KR101204262B1 - 내연 기관 엔진을 위한 밸런스된 타입의 계측 서보밸브를 구비한 연료 분사기 - Google Patents

Abstract

연료 분사기(1)는 엔진 실린더에 연료를 분사하는 노즐을 개폐하는 것을 제어하도록 축(3)을 따라 분사기 본체(2)에서 이동하는 제어 로드(10) 및 분사기 본체(2)를 구비하며, 상기 분사기 본체(2)는 제어 챔버(26) 및 밸런스된 타입의 개폐 요소(47)가 구비된 계측 서보 밸브(5)를 하우징하여, 축방향 슬라이딩은 제어 챔버(26)에서 압력 변화를 야기하며, 상기 계측 서보 밸브(5)는 2개의 부재(80, 76) 사이에서 유체 밀봉성을 보장하도록 가스켓을 형성하는 가변형 링(85)을 통하여 서로 동축방향으로 연결된 2개의 부재(76, 80)로 형성된 밸브 본체를 구비하여 캘리브레이션된 제한부(92)가 형성된 디스크(91)를 고정된 위치에서 유지한다.

연료 분사기

Description

내연 기관 엔진을 위한 밸런스된 타입의 계측 서보밸브를 구비한 연료 분사기 {FUEL INJECTOR PROVIDED WITH A METERING SERVOVALVE OF A BALANCED TYPE FOR AN INTERNAL-COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연 기관 엔진의 밸런스 타입의 계측 서보 밸브를 구비한 연료 분사기에 관한 것이다.

EP 1612403에는, 내연 기관 엔진용 연료 분사기가 설명되고 있는데, 상기 연료 분사기는,

- 대응하는 엔진 실린더에 연료를 분사하는 노즐이 단부에 구비된 케이싱;

- 상기 노즐을 개폐하는 가동식 니들;

- 상기 니들의 움직임을 제어하도록 그 축을 따라 슬라이드하며 상기 케이싱에 하우징되는 로드;

- 상기 케이싱에 하우징되는 계측 서보 밸브를 구비하며,

상기 서보 밸브는,

a) 액튜에이터;

b) 상기 로드의 축방향 슬라이딩을 제어하는 압력과 캘리브레이션부를 가진, 연료를 위한 유입구 및 유출구 통로와 연통하는 제어 챔버;

c) 배출 채널을 폐쇄하는 폐쇄위치와, 배출 채널을 개방시키는 개방 위치 사이에서 액튜에이터의 작동하에 축의 방향으로 이동하게 되는 슬리브에 의해 형성되고, 상기 노즐을 개폐하기 위하여 상기 제어 챔버에서 압력을 가변시키는 개폐 요소;

d) 상기 배출 채널이 빠져나가는 외측 측방향 표면을 가지며 상기 케이싱에 대하여 고정된 위치에 배치되는 축의 방향 스템을 구비한다.

상기 슬리브는, 폐쇄 위치에서, 상기 연료의 압력에 의한 축의 방향 합력을 받게 되도록 배출 채널을 폐쇄하고 실질적으로 유체가 밀봉되는 방식으로 축방향으로 슬라이딩하는 축방향 스템의 외측 측방향 표면상에 장착된다. 상기 시스템에서, 상기 슬리브에 의해 형성되는 개폐 요소 및 계측 서보 밸브는 "밸런드된" 타입으로 불리는데, 액튜에이터에는 힘이 소요되며, 결과적으로, 전체 치수는 작다. 특히, 개폐 요소를 미세하게 들어올리는 경우에도, 개폐 운동의 단부에서 개폐 요소의 소위 "리바운드"로 불리는 현상 없이 분사기의 동적 거동에서 연이은 장점을 가진 연료의 대형 통로 단면적을 얻는 것이 가능하게 된다.

계측 서브 밸브는 측방향으로 제어 챔버를 형성하며 로드를 축방향으로 가이드하는 관형상 가이드 본체, 상기 축방향 스템을 포함하는 배분 본체 및 상기 관형상 가이드 본체와 배분 본체 사이에서 축방향으로 배치되며 전술한 축방향으로 형성된 캘리브레이션부를 가지는 디스크, 이렇게 3부분으로 형성된다.

공지의 해결책은 상기 제어 챔버로부터 상기 유출구 통로로 유동하는 연료에 대하여 밀봉성을 보장하는 고가의 방식으로 제조되어 상당히 복잡한 구조이어서 만 족스럽지 못하다. 실제로, 공지의 해결책은 상기 배분 본체와 디스크 사이 그리고 상기 디스크와 상기 관형상 가이드 본체 사이의 축방향 연결 영역의 표면과 같은 4개의 유체 밀봉식 금속 표면상의 그라인딩 작업을 필요로 한다.

또한, 상기 관형상 가이드 본체 및 디스크 사이의 유체 밀봉이 달성되는 이론적인 직경은 상당히 커서, 상기 직경을 가진 표면상에 작용하는 압력은 특히 디스크상에 상당한 변형의 위험을 수반하는 축방향으로의 큰 힘을 야기시킨다. 한편, 이러한 변형은 설계 단계에서 보여지는 개폐 슬리브의 상승시에 에러를 야기하며, 다른 한편으로, 상기 변형된 디스크와 관형상 가이드 본체 사이의 유체 밀봉의 이론적인 평균 직경의 추가적인 증가를 야기하여 결국 그러한 상황의 점진적 악화를 초래한다.

또한, 가공 작업, 핸들링 작업, 상기 밸브 본체를 이루는 3개의 부분들의 조립 작업은 상당히 시간이 걸리고 비용이 소요된다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 예를 들어 EP1621764di 공보에는 하나의 부재로서 계측 밸브의 밸브 본체를 만드는 것이 공지되었다.

이러한 해결책은 매우 엄격한 치수 공차, 특히 상기 로드가 가이드되는 블라인트 홀의 축에 부합하는(수 마이크론의 치수 공차), 축방향 스템의 샤프트에 관한 보증에 매우 높은 비용을 수반한다.

또한, 다시 밸브 본체가 단일 부재로 형성되는 경우를 고려하면, 로드가 가이드되는 블라인드 홀을 통하여 축방향 작동하는 적어도 2개의 추가적인 인서트를 이론적으로 강제할 필요가 있는 한에는 서로 연속적으로 배치된 2개 이상의 캘리브 레이션부를 제조하는 것이 매우 복잡한 일이 된다.

본 발명의 목적은 간단하면서 저렴한 해결책으로 전술한 문제점을 해결하는 내연 기관용 밸런스된 계측 서보 밸브를 구비한 연료 분사기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 내연 기관용 연료 분사기는, 엔진 실린더에 대응하여 연료를 분사하는 노즐이 단부에 형성되며, 싱기 연료 분사기는,

- 축방향으로 연장된 중공의 분사기 본체;

- 상기 노즐의 개폐를 조절하는 상기 분사기 본체에서 축방향으로 슬라이딩할 수 있는 제어 로드;

- 상기 분사기 본체에 하우징된 계측 서보 밸브를 포함하며,

상기 서보 밸브는,

a) 전기-액튜에이터;

b) 상기 분사기 본체에 대하여 고정되어 있으며 제 1 부재 및 적어도 하나의 제 2 부재를 포함하는 밸브 본체;

c) 상기 제 1 부재 및 제 2 부재에 형성되며 적어도 하나의 캘리브레이션된 제한부를 구비하는 배출 채널 및 유입구와 연통되고, 상기 제 1 부재 및 상기 제어 로드에 의해 형성되는 제어 챔버;

d) 상기 배출 채널이 빠져나가는 측방향 표면을 구비하며 상기 제 2 부재의 일부를 형성하는 축방향 가이드;

e) 실질적으로 유체 밀봉되는 방식으로 상기 측방향 표면에 연결되고, 상기 연료의 압력에 의해 실질적으로 0 인 축방향 합력을 받는 방식으로 상기 배출 채널을 폐쇄하는 폐쇄 위치와, 상기 제어 챔버에서 상기 압력을 가변시키도록 상기 배출 채널(42)을 개방시키는 개방 위치 사이에서 상기 전기-액튜에이터의 작동하에 축방향으로 슬라이드 하여, 상기 제어 로드의 축방향 변위를 일으키는, 개폐 요소;

f) 상기 제 1 부재 및 제 2 부재 사이에서 축방향으로 배치되며, 상기 배출 채널의 중간 부분에서 반경방향으로 경계 설정된, 천공된 본체를 구비하며,

이러한 연료 분사기는 상기 천공된 본체가 상기 제 1 부재 및 제 2 부재 사이에서 적어도 하나에 하우징된 가변형 링인 것을 특징으로 한다.

본 발명을 보다 잘 이해하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 방식으로 바람직한 실시예들이 설명된다.

본 발명에 따르면 제조 단가가 낮은 연료 분사기를 제공할 수 있다.

도 1을 참조하면, 도면부호 1은 내연 기관 엔진, 특히 디젤 엔진에 대한 연료 분사기(부분 도시됨)를 전체적으로 가리킨다. 분사기(1)는 길이방향 축(3)을 따라 연장되며 "분사기 본체"로 지칭되는 중공의 본체 또는 케이싱(2)을 구비하며, 고압에서, 예를 들어, 1600 바아의 압력 영역에서 연료를 운반하는 채널에 연결되도록 설계된 측면 유입구(4)를 구비한다. 상기 케이싱(2)은, 채널(4a)을 통하여 상기 유입구(4)와 연통되며 대응하는 엔진 실린더에 연료를 분사하도록 설계된 분 사 노즐(미도시)을 단부에 구비한다.

케이싱(2)은, 도면부호 76, 80으로 표시된 2개의 부재로 형성된 밸브 본체를 포함하는, 계측 서보 밸브(5)가 하우징되는, 축방향 캐비티(6)를 형성한다.

상기 본체(80)는 블라인드 축방향 홀(9)을 형성하는 관형상부(8); 상기 관형상부(8)의 외측 원통 표면에 대하여 반경방향으로 외팔보 형태로 연장되며 상기 본체(2)의 내측 표면(13)에 연결되는, 중심 돌출부(12)를 구비한, 단부 부분(82)을 구비한다. 상기 단부 부분(82)에는 상기 돌출부(12)에 대하여 반경방향으로 돌출하며, 과도한 크기의 직경인 캐비티(6)의 부분(34)에 하우징되며, 상기 캐비티(6)의 내측 어깨부에 대하여 축방향으로 접촉하도록 배치되는 외측 플랜지(33d: 도 2)가 제공된다.

제어 로드(10)는 도시되지는 않았지만 공지의 방식으로 상기 분사 노즐을 개폐하는 개폐 니들을 제어하는 상기 홀(9)에서 유체 밀봉되는 방식으로 축방형으로 슬라이딩 된다.

상기 케이싱(2)은 상기 캐비티(6)에 대하여 동축관계를 이루며 액튜에이터(15)를 하우징하는 다른 캐비티(14)를 형성하는데, 상기 액튜에이터는 전자석(16) 및 상기 전자석(16)에 의해 제어되는 노치된 디스크 앵커(17)를 포함한다. 상기 앵커(17)는 상기 축(3)을 따라 연장되는 슬리브(18)를 구비한 단일 부재로 형성된다. 선택적으로, 상기 전자석(16)은 상기 축(3)에 수직한 표면(20)을 구비하며 상기 앵커(17)를 위한 축방향 구속부(arrest)를 형성하며 지지부(21)에 의해 일정 위치에 유지되는 자석 코어(19)를 구비한다.

상기 액튜에이터(15)는 상기 전자석(16)에 의해 가해지는 인장력에 대향하여 축방향으로 추력을 앵커(17)에 가하도록 미리 부하가 걸려있는 헬리컬 압축 스프링(23)을 하우징하는 캐비티(22)를 구비한다. 상기 스프링(23)은 상기 지지부(21)의 내측 어깨부에 대하여 안착되는 단부와, 와셔(24)의 축방향 중첩을 통하여 상기 앵커(17)상에서 작용하는 다른 단부를 구비한다.

계측 서보 밸브(5)는 상기 관형상부(8)의 홀(9)의 측방향 표면에 의해 반경방향으로 경계 설정된 제어 챔버(26)를 포함한다. 상기 제어 챔버(26)는, 일측으로는, 바람직하게 원뿔대의 형상을 가지는 로드(10)의 단부 표면(25)에 의해 축방향으로 경계 설정되며, 타측으로는, 상기 홀(9)의 단부 표면(27)에 의해 경계 설정된다.

상기 제어 챔버(26)는 압력하에 연료를 수용하기 위하여, 상기 관형상부(8)에 형성된 채널(28)을 통하여 상기 유입구(4)와 영구적으로 연통된다. 상기 채널(28)은 캘리브레이션부(29)를 구비하며, 일측에서, 상기 단부 표면(27)의 인접부에서 제어 챔버(26)로 빠져나가며, 타측에서, 상기 캐비티(6)의 내측 표면의 환형 그루브(31)에 의해 그리고 관형상부(8)의 표면(11)에 의해 반경방향으로 형성된 환형 챔버(30)에서 빠져나간다. 상기 환형 챔버(30)는, 일측에서, 상기 돌출부(12)에 의해 축방향으로 경계 설정되며, 타측에서, 가스켓(31a)에 의해 경계 설정된다. 채널(32)은 상기 본체(2) 내에 형성되며, 상기 유입구(4)과 연통하며, 상기 환형 챔버(30)에서 빠져나간다.

상기 본체(76)는 단일 부재로 형성되며, 외측 플랜지(33c)를 형성하는 베이 스를 포함하고, 단부 부분(82)에 대하여 축방향으로 안착되도록 배치되는 표면(77: 도 2)에 의해 축방향으로 경계 설정된다. 나사산이 형성된 링-너트(36)는 상기 플랜지(33c) 및 상기 어깨부(35) 사이에서 외측 플랜지(33d)를 고정된 위치에서 축방향으로 그립하고 이에 따라 상기 단부 부분(82)에 대하여 표면(77)을 그립하며, 상기 본체(80)와 케이싱(2) 사이에서 유체 밀봉을 보장하도록 상기 부분(34)의 내측 나사산(37)에 스크류 결합된다.

상기 본체(76)는 상기 앵커(17) 및 상기 슬리브(18)를 가이드하는 요소를 포함한다. 상기 요소는 상기 플랜지(33c)의 직경보다 작은 직경을 가진 실질적으로 원통형인 스템(38)에 의해 형성된다. 상기 스템(38)은 상기 본체(80)에 대하여 반대편으로, 즉, 상기 캐비티(22)를 향하여 상기 축(3)을 따라 베이스로부터 외팔보 형식으로 연장된다. 상기 스템(38)은 상기 슬리브(18)의 축방향 슬라이딩을 가이드하는 원통형 측방향 표면(39)에 의해 상기 외측상에서 경계 설정된다. 특히, 상기 슬리브(18)는 거의 유체 밀봉 방식으로, 즉 적절한 직경 작용으로, 예를 들어 4 ㎛ 미만의 직경으로 연결하거나, 특정 밀봉 요소를 중첩 배치함으로써 상기 스템(38)의 측방향 표면(39)에 연결된 원통형 내측 표면(40)을 구비한다.

상기 제어 챔버(26)는 도면부호 42로 전체적으로 표시된 연료 배출 채널과 연구적으로 연통한다.

상기 채널(42)은 상기 본체(76)(상기 스템(38)에서 일부 그리고 상기 베이스에서 일부)에서 상기 축(3)을 따라 형성된 블라인드 축방향부(43)를 구비한다. 상기 채널(42)은 반경방향으로 된 적어도 하나의 유출구부(44)를 구비하며, 일측에 서, 상기 블라인드 축방향부(43)로 빠져나가며, 타측으로, 상기 스템(38)의 측방향 표면(39)상의 환형 그루브에 의해 형성된 챔버(46)로 빠져나간다.

특히, 2개의 유출구부(44)들은 직경방향으로 서로 반대로 제공된다.

상기 챔버(46)는 상기 베이스에 인접한 축방향 위치에 형성되며, 상기 채널(42)을 위한 개폐 요소(47)를 형성하는 상기 슬리브(18)의 단부 부분에 의해 개폐된다. 특히, 상기 개폐 요소(47)는 밀봉 영역을 형성하는 스템(38)와 베이스 사이에서 원뿔대 반경 형상의 표면(49)을 형성하도록 설계된 원뿔대 형상을 가진 내측 표면(48)과 단부를 대면한다.

상기 슬리브(18)는 단부가 전진된 운동 위치와 단부가 후퇴된 운동 위치 사이에서 상기 앵커(17)와 함께 상기 스템(38) 상에서 슬라이드한다. 단부가 전진된 운동 위치에서, 상기 개폐 요소(47)는 상기 챔버(46)를 폐쇄하고 나아가 상기 채널(42)의 부분(44)의 유출구를 폐쇄한다. 단부가 후퇴된 운동 위치에서, 상기 개폐 요소(47)는 상기 부분(44)이 상기 채널(42) 및 상기 챔버(46)를 통하여 상기 제어 챔버(26)의 연료를 배출하기에 충분하게 상기 챔버(46)를 개방한다. 상기 개폐 요소(47)에 의해 개방된 상태의 통로부는 원뿔대 형상이며 개별 부분(44)의 통로부보다 적어도 3배 이상의 크기를 가진다.

슬리브(18)의 단부가 전진된 운동 위치는 상기 베이스와 상기 스템(38) 사이에서 반경을 그리도록 원뿔대 형상의 표면상에서 구비된 개방 요소(47)의 표면(48)을 구속하여 형성된다. 대신에, 상기 슬리브(18)의 단부가 후퇴된 운동 위치는 비자성 갭 플레이트(51)의 중첩으로써, 상기 코어(19)의 표면상에 축방향으로 구비된 앵커(17)를 구속하여 형성된다. 단부가 후퇴된 운동 위치에서, 상기 챔버(46)는 상기 앵커(17)의 노치, 상기 캐비티(22), 상기 지지부(21)의 개구(52)를 통하여, 상기 슬리브(18) 및 상기 링-너트(36) 사이의 환상형 통로를 통하여 분사기(미도시)의 배출 채널과 연통하도록 설정된다.

상기 전자석(16)이 여기될 때, 상기 앵커(17)는 상기 슬리브(18)과 함께 상기 코어(19)를 향하여 배치되어, 상기 개폐 요소(47)는 상기 챔버(46)를 개방한다. 상기 연료는 상기 제어 챔버(26)로부터 배출되며; 이러한 방식으로, 상기 제어 챔버(26)의 연료 압력은 감소하여, 상기 단부 표면(27)을 향하여 상기 로드(10)의 축방향 변위를 야기하고, 상기 분사 노즐을 개방하게 된다.

선택적으로, 상기 전자석(16)을 여기시킴으로써, 상기 스프링(23)은 단부가 전진한 운동 위치로, 상기 개폐 요소(47)와 함께, 상기 앵커(17)를 운반한다. 이러한 방식으로, 상기 챔버(46)는 폐쇄되어, 상기 채널(28)로 유입되는, 압력하의 연료는 상기 제어 챔버(26)에서 고압을 복원하여, 상기 로드(10)는 상기 단부 표면(27)으로부터 멀어지도록 이동하고 상기 분사 노즐의 폐쇄를 제어한다. 단부가 전진한 운동 위치에서, 상기 챔버(46)의 압력이 상기 슬리브(18)의 측방향 표면(40)상에서 반경방향으로 작동한다면, 상기 연료는 축방향 합력이 거의 0 인 추력을 상기 슬리브 상에 가하게 된다.

상기 개폐 요소(47)의 개방 및 폐쇄시에 상기 제어 챔버(26)에서의 압력 변화의 비율을 제어하기 위하여, 상기 채널(42)은 하나 이상의 캘리브레이션 제한부를 구비한다.

용어 "제한부"는 연료에 대하여 전체적으로 이용될 수 있는 통로가 이러한 채널부의 상류와 하류에서 연료 유동이 만나는 통로부보다 작은 채널부를 의미한다. 특히, 연료가 단일 홀에서 유동한다면, 상기 제한부는 상기 단일 홀에 의해 형성되며, 다른 한편으로, 연료가 서로 나란하게 배치된 다수의 홀에서 유동하여, 상기 상류와 하류 사이에서 동일한 압력 저하를 겪는다면, 상기 제한부는 상기 홀 전체에 의해 형성된다.

특히 캘리브레이션과 관련하여, 비교적 작은 직경을 가진 홀들의 경우, 미리 만들어진 홀에 침식액을 유동시키고(예를 들어, 전기 침식 또는 레이저), 상기 홀의 압력 상류와 압력 하류를 설정하고, 유동율을 탐지함으로써 행해지는 실험적인 특정을 마무리함으로써 정밀한 홀들이 얻어진다. 상기 유동율은 미리 설정된 설계 값에 도달할 때까지 상기 홀의 측방향 표면상의 액체에 의해 야기된 침식(수압 부식 또는 수압 침식)으로써 점진적으로 증가하게 된다. 이점에서, 유동이 방해되는데, 사용시에 마무리 작업 동안에 형성된 것에 동일한 압력을 구멍의 상류에 구비하며, 얻어진 최종 통로 단면은 마무리 작업 동안에 홀의 하류와 상류 사이에서 형성된 압력 차이와 동일한 압력 강하와 사전에 설정된 수치의 유동율에 동일한 연료 유동율을 나타낸다.

상기 캘리브레이션된 제한부들이 둘이상이면, 그들은 서로 연이어 배치된다.

도 2와 관련하여, 상기 채널(42)를 따라 서로 연이어 배치된 제한부들은 3개인데, 하나는 2개의 부분(44)들 전체에 의해 형성되며, 다른 하나는 도면부호 53으로 표시되며 상기 본체(80)의 상기 부분(82)에서 축방향으로 형성되며; 나머지 하 나는 상기 본체(80, 76)에 대하여 추가되거나 분리된 요소, 특히 상기 본체(76)에 하우징된 디스크(91)에 형성된 홀(92)에 의해 형성된다.

예를 들어, 상기 채널(42)의 제한부들(53, 92)은 150 내지 300㎛의 직경을 가지는 반면에, 상기 채널(42)의 부분(43)은 캘리브레이션된 제한부의 직경보다 4배 이상 큰 직경을 얻기 위하여, 특정한 정밀도 없이 일반적인 공구를 사용하여 상기 본체(76) 내에서 형성된다.

상기 개폐 요소(47)가 개방 위치에 있을 때, 상기 제어 챔버(26) 및 배출 채널 사이에서, 사용시에, 발생하는 압력 저하는 상기 채널(42)를 따라 연이어 배치된 캘리브레이션된 제한부처럼 다수의 압력 저하로 나누어진다.

변형예(미도시)에 따르면, 캘리브레이션된 제한부(53)는 상기 제어 챔버(26)를 향하는 측상에서 또는 상기 표면(77)을 향하는 측상에서 예를 들어 상기 부분(82)에 축방향으로 고정된 본체(80)에 연결된 인서트에 형성되며, 상기 인서트 직경보다 작은 직경 또는 그와 동일한 축방향 길이를 구비한다.

다른 변형례(미도시)에 따르면, 단지 하나의 부분(44)에만 개별 부분(44)의 통로 단면의 합에 거의 동일한 캘리브레이션된 단면이 제공된다.

또한, 상기 부분(44)에 대한 대안으로서, 상기 본체(76)의 캘리브레이션된 제한부는 경사진 유출구부에 의해 형성되거나, 상기 부분(43)의 단부 부분을 이루는 블라인드 축방향부에 의해 형성된다.

캘리브레이션된 제한부(53)의 대향 단부들은 상기 채널(42)의 각 부분(83, 84)으로 빠져나가게 된다. 상기 부분(83, 84)들은 동축 방향으로 정렬되며 캘리브 레이션된 제한부(53)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 상기 부분(43)와 동일한 차원의 합으로 된다. 상기 부분(83)은 상기 부분(82)의 홀에 의해 형성되며 상기 제어 챔버(26)와 직접 연통하며; 선택적으로, 상기 부분(84)은 플라스틱 소재, 바람직하게는 "터사이트(turcite)"(등록 상표)라는 이름을 가진 재료로 만들어진 밀봉 링(85)의 내부 공간에 의해 형성되며, 상기 본체(76, 80)의 금속 재료보다 더 많이 변형될 수 있으며, 상기 본체(76)의 베이스의 원통형 시트(90)에서 부분적으로 그리고 상기 부분(82)의 원통형 시트(86)에서 부분적으로 하우징된다.

상기 시트(86, 90)는 동축방향으로 정렬되며 동일한 직경을 가진다. 상기 시트(90)는 상기 시트(86)의 단부 및 디스크(91) 사이에서 축방향으로 압축된 상태로된 밀봉 링(85)에 의해 상기 시트(90)의 단부에 대하여 축방향으로 안착되도록 유지된 디스크(91)를 하우징한다.

상기 링(85)은 원통형이며, 상기 시트(90, 86)의 직경에 거의 동일한 외경을 가진 직사각형 또는 정사각형 반경부를 구비하며, 동축 방향 위치로 서로 2개의 본체(80, 76)들을 연결하는 중심 부재를 형성한다. 환언하면, 상기 링(85)은, 연결하는 동안 본체(80, 76) 사이에서 축방향 중심 맞추기; 상기 채널(42)에서의 연료 유동 주위에서 본체(80, 76) 사이를 밀봉하기; 상기 시트(90)에서 디스크(91)를 위치 설정하기와 같은 3가지 기능을 수행한다.

조립 단계에서, 상기 링(85)의 변형성은 상기 본체(80, 76)사이에서 일어날 수 있는 오정렬 가능성의 약간의 회복을 가능하게 하여, 상기 홀(9) 및 축방향 스템(38) 사이의 동축성에 필요한 정밀성은 상기 본체(76, 80)에 의해 형성된 밸브 본체가 단일 부재로 형성될 때 필요한 하나 보다 작다.

2개의 부재에서 밸브 본체를 제조하는 사실로 인하여 비교적 간단한 방법으로 시트(90)에서 디스크(91)이 삽입 이전에 블라인드 축방향부(43)의 가공, 검사, 세정이 가능하게 된다. 캘리브레이션된 제한부(92)가 형성되는 추가적인 요소(91)를 본체(76, 80) 사이에서 극히 간단하고 신속하게 설정하고 고정된 위치에서 상기 추가적인 요소를 유지하는 것이 가능하게 된다.

디스크 상에, 예를 들어 광전단(photoshearing)의 과정을 통하여 만들어진다는 가정하에, 상기 제한부(92)를 제공하는 것이 간단하고 저렴하게 행해진다.

압축에 의한 탄성 변형에 의해, 상기 링(85)은 상기 본체(80, 76) 사이에서 효과적으로 밀착성을 확보할 수 있게 된다. 이러한 밀착성이 얻어지는 직경은 채용된 치수 및 링(85)의 중심 위치에 의해 매우 작아서, 상기 연료 압력은 매우 작은 영역에서 축방향으로 작용하며, 그 다음의 축방향 추력의 제한은 가변 요소 없는 공지의 방식과 비교하여 본체(76, 80) 사이에서 연료에 의해 가해진다. 결과적으로, 상기 슬리브(18)의 상승은 설계된 스테이지에서 보여진 것에 대응하며 상기 분사기의 수명을 통하여 거이 동일하게 유지된다.

최종적으로, 첨부한 청구범위에 기재된 바와 같이, 본 발명의 보호범위로부터 벗어나지 않는 한, 설명되고 도시된 분사기(1)에는 다양한 변형이 가능하다.

특히, 밸런스된 타입의 계측 서보 밸브(5)는 상기 채널(42)의 단부 부분을 형성하고 상기 케이싱(2)에 대하여 고정된 슬리브에서 슬라이드하는 축방향 핀에 의해 형성된 개폐 요소를 포함한다.

상기 액튜에이터(15)는, 전압이 인가될 때, 채널(42)의 유출구를 개방시키도록 슬리브(18)를 작동시키는 그 축방향 치수를 증가시키는 압전 액튜에이터로 치환될 수 있다.

또한, 상기 챔버(46)는 상기 표면(40)에서 적어도 부분적으로 파여질 수 있지만, 상기 슬리브(18)에 의해 형성된 개폐 요소(47)가 단부가 후퇴하는 운동 위치에서 배치될 때 축(3)을 따라 0 의 압력의 합을 받게 되는 구조가 다시 나타난다.

상기 부분(44)의 축들은 서로 다른 평면상에 놓여질 수 있으며, 축(3) 주위에서 동일하게 이격되지 않을 수 있으며, 캘리브레이션된 홀들은 상기 부분(44)의 일부에만 제한될 수 있다.

상기 채널(42)은 축(3)에 대하여 대칭이 아닐 수 있는데, 예를 들어, 상기 부분(44)은 서로 다른 단면 및/또는 직경을 가질 수 있지만, 연료 유동율이 축(3) 주위에서 균형 잡히고 시간에 일정하게 되게 하는 압력의 적절한 강하를 일으키는 캘리브레이션이 다시 행해질 수 있다.

본 발명은 내연 기관 엔진에 관한 기술분야에 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내연 기관 엔진을 위한 밸런스된 타입의 계측 서보 밸브를 구비한 연료 분사기의 바람직한 실시예에서 일부가 제거된 단면도이다.

도 2는 도 1의 부분 확대도이다.

Claims (13)

1. 엔진 실린더에 대응하여 연료를 분사하는 노즐을 단부에 구비하는 내연 기관용 연료 분사기로서, 상기 연료 분사기는,

   - 축방향(3)으로 연장된 중공의 분사기 본체(2);

   - 상기 노즐의 개폐를 조절하도록 상기 분사기 본체(2)에서 축방향으로 슬라이딩할 수 있는 제어 로드(10);

   - 상기 분사기 본체(2)에 하우징된 계측 서보 밸브(5);를 포함하며,

   상기 서보 밸브는,

   a) 전기-액튜에이터(15);

   b) 상기 분사기 본체(2)에 대하여 고정되어 있으며 제 1 부재 및 적어도 하나의 제 2 부재(76, 80)를 포함하는 밸브 본체;

   c) 상기 제 1 부재 및 제 2 부재(80, 76)에 형성되며 적어도 하나의 캘리브레이션된 제한부(53, 44, 92)를 구비하는 배출 채널(42) 및 유입구(4)와 연통되고, 상기 제 1 부재(76) 및 상기 제어 로드(10)에 의해 형성되는 제어 챔버(26);

   d) 상기 배출 채널(42)이 빠져나가는 측방향 표면(39)을 구비하며 상기 제 2 부재(80)의 일부를 형성하는 축방향 가이드(38);

   e) 실질적으로 유체 밀봉되는 방식으로 상기 측방향 표면(39)에 연결되고, 상기 연료의 압력에 의해 실질적으로 0 인 축방향 합력을 받는 방식으로 상기 배출 채널(42)을 폐쇄하는 폐쇄 위치와, 상기 제어 챔버(26)에서 상기 압력을 가변시키 도록 상기 배출 채널(42)을 개방시키는 개방 위치 사이에서 상기 전기-액튜에이터(15)의 작동하에 축방향으로 슬라이드 하여, 상기 제어 로드(10)의 축방향 변위를 일으키는, 개폐 요소(47);

   f) 상기 제 1 부재 및 제 2 부재 사이에서 축방향으로 배치되며, 상기 배출 채널(42)의 중간 부분(84)에서 반경방향으로 경계 설정된, 천공된 본체(85)를 구비하며,

   상기 천공된 본체가 상기 제 1 부재 및 제 2 부재(80, 76) 사이에서 적어도 하나에 하우징된 가변형 링(85)인 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가변형 링은 상기 제 1 부재에 형성된 제 1 시트에서 부분적으로 하우징되며 상기 제 2 부재에 형성된 제 2 시트에 부분적으로 하우징되어 서로에 대하여 동축 방향으로 정렬된 위치에서 제 1 부재와 제 2 부재를 유지하는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 시트 및 제 2 시트와 상기 가변형 링은 원통 형상인 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변형 링은 탄성적으로 가변성을 가지며, 상기 제 1 부재 및 제 2 부재 사이의 유체 밀봉성을 보장하도록 압축되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
5. 제 1 항에 있어서,

   일측에서, 상기 제 1 부재와 제 2 부재 사이에서 하나에 대하여 축의 방향으로 안착되며, 타측에서, 상기 가변형 링에 대하여 축의 방향으로 안착되도록 배치되고 캘리브레이션된 제한부를 형성하는 추가적인 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 추가적인 요소는 제 1 부재 및 제 2 부재 사이에서 하나에 대하여 축의 방향으로 안착된 디스크인 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 배출 채널(42)은 3개의 캘리브레이션된 제한부를 연속적으로 구비하는데, 그중 2개의 제한부는 상기 축(3)방향으로 배치되며, 그 중 나머지 하나의 제한부(92)는 상기 추가적인 요소에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 배출 채널(42)은 캘리브레이션된 제 1 제한부와 캘리브레이션된 제 2 제한부를 연속적으로 구비하여, 상기 제 1 제한부(53, 92)는 축(3)방향으로 배치되며, 상기 제 2 제한부는 상기 배출 채널(42)의 반경방향 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 2 제한부는 상기 축방향에 대하여 반경방향으로 형성된, 나란한 2개 이상의 제한부로 되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 부재 및 제 2 부재(80, 76)는 서로 축방향으로 직접 구비되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 가변형 링은 플라스틱 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.
12. 삭제
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 축방향 가이드는 스템(38)에 의해 형성되며, 상기 개폐 요소는 슬리브(18)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사기.

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