2차분사를 방지하는 동시에 캐비테이션을 미연에 방지할 수 있는 디이젤기관의 축압식 연료분사장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 디이젤기관의 축압식연료분사장치는, 대직경서어보실린더와 소직경 실린더가 직렬로 형성되고, 각각의 실린더에 슬라이딩가능하게 지지된 대직경서어보피스톤과 소직경피스톤으로 구성되고, 상기 서어보피스톤의 피스톤 스트로우크의 제어수단과, 소직경실린더에 연료가 공급되는 통로를 가지는 것에 있어서 ; 소직경피스톤을 되돌리는 방향으로 가압하는 피스톤(8)을 설치하는 동시에, 펌프 작동실(15)에 인접해서 그 하류에 설치된 고압분사관내의 연료는 되흡입하는 칼라(collar)가 붙은 송출밸브를 갖춘 분사연료송출로와, 펌프작동실에의 연료 공급유로를 개폐하는 체크와 캐비테이션 방지용의 체크밸브로 이루어지는 직렬유로를 송출밸브를 포함한 상기 분사연료송출로와 병렬로 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
또한 분사압력이 상대적으로 낮은 래벨에 있는 연료분사장치에 있어서는, 상기의 2차 되흡입작용을 하는 체크밸브(25)는 불필요하며, 송출밸브(21)과 체크밸브(23)만으로 지장이 없다.
작은 직경피스톤을 눌러내리는 방향으로 가압된 스프링(8)은 펌프작동실에의 연료공급을 용이하게 해서 동력손실을 저감하고, 펌프작동실 하류의 송출밸브 및 체크밸브는 2차분사와 캐비테이션을 방지하여, 연료분사장치계의 내구성과 기관성능을 향상시킬 수 있다. 또, 피스톤스트로우크 제어리이드는 피스톤스트로우크제어수단의 이상시에 연료분사량을 제한해서 기관의 안정성을 발휘할 수 있다.
이하 제 1 도∼제 3 도를 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해서 설명한다.
제 1 도는 상기 분사유니트의 피스톤, 실린더부의 구성도이다.
(1)은 본체, (2)는 본체내에 지지된 소직경실린더, (3)은 대직경실린더(51)에 슬라이딩가능하게 지지된 서어보피스톤(52)에 의하여 안내부재(7)을 개재해서 소직경실린더(2)내에서 상하슬라이딩되고 또한 회동가능하게 지지되는 소직경피스톤, (4)는 소직경실린더(2)를 그 상부의 유밀(油密)을 유지하면서 본체(1)내에 밸브시이트(20)를 개재해서, 볼트에 의해 고정하는 누름금구, (5)는 슬리이브로서 소직경실린더(2)에 회동가능하게 지지되고, 하부에 잘린홈(5a)를 가지며, 소직경 피스톤(2)의 플랜지부가 여기에 삽입되어 있다. 소직경피스톤(3)은 슬리이브(5)의 회전에 의하여 소직경피스톤(3)을 축심을 중심으로 회동시키게 된다. (6)은 랙(6a)를 개재해서 슬리이브(5)를 축심을 중심으로 회동해서 연료토출량을 제한하는 랙봉, (8)은 스프링받이(9)를 개재해서 소직경피스톤을 아래쪽으로 가압하는 스프링, (10)은 소직경실린더(2)에 형성된 배유로(11)에 삽입된 정류봉이다. (21)은 밸브시이트(20)에 슬라이딩가능하게 지지되고, 스프링(22)에 의해 아래쪽으로 가압되며, 칼라(21a)를 가진 송출밸브, (23)은 밸브시이트(20)에 슬라이딩가능하게 지지되어 스프링(24)에 의하여 아래쪽으로 가압된 체크밸브, (25)는 누름금구(4)에 슬라이딩가능하게 지지되고 스프링(26)에 의하여 위쪽으로 가압된 체크밸브이다.
또 (12)는 본체(1)에 형성된 연료입구, (13)은 본체에 형성된 연료출구, (14)는 오일섬프, (15)는 소직경실린더(2)내의 상부에 형성된 펌프작동실, (16)는 오일섬프(14)와 상부실(17)을 접속하는 소직경실린더(2)에 절결된 복수개의 유로, (18)은 체크밸브(23)의 위아래의 움직임(上下動)에 의해 시이트(19)를 개폐해서 펌프작동실(15)에 연료를 공급하는 급유로, (30)은 송출밸브(21)의 위아래의 움직임에 의해 시이트(31)이 개폐해서 통로(32)와 펌프작동실(15)를 접속하는 송출로, (33)은 드로틀로서 체크밸브(25)의 상하동에 의해 개폐하는 시이트(34)와 통로(32) 사이에 설치되어 통로(35)를 개재해서 펌프작동실(15)에 연통하고 있다. 또 소직경피스톤(3)에는 그 상부에 리이드(3a)가 2개소 형성되어 있다.
다음에 본 발명의 작용에 대해서 설명한다.
제 1b 도에 있어서 먼저 서어보피스톤(52)에 의해 안내부재(7)을 개재해서 소직경피스톤(3)이 위로 움직이면, 펌프작동실(15)의 연료유는 가압되고, 이 가압 연료는 송출밸브(21)을 스프링(22)에 대항해서 위쪽으로 이동시키고, 칼라(21a)가 시이트(31) 보다 위쪽으로 이동해서 개방되고, 송출로(30), 통로(32), 도시하지 않은 분사관을 거쳐서 분사노즐로부터 실린더에 분사된다. 이때 체크밸브(25) 및 체크밸브(23)은 내압에 의해 제 1b 도와 같이 시이트(19), (34)는 폐쇄되어 있다.
필요연료가 분사되면, 소직경피스톤(3)의 위로 움직임이 멈추고, 이에따라 펌프 작동실(15)의 압력은 급격히 저하해서 송출밸브(21)은 스프링(22)에 의하여 아래쪽으로 눌려 되돌려져서 폐쇄된다. 이때 분사관내의 연료유는
Figure kpo00002
만큼 되흡입되므로 분사관내의 압력은 급격하게 저하해서 분사노즐의 개방압력 가까이까지 강하한다. 체크밸브(25)의 개방압력이상의 관내 압력파가 통로(32)에 돌아오면, 드로틀(33)을 거쳐서 체크밸브(25)에 전달되어 체크밸브(25)가 하강하고, 시이트(34)가 개방되어 유로(35)를 개재해서 분사관내의 연료유가 되흡입되고, 점차 분사관내의 압력은 분사노즐의 개방압력이하로 저하하고, 그뒤 체크밸브(25)는 폐쇄하므로, 분사노즐의 재개방 즉, 2차분사를 방지할 수 있고, 분사를 완료한다. 드로틀(33)의 구멍직경은 분사관내압력이 부압되어서 캐비테이션이 발생하지 않도록 가장 적당하게 결정된다. 분사가 끝나면 소직경피스톤(3)은 아래로 움직이도록 제어된다. 소직경피스톤(3)의 아래로 움직임에 따라 펌프작동실(15)의 압력은 상부실(7)보다 저하하므로 체크밸브(23)가 스프링(24)의 가압력에 대향해서 위로 움직이고, 시이트(19)가 개방하여 상부실의 연료유는 급유로(18), 시이트(19)를 거쳐서 펌프작동실(15)에 공급되고, 연료유의 공급은 소직경피스톤(3)의 아래로 움직임의 종료와 동시에 완료한다. 이때 스프링(8)은 소직경피스톤(3)을 아래쪽으로 움직이게 하여 연료의 공급을 용이하게 한다.
이상의 작동에 있어서 펌프실(15)와 배유로(11)의 사이는 리이드(3a)에 의하여 차단되어 있으며, 배유로(11)로부터의 펌프작동실(15)의 연료유의 배출 및 공급은 행하여지지 않는다. 제 2 도는 리이드(3a)와 배유로(11)의 관계를 표시한 것으로서, 리이드(3a)와 배유로(11)의 작동에 대해서 제 2 도에 의해 설명한다. 리이드(3a)의 사용영역을 바꿀려면, 랙봉(6)의 랙 RC1, RC2위치를 바꾸어, 슬리이브(5)를 개재해서 소직경피스톤(3)을 회동시켜서 이루어진다. 상기 연료분사를 위한 소직경피스톤(3)의 위아래움직임 스트로우크는 S1이다. 어떠한 원인으로 도시를 생략한 피스톤 스트로우크 제어수단에 이상이 발생하여, 소직경피스톤(3)의 스트로우크가 S1을 넘어서 부가(付加) 스트로우크 ΔS1에 이르면, 펌프작동실(15)는 유로(3b)를 거쳐서 배유로(11)과 연통하기 시작하고, 또 소직경피스톤(3)이 위쪽으로 스트로우크하면 펌프작동실(15)의 가압연료유는 배유로(11)을 개재해서 오일섬프(8)에 방출되어, 연료유압은 압력이 저하하고, 엔진실린더에의 분사는 행하여지지 않게 된다. 즉 택위치 RC1에 있어서 최대스트로우크는 (S1+ΔS1)이며, 이 ΔS1은 기관의 과부하를 방지하고, 기관을 보호할 수 있는 양의 제한스트로우크이다.
마찬가지로 랙위치 RC2에 있어서, S2가 통상의 분사스트로우크, ΔS2가 제한스트로우크이다.
제 3 도는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 상부구조를 표시한 구성도이다. 분사압이 상대적으로 낮은 레벨에 있는 장치에 있어서는, 2차분사와 캐비테이션 발생의 정도가 낮기 때문에, 제 1 실시예에 있어서의 2차 되흡입작용을 하는 드로틀(33)과 체크밸브(25) 및 스프링(26)은 불필요하며, 송출밸브와 체크밸브만이면 된다.
또, 제 1 실시예에 있어서, 밸브시이트(20)에 드로틀(33)이상의 유로를 체크밸브와 병렬로 형성할 만큼의 공간이 있으면, 체크밸브(25)와 체크밸브(23)은 직렬로 배치할 필요는 없다.
본 발명은 상기와 같이 구성하였으므로, 소직경 피스톤(3)의 위로 움직임의 정지에 따라, 분사관내의 연료유는 송출밸브(21)의 칼라(21a)에 의해 먼저 되흡입되고, 또 분사관내의 압력변동에 따라서 드로틀(33)을 개재해서 체크밸브(25)로부터 되흡입되므로, 2차분사를 방지할 수 있는 동시에 캐비테이션의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또, 소직경피스톤을 아래쪽으로 가압하는 스프링을 설치하므로서, 펌프작동실에의 연료공급이 용이하게 되어 동력손실을 절감할 수 있다. 또, 피스톤스트로우크 제어리이드를 피스톤에 설치하므로서, 피스톤스트로우크 제어수단이 이상사태를 일으켜도 기관의 과부하를 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 펌프본체와, 펌프본체내에 고정되는 실린더와, 실린더내를 슬라이딩가능하게 지지되는 피스톤과, 외부연료오일섬프로부터 연료가 공급되는 피스톤 작동실의 하류쪽으로 연통하는 연료송출밸브와, 연료송출밸브의 하류쪽을 연료분사노즐에 통하게하는 통로를 가지고, 고압유의 작용에 의하여 피스톤을 슬라이딩시키고, 피스톤작동실내에서 가압되는 연료를 연료송출밸브에서 통로로 통로에서 연료분사노즐로 공급하는 디이젤 기관의 축압식연료분사장치에 있어서, 반(反)연료 가압방향으로 피스톤을 가압하는 스프링을 설치함과 동시에, 외부연료 오일섬프로부터 피스톤작동실로 통하는 연료 통로를 개폐하는 체크밸브를 피스톤 작동실의 하류쪽에 설치한 것을 특징으로 하는 디이젤기관의 축압식 연료분사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료분사노즐에 통하는 통로로부터 분가한 통로를 형성함과 동시에, 분기통로의 반(反) 분기단부와 상기 피스톤작동실 하류쪽을 체크밸브로 연통시킨 것을 특징으로 하는 축압식 연료분사장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 실린더에 상기 연료오일섬프에 통하는 배유로를 형성함과 동시에 상기 피스톤에 피스톤스트로우크 제어리이드를 형성한 것을 특징으로 하는 축압식 연료분사장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 실린더에 회동가능하게 지지되고, 또한 상기 피스톤을 회동시키는 슬리이브를 설치함과 동시에, 슬리이브를 회동시키는 렉봉을 설치한 것을 특징으로 하는 축압식 연료분사장치.
KR1019900004583A 1989-04-03 1990-04-03 디이젤기관의 축압식연료 분사장치 KR930008513B1 (ko)

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