KR101762106B1 - 고압 연료 분사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압 연료 분사 밸브 장치에 관한 것으로, 밸브 하우징(2), 외부로 개방하는 밸브 니들(3), 폐쇄 스프링(5), 전자기 액추에이터(6) 및 제어 밸브(8)를 포함하고, 상기 밸브 니들은 밸브 하우징(2) 내에서, 압력 하에 있는 연료(K)가 공급되며 연료로 채워진 압력 챔버(4)에 배치되고, 이 경우 밸브 니들(3)은 밸브 시트(16)에서 밀봉되고, 상기 폐쇄 스프링은 밸브 니들(3)을 출발 위치로 복귀시키고, 상기 액추에이터는 밸브 니들(3)의 작동을 위해 가동적으로 배치된 아마추어(7)를 포함하고, 상기 제어 밸브는 밸브 부재(10)와 밸브 시트(11)를 포함하고, 이 경우 밸브 부재(10)는 제 1 작용면(13)과 제 2 작용면(14)을 갖고, 상기 제 1 작용면(13)은 압력 챔버(4)를 향하고, 제 2 작용면(14)은 저압 영역(19)에 연결된 압력 챔버(12)를 향하고, 밸브 부재(10)는 압력 챔버(4)와 압력 챔버(12) 사이의 연결을 개방 및 폐쇄하고, 밸브 시트(11)는 아마추어(7) 또는 아마추어(7)에 연결된 부품에 배치되고, 전자기 액추에이터(6)의 작동 시 압력 챔버(4)와 압력 챔버(12) 사이의 연결을 개방함으로써 밸브 니들(3)을 위한 개방력을 감소시키기 위해 제어 밸브(8)는 외부로 개방하는 밸브 니들(3) 앞에서 개방된다.

Description

고압 연료 분사 장치{Device for high―pressure fuel injection}
본 발명은 특히 층상 급기 작동시 직접 분사식 내연기관에서 사용될 수 있는 고압 연료 분사 장치에 관한 것이다.
직접 분사식 내연기관에서 고압 연료 분사 장치로서 외부로 개방하는 밸브 니들을 가진 고압 분사 밸브가 사용되고, 상기 고압 분사 밸브는 밸브 니들과 밸브 바디 사이의 링형 갭에 의한 바람직한 분무 특성으로 인해 특히 분무 유도식 층상 급기 작동에 의한 연소 방법에 특히 적합하다. 그러나 외부로 개방하는 밸브 니들을 갖는 분사 밸브의 경우에 밸브 니들의 더 큰 시트 직경으로 인해 연료 압력에 의해 형성된 유압은 내부로 개방하는 니들을 갖는 분사 밸브에 비해 훨씬 높다. 높은 동력과 짧은 스위칭 시간 때문에 일반적으로 압전 액추에이터를 가진 분사 밸브가 사용되지만 이로 인해 비용이 증가한다.
EP 1783 358A1에 기술된 컨셉에는 외부로 개방하는 밸브 니들을 갖는 분사 밸브가 공지되어 있고, 상기 밸브는 자기 액추에이터에 의해 작동되고 밸브 니들 상의 가이드 부재를 포함하고, 상기 가이드 부재는 밸브 하우징에 안내되고, 이 경우 가이드 부재와 밸브 니들의 밸브 시트의 직경은 밸브 니들이 실질적으로 압력 보상되도록 선택된다.
선행기술의 고압 분사 밸브는, 폐쇄된 상태에서 밸브 시트와 밸브 니들 사이에 높은 밀봉력을 제공하고 자기 액추에이터에 의해 더 약한 작동력 또는 더 적은 출력으로 작동될 수 있고 압전 액추에이터를 가진 분사 밸브에 필적할 만한 스위칭 다이내믹을 가지며 층상 급기 작동에서 직접 분사식 내연기관을 위한 간단하고 저렴하게 제조될 수 있는 고압 분사 장치를 제공하기에 충분히 적합하지 않다.
본 발명의 과제는 간단하고 저렴하게 제조될 수 있는 층상 급기 작동에서 직접 분사식 내연기관을 위한 고압 연료 분사 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 고압 연료 분사 장치에 의해 해결된다.
청구범위 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 밸브 장치는 밸브 니들에 작용하는 압력 보상으로 인해 현저히 감소된 작동력에 의해 외부로 개방하는 밸브 니들을 개방하는 자기 액추에이터를 갖는 간단하고 저렴한 구성을 지니는 장점을 갖는다. 따라서 본 발명에 따른 밸브 장치에서, 특히 20 MPa 또는 그 이상의 분사 압력에서도 낮은 출력 요구를 갖는 자기 액추에이터가 사용될 수 있고, 상기 자기 액추에이터는 충분한 스위칭 다이내믹과 폐쇄된 상태에서 밸브의 밸브 시트에서 밸브 니들의 확실한 밀봉을 가능하게 한다. 이것은 본 발명에 따라, 전자기 액추에이터의 작동 시 밸브 장치의 고압 영역과 저압 영역 사이에 배치된 제어 밸브가 외부로 개방되는 밸브 니들보다 먼저 개방됨으로써 달성된다. 고압 영역의 압력 챔버와 저압 영역의 압력 챔버 사이의 연결이 개방됨으로써 저압 영역에서 압력 보상, 즉 압력 상승이 이루어지고, 이러한 압력 보상은 밸브 니들의 개방 방향으로 제어 밸브의 밸브 부재의 작용면에 유압력이 작용하게 하고, 이로 인해 밸브 니들을 위한 전자기 액추에이터의 개방력이 현저히 감소한다. 따라서 간단하고 신속한 스위칭이 가능하다. 제어 밸브는 자유롭게 이동 가능한 아마추어에 의해 또는 아마추어에 연결된 부품에 의해 개방된다.
종속 청구항은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 본 발명에 따른 고압 연료 분사 장치는 밸브 니들에 고정되고 아마추어 콘택 영역을 가진 종동부를 포함하고, 상기 종동부는 출발 위치에 아마추어로부터 미리 주어진 거리에 배치되고, 아마추어는 밸브 니들 위에 가동적으로 배치된다. 밸브 니들을 폐쇄하는 폐쇄 스프링은 아마추어를 복귀시킨다. 이로써 전자기 액추에이터의 작동시 상기 액추에이터의 아마추어는 먼저 출발 위치로부터 종동부의 아마추어 콘택 영역까지 이동하고, 이로써 제어 밸브는 밸브 니들을 작동하지 않고도 압력 보상을 위해 개방되는 것이 보장된다. 아마추어가 종동부에 접촉하면, 밸브 니들은 아마추어에 의해 직접 작동되고 개방된다.
바람직하게 아마추어에 원통형 부품이 고정되고, 이 경우 원통형 부품의 자유 단부측에 제어 밸브의 밸브 시트가 배치된다. 이로 인해 최소 개수의 부품을 갖는 제어 밸브의 간단한 구성이 달성된다.
또한 바람직하게 원통형 부품과 밸브 하우징 사이에 갭 밀봉부가 형성된다. 이로써 2개의 부품들 사이에 누출량이 적은 간단하고 저렴한 밀봉부가 구현된다.
특히 바람직하게 갭 밀봉부의 직경은 밸브 니들의 밸브 시트의 직경보다 크게 형성된다. 이로 인해 제어 밸브가 개방되고 압력 보상이 이루어질 때 밸브 니들의 개방 방향으로 유압력이 형성되고, 아마추어에 의해 극복될 밸브 니들의 개방력이 감소된다. 제어 밸브가 폐쇄된 경우에는 그와 달리 압력 챔버 내의 저압에 의해 밸브 니들의 폐쇄 방향으로 유압력이 발생하고, 상기 유압력은 밸브를 확실하게 밀봉한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 아마추어의 출발 위치로부터 밸브 니들에 고정된 종동부까지의 거리는 아마추어의 전체 행정보다 작다. 즉 밸브 니들의 개방을 위한 잔여 행정이 주어진다. 출발 위치로부터 종동부까지의 아마추어의 제 1 부분 행정에 의해 압력 보상을 위한 제어 밸브의 신속한 개방과 이후에 제 2 부분 행정에 의해 개방되는 밸브 니들의 용이한 개방을 위한 신속한 압력 보상이 이루어진다. 밸브 니들의 폐쇄 시 먼저 아마추어의 종동부로부터 제어 밸브의 폐쇄 위치까지의 제 1 부분 행정이 구현되고, 제어 밸브는 폐쇄된다. 이 경우 제어 밸브의 밸브 부재는 밸브 니들의 복귀를 위한, 다른 아마추어에 의해 작동되는 다른 종동부로서 작용한다. 따라서 제어 밸브에 다시 나타나는 장치의 고압 영역과 저압 영역 사이의 압력차에 의해 밸브 니들의 폐쇄 방향으로 보조적으로 작용하는 유압력에 의한 밸브 니들의 폐쇄가 신속하게 이루어질 수 있다. 이로써 출력 소비가 적은 액추에이터의 사용이 가능해질 수 있고 내연기관의 층상 급기 작동시 연료 분사에 필요한 스위칭 다이내믹이 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 고압 연료 분사 장치는 압력 챔버와 저압 영역 사이에 스로틀을 갖는다. 이로 인해 제어 밸브가 폐쇄된 경우에 압력 챔버에서는 밸브 니들과 밸브 하우징 사이의 링 갭에 의한 압력 감소, 높은 압착력 및 밸브 니들과 밸브 시트 사이의 양호한 밀봉 작용이 달성된다.
스로틀에 대한 대안으로서 압력 챔버와 저압 영역 사이에 누출 차단 밸브가 사용될 수 있다. 따라서 밸브 니들의 개방시 연료 리턴부로 연료의 누출량 또는 리턴량이 현저히 감소된다. 이로써 본 발명에 따른 장치는 매우 경제적으로 사용될 수 있다.
바람직하게 누출 차단 밸브는 폐쇄 부재로서 밸브 니들에 형성된 칼라 형태의 확장부 및 시트를 포함하고, 상기 시트는 밸브 하우징에 형성된다. 이로써 최소 개수의 부재를 갖는 누출 차단 밸브의 간단한 구성이 이루어질 수 있다. 또한 이로 인해 매우 작동 안정적인 장치가 제공될 수 있다.
하기에 본 발명의 실시예들은 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 밸브 니들이 개방된 경우에 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 장치의 부분을 개략적으로 도시한 확대 단면도.
도 3은 밸브 니들의 개방시 도 1의 장치를 개략적으로 도시한 확대 단면도.
도 4는 밸브 니들이 개방된 경우에 도 1의 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 장치의 부분을 개략적으로 도시한 확대 단면도.
도 6은 밸브 니들의 폐쇄시 도 1의 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 7은 밸브 니들이 폐쇄된 경우에 장치의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.
도 8은 밸브 니들이 개방된 경우에 도 7의 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 9는 밸브 니들이 폐쇄된 경우에 도 7의 장치의 부분을 개략적으로 도시한 확대 단면도.
도 10은 밸브 니들이 개방된 경우에 도 7의 장치의 부분을 개략적으로 도시한 확대 단면도.
하기에서 도 1 내지 도 6을 참고로 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 고압 연료 분사 장치(1)가 상세히 설명된다.
도 1에는 폐쇄된 상태에서 본 발명에 따른 장치의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 1의 개략적인 단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 장치(1)는 밸브 하우징(2), 외부로 개방하는 밸브 니들(3)을 포함하고, 상기 밸브 니들은 밸브 하우징(2) 내에, 연료로 채워진 압력 공간(4)에 배치된다. 상기 압력 공간(4)에는 연료가 연료 공급부(24)를 통해 압력 하에 있는 상태로 공급되고, 밸브 니들(3)은 밸브 하우징(2)에 있는 밸브 시트(16)에서 밀봉된다. 또한 장치(1)는 폐쇄 스프링(5)과 전자기 액추에이터(6)를 포함하고, 상기 스프링은 밸브 니들(3)을 출발 위치로 복귀시키고, 상기 전자기 액추에이터는 자기 코일(63), 내극(62), 자석 하우징(61) 및 가동적으로 배치된 자석 아마추어(7)를 포함하고, 상기 자석 아마추어는 밸브 니들(3)을 거기에 형성된 또는 고정된 종동부(9)에 의해 작동시킨다. 밸브 부재(10)와 밸브 시트(11)를 갖는 제어 밸브(8)는 분사측과 반대편에 있는, 밸브 니들(3)의 단부 영역(29)에 배치된다.
밸브 부재(10)는 압력 공간(4)과 마주한 제 1 작용면(13)과 저압 영역(19)에 연결된 압력 챔버(12)를 향한 제 2 작용면(14)을 갖는다. 제어 밸브(8)의 밸브 부재(10)는 압력 공간(4)과 압력 챔버(12) 사이의 연결을 개방하고 폐쇄하도록 설계되고, 제어 밸브(8)의 밸브 시트(11)는 자석 아마추어(7)에 고정된 환상의(annularly) 원통형 부재(17)의 단부측에 배치된다. 환상의 원통형 부재(17)의 외주와 밸브 하우징(2) 사이에 작은 가이드 유격을 갖는 갭 밀봉부(18)가 형성된다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 자석 아마추어(7)와 환상의 원통형 부재(17)에는 연료(K)의 공급을 위한 배출구(30, 31)가 형성된다. 따라서 밸브 니들(3)과 제어 밸브(8)가 폐쇄된 경우에 연료 공급부(24)를 통해 공급된 연료의 고압이 압력 공간(4)에 연결된 장치의 모든 내부 챔버들에 인가된다. 압력 챔버(12)에는 저압이 존재하는데, 그 이유는 상기 압력 챔버는 스로틀(21)에 의해 연료 리턴부(25)에 연결되고 제어 밸브(8)는 폐쇄되기 때문이다.
본 발명에 따른 장치(1)에서 밸브 시트(16)의 직경(ds)은 밸브 부재(10)의 직경(d1)보다 작기 때문에, 밸브 니들(3)은 폐쇄 스프링(5)의 힘 외에 추가로 유압력 성분에 의해서도 밸브 시트(16) 내로 가압되고, 상기 유압력 성분은 상기 직경차로 인해 야기된다. 이로써 밸브 니들(3)이 폐쇄된 경우에도 장치(1)의 확실한 밀봉이 보장된다.
도 2는 도 1의 장치의 부분을 상세히 도시한 개략적인 확대 단면도를 도시한다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 제어 밸브(8)는 폐쇄되고 전자기 액추에이터(6)는 비활성화 상태인 장치(1)의 폐쇄 상태에서 상기 액추에이터의 자석 아마추어(7)는 출발 위치에 놓인다. 폐쇄 스프링(5)은 자석 아마추어(7)에 고정되고 하우징(2)에 지지된다. 상기 출발 위치에서 축방향으로 자유롭게 이동하는 자석 아마추어(7)는 폐쇄 스프링(5)의 스프링력으로 인해 밸브 니들(3) 상의 종동부(9)에 대한 거리(A)와 내극(62)에 대한 행정(H)을 갖는다.
도 3은 밸브 니들(3)의 개방 시 도 1의 장치(1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 이 경우 전자기 액추에이터(6)의 자기 코일(63)에 전류가 공급되고(이것은 플래시 라인으로 표시됨), 자석 아마추어(7)는 내극(62) 방향으로 제 1 부분 행정을 구현하고, 이 행정은 자석 아마추어가 종동부(9)와 접촉할 때까지의 거리(A)에 상응한다. 이로써 제어 밸브(8)가 개방되므로, 연료(K)가 연료 공급부(24)로부터 압력 공간(4) 내로 그리고 배출구(31)를 지나 압력 챔버(12) 내에까지 유동한다(도 3의 화살표 B로 도시됨). 이로 인해 압력 챔버(12) 내의 압력이 바로 상승하고, 밸브 부재(10)에 있는 유압이 작용하고 고압이 제공되는 제 1 및 제 2 작용면(13, 14)의 비율로부터 야기된 힘이 밸브 니들(3)에 작용한다. 결과되는 이러한 힘은 제어 밸브(8)가 개방된 경우에 자석 아마추어(7)의 자력에 추가하여 밸브 니들(3)의 개방 방향으로 작용하고, 밸브 시트(16)에 대한 밸브 니들(3)의 압착력을 감소시킨다. 밸브 니들(3)은 자석 아마추어(7)의 작은 힘으로 종동부(9)에 의해 개방 방향으로 함께 이동되고 또는 이동될 수 있으므로, 밸브 니들(3)이 개방되고 분사 과정을 시작할 수 있다.
도 4는 밸브 니들이 개방된 경우에 도 1의 장치의 개략적인 단면도를 도시한다. 자기 코일(63)에 계속해서 전류가 공급됨으로써 자석 아마추어(7)는 밸브 니들(3)과 함께 장치(1)의 개방 방향으로 당겨지고, 내극(62)에 접촉할 때까지 제 2 부분 행정이 구현되고, 이로 인해 밸브 니들(3)은 밸브 시트(16)로부터 외부로 들어 올려져 개방된다. 이 경우 밸브 니들(3)을 개방하는 제 2 부분 행정은 제어 밸브(8)를 개방하는 제 1 부분 행정보다 크게 설계된다. 밸브 니들(3)과 밸브 하우징(2) 사이로 분사하는 연료젯은 도 4에서 작은 화살표 C로 도시된다.
도 5는 도 4의 장치의 부분을 더 상세히 도시한 개략적인 확대 단면도를 도시한다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 제어 밸브(8)가 개방된 경우에 압력 챔버(12) 내의 연료의 일부는 스로틀(21)을 통해(화살표 D 로 도시됨) 연료 리턴부(25) 내로 누출량으로서 역류된다. 스로틀(21)에 의한 이러한 누출량은 정해지거나 또는 사전 설정된 값으로 제한되므로, 전자기 액추에이터(6)의 차단 후에 (밸브 니들(3)의 폐쇄) 압력 챔버(12) 내의 압력 감소는 그렇게 오래 걸리지 않고, 스위칭 주기의 휴지 시간을 연장시켜 스위칭 다이내믹이 악화된다.
도 6에는 밸브 니들(3)의 폐쇄 시 도 1의 장치의 개략적인 단면도가 도시된다. 이 경우 전자기 액추에이터(6)의 자기 코일(63)의 차단 후에 설정된 장치(1)의 상태가 도시되고, 이 경우 먼저 제어 밸브(8)가 폐쇄된다. 이어서 압력 챔버(12) 내의 압력은 스로틀(21)을 통한 연료 리턴부(25)와의 연결로 인해 다시 감소하므로, 제 2 작용면(14)에는 연료 리턴부(25)로부터 저압만 제공된다. 제 1 작용면(13)에는 환상의 원통형 부품(17)의 고압만 제공된다. 이로 인해 유압 폐쇄력이 형성되고, 상기 폐쇄력은 스프링력에 추가하여 폐쇄 스프링(5)의 밸브 니들(3)의 폐쇄된 상태가 (도 1 참조) 원상 복구되고 분사 과정이 종료될 때까지 밸브 니들(3)을 밸브 시트(16) 내로 가압한다. 폐쇄 스프링(5)은 자석 아마추어(7), 환상의 원통형 부품(17) 및 밸브 부재(10)에 의해 밸브 니들(3)에 작용한다.
고압 연료 분사를 위한 본 발명에 따른 장치(1)의 밸브 니들(3)의 개방 및 폐쇄는 제어 밸브(8)의 밸브 부재(10)에 배치된 제 1 및 제 2 작용면(13, 14)과 함께 장치(10) 내의 고압을 이용하여 유압식으로 지원됨으로써, 장치(1)는 동시에 밀봉력이 높은 경우에도 비교적 작은 자기력에 의해 높은 스위칭 다이내믹을 제공할 수 있다.
후속해서 도 7 내지 도 10을 참고로 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 고압 연료 분사 장치(1)가 상세히 설명된다. 동일하거나 동일한 기능을 하는 부분들은 제 1 실시예와 동일한 도면부호를 갖는다.
도 7은 밸브 니들(3)이 폐쇄된 상태에서 고압 연료 분사를 위한 본 발명에 따른 장치(1)의 제 2 실시예의 개략적인 단면도이다. 본 발명에 따른 장치(1)의 제 2 실시예와 제 1 실시예의 다른 점은, 압력 챔버(12)와 연료 리턴부(25)의 저압 영역(19) 사이에 누출 차단 밸브(26)가 배치된다는 것이다. 제 1 실시예에서 스로틀(21)에서 발생하는 것과 같은 연료 리턴부(25)로의 누출량은 누출 차단 밸브(26)에 의해 급격하게 감소된다. 누출 차단 밸브(26)는 밸브 니들(3)의 단부 영역(29) 직경의 칼라 형태 확장부(22)를 갖는다. 압력 챔버(12)의 배출부에 배치된 밸브 하우징(2) 상의 스토퍼(23)와 함께 누출 차단 밸브(26)는 폐쇄된 상태에서 압력 챔버(12)를 연료 리턴부(25)로부터 차단한다.
또한 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브 니들(3)이 폐쇄된 상태에서 제어 밸브(8)가 폐쇄되고 누출 차단 밸브(26)는 개방되므로, 압력 챔버(12) 내에는 저압이 존재한다.
도 9는 도 7의 장치의 부분을 개략적으로 도시한 확대 단면도로서, 밸브 니들(3)이 폐쇄된 상태에서 압력 상태를 도시한다. 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브 하우징(2) 내의 링 홈(27)은 제어 밸브(8)가 개방된 경우에(도 10 참조) 압력 챔버(12) 내로 방해 없이 연료 유입이 가능하도록 하기 위해 환상의 원통형 부품(17)과 제어 밸브(8)의 밸브 부재(10) 사이의 영역에 형성된다. 밸브 니들(3)이 폐쇄된 경우에 제어 밸브(8)가 폐쇄되고, 누출 차단 밸브(26)는 개방된다. 이 경우 제어 밸브(8)의 폐쇄된 밸브 부재(10) 후방에, 즉 링 홈(27), 압력 챔버(12) 및 인접하는 연료 리턴부(25)에 저압이 존재하는 한편(도면부호 19로 도시됨), 장치(1)의 나머지 내부 영역에는 밸브 부재(10)가 폐쇄될 때까지 고압이 인가한다(도면부호 28로 도시됨).
밸브 니들(3)이 개방된 경우에 도 7의 제 2 실시예의 개략적인 단면도를 도시한 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 상태에서 누출 차단 밸브(26)가 폐쇄되고 제어 밸브(8)는 개방된다. 이 경우 압력 챔버(12) 내에는 고압이 존재하므로, 밸브 니들(3)은 작은 힘으로 개방될 수 있다. 누출 차단 밸브(26)는 폐쇄되기 때문에, 연료 리턴부(25) 내로 누출량을 배출하지 않는다. 스토퍼(23)에 접촉하는 누출 차단 밸브(26)의 칼라 형태 확장부(22)는 동시에 개방된 밸브 니들(3)의 행정 스토퍼를 규정한다.
도 10은 밸브 니들(3)이 개방된 경우에 압력 상태를 도시한 도 8의 장치의 부분을 개략적으로 도시한 확대 단면도이다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 이 경우 제어 밸브(8)는 개방되고 누출 차단 밸브(26)는 폐쇄된다. 고압 영역(28)은 제어 밸브(8) 및 누출 차단 밸브(26)에 형성되는 한편, 저압 영역(19)은 연료 리턴부(25)에만 형성된다.
고압 연료 분사를 위한 본 발명에 따른 장치(1)에서 밸브 니들(3)을 개방하고 폐쇄하는데 작은 힘이 필요하므로, 밸브 니들(3)의 작동은 20 MPa의 높은 분사 압력에서도 저렴한 전자기 액추에이터에 의해 충분히 높은 스위칭 다이내믹으로 이루어질 수 있다. 전자기 액추에이터의 상응하게 작은 출력 요구로 인해 장치(1)의 제어는 자기-고압 분사 밸브를 위한 종래의, 즉 이용 가능한 출력단에 의해 이루어질 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 고압 연료 분사 장치(1)의 추가 비용 절감과 개선된 경제성을 제공한다.
2 밸브 하우징
3 밸브 니들
4 압력 공간
6 액추에이터
7 자석 아마추어
8 제어 밸브
10 밸브 부재

Claims (9)

  1. 고압 연료 분사 장치로서,
    - 밸브 하우징(2),
    - 상기 밸브 하우징(2) 내에서 연료로 채워진 압력 공간(4)에 배치되는 외부로 개방하는 밸브 니들(3)로서, 상기 압력 공간에는 연료(K)가 압력 하에서 공급되며, 상기 밸브 니들(3)은 밸브 시트(16)에서 밀봉되는, 외부로 개방하는 밸브 니들(3),
    - 상기 밸브 니들(3)을 출발 위치로 복귀시키는 폐쇄 스프링(5),
    - 상기 밸브 니들(3)의 작동을 위해 가동적으로 배치된 자석 아마추어(7)를 가진 전자기 액추에이터(6), 및
    - 밸브 부재(10)와 밸브 시트(11)를 가진 제어 밸브(8)를 포함하고, 상기 밸브 부재(10)는 제 1 작용면(13)과 제 2 작용면(14)을 갖고, 상기 제 1 작용면(13)은 상기 압력 공간(4)과 마주하고, 상기 제 2 작용면(14)은 저압 영역(19)에 연결된 압력 챔버(12)와 마주하고, 상기 밸브 부재(10)는 상기 압력 공간(4)과 상기 압력 챔버(12) 사이의 연결을 개방 및 폐쇄하며, 상기 밸브 시트(11)는 상기 자석 아마추어(7)에 배치되거나, 또는 상기 자석 아마추어(7)에 연결된 부품에 배치되고, 상기 전자기 액추에이터(6)의 작동시, 상기 압력 공간(4)과 상기 압력 챔버(12) 사이의 연결을 개방함으로써 상기 밸브 니들(3)을 위한 개방력을 감소시키기 위해, 상기 제어 밸브(8)는 상기 외부로 개방되는 밸브 니들(3)보다 먼저 개방되는, 고압 연료 분사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 니들(3)에 고정된 종동부(9)가 제공되고, 상기 종동부는 아마추어 콘택 영역(20)을 포함하고, 상기 종동부는 출발 위치에서 상기 자석 아마추어(7)로부터 거리(A)에 배치되고, 상기 자석 아마추어(7)는 상기 밸브 니들(3) 상에 가동적으로 배치되는, 고압 연료 분사 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자석 아마추어(7)에 환상의 원통형 부품(17)이 고정되고, 상기 환상의 원통형 부품(17)의 자유 단부측에 상기 제어 밸브(8)의 상기 밸브 시트(11)가 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 환상의 원통형 부품(17)의 외주와 상기 밸브 하우징(2) 사이에 갭 밀봉부(18)가 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 갭 밀봉부(18)의 직경(d1)은 상기 밸브 시트(16)의 직경(ds)보다 큰 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 출발 위치에서 상기 종동부(9)와 상기 자석 아마추어(7) 사이의 거리(A)는 상기 자석 아마추어(7)의 전체 행정(H)과 상기 거리(A)의 차이보다 작은 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력 챔버(12)와 상기 저압 영역(19) 사이에 스로틀(21)이 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력 챔버(12)와 상기 저압 영역(19) 사이에 누출 차단 밸브(26)가 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 누출 차단 밸브(26)는 폐쇄 부재로서 상기 밸브 니들(3)에 형성된 칼라 형태 확장부(22)를 포함하고, 상기 누출 차단 밸브(26)의 시트(23)는 상기 밸브 하우징(2)에 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 장치.
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