KR100826462B1

KR100826462B1 - 연료 분사 밸브

Info

Publication number: KR100826462B1
Application number: KR1020037000056A
Authority: KR
Inventors: 단테스귄터; 노박데틀레프
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2008-05-02
Also published as: CZ200367A3; DE50211051D1; KR20030013519A; WO2002092995A1; US20040011897A1; JP4064244B2; JP2005500451A; BR0205280B1; CN1308590C; US6910643B2; EP1392963A1; BR0205280A; EP1392963B1; DE10123850A1; DE10123850C2; CN1462339A

Abstract

연료 분사 밸브(1)는 복귀 스프링(23)에 의해 작동되는 아마추어(20)와 상호 작용하는 자기 코일(10)을 포함하고, 상기 아마추어는 밸브 니들(3)과 함께 동축으로 움직이는 밸브부를 형성한다. 밸브 니들(3)에 밸브 폐쇄 바디(4)가 제공되고, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 바디(5)와 밀봉 시이트를 형성한다. 상기 아마추어(20)의 리세스(19)에 의해 아마추어(20) 관통하여 밸브 니들(3)과 넌포지티브하게 연결된 플랜지(14)는 적어도 하나의 방사방향 연료 채널(11)을 포함하고, 상기 채널에 의해 연료 분사 밸브(1)의 작동시 연료 분사 밸브(1)의 내부 챔버(29)와 밸브 니들(3)의 리세스(22)가 연결 가능한 것을 특징으로 한다.

아마추어, 밸브 니들, 밸브 시이트 바디, 밸브 폐쇄 바디, 플랜지

Description

연료 분사 밸브 {Fuel injection valve}

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 연료 분사 밸브에 관한 것이다.

예컨대 독일 특허 공개 제 196 26 576 A1 호에는 전자기적으로 작동 가능한 연료 분사 밸브가 공지되어 있으며, 상기 밸브에서 전자기적 작동을 위해 아마추어는 전기적으로 여기 가능한 자기 코일과 협동하고 아마추어의 행정은 밸브 니들을 통해 밸브 폐쇄 바디로 전달된다. 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시트면과 함께 밀봉 시트를 형성한다. 아마추어 내부에는 다수의 연료 채널이 제공된다. 아마추어는 복귀 스프링에 의해 복귀된다.

독일 특허 공개 제 196 26 576 A1 호에 공지된 연료 분사 밸브는 특히, 밸브 폐쇄 바디가 밀봉 시이트로부터 들어 올려질 때 연료 분사 밸브를 통해 유동하는 연료량(q_dyn)이 정확히 조량될 수 없는 단점을 갖는다. 특히 최대로 분사된 연료량과 최소로 분사된 연료량의 비율 q_max/q_min 은 비교적 작다. 다이내믹 유동률(q_dyn)의 프로파일을 밸브 니들의 행정에 의존하여 나타내는 연료 분사 밸브의 특성 곡선은 비교적 완만하므로, 다이내믹 유동률에서 심한 변동이 나타난다.

독립 청구항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브는, 연료 분사 밸브의 폐쇄시 그 횡단면이 폐쇄되도록 적어도 하나의 연료 채널이 밸브 내부 챔버에 배치되므로, 연료 분사 밸브의 내부 챔버가 밸브 니들의 리세스와 연결되지 않는 장점을 갖는다. 연료 분사 밸브의 개방시 연료 채널이 개방되므로, 거의 계단형의 특성 곡선이 얻어진다.

종속 청구항에 제시된 조치에 의해 독립 청구항에 제시된 연료 분사 밸브의 바람직한 개선이 가능하다.

적어도 하나의 연료 채널이 플랜지에 배치되고, 상기 플랜지는 자기 회로의 아마추어를 관통하고, 밸브 니들과 넌 포지티브하게 연결되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 간단한 구조에 의해 복잡한 아마추어의 구조는 필요 없다.

또한 바람직하게, 연료 채널은 상응하게 형성된, 연료 분사 밸브의 내극의 숄더에 의해 커버되고, 이로써 추가의 부품이 필요 없다.

특히 관형 밸브 니들이 바람직하고, 상기 밸브 니들의 리세스는 플랜지와 플러그 접속 및 연료의 공급을 가능하게 한다.

또한 바람직하게, 적어도 하나의 연료 채널은 스로틀로 작용하지 않고 따라서 행정 스로틀링이 나타나지 않도록 치수 설계된다.

본 발명의 실시예는 도면에 간단히 도시되고 하기에서 상세히 설명된다.

도 1A는 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브의 폐쇄 상태의 실시예의 단면도.

도 1B는 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브의 개방 상태의 실시예의 단면도.

도 2는 도 1A 및 도 2B 에 도시된 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 밸브 니들의 행정에 따른 다이내믹 유동률(q_dyn)의 개략도.

도 1은 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태의 실시예를 부분 단면도로 도시한다. 연료 분사 밸브(1)는 혼합물 압축형 스파크 점화식 내연기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)의 형태로 구현된다. 연료 분사 밸브(1)는 도시되지 않은 내연기관의 연소실 내로 연료를 직접 분사하는데 적합하다.

연료 분사 밸브(1)는 관형 노즐 바디(2)로 구성되고, 상기 노즐 바디에 밸브 니들(3)이 배치된다. 밸브 니들(3)은 밸브 폐쇄 바디(4)와 작용적으로 연결되어 있고, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 바디(5)에 배치된 밸브 시이트 면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성한다. 실시예에서 연료 분사 밸브(1)는 내부로 개방하는 연료 분사 밸브(1)이고, 상기 연료 분사 밸브는 분사구(7)를 갖는다.

노즐 바디(2)는 용접 시임(8)에 의해 자기 코일(10)의 외극(9)에 연결된다. 자기 코일(10)은 코일 캐리어(12)에 감겨 있으며, 상기 코일 캐리어는 자기 코일(10)의 내극(13)에 접촉한다. 자기 코일(10)은 도시되지 않은 라인을 통해, 전기 플러그 콘택(17)을 통해 공급될 수 있는 전류에 의해 여기된다. 플러그 콘택(17)은 내극(13)에 사출성형 될 수 있는 플라스틱 코팅(18)으로 둘러싸여 있다.

밸브 니들(3)은 관형으로 형성된 밸브 니들(3) 내로 삽입되고 용접 시임(15)에 의해 밸브 니들(3)에 연결된 플랜지(14)를 통해 아마추어(20)에 넌 포지티브하게 연결된다. 플랜지(14)는 아마추어(20)의 리세스(19)를 통해 아마추어(20)를 관통한다. 플랜지(14)에 복귀 스프링(23)이 지지되고, 상기 복귀 스프링은 연료 분사 밸브(1)의 본 구조에서 슬리브(31)에 의해 예비 응력을 받는다.

플랜지(14)에서 아마추어(20)의 유입측에 본 발명에 따라 방사방향으로 연장된 적어도 하나의 연료 채널(11)이 형성되고, 상기 연료 채널은 연료 분사 밸브(1)의 개방시 연료가 밸브 니들(3)을 통과하는 것을 가능하게 한다. 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 적어도 하나의 연료 채널(11)은 내극(13)의 숄더(24)에 의해 연료 분사 밸브(1)의 내극(13)에 형성된, 연료 분사 밸브(1)의 내부 챔버(29)에 대해 밀폐된다.

연료는 중앙 연료 공급구(16)를 통해 연료 분사 밸브(1)에 공급되고 필터 소자(25)에 의해 여과된다. 연료 분사 밸브(1)는 밀봉부(28)에 의해 도시되지 않은 분배기 라인에 대해 밀봉된다.

도 1A 에 도시된 연료 분사 밸브(1)의 휴지 상태에서, 플랜지가 아마추어(20)의 유입측 단부면(30)에 접촉하도록 복귀 스프링(23)이 플랜지(14)에 작용한다. 이로써 아마추어(20)는 복귀 스프링(23)에 의해 작동되므로, 밸브 니들(3)에 형성된 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트 면(6)에 밀봉 고정된다. 아마추어(20)의 단부면(30)과 내극(13) 사이에 형성된 작동 갭(27)이 개방된다.

플랜지(14) 에 형성된 적어도 하나의 연료 채널(11)은 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 내극(13)의 숄더(24)에 의해 커버됨으로써 연료가 연료 채널(11)을 통해 흐를 수 없다. 개방 과정에서 연료 분사 밸브(1)의 다른 작동은 도 1B 에서 상세히 설명된다.

도 1B 는 도 1A에 도시된, 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브(1)의 개방된 상태의 실시예의 종단면도를 개략적으로 도시한다. 도 1A 및 도 1B에서 동일한 부품은 동일한 참조 번호를 갖는다.

본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브(1)는 도 1B 에서 개방된 상태로 도시되며, 플랜지(14)에 형성된 연료 채널(11)은 연료 분사 밸브(1)의 내부 챔버(29)를 밸브 니들(3)의 리세스(22)에 연결하므로, 중앙 연료 공급구(16)를 통해 공급되어 필터 소자(25)에 의해 여과된 연료는 플랜지(14)의 축방향 보어(21) 및 밸브 니들(3)의 리세스(22)를 통해 밀봉 시이트로 안내될 수 있다. 밸브 니들(3)은 다수의 유동 개구(26)를 갖고, 상기 개구를 통해 연료는 밸브 니들(3)의 리세스(22)로부터 배출된다.

자기 코일(10)이 도시되지 않은 전기 라인에 의해 여기 되면, 아마추어(20)를 복귀 스프링(23)의 힘에 대항해서 내극(13)으로 끌어당기는 자기장이 형성된다. 따라서 아마추어(20)의 유입측 단부면(30)과 내극(13) 사이의 작동 갭(27)이 폐쇄된다.

플랜지(14)가 아마추어(20)를 그 리세스(19)를 통해 관통하므로, 플랜지(14)는 연료 분사 밸브(1)의 작동시 아마추어(20)와 함께 행정 방향으로 이동된다. 이로써 용접 시임(15)을 통해 플랜지(14)와 넌 포지티브하게 연결된 밸브 니들(3)은 행정 방향으로 이동될 뿐 아니라 적어도 하나의 연료 채널(11)을 개방한다. 따라서 중앙 연료 공급구(16)를 통해 공급된 연료는 연료 분사 밸브(1)의 내부 챔버(29)를 지나 적어도 하나의 연료 채널(11)을 통해 밸브 니들(3)의 리세스(22) 내로 흐를 수 있다. 연료는 유동 개구(26)를 통해 먼저 밀봉 시이트에 도달하고 분사구(7)를 통해 도시되지 않은 연소실 내로 분사된다.

코일 전류가 차단되면, 자기장이 충분히 감소된 후 아마추어(20)는 플랜지(14)에 대한 복귀 스프링(23)의 압력에 의해 내극(13)으로부터 강하하며, 따라서 플랜지(14)와 작용 연결된 밸브 니들(3)은 행정 방향과 반대로 움직인다. 이로써 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트 면(6) 위에 배치되고, 연료 분사 밸브(1)는 폐쇄된다. 아마추어(20)는 제 2 플랜지(31)에 의해 형성된 아마추어 스토퍼 상에 배치된다.

도 2는 연료 분사 밸브(1)의 밸브 니들(3)의 행정에 따른 연료 분사 밸브(1)를 통해 흐르는 유동률(q_dyn)을 개략적으로 도시한다.

적어도 하나의 연료 채널(11)의 상기 배치에 의해, 밸브 니들(3)의 행정에 따른 연료 분사 밸브(1)를 통해 흐르는 연료의 다이내믹 유동률(q_dyn)을 나타내는 특성 곡선이 설정되거나 또는 모형화될 수 있다. 밸브 니들(3)의 적절한 행정 조절에 의해 얻고자 하는 유동률 정확성의 범주에서 필요한 만큼의 연료가 연료 분사 밸브(1)를 통해 흐른다.

숄더(24)에 의해 적어도 하나의 연료 채널(11)이 커버됨으로써 개방 과정의 시작시 연료는 밀봉 시이트로 유동할 수 없다. 적어도 하나의 연료 채널(11)의 개방시에야 비로소 다이내믹 유동률(q_dyn)은, 도 2에 도시된 것처럼 신속하게 그리고 거의 계단형으로 포화 값까지 상승한다.

상기 조치에 의해 연료 분사 밸브(1)의 다이내믹이 개선되고 제조 비용이 감소될 수 있는데, 그 이유는 아마추어 자유 경로의 구조가 생략되고 연료 분사 밸브(1)를 최소로 관류하는 연료량의 최소화가 달성되기 때문이다.

적어도 하나의 연료 채널(11)은, 스로틀로서 작용하는 것이 아니라, 릴리스 후 연료 분사 밸브(1)를 통과하는 스로틀 되지 않은 연료 유동을 허용한다.

본 발명은 도시된 실시예에 제한되지 않고, 예를 들어 혼합물 압축형 자동 점화식 내연기관용 연료 분사 밸브(1)에도 적용 가능하다.

Claims

복귀 스프링(23)에 의해 작동되는 아마추어(20)와 협동하는 자기 코일(10)을 포함하고, 상기 아마추어(20)는 밸브 니들(3)과 함께 축방향으로 이동 가능한 밸브부를 형성하고, 상기 밸브 니들(3)에 밸브 폐쇄 바디(4)가 제공되고, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 바디(5)와 함께 밀봉 시이트를 형성하는 연료 분사 밸브(1)에 있어서,

상기 아마추어(20)의 리세스(19)를 통해 상기 아마추어(20)를 관통하고 상기 밸브 니들(3)에 넌 포지티브하게 연결된 플랜지(14)는 적어도 하나의 방사방향 연료 채널(11)을 포함하고, 상기 연료 분사 밸브(1)의 작동시 상기 연료 채널에 의해 상기 연료 분사 밸브(1)의 내부 챔버(29)가 상기 밸브 니들(3)의 리세스(22)에 연결 가능한 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 연료 분사 밸브(1)의 상기 내부 챔버(29)는 상기 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 상기 밸브 니들(3)의 상기 리세스(22)에 대해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연료 분사 밸브(1)의 상기 내부 챔버(29)는 상기 연료 분사 밸브(1)의 개방 상태에서 상기 밸브 니들(3)의 상기 리세스(22)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 플랜지(14)의 유출측 단부는 상기 밸브 니들(3)의 상기 리세스(22) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 4 항에 있어서, 상기 플랜지(14)는 상기 아마추어(20)의 유입측 단부면(30)에 지지되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 4 항에 있어서, 상기 플랜지(14)의 유입측에 복귀 스프링(23)이 지지되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 6 항에 있어서, 상기 복귀 스프링(23)은 상기 아마추어(20) 및 상기 플랜지(14)를 통해 상기 밸브 니들(3)을 폐쇄방향으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연료 채널(11)은 내극(13)의 숄더(24)에 의해 폐쇄 위치에서 커버되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 8 항에 있어서, 상기 숄더(24)는 상기 내극(13)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연료 채널(11)은, 연료가 스로틀 되지 않고 밀봉 시이트로 유동하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 니들(3)은 관형으로 형성되고 다수의 유동 개구(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.