KR100234613B1 - 자동차의 내연 기관으로 저장 탱크로부터 연료를 반송하기 위한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 내연 기관으로 저장 탱크로부터 연료를 반송하기 위한 장치이고, 저장 탱크로부터 내연 기관으로의 반송 도관 내에 접속된 반송 펌프(3), 특히 치차 펌프를 갖고, 그 반송 펌프(3)가 펌프 케이싱(1) 내에 적어도 하나의 펌프실(23)을 가지며, 회전 구동되는 변위 부재를 구비하고 있고, 그 변위 부재가 연료를 저장 탱크에 접속 가능한 흡입실(31)로부터 내연 기관에 적어도 간접적으로 접속 가능한 압력실(31)로 반송하는 형식에 있어서, 제작 비용 및 구성 공간을 감소시키는 것이다. 상기 반송 펌프(3)가 공기를 반송하는 펌프(5)와 하나의 구성 유니트를 형성하고 있고, 상기 펌프(5)의 흡입측(65)이 부압을 생성시키기 위해 자동차의 제동력 보강기와 접속되어 있다.

Description

자동차의 내연 기관으로 저장 탱크로부터 연료를 반송하기 위한 장치

제1도는 본 발명의 반송 장치의 단면도.

제2도는 제1도의 반송 장치의 한 쪽 측면도.

제3도는 제1도의 반송 장치의 다른 쪽 측면도.

제4도는 베인 펌프의 구성 부분을 도시한, 제2도에 상당하는 측면도.

제5도는 귀환 통로와 압력 통로 사이에 배치된 압력 제한 밸브를 도시한, 제4도의 부분도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 펌프 케이싱 3 : 치차 펌프

5 : 베인 펌프 7 : 펌프실

9 : 단부면 11 : 케이싱 웨브

13 : 관통 구멍 15 : 구동축

17 : 연행 원판 19 : 끼워맞춤 키이

21 : 단부면 23 : 펌프실

25 : 치차 27 : 핀

29 : 흡입실 31 : 압력실

33 : 흡입 구멍 35 : 압력 통로

37 : 웨브 39 : 귀환 통로

41 : 접속 구멍 43 : 케이싱 덮개

45 : 압력 구멍 47 : 귀환 구멍

49 : 축 밀봉 링 51 : 로우터

53 : 내벽면 55 : 클러치 원판

56 : 케이싱 덮개 57 : 외벽면

59 : 슬릿 61 : 베인

63 : 펌프실 벽 65 : 흡입 범위

67 : 접속 구멍 69 : 접속관편

71 : 체크 밸브 73 : 도출 구멍

75 : 윤활제 구멍 77 : 구멍

79 : 링 홈 81 : 관통 구멍

83 : 압력 제한 밸브 85 : 귀환 도관

87 : 밸브 부재 89 : 밸브 스프링

91 : 밸브 시트 93 : 인장 슬리브

본 발명은 자동차의 내연 기관으로 저장 탱크로부터 연료를 반송하기 위한 장치로서, 저장 탱크로부터 내연 기관으로의 반송 도관 내에 접속된 반송 펌프, 특히 치차 펌프를 갖고, 이 반송 펌프가 펌프 케이싱 내에 적어도 하나의 펌프실을 가지며, 회전 구동되는 변위 부재를 구비하고 있고, 이 변위 부재가 연료를 저장 탱크에 접속 가능한 흡입실로부터 내연 기관에 적어도 간접적으로 접속 가능한 압력실로 반송하는 형식의 장치에 관한 것이다.

상기 형식의 장치는 연료를 저장 탱크로부터 흡입해서 내연 기관 또는 내연 기관에 설치된 고압 분사 펌프로 반송하는, 유리하게는 내연 기관에 의해 구동되는 연료 반송 펌프에 의해 형성된다. DC 2709913C2호 명세서에 의해 공지된 바와 같이 저장 탱크로부터 내연 기관으로 연료를 반송하는 데에 적합한 치차 반송 펌프는 케이싱 내에 펌프실을 갖고, 그 펌프실 내에 회전 구동되고 또한 서로 맞물리는 한 쌍의 치차가 배치되어 있으며, 이 치차가 반송 매체(예를 들어, 연료)를 흡입실로부터 치차의 단부면과 펌프실의 벽 사이에 형성된 반송 통로를 따라서 압력실로 반송한다. 또한, 자동차의 내연 기관을 위해서는 자동차의 제동력 보강기를 위해 부압을 발생시키기 위해 자동차에 부압 펌프를 설치하는 것은 공지되어 있다. 이 부압 펌프는 유리하게는 내연 기관에 의해 구동되고, 마찬가지로 내연 기관 또는 고압 펌프에 부착되어 있다. 그러나, 이 공지의 시스템은 분리된 구성 그룹으로 구성되고, 나아가서는 현저한 구성 공간과 제작 비용을 필요로 한다.

본 발명의 과제는 서두에 설명한 장치에 있어서 구성 공간과 제작 비용을 감소시키는 데에 있다.

본 발명의 과제는 서두에 설명한 장치에 있어서, 상기 반송 펌프가 공기를 반송하는 펌프와 하나의 구성 유니트를 형성하고 있고, 상기 펌프의 흡입측이 부압을 생성시키기 위해 자동차의 제동력 보강기와 접속됨으로써 해결되었다.

본 발명의 장치는, 펌프가 구성 유니트를 이루고, 연료 반송 펌프와 부압 펌프로서 작용하는, 공기를 반송하는 펌프가 공통의 펌프 케이싱 내에 유리한 형식으로 배치됨으로써 필요한 구성 공간이 현저히 작아진다고 하는 이점을 갖는다. 또한, 제작 비용과 펌프 유니트의 중량은 감소된다. 왜냐 하면, 이 경우에는 하나의 공통 펌프 케이싱밖에 필요로 하지 않기 때문이다.

본 발명의 다른 이점 및 본 발명의 유리한 구성은 명세서, 도면 및 특허 청구의 범위에 개시되어 있다.

제 1 도 내지 제 4 도에는, 연료를 도시되어 있지 않은 저장 탱크로부터 마찬가지로 도시되어 있지 않은 자동차의 내연 기관 또는 고압 분사 펌프로 반송하는 장치는 본 발명에 있어서 중요한 구성 부분만이 도시되어 있다. 이 장치는 펌프 케이싱(1)을 갖고, 펌프 케이싱(1) 내에는 치차 펌프(3)로서 구성된 연료 반송 펌프와 베인 펌프(5)로서 구성된, 공기를 반송하는 펌프(이하 부압 펌프라고 한다)가 배치되어 있다.

이 경우, 반송 펌프는 택일적으로 다른 용적형 펌프, 예를 들면 롤러 펌프로서 구성되어 있어도 좋다. 펌프 케이싱(1)은 내부에 원형의 절결부를 갖고, 그 절결부는 펌프 케이싱(1)의 한 쪽 단부면(9)을 향해 개방된 베인 펌프(5)의 펌프실(7)을 형성하고, 반경 방향 내측에서 펌프실(7)에 대해 편심적으로 배치된 원통형의 케이싱 웨브(11)에 의해 제한되어 있다. 이 케이싱 웨브(11) 내에는 축방향의 관통 구멍(13)이 설치되고, 이 관통 구멍(13) 내에는 구동축(15)이 회전 가능하게 안내되고 있다. 이 구동축은 단부면(9)과는 반대 방향으로 펌프 케이싱(1)으로부터 돌출되어 있다. 구동축(15)의, 펌프 케이싱(1)으로부터 돌출한 자유 단부 상에는 연행 원판(17)이 억지 끼워맞춤되어 있다. 이 연행 원판(17)에는 끼워맞춤 키이(19)의 형태를 한 탄성적인 연속 부재를 수용하는 홈이 설치되어 있다. 연행 원판(17)으로부터 돌출한 끼워맞춤 키이(19)의 단부는 도시되어 있지 않은 내연 기관의 캠축의 대응하는 절경부 내에 형상에 의한 결합을 이루고 걸어 맞춤되어 있다. 캠축의 자유 단부는 구동축에 정합되어 배치되어 있고, 캠축의 회전 운동은 탄성적인 연결 부재(19)와 연행 원판(17)을 거쳐 구동축(15)에 전달된다.

펌프 케이싱(1)은 연행 원판(17)을 향한 제2단부면(19)에 치차 펌프(3)의 펌프실(23)을 형성하는 타원형의 절결부를 갖고 있다. 이 절결부는 케이싱 중간벽에 의해 펌프실(7)로부터 분리되어 있고, 구동축(15)이 이 절결부를 관통하고 있다. 이 경우, 구동축(15) 상에 있는, 단부면에서 서로 맞물려 있는 치차 쌍의 제1치차(25)는 펌프실(23) 내에서, 구동축(15) 내로 억지 끼워맞춤된 핀(27)을 사용해서 형상에 의한 구속으로 구동축과 결합되어 있다. 도시되어 있지 않은 제2치차는 측면도(제 2 도, 제 3 도)에서 보아, 제1치차(25)에 대해 경사져서 어긋나게 배치되어 있다. 이 경우, 제2치차의 축도 마찬가지로 펌프 케이싱(1) 내에 지탱되고 있다. 선택적으로, 제2치차를 지탱하기 위해 축 대신에 원통형의 케이싱 웨브를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 맞물림부의 높이에서 치차에 반경 방향으로 접속하는 상부쪽의 펌프실 구획부는 치차 펌프(3)의 흡입실(29)을 형성하고, 맞물림부에 있어서 흡입실(29)을 마주 향한 하부쪽의 펌프실 구획부는 치차 펌프(3)의 압력실을 형성한다. 흡입실(29)에는 펌프 케이싱에 있는 흡입 구멍(33)이 개구하고 있다. 이 흡입 구멍(33)은 저장 탱크로부터의 연료 도관과 접속되어 있다. 이 경우, 흡입 구멍(33)도 최대 용적류를 "흡입교축"에 의해 제한하기 위해 협착부를 구비할 수 있다. 압력실(31)로부터는 압력 통로(35)가 연장되어 있고, 이 압력 통로(35)는 펌프 케이싱(1)의 단부면(21)에 있는 압입 변형부에 의해 형성되어 있으며, 또 펌프 케이싱(1)의 웨브(37)까지 연장되어 있다. 이 압력 통로(35)에 대해 평행하게 마찬가지로 압입 변형부에 의해 형성된 귀환 통로(39)가 배치되어 있다. 이 귀환 통로(39)는 접속 구멍(41)을 통해 압력 통로(35)와 접속되어 있고, 또 접속 구멍으로부터 거의 압력 통로(35)의 단부까지 연장되어 있다. 펌프실(23), 압력 통로(35) 및 귀환 통로(39)는 케이싱(1)과는 반대측에서, 펌프 케이싱(1)의 단부면(21) 상에 긴밀하게 나사 결합된 제1케이싱 덮개(43)에 의해 폐쇄되어 있다. 이 케이싱 덮개(43)에는 압력 통로(35)로부터 연장된 압력 구멍(45)과 귀환 통로(39)로부터 연장된 귀환 구멍(47)이 배치되어 있다. 이 경우, 케이싱 덮개(43) 자체는 연료를 공급하고자 하는 내연 기관의 실린더 헤드에, 압력 구멍(45)과 귀환 구멍(47)이 실린더 헤드에 있는 대응하는 연료 통로에 직접적으로 개구하도록 플랜지 결합되어 있다. 치차 펌프(3)의 펌프실(23)을 내연 기관과 베인 펌프(5)에 대해 밀봉하기 위해서는, 케이싱 덮개에 있는 다양한 종류의 밀봉 링 이외에 두 개의 축 밀봉링(49)이 구동축(15) 상에 배치되어 있다. 이 축 밀봉 링(49)은 펌프실(23)을 구동축(15)에 두고 폐쇄한다. 제1도와 제4도에 있어서 상세히 도시되어 있는 베인 펌프(5)는 펌프실(7)에 배치된 원통형의 로우터(51)를 갖고 있다. 이 로우터(51)는 축 방향의 구멍을 갖고, 원통형의 내벽면(53)에서 미끄럼 베어링의 형태를 이루고 원통형의 케이싱 웨브(11)의 주위면 상에서 안내되고 있다. 로우터(51)는 구동축(15)의, 치차 펌프(3)와는 반대측의 단부에 억지 끼워맞춤된 클러치 원판(55)을 거쳐 형상에 의한 구속으로 구동축(15)과 결합되어 있다. 클러치 원판(55)은 다른 쪽에서는 베인 펌프(5)의 펌프실(7)을 폐쇄하는 제2케이싱 덮개(56)에 지지되어 있다. 이 케이싱 덮개(56)는 펌프 케이싱(1)의 단부면(9)에 긴민하게 나사 결합되어 있다. 펌프실(7)을 반경 방향 내측에서 제한하는 로우터(51)의 원통형 내벽면(57)에는 베인(61)을 미끄럼 운동 가능하게 수용하는 유리하게는 3개의 슬릿(59)이 설치되어 있다. 이들 슬릿(59)은 로우터(51)의 회전 방향으로 로우터(51)의 반경면으로부터 경사져 있다. 로우터(51)는 일부 그 외벽면(57)에서 펌프실(7)의 반경 방향의 펌프실 벽(63)에 접하도록 펌프실(7)에 편심적으로 배치되어 있으므로, 슬릿(59)은 그 슬릿(59)이 베인(61)의 완전한 침입 및 베인(61)의 최대 주출(走出) 시의 충분한 안내를 가능하게 하고, 또 윤활제에 의해 로우터(51) 내에 있는 베인 단부가 압력 부하가 걸린 경우에, 베인(61)이 흡입 기간에 반경 방향 외측으로 밀려나고, 나아가서는 케이싱(1)에 있어서의 베인(61)의 압착력과 밀봉 작용을 특히 저회전수에서 개선하기 위해, 베인(61)에 대한 밀봉면을 형성하도록 구성되어 있다. 펌프실(7)의 상방 범위는 로우터(51)가 반시계 방향(제4도)으로 회전한 경우에, 베인 펌프(5)의 흡입 범위(65)를 형성한다. 이 흡입 범위(65)에는 접속 구멍(67)이 개구하고 있고, 그 접속 구멍(67)에는 접속관편(69)이 삽입되어 있고, 그 접속관편(69) 상에는 자동차의 제동력 보강기로부터의 호스 도관을 끼워 넣을 수 있다. 이 경우에, 제동력 보강기에 있어서 가능한 한 효과적을 부압을 발생시킬 수 있도록, 접속관편(69)의 상류측에서, 펌프실(7)을 향해 개방된 체크 밸브(71)가 구멍(67)에 설치되어 있다. 베인 펌프(5)로부터의 압력 도출 베인 펌프(5)의 펌프실(7)의 최소횡단면 범위로부터 연장되고, 또 출구측에서 내연 기관의 윤활제 회로에 접속된 실린더 헤드에 있는 플랜지에 접속된 도출 구멍(73)을 사용해서 행해진다.

베인 펌프(5)의 윤활은, 제1도에 상세하게 도시된, 경사지게 배치된 윤활제구멍(75)을 통해 행해진다. 이 윤활제 구멍(75)은 제1 케이싱 덮개(43)에 있는 적당한 구멍(77)을 통해 내연 기관의 윤활제 회로에 접속되어 있고, 또 로우터(51)의 단부면의 높이에서 펌프실(7)에 개구하고 있다. 이 경우, 로우터(51)는 윤활제(오일)를 안내하기 위해, 단부면에 있는 링 홈(79)과 내벽면(53)에 있는 압입 변형부 및 선택적으로 동축의 관통 구멍(81)을 갖고 있다. 이들을 통해 윤활제는 펌프실(7)에 도달하고, 그곳으로부터 윤활제는 도출 구멍(73)을 통해 내연 기관의 윤활 회로로 귀한한다. 이 경우, 상기 관통 구멍(81)은 본 실시예에서는 로우터(51)를 축방향으로 관통하는, 베인(61)을 수용하는 안내 슬릿(59)에 의해 형성되어 있다. 더우기, 구동축(15)을 윤활하기 위해서는 관통 구멍(13)의 벽에 압입 변형부가 설치되어 있다.

치차 반송 펌프(3)로부터 반송된 연료의 압력을 제한하기 위해서는, 압력제한 밸브(83)가 압력 통로(35)와 귀환 통로(39) 사이의 접속 구멍(41)에 배치되어 있다. 제5도에 상세하게 도시되어 있는 상기 압력 제한 밸브(83)는, 내연 기관의 저장 탱크로의 귀환 도관(85)에 접속되고, 압력 통로(35)와 귀환 통로(39)의 개구 사이에 밸브 부재(87)를 갖고 있다. 이 밸브 부재(87)는 밸브 스프링(89)에 의해 구멍 계단부에 형성된 밸브 시트(91)에 접촉된 상태로 유지된다. 이 경우, 밸브 스프링(89)은 다른 쪽에서는 인장 슬리브(93)에 지지된다. 접속 구멍(41)에 있는 이 인장 슬리브(93)의 위치를 통해 밸브 스프링(89)의 바이어스, 나아가서는 압력 제한 밸브(83)의 개방 압력이 조절 가능하다. 이 압력 제한 밸브(83)는 비례적으로 발생하는 대응 압력(對壓)을 거쳐 최대 용적량을 연속적으로 제한하는 압력 조정 밸브로서 사용할 수도 있다.

본 발명의 반송 장치는 이하의 형식으로 작동한다.

내연 기관의 운전중, 내연 기관의 캠축은 반송 장치의 구동축(15)을 연행 원판(17)에 있는 탄성적인 연결 장치를 통해 회전 구동한다. 구동축(15)의 이 회전 운동은 치차 반송 펌프(3)의 치차(25)에 전달된다. 이 치차(25) 자체는 그 치차(25)와 맞물리는 제2 치차를 구동한다. 이 경우에 공지의 형식으로, 연료는 흡입 구멍(33)을 통해, 저장 탱크로부터 치차 펌프(3)의 흡입실(29) 내로 흡입된다. 이 경우, 치차펌프(3)는 공기를 흡입하고, 또 반송할 수도 있는 상태에 있으므로, 치차 펌프는 연료 도관이 비워져 있는 경우에는 자기 배기할 수가 있다. 상기 연료는 다음에 치차의 맞물리는 단부면의 사이를 거쳐 압력실(31)로 반송된다. 이 압력실(31)로부터 연료는 압력 통로(35)를 통해 압력 구멍(45)으로, 또 내연 기관 또는 그 내연 기관에 설치된 고압 분사 펌프를 향해 흐른다.

반송된 연료의 압력 제한은 접속 구멍(41)에 배치된 압력 제한 밸브(83)를 이용해서 행해진다. 이 압력 제한 밸브(83)는 압력 통로(35)에 있어서의 소정의 압력으로부터 개방되므로, 연료를 귀한 도관(85)에 유출시킬 수 있다. 이 귀한 도관(85)은 내연 기관에 있어서 필요로 하지 않았던 연료를 귀한시키기 위해서도 도움이 된다. 이를 위해서는 내연 기관의 귀환 도관은 반송 장치의 귀환 통로(39)에 개구하고 있고, 귀한 통로(39)는 접속 구멍(41)을 통해 항상 탱크로의 귀환 도관(85)에 접속되어 있다. 클러치 원판(55)을 통해 회전 구동된 베인 펌프(5)의 로우터(51)는 펌프실(7) 내에서 회전하는 동안에 접속관편(69)을 통해 공기를 제동력 보강기로부터 흡출한다. 이 때문에 개개의 실(室)의, 베인(61)에 의해 제한된 용적은 로우터(51)가 회전 운동하는 사이에, 접속 구멍(67)의 개구로부터 출발해서 확대되므로 공지의 형식으로 부압이 발생된다. 회전 운동이 진해되면, 각 실이 접속 구멍(67)과 합치되는 범위로부터 밖으로 이동한 후에, 각 실의 용적은 감소하므로, 폐쇄된 공기는 펌프실(7)을 관류하는 윤활제와 일제히, 압력에 의해 도출 구멍(73)에 반송되고, 그곳으로 부터 이 혼합체는 다시 내연 기관의 윤활 회로로 공급된다. 이 경우, 체크 밸브(71)는 특히 내연 기관이 차단된 후에, 공기가 제동력 보강기로 귀환하는 것을 저지한다. 따라서, 본 발명에 의한 반송 장치에 의해서는 종래 분리되어 있던, 연료를 반송하는 장치와 부압을 형성하는 장치를 구성적으로 간단한 형식으로 하나의 공통 케이싱 내에 배치하고, 양 쪽의 장치를 공통의 구동축으로 구동하는 것이 가능해진다. 이 결과, 제작 비용과 필요한 구성 공간은 현저히 감소된다.

Claims (3)

1. 자동차의 내연 기관으로 저장 탱크로부터 연료를 반송하기 위한 장치로서, 저장 탱크로부터 내연 기관으로의 반송 도관 내에 접속된 반송 펌프(3), 특히 치차 펌프를 갖고, 이 반송 펌프(3)가 펌프 케이싱(1) 내에 적어도 하나의 펌프실(23)을 가지며, 회전 구동되는 변위 부재를 구비하고 있고, 이 변위 부재가 연료를 저장 탱크에 접속 가능한 흡인실(29)로부터 내연 기관에 적어도 간접적으로 접속 가능한 압력실(31)로 반송하는 형식의 장치에 있어서, 상기 반송 펌프(3)가 공기를 반송하는 펌프(5)와 하나의 구성 유니트를 형성하고 있고, 상기 펌프(5)의 흡입측(65)이 부압을 생성시키기 위해 자동차의 제동력 보강기와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 내연 기관으로 저장 탱크로부터 연료를 반송하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반송 펌프(3)와 공기를 반송하는 상기 펌프(5)가 동축적으로 나란하게 하나의 공통 케이싱(1) 내에 배치되어 있고, 공통의 구동축(15)에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 치차 반송 펌프(3)가 연료를 내연 기관의 고압 분사 펌프로 반송하는 것을 특징으로 하는 장치.