KR101384500B1 - 중연료로 작동되는 고압 기계식 인젝터용 긴 수명의 노즐 - Google Patents

Abstract

선박 디젤 엔진용 고압 기계식 인젝터용 노즐로서,
-종방향 가이드 홀(14), 종방향 가이드 홀(14)에 대해 동축을 이루는 연료 공급 홀(16), 상기 공급 홀(16)의 일 단부에 배열된 원뿔형 밸브 시트(22) 및 상기 밸브 시트(22)를 통해 상기 공급 홀(16)과 연통되는 색 체적(24)과 연통되는 복수의 인젝터 홀(26)을 갖는 노즐 몸체(12)를 포함하고,
-상기 가이드 홀(14) 내에 미끄럼가능하게 맞물리는 가이드 부분(32) 및 상기 공급 홀(36) 내에서 반경방향 유극에 따라 연장되는 말단 부분(34)을 갖는 주입 니들(30)을 포함하고, 상기 말단 부분(34)은 상기 밸브 시트(22)와 협력하는 밀봉 시트(38)를 포함하는 단부(36)를 가지며,
상기 가이드 부분(32)은 가이드 직경(d_g)을 가지며, 상기 밀봉 시트(38)는 밀봉 직경(d_s)과 밀봉 각도(α)를 가지며, 주입 니들(30)은 전체 길이(L)와 리프트 행정(h)을 가지며,
-가이드 직경(d_g)은 9.4 mm 내지 10.5 mm 사이에 포함되고,
-상기 밀봉 니들(30)은 1.00 mm^{0 .5} 내지 1.25 mm^{0 .5} 사이의 값을 갖는, 공식

으로 정의된 기하학적 응력(G)의 매개변수를 가지며,
-주입 니들(30)의 말단 부분(34)의 상기 단부(36)는 내측 원뿔형 표면(42)과 상기 밀봉 시트(38) 사이에 3 mm 내지 8 mm의 반경(R)을 갖는 토로이달 표면(44)을 포함한다.

Description

중연료로 작동되는 고압 기계식 인젝터용 긴 수명의 노즐{NOZZLE WITH LONG SERVICE LIFE FOR HIGH-PRESSURE MECHANICAL INJECTORS OPERATING WITH HEAVY FUEL}

본 발명은 전형적으로, 선박 추진용의 엔진용이며, 중연료로 작동되는 고압 인젝터를 위한 노즐에 관한 것이다.

대부분의 선박 추진용 엔진은 중연료가 공급되고 디젤 사이클에 따라 작동되는 내연기관이다. 최근 몇 년 동안, 선박 추진용 엔진의 오염 물질 배출을 제한하는 규제 기준이 증가적으로 도입되었다. 상기 엔진의 경우, 기준에 의해 강제되는 대부분의 구속적 제한은 질소 산화물(Nox)과 미립자의 방출에 관한 것이다.

선박 엔진의 제조자는 엔진이 새로운 기준에 부합되도록 다양한 기술을 사용한다. 특히, 기계식 유형의 인젝터의 경우에, 질소 산화물과 미립자의 배출을 제한하는데 성공적으로 사용되는 기술은 인젝터의 밀폐 압력을 증가시키는 것으로 구성된다.

본 발명은 MaK M43C 엔진의 인젝터에 관한 연구로부터 기인된다. 이들 엔진의 제조자는 선박 추진용 엔진의 오염물질 배출을 제한하는 새로운 기준에 만족시키기 위하여 인젝터 니들의 밀폐 압력을 22.7　MPa로부터 31.2　MPa로 높였다. 이러한 밀폐 압력의 증가는 인젝터의 스프링의 프리로딩을 증가시킴으로써 얻어진다. 이에 따라, 스프링의 프리로딩이 37% 증가되고, 이는 인젝터의 개방 압력이 40.0　MPa로부터 57.5　MPa로 증가됨을 의미한다.

이러한 밀폐 압력의 증가는 오염물질 배출에 관한 이점을 야기한다. 그러나, 당해 엔진에서 이러한 변형 이후에 노즐의 수명이 단축된다. 사실상, 7500 시간으로 제조자에 의해 알려진 수명이 1000 시간의 작동 이후에 인젝터의 수명이 명확히 저하되었다.

특히, 개방 압력은 상당히 떨어졌다. 게다가, 노즐의 몸체와 니들 사이의 밀봉은 불완전해져서 연소 챔버를 향하여 연료의 누출이 야기된다. 이는 오염물질 배출을 증가시키고 짧은 시간 내에 피스톤의 돔의 일부와 노즐의 외측 표면상에 탄소 잔류물의 실질적인 층을 발생시킨다.

본 출원인은 상기 결함의 발생을 확인하기 위하여 정확한 수치적 및 실험적 분석을 수행하였다. 본 출원인에 의해 수행된 연구는 밀폐 상태가 종료될 때 밀봉 시트상에서의 니들의 충돌로 인해 과도하게 높은 부하를 생성하는 인젝터의 밀폐 압력의 증가를 나타냈다. 상기 부하는 노즐 몸체상의 시트의 프로파일의 영구적 변형을 야기한다. 시간이 지남에 따라 이는 인젝터의 몸체의 시트상에서 니들의 프로파일의 코이닝(coining)을 야기한다. 이 현상은 밀봉 직경의 점진적인 감소(실험적 시험에 기록된 인젝터의 개방 압력의 감소를 설명)와 접촉 압력의 감소로 인해 밀착성(tightness)의 부분적인 저하를 수반한다. 사실상, 밀봉 시트의 코이닝에 따라 주어진 동일한 축방향 밀폐 부하에 놓이는 표면이 증가된다.

본 출원인에 의해 수행된 추가 분석은 시트의 영역에서 당해 노즐에 의해 도달된 온도가 밀봉 시트 상에서 경도(충돌에 대한 저항력)를 제공하기 위해 사용된 표면-담금질 재료의 경우 위험한 값에 도달됨을 보여준다. 사실상, 상기 재료에 따라 수득될 수 있는 표면-담금질된 층은 220 내지 240°C를 초과할 때 필요한 경도의 수준을 유지할 수 없다.

요약하면, 본 출원인에 의해 수행된 연구는 MaK M43C의 노즐이 무엇보다도 너무 빠르게 마모된다는 것을 알려주며, 이는 시트와 니들 사이의 충돌이 극히 강하기 때문이다. 이러한 문제점은 고온에서 작동 시에 시트의 기계적 특정을 저하시킴으로써 악화된다.

본 발명의 목적은, 연료의 흐름 속도와 밀폐 압력이 불변 상태로 유지되는 종래 기술에 따르는 노즐의 이르게 마모되는 문제점을 해결하는, 노즐을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따라서, 상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 노즐에 의해 구현된다. 청구항은 본 발명에 대해 본 명세서에 제공된 교시내용의 일체 부분을 형성한다.

본 발명은 전적으로 비-제한적인 예시로서 제공된 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 노즐의 축방향 단면도.
도 2는 도 1의 화살표 II로 지시된 영역에 존재하는 니들의 일부분의 확대도.
도 3은 도 1의 화살표 II로 지시된 부분의 추가 확대도.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따르는 고압 기계식 인젝터용 노즐이 도면부호(10)로 도시된다. 노즐(10)은 중연료가 공급된 선박 추진용 디젤 엔진상에 장착된다. 노즐(10)은 종방향 가이드 홀(14)과 동축을 이루는 연료-공급 홀(16) 및 종방향 가이드 홀(14)을 갖는 노즐 몸체(12)를 포함한다. 가압 챔버(pressurization chamber, 18)는 연료-공급 홀(16)과 종방향 가이드 홀(14) 사이에 형성된다. 가압 챔버(18)는 압축된 연료가 도달되는 하나 이상의 채널(20)과 연통된다. 원뿔형 밸브 시트(22)는 연료 공급 홀(16)의 하측 단부에 형성된다. 복수의 주입 홀(26)로부터 연장되는 색 체적(sac volume, 24)은 밸브 시트(22)의 하부에 형성된다. 환형 냉각 챔버(28)는 노즐 몸체(12)의 하측 단부에 형성된다. 냉각 챔버(28)는 액체를 배출시키기 위해 도면에 도시되지 않은 유사한 채널 및 냉각 액의 공급을 위한 채널(46)과 연통된다.

노즐(10)은 가이드 부분(32) 및 말단 부분(34)을 갖는 주입 니들(30)을 포함한다. 가이드 부분(32)은 몸체(12)의 가이드 홀(14)과 미끄럼가능하게 맞물리고, 이의 외측 표면에 복수의 환형 미세요홈이 제공된다. 말단 부분(34)은 공급 홀(16) 내에서 크기가 큰 반경방향 유극에 따라 신장되고, 몸체(12)의 밸브 시트(22)와 협력하는 밀봉 시트(36)를 포함한 하측 단부를 갖는다.

도 1을 참조하면, 주입 니들(30)의 가이드 부분(32)의 직경은 d_g로 지정되고, 주입 니들의 전체 길이는 L로 지정되며, 주입 니들(30)의 개구의 행정(stroke)은 h로 지정된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 주입 니들(30)의 말단 부분(34)의 단부(36)는 최대 밀봉 직경(d_s)을 갖는 원뿔형 밀봉 표면(38)을 갖는다. 원뿔형 밀봉 표면(38)은 도 2에서 α로 지정된 밀봉 각도를 갖는다. 말단 부분(34)의 단부(36)는 외측 원뿔형 표면(40)과 내측 원뿔형 표면(42)을 갖는다. 외측 원뿔형 표면(40)은 원뿔형 밀봉 표면(38)의 외측 변부와 말단 부분(34)의 외측 원통형 표면 사이에서 연장된다. 토로이달 표면(44)은 내측 원뿔형 표면(42)과 원뿔형 밀봉 표면 (38) 사이에 제공된다. 토로이달 표면(44)은 도 2 및 도 3에서 44로 지정된 반경(R)을 갖는다.

본 발명에 따르는 노즐(10)은 MaK M43C 엔진에 사용된 노즐에 비해 더 긴 수명 및 더 큰 성능 안정성을 제공하도록 설계된다. 참조로 사용된 노즐에 비해, 본 발명에 따르는 노즐(10)은 하기 특징을 갖도록 설계된다:

1. 더 낮은 니들-시트 충돌 부하;

2. 방출에 대해 동일한 성능이 유지되는 동일한 밀폐 압력;

3. 밸브 시트상의 접촉 인장 응력의 감소;

4. 동일한 삼출량(permeability), 즉 유체-동역학적 성능을 비-가변 상태로 유지시키기 위해 사전-설정된 압력 하강 시 정지된 상태로 노즐을 통과하는 유체의 동일한 흐름 속도;

5. 밀봉 시트의 더 낮은 온도;

6. 고온에서 시트의 더 큰 강도.

전술된 특징이 수득되는 방식이 하기에서 더 상세히 기술된다. 모든 경우에 MaK M43C 엔진의 표준 노즐에 대한 변형이 하기에 기술된다.

1. 더 낮은 니들 -밸브 시트 충돌 부하

니들 및 밸브 시트가 주고받는 충돌력은 충돌 중에 니들 내에서 유발된 모멘텀의 변화와 동일하다. 특히, 대략 일정한 움직임의 방향에 대해 가로방향의 섹션을 갖는 대상물의 경우에, 하기 매개변수의 함수로서 충돌력을 계산할 수 있는 단순화된 관계가 유도될 수 있다.

- w: 접촉 시에 노즐과 니들 사이의 상대 속도;

-　A_S 및 A_N: 니들 및 노즐 몸체의 단면;

-　c_S 및 c_N: 니들 및 노즐 몸체의 재료의 음속;

- ρ_S 및 ρ_N : 니들 및 노즐 몸체의 재료의 밀도.

니들과 노즐 몸체 사이의 충돌력(F_i)은 하기 관계로 주어진다.

이 관계는 당해 경우에 2개의 성분이 이의 가로방향 치수가 클 때에 정확하다. 전술된 관계부터, 니들 및 노즐 몸체의 상대 속도 w와 단면(A_S 및 A_N)인 충돌력을 감소시키기 위해 조작될 수 있는 매개변수가 명확히 도출된다.

니들이 밸브 시트와 접촉하는 속도 w는 스프링의 작용으로 인한 가속 단계에 의존된다. 제1 근사를 위해, 니들의 운동 에너지는 스프링에 의해 수행된 변형 일과 기본적으로 동일한 것으로 추정될 수 있으며, 즉, 수학적 표현은,

이며,

여기서,

h는 니들의 리프트의 행정이고,

L은 니들의 전체 길이이며,

ρcl은 인젝터의 밀폐 개시 압력이다.

밸브 시트 상의 절대 부하를 감소시키기 위하여, 따라서 11 mm의 원래의 값에 대해 니들의 가이드 직경을 감소시키도록 선택된다. 본 발명에 따르는 해결방법에 있어서, 니들의 가이드 직경(d_g)은 9.4 mm 내지 10.5 mm의 값을 갖는다.

10 mm의 니들의 가이드 직경(d_g)(또한 이에 따라 그 외의 다른 직경방향 치수의 스케일링) 및 0.9 mm 내지 0.68 mm의 니들의 행정(h)의 감소에 따라 최대 충돌력(F_i)은 31% 감소된다.

2. 동일한 밀폐 압력

니들의 가이드 직경(d_g)이 감소되기 때문에, 또한 인젝터가 개방되어 유체의 압력이 작용하는 표면이 감소된다. 스프링의 동일한 부하가 주어짐에 따라, 밀폐 압력은 증가될 수 있다. 대신에, 밀폐 압력의 수준이 동일하게 유지되도록 결정한다. 이에 따라 MaK M43C 엔진의 제조자의 원래의 설계가 과도하게 높을 경우 스프링의 부하가 감소된다. 따라서, 스프링의 프리로딩의 17.8%의 감소가 획득되며, 이에 따라 밀폐 압력을 추가로 증가시킬 수 있는 특정의 한계가 보장된다.

3. 접촉 인장 응력의 감소

미리, 노즐의 재설계에 다라 동일한 밀폐 압력이 주어진 경우 니들-시트 충돌력의 상당한 감소가 가능하다. 그러나, 주어진 감소를 예상할 수있는 노즐의 수명을 증가시키는 것을 평가할 필요가 있다.

본 처리의 목적으로, 부분적인 슬라이딩 및 평면과 실린더가 서로 접촉되도록 압축시키는 부하에 노출된 상태에서 평면에서 구르는 실린더의 접촉 마모의 메커니즘과 연료 인젝터의 노즐의 시트의 마모를 야기하는 메커니즘을 동일시할 수 있다.

사실상, 노즐 몸체의 밀봉 시트의 원뿔형 표면을 평면에 근사시킬 수 있으며, 동시에 니들 상에 제공된 밀봉 변부(항시 작은 반경을 갖는 단부로 만곡되는 부분)는 원통형 표면과 동일시될 수 있다. 이는 니들 자체가 움직이는 동안 주기적으로 장착되고 빼내지는 니들의 접촉 변부와 평면과의 접촉에 의해 주기적으로 장착되고 빼내지는 회전 실린더의 회전의 표면 부분 간에 평행하게 형성될 수 있다.

상기 조건에서, Lundberg-Palmgren(룬드버그-팜그렌) 법칙을 사용할 수 있다:

이 공식에 따라 최대 접촉 압력의 함수로서 접촉하는 표면들의 수명(사이클 수, N)을 개산할 수 있다. 사실상, 사이클의 수에 대해 풀면,

이고,

여기서

는 접촉 인장 응력이며, 수명은 10⁶ 사이클이고, 동시에

는 고려된 경우에 유효 접촉 인장 응력이다.

수명의 사이클 수를 나타내는 관계는 지수 함수형이다. 이는 최대 접촉 인장 응력의 적당한 감소에 따라 부품의 지속 시간의 상당한 증가를 획득할 수 있는 것을 보여준다.

지수의 정확한 수치 값은 사용된 열 처리 및 스틸의 유형에 의존되지만 임의의 경우 최대 접촉 인장 응력과 지속 시간 사이에 지수 함수형의 변화가 있다는 것은 명확하다. 따라서, 접촉 압력이 당해 노즐 내에서 변화하는 방식을 정하는 것이 중요하다.

접촉 이론으로부터, 하기 관계를 기초로 최대 응력을 추정할 수 있다.

여기서,

는 특정 선형력([N/m]으로 측정될 수 있음)이며, 반면 b는 접촉 변부의 폭이고, 다음과 같이 개산될 수 있다.

여기서, E와

는 각각 탄성 계수와 포아송 계수(poisson coefficient)이며, R_eq는 평면 표면에 대해 압축되는 원통형 표면의 곡률 반경이다. 대부분의 일반적인 경우에, R_eq는 접촉하는 표면들의 상호 곡률에 의존되는 용어이다. 종래 기술에 더 통상적이고 당해의 경우에서와 같이, 접촉 지점의 반경은 접촉 정도(b)보다 작고, 사실상 용어 R_eq는 단지 충돌의 각도, 즉 종래 기술에서 매우 좁은 범위(정형적으로 20' - 1°) 내에서 변화하는 밸브 시트의 원뿔형 밀봉 표면과 니들 상의 원뿔형 밀봉 표면 사이의 각도의 차이에 의존된다.

전술된 관계에 의해, 밀봉 시트의 각도(α)의 각도 및 니들 리프트와 길이 사이의 비율(h/L), 부품들, 즉 가이드 직경(d_g)과 밀봉 직경(d_s)의 기하학적 형성 및 밀폐 압력(P_cl)의 함수로서 충돌 중에 니들-시트 접촉 압력(σ_max)의 상관성을 평가할 수 있다.

매개변수

([MPa^{0 .75}]로 측정됨)는 사용된 재료의 탄성 특성(E, ν)에 전적으로 의존되며, 이 유형의 응용에서 단지 사용된 재료인 스틸에 대해 일정한 것으로 여겨질 수 있다.

매개변수

([MPa^{0 .25/}mm^{0 .5}]로 측정됨)는 변경되는 것이 선호되지 않는 응용 선택(applicational choice), 즉 접촉 지점에서의 충돌 각도(R_eq)와 선호되는 밀폐 압력(P_cl)에 의존된다. 제1 데이터는 엔진의 오염 방출물에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 설계 매개변수이며, 이미 기술된 제2 데이터는 접촉 인장 응력을 최소로 유지시키기 위해 필요한 충돌 각도의 매우 작은 값과 연관되며, 이에 따라 추가로 최적화될 수 없다.

매개변수

는 기하학적 응력(geometrical stress)의 매개변수로서 정의되고, 이의 측정 단위는 [mm^{0 .5}]이다. 이 매개변수는 최대 접촉 인장 응력을 감소시키기 위해 최적화될 수 있는 기하학적 특성의 조합된 효과의 요점을 이룬다.

기하학적 응력(G)의 매개변수에 따라 접촉 시에 동일한 밀폐 압력과 충돌 각도가 주어진 종래 기술에 비해 설계 해결방법의 우수성의 비교가 가능하다. 사실상, 기하학적 응력(G)의 매개변수와 접촉 압력 사이의 비례 관계를 하기와 같이 정의할 수 있다:

여기서,

와

는 각각 신규한 해결방법과 원래의 해결방법의 접촉 인장 응력이며,

와

는 각각 신규한 해결방법과 원래의 해결방법의 기하학적 응력의 매개변수이다.

따라서, 룬드버그-팜그렌 법칙을 이용하여 후자의 관계를 조합함으로써, 수명의 예상된 증가를 추정할 수 있다:

여기서,

는 기하학적 응력(

)을 특징으로 하는 노즐의 예상된 수명(사이클의 수로 표현됨)이다.

하기 표는 종래 기술에 따르는 해결방법에 대해 설계 OMT 1-4로 지정된 본 발명에 따르는 4가지의 상이한 해결방법을 비교하는 일부 수치 결과를 나타낸다. 하기 표는 종래 기술에 따르는 해결방법의 예상된 수명에 대해 본 발명에 따르는 해결방법의 수명의 증가의 백분율과 다양한 해결방법의 기하학적 응력의 매개변수를 나타낸다.

4. 동일한 삼출량

동일한 삼출량을 유지시키는 니들의 행정(h)을 줄이기 위해, 더 작은 리프트(h)로 주어진 통로의 섹션의 개구의 동일한 폭이 수득되도록 밸브 시트와 니들의 단부 사이에서 통로의 섹션의 기하학적 형상을 변경할 필요가 있다.

종래 기술에서, 니들의 팁의 프로파일은 도 3에서 점선으로 도시된 바와 같이 일련의 원뿔형 스트레치(conical stretch)를 포함하도록 형성된다. 본 발명에 따르는 해결방법은 도 3에서 점선으로 나타내진다. 도 3에 도시된 니들의 팁의 프로파일에 따라 유출부의 섹션이 참조 해결방법의 섹션과 동일하지만 니들의 행정이 더 작도록 수득될 수 있다. 도 3에 도시된 해결방법에 따라 니들을 통과하는 유출부의 변형이 24%의 리프트의 감소로 주어진 원래의 해결방법에 대해 1% 내에 포함될 수 있다.

본 발명은 내측 원뿔형 표면(42)이 R과 동일하게 제공되며, 밸브 시트(22)와 접촉하는 원뿔형 시트를 둘러싸는 토러스의 단면의 반경을 갖는 토로이달 표면(44)의 도입으로 구성된다.

밸브 시트와 니들 사이의 통로의 단면은 하기와 같이 정의된다.

중간선은 밸브 시트와 니들의 팁의 프로파일로부터 등간격으로 정해지며, 상기 중간선을 따르는 각각의 지점에 대해 통로의 단면은 굴덴(Guldin)의 법칙: A=2πrl에 따라 계산될 수 있으며, 여기서 r은 회전 축으로부터의 지점의 거리이고, l은 밸브 시트와 니들의 프로파일을 결합시키는 지점에서 중간 선에 대해 수직한 세그먼트의 길이이다.

본 발명에 따르는 프로파일의 형태에 따라서 리프트(h)는 0.68 mm로 주어지며, 동일한 최소 단면은 종래 기술에 따라 수득될 수 있는 것과 같이 수득되며 리프트(h)는 0.9 mm이다. 토로이달 표면의 반경(R)은 3 mm 내지 8 mm 사이에 포함된다.

하기 제시된 표는 종래 기술과 본 발명에 따르는 노즐간의 비교를 나타낸다.

5. 밀봉 시트의 더 낮은 온도

밀봉 시트의 영역에서 노즐 몸체의 온도는 냉각 회로의 적절한 구성에 의해 제한될 수 있다. 이는 일반적으로 연소로 인하여 열 유동에 노출된 노즐의 표면 주변에 배치된 환형 챔버(28)와 전달 및 배출 홀을 포함한다.

원래의 참조 설계에서, 냉각 챔버는 밀봉 시트로부터 너무 떨어져 있으며, 유체의 극히 낮은 속도를 수반하여 열의 비효과적인 제거를 야기하는 극히 넓은 단면을 갖는다.

이 문제점은 냉각 챔버를 시트에 상당히 인접하게 배치시키며, 단면을 감소시킴으로써 해결되며, 이에 따라 유체의 높은 속도가 유지되고 냉각 챔버가 교환 표면을 최대화시키도록 형성된다. 본 발명에 따라서, 원뿔형 밀봉 시트(22)의 더 큰 직경을 갖는 단면과 가장 떨어진 냉각 챔버의 표면 사이의 축방향 거리는 6 mm 미만이다.

6. 고온에서 시트의 더 높은 강도

설계의 강도를 더 증가시키기 위하여, 노즐 몸체(12)에 대해 상이한 재료가 선택된다. 본 발명에 따르는 노즐 몸체(12)는 HV 700(최대 300 °C의 작동 온도)보다 더 큰 표면-담금질된 층의 경도를 갖는 표면 담금질강으로 제조되는 반면 원래의 설계의 재료는 단지 최대 230°C의 경도 수준으로 유지된다.

물론, 본 발명의 원리에 대한 편견 없이, 구조 및 실시예의 세부사항은 청구항에 정의된 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 것에 대해 폭넓게 변형될 수 있다.

Claims (3)

1. 선박 디젤 엔진용 고압 기계식 인젝터용 노즐로서,
   -종방향 가이드 홀(14), 종방향 가이드 홀(14)에 대해 동축을 이루는 연료 공급 홀(16), 상기 공급 홀(16)의 일 단부에 배열된 원뿔형 밸브 시트(22) 및 상기 밸브 시트(22)를 통해 상기 공급 홀(16)과 연통되는 색 체적(24)과 연통되는 복수의 인젝터 홀(26)을 갖는 노즐 몸체(12)를 포함하고,
   -상기 가이드 홀(14) 내에 미끄럼가능하게 맞물리는 가이드 부분(32) 및 상기 공급 홀(36) 내에서 반경방향 유극에 따라 연장되는 말단 부분(34)을 갖는 주입 니들(30)을 포함하고, 상기 말단 부분(34)은 상기 밸브 시트(22)와 협력하는 밀봉 시트(38)를 포함하는 단부(36)를 가지며,
   상기 가이드 부분(32)은 가이드 직경(d_g)을 가지며, 상기 밀봉 시트(38)는 밀봉 직경(d_s)과 밀봉 각도(α)를 가지며, 주입 니들(30)은 전체 길이(L)와 리프트 행정(h)을 가지며,
   -가이드 직경(d_g)은 9.4 mm 내지 10.5 mm 사이에 포함되고,
   -상기 밀봉 니들(30)은 1.00 mm^{0 .5} 내지 1.25 mm^{0 .5} 사이의 값을 갖는, 공식

   

   으로 정의된 기하학적 응력(G)의 매개변수를 가지며,
   -주입 니들(30)의 말단 부분(34)의 상기 단부(36)는 내측 원뿔형 표면(42)과 상기 밀봉 시트(38) 사이에 3 mm 내지 8 mm의 반경(R)을 갖는 토로이달 표면(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 몸체(12)는 냉각 챔버(28)를 가지며, 상기 냉각 챔버 내에서 원뿔형 밸브 시트(22)의 가장 큰 직경을 갖는 섹션과 가장 떨어진 냉각 챔버(28)의 표면 사이의 축방향의 거리는 6 mm 미만인 것을 특징으로 하는 노즐.
3. 제1항에 있어서, 노즐 몸체(12)는 280°C 초과의 온도에서 밀봉 시트(38)의 표면에 HV 700보다 높은 경도를 갖는 스틸로 제조되는 것을 특징으로 하는 노즐.

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