개요

※ 설계와 구성

고압-펌프는 기존의 디스트리뷰터 펌프처럼 디젤엔질의 같은 위치에 장착되는 것이 좋다. 이것은 커플링, 기어휠, 체인 또는 이빨형태의 밸트, 그리고 디젤연료에 의한 윤할을 통해 엔진에 의해 구동된다.(엔진속도의 절반에서, 최대3000rpm) 이용가능한 공간에 의존하여 입력-제어 밸브는 고압펌프에 직접 장착되거나 멀리 떨어져 장착된다. 고압펌프의 내측에는, 서로 120도의 각도로 되어 있는 세개의 반경방향의 펌프피스톤에 의해 연료가 압축된다. 매 회전마다 세번의 이송 행정이 일어나기 때문에, 펌프 구동장치에 응력이 일정하게 유지되도록 낮은 피크의 구동 토크가 발생된다. 디스트리뷰터 펌프를 구동하기위해 요구되는 토크값이 1/9인 16Nm이다. 이것은 커먼레일에서 기존의 분사시스템의 경우보다 펌프 구동에 더 작은 부하가 걸린다는 것을 의미한다. 펌프를 구동하기 위해 요구되는 파워는 레일에 설정된 압력과 펌프의 속도(이송량)에 비례하여 증가한다. 레일에서 1,350bar 의 압력으로 설정되어 같은 비율의 속도로 도는 2리터 엔진에 대해, 고압 펌프는 대략90%의 기계효율이 되는 3.8kW를 요구한다. 더 높은 파워요구는 (이론상보다 더 높은 값) 연료의 누수와 인젝터에서의 제어량 그리고 입력-제어밸브를 통해 반환된 연료로부터 초래된다.

 

작동원리

※ 작동방법

수분분리기를 가진 필터를 통해, 1차 공급 펌프는 연료를 탱크에서 연료 입구와 안전밸브를 통해 고압펌프로 펌핑한다. 이것은 안전밸브의 쓰로틀 보어를 통해 연료를 고압-펌프의 윤활과 냉각회로로 압송한다. 편심 캠을 가진 드라이브샤프트는 캠의 형상에 따라서 펌프ㅡ이 플런저를 위, 아래로 이동한다. 이송압력이 안전밸브의 전개압력(0.5 ~ 1.5bat)을 넘자마자, 1차 압력 펌프를 고압-펌프의 입구밸브를 통하여 펌프 피스톤이 아래로 움직이고 있는 펌핑 요소의 챔버로 이송시킨다. (흡입행정) 펌프 피스톤이 BDC를 지나면 입구 밸브가 닫힌다. 연료가 펌핑요소의 챔버에서 빠져나가는 것이 불가능하기 때문에, 연료는 이송압력이상으로 압축된다. 증가하는 압력은 레일압력에 도달하자마자 출구밸브를 연다. 그리고 압축된 연료는 고압 회로로 들어간다. 펌프 피스톤은 TDC에 도달할 때까지 연료의 압송을 계속한다. 그후 압력이 떨어지면 출구 밸브가 닫힌다. 펌핑 요소 챔버에 남아있는 연료는 이완되고 펌프 피스톤은 다시 아래로 이동한다. 펌핑 요소 챔버의 압력이 1차 공급-펌프 압력이 하로 떨어지자마자 입구밸브가 열리고 펌핑 과정이 다시 시작된다.

 

기능, 역할

※ 고압 펌프

- 역할

고압-펌프는 저압과 고압단계의 사이의 중간영역에 있다. 모든 조건아래에서, 차량의 완벽한 서비스 수명동안 적당한 고압 연료를 이송하는 역할을 한다. 이는 또한 급출발이나 레일에서 압력의 급격한 형성에 대해 필요한 여분의 연료를 제공하는 것을 포함한다. 고압-펌프는 고압-어큐머레이터(레일)에서 필요한 시스템 압력을 지속적으로 발생시킨다. 따라서 이것은 기존의 시스템과 대조적으로, 연료가 각각의 분사과정에 대해 특별히 압출될 필요가 없다는 것을 의미한다.

고압 펌브

1

드라이브 샤프트

8

레일까지의 고압연결

2

편심 캠

9

볼 밸브

3

펌핑요소-펌퍼플런지

10

연료리턴

4

펌핑요소-챔버

11

일차펌브에서의 연료 흡입

5

흡입밸브

12

안전밸브

6

배출밸브

13

펌핑요소까지의 저압통로

7

 

 

 

연료 이송량

고압-펌프는 많은 이송량에 대해 설계되어 있으므로, 아이들과 부분부하 작동동안에 과잉의 고압 연료가 이송된다. 이러한 과잉 연료는 압력-제어 밸브를 통해 다시 탱크로 돌아간다. 압축된 연료는 탱크에서 이완된다. 그리고 연료를 압축하기 위해 사용된 에너지는 상실된다. 연료의 불필요한 가열뿐만 아니라 전체 효율 또한 감소된다. 좀더 상세히 말해서, 이 손실효율은 펌핑요소의 하나를 꺼버림으로써 보상될 수 있다.

엘리먼트 스위치-오프

펌핑요소의 하나가 꺼지면, 이것이 레일로 펌핑 되는 총연료량을 감소시킨다.스위치-오프는 영구적으로 열려있는 흡입밸브와 연관이 있다. 펌핑-요소 스위치-오프의 솔레노이드 밸브가 트리거되면, 그것의 전기자에 부착된 핀이 입구 밸브를 열어놓은 상태로 계속 유지한다. 따라서 이 펌핑요소로 유입된 연료는 이송 행정동안에 압축될 수 없다, 연료는 저압-통로로 다시 돌아가지 않기 때문에 어떠한 압력도 생성되지 않는다. 작은 파워가 요구될때, 펌핑 요소의 하나가 스위치 오프되어지면, 고압-펌프는 더이상 연속적이 아니라 짧은 간격을 가지고 연료를 이송한다.

전달율

고압펌프의 이송율은 그것의 반경방향 속도에 비례한다. 그리고 이것은 차례로 속도의 함수이다. 엔진에 대한 분사작업(시스템 적용)이 진행되는 동안, 전달율은 다음으로 정의된다. 한쪽에서 과잉연료량이 너무 많지 않기 때문에, 다른쪽에서 완전전개(WOT)동안에 연료요구가 만족될 수 있다. 크랭크샤프트를 참고하면 전달율은 1:2와 2:3이 가능하다.

 


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