KR100420748B1 - 연료 분사 밸브 - Google Patents
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Abstract
<과제> 내연기관의 정지후에 분출 구멍 부착 디스크의 분출 구멍에 잔류하는 연료의 기화에 기인한 침적물의 생성 및 그 침적물에 기인한 분출 구멍 횡단 면적의 감소화 및 그 횡단면적 감소에 기인한 연료-공기 혼합기의 못마땅한 희박화를 방지한다.
<해결수단> 적어도 하나의 분출 구멍(25)의 바로 근처에서 세로방향 구멍(3)내엔 중심구멍(41)을 갖는 스페이서 디스크(40)가 배치되고 있으며 또한 분출 구멍 부착 디스크(21)와 스페이서 디스크(40)와 사이에 상기의 적어도 1 개의 분출 구멍 (25)에서 유출하는 연료에 대해서 모관 작용을 외향 반경 방향에 끼치는 적어도 1 개의 오목설치부(47, 50)가 설치되어 있다.
Description
<발명이 속하는 기술분야>
본 발명은 밸브 케이싱과 그 밸브 케이싱의 세로 방향 구멍내에 배치된 밸브 시트체와 그 밸브 시트체의 하류측의 상기 세로방향 구멍내에 배치되어 있으며 한개 이상의 분출 구멍을 둔 분출 구멍부착 디스크를 갖는 내연기관용 연료 분사 밸브에 관한 것이다.
<종래의 기술>
독일연방공화국 특허출원 공개 제 4026721 호 명세서에 의거해서 이미 공지되어 있는 연료 분사 밸브에 있어서 연료 분사 밸브의 밸브 폐쇄부의 밸브 폐쇄체와, 밸브 시트체와 분출 구멍 부착 디스크 사이의 소위 「무효 공간 용적」내에 근소량의 연료잔분이 잔류하며 그 연료잔분에서 원칙으로서 저온에서 비등하는 연료성분만이 기화되고 다시 말하면, 비교적 높은 온도에서 비로서 비등하는 연료성분은 그대로 잔류하므로서 연료 분사 밸브의 가동 시간중에 양호하지 못하게 내연기관의 일련의 운전기와 정지기 후에 한개 이상의 분출 구멍의 영역내에 침적물이 생성하여 분사된 연료량이 부적합하게 감소되고 내연기관에 공급되는 연료 공기 혼합기체가 희박하게 된다. 그 결과, 내연기관의 운전거동이 열등하게 된다. 그러므로 연료 분사 밸브의 분출 단부에 보호캡을 배치하고 또한 그 보호캡에 한개 이상의 분출 구멍의 바로 근처에 한개 이상의 오목설치부를 두어 상기 한개 이상의 분출 구멍에서 유출하는 연료에 대해서 모관작용을 끼치게 하므로서 연료 분사 밸브의 밸브 폐쇄후에 경우에 따라서 한개 이상의 분출 구멍에 잔류하고 있는 연료를 상기 한개 이상의 오목설치부내에 도입시키고 또한 기화에 의해서 잔존하는 침적물을 상기의 한개 이상의 오목설치부내에만 머물게 하는 형식의 다른 연료 분사 밸브가 독일연방공화국 특허출원 공개 제 3927390 호 명세서에 공지된다.
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명의 과제는 내연기관이 정지한 후에 분출 구멍 부착 디스크의 분출 구멍에 잔류하는 연료의 기화에 기인한 침적물의 생성 및 그 침적물에 기인한 분출 구멍 횡단 면적의 감소화 및 그 횡단면적 감소에 기인한 연료 공기 혼합 기체가 부적합하게 되는 희박화를 방지하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 한개 이상의 분출 구멍 바로 근처의 세로방향 구멍내에 중심 구멍을 갖고 스페이서 디스크를 가지고 있으며 또한, 분출 구멍 부착 디스크와 스페이서 디스크 사이에 상기 한개 이상의 분출 구멍에서 유출하는 연료에 대해서 모관 작용을 외향 반경 방향으로 끼치는 한개 이상의 오목설치부를 구비하고 있다.
<작 용>
본 발명에 있어서 분출 구멍 부착 디스크의 하류측에서 밸브 케이싱의 세로 방향 구멍내에 근소한 축방향 간격을 두고 스페이서 디스크가 배치되어 있으며 상기 스페이서 디스크는 분출 구멍에서 유출하는 연료에 대해서 모관 작용을 외향 반경 방향에 끼치는 오목설치부를 축방향에서 제한하여 분출 구멍 부착 디스크와 스페이서 디스크 사이에 모관 작용 디스크를 구비하고 있으며 그 모관 작용 디스크의 외곽선을 따라 형성되므로서 모관 작용의 최적화가 가능하다.
<발명의 실시의 형태>
특허청구 범위의 제 2 항 이후에 기재한 수단에 의해서 본 발명의 연료 분사 밸브의 구성을 양호하게 개량가능하게 된다. 또, 분사 구멍 부착 디스크와 스페이서 디스크 사이에 배치된 모관 작용 디스크내에 한개 이상의 오목설치부를 형성하는 것이 특히 유리하며 이것에 의해서 오목설치부의 윤곽을 일층 간편하게 제작가능하며 또는 그 오목설치부의 용적을 필요한 크기로 제한하는 것이 가능하다.
<실시예>
다음에 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
제 1 도는 혼합 기체압축, 불꽃점화식의 내연기관의 연료 분사 장치용의 연료 분사 밸브의 제 1 실시예를 도시하고 있으며 이 경우 본 발명에 의해서 제 1 실시예로서 구성되어 있는 점을 제외한 구성은 이미 공지되어 있다. 연료 분사 밸브는 관상의 밸브 케이싱(1)을 가지며 그 밸브 케이싱내에 밸브 세로축선(2)에 대해서 동심적으로 세로방향 구멍(3)이 형성되어 있다. 그 세로방향 구멍(3)내에 예컨대 관상의 밸브 니들(5)이 배치되어 있으며 그 밸브 니들은 그 하류측단부(6)에서구상의 밸브 폐쇄체(7)와 접합되고 있으며 그 밸브 폐쇄체의 외주면에는 예컨대 5개의 편평 테이퍼부(8)가 설치되어 있다.
연료 분사 밸브의 작동은 공지와 같이 전자식으로 수행된다. 밸브 니들(5)을 축방향으로 운동시키고 나아가선 연료 분사 밸브를 귀환 스프링(도시 생략)의 반발력에 저항해서 밸브를 개방시키기 위해서 또는 상기 반발력의 작용 방향으로 밸브를 폐쇄시키기 위해서 도시하지 않았으나 전자 코일, 가동자극자 및 코어를 갖는 전자 회로가 사용된다. 상기 가동자극자는 밸브 폐쇄체(7)에서 다른 한쪽의 밸브 니들(5)의 단부에 결합되고 있으며 또한 코어에 정합되어 있다.
밸브 폐쇄체(7)를 축방향 운동시에 가이드하기 위해서 원통형의 밸브 시트체 (16)의 가이드 구멍(15)이 사용된다. 그 원통형의 밸브 시트체(16)는 밸브 세로축선(2)에 대해서 동심적으로 연장하는 세로방향 구멍(3)내에 밸브 케이싱(3)의 분사축단부로부터 밀어넣어져 있다. 밸브 시트체(16)의 외주는 밸브 케이싱(1)의 세로 방향 구멍(3)보다 근소하게 작은 직경을 가지고 있다. 밸브 폐쇄체(7)로부터 이격된 밸브 시트체(16)의 하단면(17)에는 예컨대 컵상으로 구성된 분출 구멍 부착 디스크(21)의 저부부분(20)의 상단면(19)이 접하고 있으며 또한, 그 저부부분(20)은 밸브 시트체(16)에 동심적으로 고착 접합되고 있다. 분출 구멍 부착 디스크(21)의 저부부분(20)은 그 중앙역(24)에 적어도 1 개의 분출 구멍(25), 예컨대 부식 가공 또는 때려빼기 가공에 의해서 성형된 4개의 분출 구멍(25)을 가지고 있다.
컵상의 분출 구멍 부착 디스크(21)의 저부부분(20)에는 환상의 유지 가장자리부(26)가 계속하고 그 유지 가장자리부는 밸브 시트체(16)로부터 다른쪽 축방향으로 연장되고 있으며 또한, 단부(27)까지 원추형상으로 외향으로 구부림 성형되어 있다. 밸브 시트체(16)의 외주 직경이 밸브 케이싱(1)의 세로 방향 구멍(13)의 직경보다 작으므로 세로방향 구멍(3)과 다소 원추형상으로 외향으로 구부림 성형된 유지 가장자리부(26) 사이에서만 반경방향의 가압작용이 생기는데 불과한다.
밸브 시트체(16)와 컵상의 분출 구멍 부착 디스크(21)로 이루어지는 밸브 시트 부품의 세로방향 구멍(3)내로의 밀어넣기 깊이가 밸브 니들(5)의 축방향 스트로크를 결정한다. 왜냐하면 전자 코일의 비여자시엔 밸브 니들(5)의 한쪽의 종단 위치가 밸브 시트(16)의 밸브 시트면(29)에 대한 밸브 폐쇄체 (7)의 맞닿음에 의해서 확정되어 있기 때문이다. 전자 코일의 여자시에 있어서의 밸브 니들(5)의 다른쪽의 종단 위치는 예컨대 밸브 니들(5)과 결합된 가동자극자가 전자회로의 코어에 접촉하므로서 확정된다. 따라서 밸브 니들(5)의 양종단 위치간의 거리가 상기의 축방향 스트로크로 된다.
분출 구멍 부착 디스크(21)의 유지 가장자리부(26)는 그 단부(27)에서 세로방향 구멍(3)의 주벽과 액밀로 고착 접합되어 있다. 이 때문에 유지 가장자리부 (26)의 단부(27)와 세로 방향 구멍(3)의 주벽 사이에는 원환상의 용접 이음매(30)가 설치되고 있다. 중앙역(24)의 외측 영역에선 다른 원환상의 용접 이음매(31)에 의해서 저부부분(20)은 밸브 시트체(16)와 액밀로 결합되어 있다.
구상의 밸브 폐쇄체(7)는 유동방향에 절두원추현상으로 테이퍼를 이루고 있는 밸브 시트체(16)의 밸브 시트면(29)과 협동하고 그 밸브 시트면은 축방향에서 보아 가이드 구멍(15)과 밸브 시트체(16)의 하단면(17)에 뚫어 설치된 유출구(32)사이에 구성되어 있다. 축방향 운동시에 밸브 폐쇄체 (7) 및 밸브 니들(5)을 정확하게 가이드하기 위해서 가이드 구멍(15)의 직경은 구상의 밸브 폐쇄체(7)가 그 편평 테이퍼부(8) 이외에선 근소한 반경방향 거리분만큼 가이드 구멍(15)에 침입하게 구성되어 있다.
분사 구멍 부착 디스크(21)의 중앙역내에 위치하고 있는 분출 구멍(25)은 유출구(32)에 의해서 커버된다. 밸브 폐쇄체(7)와 저부부분(20)의 상단면(19)과 밸브 시트면(29)의 주벽과 유출구(32) 사이에는 집합실(37)이 형성되며 밸브 시트면(29)으로부터 밸브 폐쇄체(7)의 이격시에 연료는 분출 구멍(25)에 의해서 조향해서 내연기관의 공기 흡입 도관내로 분출하기 이전에 우선 상기 집합실(37)내로 도달한다. 그 집합실(37) 내에는 연료 분사 밸브가 밸브 폐쇄한 후에도 어느 정도 소량의 연료가 잔류한다. 그러므로 그 집합실에 의해서 형성되는 이 소위 「무효 공간 용적」을 되도록 작게 구성하고 연료 분사 밸브의 밸브 폐쇄후에 그 집합실내에 잔류하는 연료의 양을 가능한 한 근소하게 하려는 대책이 여러가지 강구되어 있다. 연료 분사 밸브의 밸브 폐쇄후에 연료가 집합실내에 수용된 채로 되는 것에 의한 결점은 내연기관의 정지후에 엔진실측에서의 가열에 의거해서 연료가 적어도 부분적으로 기화하는 점에 있다. 그러나 일반적으로, 비교적 저온도에서 기화하는 연료 성분의 증발만이 생기고 이것에 대해서 비교적 고온도에서 기화하는 연료 성분은 잔류되어 분출구멍(25)에 침적하는 결과가 된다. 게다가 그 분출구멍(25)에 침적물이 생기면 연료분사 밸브의 밸브 개방시간이 일정이어도 공기 흡입 도관내로 분출되는 연료량은 가일층 근소해지며 이것에 의해서 연료와 공기의 혼합기체가 희박해지며 내연기관의 운전 거동이 못마땅하게 거동하게 된다.
분출 구멍 부착 디스크(21)의 하류측에서 밸브 케이싱(1)의 세로 방향 구멍 (3)내에는 스페이서 디스크(40)가 배치되고 있으며 그 스페이서 디스크는 밸브 세로축선(2)에 대해서 동심적으로 연장하는 중심구멍(41)을 가지며 그 중심 구멍의 직경은 유출구(32)의 직경보다 크다. 스페이서 디스크(40)는 분출 구멍 부착 디스크(21)와 마찬가지로 예컨대 컵상으로 성형되고 있으며 또한, 원추형상으로 외향으로 연장하는 스페이서 디스크 유지 가장자리부(42)를 가지며 그 스페이서 디스크 유지 가장자리부는 분출 구멍 부착 디스크(21)에서 다른쪽을 향해서 연장하고 있다. 스페이서 디스크 유지 가장자리부(42)는 그 자유단부(43)에선 세로방향 구멍 (3)보다 큰 직경을 가지고 있으므로 스페이서 디스크(40)는 세로방향 구멍(3)내에 압입되고 있으며 또한 상기 자유단부(43)는 반경 방향 장력을 갖고 세로방향 구멍 (3)의 주벽에 맞닿고 있다. 또, 세로방향 구멍(3)내에 스페이서 디스크(40)를 고정하는 부가적인 양태는 자유단부(43)를 용접이음매(44)에 의해서 세로방향 구멍(3)내에 고착하는 점에 있으며 용접 이음매(44)는 이 경우, 원환상으로 구성되고 있어도 또는 개개의 용접점으로서 구성되고 있어도 또는 개개의 용접점으로서 구성되고 있어도 좋다. 스페이서 디스크(40)의 스페이서 디스크 저부(45)와 분출 구멍 부착 디스크(21)의 저부부분(20)과의 사이엔 밸브 세로축선(2)에 대해서 평행으로 약 0.5 내지 1mm 의 축방향 간격이 설치되고 있으므로 저부부분(20)과 스페이서 디스크 저부(45) 사이엔 오목설치부(47)가 형성되며 그 오목설치부는 축방향에서 보면 약 0.5 내지 1mm 의 극히 근소한 확장을 가지고 있음에 불과하다. 그러나, 내연기관을 정지한 후에 집합실(37)내에서 연료가 기화되고 또한 연료가 그 집합실 (37)에서 분출 구멍(25)내로 이류하는 일이 생기면 상기 오목설치부(47)는 분출구멍 (25)의 부위에 존재하고 있는 연료에 대해서 밑이 모관같이 작용해서 그 연료를 분출 구멍(25)에서 외향 반경방향에 있는 오목설치부(47)내로 인입한다. 이같이 오목설치부(47)를 분출 구멍 부착 디스크(21)와 스페이서 디스크(40) 사이에 형성되는 환상의 모관 작용 갭으로서 구성하는 것이 본 발명의 제 1 실시예이다. 본 발명의 제 2 실시예는 마찬갖지로 제 1 도에 또, 부가적으로 제 2 도에 도시되어 있다. 본 발명의 이 제 2 실시예에선 세로방향 구멍(3)내에 게다가 분출 구멍 부착 디스크 (21)와 스페이서 디스크(40) 사이에 모관 작용 디스크(48)가 감장되고 있으며 그 모관 작용 디스크의 윗면은 분출 구멍 부착 디스크(21)의 저부부분(20)에 접하고 또, 하면은 스페이서 디스크(40)의 스페이서 디스크 저부(45)에 접하고 있다. 모관 작용 디스크 (48)는 예컨대 플라스틱 또는 고무로 제작되고 있다. 제 2 도에 모관 작용 디스크(48)가 평면도로 도시되어 있다. 특히, 제 2 도로 알 수 있듯이 모관 작용 디스크(48)는 레이디얼 관통구(49)를 가지며 그 레이디얼 관통구 자체는 반경방향에 방사상으로 연장하는 복수의 슬릿(50)을 가지고 있다. 그 슬릿(50)은 예컨대 원주 방향에서 동등한 상호 간격을 가지며 또한, 분출 구멍(25)과 스페이서 디스크(40)의 중심 구멍(41)을 향해서 개방되어 있다. 그 경우 상기 슬릿(50)은 예컨대 밸브 세로 축선(2)에 대해서 직각인 가로방향으로 측정한 법폭이 모관 작용 디스크(48)의 원주를 향해서 끝이 가늘거나 또는 끝이 넓어지게 구성되어 있다. 그 경우, 슬릿(50)의 원주방향내 법폭은 스페이서 디스크(40)의 중심 구멍(41)의 직경에 비해서 작다. 모관 작용 디스크(48)의 배치에 의해서 분출 구멍 부착 디스크 (21)와 스페이서 디스크(40) 사이에 모관 작용을 얻는데 소망되는 모관 용적을 간단하게 최적화하는 것이 가능하다.
제 1 도는 본 발명의 1 실시예에 의한 연료 분사 밸브의 부분 단면도.
제 2 도는 모관 작용 디스크의 평면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
1 : 밸브 케이싱 2 : 밸브 세로축선
3 : 세로 방향 구멍 5 : 밸브 니들
6 : 하류측 단부 7 : 밸브 폐쇄체
8 : 편평면 테이퍼부 15 : 가이드 구멍
16 : 밸브 시트체 17 : 하단면
20 : 저부부분 21 : 분출 구멍 부착 디스크
24 : 중앙벽 25 : 분출 구멍
26 : 유지 가장자리부 27 : 단부
29 : 밸브 시트면 30, 31 : 용접 이음매
32 : 유출구 37 : 집합실
40 : 스페이서 디스크 41 : 중심 구멍
42 : 스페이서 디스크 유지 가장자리부
43 : 자유 단부 44 : 용접 이음매
45 : 스페이서 디스크 저부 47 : 오목설치부
47 : 모관 작용 디스크 49 : 레이디얼 관통구
50 : 슬릿
Claims (10)
- 밸브 케이싱과 그 밸브 케이싱의 세로방향 구멍내에 배치된 밸브 시트체와 그 밸브 시트체의 하류측에서 상기 세로방향 구멍내에 배치되어 있고 한개 이상의 분출 구멍을 설치한 분출 구멍 부착 디스크를 갖는 내연기관용의 연료 분사 밸브에 있어서,한개 이상의 분출 구멍(25)의 바로 근처 세로방향 구멍(3)내에 중심 구멍 (41)을 갖는 스페이서 디스크(40)가 배치되어 있으며 또한 분출 구멍 부착 디스크 (21)와 스페이서 디스크(40) 사이에 상기의 한개 이상의 분출 구멍 (25)에서 유출하는 연료에 대해서 모관 작용을 외향 반경 방향에 끼치는 한개 이상의 오목설치부 (47, 50)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 1 항에 있어서,한개 이상의 오목설치부(47, 50)가 중심 구멍(41)쪽을 향해서 개방되어 있으며 또한 외향 반경방향으로 연장되어 스페이서 디스크(40)에 의해서 커버되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 2 항에 있어서,오목설치부(47)가 환상으로 구성되고 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 1 항에 있어서,분출 구멍 부착 디스크(21)에 모관 작용 디스크(48)가 접하고 그 모관 작용 디스크에 스페이서 디스크(40)가 접하고 있으며 또한, 상기 모관 작용 디스크(48)내에 중심구멍(41) 쪽을 향해서 개방된 한개 이상의 오목설치부(47, 50)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 4 항에 있어서,모관 작용 디스크(48)가 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 4 항에 있어서,한개 이상의 오목설치부(47, 50)가 슬릿 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 6 항에 있어서,한개 이상의 오목설치부(47, 50)가 반경방향으로 연장됨에 따라 원주방향으로 확장 또는 축소되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 6 항에 있어서,한개 이상의 오목설치부(47, 50)의 원주 방향내 법폭이 스페이서 디스크(40)의 중심구멍(41)의 직경에 비해서 작은 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 4 항에 있어서,오목설치부(47, 50)가 방사방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
- 제 1 항에 있어서,스페이서 디스크(40)가 컵 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
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