KR102572903B1 - 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량제어밸브에 인가되는 전기적 제어신호를 기반으로 개폐밸브에 작용하는 스프링의 예압축력을 가변적으로 조절함으로써 유량제어밸브의 리프트 보다 흡입측 개폐밸브의 리프트를 더 크게 설정하고 연료의 충진 효율을 향상시키며, 밸브의 작동소음을 줄이면서 내구성능의 저하를 방지할 수 있는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조를 개시한다.
전술한 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조는 외부의 전기적 제어신호에 의해 동작되는 유량제어밸브, 상기 유량제어밸브의 동작에 따라 압력실의 내부로 유입되는 연료의 공급을 단속하는 유입측 개폐밸브, 및 상기 유량제어밸브와 상기 개폐밸브 사이를 연동 가능하게 연결하는 예압축력 조절식 스프링력 조정부를 포함하고, 상기 스프링력 조정부는 상기 유량제어밸브에 인가되는 전기적 제어신호에 따라 연동하여 상기 개폐밸브에 대한 예압축력을 조절하여 상기 유량제어밸브측 리프트 보다 상기 개폐밸브측 리프트를 더 크게 설정하도록 구성된다.

Description

고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조{Flow control valve structure of high pressure fuel pump}

본 발명은 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유량제어밸브의 리프트 보다 흡입측 개폐밸브의 리프트를 더 크게 설정하여 연료의 충진 효율을 향상시킴과 더불어 밸브의 작동소음을 줄이면서 내구성능의 저하를 방지할 수 있는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조에 관한 것이다.

일반적으로 직접 분사식 엔진은 연소실의 내부로 연료를 직접 분사하여 초희박 연소를 가능하게 함으로써 엔진의 출력 향상과 함께 연비 및 성능의 개선을 위해 개발된 것이다. 이러한 직접 분사식 엔진에서 가장 핵심적인 구성 중 하나는 연소실 내부로 공급되는 연료를 고압으로 압축시킬 수 있는 고압 연료펌프인 것이다.

또한, 고압 연료펌프에서 가장 중요한 부품은 압력실의 내부로 흡입되는 연료의 양을 조절할 수 있는 유량제어밸브인데, 이러한 유량제어밸브의 경우에는 유량제어밸브가 설정하는 리프트가 밸브가 설정하는 리프트 보다 커야 밸브의 원활한 닫힘상태를 보장할 수 있게 된다.

종래 등록특허 제10-1817796호에 개시된 차량용 고압 연료펌프에서 설정되는 밸브의 리프트는 제1밸브바디(410)와 밸브플레이트(521B) 사이의 이격거리에 해당한다. 또한, 유량제어밸브의 리프트는 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이의 이격거리에 해당한다.

이 경우, 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이의 이격거리인 유량제어밸브의 리프트는 제1밸브바디(410)와 밸브플레이트(521B) 사이의 이격거리인 밸브의 리프트 보다 크게 설정되어야만, 코일어셈블리(600)의 오프시 유량제어밸브(400)의 밸브플레이트(521B)가 제1밸브바디(410)에 대해 원활하게 접촉하여 밸브의 닫힘상태를 보장할 수 있게 된다. 이는 밸브플레이트(521B)와 아마츄어(522)가 니들(521A)을 통해 상호 연동하는 구조이기 때문이다.

또한, 상기와 같은 구성의 종래 고압 연료펌프에서는 펌프의 성능 향상을 위해 압력실 내부로 유입되는 연료의 충진 효율을 향상시켜야 하는 데, 이를 위해서는 제1밸브바디(410)와 밸브플레이트(521B) 사이의 이격거리인 밸브의 리프트는 더욱 길어져야 하고, 고압 연료펌프를 제어하지 않을 경우 연료의 역유동에 의한 밸브의 자기폐쇄(Self-closing)를 방지하기 위해 적정 수준 이상의 밸브 리프트가 필요하게 된다.

이 결과, 종래에는 제1밸브바디(410)와 밸브플레이트(521B) 사이의 이격거리인 밸브의 리프트 증가에 따라 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이의 이격거리인 유량제어밸브의 리프트도 함께 증가해야 하는 데, 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이에 위치하는 유량제어밸브의 리프트가 길어지게 되면, 아마츄어(522)의 이동거리가 증가하게 되므로, 폴코어(540)와의 접촉시 충격량의 증대로 인해 타격소음이 크게 발생하게 되는 문제를 유발하게 된다.

또한, 이와 같은 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이의 접촉에 의한 충격량의 증가는 부품의 내구 측면에서 악영향을 미치게 되므로 이에 대한 개선의 요구가 대두되고 있는 실정이다.

즉, 종래 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이의 이격거리인 유량제어밸브의 리프트가 제1밸브바디(410)와 밸브플레이트(521B) 사이의 이격거리인 밸브의 리프트 보다 작게 설정되어도 정상적인 밸브의 닫힘상태를 보장할 수 있고, 폴코어(540)와 아마츄어(522) 사이에서 발생하는 접촉에 의한 충격량을 최소화할 수 있는 새로운 방식의 고압 연료펌프용 유량제어밸브에 대한 개발이 필요하게 된다.

등록특허 제10-1817796호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 유량제어밸브에 인가되는 전기적 제어신호를 기반으로 개폐밸브에 작용하는 스프링의 예압축력을 가변적으로 조절함으로써 유량제어밸브의 리프트 보다 흡입측 개폐밸브의 리프트를 더 크게 설정하고 연료의 충진 효율을 향상시키며, 밸브의 작동소음을 줄이면서 내구성능의 저하를 방지할 수 있는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 외부의 전기적 제어신호에 의해 동작되는 유량제어밸브, 상기 유량제어밸브의 동작에 따라 압력실의 내부로 유입되는 연료의 공급을 단속하는 유입측 개폐밸브, 및 상기 유량제어밸브와 상기 개폐밸브 사이를 연동 가능하게 연결하는 예압축력 조절식 스프링력 조정부를 포함하고, 상기 스프링력 조정부는 상기 유량제어밸브에 인가되는 전기적 제어신호에 따라 연동하여 상기 개폐밸브에 대한 예압축력을 조절하여 상기 유량제어밸브측 리프트 보다 상기 개폐밸브측 리프트를 더 크게 설정하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 스프링력 조정부는 상기 개폐밸브의 밸브스프링에 대해 대향하는 방향으로 탄성력을 제공하도록 설치되는 컨트롤스프링을 구비하고, 상기 컨트롤스프링은 상기 유량제어밸브의 니들의 가압단부에 의해 지지되어 상기 개폐밸브의 밸브플레이트에 대해 탄성력을 제공하도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 컨트롤스프링은 상기 개폐밸브의 밸브플레이트를 중심으로 상기 밸브스프링에 의해 가압되는 부위의 반대측 부위에 탄성력을 제공하도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 컨트롤스프링은 상기 유량제어밸브의 니들과 연동하도록 구성되어, 상기 유량제어밸브에 전기적 제어신호가 인가되면, 상기 유량제어밸브의 폴코어를 향한 상기 니들의 이동에 따라 예압축력이 해지되어 상기 개폐밸브의 밸브스프링 보다 탄성력이 작게 되고, 상기 유량제어밸브에 전기적 제어신호가 비인가되면, 상기 개폐밸브의 밸브플레이트를 향한 상기 니들의 이동에 따라 예압축력이 발생되어 상기 개폐밸브의 밸브스프링 보다 탄성력이 크게 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 니들의 가압단부는 상기 컨트롤스프링의 일단부에 대한 위치의 규제를 위해 반경방향 외측으로 돌출되는 돌기부로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예는 상기 니들의 일부분과 함께 상기 컨트롤스프링을 내부에 수용하는 중공형상의 구조물로 이루어진 컨트롤플레이트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 컨트롤플레이트는 일단부에 상기 개폐밸브의 밸브플레이트와 접촉하는 폐쇄면을 구비하고, 타단부에 상기 유량제어밸브의 니들을 이동 가능하게 수용하도록 관통구멍을 갖춘 개구면을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 컨트롤스프링은 일단부가 상기 니들의 돌기부에 접촉되어 지지되고, 타단부가 상기 컨트롤플레이트의 폐쇄면에 접촉되어 지지되도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 컨트롤플레이트의 관통구멍은 상기 니들의 돌기부를 외부로 이탈되지 않게 하는 크기로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어, 상기 컨트롤플레이트는 상기 폐쇄면과 상기 개구면 사이를 연결하여 상기 컨트롤스프링의 외부 이탈을 제한하는 외주면을 더 포함하고, 상기 외주면은 상기 개폐밸브의 인렛시트의 관통구멍 내부에 수용되도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예는 유량제어밸브(30)의 코일(31)에 인가되는 전기적 제어신호를 기반으로 스프링력 조정부(110)의 컨트롤스프링(111)에 대한 예압축력을 조절함으로써 유량제어밸브(30)의 리프트(A) 보다 흡입측 개폐밸브(20)의 리프트(B)를 더 크게 설정할 수 있으므로, 기존 고압 연료펌프의 유량제어밸브 대비 동일한 동작성능을 확보한 상태에서 압력실의 내부로 더 많은 연료를 공급할 수 있어 연료의 충진 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예는 흡입측 개폐밸브(20)의 리프트(B) 보다 유량제어밸브(30)의 리프트(A)를 상대적으로 작게 설정하여도 개폐밸브(20)에 대한 원활한 개폐를 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 제어신호의 인가에 따른 유량제어밸브(30)의 동작시 폴코어(32)와 아마츄어(33) 사이에서 수반되는 접촉 소음을 크게 줄일 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명의 실시예는 폴코어(32)와 아마츄어(33) 사이에서 수반되는 접촉에 의한 충격을 줄일 수 있으므로, 유량제어밸브(30)에 대한 내구성능의 저하를 보다 적극적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고압 연료펌프의 유량제어밸브를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고압 연료펌프의 유량제어밸브에서 주요 구성부위만을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어, 전기적 제어신호의 비인가시 유량제어밸브와 개폐밸브의 동작 상태로서, 개폐밸브의 열림상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 있어, 전기적 제어신호의 인가시 유량제어밸브에서 이루어지는 아마츄어의 이동 상태, 및 개폐밸브에서 이루어지는 밸브플레이트의 이동 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 있어, 전기적 제어신호의 인가시 밸브플레이트의 이동에 따른 개폐밸브의 닫힘상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조로 하면, 본 발명의 실시예가 적용되는 고압 연료펌프는 저압상태의 연료를 압력실의 내부로 공급하기 위한 흡입관로(10), 상기 흡입관로(10)를 통해 제공되는 연료의 흡입측 유량을 조절하기 위한 개폐밸브(20), 상기 개폐밸브(20)에 대한 동작을 외부로부터 입력되는 전기적 제어신호에 기초하여 조절하기 위한 유량제어밸브(30), 상기 개폐밸브(20)를 통해 압력실의 내부로 흡입된 저압상태의 연료를 고압의 상태로 압축하기 위한 피스톤(40), 상기 피스톤(40)의 동작에 의해 압력실의 내부에서 고압으로 압축된 연료를 외부로 배출하기 위해 토출측 유량을 조절하는 체크밸브(50), 상기 체크밸브(50)를 통해 배출되는 연료를 인젝터로 공급하기 위한 토출관로(60), 및 각 구성요소들은 내부에 장착하기 위한 하우징(70)을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예가 적용되는 고압 연료펌프에서는 상기 흡입관로(10)를 통해 유입되는 연료의 맥동 저감을 위해 상기 하우징(60)의 상부에 조립되는 중공형상의 리드(80), 상기 하우징(70)과 리드(80) 사이에 형성되는 수용공간의 내부에 설치되는 댐퍼스프링(90), 및 상기 댐퍼스프링(90)의 내부에 설치되고 고압의 압축가스를 내부에 봉입하여 충전하는 댐퍼(100)를 더 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예가 적용되는 고압 연료펌프는 상기 개폐밸브(20)와 상기 유량제어밸브(30) 사이를 연동 가능하게 연결하는 예압축력 조절식 스프링력 조정부(110)를 더 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 스프링력 조정부(110)는 상기 유량제어밸브(30)에 인가되는 외부의 전기적 제어신호에 따라 연동하여 후술되는 컨트롤스프링(111)에 대한 예압축력을 조절함으로써 상기 유량제어밸브(30)측 리프트(A) 보다 상기 개폐밸브(20)측 리프트(B)를 더 크게 설정하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 스프링력 조정부(110)는 전기적 제어신호에 따라 동작하는 상기 유량제어밸브(30)의 작동과 연동하여 상기 개폐밸브(20)의 작동을 유발시키는 이른 바 종속변위 조절식 스프링력 조정장치에 해당하는 것이다.

이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 고압 연료펌프의 유량제어밸브에 대한 세부적인 구성을 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.

먼저, 상기 개폐밸브(20)는 연료의 흡입측 유량을 조절하기 위해 상기 유량제어밸브(30)의 동작에 따라 압력실의 내부로 유입되는 연료의 공급을 단속하는 것으로, 상기 하우징(70)에서 연료의 흡입측 유입경로 중에 설치되는 인렛시트(21), 상기 인렛시트(21)와 교통 가능한 유입경로를 형성하고서 인렛시트(21)의 배면측에 설치되는 밸브슬리브(22), 및 상기 밸브슬리브(22)의 내측에서 밸브스프링(23)을 매개로 탄발 지지되게 설치되어 연료의 흡입측 유입경로를 열림상태 또는 닫힘상태로 각각 전환하는 밸브플레이트(24)를 구비한다.

또한, 상기 유량제어밸브(30)는 외부로부터 입력되는 전기적 제어신호에 기초하여 상기 개폐밸브(20)의 동작을 조절하기 위한 것으로, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 자화되는 코일(31), 상기 코일(31)의 내부에 위치하고 코일(31)의 자화에 따른 전자기력을 발생하는 폴코어(32), 상기 폴코어(32)에서 발생하는 전자기력에 의해 이동하는 아마츄어(33), 상기 폴코어(32)와 상기 아마츄어(33) 사이에 설치되어 아마츄어(33)에 대해 탄성력을 제공하는 리턴스프링(34), 상기 아마츄어(33)에 대해 일단부가 결합되어 아마츄어(33)의 동작과 연동하여 상기 스프링력 조정부(110)의 컨트롤스프링(111)에 대한 예압축력을 가변적으로 조절하는 니들(35), 및 상기 하우징(70)에 고정되어 상기 아마츄어(33)의 이동을 안내하는 가이드플레이트(36)를 구비한다.

또한, 상기 예압축력 조절식 스프링력 조정부(110)는 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23)에 대해 대향하는 방향으로 탄성력을 제공하도록 설치되는 컨트롤스프링(111)을 구비한다.

이 경우, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 유량제어밸브(30)의 니들(35)의 가압단부에 의해 지지되어 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)에 대해 탄성력을 제공하도록 설치되도록 구성된다. 즉, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 유량제어밸브(30)의 니들(35)의 가압단부와 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24) 사이에서 양단부가 지지되도록 설치된다.

특히, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)를 중심으로 상기 밸브스프링(23)에 의해 가압되는 부위의 반대측 부위에 대해 반대되는 방향으로 작용하는 별도의 탄성력을 제공하도록 설치된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 컨트롤스프링(111)이 상기 유량제어밸브(30)의 니들(35)과 연동하도록 구성된다.

이에 따라, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 유량제어밸브(30)에 전기적 제어신호가 인가되면, 상기 유량제어밸브(30)의 폴코어(32)를 향한 상기 니들(35)의 이동에 따라 예압축력이 해지되어 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23) 보다 탄성력이 작게 된다.

또한, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 유량제어밸브(30)에 전기적 제어신호가 비인가되면, 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)를 향한 상기 니들(35)의 이동에 따라 예압축력이 발생되어 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23) 보다 탄성력이 크게 된다.

즉, 상기 유량제어밸브(30)의 코일(31)에 전류가 인가되어 상기 아마츄어(33)의 이동이 수반되면, 상기 컨트롤스프링(111)에 대한 예압축력이 해지되므로, 상기 컨트롤스프링(111)의 탄성력은 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23) 보다 작게 된다.

반대로, 상기 유량제어밸브(30)의 코일(31)에 전류가 비인가되어 상기 아마츄어(33)의 복귀가 수반되면, 상기 컨트롤스프링(111)에 대한 예압축력이 발생되므로, 상기 컨트롤스프링(111)의 탄성력은 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23) 보다 크게 변화된다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어, 상기 니들(35)에 위치하는 가압단부는 상기 컨트롤스프링(111)의 일단부에 대한 위치의 규제를 위해 대략 니들(35)의 중간부위에서 반경방향 외측으로 돌출되는 돌기부(35a)로 구성될 수 있을 것이다. 다만, 가압단부는 상기 니들(35)에 형성되는 돌기부(35a) 외에도 니들(35)에 의해 상기 컨트롤스프링(111)의 일단부에 대해 위치를 규제할 수 있는 형태라면 어떠한 변형된 형태로 구성되어도 무방할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조는 상기 니들(35)의 일부분과 함께 상기 컨트롤스프링(111)을 내부에 수용하는 중공형상의 구조물로 이루어진 컨트롤플레이트(120)를 더 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 컨트롤플레이트(120)는 일단부에 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)와 접촉할 수 있는 형태의 폐쇄면(121)을 구비하고, 타단부에 상기 유량제어밸브(30)의 니들(35)을 이동 가능하게 수용하기 위해 천공된 형태의 관통구멍(122a)을 갖춘 개구면(122)을 구비하도록 구성된다.

또한, 상기 컨트롤스프링(111)은 일단부가 상기 니들(35)의 돌기부(35a)에 접촉되어 지지되고, 타단부가 상기 컨트롤플레이트(120)의 폐쇄면(121)에 접촉되어 지지되도록 설치된다. 즉, 상기 컨트롤스프링(111)은 일단부가 상기 니들(35)의 돌기부(35a)에 의해 지지된 상태에서, 타단부가 상기 컨트롤플레이트(120)의 폐쇄면(121)을 통해 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)에 대해 탄성력을 제공할 수 있도록 설치된다.

또한, 상기 컨트롤플레이트(120)의 관통구멍(122a)은 상기 니들(35)의 돌기부(35a)를 외부로 이탈되지 않게 하는 크기로 설정됨으로써, 상기 컨트롤스프링(111)의 이완시 상기 니들(35)의 돌기부(35a)는 상기 컨트롤플레이트(120)의 관통구멍(122a)을 통해 외부로 이탈되지 않을 수 있게 된다.

또한, 상기 컨트롤플레이트(120)는 상기 폐쇄면(121)과 상기 개구면(122) 사이를 일체로 연결하여 상기 컨트롤스프링(111)의 반경방향을 향한 외부 이탈을 제한하는 외주면(123)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 컨트롤플레이트(120)의 외주면(123)은 상기 개폐밸브(20)의 인렛시트(21)의 관통구멍 내부에 수용되도록 배치된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조는 다음과 같이 동작하게 된다.

도 3을 참조로 하면, 상기 유량제어밸브(30)의 코일(31)에 전기적 제어신호가 비인가되면, 상기 아마츄어(33)는 상기 리턴스프링(34)의 복원력에 의해 도면 기준 좌측으로 니들(35)과 함께 이동한 상태이므로, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 니들(35)의 돌기부(35a)에 의해 가압되어 예압축된 상태로 전환되고, 이때 상기 흡입관로(10)를 통해 상기 개폐밸브(20)를 향해 유입되는 연료의 공급압(점선 화살표 도시)에 의한 힘이 상기 밸브플레이트(24)에 우측면에 더해지게 되므로, 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)는 상기 인렛시트(21)로부터 이격되어 열림상태로 전환되어 외부로부터 제공되는 연료는 압력실의 내부로 원활하게 유입될 수 있게 된다.

이 경우, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 니들(35)의 돌기부(35a)에 의해 가압된 상태이므로 예압축된 상태로 전환되어 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23) 보다 탄성력이 크게 되고, 이때 상기 흡입관로(10)를 통해 상기 개폐밸브(20)를 향해 유입되는 연료의 공급압에 의한 힘이 상기 밸브플레이트(24)에 우측면에 더해지게 되므로, 상기 개폐밸브(20)의 밸브플레이트(24)는 열림상태로 유지될 수 있게 된다.

도 4를 참조로 하면, 상기 유량제어밸브(30)의 코일(31)에 전기적 제어신호가 인가되면, 상기 아마츄어(33)는 상기 리턴스프링(34)의 탄성력을 극복하고 상기 폴코어(32)를 향해 도면 기준 우측으로 이동하게 된다.

이 과정에서 상기 니들(35)은 상기 아마츄어(33)와 함께 이동하게 되므로, 상기 컨트롤스프링(111)은 상기 니들(35)의 돌기부(35a)에 의해 가압 해지된 상태로 전환되어 예압축되지 않게 된다.

또한, 상기 니들(35)의 이동에 따라 상기 컨트롤스프링(111)에 가해졌던 예압축력이 해제되면, 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23)은 상기 컨트롤스프링(111)의 탄성력을 극복하고 상기 밸브플레이트(24)를 도면 기준 우측으로 밀게 된다.

도 5를 참조로 하면, 상기 개폐밸브(20)의 밸브스프링(23)이 상기 밸브플레이트(24)를 우측으로 밀게 되면, 상기 밸브플레이트(24)는 상기 인렛시트(21)와 접촉하게 되므로, 상기 개폐밸브(20)는 열림상태에서 닫힘상태로 전환된다.

이에 따라, 압력실의 내부로 유입된 연료는 상기 피스톤(40)의 상승에 따라 고압을 압축된 다음, 상기 체크밸브(50)를 통해 외부로 배출되어 인젝터 측으로 공급될 수 있게 된다.

이상과 같이 상기 유량제어밸브(30)의 코일(31)에 인가되는 전기적 제어신호를 기반으로 스프링력 조정부(110)의 컨트롤스프링(111)에 대한 예압축력을 조절할 수 있게 되면, 상기 유량제어밸브(30)의 리프트(A) 보다 상기 개폐밸브(20)의 리프트(B)를 더 크게 설정할 수 있고, 이를 통해 기존의 고압 연료펌프의 유량제어밸브 대비 압력실의 내부로 더 많은 연료를 공급할 수 있으므로 연료의 충진 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 개폐밸브(20)의 리프트(B) 보다 상기 유량제어밸브(30)의 리프트(A)를 상대적으로 작게 설정함에도 불구하고 상기 개폐밸브(20)의 원활한 개폐를 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 전기적 제어신호의 인가에 따른 상기 유량제어밸브(30)의 동작시 폴코어(32)와 아마츄어(33) 사이에서 수반되는 접촉 소음을 크게 줄일 수 있고, 이를 통해 유량제어밸브(30)에 대한 내구성능의 저하를 보다 적극적으로 방지할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10-흡입관로 20-개폐밸브
21-인렛시트 22-밸브슬리브
23-밸브스프링 24-밸브플레이트
30-유량제어밸브 31-코일
32-폴코어 33-아마츄어
34-리턴스프링 35-니들
35a-돌기부 36-가이드플레이트
40-피스톤 50-체크밸브
60-토출관로 70-하우징
80-리드 90-댐퍼스프링
100-댐퍼 110-스프링력 조정부
111-컨트롤스프링 120-컨트롤플레이트

Claims (10)

1. 저압상태의 연료를 흡입하는 흡입관로;
   상기 흡입관로를 통해 제공되는 연료의 흡입측 유량을 조절하는 개폐밸브;
   상기 개폐밸브에 대한 동작을 외부의 전기적 제어신호에 따라 조절하는 유량제어밸브; 및
   상기 개폐밸브와 상기 유량제어밸브 사이를 연동 가능하게 연결하는 예압축력 조절식 스프링력 조정부를 포함하고,
   상기 스프링력 조정부는 상기 개폐밸브의 밸브스프링에 대해 대향하는 방향으로 탄성력을 제공하도록 설치되는 컨트롤스프링을 구비하고, 상기 컨트롤스프링은 상기 유량제어밸브의 니들의 가압단부에 의해 지지되어 상기 개폐밸브의 밸브플레이트에 대해 탄성력을 제공하도록 설치되며,
   상기 스프링력 조정부는 상기 유량제어밸브에 인가되는 전기적 제어신호에 따라 연동하여 상기 컨트롤스프링에 대한 예압축력을 조절하여 상기 유량제어밸브측 리프트 보다 상기 개폐밸브측 리프트를 더 크게 설정하도록 구성되는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
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3. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤스프링은 상기 개폐밸브의 밸브플레이트를 중심으로 상기 밸브스프링에 의해 가압되는 부위의 반대측 부위에 탄성력을 제공하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤스프링은 상기 유량제어밸브의 니들과 연동하도록 구성되어, 상기 유량제어밸브에 전기적 제어신호가 인가되면, 상기 유량제어밸브의 폴코어를 향한 상기 니들의 이동에 따라 예압축력이 해지되어 상기 개폐밸브의 밸브스프링 보다 탄성력이 작게 되고, 상기 유량제어밸브에 전기적 제어신호가 비인가되면, 상기 개폐밸브의 밸브플레이트를 향한 상기 니들의 이동에 따라 예압축력이 발생되어 상기 개폐밸브의 밸브스프링 보다 탄성력이 크게 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 니들의 가압단부는 상기 컨트롤스프링의 일단부에 대한 위치의 규제를 위해 반경방향 외측으로 돌출되는 돌기부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 니들의 일부분과 함께 상기 컨트롤스프링을 내부에 수용하는 중공형상의 구조물로 이루어진 컨트롤플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 컨트롤플레이트는 일단부에 상기 개폐밸브의 밸브플레이트와 접촉하는 폐쇄면을 구비하고, 타단부에 상기 유량제어밸브의 니들을 이동 가능하게 수용하도록 관통구멍을 갖춘 개구면을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 컨트롤스프링은 일단부가 상기 니들의 돌기부에 접촉되어 지지되고, 타단부가 상기 컨트롤플레이트의 폐쇄면에 접촉되어 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 컨트롤플레이트의 관통구멍은 상기 니들의 돌기부를 외부로 이탈되지 않게 하는 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 컨트롤플레이트는 상기 폐쇄면과 상기 개구면 사이를 연결하여 상기 컨트롤스프링의 외부 이탈을 제한하는 외주면을 더 포함하고, 상기 외주면은 상기 개폐밸브의 인렛시트의 관통구멍 내부에 수용되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료펌프의 유량제어밸브 구조.