KR20110003875A - 엔진의 연료펌프 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료펌프 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 엔진에 연료펌프를 장착함과 동시에 오일의 실링성을 확보할 수 있는 엔진의 연료펌프 장착구조에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 실린더헤드;

상기 실린더헤드에 상기 연료펌프가 장착될 수 있도록 상부에 장착되는 연료펌프 어댑터;

상기 실린더헤드와 상기 연료 펌프의 상부를 덮기 위한 헤드커버;

상기 연료펌프로부터 연료가 연통되도록 연료펌프의 상단에 형성되는 연료파이프 연결부; 및

상기 연료파이프 연결공과 연통되도록 상기 헤드커버에 형성되는 연료파이프 관통공;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료펌프 장착구조를 제공한다.

헤드 커버, 실린더 헤드, 연료펌프 어댑터, 연료펌프

Description

엔진의 연료펌프 장착구조{STRUCTURE FOR MOUNTING FUEL PUMP TO ENGINE}

본 발명은 연료펌프 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 엔진에 연료펌프를 장착함과 동시에 오일의 실링성을 확보할 수 있는 엔진의 연료펌프 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린 직접 분사(gasoline direct injection; GDI)엔진은 기존 MPI(multi point injection)엔진과 달리 가솔린연료를 엔진의 흡기매니폴드(intake manifold)나 실린더헤드 흡기포트(intake port)에 연료를 분사한 후 에어클리너를 통해 유입된 공기와 혼합하여 연소실 내부로 유입시켜 점화시키는 방법이 아니라, 먼저 에어클리너를 통해 흡입된 공기를 연소실 내부로 공급한 후 밸브를 닫고 공기를 압축하는 과정에서 연소실 내부에 직접 연료를 분사하는 구조를 가지고 있다.

또는, 연소조건에 따라서 공기흡입과정 중에 흡기 공기와 함께 연소실 내부로 연료를 분사하여 균질하게 공기와 연료를 혼합시키는 방식을 취하기도 한다.

이와 같은 연소실 내부에 가솔린연료를 직접분사하는 직분엔진은 고압의 연료펌프를 엔진 자체에 장착하여서 연료탱크의 연료펌프를 통해 엔진까지 이송되어온 연료를 2차로 고압으로 가압하여 연소실 내부에 직접 분사하게 된다.

GDI엔진의 연료펌프를 엔진에 장착하고, 엔진과 연료펌프간의 실링을 하기 위하여 많은 형상들이 고려되어 엔진에 최근 GDI엔진에 적용되고 있다.

종래의 GDI엔진의 연료펌프 장착구조는 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더헤드(10)의 상부 또는 캠샤프트 장착캠의 캠 캡(cam cap) 상단부에 연료펌프 어댑터(20)를 장착하고, 헤드 커버(30)에 연료펌프 장착구멍을 뚫어 연료펌프 어댑터(20)를 상기 헤드 커버(30)의 상부로 위치시킨 후, 연료펌프(40)를 연료펌프 어댑터(20)에 고정시켜, 헤드 커버(30)와 연료펌프 어댑터(20) 간에 러버 링(rubber ring)이나 가스켓 등을 적용할 수 있는 실링부재(50)를 사용한다.

하지만, 종래의 연료펌프 장착구조는 헤드 커버(30) 상단부에 연료펌프(40) 또는 연료펌프 어댑터(20)의 전체형상의 크기만큼 헤드 커버(30)에 구멍을 뚫어 연료펌프(40)를 장착하여야 한다.

따라서, 헤드 커버(30)에 연료펌프(40) 크기에 대응하는 큰 구멍을 형성함으로써, 헤드 커버(30)의 구조 강성이 약해지게 되어 변형이 발생되게 된다.

또한, 연료펌프(40)와 헤드 커버(30)의 실링을 위하여 커다란 러버링 또는 오링으로 실링을 해야 하지만, 연료펌프(40) 및 연료펌프 어댑터(20)의 형상이 복잡하고 크기가 커서 실링에 많은 어려움을 겪게 되고, 강성저하에 의한 진동발생으로 엔진의 소음과 진동문제가 발생되게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 연료펌프와 실린더 헤드의 상부 전체를 덮으므로 실링성을 개선하고, 외부로 방사되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있는 엔진의 연료펌프 장착구조를 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진의 연료펌프 장착구조는 실린더헤드;

상기 실린더헤드에 상기 연료펌프가 장착될 수 있도록 상부에 장착되는 연료펌프 어댑터;

상기 실린더헤드와 상기 연료 펌프의 상부를 덮기 위한 헤드커버;

상기 연료펌프로부터 연료가 연통되도록 연료펌프의 상단에 형성되는 연료파이프 연결부; 및

상기 연료파이프 연결공과 연통되도록 상기 헤드커버에 형성되는 연료파이프 관통공;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 헤드 커버는 합성수지로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 연료파이프 연결부 및 상기 연료파이프 관통공에는 실링부재가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 헤드 커버는 GDI엔진의 연료펌프 어댑터와 연료펌프에 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료펌프 장착구조에 의하면, GDI엔진의 연료펌프와 연료펌프 어댑터를 헤드 커버의 내부에 내장함으로써 헤드 커버와 연료펌프 간의 실링효과 및 연료펌프의 소음이 외부로 방사되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

또한, 상기 헤드 커버의 상면을 연료펌프의 크기만큼 홀을 형성할 필요가 없으므로 실린더 헤드 커버의 강성을 증대시킨다.

또한, 가스켓이 생략가능하므로 원가절감의 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 연료펌프 장착구조를 도시한 단면도이다.

여기에서 사용되는 엔진은 통상적으로 적용되는 기술구성으로서 당업자라면 이해할 수 있는 구성이므로 이러한 기본적인 구성은 본래 목적상 도면에 도시하지 않았지만, 이에 대하여 개략적인 설명을 하도록 한다.

통상적으로 엔진은 크랭크실을 갖는 크랭크케이스, 실린더보어를 구비하는 실린더블록, 연소실 및 상기 연소실에 개구되는 흡/배기포트를 포함한다.

여기서, 상기 엔진의 저면에는 연료탱크가 배치될 수 있다.

상기 실린더블록의 상측으로 일체로 결합됨으로써 연소실이 이루어지도록 실린더 헤드가 구비되고, 상기 크랭크케이스는 상기 실린더블록의 하단에 볼트 등의 결합부재로 체결된다.

상기 크랭크케이스는 중심부에 대하여 양측으로 각각 절반으로 분할되며 볼트에 의해 상호 결합된다.

상기 크랭크실에 수용되는 크랭크샤프트는 그 사이에 개재되는 볼베어링을 매개로 하여 회전되고 상기 크랭크샤프트는 상기 실린더보어에 수용되는 피스톤에 커넥팅로드를 통하여 연결된다.

상기 크랭크샤프트의 외주면이 밀착되어 긴밀성을 확보하기 위해 상기 베어링의 주변에 오일실(oil seal)이 더 설치되고, 상기 실린더 블록과 상기 크랭크 케이스의 연결부 사이에 가스켓이 개재된다.

한편, 상기 실린더 헤드(100)의 외측으로 연장되는 배기 매니폴드가 형성된다.

이러한 배기 매니폴드는 배기가스를 배출시키는 기능을 하게 된다.

또한, 상기 엔진을 가로질러 앞뒤로 균등하게 구획되도록 격벽이 연장형성된다.

이때 구획 중에 앞부분은 배기 시스템을 포함하고, 상기 엔진의 뒷부분은 흡기 매니폴드와 같은 흡기 시스템을 포함한다.

그리고, 상기 실린더 헤드에 형성되는 연소실은 점화플러그, 적어도 2개의 흡기밸브 및 적어도 2개의 배기밸브를 포함한다.

상기 흡기밸브와 배기밸브는 각각 흡기포트와 배기포트를 개폐시키기 위해 실린더보어의 축방향에 대하여 평행하도록 실린더 헤드에 설치된다.

이때, 상기 흡기밸브와 배기밸브는 후술하는 밸브구동장치에 의해 구동된다.

여기서, 상기 실린더 헤드(100)는 외주면 상에 복수개의 캠 및 연료펌프 구동용 캠을 갖는 캠 샤프트가 수직방향으로 배치되도록 함으로써 후측에 구획되는 벽을 형성한다.

상기 캠 샤프트는 상단 및 하단에 위치하는 저널부를 구비하고 저널부는 베어링 장치에 의해 지지된다.

또한, 상기 캠 샤프트의 상단은 캠 샤프트 풀리에 고정된다.

또한, 흡기 및 배기밸브를 구동하기 위한 밸브로커암을 지지하는 로커암 샤프트가 상기 캠샤프트에 근접하여 배치된다.

상기 로커암 샤프트는 상기 캠 샤프트에 평행하도록 수직으로 연장되고, 상기 캠 샤프트로부터 이격되어 공간을 형성한다.

상기 밸브 로커 암은 상기 흡기 및 배기밸브를 제어할 수 있도록 배치되고 상기 로커 암 샤프트에 의해 피벗 지지된다.

즉, 전술한 바와 같이 상기 캠 샤프트, 상기 캠, 상기 밸브 로커암, 흡기/배기 밸브는 밸브구동장치로서 상호 작동하게 된다.

따라서, 상기 캠 샤프트의 동일축 상에 연료펌프 구동용 캠에 의해서 연료펌 프의 내부에 장착되어 있는 태핏롤러 및 태핏을 수직왕복운동할 수 있도록 구동하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 연료펌프 장착구조를 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 연료펌프 장착구조는 실린더 헤드(100), 연료펌프 어댑터(200), 연료펌프(300), 연료파이프 연결부(310), 헤드 커버(400) 및 상기 헤드 커버(400)의 상면에 형성되는 연표파이프 관통공(500)을 포함한다.

여기서, 상기 실린더 헤드(100)는 일반적으로 사용되는 구조로서, 전술한 바와같이 실린더 블록의 상부를 덮음으로써 그 사이에 연소실을 형성하게 된다.

상기 연료펌프 어댑터(200)는 후술할 연료펌프(300)를 상기 실린더 헤드(100)의 상측에 결합하기 위하여 상기 실린더 헤드(100)의 상부에 형성된다.

즉, 상기 실린더 헤드(100)의 상부에 연료펌프 어댑터(200)를 형성하고 이러한 연료펌프 어댑터(200)를 통하여 상기 연료펌프(300)를 장착하게 된다.

여기서, 연료펌프(300)는 연료를, 예를 들면 GDI엔진의 인젝터(미도시)로 송출하기 위한 것이다.

이러한 연료펌프(300)는 전술한 바와 같이 내부에 도시하지 않은 태핏롤러, 롤러 및 연료펌프 구동용 캠 등을 포함한다.

이러한 밸브구동장치에 의해 상기 연료펌프(300)가 구동되며 리프트 펌프(미도시)로부터 송출된 연료를 고압의 상태로 만들게 된다.

이때, 고압의 연료를 상기 연료펌프(300)로부터 송출된 연료를, 예를 들면 인젝터로 압송하기 위해서 상기 연료펌프(300)의 상단에는 연료파이프 연결부(310)가 형성된다.

이러한 연료파이프 연결부(310)는 원통형상의 관부재가 결합되어 연통되되 외부와 차단될 수 있도록 별도의 실링부재(미도시)가 상기 연료파이프 연결부(310)의 외주면을 감싸도록 별도로 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 연료파이프 연결부(310)의 형상이나 위치는 상기 연료펌프(300)로부터 상측으로 연통될 수 있는 위치면 어느 곳이든 가능하다.

또한, 상기 연료펌프(300) 및 연료펌프 어댑터(200)의 상부를 덮음과 동시에 외부와 밀폐되도록 헤드 커버(400)가 구비된다.

상기 헤드 커버(400)는 상기 실린더 헤드(100)의 상면 전체를 덮을 수 있는 크기이며, 상기 연료펌프(300) 및 상기 연료펌프 어댑터(200)가 상기 헤드 커버(400)에 의해 외부와 차단되는 것은 물론이다.

이때, 상기 헤드 커버(400)의 상면에는 상기 연료파이프 연결부(310)와 대응되도록 연표파이프 관통공(500)이 형성된다.

이러한 연표파이프 관통공(500)은 상기 연료펌프(300)로부터 고압의 연료가 빠져나와서 상기 인젝터를 향하여 송출될 수 있도록 상기 헤드 커버(400)의 상면을 천공형성한다.

이러한 연표파이프 관통공(500)의 단부에도 이를 둘러쌓아서 외부로부터 밀폐될 수 있도록 별도의 실링부재가 형성된다.

이와 같이, 상기 헤드 커버(400)는 상기 연료펌프(300) 및 연료펌프 어댑터(200)를 외부로부터 밀폐시킴과 동시에 운전시에 발생되는 소음이 외부로 방사되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

또한, 상기 연표파이프 관통공(500)은 종래의 연료펌프 장착구조에 비하여 크기가 매우 작으므로 상기 헤드 커버(400)의 강성을 저하시키는 문제가 발생되지 않고, 이에 따라서 상기 헤드 커버(400)의 재질에 제한을 받지 않는다.

즉, 종래의 연료펌프 장착구조에서는 상기 헤드 커버(400)의 강성을 유지하기 위해서 스틸이 사용되므로 전체적인 중량이 증대되는 반면에, 본 발명의 일실시예에 의한 연료펌프 장착구조에서는 상기 헤드 커버(400)의 재질로서 가벼운 합성수지가 사용될 수 있으므로 차량의 전체적인 중량이 감소되는 효과를 갖는다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 연료펌프 장착구조를 도시한 단면도.

도 2는 종래기술에 의한 엔진의 연료펌프 장착구조를 도시한 단면도.

* 도면에 사용된 주요부분 부호설명 *

100 : 실린더 헤드 200 : 연료펌프 어댑터

300 : 연료펌프 310 : 연료파이프 연결부

400 : 헤드 커버 500 : 연료파이프 관통공

Claims (4)

1. 실린더헤드;

   상기 실린더헤드에 상기 연료펌프가 장착될 수 있도록 상부에 장착되는 연료펌프 어댑터;

   상기 실린더헤드와 상기 연료 펌프의 상부를 덮기 위한 헤드커버;

   상기 연료펌프로부터 연료가 연통되도록 연료펌프의 상단에 형성되는 연료파이프 연결부; 및

   상기 연료파이프 연결공과 연통되도록 상기 헤드커버에 형성되는 연료파이프 관통공;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료펌프 장착구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 헤드커버는 합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료펌프 장착구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 연료파이프 연결부 및 상기 연료파이프 관통공에는 실링부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료펌프 장착구조.
4. 제1항에 있어서,

   상기 헤드커버는 GDI엔진의 연료펌프 어댑터와 연료펌프에 적용되는 것을 특징으로 하는 엔진의 연료펌프 장착구조.

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