KR100307775B1 - 내부히터를 갖춘 연료인젝터 - Google Patents

내부히터를 갖춘 연료인젝터 Download PDF

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Abstract

연료인젝터는 배출물을 감소시키기 위해서 냉간시동시 여기되는 내부히터를 가지고 있으며, 이 히터는 연료가 오리피스를 통하여 엔진으로 분사되는 밸브시트의 바로 상류의 밸브본체 내에 배치되는 세라믹 중공 실린더이다. 히터를 여기시키는 컨덕터는 밸브본체로 연장되고 압력연료의 누출에 대항하여 밀봉된다. 하나의 실시예에서, 컨덕터는 밀봉되는 O-링을 통하여 연장된다. 다른 변형예에서, 컨덕터는 밸브본체 및 핀에 융합되는 유리시일을 갖춘 밸브본체 측벽부를 통하여 연장되는 핀을 포함하고 있다. 이 컨덕터는 O-링과 탄성중합체 워셔 사이에 클램핑되는 평평한 포일 스트립으로 이루어질 수 있다. 이 컨덕터는 또한 전자코일 보빈 내에 성형되어 컨덕터가 연료공동 내로 빠져나오는 곳에서 밀봉된다. 히터는 벽두께를 통한 전류흐름을 야기시키기 위해서 금속화된 표면을 가지고 있고, 컨덕터는 히터의 외측에 기계적인 접촉을 가능하게 하는 금속화 패턴에 의하여 중공 실린더의 내부단부 및 외부표면에 각각 전기적으로 접속된다.

Description

내부히터를 갖춘 연료인젝터{FUEL INJECTOR WITH INTERNAL HEATER}
냉간시동시 연료의 예열은 냉간시동시 불충분한 연료기화에 의하여 야기되는 배기물질을 크게 감소시킨다는 것이 지금까지 인식되어 왔다.
계속중인 미국출원 제 08/627,707호뿐만 아니라 미국특허 제 4,458,655호; 제 3,868,939호 및 제 4,898,142호에 개시된 바와 같이, 인젝터 본체의 외부히터 재킷, 인젝터의 내부적인 히터를 포함하고 있는, 다양한 히터장치가 제안되어 왔다. 미국특허 제 4,627,405호 및 제 4,572,146호에 개시된 바와 같이, 밸브인젝터가 개방될 때 연료가 분사되는 밸브시트의 하류측에 위치되는 히터요소에 대한 또 다른 접근이 제안되었다.
장점적인 장치는, 인젝터 바로 직전에서 야기되는 연료의 가열을 최대화시키는, 1996년 3월 29일에 출원된 계속중인 미국출원 제 08/627,707호에 개시된 바와 같이 밸브시트의 바로 상류측에 위치되는 내부히터이다. 이러한 장치에 있어서, 히터의 존재는 상기 설명된 하류측 히터로 야기될 수 있는 바와 같은 분무패턴에 영향을 미치지 않는다. 또한, 코킹(coking) 문제가 가열된 표면이 연료로 계속 젖어있지 않는 경우에 하류측 히터에서와 같이 야기된다.
연료가 존재하지 않는 전기플러그 연결부로부터, 레일로부터의 압력연료가 존재하는 밸브시트 상의 공간으로 전기컨덕터가 연장되어야만 하기 때문에, 연료가 존재하는 내부위치에 위치된 히터로의 전기접속을 제공함에 있어서 복잡화가 문제로 된다. 이것은 컨덕터를 지나서 연료가 누출되지 않도록 방지하기 위해서 밀봉장치를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 개선된 내부 연료인젝터 히터, 또한 그러한 내부히터로의 신뢰성있는 전기접속부를 설치하기 위한, 뿐만 아니라 연료인젝터에 히터구조체를 장착하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 자동차 엔진의 흡입 매니폴드 또는 실린더 내로 연료를 제어 분사하기 위한 연료 인젝터에 관한 것이다. 연료분사는 소직경 니들밸브가 밸브시트로부터 들어올려져서 압력연료가 밸브시트 오리피스를 통하여 이 연료가 기화되는 엔진 내로 분무(spraying)될때 일어난다.
도 1은 O-링시일 및 디스크 내에 성형된 굽힘 포일 컨덕터의 배열을 갖춘 내부히터를 가지고 있는 연료인젝터의 단면도,
도 1A는 굽힘 포일 컨덕터가 내부에 성형된 상태로 성형된 O-링의 평면도,
도 1B는 도 1의 인젝터에 포함되어 있는 단말커버의 평면도,
도 1C는 선택적인 열전도 요소를 구비한 도 1에 도시된 히터의 끝면도,
도 2는 O-링시일 및 디스크 사이에 클램핑된 굽힘 포일 컨덕터의 배열을 갖춘 내부히터를 가지고 있는 연료인젝터의 일부단면도,
도 3은 관통-보빈 파워컨덕터 배열을 구비한 본 발명에 따른 내부히터를 가지고 있는 연료인젝터의 부분적인 종단면도,
도 3A는 변경 단말 밀봉배열을 도시하는 인젝터의 일부단면도,
도 4는 인젝터의 밸브본체 내로 연장되어 히터슬리브에 끼워맞춤된 각각의 히터클립에 수용되는 보어 내에 융합되는 유리시일을 통과하는 외부컨덕터의 배열을 갖춘 내부히터를 가지고 있는 연료인젝터의 종단면도,
도 5는 도 4에 도시된 히터클립 중 하나의 사시도,
도 5A는 히터클립의 변형 형태의 정면도,
도 5B는 도 5A에 도시된 클립의 평면도,
도 6은 제1 금속화 패턴을 도시하는 중공 실린더 히터의 확대측면도,
도 7은 변형 금속화 패턴을 도시하는 히터의 확대측면도,
도 8은 도 7에 도시된 패턴의 다른 부분을 도시하는 히터의 끝면도,
도 9A는 인젝터에 요구되는 컨덕터의 개수를 감소시키기 위해서 사용되는 전기 아이솔레이터의 도식적인 도면,
도 9B는 도 9A의 회로의 입력논리 및 출력전압을 나타내는 타이밍 다이어그램,
도 10은 O-링 관통 컨덕터 배열의 변형 형태를 도시하는 연료인젝터의 종단면도,
도 11은 도 10에 도시된 연료인젝터에 사용되는 절연 변위 커넥터의 사시도,
도 12는 히터의 내외측 표면으로의 반대흐름에 선택적으로 사용가능한 루버형 디스크의 사시도,
도 13은 히터의 상류단부상에 위치된 흐름 리스트릭터 디스크의 사시도이다.
상기 언급된 목적뿐만 아니라 이어지는 설명 및 청구항을 읽으므로써 명백해지는 또 다른 목적은 다수의 배열에 의하여 달성된다. 제1 실시예에서, 전도성 포일 스트립은 O-링시일 내로 성형되어, 상부 인젝터 하우징부와 하부 인젝터 하우징부 사이의 결합부를 밀봉하는 O-링을 통하여 연장되며, 이 스트립은 일단에서 니들밸브를 둘러싸는 중공 원통형 히터에, 그리고 다른 일단에서 인젝터 작동 자기코일용의 동력을 또한 공급하는 커넥터에 연결된다.
주조성형된 구조의 변형예에 있어서, 히터로부터의 전선은 O-링을 통하여 연장되어, 커넥터 플러그 접촉핀으로 연장되는 전선의 제2 세트에 전선을 연결하는 접촉클립 내에 수용된다.
다른 변형예에 있어서, 스트립은 탄성중합체 디스크와 O-링 사이에 압축되어 그 사이에서 밀봉된다.
또 다른 변형예에 있어서, 뽀족한(prong) 컨덕터는 보빈을 통하여 연장되도록 성형되어 이 보빈에 밀봉되고, 그리고 전기접속을 제공하도록 히터슬리브를 연결하기 위해서 더욱 연장된다.
다른 변형예에 있어서, 용접된 구조의 연료인젝터를 사용하면, 외부컨덕터는 플러그 커넥터로부터 밸브본체의 외측으로 연장되고, 컨덕터 핀은 융합된 유리시일을 통하여 밸브본체 내로 연장된다. 이 핀은 히터의 각각의 단부에 걸쳐서 끼워맞춤된 히터를 둘러싸는 한쌍의 각각과 일체인 홈이진 단말부 각각에 수용된다.
히터 슬리브는 내외측상에 금속화된 코팅을 가지며, 히터의 내외측 표면 각각으로의 전기적 접속이 히터의 벽두께를 통한 전류흐름을 이루는 것을 허용하도록 패턴이 형성되어 있다.
축선방향 및 반경방향 위치결정이 리브를 가지고, 및/또는 다양한 분리 스페이서부재 또는 스프링 워셔를 가지고 유지되는 상태로, 히터는 절연슬리브 내에 위치결정된다.
히터 슬리브의 열적 능력은, 연료흐름에 노출되는 표면적을 증가시키는 표면형상에 의하여 또는 히터의 내외측의 상대유량을 최적화시키도록 배열된 스로틀링 장치에 의하여, 텀블, 난류, 스월 또는 히터표면 상에서의 연료의 다른 흐름운동을 부여하는 대류 증강요소로써 강화될 수 있다.
여기에 결합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있고, 그리고 상기된 전체적인 설명 및 하기된 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명한다.
이어지는 상세한 설명에 있어서, 특정 용어가 설명되는 특정 실시예 및 명쾌함을 위하여 활용되지만, 본 발명이 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 형태를 취할 수 있으므로, 이것은 제한을 위한 것이 아니며 설명을 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 연료인젝터(10)는 엔진(도시생략)의 실린더헤드 또는 흡입매니폴드의 인젝터시트에 삽입되는 밸브본체(12)를 포함하며, 바닥단부에서 O-링(14)이 밸브본체를 밀봉한다.
상부단부에서의 입구튜브(16)는 연료레일 시트(도시생략)에 착좌되며, O-링(18)이 연료레일 시트내의 밀봉튜브(16)의 상부단부를 밀봉한다. 압력연료는 스프링력 조정튜브(20), 아마추어(24) 내의 보어(22), 및 측부개구부(26)를 통하여 입구튜브(16) 내로, 그리고 아마추어(24)에 부착되는 밸브니들(30)을 둘러싸는 공간(28) 내로 연통된다. 하부 팁 단부(32)는 시트(34) 내의 오리피스(36)를 통하여 연료의 유출을 제어하기 위해 원추형 밸브시트(34) 상으로 및 원추형 밸브시트로부터 이동된다.
여자화될 때 상부하우징(40) 내의 전자코일(38)은 스프링(42)의 힘에 대항하여 밸브시트(34)로부터 아마추어(24)를 들어올린다.
이 코일(38)은 성형된 플라스틱 보빈(44)에 감긴다. 시일(45)은 보빈(44)의 상부단부를 지나는 연료의 누출을 방지한다. 단말커버(47)는 오버몰드부(48)가 성형될 때 플라스틱이 들어오는 것을 방지하도록 하우징(40) 내의 개구부(49)를 밀봉한다. 3개의 핀 또는 블레이드 접촉부(46)는 코일(38)로, 뿐만 아니라 밸브니들(30)을 둘러싸는 공간(28) 내에 배치된 중공 원통형 세라믹 연료히터(50)로 전력을 제공하기 위해서 하니스 커넥터와 정합되기 위해 오버몰드부(48) 내의 커버(도 1B)를 통과하도록 구비되어 있다.
이 히터(50)는 바람직하게는 1996년 3월 26일 출원된 미국특허출원 제 08/627,707호에 설명된 바와 같이 양의 온도계수 재료(positive temperature coefficient material)로 구성된다. 그렇지만, 여기에서 히터(50)는 연료절연재료로 코팅되지 않는 것이 바람직하다. 히터(50)의 표면은, 내외측 표면 각각으로의 전기접속부를 만드는 것에 의해서, 전류가 중공 실린더의 벽두께를 통한 흐름을 야기시키는 패턴으로 전기전도되도록 금속화된다.
종래 기술에 잘 공지되어 있는 금속화 방법은 양 접촉부가 히터(50)의 외경부(O.D.)와 이루어지는 한편, 내외측 표면에 대한 전기접촉이 이루어지는 패턴으로 적용될 수 있다.
도 6은 금속화에 있어서의 절연 갭(52)이 일단에 형성되는 제1 패턴을 갖춘 히터(50)를 도시하고 있다. 대향 단부면은 금속화되지 않는다. 따라서, 영역(54)에서의 금속화는 내부표면에 대한 접속부를 제공하고, 그리고 외측에 대한 영역(55)은 양 커넥터가 축방향으로 오프셋되더라도 히터(50)의 외측에 배치되도록 한다.
도 7 및 도 8은 O.D.의 금속화에 있어서의 절연영역(56)이 갭(58)에 의하여 형성되는 변형예를 도시하고 있다. 이 영역(56)은 도 8에 도시된 바와 같이 단부면을 가로질러 연속되며, 내측 금속화표면(60)에 대한 전기접속을 제공한다. 이러한 경우에, 이 접속부는 동일한 축방향 레벨에서 만들어질 수는 있으나, 반경방향으로 오프셋된다.
이 금속화는 솔더링, 또는 용접과 같은 적절한 수단에 의하거나 기계적인 압력 등에 의하여 전기접속을 허용하기 위해서 충분한 두께로 이루어진다.
도 1에 도시된 실시예에서, 이 접속부는 각각의 블레이드(46)를 용접 또는 솔더링하는 것과 같은 적절한 방법에 의하여 접속되는 2개의 포일 컨덕터(62)(도 1에서는 단지 하나만이 도시됨)로 이루어진다. 각각의 컨덕터(62)는 압축된 O-링(64)에 대하여 아래쪽으로 보빈(44)의 외측을 지나서 연장되며, 압력연료를 함유하는 밀봉된 내부공간 내로 들어가도록 성형된 O-링(64)을 통과한다.
컨덕터(62)는 강자성 아마추어 가이드(66) 내의 슬롯을 통하여 그리고 히터 스페이서(68) 내의 슬롯을 통하여 B 에서 이 컨덕터가 솔더링되는 히터(50)의 상단부로 연장되도록 아래쪽으로 구부러진다.
절연플라스틱 슬리브(70)는 히터(50)를 둘러싸며, 3개의 이격된 리브(72)는 방사상으로 히터를 유지하는 동안 최대 열전달률을 위하여 연료가 내외측 표면과 접촉되도록 한다. 스프링 워셔(74)는 히터(50)의 하부단부면 및 슬리브(70)의 단부벽 사이에 개재되어 이를 축선방향으로 유지시킨다.
히터(50)의 (또는 이와 접촉하는 전도성요소의) 표면은 그 표면과 접촉하는 연료 내로의 열전달률을 더욱 강화시키기 위해서, 거칠게 되거나, 홈이 파지거나, 주름지게 될 수 있다.
도 1A는 신축 포일 컨덕터(62)를 보다 상세하게 도시하고 있으며, 이것은 히터(50)까지 구부러져 연장되는 O-링(64) 내의 내측단부(62A) 및 스프링(46)으로 연장되도록 구부러진 외측단부(62B)를 가지고 있다.
컨덕터는 전기적으로 절연된 커버로 또는 KaptonTM폴리이미드와 같은 플라스틱으로 코팅되어 싸여져야만 한다. 이러한 코팅은 필요하다면 연료로부터의 보호를 또한 제공한다.
솔더링 또는 용접 개구부(76)는 둘러싼 플라스틱 내에 구비된다.
히터로부터 연료로의 열전달은 상기 언급된 바와 같이 열전도요소를 제공함으로써 유리하게 증가될 수 있다.
도 1C는 베릴륨 구리와 같은 금속으로 구성될 수 있는 한쌍의 관형 열전도요소(51A, 51B)를 도시하고 있다. 세로의 내외부 플루트를 위한 파형부는 요소의 표면에 걸친 연료흐름을 허용한다. 이 요소(51A, 51B)는, 플루트(53A, 53B)의 보다 넓은 영역이 연료로의 열전달률을 증가시키는 상태로, 요소(51A, 51B)로의 양호한 열전달 경로를 이루어 이 요소를 가열시키도록 각각 히터(50)의 내외경에 억지끼워맞춤된다.
도 2는 신축 포일 컨덕터(78)가 O-링(80)과 밑에 놓인 탄성중합체 워셔(82) 사이에서 압축되는 전기접속의 가열식 연료인젝터의 변형예를 도시하고 있다(통상 포함되는 인젝터 구성요소는 도 2에서는 도시되지 않음).
히터(50)는 한쌍의 스프링워셔(84, 86) 사이에 위치되며, 하부워셔(84)는 절연슬리브(70)의 하부히터클립(90) 단부벽에 대항하고 있고, 상부워셔(86)는 스페이서(88) 아래에서 상부히터클립(92) 바로 밑에 있다.
본 변형예에서, 컨덕터 신축 포일 스트립(78)은 히터(50)의 하부단부로 연장되어 하부히터클립(92)에 의하여 하부단부에 대항하여 유지되고, 그리고 컨덕터 신축 포일 스트립(80)은 상부히터클립에 의하여 상부단부에 대항하여 유지되는 히터(50)의 상부단부로 연장된다.
도 3은 관통-보빈 컨덕터 설계를 활용하는 인젝터(94)를 도시하고 있다. 중공 원통형 히터(50)에 에너지를 공급시키기 위해서 사용되는 커넥터 핀(96)은 인젝터 코일(102)이 감겨있는 보빈(100)을 통하여 연장되는 컨덕터 단말부(98)와 일체화된다(도 3에서 단말부(98)는 하나가 다른 하나 아래에 있어 단지 하나만이 관찰됨).
압력연료가 존재하는 내부공간으로 빠져나오는 각각의 단말부(98)를 둘러싸는 탄성중합체 시일(104)에 의하여 이 단말부(98)는 연료누출을 밀봉시킨다. 단말부(98)의 밀봉은 플라스틱으로 본딩을 야기시키도록 성형되기 전에 적용되는 적절한 코팅에 의하여 또한 성취될 수 있다. 또한, 구불구불한 누출경로를 형성하는 단말부(98) 내의 널링부 또는 파형부(99)는 밀봉을 제공할 수 있다(도 3B). 이 단말부(98)는 강자성 아마추어 가이드 부싱(106)을 통하여, 스페이서 슬리브(108)를 지나서 연속된다.
각각의 단말부(98)의 스프링 핑거 단말부(110)는 히터(50)의 상부측부에 대항하여 유지되며, 각각의 뽀족한 부위(98)에 대한 각각의 금속화된 영역과의 전기접촉을 이룬다.
도 4는, 용접된 구조가 채용되며, 내부 O-링 시일에 대한 요구를 제거할 수 있도록 밀폐 레이저 용접을 활용하는, 1996년 7월 31일 출원된 미국특허출원 제 08/688,937호에서 설명된 타입의, 그리고 밸브본체(114) 내에 배치된 히터(50)용의 내부 컨덕터를 용이하게 수용할 수 없는 소형화된 구조의 레이저 용접된 연료인젝터(112)를 도시하고 있다.
따라서, 한쌍의 컨덕터(116)는 인젝터와 나란히 커넥터 소켓(118)으로부터 연장되며, 상부부위(124)는 오버몰드부(120) 내에 포함되고, 하부부위(126A, 126B)는 플라스틱 내로 연장되고, 전기절연커버(122)는 밸브본체(114)를 둘러싸 하우징 구성요소에 연결된다. 하부부위(126A, 126B)는 히터(50)에 대항하여 연장되고, 그리고 밸브본체(114)의 측벽부를 통하여 연장되며 용접 또는 솔더링 등에 의해 전기적으로 접속하는 접촉핀(128A, 218B)을 가지고 있다.
유리시일(130)은 각각의 핀(128A, 128B) 뿐만 아니라 밸브본체 측벽부 내의 보어에 융합된다. 핀(128A, 128B) 및 밸브본체(114)의 강철은 시일(130)에 사용되는 유리의 본딩을 개선하기 위해서 우선 산화되며, 이 유리는 납이 들어가거나 다른 타입의 유리가 사용될 수 있다.
히터(50)는 대향단부상에 고정된 상부스프링 클립(132) 및 하부 스프링 클립(134)을 가지고 있다. 도 5는 상부스프링 클립(132)과 유사한 하부스프링 클립(134)을 도시하고 있다.
일련의 이격된 스프링 핑거(136)는 히터(50)의 단부에 대항하여 끼워맞춤된 환형디스크의 외주 주위에 배열된다. 단말부(140)는 스프링 핑거(136)의 하나의 위치에서 축방향 위쪽으로 연장된다. 단말부(140)는 핀(128B)이 히터(50)가 절연슬리브(70) 내로 삽입됨에 따라 미끄럼될 때 파지되도록 하는 크기의 채널을 형성한다.
상부스프링 클립(132)은 하부핀(128B)이 자유롭게 통과되도록 하는 크기의 단말부(142)를 가질수 있으며, 히터(50)가 최종위치 내로 가압될때 핀(128A)은 이를 타이트하게 파지하는 크기를 가진다.
도 5A 및 도 5B는 전기접속을 이루기 위해서 분할된 밴드(135)의 파지에 의존하는 '호스 클램프' 타입의 스프링 클립(132A)을 도시하고 있다. 상향 또는 하향 돌출단말부(142A)는 접촉핀(128A, 128B)을 수용하는 크기의 슬롯(143)을 가지고 있다.
핀(128A, 128B)과 단말부(140, 142) 사이의 연결은 슬리브(70)에서 축선방향으로 히터(50)를 고정시키도록 작용한다. 히터(50)는 상기 실시예에서와 같이 리브와 함께 반경방향으로 위치된다.
인젝터에 단지 2개의 컨덕터를 수용하기 위해서, 전기적인 아이솔레이터는 인젝터 내측에서 채용될 수 있다. 제어회로는 인젝터의 2개의 컨덕터에 적용되는 전압극성을 전환시킨다. 이것은 도 9A에 도식적으로 도시된 바와 같이 각각 인젝터 솔레노이드 또는 히터에 전류를 통하게 한다.
도 9A에서, 히터(50)는 다이오드(144)와 직렬로 연결되고, 인젝터 솔레노이드(38)는 다이오드(146)와 직렬로 연결되고, 그리고 이 2개의 직렬 회로는 인젝터의 내측에서 평행하게 연결된다.
도 9A는 인젝터 컨덕터에 적용되는 전압의 극성을 제어하는 제어회로를 도시하고 있다. 펄스가 인젝터 입력 A에 적용되는 경우에, Vout1에서의 전압은 Vout2에 대하여 플러스이고 인젝터 솔레노이드는 여기된다. 펄스가 히터 입력 B에 적용되고, 인젝터가 오프(인젝터 입력 A = 0 volt)된 경우에, Vout2에서의 전압은 Vout1에 대하여 플러스이고 히터는 여기된다.
도 9B는 인젝터 솔레노이드 및 히터 회로를 가로지르는 입력논리제어 및 출력전압을 나타내는 타이밍 다이어그램이다. 입력 A 인젝터 제어전압은 입력 B 히터 제어전압에 우선한다. 히터가 온(Vout1에 대하여 플러스인 Vout2)된 상태라면, 출력은 입력 A가 높은 동안에 역전된다.
포트분사적용을 위한 가능한 제어방법은 배기가스 촉매가 점화하거나 또는 히터작동이 더 이상 유효하지 않을 정도로 흡입밸브 및 공기통로 벽부가 충분히 뜨거워질 때까지 엔진시동시 또는 엔진시동 전에 히터를 여기시키도록 하는 것이다. 이러한 시간은 시동 후의 구동 사이클 및 시동시에 엔진온도 및 주위조건에 근거하여 엔진 제어유니트(200)에서 경험적으로 결정되어 저장될 수 있으며 또는 히터는 불변하는 소정의 시간동안 운전될 수 있다.
무화(atomization)가 실린더 내의 응축을 방지하기에 충분하기 때문에 히터가 벽부 웨팅(wall wetting)을 감소시키도록 작동될 때 분사는 개방된 흡입밸브에 대하여 시간이 조절될 수 있다.
스타터 연결 전의 히터여기, 시동시의 감소된 전압, 0 또는 음의 온도계수를 가진 시리즈 레지스터(series resistor), 저항 및 히터크기의 최적화된 선택 등과 같은 다양한 방법이 스타터 연결시의 히터전류를 감소시키기 위해서 채용될 수 있다.
도 10은 연료인젝터(156)의 또 다른 변형예를 도시하고 있다. 이 변형예에서, 절연된 전선(158, 160)은 플러그 커넥터(도시생략)와 정합되는 소켓(164)의 핀 접촉부(162)로부터 연장된다. 오버몰드부(165)는 제조의 간이화를 위해서 주 오버몰드부(167)를 생산하기 전에 핀 접촉부(162)에 대한 연결부를 둘러쌀 수 있다. 각각의 절연된 전선(158, 160)은 보빈(168)에 감긴 작동코일(38A)의 뒤에 코일하우징(166) 내의 오목부를 통하여 연장되며, 이 오목부는 보빈(168)을 수용하는 하우징(166)의 보어 내에 있다.
한쌍의 절연 변위 커넥터(170, 172)는 보빈(168) 내에 성형되고 그리고 정상에서 각각의 전선(168, 170)을 수용하는 노치부(182)를 가지고 있으며, 커넥터 접촉(도 11)에 대한 전기접속을 이룬다.
제2 쌍의 전선(176, 178)은 대향측부로부터 O-링시일(180)을 통하여 연장되고, 그리고 인젝터 부품이 조립될 때 커넥터(170, 172)(도 11)의 노치(182) 내에 또한 각각 수용된다.
이 제2 쌍의 절연된 전선(176, 178)은 니들밸브(30A)를 유지하는 아마추어 조각(24A)을 수용하는 아마추어 가이드 링(184) 내의 슬롯을 통과한다.
전선(176, 178)은 금속화된 표면에 대한 솔더링 결합이 전기접속을 이루는 중공 원통형 히터(50A)로까지 연장된다.
절연슬리브(70A)는 히터(50A)의 중심을 맞추는 세로리브(72A)와 또한 히터(50A)가 위치되는 단부리브(188)를 가지고 있다. 파형 스프링 워셔(190)는 리브(188)에 대항하여 히터(50A)를 유지시키기 위해 다수의 난류 유도 플레이트(192) 및 스페이서 슬리브(186)의 상부단부에서 작용된다.
이 난류 유도 플레이트(192)는, 연료 내로의 열전달을 강화시키기 위해서 연료가 히터(50A)의 내외부표면 상을 통과하기 전에 뒤엎어지는 난류 패턴으로 통과되도록 하는 오프셋 슬롯(194)으로 각각 형성된다. 슬롯 패턴은 특정 적용을 위하여 열전달을 최적화시키도록 히터의 내외측에 걸쳐 연료흐름을 할당하기 위해 또한 변화될 수 있다.
리브, 파형 등을 갖춘 히터(50A)의 표면 또는 형상을 조형(texturing)하는 것은 전도성 열전달률을 증가시키기 위해서 또한 채용될 수 있다.
도 12는 히터(50)의 내측으로 흐름의 방향을 야기시킴으로써 난류를 야기시키기 위해 활용되는 루버(198)의 원형배열을 가지는 루버형 플레이트(196)의 하측부를 도시하고 있다.
도 13은 히터(50)의 상류단부 상에 위치되는 흐름 리스트릭터 디스크(202)를 도시하고 있다. 한쌍의 구멍(204, 206)의 외주배열은 히터(50)의 내외주와 정렬된다. 이 배열의 상대적인 영역은 히터의 내외부표면 상에서 통과하는 연료의 상대 유량에 걸친 제어를 허용한다. 이것은 주어진 적용에 있어서 열전달을 최대화하기 위해서 바람직하다. 즉, 보다 큰 외측의 표면적은 외측에 걸친 보다 큰 유량을 나타낸다. 한편, 보다 낮은 내측의 열손실은 내측에 대한 보다 큰 유량을 나타낸다.
따라서, 각각의 특정 설계는 구멍 배열의 상대적인 제한효과를 설정함으로써 나타나는 바와 같이 내외측에 대한 연료유량의 할당을 설정하도록 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 압력연료를 수용하는 보어를 가지고 있는 밸브본체;
    오리피스를 가지고 있는 상기 밸브본체의 일단에 장착되는 밸브시트;
    아마추어에 장착되는 일단을 가지고 있으며, 상기 밸브시트에 착좌되어 상기 밸브보어로부터 연료유출을 폐쇄시키고 떨어지면 분사되는 연료가 분무되도록 하는 형상의 다른 일단을 가지고 있는 니들밸브;
    상기 밸브본체의 다른 일단에 부착되는 하우징 내에 장착되는 자기코일 오퍼레이터 조립체로서 상기 코일을 위한 전기제어회로에 연결되도록 전기 커넥터를 포함하고 있는 자기코일 오퍼레이터 조립체;
    상기 니들밸브 주위에서 연장되는 상기 밸브시트의 바로 상류의 상기 밸브본체 보어 내의 히터;
    상기 히터에 전기적으로 접속되는 상기 솔레노이드 하우징으로부터 상기 밸브본체 보어로 연장되는 컨덕터; 및
    상기 컨덕터를 통한 상기 보어 내의 압력연료의 누출을 방지하도록 각각의 컨덕터와 결합되는 밀봉수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료인젝터는 상기 코일하우징과 상기 밸브본체 사이의 영역에 위치되는 O-링시일을 포함하고 있는 것과, 상기 컨덕터는 상기 밀봉수단을 제공하기 위해서 상기 O-링시일을 통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 컨덕터는 상기 O-링시일 내에서 성형되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 컨덕터는 상기 O-링을 통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 컨덕터는 적어도 부분적으로 플라스틱 코팅으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 히터는 양의 온도계수 세라믹 재료로 구성되며 금속화된 표면을 가지고 있고 그리고 상기 컨덕터는 전기접촉을 이루도록 상기 금속화된 표면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 히터의 금속화된 표면은 전기적으로 개별적인 패턴으로 배열되고 그리고 상기 컨덕터는 상기 패턴의 각각의 하나와 각각 접촉되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 히터는 중공 실린더이고 그리고 상기 개별적인 패턴은 각각 상기 히터의 내외측 표면과 결합되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 개별적인 패턴은 상기 히터의 외부표면 상의 섹션을 모두 포함하고 있고 그리고 상기 컨덕터 모두는 상기 히터의 상기 외부표면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 연료인젝터는 상기 코일하우징과 상기 밸브본체 사이의 영역에 위치된 O-링시일과, 상기 O-링이 압축되는 탄성중합체 워셔를 포함하고 있는 것과, 상기 컨덕터는 상기 밀봉수단을 구성하도록 상기 O-링과 상기 워셔 사이에 클램핑되어 밀봉되는 섹션을 각각 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 컨덕터는 포일 스트립으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  12. 제 11 항에 있어서, 연료와 접촉되지 않도록 보호되고 전기 쇼팅을 방지하기 위해서 상기 포일 스트립은 플라스틱으로 적어도 부분적으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 컨덕터는 상기 밸브본체의 외측을 따라서 연장되고,상기 밸브본체의 측벽부 내의 보어를 통하여 연장되는 핀 접촉부를 더 포함하고 있으며, 상기 밀봉수단은 상기 보어에 밀봉되는 상기 핀을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 밀봉수단은 핀 접촉부를 각각 둘러싸는 상기 보어 내의 융합된 유리밀봉으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 히터 상으로 가압되는 한쌍의 클립을 더 포함하고 있으며, 각 클립은 전기접촉을 이루는 각각의 핀 접촉부를 수용하는 채널을 가지고 있는 단말부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 히터는 세라믹 재료의 중공실린더이고 상기 클립 각각은 상기 히터의 각각의 단부를 파지하도록 그 외주 주위에 배열되는 일련의 스프링 핑거를 가지고 있는 원형몸체인 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 클립 각각은 상기 밸브본체 측벽부를 통하여 돌출되는 각각의 핀 접촉부 상에 수용되도록 상기 히터를 따라서 연장되는 상기 단말부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 연료인젝터는 상기 자기코일을 지지하는 보빈을 포함하고 있는 것과, 상기 컨덕터는 상기 보빈을 통하여 연장되며 상기 컨덕터가 상기 보빈으로부터 빠져나오는 위치에서 시일이 각각의 컨덕터와 결합되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 컨덕터는 전기접촉을 이루도록 상기 히터의 외주와 접촉되어 가압되는 뽀족한 부위를 각각 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 히터는 양의 온도계수재료의 중공원통형 몸체인 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  21. 제 20 항에 있어서, 반경방향으로 상기 히터를 위치시키는 내측 상의 축선방향 리브를 가지고 있는 절연슬리브를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 히터를 축선방향으로 위치시키는 적어도 하나의 스프링 워셔를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  23. 제 1 항에 있어서, 단일의 공통 컨덕터를 사용하여 각각 여기될 수 있도록 상기 자기코일 및 상기 히터 양쪽 모두와 결합되는 전기적인 아이솔레이터 회로수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 히터의 바로 상류에 위치되는 난류 유도 구성요소를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 난류 유도 구성요소는 다른 플레이트 내의 슬롯으로부터 오프셋되는 일련의 슬롯을 각각 가지고 있는 다수의 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  26. 제 1 항에 있어서, 연료 및 상기 히터 양쪽 모두와 접촉되어 장착되는 열전도요소를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 히터는 중공원통형 몸체로 이루어지고 상기 열전도요소는 상기 히터에 끼워맞춤되는 금속 슬리브로 이루어지며, 상기 슬리브는 세로로 연장되는 플루트를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  28. 제 27 항에 있어서, 세로방향 플루트를 가지고 있는 금속 슬리브로 이루어지는 제2 열전도요소를 더 포함하고 있으며, 상기 요소 중 하나는 상기 히터의 외경에 프레스 끼워맞춤되고, 나머지는 상기 히터의 내경에 프레스 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  29. 제 18 항에 있어서, 상기 보빈은 성형된 플라스틱으로 이루어지는 것과, 상기 컨덕터는 연료누출에 대항하여 구불구불한 밀봉을 제공하도록 상기 보빈 내로 성형되는 일련의 리브로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
  30. 제 20 항에 있어서, 상기 히터를 지나는 외측흐름통로와 내측흐름통로 사이에서 연료흐름을 제어가능하게 할당하도록 상기 히터의 상류의 흐름할당요소를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료인젝터.
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