高压燃料泵的制作方法

本发明涉及高压燃料泵，更加详细地，涉及适用于直喷式汽油发动机并将燃料压缩成高压燃料以便以高压向燃烧室喷射燃料的高压燃料泵。

背景技术：

为了改善汽油发动机的燃油费及性能，正在开发直喷式(gasolinedirectinjection；gdi)发动机技术。相对于通过空气/燃料混合器(air/fuelmixture)的吸入、压缩、点火、爆炸及排气过程来产生动力的传统汽油发动机的燃烧过程，直喷式汽油发动机在仅吸入空气并经过压缩之后喷射燃料。这种方式类似于柴油机的压缩点火方式。

因此，直喷式汽油发动机可以实现超过传统汽油发动机的压缩比(compressionratio)极限的高压缩比，从而具有可使燃油费极大化的优点。

在这种直喷式汽油发动机中，燃料压力成为非常重要的因素，为此需要高性能的高压燃料泵。

以往的高压燃料泵具有如下结构，即，安装在发动机的凸轮轴，泵轴通过凸轮的旋转力来旋转，并且泵的活塞通过上述旋转力来运动并形成压力，从而供给汽油燃料。但是，这种以往高压燃料泵呈具有3个活塞(three-piston)的形态，从而存在价格昂贵的缺点。

为了解决这种问题，开发出具有单个泵活塞的单活塞(single-piston)型直喷式汽油发动机用高压燃料泵。

图1为简要示出以往的直喷式汽油发动机用高压燃料泵的剖视图。

参照图1，以往的直喷式汽油发动机用高压燃料泵10安装于发动机的凸轮轴(未图示)，使得活塞71借助凸轮的旋转力沿着上下方向进行直线往复运动来形成压力，并向喷射器(未图示)供给汽油燃料。

更加具体地，在上述直喷式汽油发动机用高压燃料泵10中，在外罩20的上部配置有阻尼部30，若通过设置于上述阻尼部30的流入部81向上述阻尼部30供给燃料，则上述阻尼部30减少流入燃料的脉动。并且，在形成于上述外罩20的流入流路22配置有流量调节阀40，上述流量调节阀40向形成于上述外罩20的腔室21供给通过上述阻尼部30流入的燃料。并且，在形成于上述外罩20的排出流路23配置有排出阀50和排出部82，若储存于上述腔室21的燃料达到规定压力以上，则上述排出阀50被开放并通过上述排出流路23排出燃料，上述排出部82与喷射器相连接，用于向喷射器供给被上述排出流路23压缩并排出的高压燃料。其中，在上述外罩20设置有活塞71和返回弹簧72，从而将储存于上述腔室21的燃料压缩成高压燃料。

另一方面，当发生在上述腔室21中经过加压并排出的燃料的压力超过预设的极限压力的异常高压现象时，设置用于将通过上述排出流路23排出的燃料中的一部分移送到上述腔室21来减轻燃料的排出压力的减压阀(pressurereliefvalve；prv)60。

如图1所示，上述减压阀60配置于用于使上述排出流路23和上述腔室21相连通的减压流路24，当在通过上述排出流路23排出的燃料中发生超过极限压力的异常高压现象时，上述减压阀60被开放，并使通过上述排出流路23排出的燃料中的一部分返回到上述腔室21来减轻燃料的排出压力。

但是，由于上述腔室21为将燃料压缩成高压燃料的空间，因而上述排出流路23与上述腔室21的空间之间的压力差不大，从而难以快速解除异常高压状态，为了收容返回的燃料而需要形成大的上述腔室21，因而存在压缩效率及排出效率下降的问题。

并且，由于上述减压流路24与上述腔室21相连通，因而在上述腔室21压缩成高压的情况下，高压燃料会向上述减压流路24逆流，从而会周期性地对上述减压阀60的内侧加压，进而存在缩短上述减压阀60的寿命或引起上述减压阀60的故障的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国授权专利第10-1182131号(2012年09月06日)

专利文献2：日本授权专利第4664989号(2011年01月14日)

技术实现要素：

本发明为了解决如上所述的问题而创造，本发明的目的在于，提供可通过使减压流路与并非为高压状态腔室的低压流路相连接来快速解除异常高压现象的高压燃料泵。

为了实现如上所述的目的，本发明优选实施例的高压燃料泵包括：外罩，包括腔室、流入流路及排出流路，上述腔室用于对所接收的燃料加压，上述流入流路与上述腔室相连通，用于使燃料流入，上述排出流路与上述腔室相连通，用于排出燃料；活塞，配置于上述外罩，通过进行直线往复运动来对供给到上述腔室的燃料加压；套筒，与上述外罩相结合，用于支撑上述活塞，与上述外罩形成空间部，以储存燃料；排出阀，配置于上述外罩的排出流路，当储存于上述腔室的燃料的压力达到第一压力以上时被开放；以及减压阀，配置在以使上述排出流路与上述空间部相连通的方式形成于上述外罩的减压流路，当向上述减压流路供给的燃料的压力达到第二压力以上时被开放。

并且，本发明实施例的高压燃料泵还可包括：阻尼部，配置于上述外罩的上部，在降低通过流入部流入的燃料的脉动之后向上述外罩的流入流路供给上述燃料；以及流量调节阀，配置于上述流入流路，用于开闭上述流入流路，并向上述腔室供给规定流量的燃料。

在上述外罩可形成有用于使上述阻尼部与上述空间部相连通的阻尼孔，上述减压流路能够以使上述排出流路与上述阻尼孔相连通的方式形成。

并且，上述减压流路可在与上述活塞正交的上述外罩的平面上以与上述排出流路形成规定角度的方式倾斜而成。

并且，上述阻尼孔能够以沿着上述外罩的长度方向平行于上述活塞的方式形成，上述减压流路能够以与上述阻尼孔形成直角的方式设置。

其中，上述减压阀可包括：阀体，以插入的方式与上述减压流路相结合，形成有贯通孔，使得燃料能够流动；开闭部，用于开闭上述阀体的贯通孔；以及弹簧，一侧端被上述开闭部所支撑，另一侧端被上述阻尼孔所支撑，当流入上述减压流路的燃料的压力达到第二压力以上时被弹性压缩。

并且，在上述阻尼孔可形成有插入槽，使得上述弹簧的另一侧端插入并结合。

上述排出阀可包括：阀罩，以插入的方式与上述排出流路相结合，形成有流入口，使得燃料能够流入；开闭部，插入于上述阀罩来进行滑动，以开闭上述流入口，呈球状，与上述流入口线接触；阀套筒，以插入的方式与上述排出流路相结合，形成有排出口，以排出燃料；以及弹簧，配置在上述开闭部与上述阀套筒之间，当从上述排出流路排出的燃料的压力达到第一压力以上时被弹性压缩。

其中，上述阀罩可包括：阀罩本体，呈圆筒形态，在前部面形成有直径小于上述开闭部的直径的上述流入口，后部面开放；引导部，设置有多个，在上述阀罩本体的内周面以规定角度隔开来呈放射状，与上述开闭部的外周面相接触，用于引导上述开闭部的移动；以及流路部，在上述阀罩本体的中心，以半径大于上述开闭部的半径的方式形成于多个上述引导部之间，当上述开闭部开放上述流入口时，使燃料流动。

并且，上述排出阀能够对因储存于上述腔室的燃料的压力达到第一压力以上而能够使上述开闭部移动的行程进行调节。

根据本发明的高压燃料泵，通过使减压流路与并非为高压状态腔室的低压流路相连接，从而可获得可快速解除异常高压现象的效果。

并且，根据本发明，不向腔室供给为了解除异常高压现象而返回的燃料，从而可缩小腔室的体积，由此可获得可提高压缩效率及排出效率的效果。

附图说明

图1为简要示出以往的直喷式汽油发动机用高压燃料泵的剖视图。

图2为在本发明实施例的高压燃料泵中通过截取外罩来简要示出设置有减压阀的状态的剖视图。

图3为以图2的a-a′部分为基准截取并简要示出本发明实施例的高压燃料泵的剖视图。

图4为以图2的b-b′部分为基准截取并简要示出本发明实施例的高压燃料泵的剖视图。

图5为在本发明实施例的高压燃料泵中截取并简要示出排出阀的立体图。

图6为在本发明实施例的高压燃料泵中截取并简要示出排出阀的阀罩的俯视图。

图7为以图6的c-c′部分为基准截取并简要示出本发明实施例的高压燃料泵的排出阀的剖视图。

图8为以图6的d-d′部分为基准截取并简要示出本发明实施例的高压燃料泵的排出阀的剖视图。

图9为简要示出本发明实施例的高压燃料泵中的排出阀的另一实施例的剖视图。

附图标记的说明

100：高压燃料泵200：外罩

210：凸缘部220：中空部

221：腔室222：流入流路

223：排出流路224：阻尼孔

225：减压流路226：插入槽

227：空间部230：阻尼部

241：活塞242：套筒

243：返回弹簧251：流入部

252：排出部260：流量调节阀

300：排出阀310：阀罩

311：阀罩本体312：流入口

313：引导部314：流路部

320：开闭部330：阀套筒

331：套筒本体332：排出口

333：限位器340：弹簧

400：减压阀410：阀体

420：开闭部430：弹簧

具体实施方式

为了有助于理解本发明的特征，以下对与本发明实施例有关的高压燃料泵进行更加详细的说明。

应当注意，为了有助于理解以下所说明的实施例，在对各个附图的结构要素赋予附图标记的过程中，即使示出在不同的附图中，对于相同的结构要素也尽可能赋予了相同的附图标记。并且，在说明本发明的过程中，当判断出对相关公知结构或功能的具体说明有可能混淆本发明的主旨时，将省略对其的详细说明。

以下，参照附图来对本发明的具体实施例进行说明。

图2为在本发明实施例的高压燃料泵中通过截取外罩来简要示出设置有减压阀的状态的剖视图，图3及图4为以图2的a-a′部分及b-b′部分为基准截取并简要示出上述高压燃料泵的剖视图。

图5为在上述高压燃料泵中截取并简要示出排出阀的立体图，图6为截取并简要示出上述排出阀的阀罩的俯视图。并且，图7及图8为以图6的c-c′部分及d-d′部分为基准截取并简要示出上述高压燃料泵的排出阀的剖视图。并且，图9为简要示出上述高压燃料泵中的排出阀的另一实施例的剖视图。

参照图2至图8，本发明实施例的高压燃料泵100包括：外罩200，用于对被流入的燃料进行压缩；活塞241，用于对供给到上述外罩200的燃料进行压缩；套筒242，与上述外罩200相结合，用于支撑上述活塞241，与上述外罩200形成空间部227，以储存燃料；排出阀300，设置于上述外罩200的排出流路223，用于开闭上述排出流路223；以及减压阀400，当通过上述排出流路223排出的燃料的压力在规定压力以上时，被开放并降低压力。并且，上述高压燃料泵100还包括：阻尼部230，设置于上述外罩200；以及流量调节阀260，设置于上述外罩200的流入流路222，用于开闭上述流入流路222。

上述外罩200呈圆柱形态，并借助向外侧突出而成的凸缘部210安装于发动机(未图示)。并且，在上述外罩200中，在内部形成有仅向一侧开放的中空部220，上述活塞241插入于上述中空部220，上述活塞241在上述中空部220进行直线往复运动。

并且，在上述外罩200中，在上述中空部220的内侧端部形成有用于使燃料流入并储存的腔室221，上述腔室221的一侧面与用于供给燃料的流入流路222相连通，上述腔室221的另一侧面与用于排出燃料的排出流路223相连通。即，以附图为基准，上述腔室221形成于上述外罩200的内侧中心部，上述流入流路222和上述排出流路223在与上述腔室221相连通的状态下沿着上述外罩200的半径方向形成。

其中，上述流入流路222与上述阻尼部230相连接，用于储存从上述阻尼部230供给的燃料，在上述流入流路222配置有上述流量调节阀260，用于对向上述腔室221供给的燃料的流量进行调节。

并且，在上述排出流路223设置有排出部252，从而接收从上述排出流路223排出的燃料，上述排出部252通过与喷射器(未图示)相连接来向喷射器供给高压燃料。

进而，在上述外罩200设置有由上述套筒242和上述外罩200形成的空间部227以及用于使上述排出流路223连通的减压流路225。

更加具体地，在上述外罩200形成有用于使上述阻尼部230与上述空间部227相连通的阻尼孔224，上述减压流路225用于使上述排出流路223与上述阻尼孔224相连通。

即，上述阻尼孔224以沿着上述外罩200的长度方向平行于上述活塞241的方式形成，上述减压流路225与上述阻尼孔224形成直角。

并且，上述减压流路225在与上述活塞241正交的上述外罩200的平面上以与上述排出流路223形成规定角度θ的方式倾斜而成。由于上述阻尼孔224形成在不与上述腔室221及中空部220连通的位置，因而用于使上述排出流路223与上述阻尼孔224相连通的上述减压流路225以与上述排出流路223形成规定角度θ的方式设置。即，上述减压流路225与上述排出流路223之间的角度θ根据上述阻尼孔224的形成位置而发生改变。上述角度θ可能根据上述外罩200、上述腔室221及中空部220的大小而发生改变，但优选地，上述减压流路225与上述排出流路223形成30度至50度范围内的角度。

上述活塞241通过插入于上述外罩200的中空部来进行直线往复运动，用于对供给到上述外罩200的腔室221的燃料加压。

更加具体地，上述活塞241与发动机的凸轮轴(未图示)相连接，从而借助上述凸轮轴进行上升移动，在上述活塞241设置有返回弹簧243，因而借助上述返回弹簧243的弹力进行下降移动。

因此，上述活塞241在借助发动机的凸轮轴进行上升移动之后借助上述返回弹簧243的弹力进行下降移动，之后重新借助凸轮轴进行上升移动，以此方法通过在上述外罩进行直线往复运动来将供给到上述腔室221的燃料加压成高压燃料。

上述阻尼部230配置于上述外罩200的上部，在降低通过与燃料箱(未图示)相连接的流入部251流入的燃料的脉动之后向上述外罩200的流入流路222供给上述燃料。

并且，上述阻尼部230起到降低在通过上述活塞241的动作来对流体加压时所产生的燃料的脉动的作用。这种上述阻尼部230具有公知的结构，因而将省略对其的详细说明。

上述减压阀400包括：阀体410，以插入的方式与上述减压流路225相结合，形成有贯通孔411，使得燃料可以流动；开闭部420，用于开闭上述阀体410的贯通孔411；以及弹簧430，一侧端被上述开闭部420所支撑，另一侧端被上述阻尼孔224所支撑，当流入上述减压流路225的燃料的压力达到第二压力以上时被弹性压缩。其中，如图2所示，上述开闭部420可由球部421和弹簧支架422形成。

即，在上述减压阀400中，当第二压力以上的燃料流入上述减压流路225时，燃料以第二压力以上的压力对上述球部421加压，随着上述弹簧430被压缩，上述球部421通过向后方移动来开放上述阀体410的贯通孔411。此时，通过上述贯通孔411流入的燃料在通过上述阻尼孔224流入后流入到上述阻尼部230及上述空间部227，从而降低通过上述排出流路223排出的燃料的压力。其中，可在上述阻尼孔224形成有插入槽226，使得上述弹簧430的另一侧端插入并结合。

如图1所示，在以往的高压燃料泵形成有流路，使得通过减压阀60排出的燃料供给到腔室21，由于在上述腔室21存有高压燃料，因而难以使经过上述减压阀60的燃料有效地流入。

但是，在本发明实施例的高压燃料泵100中，经过减压阀400的燃料流入阻尼孔224，上述阻尼孔224与上述阻尼部230及上述空间部227相连通，在上述阻尼部230和上述空间部227存有低压燃料，因而可使通过上述减压阀400排出的高压燃料容易流入，从而可有效降低通过上述排出流路223排出的燃料的压力。

上述排出阀300配置于上述外罩200的排出流路223，当储存于上述腔室221的燃料的压力达到第一压力以上时被开放，并可调节开闭部320的行程。即，当储存于上述腔室221内部的燃料被压缩至达到作为目标压力的第一压力时，上述排出阀300被开放并排出燃料。

更加具体地，上述排出阀300包括：阀罩311，以插入的方式与上述排出流路223相结合，形成有流入口312，使得燃料能够流入；开闭部320，插入于上述阀罩311来进行滑动，以开闭上述流入口312；阀套筒330，形成有排出口332，以排出燃料，以可调节与上述阀罩310之间的间隔的方式配置，用于限制上述开闭部320的行程s；以及弹簧340，配置于上述开闭部320与上述阀套筒330之间，当通过上述排出流路223排出的燃料的压力达到第一压力以上时被弹性压缩。

上述开闭部320呈球状，通过与上述流入口312线接触来封闭上述流入口312。即，如图7所示，呈球状的上述开闭部320与上述流入口312的内侧倾斜面相紧贴并线接触。

参照图1，在以往的高压燃料泵中，排出阀50的开闭部52呈平板形态，并与形成在阀体51的流入口面接触。若与流入口面接触，则会发生流体的粘滞(sticking)现象，因而存在产生排出噪声以及封闭性能下降的问题。

因此，在本发明中，将上述开闭部320设置成球状，并使其与上述流入口312线接触，从而可防止因面接触而发生的流体的粘滞现象，由此可降低因粘滞现象而产生的排出噪声，并可提高接触部的压力，从而可提高封闭性能。

上述阀罩310包括：阀罩本体311，呈圆筒形态，在前部面形成有直径小于上述开闭部320的直径的上述流入口312，后部面开放；引导部313，设置有多个，在上述阀罩本体311的内周面以规定角度隔开来呈放射状，与上述开闭部320的外周面相接触，用于引导上述开闭部320的移动；以及流路部，在上述阀罩本体311的中心，以半径大于上述开闭部320的半径的方式形成于多个上述引导部313之间，当上述开闭部320开放上述流入口312时，使燃料流动。

即，在上述阀罩310中，在阀罩本体311的内周面形成有多个引导部313，用于引导上述开闭部320的移动，在多个上述引导部313之间形成有作为半圆形态的槽的流路部314，因而当上述开闭部320借助燃料的压力从上述流入口312隔开并沿着上述引导部313移动时，通过上述流路部314流入。图6示出了形成有4个引导部313和4个流路部314的状态，但这属于一例，上述引导部313和流路部314的数量不受限制。

上述阀套筒330包括：套筒本体331，呈圆筒形态，前部面开放，在后部面形成有排出口332，以排出燃料，以插入的方式与上述排出流路223相结合，以与上述阀罩本体311隔开规定间隔；以及限位器333，从上述套筒本体331的中心朝向上述开闭部320侧突出而成，用于使上述弹簧340插入并结合，并限制上述开闭部320的行程s。

通过这种结构，上述阀套筒330可通过对以插入的方式与上述排出流路223相结合的上述套筒本体331的位置进行调节来调节上述开闭部320的行程s。即，随着调整上述套筒本体331的位置，可调节上述限位器333与上述开闭部320之间的间隔，从而可对上述开闭部320在被开放时可移动的行程s进行调节及限制。

其中，有必要根据燃料的排出压力及排出流量等调节上述行程s，在因行程设置得大而超过所需行程s的情况下，上述开闭部320在被开放之后弹性复原时，与上述流入口312之间的冲击量会增加，因而会产生冲击噪声以及降低阀的寿命，进而需要以适当行程s设置行程，可根据需要调节行程s。

当然，用于调节上述行程s的方法并不局限于此，只要可调节上述阀罩本体311与上述套筒本体331之间的间隔，就能够以任意方式设置。

作为一例，可通过使上述阀罩本体311与上述套筒本体331螺纹连接来调节行程s。这种实施例示出于图9中。

参照图9，另一实施例的排出阀300′被设置成除了阀罩本体311与套筒本体331螺纹连接之外，具有与上述排出阀300相同的结构。

更加具体地，上述阀套筒330朝向上述阀罩本体311侧突出，在外周面设置有形成螺纹的结合部334，在上述阀罩本体311的内侧面315形成有与上述结合部334的螺纹相对应的螺纹，从而可以螺纹连接。此时，套筒本体331的直径小于排出流路223的直径，从而可在排出流路223的内部旋转，阀罩本体311以插入的方式与排出流路223相结合并被固定。

因此，可使上述套筒本体331旋转来通过螺纹连接调节上述阀罩本体311与上述套筒本体331之间的结合间隔，由此，可通过调节限位器333与开闭部320之间的间隔来限制行程。

如上所述，虽然通过限定的实施例和附图来对本发明进行了说明，但本发明并不局限于此。当然，本发明所属技术领域的普通技术人员可在本发明的技术思想和以下记载的发明要求保护范围的等同范围内进行多种修改及变形。