KR100681159B1 - 연료 분사 밸브 및 연료 분사 밸브를 장착하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연료 분사 밸브가 밸브 시트 요소(13)에 형성된 고정 밸브 시트(15)의 하류에 다층 분무화 원판(30)을 가지며, 적어도 이들 두 요소는 유입 방향으로부터 밸브 시트 지지체(9)의 관통 개구(10) 내에 설치되도록 하는 것이 특징인 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 밸브 시트 지지체(9)는 고정 밸브 시트(15)의 하류에서 관통 개구(10)의 단면이 축소되도록 하는 하측 저부 영역(17)을 갖는다.

상기 연료 분사 밸브는, 특히 혼합기 압축식, 외부 점화형 내연 기관의 연소실 내에 연료를 직접 분사하기에 적합하다.

밸브 종축선, 밸브 시트 요소, 밸브 시트, 분무화 원판, 액추에이터, 지지체, 분사 밸브

Description

연료 분사 밸브 및 연료 분사 밸브를 장착하기 위한 방법{Fuel injection valve and a method for installing a fuel injection valve}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 연료 분사 밸브 및 청구항 12의 전제부에 따른 연료 분사 밸브를 장착하기 위한 방법에 관한 것이다.

독일 특허 제 39 43 005 호에는 시트 영역에 수 개의 원판형 요소가 배치되어 있는 전자기 작동식 연료 분사 밸브가 공지되어 있다. 자기 회로가 여자되면 평면 전기자 역할을 하는 평평한 밸브판이 이 밸브판과 협동하는 대향 위치된 밸브시트판으로부터 분리되는데, 상기 2개의 판이 함께 판 밸브를 형성한다. 밸브 시트판의 상류에는 밸브 시트로 유입하는 연료가 원형 회전 운동을 하게 하는 와류 요소가 배치되어 있다. 정지판이 밸브 시트판 반대편 측면에서 밸브판의 축방향 거리를 한정한다. 밸브판은 큰 유극을 가지고 와류 요소에 의해 둘러싸여 있으며, 따라서 와류 요소가 밸브판의 일정한 안내를 수행한다. 와류 요소의 하부 단부면에는 복수의 접선 방향 연장홈이 형성되어 있고, 상기 홈들은 외주로부터 시작하여 중앙 와류실 내에까지 연장되어 있다. 와류 요소의 하부 단부면이 밸브 시트판상에 놓임으로써 와류 유로 역할을 하는 홈이 발생한다.

WO 96/11335호에는 이미 연료 분사 밸브가 공지되어 있는데, 그 밸브의 하류측 단부에는 와류 제공 기능을 가진 다판 분무화 연장부가 배치되어 있다. 이 분무화 연장부는 밸브 시트 지지체 내에 설치된 원판형 안내 요소 및 밸브 시트의 하류에서 마찬가지로 밸브 시트 지지체에 배치되어 있고, 추가의 지지 요소는 분무화 연장부를 규정된 위치에 지지한다. 분무화 연장부는 2개의 원판 또는 여러 원판으로 구성되어 있고, 각 원판은 스테인레스 강 또는 규소로 제조된다. 따라서, 원판 내에 개구를 만들 때에는 침식, 펀칭 또는 에칭과 같은 통상적 가공 방법이 사용된다. 분무화 연장부의 각각의 원판은 별도로 제작되고 소정 원판 개수에 따라 모두 같은 크기의 원판들을 층층이 쌓아서 완전한 분무화 연장부를 형성한다. 분무화 연장부의 장착은 밸브의 하류 분사측 단부로부터 행해진다. 상기 단부로부터, 안내 요소, 밸브 시트 요소, 분무화 연장부 및 지지 요소가 정지부에 닿을 때까지 밸브 시트 지지체의 계단형 관통 개구 내로 도입된다. 밸브 시트 지지체의 단부 영역을 후속해서 크림핑 또는 벤딩에 의해 만곡시킴으로써, 상기 전체 부품 복합체는 밸브 시트 지지체 내에 고정된다.

EP-PS 0 616 663호에는 밸브 시트 요소가 밸브 하우징상에 나사 결합될 수 있는 연장부 바디 내에 분사 방향으로 삽입된 연료 분사 밸브가 이미 공지되어 있다. 상기 밸브 시트 요소는 연장부 바디의 견부 위에 놓여져 적어도 부분적으로 연장부 바디에 의해 하부로부터 지지된다. 그러나 상기 연장부 바디는 삽입된 밸브 시트 요소와 함께, 밸브 시트 요소가 이것의 하류에 배치된 와류 인서트에 접촉할 때까지, 밸브 하우징 위에 분사 방향과 반대 방향으로 나사 결합된다.

DE-OS 196 07 288호에는 이미 특히 연료 분사 밸브에 사용하기에 적합한, 천공 원판을 제조하기 위한 소위 다층 전기도금 공정이 상세히 기술되어 있다. 일체형 원판을 형성하기 위해, 여러 구조의 금속을 여러번 전기 도금 증착함으로써 원판을 제조하는 상기 제조 원리는, 명백히 본 발명의 공개 내용에 속하는 것이다. 복수의 평면, 층 또는 막으로 마이크로 전기 도금 금속 증착은 본 발명에 사용되고 본 발명에 따라 설치되는 분무화 원판의 제조에도 사용된다.

청구항 1의 특징을 갖는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브는, 상기 밸브에 의해 분사하고자 하는 연료의 매우 우수한 분무화 질 및 각각의 요구 조건(예컨대 설치 조건, 엔진 구조, 실린더 형상 및 점화 플러그 위치)에 적합한, 매우 가변적으로 형성될 수 있는 스프레이 형태가 달성될 수 있다는 이점을 갖는다. 그 결과, 연료 분사 밸브 내에 매우 간단히 설치될 수 있는 분무화 원판의 사용에 의해, 특히 상응하는 연료 분사 밸브가 장치된 내연 기관의 배기가스 방출이 감소하고 연료 소비가 감소될 수 있다.

종속 청구항들에 제시된 조치에 의해 청구항 1에 제시된 연료 분사 밸브의 유리한 실시 및 개선이 가능해진다.

특히 바람직하게는 분무화 원판은 다층 전기 도금에 의해 제조된다. 분무화 원판은 금속으로 되어 있어 파단 내성이 대단히 높고 장착성이 양호하다. 다층 전기 도금의 사용에 의해 디자인 자유도(degign freedom)가 극히 높아지는데, 그 이유는 분무화 원판 내의 개구 부분의 윤곽(유입 영역, 와류 유로, 와류실, 유출 개구)이 자유롭게 선택될 수 있기 때문이다. 특히, 결정 축에 의해 얻어지는 윤곽이 엄격히 미리 주어지는 (절두 각뿔) 규소 원판에 비해, 상기 유연한 형태는 대단히 유리하다.

금속 증착은 특히 규소 원판의 제조에 비해 대단히 큰 재료 다양성의 이점을 갖는다. 상이한 자기적 성질 및 경도를 갖는 다양한 금속들이 분무화 원판의 제조에 사용되는 마이크로 전기 도금 공정에 사용될 수 있다.

와류 원판 형태로 분무화 원판을 구성하는 것이 유리하다. 금속 증착을 위해 3개의 전기 도금 단계를 수행함으로써, 3층으로 구성된 와류 원판을 구성하는 것이 특히 유리하다. 와류 생성층은, 윤곽 및 상호간의 기하학적 위치에 의해 와류실과 와류 유로의 윤곽을 규정하는 하나 또는 수 개의 재료 영역들로 형성된다. 전기 도금 공정에 의해 각 층들은 분리 또는 접합 지점 없이 연속해서 균질한 재료를 형성하도록 층층이 구성된다. 그런 점에서, "층"이란 용어는 이해를 돕기 위한 것이다.

바람직하게는 와류 원판 내에 2, 3, 4 또는 6개의 와류 유로가 배치된다. 재료 영역은 와류 유로의 소정 윤곽에 따라 아주 상이한 형태, 예컨대 스트립 또는 나선 형태를 가질 수 있다.

추가의 이점들은 다음의 실시예 설명에서 더욱 상세히 언급될 것이다.

청구항 12에 제시된 특징을 갖는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 장착 방법은, 분무화 원판을 하류 밸브 단부에 특히 간단히 고정시킬 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서 용접 봉합부 없이 분무화 원판을 확실하게 고정할 수가 있다. 부분적으로 밸브 하우징을 형성하는 밸브 시트 지지체의 외부 윤곽은 밸브 부재의 수용에 사용되는 저부 영역을 포함한 채 특히 간단하고 컴팩트하게 구성될 수 있다.

도 1은 분무화 원판이 하류 밸브 단부에 배치되어 있는 연료 분사 밸브의 일부를 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 절취한 단면도.

도 3은 하류 밸브 단부의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 4는 하류 밸브 단부의 제 3 실시예를 도시한 도면.

도 5는 하류 밸브 단부의 제 4 실시예를 도시한 도면.

도 6은 하류 밸브 단부의 제 5 실시예를 도시한 도면.

도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 절취한 단면도.

본 발명의 실시예는 도면에 간단히 도시되어 있으며 이하의 기재에서 상세히 설명될 것이다.

혼합기 압축, 외부 점화식 내연 기관의 연료 분사 장치용 분사 밸브 형태의, 도 1에 간략히 예시된 전자기 작동 밸브는 자기 코일(1)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 자기 회로의 내극 역할을 하는 관형의 대체로 중공 원통형의 코어(2)를 갖는다. 상기 연료 분사 밸브는 특히 고압 분사 밸브로서 연료를 내연 기관의 연소실 내로 직접 분사하기에 적합하다.

밸브는 밸브 종축선(8)을 따라 연장한다. 밸브 하우징은 적어도 부분적으로 길게 연장하는 계단형의 밸브 시트 지지체(9)로 형성되며, 상기 지지체의 내부 관통 개구(10) 내에는 축방향 가동 밸브 부재가 위치한다. 상기 밸브 부재는 적어도 전기자(11), 및 밸브 시트 지지체(9)에 의해 둘러싸인 봉형 가동 밸브 부재(또는, 밸브 니들)(12)로 구성된다. 밸브 시트 지지체(9)는 밸브 하우징의 일부이고 밸브 종축선(8)에 대해 동심으로 구성된다. 밸브 부재는 예컨대 전기자가 일체로 형성되어 있는 평평한 원판 형태로 구성될 수도 있다.

관통 개구(10)의 하단부는 적어도 일회, 그러나 바람직하게는 수회 계단 형상으로 구성되는데, 흐름 방향으로 볼 때 관통 개구(10)의 단면이 계단부마다 축소된다. 관통 개구(10)에는 적어도 하나의, 원판형의 밸브 시트 요소(13) 및 분무화 원판(30)이 배치되어 있는데, 분무화 원판(30)은 하류 방향으로 밸브 시트 요소(13) 다음에 위치한다. 밸브 시트 요소(13)는 하류를 따라 절두 원추형으로 축소하는 고정 밸브 시트(15)를 갖는다. 가동 밸브 부재(12)는 그의 하류측 단부에 밸브 폐쇄부(16)를 갖는다. 예컨대 반구형의 둥그런 상기 밸브 폐쇄부(16)는 공지의 방식으로 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위해 고정 밸브 시트(15)와 협동한다.

분사 밸브의 작동은 예컨대 공지의 방식으로 전자기적으로 이루어진다. 가동 밸브 부재(12)를 축방향으로 이동시켜서 복귀 스프링(도시안됨)의 힘에 대항하여 분사 밸브를 개방 또는 폐쇄시키기 위해, 자기 코일(1), 코어(2) 및 전기자(11)를 가진 전자기 회로가 사용된다. 전기자(11)는 예컨대 용접 봉합부에 의해 밸브 폐쇄부(16)로부터 먼 가동 밸브 부재(12) 단부와 연결되어 코어(2)에 대해 정렬된다.

전자기 회로 대신에 압전 스택과 같은 다른 여자 가능 액추에이터가 유사한 연료 분사 밸브에 사용될 수도 있거나 축방향 가동 밸브 부재의 작동은 유압 또는 서보 압력에 의해 행해질 수도 있다.

가동 밸브 부재(12)의 행정은 특히 고정 밸브 시트(15)에 의해 미리 주어진다. 가동 밸브 부재(12)의 하나의 단부 위치는 자기 코일(1)이 여자되지 않았을 때 밸브 폐쇄부(16)가 고정 밸브 시트(15)에 접촉함으로써 정해지는 한편, 가동 밸브 부재(12)의 다른 단부 위치는 자기 코일(1)이 여자되었을 때 전기자(11)가 코어(2)의 하류측 단부면에 접촉함으로써 정해진다. 후자의 접촉 영역에서 부품의 표면은 예컨대 크롬 도금된다.

본 발명에 따라 설치된 분무화 원판(30)은 실시예들에서 그 형상 및 특정 기능으로 인해 와류 원판(30)이라 한다. 와류 원판(30)은 예컨대 다층 전기 도금에 의해 제조되고 층층이 증착된 세 개의 금속층을 포함한다.

도시되지 않은 기본 변형예에서는 하류 밸브 단부에 있는 관통 개구(10) 내에 밸브 시트 요소(13)와 와류 원판(30)만이 삽입된다. 그 경우, 두 부재(13 및 30)는 관통 개구(10)의 내경과 같은 외경을 갖도록 형성된다. 와류 원판(30)은 밸브 시트 지지체(9)의 하측 견부(18) 위에 놓이고, 상기 견부는 결과적으로 관통 개구(10)의 축소된 단면을 갖게 된다. 상기 견부(18)는 적어도 부분적으로 밸브 종축선(8)에 대해 횡방향으로 연장하는 밸브 시트 지지체(9)의 저부이다. 상기 도시되지 않은 변형예 및 모든 다음의 실시예들에 따른 본 발명의 특징은 하류측 밸브 단부에 있는 모든 삽입 부재들이 밸브의 유입측으로부터 관통 개구(10) 내에 삽입되어 장착된다는 점에 있다. 적어도 하나의 견부(18)가 형성된 저부 영역(17) 및 그것에 의해 형성되는 지지부 및 조립 보조부의 형성에 의해 밸브의 분사측으로부터 설치는 배제된다.

도 1에 도시된 실시예에서는 이미 설명한 부재에 추가하여 내부 고정구가 관통 개구(10) 내에 구비되며, 상기 고정구에 의해 와류 원판(30)이 매우 확실하게 밀봉 방식으로 설치되는 것이 보장된다. 이 경우에는 원판형 밀봉 요소(19)가 밸브 시트 요소(13) 아래의 견부(18) 위에 위치한다. 밀봉 요소(19)는 관통 개구(10)의 내경과 같은 외경으로 구성된다. 밀봉 요소(19)용으로 특히 적합한 재료는 알루미늄, 구리, 니켈 또는 테프론이다. 견부(18)의 하류에서 개구 폭이 축소되어 있는 관통 개구(10)는 상기 부분(21)에 와류 원판(30) 및 지지 요소(20)를 수용한다. 지지 요소(20)는 그의 외부 윤곽이 예컨대 계단 형상으로 형성되며, 상응하는 계단부가 규정된 방식으로 관통 개구(10)의 하부 부분(21) 내에 있는 저부 영역(17)의 추가 견부(22) 위에 위치한다. 관통 개구(10)의 하부 부분(21) 내에서 지지 요소(20)는 정확한 치수의 내부 고정구이다.

와류 원판(30)은 지지 요소(20)의 상부 단부면(24) 위에 위치하며, 상기 와류 원판(30)은 부분적으로는 관통 개구(10)의 하부 부분(21) 내에 압입된다. 밀봉 요소(19)는 지지 요소(20)로부터 먼 측면으로부터 적어도 와류 원판(30)의 외연부를 가압한다. 지지 요소(20) 내에는 유출 개구(26)가 형성되고, 상기 개구는 예컨대 펀칭 또는 침식에 의해 형성되고 상기 개구를 통해 와류운동을 하는 연료가 연료 분사 밸브를 떠나게 된다.

가솔린을 직접 분사하기 위해서는, 예컨대 특정 설치 조건에 기초하여, 연소실에 직접, 밸브 종축선(8)에 대해 비스듬히 경사진 스프레이를 분출하는 분사 밸브가 유리하다. 예컨대 와류를 갖는, 가능한 회전 대칭인 중공 원추형의 스프레이가 그 중공 원추 주위로 균일하게 분포되어 발생될 수 있다.

경사진 스프레이를 생성하기 위한 하나의 가능한 실시예가 도 1에 도시되어 있는데, 거기에서는 지지 요소(20) 내에 위치한 유출 개구(26)가 밸브 종축선(8)에 대해 비스듬히 형성된다. 유출 개구(26)는 예컨대 상부 단부면(24) 중앙에서 시작하여 지지 요소(20)의 하부 단부면(34)에서 편심되어 종결되며, 상기 유출 개구(26)의 경사가 밸브 종축선(8)에 대한 전체 스프레이의 분출 각도를 결정한다. 분출 방향은 화살표 γ로 표시되어 있는데, 상기 γ는 밸브 종축선(8)에 대한 스프레이의 각도를 의미한다.

여기서 와류 원판(30)은 일체형 부재인데, 그 이유는 각 층들이 직접 층층이 전기 도금 증착되어 있으며(다층 전기 도금) 나중에 서로 결합되지 않기 때문이다. 연속층은 전기 도금 접착에 의해 아래에 위치하는 층과 견고하게 결합된다. 여기서 와류 원판(30)은 세 개의 층층이 전기 도금 증착된 평면 또는 층으로 구성되고, 따라서 상기 평면 또는 층들은 설치 상태에서는 흐름 방향으로 직접 차례로 위치한다.

3차원 리소그래피 및 전기 도금 기술로 제조함으로써, 윤곽 형성에 있어 특별한 특징이 달성되는데 그 중 몇 가지를 요약 설명하면 다음과 같다:

- 원판면에 걸쳐 일정한 두께의 층들,

- 3차원 리소그래피적 패터닝에 의해 거의 수직인, 관류 공동부를 형성하는 층 내의 리세스(제조 기술로 인해 최적인 수직 벽에 대해 약 3°의 편차가 생길 수 있음),

- 패터닝된 각 금속층들의 다층 구성에 의해 소정 언더컷 및 리세스의 오버랩,

- 거의 축선에 평행한 벽을 가진 임의의 단면 형태를 가진 리세스,

- 각 금속 증착이 직접 연이어 이루어짐에 따른 와류 원판의 일체형 구성.

포토 리소그래피 단계(UV 3차원 리소그래피)의 연속하는 적용과 후속하는 마이크로 전기 도금의 공정의 특징은 상기 공정이 큰 면적에 걸쳐 고정밀 패턴을 보장하기 때문에, 이것은 많은 부품수를 가진 대량 생산에 이상적으로 사용될 수 있다는 것이다. 홈 또는 웨이퍼 위에 복수의 와류 원판(30)이 동시에 제조될 수 있다.

도 2는 안내 요소(28)를 향해 바라본, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 가동 밸브 부재(12)의 단면도를 보여주는데, 상기 안내 요소는 축방향 가동 밸브 부재(12)의 안내 외에 관통 개구(10) 내에 전체 설치 복합체용 고정 수단으로서의 역할도 한다. 예컨대 축방향 가동 밸브 부재의 제 1 안내는 전기자(11)에 의해 행해지는 한편, 제 2의 하부 안내는 안내 요소(28)의 내부 안내 개구(29) 내에서 보장된다. 상기 안내 요소(28)는 예컨대 삼각형의 형태로 구성되어 있는데, 세 에지 영역은 어느 정도 평면의 연장부를 가지며, 따라서 세 개의 약간 볼록한 고정면(클램핑 면)(35)을 형성한다.

도 3 내지 도 7에는 와류 원판(30)을 갖는, 본 발명에 따라 형성된 밸브 단부의 추가의 실시예들이 도시되어 있는데, 상기 단부는 기본 구조에 있어서는 도 1의 하류 밸브 단부에 상응한다. 이하의 도면의 실시예들에서는, 도 1에 도시된 실시예에서와 같은 또는 같은 작용을 하는 부재들은 같은 도면 부호로 표시되어 있고 더 이상 상세히 설명되지 않을 것이다. 이하에서는 단지 상이점 및 특이점만이 설명될 것이다.

도 3에 도시된 실시예에서는 특히 지지 요소(20)가 생략될 수 있다는 점을 유의해야 한다. 따라서 와류 원판(30)의 하부층이 직접 저부 영역(17)의 하측 견부(22) 위에 위치한다. 이 때 유출 개구(26)는 저부 영역(17)내의 관통 개구(10)의 하류 단부를 형성하고, 상구 개구는 수직벽에 의해 또는 하류로 원추형으로 확대되는 벽(도 3)을 가지고 밸브 종축선(8)에 대해 동심적으로 연장하거나 또는 도 1에 표시된 것처럼 밸브 종축선(8)에 대해 비스듬히 경사지게 연장한다.

도 4 및 도 5에는 다층 전기 도금에 의해 제조되지 않은 와류 원판(30) 형태의 분무화 원판의 2가지 실시예가 도시되어 있다. 거기에서 와류 원판(30)은 적어도 두 개의 층층이 쌓인 박판층들(41,42,43)로 구성되고, 따라서 소위 박판 적층 디스크라 할 수 있다. 상기 와류 원판(30)은 예컨대, 상기 원판이 큰 면적으로 지지 요소(20) 위에 놓이고 원판형 밀봉 요소(19)가 와류 원판(30)의 외연부에 있어 밸브 시트 요소(13)와 와류 원판(30) 사이에서 작용할 수 있게 하는 외경으로 구성된다. 박판층(41,42,43)의 제조에는 침식, 스탬핑, 펀칭 또는 에칭과 같은 방법이 사용될 수 있다. 박판 적층 분무화 원판을 형성하기 위한 개별 박판층들의 상호 고정은, 예컨대 스탬핑, 크림핑, 레이저 접착, 레이저 용접, 확산 납땜, 경납땜 또는 접착에 의해 수행된다.

도 4에 도시된 실시예에서는 2층 와류 원판(30)이 배치되어 있는데, 고정 밸브 시트(15)를 향한 상부의 박판층(41)은 중앙의 원판 영역에서 하부 박판층(43)으로부터 격리된다. 중앙의 원판 영역에서 두 박판층들(41,43) 사이에 형성된 중간 공간은 와류실(44)을 형성하고 그 와류실에는 상부 박판층에 형성된 복수의 유입 개구(45)를 통해 연료가 공급된다. 와류를 가진 연료는 하부 박판층(43)에 형성된 유출 개구(46)를 통해 와류 원판(30)을 나온 직후, 지지 요소(20) 또는 밸브 시트 지지체(9)의 저부 영역(17)의 유출 개구(26) 내로 유입한다.

도 5에는, 삼층 와류 원판(30)이 배치되어 있는 밸브 단부가 도시되어 있다. 상부 박판층(41)과 하부 박판층(43) 사이에는 다른 박판층(42)이 삽입 설치된다. 상부 박판층(41)에는 수 개의 유입 개구(45)가 그리고 하부 금속 박판층(43)에는 하나의 유출 개구(46)가 배치되어 있는 한편, 중간 박판층(42)은 와류 유로와 와류실(44)로 구성된 개구 구조를 갖는다. 연료에 와류를 발생시키기 위해 와류 유로들은 접선으로 와류실(44) 내로 통한다.

특히 바람직하게는, 지지 요소(20) 또는 밸브 시트 지지체(9)는 하나의 유출 개구(26)를 가지며, 상기 개구에 의해 와류 원판(30)으로부터 유출하는 와류를 갖는 연료의 유동에 대한 직접적인 영향이 얻어질 수 있다. 따라서 와류 발생 후에 대단히 간단한 방법 및 방식으로 분출 형성이 수행될 수 있다. 정적인 유동량 및 분출 각도에 관계되는 분출 파라미터들이 기하학적 배치에 의해 서로 분리되어 설정된다. 정적 유동량의 설정은 와류 원판(30)에 의해 행해지는 한편, 스프레이의 분출 각도{실제 스프레이의 개방 각도 및 경사 분사의 경우에는 밸브 종축선(8)에 대한 스프레이 각도(γ)}는 와류 원판(30)의 하류에 있는 유출 개구(26)에 의해 설정된다.

도 6 및 도 7에는 밸브 단부의 추가 실시예가 도시되어 있는데, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따른 단면도이다. 밸브 단부가 도 6에 아주 간단히 도시되어 있고 단지 원리적 설치 개념을 나타내며, 이 원리적 설치 개념은 상기한 모든 실시예에 상응한다. 여기에서도 와류 원판(30)과 밸브 시트 요소(13)는 유입측 방향으로부터 밸브 지지체(9) 내로 도입되는데, 그 이유는 하부 저부 영역(17)에서는 이 영역의 횡방향 길이로 인해 상기 밸브 부재들이 분사측으로부터 설치될 수 없기 때문이다.

밸브 시트 지지체(9)는 도 6에 따른 실시예에서 계단부 없이 형성되어 있다. 그 대신에 저부 영역(17)은 링 칼라형으로 만곡된다. 밸브 시트 요소(13)는 그의 하부 단부면(49)에 방사 방향으로 연장된 복수의 홈(50)을 가지며, 그 홈들은 별 모양으로 연장하고, 그 홈에 의해 연료는 방사 방향으로 퍼질 수 있다. 단부면(49)의 중앙 영역에는 작은 깊이의 요부(48)가 있고, 그 요부 내로는 와류 원판(30)이 정확한 치수로 중심 설정되도록 삽입된다. 밸브 시트 요소(13)와 와류 원판(30)을 삽입할 때 이들 두 부재는 서로 연결된다. 용이한 장착을 위해 저부 영역(17) 반대편 측면으로부터 작용하는 흡인 공구를 사용해서, 와류 원판(30)은 밸브 시트 요소(13)에 지지될 수 있다. 마지막으로 와류 원판(30)은, 예컨대 후크 모양으로 형성될 수 있는 저부 영역(17)의 내부 링형 단부 영역(57)에 접촉된다.

밸브 시트 요소(13)의 삽입시 축방향 피팅 압력에 의해 와류 원판(30)은 상승된 단부 영역(57) 내로 약간 압입된다. 그렇게 하여 달성되는 와류 원판(30)의 밀봉력은 추가의 밀봉 요소를 생략할 수 있도록 하기에 충분하다. 와류 원판(30)은 그 외주의 내측에서 밸브 시트 지지체(9)의 단부 영역(57) 위에 놓여지기 때문에, 높은 연료 압력이 인가될 때에도 와류 원판(30)이 편향될 위험은 감소된다. 밸브 시트 요소(13)와 밸브 시트 지지체(9)와의 압력 밀봉 방식 결합은, 예컨대 두 부재의 접촉영역에서 둘레에 걸쳐 접착 물질, 예컨대 모세관형 록타이트(Capillary-Locktite) 접착제를 도입함으로써 달성된다. 대안으로서, 원주 용접 봉합부가 제공될 수도 있다.

와류 원판(30)은 예컨대 다층 전기 도금에 의해 형성되고 서로 층층이 증착된 세 개의 층(51,52,53)을 갖는다. 상부층(51)은 개구 구조물이 없는 덮개 층이고, 따라서 이 층은 그 하부에 있는 와류실(44)을 완전히 덮으며, 홈(50)을 통해 방사 방향 외측으로의 흐름을 허용한다. 중간층(52)은 와류 생성층으로 형성되어 있고, 이 층에는 복수의 서로 떨어진 재료 영역(52')이 배치되어 있고 이들 재료 영역의 윤곽은 내부 와류실(44) 및 그 내부로 통하는 와류 유로(55)의 치수를 결정한다. 연료가 외부로부터 와류 유로(55) 내로 유입하여 와류실(44)을 향한 방향으로 흐른다. 재료 영역(52')은 예컨대 물방울 모양, 삽 모양, 스트립 모양 또는 나선 모양으로 형성될 수 있다. 하부층(53)은 단지 유출 개구(26)만을 가지며, 상기 개구로부터 연료는 즉각 밸브 시트 지지체(9)의 유출 개구(26) 내에 도달한다.

실시 가능한 복수의 구성 중 하나만을 나타낸 도 7에 도시되어 있는 특히 적합한 와류 원판(30) 외에도, 다층 분무화 원판의 다른 실시예, 예컨대, 입구와 출구 사이에 오프셋을 형성하고, 소위 S자 경로를 형성하며, 금속을 사용하여 다층 전기 도금 원판 또는 박판 적층 원판으로 제작될 수 있는 원판이 사용될 수도 있다.

Claims (14)

1. 내연기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브로서,

   가동 밸브 부재와;

   상기 가동 밸브 부재를 작동시키기 위한 액추에이터와;

   상기 가동 밸브 부재와 협동하여 연료 분사 밸브를 개폐하는, 밸브 시트 요소에 형성된 고정 밸브 시트와;

   상기 밸브 시트의 하류에 배치된 다층 분무화 원판; 및

   상기 연료 분사 밸브의 종축선을 따라 연장하는 관통 개구를 갖는 밸브 시트 지지체를 포함하고,

   상기 밸브 시트 요소와 상기 분무화 원판은 상기 관통 개구 내에 위치하고, 상기 밸브 시트 지지체는 상기 밸브 시트 요소 및 상기 분무화 원판이 오직 유입 방향으로부터만 상기 관통 개구 내에 설치될 수 있도록 구성되고, 상기 밸브 시트 요소는 출구를 가지며, 상기 다층 분무화 원판은 상기 밸브 시트 요소의 출구로부터 방사 방향 외측을 향해 오프셋된 입구를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분무화 원판은 와류실(44)과 상기 와류실 내로 통하는 적어도 두 개의 와류 유로(55)를 갖는 분무화 원판(30)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분무화 원판(30)의 층들(51,52,53)은 전기 도금 금속 증착(다층 전기 도금)에 의해 직접 영구 접착 방식으로 층층이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분무화 원판(30)은 적어도 두 개의 박판층(41,42,43)이 층층이 형성되도록 다층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 시트 지지체(9)는 하부에 저부 영역(17)을 가지며, 상기 영역 내에서의 상기 관통 개구(10)의 개구 단면은 상기 밸브 시트 요소(13)의 영역에서의 상기 관통 개구(10)의 개구 단면에 비해 감소되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 내부 관통 개구(10) 영역에서 상기 저부 영역(17)은 하나 이상의 견부(18,22)를 가지고 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 저부 영역(17)은 링 칼라 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 분무화 원판(30)은 적어도 부분적으로 상기 저부 영역(17)에 접촉하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 분무화 원판(30)의 하류에는 상기 저부 영역(17) 내의 상기 관통 개구(10)를 관통하는 지지 요소(20)가 배치되며, 상기 지지 요소의 상부 단부면(24)상에는 상기 분무화 원판(30)이 위치하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 시트 요소(13)와 상기 분무화 원판(30) 사이에는 밀봉 요소(19)가 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분무화 원판(30)의 하류에는 축선과 평행하게 또는 상기 밸브 종축선(8)에 대해 각도 γ로 비스듬히 경사진 유출 개구(26)가 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
12. 내연기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브의 장착 방법으로서,

    연료 분사 밸브의 종축선을 따라 축방향으로 가동되는 밸브 부재를 제공하는 단계와;

    상기 밸브 부재와 협동하여 상기 연료 분사 밸브를 개폐하는 고정 밸브 시트를 제공하는 단계와;

    상기 가동 밸브 부재를 작동시키기 위한 액추에이터를 제공하는 단계와;

    상기 밸브 시트가 형성되는 밸브 시트 요소를 제공하는 단계와;

    다층 분무화 원판을 제공하는 단계와;

    상기 종축선을 따라 연장하는 관통 개구를 갖는 밸브 시트 지지체를 제공하는 단계와;

    상기 분무화 원판 및 상기 밸브 시트 요소를 유입 방향으로부터만 상기 밸브 시트 지지체의 상기 관통 개구 내로 도입하는 단계; 및

    상기 분무화 원판 및 상기 밸브 시트 요소를 상기 관통 개구 내에 고정하는 단계를 포함하며,

    상기 분무화 원판은 상기 밸브 시트의 하류에 배치되고, 상기 밸브 시트 지지체는 상기 분무화 원판 및 상기 밸브 시트 요소가 오직 유입 방향으로부터만 상기 관통 개구 내에 설치되도록 형성되며,

    상기 밸브 시트 요소는 출구를 가지며, 상기 다층 분무화 원판은 상기 밸브 시트 요소의 출구로부터 방사 방향 외측을 향해 오프셋된 입구를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브의 장착 방법.
13. 삭제
14. 제 12 항에 있어서, 상기 분무화 원판(30)과 상기 밸브 시트 요소(13) 사이에 밀봉 요소(19)를 도입하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브의 장착 방법.

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