KR100472873B1 - 연료분사기용전자계량밸브 - Google Patents

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Abstract

계량밸브(40)는 배출도관(63)을 위한 셔터(67)를 가지며, 전자석(42)은 고정형 코어(46) 및 슬리이브(71)에 의해 스템(69)으로부터 분리되어 슬라이딩하는 디스크형 아마튜어(43)를 가진다. 스템(69)은 부시(83)에 의해 안내되고, 속도감쇄 효과를 나타내면서 와류실(89) 내부에서 이동하는 플랜지(88)를 가지며, 또한 아마튜어(43)와 전자석(42)은 조립하기 앞서 링 너트(59)에 의해 맞추어지며, 링 너트는 부시(83)와 함께 단일편을 형성하면서 스템(69)의 행정(h)을 선택적으로 한정하도록 하는 교정형 와셔(87)의 간섭을 통해 밸브(40)의 몸체(56)에 대하여 플랜지(84)를 압착한다.

Description

연료분사기용 전자 계량밸브
본 발명은 연료분사기용의, 특히 내연기관용의 전자 계량밸브에 관한 것이다.
연료분사기용 계량밸브는 통상적으로 셔터에 의해 폐쇄된 배출도관을 갖춘 제어실은 포함한다. 알려진 계량밸브에 있어, 셔터는 전자석의 아마튜어의 스프링에 의해 폐쇄유지되며, 그리고 전자석을 여기화시키므로써 도관이 개방되게끔 해제되어서 아마튜어를 전자석의 코어쪽으로 이동시키게 된다.
공지된 밸브의 아마튜어는 통상적으로 가이드에서 슬라이딩하는 스템에 견고하게 연결되며, 그리고 배출도관을 폐쇄시킬 때 아마튜어와 스템의 운동에너지는 밸브에 대한 셔터의 충격으로 소산된다. 보다 상세하게는, 보올서텨의 경우, 운동에너지는 밸브몸체의 시트에 대한 충격으로 가이드플레이트 및 보올을 통해 소산된다. 반대로, 배출도관을 개방할 때, 아마튜어 및 스템의 귀한운동으로 인한 운동에너지는 스톱에 대한 스템의 충격으로 인해 소산된다.
그와 같은 충격은 상당한 힘을 발생시키는데, 이 힘은 아마튜어 및 스템의 질량 및 속도에 비례하고, 충격시간에는 반비례하며, 충격시간은 아주 짧다. 보올 및 밸브몸체의 경도로 인해, 밸브를 폐쇄시킬때의 충격은 상당한 반동을 초래시키며 이 반동은 밸브를 개방시킬 때도 스톱에 대한 스템의 충격에 의해 역시 발생된다.
그와 같은 아마튜어의 운동, 및 그로 인한 밸브의 개폐운동은 분사기의 안정된 동작을 제공하지 못하게 된다.
더욱이, 아마튜어는 연료의 압력 및 밀도가 상당히 다양한 연료배출실 내부를 이동한다. 배출실 내부의 연료의 압력의 증가 및 그로 인한 밀도로 인해, 밸브를 개폐시킬때 아마튜어의 속도는 감소된다. 결국 아마튜어 이동은 자체적으로 생기게 되고, 배출실 내부의 연료 압력파에 의해 심각한 영향을 미치게 되고 나아가 분사기의 안정동작을 해치게 된다.
계량 밸브는, 아마튜어는 자성재료로 만들어지고, 스템은 비용절감을 위해 비자성재료로 만들어져서 아마튜어로부터 분리되어 조립을 단순화하고, 또한 스템은 분사기 몸체에 고정된 벨(bell)을 갖춘 단일편을 형성하는 슬리이브에 의해 안내되어서 스템이 매우 작은 표면에 억류되어 반동을 받도록 되어 있다.
더욱이, 아마튜어, 스템 및 가이드는 전자석과 함께 조립되어서 스템의 행정이 아마튜어 및 전자석을 조립하지 않고는 결정될 수 없게끔, 그리고 시험 목적으로 쉽게 측정될 수 없게끔 되어 있다.
본 발명의 목적은 공지의 장치에서 전형적으로 갖는 상기 결점을 극복하도록 설계된 아주 간단하고도 신뢰적이며, 또한 분사기의 완전하게 안정된 동작을 제공하는 계량벨브를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 분사기의 제어실의 배출 도관을 위한 셔터, 및 고정형 마그네틱 코어 및 상기 셔터를 제어하기 위한 가동형 아마튜어를 제시하는 전자석을 포함하고, 상기 아마튜어는 탄성적으로 미는 엘레멘트에 의해 상기 셔터상에 작용하여서 유지 되도록 하고, 상기 엘레멘트는 안내 및 행정 억제 수단에 의해 안내되고, 상기 엘레멘트의 일부분은 배출실과 연통하는 와류실에 내장되고, 상기 내장된 일부분은 상기 수단에 대하여 억제된 표면을 갖으며 또한 상기 엘레멘트의 개방운동이 상기 와류실에 있는 유체의 신속한 압축 및 배출에 의해 감쇠되도록 되어진 것을 특징으로 하는 연료분사기용 계량밸브가 제공된다.
본 발명의 비한정적인 2 구현예를 첨부도면을 참고로 하여 설명하기로 한다.
제 1 도에 있어, 예컨대 디젤기관용의 연료분사기(5)는 컨트롤 로드(8)와 슬라이딩하고 그의 하부는 하나 또는 그 이상의 분사 오리피스(11)와 종단 결합하는 노즐(9)에 연결되어 있다.
몸체(6)는 또한 표준형 고압 연료공급 펌프에 연결된 유입 피팅(16)이 삽입되어진 돌기(13)를 갖는다. 도관(17,18 및 21)(제1도)에 의해, 돌기(13)의 구멍(14)(제2도)은 노즐(9)의 분사실(19)과 연통하고, 오리피스(11)는 평판(100)에 의해 로드(8)에 연결된 핀(28)에 의해 폐쇄유지되고, 핀(28)은 분사실(19)에 있는 고압연료가 작용하는 숄더(29)론 가지며, 그리고 압축스프링(37)은 평판(100)를 미는데 도움을 주어서 핀(28)은 그로인해 하방으로 밀려진다.
분사기(5)는 또한 전자석(42)을 지지하는 슬리이브(41)(제2도)를 포함하여서 디스크형 아마튜어(43)를 제어하게 된다. 슬라이브(41)는 몸체(6)의 외부나선에 나합되는 나선부(44)에 의해 몸체(6)에 맞추어지며, 슬리이브(41)는 전자석(42)의 마그네틱 코어(46)가 안착되는 숄더(45)를 갖는다. 슬리이브(41)의 하부단과 몸체(6)의 숄더(38) 사이에는 디스크(43)의 상부면으로부터 미리 정해진 거리에 코어(46)의 축방향 위치를 선택적으로 한정하는 만큼의 수량을 갖는 교정형 와서(39)가 끼워진다.
코어(46)는 환형으로서 중심구멍(49)을 가지며, 코어(46)의 환형시트(48)는 전자석(42)을 활성화시키기 위한 표준형 전기 코일(47)을 내장하고 있으며, 슬리이브(41)는 구멍(49)과 동축상으로 되어 연료탱크에 연결된 배출피팅(53)과 단일편을 형성하는 디스크(52)에 코어(46)를 연결시키는 만곡단(50)을 가지며, 그리고 절연재료로 만들어져서 코일(47)의 표준형 핀(55)과 맞추어진 커버(54)는 슬리이브(41)에 대해 공지의 방법으로 상호 성형된다.
계량밸브(40)는 또한 링 너트(59)에 의해 분사기의 몸체(6)의 숄더와 접촉 유지되는 플랜지(57)를 가지는 몸체(56), 추후 상세하게 설명되는 것으로 몸체(6)에 형성된 배출실(60)의 나선부에 나합되는 링 너트(59), 및 밸브(40)의 몸체(56)의 상부면으로부터 코어(46)의 하부면까지 축방향으로 연장되는 배출실(60)을 포함한다.
밸브(56)의 몸체(56)는·또한 교정형 레이다얼 유입도관(62), 및 교정형 축방향 배출도관(63)과 연통하는 축방향 제어실(61)을 가지며, 유입도관(62)은 구멍(14)과 연통하고, 제어실(61)은 로드(8)의 상부면에 의해 하부에 한정되고, 그리고 숄더(29) (제1도)의 것에 비해 큰 로드(8)의 상부면의 면적에 의해 노즐(9)의 오리피스(11)를 폐쇄시키는 위치로 로드(8)를 유지시킨다.
제어실(61)의 배출도관(63)은 보올(67)의 형상으로된 셔터에 의해 항시 폐쇄유지되고, 이 셔터는 도관(63)과 "X" 접촉평면에 의해 형성된 원추형 시트에 놓인다.
보올(67)은 디스크(43)과 결합한 스템(69)을 작용시키는 가이드플레이트(68)에 의해 안내되고, 디스크(43)는 스템(69)상에 축방향으로 슬라이딩하는 슬리이브(71)와 단일편을 형성하고, 스템(69)상의 홈(74)내부에 맞추어진 개방링(73)에 의해 결합된 숄더(72)를 가지며, 그리고 아마튜어를 자기적으로 그리고 수력학적으로 개선시키고 또한 배출실(60)로부터 코어(46)의 중심구멍(49)으로 유동하는 연료를 지원하기 위한 슬롯(76)을 갖추고 있다.
스템(69)은 구멍(49)내부의 주어진 길이 만큼 연장하고, 그리고 소직경부(77)로써 종단하고, 이 소직경부는 스템(69)과 디스크(52)사이에서 구멍(49)내부에 내장된 제 1 압축스프링(78)을 지지 및 고정시킨다. 스프링(78) 보다 큰 가요성을 가지는 제 2 압축스프링(79)은 디스크(43)와 링 너트(59)사이에 맞추어져서 스템(69)의 개방링(73)상에 디스트(43)가 잘 놓이도록 유지한다. 주지해야 할 것은 디스크(43)가 배출실(60)의 넓은 부분"A"의 내부를 이동하고, 이 부분에는 공기-연료 혼합체로 가득채워지고, 따라서 압력파를 발생 시킨다는 것이다.
스템(69)은 원통형 부시(83), 및 축방향구멍(86)을 갖는 하부플랜지(84)를 포함하고, 플랜지(84)는 스템(69)의 행정 "h"를 한정하도록 선택된 수의 교정형 와셔(87)의 개재로서 밸브(40)의 몸체(56)의 플랜지(57)에 대해 링 너트(59)에 의해 강제되고, 그리고 스템(69)은 스템(69)이 플랜지(84)의 하부면 "Y"에 대하여 억류된 상당면 "S"을 갖춘 일체형 하부 플랜지(88)를 보여준다.
스템(69)의 플랜지(88)는 와류실(89)내부에 내장되고, 와류실에서는 플랜지(88)의 표면"S"과 플랜지(84)의 대응표면 "Y"사이에 있는 유체가 상기 표면들(S 및 Y)사이에서 압축되어 스템(69)과 디스크(43)의 이동을 감쇠(와류효과) 시킨다. 부시(83) 및 링 너트(59)는 공간(91)을 형성하여서 유체가 와류실(89)로부터 구멍(89)을 통해 배출실(60)로 유동하도록 한다.
링 너트(59)는 와셔(87), 스템(69)의 가이드 및 계량밸브(40)의 몸체(56)를 분사기 몸체(6)에 고정시키며, 이 몸체는 링 너트(59)의 조임토오크에 의해 발생된 축방향 힘에 의해 탄성적으로 변형된다. 몸체(56)가 제어실(61)에서 높은 압력을 받을 때, 축 방향 힘은 조임토오크에 의해 발생된 것에 대항하여 몸체(6)의 탄성변형을 회복시켜 준다. 그렇지만 링 너트(59)가 가이드(82) 및 밸브(40)의 몸체(56)양자를 고정시키기 때문에, 상기 탄성변형은 더이상 평면 "X"와 표면 "Y"의 상호위치에 영향을 미치지 않게 되어 스템(69)의 행정 "h"에 어떠한 변형도 주지 않게 된다.
분사기(5)의 계량밸브(40)는 다음과 같이 동작한다.
코일(47)이 여기되었을 때, 코어(46)는 디스크(43)를 유인하여 숄더(72) 및 링(73)에 의해 스프링(78)에 반하여 스템(69)를 강력하게 상승시키며, 스템(69)의 플랜지(88)는 와류실(89) 내부에 와류실(89)의 유체가 압축되어 스템(69)의 정지를 감쇠시키는 와류효과를 발생시켜서 반동을 막고 그리고 계량밸브(40) 및 분사기(5)의 보다 안정된 동작으로 제공한다.
스템(69)은 가이드(82)의 플랜지(84)의 표면에 대하여 플랜지(88)와 억류되고, 그리고 디스크(43)는 링(73)에 대하여 숄더(72)와 억류되지만, 각각의 운동에너지는 스템(69)으로부터 떨어져 있는 디스크(43)에 의해 분리적으로 흡수된다. 디스크(43)가 배출실(60)의 "A"부분으로 이동하기 때문에, 그의 이동역시 느리고, 따라서 흡수되는 운동에너지는 감소하게 되며, "A"부분의 압력 변동도 더이상 스템(69)의 이동에 영향을 미치지 않는다.
제어실(61)에 있는 연료의 압력은 따라서 셔터(67)를 개방시켜 배출실(60)의 연료를 배출시키게 되어 탱크에 되공급되고, 분사실(19)(제1도)의 연료 압력은 핀(28)의 숄더929)상에 작용하여 핀(28)을 상승시키고 분사실(19)의 연료를 오리피스(11)를 통해 분사시킨다.
코일(47)(제2도)이 비-여기되었을때, 스프링(78)은 스템(69)을 하방으로 밀어서 링(73)을 통해 디스크(43)를 밑으로 밀며, 디스크(43)의 운동에너지는 스템(69)의 것과는 별도로 스프링(79)에 의해 소산되며, 스템(69)의 운동에너지는 와류실(89) 내부의 유체에서 플랜지(88)에 의해 발생된 와류효과에 의해 일부 소산된다.
그 결과, 평판(68)상의 스템(69)의, 보올(67)상의 평판(68)의 그리고 배출도관(63)의 시트상의 보올(67)의 충격은 반동없이 크게 감소되고, 보올(67)은 배출도관(63)을 폐쇄시키고, 가압연료는 제어실(61)내부의 압력을 회복시키고, 그리고 핀(28)(제1도)은 오리피스(11)를 폐쇄시킨다.
계량밸브(40)의 구조는 아울러 코어(46) 또는 디스크(43)를 몸체(6)에 조립함이 없이 스템(69)의 행정 "h"이 링너트(59)에 의해 밸브(40)의 몸체(56) 및 스템(69)의 가이드(82) 사이에 교정형 와서(87)를 적절히 선택하여 삽입함으로써 한정된다. 이때, 스프링(79) 및 슬리이브(71)는 스템(69)에 맞추어지고, 디스크(43)는 홈(74) 내부에 개방링(73)을 삽입함으로써 제위치에 고정된다.
이 점에서 스템(69)이 스프링(79) 및 디스크(43)에 의해 가이드(82)와 접촉상태로 유지되어 있기 때문에, 스템(69)의 행정 "h"은 스템(69)의 부분(77)의 상단상에 공칭 행정게이지의 단을 간단하게 배치함으로써, 그리고 보올(67)이 자리에 접촉될때까지 스템(69)을 움직임으로써 측정가능하다. 마지막으로, 몸체(6)는 앞서 맞추어진 슬리이브(41)를 디스크(52), 전자석(42) 및 스프링(78)과 함께 조립함으로써 폐쇄된다.
본 발명의 계량밸브(40)의 잇점은 앞서의 설명으로 부터 명백해질 것이다. 특히, 플랜지(88)의 스톱면 "S"과 "와류"효과는 셔터(67)를 개폐시킬때 모두 스템(69)의 반동을 배제시킬 수 있고, 디스크(43)가 스템(69)으로부터 떨어진다는 사실은 플랜지(84) 및 보올(67)을 스템(69) 및 보올의 자리에 때릴 때 소산되는 운동에너지를 감소시키게 되며, 그리고 가이드(82) 및 스템(69)의 구성배열은 스템(69)의 행정을 전자석(42)을 조립함이 없이 한정 및/또는 측정가능하게 한다.
명백히, 상기 예시한 계량밸브에 대해서는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 많은 변경이 가능할 것이다.
제 1 도는 본 발명에 따른 계량밸브를 갖춘 연료분사기의 부분 단면도.
제 2 도는 제1도에 도시한 분사기의 계량밸브의 확대단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 계량밸브 42 : 전자석
43 : 아마튜어 46 : 코어
59 : 링 너트 63 : 배출도관
67 : 셔터 69 : 스템
83 : 부시 87 : 와셔

Claims (11)

  1. 연료 분사기의 제어실(61)의 배출도관(63)을 위한 셔터(67), 및 상기 셔터(67)를 제어하기 위한 가동형 아마튜어(43) 및 고정형 마그네틱 코어(46)를 가지는 전자석(42)을 포함하고, 상기 아마튜어(43)는 상기 도관(63)이 폐쇄되는 위치로 유지시키기 위해 상기 셔터(67)를 탄성가능하게 통상 밀고 있는 엘레멘트(69)에 의해 상기 셔터(67)상에 작용하고, 상기 엘레멘트(69)는 안내 및 행정억제 수단(82)에 의해 안내됨과 아울러 와류실(89)에 내장된 부분(88)을 갖추고 있고, 상기 내장된 부분(88)은 상기 억제수단(82)에 대하여 억류되는 표면(S)를 가지며, 상기 엘레멘트(69)의 개방이동은 상기 와류실(89)에 있는 유체의 신속한 압축 및 배출에 의해 감쇠되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 계량밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아마투어(43)가 상기 엘레멘트(69)로부터 떨어져 있고, 제 1 스프링(78)이 상기 엘레멘트(69)를 통상적으로 폐쇄된 위치로 밀고 있고, 그리고 상기 아마튜어(43)는 상기 제 1 스프링(78)보다 훨씬 큰 가요성을 가지고 제 2 스프링(79)에 의해 상기 엘레멘트(69)상에 얹혀져 있는 것을 특징으로 하는 연료분사기용 전자 계량밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 코어(46)가 환형이고, 상기 아마튜어(43)는 디스크(43)의 형상으로 있고, 상기 디스크(43)는 슬리이브(71)를 갖춘 단일편을 형성하고, 상기 엘레멘트(69)는 상기 디스크(43)에 수직한 스템(69)의 형상으로 있고, 상기 스템(69)은 상기 슬리이브(71) 내부에서 슬라이딩하고, 상기 스템(69)에 맞추어 진 링(73)은 상기 디스크(43)의 숄더(72)에 억류되는 것을 특징으로 하는 연료 전자 계량밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 디스크(43)는 상기 배출실(60)의 넓은 부분(A)안에서 가동되고, 상기 넓은부분(A)안에 있는 유체의 조건에 따른 임의의 반동 및 변형으로 상기 스템(69)의 이동에 대해 거의 영향을 주지 않는 것을 특징으로 연료 분사기용 전자 계량밸브.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 스템(69)은 상기 셔터(67)에 인접하여 플랜지(88)를 갖추어서 상기 수단(82)의 대응면에 대하여 상기 표면(S)에 억류된 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 계량밸브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 안내 및 행정 억제수단(82)은 상기 스템(69)이 슬라이딩 방도로 결합된 부시(83), 및 계량밸브의 몸체(56)에 맞추어진 플랜지(84)를 포함하고, 상기 대응면(Y)은 상기 부시(83)의 상기 플랜지(88)상에 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 플랜지(84)는 분사기의 몸체(6)의 나선부와 협동하는 나선형 링너트(59)에 의해 상기 몸체(56)에 강제되어, 상기 배출도관(63)을 갖춘 상기 셔터(67)의 접촉평면(X)과 상기 대응면(Y) 사이의 거리(h)가 상기 링 너트(59)의 강제에 의해 영향을 받지 않는 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 벨브.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 스프링(78)이 상기 코어(46)의 내부에서, 상기 스템(69)과 고정부재(52)사이에 위치하고, 상기 제 2 스프링(79)은 상기 디스크(43)와 상기 링 너트(59)사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 밸브.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 스템(69)은 상기 스템(69)상의 홈(74)내부에 삽입된 개방 링(73)에 의해 상기 디스크(43)에 억류되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 밸브.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 부시(83)는 상기 디스크(43)와 상기 전자석(42)을 조립하기에 앞서 교정형 와셔(87)의 간섭을 통해 상기 나선형 링 너트(59)에 의해 고정되고, 상기 와셔(87)는 상기 스템(69)의 미리정해진 행정(h)을 수행할 수 있도록 선택된 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 밸브.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 전자석(42) 및 상기 고정부재(52)는 상기 스템(69)에 관해 상기 코어(46)의 위치를 한정할 수 있도록 선택된 또 다른 교정형 와셔(39)들의 간섭을 통해 분사기의 상기 몸체(6)의 외부나선부에 나합되는 나선부(44)를 지닌 슬리이브(41)에 맞추어진 것을 특징으로 하는 연료 분사기용 전자 밸브.
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