KR940011345B1 - 디젤엔진용 연료분사장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

디젤엔진용 연료분사장치
제 1 도는 구성장치, 메인슬라이더 및 유압시스템의 개략 단면도이다.
제 2 도는 연료시스템에 장치된 제 2 제어장치를 갖는 연료펌프의 개략 단면도이다.
제 3 도는 메인슬라이더-폐쇄장치 및 캠축제어장치로 구성되는 유압시스템의 제어장치를 보여주는 종단면도이다.
본 발명은 각각 한개의 분사노즐이 연료압축관을 통하여 하나의 연료펌프에 연결되어 있고, 상기 연료펌프는 최소한 한개의 연료유입 및 배출관을 갖는 실린더와 한개의 펌프실 및 한개의 펌프피스톤으로 이루어져 있으며, 상기 펌프피스톤은 유압으로 구성되는 하나의 축방향 피스톤 장치에 연결되어 구동되는 디젤엔진용 연료분사장치에 관한 것이다.
종래에 있어서는 대부분 펌프피스톤이 캠축에 의하여 구동되는 수많은 종류의 디젤엔진용 연료분사장치들이 알려져 있다. 스위스 특허 제539 778호에서 펌프피스톤이 유압으로 작동되는 축방향 피스톤 장치에 의해서 구동되는 연료분사장치가 알려져 있다. 이 장치는 한개의 연료공급 펌프를 가지고 있으며, 이 연료펌프는 하나 또는 둘 이상의 연료분사 노즐로 연료를 공급하여 주는 연료관 시스템의 일부분을 이룬다. 이 연료 공급 펌프는 한개의 연료탱크와 연료관 시스템내의 연료압력을 조절하여 주는 압력조절 밸브와 연결되어 있다. 여기서 연료는 연료펌프로 부터 전자식으로 작동하는 유압밸브를 지나 다시 슬라이드밸브를 거쳐 서어보피스톤을 통하여 분사노즐로 공급된다. 상기 전자밸브는 전기제어장치와 연결되어 있으며, 이 제어장치는 분사개시 및 종료를 위한 제어신호를 전자밸브에 전달한다. 상기 전자밸브에 연결된 슬라이드밸브는 두개의 전연부를 가지고 있고, 이 전연부들은 연료가 서어보피스톤의 피스톤면으로 유입하는 것을 조절하여 준다. 슬라이드밸브의 슬라이더는 한편으로는 연료가압 펌프의 압력을 받는 연료에 의하여 충격을 받고, 다른 한편으로는 스프링 작용력을 받으며, 이때 스프링 작용력은 펌프의 가압작용에 의한 힘보다 약하다. 상기 서어보피스톤은 분사펌프의 피스톤과 직접 연결되어 펌프피스톤이 연료를 펌프실로 부터 분사노즐로 공급한다. 상기 펌프실로 유입되는 연료량은 가압펌프의 압력과 연료관에 장치된 스로틀에 의하여 결정된다.
분사작업 싸이클이 시작될때 상기 전자밸브는 제어신호를 받아 슬라이드밸브가 가압펌프에 의하여 압력을 받으므로써 슬라이드밸브의 슬라이드는 연료관으로 부터 서어보피스톤의 작용면으로 통하는 통로를 개방하여 주는 상태에 놓이게 된다. 상기 서어보피스톤과 펌프피스톤이 움직이기 시작하고 분사공정이 시작된다. 분사작용 종료를 위하여 요망하는 시점에 제 2 신호가 전기제어장치를 통하여 전자밸브로 전달되므로써 전자밸브는 다른 제어위치를 취하고, 슬라이드밸브는 가압펌프의 연료압력으로 부터 벗어난다. 상기 슬라이드밸브의 슬라이드는 스프링의 탄력에 의하여 변위되고, 서어보피스톤의 작용면을 연료시스템의 무압력 역류관과 연결하는 통로를 개방한다. 상기 분사행정은 중단되고, 펌프피스톤과 서어보피스톤은 연료시스템내의 연료압력에 의하여 복귀한다. 상기 서어보피스톤의 복귀운동 거리는 연료의 유입량에 의하여 결정되며, 연료의 유입량은 또한 유입구에 장치한 스로틀에 의하여 선행주입된다. 상기 서어보피스톤은 부분 출력시에는 충전단계가 끝날때 중간에 매달려 있는다. 즉 피스톤의 위치가 고정되어 있지 않다. 이와 같이 서어보피스톤의 부정확한 위치에서 연료분사장치는 다시 새로운 분사행정을 위한 준비가 되어 있는 것이다.
위에서 설명한 연료분사장치들은 슬라이드밸브를 장치하므로써 비교적 작은 전자밸브의 사용을 가능케 한다. 그러나 이것은 분사량의 정확한 조절이 곤란하다는 단점을 가지고 있다. 특히 고속으로 운전되는 디젤엔진에 있어서 정확한 양의 연료를 정확한 시간에 연소실로 분사시켜 주기 위해서는 전기제어장치와 전체 연료시스템을 서로 매우 정확하게 조정하지 않으면 안된다. 이러한 조절작용은 매우 어려운 것이며, 막대한 기술적 비용을 필요로 한다. 상기 서어보피스톤은 큰 부하범위에 있어서는 간단한 계산에 근거를 둘 수 없기 때문에 연료량 결정은 매우 부정확하다. 부정확한 서어보피스톤은 누출손실 때문에 정확하게 장치할 수 없으며, 연료의 점도변화는 상이한 연료충전도를 초래한다. 전기적 시간제어장치는 이러한 편차를 감지하여 조정할 수 없다. 결과적으로 대부분의 연료펌프와 실린더는 상이한 연료 충전을 나타낸다. 종래에 공지된 연료분사장치는 또한 비상제어장치를 가지고 있지 않으며, 전기제어장치가 고장이 났을 경우 연료분사작용을 할 수 없다. 사용되는 연료종류에 따라 유압시스템은 상이한 성질을 나타내며, 사정에 따라서는 유압장치 구성 부분의 효율과 성능을 보정할 수 없다.
본 발명의 목적은 위에서 설명한 종래의 단점을 제거하고, 연료펌프 피스톤은 유압시스템에 의하여 구동되며, 고속 또는 저속으로 운전되는 디젤엔진과 모든 종류의 연료에 사용할 수 있으며, 분사되는 연료량은 시간과 관계없이 부피로 결정되고, 전기장치 부분의 고장에 대비하여 비상제어장치를 가지고 있는 연료분사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따라 연료펌프 피스톤에는 펌프실과 연결된 최소한 하나 이상의 전연부를 형성하고, 상기 펌프 피스톤은 자신의 종축을 중심으로 회전할 수 있으며, 축방향 피스톤 장치는 유압시스템을 통하여 연료시스템과는 독립된 압축원에 연결되고, 상기 압축원과 축방향 피스톤 장치 사이의 유압시스템 속에 최소한 하나 이상의 메인슬라이더를 갖고 있는 하나의 기계식 또는 전기식으로 조종할 수 있는 제어장치가 장치되어 있고, 상기 제어장치는 하나의 연결관을 통하여 펌프실과 연결되어 연료에 의하여 충격압력을 받는 최소한 하나 이상의 복귀플런저를 가지고 있으며, 상기 펌프실과 연결되어 있는 연료관에는 최소한 하나 이상의 제어 장치를 추가적으로 장치하여 연결관을 통하여 펌프실과 연결하므로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 전연부가 형성된 펌프피스톤의 원리는 유압액에 의하여 작용되는 구동피스톤을 갖는 구동장치와 연결하는 것이다. 연료펌프의 연료시스템과 축방향 피스톤 장치의 유압시스템은 서로 독립된 시스템으로서 두 시스템은 하나의 제어장치를 통하여 서로 연계되어 있다. 상기 제어장치는 기계식 또는 전기식으로 조종할 수 있으며, 펌프실과 연결되어 연료의 충격압력에 의하여 작동되는 하나의 복귀플런저를 가지고 있다. 상기 펌프실로 부터 제어장치의 복귀플런저로 통하는 연결관은 펌프피스톤의 전연부와 함께 연료시스템을 이용하여 유압시스템에 직접적인 작용을 한다. 펌프피스톤과 그 피스톤에 형성된 전연부의 위치에 따라 상기 제어장치는 요망하는 시점에 고압연료에 의하여 작용되고, 축방향 피스톤 장치의 유압시스템을 제어한다. 이와같은 장치에 의하여 펌프피스톤이 필요한 거리를 주행하자마자 분사공정을 중지시키고, 따라서 정확하고 일정한 연료량을 분사하는 것을 보장하여 준다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 제어장치의 메인슬라이더는 축방향 피스톤 장치로 통하는 유압관을 개폐하기 위한 제어실과 전연부를 가지고 있으며, 이 메인슬라이더는 한쪽 단부에서 밀대와 협동작용을 하고, 다른쪽 단부에서는 펌프실과 연결되어 연료에 의하여 충격작동되는 하나의 복귀플런저와 협동작용을 한다. 상기 밀대의 최소한 일부분은 솔레노이드의 코어를 형성하고, 이 솔레노이드는 전기 임펄스 발생기와 연결되어 있다. 또한 상기 밀대는 기계식 폐쇄장치의 일부분을 형성하고, 이 폐쇄장치는 밀대와 메인슬라이더의 전연부들을 제어위치에 고정시켜 주는 역할을 한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 유압시스템의 제어장치는 캠축제어장치와 연결되어 있고, 캠디스크가 제어장치의 밀대를 작동시키는 것을 특징으로 하고 있다. 이 장치에 있어서는 캠축이 단지 제어부분만을 작동시키기 때문에 비교적 크기가 작은 캠축을 사용할 수 있다. 이것은 캠축이 펌프피스톤을 구동시키고, 부피가 크고 값비싼 구조를 필요로 하는 종래의 연료분사장치와는 대조적이다. 제어캠축은 메인슬라이더의 밀대에 직접 작용하며, 메인슬라이더의 작동기관으로서 또는 솔레노이드가 고장났을때 비상제어장치로서의 역할을 한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 축방향 피스톤은 복동식이며, 전체면에 유압액의 압력을 받는 피스톤면이 위치하는 작업실로 통하는 유압관은 제어장치를 통하여 압축기로 연결되고, 상기 피스톤의 환상면이 위치하는 환상실로 통하는 유압관은 직접 압축기에 연결되어 있다.
연료분사장치의 또다른 개량형은 연료관 시스템 속에 장치한 제 2 제어장치는 한개의 과잉유출/흡입밸브와 이 밸브의 밸브축에 작용하는 개폐플런저로 구성되어 있으며, 상기 밸브는 연료주입관을 통하여 펌프실의 상단부와 연결되어 있고, 상기 개폐플런저의 플런저실은 하나의 연결관을 통하여 펌프실린더의 연료통로와 연결되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이렇게 장치하므로써 펌프실린더의 연료통로는 그의 제어기능에 최대한 적합하도록 설계할 수 있다. 펌프실로 연료의 유입 및 유출은 펌프실의 상단부에 형성된 주입관을 통하여 이루어지며, 이때 주입관의 싸이즈와 과잉유출/흡입밸브의 싸이즈도 마찬가지로 상기 유입 및 유출 작용에 최대한으로 적합하게 설계된다.
본 발명의 연료분사장치의 작동시 공지된 제어장치를 이용하여 엔진출력에 따라 전연부들이 요망하는 연료량을 분사시킬 수 있는 위치로 상기 펌프피스톤을 위치시킨다. 연료분사 공정은 유압시스템 제어장치의 솔레노이드에 전기 임펄스가 가해지거나 또는 제어캠축의 작동에 의하여 시작된다. 상기 제어장치는 축방향 피스톤 장치로 통하는 유압관을 개방하고, 이 피스톤 장치는 펌프피스톤을 상승시키며, 이때 펌프실의 연료가 압축된다. 펌프실의 압력이 일정한 압력에 도달하면 분사노즐로 통하는 제어밸브가 개방되고 연료가 디젤엔진의 연소실로 주입된다. 펌프피스톤이 일정한 거리를 주행하자마다 펌프실은 연결관을 통하여 제어장치와 연결되고, 이때 펌프실로 부터 충격압력이 복귀플런저에 작용하여 메인슬라이더를 후퇴시키고, 메인슬라이더는 축방향 피스톤 장치로 통하는 유입관을 폐쇄한다. 이때 환상면은 계속 유압액에 의하여 압축작용을 받아 축방향 피스톤을 즉각 후퇴시키며, 동시에 펌프실의 압력이 강하한다. 이때 아무런 시간요소(timing elements)가 필요없으므로 분사된 연료량이 순수하게 용적으로 결정되는 결과 때문에 상기 연료분사장치는 매우 정확하다. 분사공정의 개시는 공지된 확실한 수단에 의하여 정확하게 결정되어 제어장치에 전달된다. 연료시스템을 유압시스템으로 부터 분리시킴으로써 연료분사장치에 있어서 요망하는 높은 수명을 보장하는 특별한 유압오일 또는 기타 유압액의 사용이 가능하다. 펌프피스톤의 경사 전연부 제어장치를 하나의 유압작동식 구동장치에 연결하므로써 매우 높은 운전신뢰성과 구조적 독립성을 나타낸다. 본 발명의 연료분사장치의 커다란 장점은 전체 구성부분들을 축방향으로 서로 마주보게끔 장치할 수 있고 여러개의 분사장치를 장치할때 각각 서로 독립되어 있다는 것이다. 특히 종래에 대형의 고속디젤엔진에 있어서 필연적인 중량이 크고 비용이 많이 드는 캠축구동장치가 완전히 필요없게 된다. 그러나 비상제어장치를 위하여 경량의 캠축을 갖는 캠축제어장치를 제공하여 준다.
본 발명을 첨부 도면의 실시예를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 하나의 분사노즐(1), 하나의 연료펌프(3), 하나의 축방향 피스톤 장치(20) 및 하나의 제어장치(31)를 갖는 연료분사장치를 도시하고 있다. 상기 연료펌프(3)는 하나의 펌프실(6)을 갖는 펌프실린더(4)와 펌프피스톤(7)으로 구성되어 있다. 상기 실린더(4)에는 하나의 연료관이 형성되어 있으며, 그 연료관은 하나의 유입관(15), 하나의 연료통로(5) 및 하나의 배출관(16)으로 이루어진다. 이들 연료관들은 연료시스템의 일부로서, 이 시스템에 있어서는 연료가 가압펌프에 의하여 비교적 낮은 압력으로 공급된다. 상기 연료 유입관(15)에는 역류방지밸브(17)가 장치되어 연료가 유입관(15)으로 역류하여 상기 연료통로(5)속에 발생하는 충격압력이 연료유입관(15)으로 전파되는 것을 방지하여 주는 역할을 한다. 충격압력을 감소시키기 위하여 연료배출관(16)에 하나의 스로틀(18)을 설치한다. 상기 펌프실(6)로 부터 하나의 압축관(2)이 분사노즐(1)로 통하고 있다. 이 압축관(2)에는 제어밸브(19)가 장치되어 있어서 펌프실(6)이 일정한 압력에 도달하면 분사노즐(1)로 연료를 유출시키며, 펌프실(6)의 압력이 떨어지면 압축관(2)을 다시 폐쇄하는 역할을 한다.
상기 펌프피스톤(7)은 그 하단부가 축방향 피스톤 장치(20)의 축방향 피스톤(22)과 연결되어 있다. 상기 펌프피스톤(7)은 축방향으로 왕복운동을 할 뿐만아니라 하나의 조정장치(60)에 의하여 종축(8)을 중심으로 회전할 수 있도록 되어 있다. 상기 조정장치(60)는 연료분사 펌프에 있어서 경사연부 조정으로 알려진 장치를 말한다. 상기 축방향 피스톤 장치(20)는 하나의 실린더(21) 축방향 피스톤(22), 작업실(25) 및 환상실(26)로 구성되어 있다. 상기 축방향 피스톤(22)은 복동식이며, 작업실(25)쪽으로 향한 피스톤면(23)을 가지고 있으며, 이 피스톤면(23)은 환상실(26)쪽으로 면한 환상면(24)의 반대쪽에 있다. 상기 축방향 피스톤 장치(20)는 임의의 공지된 유압액을 사용하는 유압시스템의 구성부분을 이룬다. 본 발명의 실시예에 있어서는 고압 유압 오일이 사용된다. 유압액은 하나의 압축원(29)에 의하여 공급되어 유입관(27,28)을 통하여 축방향 피스톤 장치(20)로 주입된다.
상기 압축원(29)과 유압관(27) 사이에 하나의 제어장치(31)가 장치된다. 이 제어장치(31)는 하나의 메인 슬라이더(32), 하나의 복귀플런저(34), 전자코어(39)를 갖는 전자코일(38) 하나의 기계식 폐쇄장치(41) 및 하나의 캠축제어장치(61)로 이루어진다. 유압오일을 사용하는 유압시스템은 연료시스템으로 부터 분리되어 있고, 축방향 피스톤(22)의 왕복작업 운동은 메인슬라이더(32)에 의하여 제어된다. 상기 메인슬라이더(32)는 제 3 도에서 상세히 도시하고 있으며, 각각 전연부(64,65)를 형성하고 있는 두개의 슬라이딩보디(62,63)를 가지고 있다. 상기 슬라이딩보디(62)에는 제어실(66)이 연결되어 있고, 다른쪽 슬라이딩보디(63)에는 제어실(67)이 연결되어 있다. 이들 사이에는 제 3 제어실(68)이 장치되어 있다. 각 슬라이딩보디(62,63) 뒤에는 압력방출실(69,70)과 밀폐플런저(71,72)가 장치되어 있고, 이때 압력방출실(69,70)은 누출관(88)과 연결되어 있다. 상기 슬라이딩보디(62,63)와 밀폐플런저(71,72)들은 하나의 코어(73)에 의하여 정확한 간격으로 착설되어 서로 연결되어 있다. 메인슬라이더(32)의 한쪽 단부에 밀대(37)가 장치되어 슬라이딩보디(63)와 연결되어 있으며, 상기 밀대(37)의 일부가 솔레노이드(38)의 코어(39)를 형성한다. 상기 밀대(37)는 솔레노이드(38)를 통과하여 연장되어 있고, 그 연장부분은 기계적 폐쇄장치(41)로 둘러싸여 있다. 상기 기계식 폐쇄장치에는 캠축제어장치(61)가 연결되어 있다.
메인슬라이더(32)의 반대편에는 복귀플런저(34)가 하나의 저어널(74)을 이용하여 슬라이딩보디(62)와 연결되어 협동작용을 하도록 되어 있다. 상기 복귀플런저(34)의 플런저실(75)은 연결관(33)을 통하여 연료계통과 연결되어 있다. 이 연결관(33)은 제 1 도 및 제 2 도에서 알 수 있는 바와 같이 펌프실린더(4)의 연료통로(14)를 거쳐 펌프실(6)로 통하고 있다.
상기 유압시스템은 압축원(29)에 의하여 작동되며, 이때 이 유압시스템의 유압을 조절하기 위하여 한개의 압력조절밸브(30)가 장치되어 있다. 이 압축원(29)으로 부터 하나의 압축관(35)이 메인슬라이더(32)로 통하고, 또 하나의 압축관(28)이 축방향 피스톤 장치(20)의 환상실(26)로 통하고 있다. 메인슬라이더(32)로 부터 하나의 역류관(36)이 유압액 용기(76)로 통하고 있다.
제 1 도에 도시한 최초 초기위치에서는 연료가 연료유입관(15)으로 부터 연료관(5)과 연료통로(14)를 통하여 펌프실(16)로 유입된다. 이때 펌프피스톤(7)은 실린더(4)내에 하사점에 위치하게 되며, 또한 피스톤(7)과 연결되어 있는 축방향 피스톤(22)도 실린더(21)내의 하사점에 위치한다. 상기 메인슬라이더(32)는 스프링(77)에 의하여 출발위치에 유지되고, 슬라이딩보디(62)는 유압액 압축관(27)으로 통하는 압축관(35)을 폐쇄한다. 분사공정이 개시될때 전기 임펄스 발생기(40)에 의하여 솔레노이드(38)가 작동하여 메인슬라이더(32)를 밀대(37) 위에서 복귀플런저(34) 방향으로 이동시킨다. 이때 슬라이딩보디(62)는 제어실(68)과 제어실(66) 사이의 연결을 개방하여 주는 한편 다른 또 하나의 슬라이딩보디(63)는 상기 제어실(68)과 제어실(67) 사이의 연결을 폐쇄한다. 이렇게 하여 고압의 유압액이 압축관(35)을 거쳐 압축관(27)을 통하여 축방향 피스톤 장치(20)이 작업실(25)로 유입한다. 이때 축방향 피스톤(22)이 상승하여 동시에 펌프피스톤(7)을 펌프실(6)의 상부로 밀어올린다. 펌프피스톤(7)이 상승운동을 하면 펌프실린더(4)의 연료통로(14)가 폐쇄되고, 펌프실(6)내에 압력이 상승한다. 펌프실(6)의 압력이 일정한 압력에 도달하면 제어밸브(19)가 열리고, 분사노즐(1)을 통하여 연료가 디젤엔진의 연소실로 분사된다.
상기 펌프실(6)에 발생된 압력은 펌프피스톤(7)의 스커트에 형성된 통로(13)를 거쳐서 배출슈트(11)로 유입된다. 상기 배출슈트(11)는 전연부(12)를 가지고 있다. 상기 배출슈트(11)의 전연부(12)가 연료통로(14)에 도달하자마자 연료관(5)과 연결관(33) 속에 충격압력이 발생하여 음속으로 전파된다. 이 충격압력은 제어장치(31)의 플런저실(75)로 전달되어 복귀플런저(34)를 작용시켜 메이슬라이더(32)를 솔레노이드(38) 상향으로 급속히 이동시킨다. 이때 압축관(35)과 제어실(66) 사이의 연결은 슬라이딩보디(62)에 의하여 폐쇄되고, 전연부(65)를 갖고 있는 슬라이딩보디(63)는 제어실(68)과 (67) 사이의 연결을 개방하므로써 압축관(27)과 역류관(36) 사이를 연결하여 준다. 이때 축방향 피스톤 장치(20)의 작업실(25)내에 압력이 급속히 떨어지고, 환상실(26)내의 압력에 의하여 축방향 피스톤(22)의 상승운동을 정지시키고 복귀운동을 개시시킨다. 이때 펌프실(6)의 압력이 떨어져 일정한 압력으로 하강하면 제어밸브(19)가 연료압축관(2)을 폐쇄한다. 상기 펌프피스톤(7)의 상단면(9)에 의하여 형성된 전연부(10)가 하강하여 연료통로(14)에 도달하자마자 연료가 다시 펌프실(6)로 충전되고, 펌프피스톤(7)/축방향 피스톤(22)은 하사점에서 다음의 분사작업 싸이클이 시작할때까지 대기위치에 머물게 된다.
제 2 도에 도시한 연료분사장치는 제 2 제어장치(42)를 가지고 있다. 상기 제 2 제어장치(42)의 펌프피스톤(7)과 축방향 피스톤 장치(20) 및 제어장치(31)는 제 1 도에 도시하여 설명한 실시예와 똑같이 형성되어 있다. 펌프실린더(4)에는 연료통로(14)외에 추가적으로 연료주입관(46)을 형성시켜 실린더(4)의 상단부로 부터 펌프실(6)로 통하게 하였다. 상기 제 2 제어장치(42)는 과잉유출실(53) 속에 장치된 하나의 과잉유출/흡입밸브(43)와 하나의 개폐플런저(44) 및 하나의 균압밸브(54)로 구성되어 있다. 상기 과잉유출실(53)은 한편으로는 통과 유출관(52)을 통하여 연료관(5)과 연결되고, 다른 한편으로는 연료배출관(16)과 연결되어 있다. 상기 개폐플런저(44) 아래쪽에 장치된 플런저실(45)은 연결관(47)을 통하여 연료통로(14)와 연결되어 있다. 개폐플런저(44)는 밸브축(48)에 접촉되어 있고, 과잉유출/흡입밸브(43)는 스프링(50)에 의하여 폐쇄 위치에 놓여 있다. 상기 개폐플런저(44) 밑에는 또하나의 스프링(49)이 착설되어 개폐플런저(44)를 밸브축(48)에 접촉시켜 밀어준다. 상기 균압밸브(54)는 역류방지밸브의 구조로 되어 있고 연료통로(55)를 통하여 플런저실(45)과 연결되어 있다. 만약 플런저실(45)의 압력이 연료배출관(16)의 압력보다 낮을 때는 균압밸브(54)가 열려서 밸브시트(56)를 개방하므로써 연료가 플런저실(45)로 유입되고 계속 연결관(47,33)을 통하여 흐른다.
펌프피스톤(7)이 압축작업 행정을 시작할때 피스톤 전연부(10)가 연료통로(14)를 폐쇄하고, 럼프실(6)에 형성되는 압력에 의하여 상기 과잉유출/흡입밸브(43)는 밸브시트(51)에 압착한다. 상기 배출슈트(11)의 전연부(12)가 연료통로(14)에 도달하자마자 펌프실(6)내에 형성된 충격압력은 한편으로 연결관(33)을 통하여 제어장치(31)의 복귀플런저(34)로 전달되고, 다른 한편으로는 연결관(47)을 통하여 제 2 제어장치의 플런저실(45)로 전달되어 개폐플런저(44)에 작용한다. 제 1 도에서 설명한 바와 같이 제어장치(31)에 의하여 축방향 피스톤(22)의 운동이 중지된다. 상기 충격압력은 동시에 개폐플런저(44)를 통하여 밸브축(48)을 작용시켜 과잉유출/흡입밸브(43)를 개방하므로써 펌프실(6)의 압력이 연료주입관(46)을 통하여 과잉유출실(53)로 유입되고, 다시 연료배출관(16)을 통하여 압력이 배출한다. 이때 펌프실(6)의 압력강하가 일어나서 제어밸브(19)가 즉각 일정한 시점에 정확하게 폐쇄되어 연료가 분사노즐(1)로의 후류를 방지하여 준다.
제 3 도에 있어서는 메인슬라이더(32)외에 추가적으로 기계식 폐쇄장치(41)과 캠축제어장치(61)가 도시되어 있다. 상기 기계식 폐쇄장치(41)는 기본적으로 하나의 폐쇄몸통(78), 수개의 걸림쇠(PAWL)(79) 및 해체볼트(80)들로 구성되어 있다. 상기 밀대(37)는 폐쇄몸통(78) 속으로 연장 돌출되어 있고, 폐쇄몸통(78)안에서 밀대견부(81)를 형성하고 있다. 상기 밀대(37)가 솔레노이드(38)에 의하여 도면에서 좌측방향으로 이동하면 밀대견부(81)가 폐쇄몸통(78)을 함께 좌측으로 밀어주고 이때 스프링이 장착된 걸림쇠(79)가 걸림턱(82)에 삽입되어 걸리게 된다. 이때 솔레노이드(38)로 흐르는 전류가 차단되고, 따라서 과부하와 과열의 위험성을 방지하여 준다. 상기 밀대(37)의 복귀작용은 분사공정이 끝날때 피스톤실(6)에 형성된 연료분사 압력에 의하여 복귀플런저(34)가 충격압력을 받아 밀대(37)를 최초위치로 복귀시킨다. 이때 밀대(37)는 스프링(83) 작용의 반대방향으로 압축되고, 한편 밀대(37)는 해체볼트(80)를 밖으로 밀어낸다. 이 해체볼트(80)는 걸림쇠(70)를 들어올려 폐쇄몸통(78)의 걸림턱(82)으로 부터 해체하여 준다. 이때 스프링(77)이 폐쇄몸통(78)을 다시 초기위치로 복귀시킨다.
본 발명의 실시예에 있어서는 안전상의 이유에서 솔레노이드(38)외에 추가적으로 분사조절장치에 캠축제어장치(61)를 장치한다. 이 장치(61)는 캠(85)이 달린 캠디스크(84)와 상기 폐쇄몸통(78)에 고정된 롤러(86)로 구성되어 있다. 이 캠축은 도면에 도시하지 않은 크랭크 메카니즘과 연결되어 있는 구동장치에 의해서 구동된다. 전기 임펄스 발생기(40) 또는 솔레노이드(38)가 고정나거나 또는 정전이 되었을 때는 캠(85)이 롤러(86)를 통하여 폐쇄몸통(78)을 구동시키므로써 분사공정이 시작될때 밀대(37)를 좌측방향으로 구동시킨다. 상기 폐쇄몸통(78)과 밀대(37)의 운동은 단지 근소한 힘만 필요로 하며, 따라서 캠축과 그의 조종장치(61)는 큰 역학적 비용을 필요로 하지 않고 용이하게 제작될 수 있다. 분사공정의 종료시 밀대(37)의 복귀는 위에서 설명한 동일한 방법으로 이루어진다. 상기 실시예에 있어서 솔레노이드(38)외에 추가적으로 또하나의 제 2 솔레노이드(87)를 장치하다. 이때 두 솔레노이드(38,87)는 전기 임펄스발생기(40)로 부터 전선(89)을 통하여 전기 임펄스를 받는다. 전기 임펄스로 솔레노이드(87)를 작동시키므로써 밀대(37)를 우측방향으로 밀어주며, 따라서 분사공정을 조기에 중단시킬 수 있다. 이와같이 메인슬라이더(32)를 조기에 이동시키므로써 축방향 피스톤 장치(20)의 축방향 피스톤(22)에 가하는 압력을 중단시키고, 피스톤(22)을 후퇴시키게 되므로 분사장치의 비상정지를 가능케 한다.

Claims (9)

  1. 각각 한개의 분사노즐이 연료압축관을 통하여 한개의 연료펌프에 연결되어 있고, 상기 연료펌프는 연료의 유입 및 배출을 위한 최소한 한개의 연료관과 한개의 펌프실 및 한개의 펌프피스톤으로 이루어져 있고, 상기 펌프피스톤은 유압액으로 작동되는 하나의 축방향 피스톤 장치에 연결되어 구동되는 디젤엔진용 연료분사장치에 있어서, 상기 펌프피스톤(7)에는 펌프실(6)과 연결된 최소한 하나의 전연부(12)가 형성되어 있고, 상기 펌프피스톤(7)은 종축(8)을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 축방향 피스톤 장치(20)는 유압시스템을 통하여 연료시스템과는 독립된 하나의 압축원(29)에 연결되어 있으며, 상기 압축원(29)과 축방향 피스톤 장치(20) 사이의 유압시스템에는 최소한 한개의 메인슬라이더(32)를 갖고 있는 기계식 또는 전기식으로 제어할 수 있는 제 1 제어장치(31)가 장치되어 있고, 상기 제어장치(31)는 한개의 연결관(33)을 통하여 펌프실(6)과 연결되어 연료에 의하여 충격압력을 받는 최소한 한개의 복귀플런저(34)를 가지고 있으며, 핌프실(6)과 연결된 연료관(15,5,16)에는 최소한 또 한개의 제 2 제어장치(10,12,14 내지 42)가 장치되어 연결관들을 통하여 펌프실(6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치(31)의 메인슬라이더(32)는 축방향 피스톤 장치(20)로 통하는 유입관(27,35)의 개폐를 위한 제어실(66,67,68)과 전연부(64,65)를 가지고 있으며, 상기 메인슬라이더(32)의 한쪽 단부는 밀대(37)와 협동작용을 하며, 다른쪽 단부는 펌프실(6)과 연결되어 연료에 의하여 충격압력을 받는 복귀플런저(34)와 협동작용을 하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밀대(37)의 최소한 일부분이 솔레노이드(38)의 코어(39)를 형성하고, 이 솔레노이드(38)는 하나의 전기 임펄스 발생기(40)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 밀대(37)는 기계식 폐쇄장치(41)의 일부분을 형성하며, 이 폐쇄장치(41)는 밀대(37)와 슬라이딩보디(62,63)을 메인슬라이더(32)의 전연부(64,65)와 제어위치에 고정시키는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압시스템의 제어장치(31)는 하나의 캠축제어장치(61)와 연결되어 있고, 상기 캠디스크(84)는 제어장치(31)의 밀대(37)에 작용하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 축방향 피스톤(22)은 복동식이며, 전체면에 충격압력을 받는 피스톤면(23)이 위치하는 작업실(25)로 통하는 유압관(27)은 제어장치(31)를 통하여 압축원(29)으로 연결되어 있고, 피스톤(22)의 황산면(24)이 위치하는 환상실(26)로 통하는 유압관(28)은 직접 압축원(29)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 펌프피스톤(7)의 상단면(9)은 제 1 전연부(10)를 형성하고, 피스톤(7)의 스커트에 축방향(8)으로 경사를 이루고 제 2 전연부(12)를 갖는 배출슈트(11)가 형성되어 통로(13)를 통하여 펌프실(6)과 연결되어 있고, 상기 펌프실린더(4)에는 연료관(5,16)으로 연결되는 최소한 한개의 연료통로(14)가 형성되어 있으며, 상기 연료통로(14)는 펌프피스톤(7)이 하사점에 있을때는 제 1 전연부(10)의 위쪽에 위치하고, 펌프피스톤(7)이 상사점에 있을때는 제 2 전연부(12)의 아래쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 연료통로(14)는 전연부(10,12)와 함께 제 2 제어장치를 구성하며, 연결관(33)을 통하여 유압시스템의 제어장치(31)내에 있는 복귀플런저(34)와 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료관(15,15,16)에 장치된 제 2 제어장치(42)는 하나의 과잉유출/흡입밸브(43)와 그 밸브(43)의 밸브축(48)에 작용하는 개폐플런저(44)로 이루어져 있으며, 상기 과잉유출/흡입밸브(43)는 연료주입관(46)을 통하여 펌프실(6)의 상단부와 연결되고, 상기 개폐플런저(44)의 플런저실(45)은 하나의 연결관(47)을 통하여 핌프실린더(4)의 연료통로(14)와 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진용 연료분사장치.
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