KR960013109B1 - 내연기관용 연료 분사 펌프 - Google Patents

내연기관용 연료 분사 펌프 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

없음

Description

내연기관용 연료 분사 펌프
제1도는 본 발명에 따른 연료 분사 펌프 주위의 수직 단면도.
제2도는 제1실시예의 변혀을 도시한 도면.
제3도는 제2도의 Ⅱ선에 따른 도면.
제4도는 제1실시예의 제3변형의 대응부를 도시한 도면.
제5도는 제2실시예를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3 : 펌프 플런저8 : 흡입 챔버
9 : 제어 슬라이드24 : 경사홈
26 : 돌출부
본 발명은 주요청구범위의 연료 분사 펌프의 일반적인 형태에 기초한다. 일련의 펌프 부재를 갖는 다단계 실린더 펌프로서 설계된 연료 분사 펌프의 초기 작동전에, 연료 분사 펌프가 작동을 하는 동안 각 제어 슬라이드가 분사량과 분사점을 변환시킬 목적으로 회전축에 의해 동시에 및 함께 변환되어야 하기 때문에, 각 제어 슬라이드는 각 포트와의 관계에서 정확히 위치되어야만 한다. 위치시키는데 있어서의 작은 편차, 예를 들면 서로 각각의 제어 슬라이드의 기대된 제어점의 편차는 분사점 제어와 연료 분사량 제어에 상당한 편차를 가져와 내연기관이 공전하거나 소음을 야기시키게 된다.
각 제어 슬라이드간의 이러한 위치 편차는 머신닝, 조립동안 또는 연료 분사 펌프의 구동축에서 발생하는 편차에 기인하고, 축적될 수 있다. 이 편차들은 펌프가 작동되기전 포트와의 관계에서 제어 슬라이드를 조정함으로서 제거되어야 한다.
공지된 일반적인 형태의 연료 분사 펌프(DE-OS 3,522,414)에서, 구동핀이 회전축 주위를 고정시키는 클립에 고정되어, 클립을 이완시킨후, 구동핀과 회전축의 회전 위치와의 관계에서 제어 슬라이드의 행정 위치가 변화될 수 있다. 연료 분사 펌프에 과부하가 걸리고 구동 아암과 회전축 사이의 이 조정 위치에 일정한 진동이 자동적으로 변하드라도, 각 펌프 부재 사이의 조정을 하는 동안 직접적인 비교를 해야 하고, 회전축의 클립을 조정하는데 있어서 비틀림력이 이 클립에 작용하고 차례로 조정 에러를 유발시키므로 조정을 위한 노력이 경주된다. 더욱 큰 문제는 조정이 회전축과 클립 사이의 회전 위치 변화가 가능하고 제어 슬라이드의 변화가 이런 방법으로 가능하기 때문에 조정은 설치후에 이루어져야 하며, 조정을 수행하기 위한 펌프 공급 압력하에서 흡입 챔버내로의 방해가 발생하는데 있다.
공지된 연료 분사 펌프의 일반적인 형태(DE-OS 3,540,052)에서 구동 아암이 회전 아암을 방사적으로 통과하는 스핀들에 편심으로 배열되고 스프링 너트에 의해 회전 아암에 파지된다. 이 스핀들이 회전될때, 스크루 드라이버 슬롯 및 스크루 드라이버 수단에 의해 이 회전이 가능하고 파지 너트를 이완시킨후, 구동 아암이 편심도에 따라 제어 슬라이드의 행정 위치와 관련하여 조정된다. 이 공지된 장치에서 또한 스핀들을 파지하는데 있어서 표면 마찰 접촉이 매우 작기 때문에 수행되는 자동 이완 조정에 문제가 발생한다. 또한, 이 조정 또한 회전축이 설치된 후 수행될 수 있으므로 개방 압력하에서 흡입 챔버에도 또한 필요로 하게 된다.
다른 공지된 연료 분사 펌프의 일반적인 형태(EP-OS 0.181,402)에서, 구동 부품은 파지 삽입부를 갖는 포크형 장치인데, 그것은 칼라밴드 방법으로 회전축에 접속되고, 이경우 회전축은 원형이거나, 회전축에 접하는 상기 포크 레버의 단면에 정렬된 스터드를 통해 회전축에 접속되며, 이경우 회전축은 각주 형태를 띤다. 첫번째 경우, 조정은 회전축에서 칼라밴드를 회전시킴으로써 비교적 용이하게 이루어진다. 그러나 이러한 시스템에 걸리는 진동 응력에 기인하는 위험이 있고, 칼라의 신장이 줄어들고 제어 슬라이드의 위치에 변화가 유발되어 엔진 작동에 영향을 미치는 연료량의 증가를 가져온다. 다른 해결 방안은, 레버부와 레버의 세로방향에 작용하는 회전축 사이의 접촉 표면이 비교적 좁고, 요구되는 조정을 할 수 없으므로 동력 전달의 관점에서 바람직하지 않다.
대조적으로, 본 발명에 따르는 연료 분사 펌프는, 작동중의 진동 또는 부하에 기인한 변하지 않는 영구 변형에 의해 매우 정확하게 조정을 할 수 있으며, 매우 효과적인 방법으로 제조할 수 있다. 이 변형은 설치된 회전축의 행정 편차가 측정된 후 제거되는 회전축과 같이 수행된다. 소성 변형에 필요한 힘은 제어 슬라이드의 작동에 필요한 힘보다 매우 크며, 그결과 작동중의 물질의 변형은 없다. 고정부는 회전축의 영구 고정된다.
본 발명 실시예의 특성에 따르면, 스터드 영역의 회전축에 편평부 또는 리세스가 있고, 적어도 한쪽에서 편평부 또는 리세스를 상쇄시키는 적어도 하나의 고상부가 있어 회전에 대하여 스터드를 고정시키는 수단으로서 스터드에 고상부가 일치하는 변형이 있게 된다. 만일, 예를들면, 회전축이 원형 단부를 갖는다면, 편평부가 회전축을 가로질러 물질을 제거시킴으로써 얻어질 수 있고, 구동 아암에 배열되는 고정부가 가능하다는 관점에서, 회전을 방지하는 정지부로서 작동하는 실린더의 잔류 표면과 얻어진 표면 사이에 형성된 세그먼트형 표면은 네 모서리형의 종단면을 갖는다. 회전축이 직사각형 또는 정방형의 단부를 갖는다면, 종단 표면은 편평부로서 작동 가능하고, 리세스와 상호 작용하는 고정부의 종단 형태와 세로방향 리세스에 대응하는 것에 의해 회전에 대하여 고정을 이룰 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 구동 아암은 자유단부를 향해 테이퍼되도록 설계되어, 구동 아암이 변형될때 아암의 길이부에 균일한 벤딩 응력을 얻기 위해 세로 단부는 포물선을 이룬다. 이런 종류의 제3차수 포물선 수단에 의해, 냉간 변형 동안 힘은 꼭지점에 소개되어, 구동 아암의 휠 수 있는 길이와 같은 전체 벤딩 영역을 거쳐 균일한 변형이 일어난다. 여기서 얻을 수 있는 주된 소득은 구동 아암에 어떤 크래킹이나 영구 손실도 발생치 않는다는 것이다(1955년판 기계공학 더벨 핸드북, 제Ⅰ편 131페이지 내지 346페이지). 포물선으로부터의 변형 대신에, 구동 아암이 아암의 벤딩 길이 영역에서 콘 형태로 설계될 수 있으며, 이것은 자유단부에서 구동 아암이 강화된 원통핀내로 몰입되므로 특별하게 수행된다.
본 발명의 다른 특성에 따르면, 회전축을 둘러싸고 단부에 위치된 두 강화 칼라 사이에 배열된 얇고 휘어지는 부분을 갖는 슬리브가 고정부로서 사용되고, 고정된 하나의 칼라가 회전축에서 회전을 고정시키고, 다른 칼라는 축에 단지 장착되어 구동 아암을 지탱한다. 물론 이 실시예는 원형 회전축에 제2칼라가 상대적인 회전에 적절하도록 되어 있는 경우에 가능하다. 소성 변형을 용이하게 하기 위해, 슬롯 또는 보어가 변형부에 제공될 수 있다.
상기에 기술된 실시예에 적용 가능한 본 발명의 다른 개선에 따르면, 구동 아암의 자유단부에, 핀의 축방향 변환에 대해 고정되고 제어 슬라이드의 횡단 홈에서 접촉하는 슬라이딩 쇼우가 장착된 중앙 보어가 있는 원통형 핀이 있다. 이 특성은 마모를 감소시키기 위해 슬라이드의 홈과 슬라이딩 쇼우 사이에서 선 접촉을 보장해준다.
본 발명의 다른 특성을 지니는 실시예가 이어지는 도면을 참조하여 기술될 것이다. 제1도에는 연료 분사 펌프가 도시되었는데, 이는 양 실시예에 동일하게 적용 가능하며, 일렬의 원통 캐비티(2)가 케이싱(1)에 만들어지고, 절단 위치로 인해 이 캐비티중 단지 하나만이 보인다. 원통 캐비티(2)에서, 펌프 플런저(3)가 스프링력(7)과 펌프의 공급 압력에 맞서 캠축(6)을 통해 각 경우에 구동되고, 동력 행정을 이루는 상기 플런저의 축방향 운동을 하도록 롤러(5)를 갖는 롤러 태핏(4)의 삽입이 이루어진다. 원통 캐비티(2)와 펌프 플런저(3)로 구성된 펌프 부재용 흡입 챔버(8)가 원통 캐비티(2)에서의 리세스, 케이싱(1)에서의 중공 스페이스에 의해 만들어진다. 제어 슬라이드(9)가 원통 원통 캐비티(2)의 리세스에서 축방향으로 변환될 수 있도록 펌프 플런저(3)의 각각에 배열된다. 흡입 챔버(8)는 단부판(11)에 의해 세로방향 단부에서 닫히는데, 그중의 하나가 평면적으로 도시되었고, 흡입 챔버(8)에 배열된 회전축(8)이 장착된다. 제어 슬라이드(9)에서, 회전축(12)의 구동 아암(15) 구동핀(14)이 접촉되는 횡단 홈(13)이 있는데, 이 아암은 고정부(16)에 의해 회전축에 접속된다. 펌프 작업 스페이스(18)를 한정하는 원통 캐비티(2) 및 가압 밸브(17), 펌프 플런저(3)는 분사 노즐이 엔진에서 종료되는 가압 라인(도시도지 않음)에 가압 채널(19)을 인도한다. 펌프 플런저(3)에서 블라인드 보어(22)가 있고, 그것은 플런저의 전단면에서 종료되고 펌프 작업 스페이스(18)와 경사진 홈내로 개방되는 횡단 보어내로 개방되며, 그 각각은 펌프 플런저(3)의 외측 표면에서 대향 사이드에 위치된다. 기저에서 이 경사진 홈(24)은 원추형 구멍 보어(21)에서 종료되고 제어 슬라이드(9)에서 방사 보어(25)와 합체된다.
제어 슬라이드가 펌프 플런저(3)의 축방향 변환 동안 회전에 대하여 고정되는 것을 보장하기 위해 경사홈(24)은 방사 보어(25)에 대하여 정확하게 위치되며, 제어 슬라이드(9)는 원통 캐비티(2)에서 세로방향에서 접촉하는 수단에 의해 돌출부(26)를 갖는다.
저부에서, 펌프 플런저(3)는 공지된 방법으로 제어 로드(29)에 의해 회전될 수 있는 부쉬(31)가 접촉되어 제어 로드(29)의 축방향 변환에 펌프 플런저(3)가 회전되고 방사 보어(25)에 대해 경사홈(24)의 위치를 변화시키는 편평부(28)를 갖는다.
원통 캐비티(2) 및 펌프 케이싱(1)에서, 흡입 보어(32)는 흡입 챔버(8)와 펌프 작업 스페이스(18) 사이로 연장되고, 그 보어는 펌프 플런저의 하사점 위치에서 펌프 플런저(3)에 의해 개방된다. 연료는 케이싱(1)에 배열되고 세로방향 홈(27)을 향하는 튜브(34)에서 연장되고 브랜치 개구(35)를 갖는 급송 채널(33)에서 세로방향 홈(27)을 통해 흡입 챔버(8)에 공급된다.
이 연료 분사 펌프는 다음과 같이 작동된다. 즉 흡입 행정의 단부 및 펌프 플런저(3)의 하사점 위치에서, 연료는 경사진 홈(24)을 통해 펌프 작업 스페이스로 유동되고 흡입 보어(32)뿐 아니라 횡단 보어(23)와 블라인드 보어(22)를 통해 상기 공간을 충진시킨다. 캠축(6)의 회전이 일치된 후 롤러 태핏(4)이 롤러(5)를 통해 밀리자마자, 펌프 플런저(3)는 연료를 펌프 작업 스페이스(18)에서 변환시킨다. 원추형 보어(21)의 경사홈(24)이 제어 슬라이드(9)내로 완전히 플런지될때까지, 연료는 상기에 기술된 경로를 통해 펌프 작업 스페이스(18)에서 흡입 챔버(8)로 계속 후송되고, 상당량은 초기에 흡입 보어(32)를 통해 후송된다. 원추형 보어(21)의 경사홈(24)이 제어 슬라이드(9)에 완전히 플런지되는한 분사 압력이 펌프 작업 스페이스(18)에서 형성될 수 있고, 그후 연료는 가압 채널(19)을 통해 내연기관에 운송된다. 이 펌프 플런저(3)의 가동 분사 행정은 경사홈(24)이 방사 보어(25)에 대해서 중첩 위치에 달할때 방해되며 그것은 연료가 펌프 작업 스페이스(18)에서 흡입 챔버(8)로 후송되도록 한다.
이 가동 분사 행정의 길이는 펌프 플런저(3)의 회전 위치에 따라 변하는데, 이 회전 위치는, 어떤 행정후에 방사 보어(25)에 대하여 중첩 위치에 도달하기 때문에 회전 위치에 따라 제어 로드(29)에 의해 결정된다. 이것은 분사량을 결정하게 된다. 한편 분사의 시작은 회전축(12) 또는 구동핀(14)을 갖는 구동 아암(15)에 의해 차례로 이루어지는 제어 슬라이드(9)의 축방향 위치에 의해 결정된다. 제어 슬라이드가 높게 치환되면 될수록 분사의 시동은 늦게 걸리고, (경사홈이 제어 슬라이드내로 플런지됨) 따라서 나중의 분사는 멈추게 되며 그 결과 펌프 플런저(3)의 회전 위치에 의해 결정되는 양은 영향을 받지 않는다. 시리즈로 이루어진 펌프 부재의 분사 시동과 종료는 동시에 발생한다.
연료 분사 펌프의 제조 및 조립동안 피할 수 없는 공차내의 치수 편차 때문에, 연료 분사 펌프가 엔진, 즉 회전축(12)의 어떤 회전 위치에서 사용되기전 편차는 교정되어야 하며 모든 제어 슬라이드(9)는 경사홈(24)과 관련하여 공급이 시작되는 편차각이 항상 일정하도록 어떤 행정 위치를 생각해야 한다. 이것은 회전축(12)의 회전 위치에 대하여 구동 아암(15) 또는 각 구동핀이 위치 설정에서의 고정부(16) 또는 각각의 제어 슬라이드(9)의 변형에 의해 구동핀(14)의 위치를 변화시켜 이루어진다.
제2도 내지 제4도에 도시된 제1실시예에서, 이 변경은 구동 아암(15)을 구부리는 것에 의해 영향을 받는다. 제2도에서, 회전축(12)의 일부가 도시되었는데, 고정부(16)를 통해 회전축(12)에 고정된 두개의 구동 아암(15), 회전축(12)에 배열된 부분이 있다. 이 목적으로, 고정부(16)는 회전축(12)의 편평부(37)에 놓이는 플랜지(36)를 갖는다. 조임 자체는 예를들면 스크루 접속, 리벳 접속 또는 납땜 접속과 같은 단단한 형태 또는 재방출되는 조임 형태를 띤다. 리벳 접속인한 구동 아암의 회전 이완이 가능하고, 플랜지(36)는 원추형 단면을 갖게 되어 이 방법으로 편평부(37)의 세그먼트형 표면의 적어도 하나에 지지될 수 있고 그 자체의 회전을 방지할 수 있다. 구동 아암(15)의 회전은 원하는 것의 대향 행정 방향에서 수행되는 휘어짐을 제어하는 효과를 갖는다.
제2도에 도시된 두 변형의 경우에, 드라이버가 각 경우에 구동 아암(15)에서 제어 슬라이드(9)로 회전 운동을 전달하기 위해 구비된다. 제1변형의 경우에, 제2도의 우측 방향으로, 구동핀(14)에 형성된 칼라가 환상이며 외측으로 볼록하며 구형 세그먼트를 갖고 틀어짐에 대해 고정시키며 드라이버(39)로서 작용한다. 제2도 좌측의 제2변형의 경우에, 드라이버(41)가 슬라이딩 쇼우로서 구성되고 구동핀으로 설계된 구동 아암 단부의 코터핀에 의해 축방향 변환 일정량의 회전 작용의 뒤틀림에 대하여 고정시킨다.
제3도에서는 변형의 단면을 도시하는데, 일점쇄선은 휘어짐이 영향을 받는 방향과 이것이 어떻게 슬라이딩 쇼우(41)의 위치를 변화시키나를 보여준다.
이 제1실시예의 제3변형에서, 변형은 제4도에 도시되었는데 회전축(112)이 세로방향 홀(43)이 있는 직사각형 단부의 원추형 로드로서 구성된다. 이 세로방향 홈은 베이스(44)와 옆방향 표면(45)을 갖는다. 고정부(116)는 정방향 단부를 갖는 플랜지(136)가 있는 리벳으로서 구성되어 이 플랜지(136)의 옆방향 표면을 구동 아암(115)이 회전되지 않도록 하는 방법으로 세로방향 홈(43)의 옆방향 표면과 합체한다. 구동 아암(115) 자체는 회전축에서 테이퍼되는 단면을 갖는 이상적으로는 포물선의 원추형으로 구성된다. 포물선이 이상적인 경우에, 이것은, 벤딩력이 구동 아암(115)의 자유단부에 작용할때 일정한 벤딩 응력이 휘어질 수 있는 아암 전체 길이에 퍼지고 크래킹 또는 구동 아암(115)의 한 사이드에 과응력을 방지한다. 여기에서, 슬라이딩 쇼우(41)는 다시, 비록 플랜지(46)가 구동 아암(115)에 구비되고 코터핀(42)과 연결되어 슬라이딩 쇼우(41)의 축방향 위치를 결정해도 제2의 제2변형과 같이 구성된다.
제5도는 제2실시예를 도시하는데, 구동 아암(215)이 슬리브(48)를 통해 제2링(49)에 접속된 링(47)에 고정된다. 링과 슬리브는 하나의 부품으로 구성되고, 링(47,49)은 이 슬리브(48)의 칼라로서 구성된다. 제2도 제2변형과 같이 슬라이딩 쇼우(41)는 구동 아암(215)에 고정된다. 링(47)은 슬리브(48)와 함께 회전축으로 나사 결합되고 여기서 다시 환상 단부를 가지며 링(49)은 적어도 하나의 스크루(51)를 통해 제위치에 파지된다. 더우기, 슬리브에는 슬리브(48)의 위크닝을 제어하기 위한 보어(52)가 있다. 원하는 소성 변형을 위해, 링(47)은 슬리브부(48)가 약간의 헬리컬 배열을 이루고 구동 아암(215)이 회전축(212)의 회전위치에 대하여 원하는 변화를 이루도록 링(49)에 대하여 비틀려진다.
다음의 특허청구범위와 도면에 기술된 특성들과 각각 및 그 조합은 본 발명의 기본이 된다.

Claims (10)

  1. 펌프 케이싱에 배열되고 펌프 실린더 뿐 아니라 캠축에 의해서도 구동되는 펌프 플런저를 가지며 펌프 작업 스페이스를 한정하는 적어도 하나의 펌프 부재를 구비하고, 펌프 플런저에서 축방향으로 변환이 가능하고 펌프 플런저에 연장되어 펌프 작업 스페이스와 연통하는 방출 채널의 제어 개구를 제어하며 상기 제어 개구가 펌프 플런저의 외측 표면에 배열된 제어 슬라이드를 구비하며, 양 제어 및 공급 시작과 종료를 위한 제어용의 제어 슬라이드 가동용 회전축을 구비하고 그 회전축이 펌프 케이싱에 장착되며, 고정부 수단에 의해 회전축에 고정되며 회전축의 회전 운동을 제어 슬라이드의 행정 운동으로 전환시키기 위해 제어 슬라이드에 배열된 장치의 드라이버 수단에 의해 접촉점에서 접촉하는 구동 아암을 구비하는 내연기관용 연료 분사 펌프에 있어서, 제어 슬라이드(9) 각각의 행정 위치를 조정을 위해 접촉점이 구동 아암(15,115) 및 고정부(48)의 영구 재료 변형에 의해 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 회전축(12,112)을 통과하는 스터드(16,116)가 고정부로서 작동하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 스터드(116)가 회전축에 리벳되거나 스크루되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 스터드(116) 영역에서 회전축(12,112)에 편평부(37) 또는 리세스(43)가 있고, 적어도 한 사이드에서 편평부 또는 리세스를 한정하는 적어도 하나의 고상부와 스터드(116)의 회전에 대하여 스터드(116)를 고정시키는 수단으로서 이 고상부와 대응하는 변형이 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  5. 제1항에 있어서, 구동 아암(115)이 자유단부를 향해 테이퍼되도록 구성된 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  6. 제5항에 있어서, 구동 아암(115)이 벤딩이 가능한 아암의 길이에 균일한 벤딩 응력(변형)이 미치도록 편심의 포물선형의 세로부를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  7. 제6항에 있어서, 아암의 벤딩이 가능한 길이(1)의 영역에서, 구동 아암(115)이 3치수의 포물선 세그먼트로서 구성된 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  8. 제1항에 있어서, 회전축(212)을 감싸고 단부에 위치된 두 강화 칼라(47,49) 사이에 배열된 얇고 변형 가능한 슬리브가 고정부로서 사용되고, 하나의 칼라(49)가 회전축(212)의 회전을 확실히 하도록 고정되고 다른 칼라(47)는 구동 아암(215)을 지탱하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  9. 제8항에 있어서, 변형 가능한 부분(48)에서 변형을 용이하게 하는 슬롯 또는 보어(52)가 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
  10. 제1항에 있어서, 구동 아암(15,115,215)의 자유단부에서 중앙 보어를 갖는 슬라이딩 쇼우(39,41)가 드라이버로서 그 위에 장착된 원통핀(14)이 있고, 슬라이딩 쇼우(39,41)는 제어 슬라이드(9)의 횡단 홈(13)에서 접촉하고 핀(14,114)의 축방향 변환에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 펌프.
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