KR100627745B1

KR100627745B1 - 자가 점화식 엔진용 연료 분사 노즐

Info

Publication number: KR100627745B1
Application number: KR1020007006475A
Authority: KR
Inventors: 호켄베르거악셀
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2006-09-26
Also published as: EP1045982A1; JP2002527678A; EP1045982B1; WO2000023707A1; DE19847460A1; KR20010033112A; BR9917602A; DE59908951D1

Abstract

분사 구멍이 시작되는 원추형 밸브 시트면이 구멍의 분사측 단부에 형성된 노즐 몸체와, 분사측 단부에 대향한 구멍의 입구 영역에서 활주 가능하게 안내되며, 밸브 시트면에 인접한 면에서 밸브 시트면과 협동하는 폐쇄 원추를 구비하여 폐쇄력에 대해 연료 유동 방향에 역방향으로 개방되는 밸브 니들을 갖는 자가 점화식 엔진용 연료 분사 노즐에 있어서, 연료 분사 노즐은 분사 구멍 단면이 엔진의 연소실 쪽으로 먼저 축소된 후에 다시 확장되는 것을 특징으로 한다.

연료 분사 노즐, 노즐 몸체, 밸브 시트면, 밸브 니들, 분사 구멍, 축소부

Description

자가 점화식 엔진용 연료 분사 노즐 {FUEL INJECTION NOZZLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES WITH SELF-IGNITION}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 자가 점화식 엔진용 연료 분사 노즐에 관한 것이다.

이런 유형의 연료 분사 노즐은 예를 들어 독일 특허 제43 03 813 C1호 및 보쉬사의 1995년 출판물 자동차 공학 기술서 22판 526면에 공지되어 있다.

이런 연료 분사 노즐에서 분사 구멍은 원통형으로 구성된다. 연료압을 분사되는 연료 스트림으로 전환하는 것은 일부 작은 영역 내에서 발생되고, 이 영역을 통해 많은 효율 손실이 발생된다.

본 발명의 목적은 연료압을 제공되는 연료 스트림 속도로의 전환시의 효율 및 이로써 엔진 내에서 연료 분배 효율이 증가되도록 전술된 유형의 연료 분사 노즐을 개선하는 것이다. 연료 분사 노즐을 통해 NOx 및 미립자값이 감소되야 한다.

이런 목적은 청구항 제1항의 특징에 따른 자가 점화식 엔진용 연료 분사 노즐에 의해 해결된다.

분사 포트 단면이 엔진의 연소실쪽으로 먼저 축소된 후에 다시 확장됨으로써 압력을 연료 스트림 속도로 최적으로 전환시키고, 이에 의해 엔진 내에서 높은 효율을 갖는 연료 분배가 특히 간단하게 달성된다. 즉, 연료 분사 노즐의 축소 영역에서는 높은 속도가 발생되나, 확장 영역에서는 작은 미립자를 갖는 분무가 발생될 수 있다. 이로써, 종래 기술 분야에 공지된 연료 분사 노즐에서 발생되는 높은 연료 스트림 속도에 의해, 연료 분사 노즐의 최대 분배 영역이 연료 분사 노즐로부터 멀리 변위되는 것이 연료 분사 노즐의 확장부에 의해 방지되는 것이 바람직하다. 연료 스트림의 압력을 분사 속도로 최적으로 전환함으로써 동공화 경향이 감소된다. 분사 포트의 가장 작은 단면은 분사 포트 개구의 축방향 중간 영역에 위치되므로, 분사 포트의 축소 및 확장 영역이 대략 동일한 축방향 길이를 갖는다.

또한, 이런 연료 분사 노즐은 예를 들어 스파크 침식을 통해 특히 저렴하게 제조된다.

분사 포트의 구성에서 여러 실시예를 생각할 수 있다. 분사 노즐은 원형, 타원형 및 슬릿형 중 하나의 단면 형태를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 대상의 다른 장점 및 바람직한 구성은 도면, 명세서 및 청구항에서 이해할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 하단부의 종방향 단면도이다.

도2는 도1에 도시된 연료 분사 노즐의 도1에서 II로 표시된 부분의 상세 확대도이다.

노즐 몸체(10)는 기부가 분사 측면 단부에 캡(13) 내에서 원추형 밸브 시트면(14)으로서 구성된 보어(12)를 포함한다.

캡(13)을 관통하여 연소실 내로 통하는 분사 포트(20)가 시작되는 밸브 시트면(14)은 이에 상응되도록 구성된 폐쇄 원추(31)와 밸브 니들(30)의 정점에서 상호 작용한다. (도시되지 않은) 폐쇄 스프링에 의해 가압되는 밸브 니들(30)은 노즐 몸체(10)의 입구측 영역에서 활주 가능하게 안내되는 안내부와 그 압력 견부를 거펴 직경이 감소되고 폐쇄 원추(31)가 자유벽에 형성된 후속부를 가진다. 노즐 니들(30)의 후속부는 주위를 둘러싸는 보어(12)의 폭보다 작은 두께를 가지므로, 공지된 방법에 의해 압력 견부의 높이만큼 공급 보어와 연결된 (도시되지 않은) 챔버 쪽으로 확장된 환형 공간이 이를 둘러싼다.

도1에서, 특히 도2에서 분사 구멍(20)은 엔진의 연소실 쪽으로 초기에 축소된 후 다시 확장되는 단면을 포함한다. 축소부(21) 다음에는 확장부(22)가 이어진다. 분사 포트(20)는 특히 "라발 노즐"(laval nozzle) 형태를 가진다. 라발 노즐에서와 같이 연료 분사 노즐의 축소부(21)에서 높은 연료 분사 속도가 발생되나, 노즐의 확장부에서는 작은 미립자를 갖는 분무가 발생된다. 높은 연료 분사 속도에 의해, 연료 분사 노즐의 최대 분배 영역이 연료 분사 노즐로부터 바람직하지 않게 멀리 변위되는 것은 연료 분사 노즐의 확장부(22)에 의해 방지된다. 이를 통해 발생되는 연료 분사압의 분사 스트림 속도로의 "부드러운" 전환은 연료 분사 노즐의 공동화를 감소시킨다.

이런 유형의 연료 분사 노즐은 스파크 침식을 통해 바람직하게 제조될 수 있고, 분사 구멍(20)의 다양한 단면 형태는 전압, 전류 강도 및 속도비 등의 변수의 다양성에 따라 간단하게 제조될 수 있다. 이런 유형의 분사 노즐(20)의 제조비는 공급 단면이 방출 단면보다 더 큰 공지된 원추형 분사 노즐의 기술 분야에서 보다는 적게 든다. 기술 분야에서 공지된 연료 분사 노즐의 공급 개구는 여러 경우에 있어서, 추가의 유압 부식을 통해 라운딩되나, 본 발명에 따른 공급 개구의 라운딩화를 위한 공정이 생략되어 이를 위한 시간이 감소될 수 있기 때문에 전술된 분사 노즐(20)을 장착한 연료 분사 노즐의 제조비는 감소된다.

Claims

분사 노즐(20)이 시작되는 원추형 밸브 시트면(14)이 보어(12)의 분사측 단부에 형성된 노즐 몸체(10)와,

분사측 단부에 대향한 보어(12)의 입구 영역에서 활주 가능하게 안내되며, 밸브 시트면(14)에 인접한 면에서 밸브 시트면(14)과 상호 작용하는 폐쇄 원추(31)를 포함하는, 폐쇄력에 대항하여 연료 유동 방향에 역방향으로 개방되는 밸브 니들(30)을 갖는 자가 점화식 엔진용 연료 분사 노즐에 있어서,

분사 노즐 단면이 엔진의 연소실 쪽으로 먼저 축소된 후에 다시 확장되며,

단면이 가장 작은 분사 노즐의 영역은 축방향의 분사 노즐 연장부 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 노즐.
제1항에 있어서, 분사 구멍(20)의 단면 형태가 원형, 타원형, 슬릿 형태 중 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 분사 노즐.
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