기관 28 > 분배형 분사펌프

1. 분배형 분사펌프의 구조

   소형 디젤 기관이 진보됨에 따라 분사 펌프의 크기, 무게, 가격 등이 차지하는 비중이 크기 때문에 한층 간단하고 소형이며, 가벼운 분사 펌프가 필요하여 만든 것이 분배형 분사 펌프이다.  그 특징은 열형 분사 펌프가 각 실린더마다 독립된 플런저를 가지고 있어, 펌프의 캠축의 1회전에 1행정을 끝내는 데 대해 분배형 펌프는 1개의 플런저가 회전을 하면서 왕복 운동을 하여 각 실린더에 연료를 분배한다.  또열형 분사 펌프는 이러한 장치가 모두 펌프 하우징 안에 결합되어 있다. 부품수도 열형 펌프의 반 이하이므로 소형이고 가벼운 점에서 소형 자동차용 디젤 기관에 널리 쓰이고 있다.

 

2. 연료의 공급회로

  분배형 분사램프의 연료 공급회로는 아래그림과 같이 연료탱크의 연료를 리프트 펌프(lift pump)가 빨아 올려 여과기를 거쳐 펌프 하우징 내의 과급펌프에 보내진다. 리프트 펌프는 기관의 캠축에 의해 구동되는 다이어프램 펌프가 일반적으로 쓰이며, 수동으로도 작동할 수 있는 레버가 설치되어 연료회로 내의 공기 빼기l 등에 사용된다.  그리고 펌프실에서 는 플런저와 분배기구가 고압의 연료를 만들어 알맞는 시기에 분사노즐을 통하여 실린더에 연료를 분사하게 한다.

   

 

3. 분사펌프의 구조 및 작동

   펌프의 구동축은 공급펌프, 거버너 구동기어, 캠플레이트, 플런저를 동시에 회전시킨다. 롤러 홀더는 하우징에 고정된다. 캠플레이트의 캠은 기관의 실린더 수와 같은 수의 페이스 캠(face cam)이 달려 있고, 고정되어 있는 롤러 위를 회전하면서 규정된 양정(cam lift)만큼 왕복 운동을 한다.   따라서 캠 플레이트와 접촉하고 있는 플런저는 회전 운동과 왕복 운동을 하여, 연료를 흡입한 다음 분배 압송한다. 연료의 압송은 플런저가 더 상승하여 플런저의 컷오프 구멍(cut off port) 이 제어 슬리브에서 벗어나 펌프실 안에서 개방된 때에 완료한다.

  분사 펌프의 윗부분에 있는 원심식 조속기는 플라이 추 홀더에 플라이 추가 결합되어 조속기 축에 부착되어 있다. 조속기는 구동축에 부착된 기어로 구동하고, 조속기 축에는 조속기 슬리브가 접동(sliding)할 수 있는 구조로 결합되어 있다.분사 펌프의 아랫부분에 있는 타이머는 펌프실 안의 연료 압력에 의해 작동하여, 타이머 피스턴이 롤러 홀더를 움직여서 진각하여 분사시기를 제어한다.

 

1) 연료의 압송과 분사

  구동축은 공급 펌프, 캠 판 및 플런저를 동시에 구동한다. 플런저 스프링은 플런저와 캠 판을 고정된 롤러 위에 밀어 붙이고 있다. 캠 판이 회전하면 페이스 캠이 롤러 위로 올라가 플런저는 회전 왕복운동을 한다.

①  흡입 행정 :  플런저가 하강 행정에서 배럴의 흡입 구멍(intake port)과 플런저의 흡입 홈(intake slit)이 만날 때, 공급펌프에서 가압된 연료가 고압실과 플런저 내부로 흡입된다.

 

② 분사 행정 :   플런저가 더 회전하면 페이스 캠이 롤러 위로 올라가고, 플런저가 상승하여 연료를 압송하기 시작하고, 분배  밸브(delivery valve)스프링을 밀어 올려 노즐에서 연소실에 연료가 분사된다.

 

③ 분사 완료 :   플런저가 캠 판에 의해 더 상승하면, 플런저의 컷오프 구멍이 펌프실 안으로 개방되어, 플런저 내부의 고압연료는 컷오프 구멍에서 펌프실 안으로 되돌아가고, 압력이 저하되어 연료의 압송이 끝난다.

 

④ 균얍 행정 :  플런저가 더 회전(180°)하면 균압 홈이 배출 통로와 만나, 배출 통로 안의 연료 압력을 펌프실의 연료 압력과 같게 한다. 이 균압 행정은 분사시의 압력 간섭을 방지하게 되므로 안정된 분사를 할 수 있다.

     

2) 분사량 조절 작용

    연료의 증감은 제어 슬리브를 접동시켜서 한다. 즉, 제어 슬리브의 이동으로 유효행정(연료압송 개시부터 압속 완료까지플런저 행정)이변한다. 제어 슬리브가 왼쪽으로 이동하면, 유효 행정이 적어져 분사량이 감소한다.

반대로, 오른쪽으로 이동하면 유효 행정이 커져 분사량은 증가한다. 즉, 연료의 분사 개시는 항상 일정하고 분사 완료는 제어 슬리브를 이동시켜 분사량을 조절한다.

 

3) 연료 컷 솔레노이드

  연료 컷 솔레노이드(fuel cut solenoid)는 분사 스위치의 ON, OFF 조작으로, 실린더의 흡입 구멍으로 통하는 연료 통로를 개방하거나 차단한다.

4) 조속기의 구조와 작동

  분사 펌프의 윗부분 안에 기계식 진속도 조속기가 들어 있다. 기어와 일체로 된 플라이 추 홀더는조속기 축에 결합되어 있어, 구동축의 기어에 의해 증속 구동한다.  플라이 추 홀더 안에는 4개의 플라이추가 결합되어 있고, 플라이 추 홀더가 구동되면 원심력이 발생하여 조속기 슬리브를 밀어낸다.

  

 조속기 레버 어셈블리는 하우징 바깥쪽에서 2개의 피벗핀(m1)으로 지지하고, 접촉 레버의 하부는 2개의스프링으로 눌려 있고, 상부는 전부하 조전 나사에 눌려져 있다. 접촉 레버의 안쪽에는 텐션 레버와 시동레버가 결합되어 그 하부는 공통된 축(m2)으로 지지 하고 있다. 텐션 레버와 시동레버 사이에는 시동 스프링(판 스프링)과 시동 공전 스프링이 부착되어 있다.조속기 레버 어셈블리 아랫 부분에는 볼 헤드 핀(ball head pin)이 달려 있어, 플런저 위를 접동하는 제어 슬리브의 핀 구멍 에 끼어 있으므로, 조속기의 작동이  제어 슬리브에 전달되어 분사량을 제어한다.

 

 

볼 헤드 핀(ball head pin)이 달려 있어, 플런저 위를 접동하는 제어 슬리브의 핀 구멍 에 끼어 있으므로, 조속기의 작동이 제어 슬리브에 전달되어 분사량을 제어한다.

5) 타이머

   타이머(automatic timer)는 조정 밸브로 제어된 펌프실 압력에 의해  작동하는 유압식 타이머이다.타이머 피스턴은 펌프 하우징 안에 펌프 구동축과 직각이 되게 결합하여 송유 압력의 변화와 타이머 스프링 힘의 균형에 의해 타이머 하우징 안에서 접동한다. 피스턴의 작동은 슬리브 핀을 통해 원통형 롤러 링크를 회전시키는 운동으로 변하게 한다.

  타이머 스프링은 타이머 피스턴을 분사지연 방향으로 밀고 있으면 기관의 회전속도가 빨라지면 펌프실의 연료압력이 높아져 피스턴은 타이머 스프링의 힘을 이기고 밀린다. 이 피스턴 작동에 의해 롤러  홀더는 구동축의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하여 분사 시기가  빨라진다