KR19980041842A - 전기 제어식 밸브 - Google Patents

Abstract

밸브의 개방이 양호하게 행해지는 전기적으로 제어되는 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

밸브 부재(16)의 밀봉 면(29)을 제한하는 밸브 부재(16)의 유출 모서리(33)의 하류 측에서 밸브 케이싱에 방향 변경 부위(34)가 마련되어 있고, 이 방향 변경 부위에서 관류하는 액체의 흐름이 축 방향으로 밸브 부재(16)의 링 면(35)을 따라서 방향 변경되어, 밸브 개방 방향으로 작용하는 흐름력이 발생한다.

Description

전기 제어식 밸브

본 발명은 적어도 소정의 시간마다 유체 고압으로 초래되는 고압실, 특히 연료 분사 펌프의 펌프 작업실과 저압실 사이의 접속부의 유통을 제어하기 위한 전기적으로 제어되는 밸브로써, 밸브 케이싱에 마련된 항상 고압실에 접속된 구멍 내에 조립된 밸브 부재를 갖고 있고, 상기 밸브 부재가 전자석에 의해 밸브 스프링력에 저항하여 미끄럼 이동 가능하고, 상기 밸브 부재가 원추형의 밀봉 면을 갖고 있고, 상기 밀봉 면이 고압실을 저압실에 접속하는 밸브 케이싱에 마련된 밸브 시트와 연동하는 형식의 것에 관한 것이다. 이와 같은 밸브는 공지된 것이다(독일 연방 공화국 특허 제0309797호 명세서).

공지된 전자 밸브는 고압실과 저압실 사이의 접속부의 유통을 제어하기 위해, 복귀 스프링력에 저항하여 전자석에 의해 가동하는 밸브 부재를 갖고 있고, 밸브 케이싱에 마련된 가이드 구멍 내에서 축 방향으로 안내되어 있다. 이 공지된 전자 밸브에서는 관류 횡단면이 밸브 케이싱에 마련된 원추형의 밸브 시트로부터 밸브 부재에 배치된 원추면을 들어올림으로써 형성된다. 이 경우, 밸브 시트의 상방 및 하방에는 링 실이 밸브 케이싱에 가공 성형되어 있다. 이 링 실에는 각각 고압 도관 및 저압 도관이 개구하고 있다. 중공 실린더 형태의 밸브 부재는 이 경우 푸시 로드를 거쳐서 전자석이 작용하는 가동자에 결합되어 있다. 고압실과 저압실 사이의 관류 횡단면의 폐쇄는 밸브 부재에 마련된 원통형 주위면으로의 원추면의 이행부에 의해 형성된 밀봉 모서리를 원추형의 밸브 시트의 면에 장착함으로써 행해진다. 이 경우, 밸브 부재의 원추면과 밸브 시트 사이의 관류 횡단면은 개방 행정의 개시 시에 이미 가능한 한 큰 개방 횡단면을 신속하게 개방 제어 가능하고, 이 개방 횡단면이 개방 행정의 또 다른 경과에 있어서 항상 확대되도록 형성되어 있다.

공지된 밸브의 관류 횡단면의 결점은 밀봉 모서리 및 밸브 부재의 원추면과 밸브 시트 사이의 관류 횡단면에 있어서, 높은 흐름 속도에 의거해 액체의 압력이 증기압을 밑돌므로, 증기 기포 또는 공극이 생겨버린다는 점이다. 감압에 의해 밸브는 지연하여 개방된다.

본 발명의 과제는 서두에서 기술한 전기적으로 제어되는 밸브를 개량하여, 밸브의 개방이 양호하게 행해지는 밸브를 제공하는 데 있다.

도1은 전기적으로 제어되는 밸브의 단면도.

도2는 도1의 밸브의 부분 확대도.

도3은 흐름 경과의 개략도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱

2 : 케이싱 구멍

3 : 분배기

4 : 플랜지

5 : 실린더 구멍

6 : 펌프 플런저

7 : 펌프 작업실

8 : 캠 링

9 : 롤러 슈우

10 : 고압실

12 : 분배기 개구

14 : 분사 도관

15 : 전자 밸브

16 : 밸브 부재

17 : 접속 도관

18 : 압력 해방실

19 : 복귀 도관

21 : 막힌 구멍

22 : 복귀 스프링

24 : 푸시 로드

25 : 전자석

29 : 밀봉 면

30 : 고압실

32 : 밸브 시트

33 : 유출 모서리

34 : 방향 변경 벽

35 : 링 면

36 : 밸브 시트 갭

이 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 구성에서는, 밸브 부재의 밀봉 면을 제한하는 밸브 부재의 유출 모서리의 하류 측에서 밸브 케이싱에 방향 변경 부위가 마련되어 있고, 이 방향 변경 부위에서 관류하는 액체의 흐름이 축 방향으로 밸브 부재의 링 면을 따라서 방향 변경되어, 밸브 개방 방향으로 작용하는 흐름력이 발생하도록 했다.

다음에, 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도면에서는 레이디얼 피스톤 펌프 구성 양식의 연료 분배형 분사 펌프의 부분 단면도를 도시하고 있다. 이 연료 분사 펌프의 케이싱(1)에는 케이싱 구멍(2)이 막힌 구멍 또는 일면이 폐쇄된 구멍의 형태로 마련되어 있다. 이 케이싱 구멍(2) 내에서는 분배기(3)의 형태로 형성된 부분이 가동하게, 이 경우는 회전 가능하게 지지되어 있다. 분배기(3)의 케이싱 구멍(2)으로부터 돌출한 단부에는 플랜지(4)가 마련되어 있고, 이 플랜지(4)에는 분배기(3)의 길이 방향 축선에 대해서 반경 방향으로 실린더 구멍(5)이 마련되어 있다. 이 실린더 구멍(5) 내에는 펌프 플런저(6)가 안내되어 있다. 이 펌프 플런저(6)는 실린더 구멍(5)의 내측에 위치한 부분에 있어서, 고압원으로서 작용하는 공통의 펌프 작업실(7)을 둘러싸고 있다. 이 경우, 펌프 플런저(6)는 살짝 미끄러져 이동하도록 자체 공지된 캠 수단에 의해, 예를 들어 캠 링(8)에 의해 왕복 구동되고 있다. 이 캠 링(8)을 따라서 펌프 플런저(6)에 각각 결합된 롤러 슈우(9)가 미끄러져 이동한다. 캠 링(8)은 이 경우, 대략 위치 고정된 캠 링으로서 형성되어 있고, 분배기(3)의 구동은 구동축을 거쳐서 행해진다. 이 구동축은 동시에, 분배기(3)의 회전 운동을 거쳐서 캠 궤도를 따른 롤러 슈우(9)의 상대 운동을 발생시키고, 펌프 플런저의 구동을 위해 작용한다. 펌프 플런저(6)의 내향 행정시에, 펌프 작업실(7) 내에는 연료 분사압 크기의 연료압이 발생한다. 연료는 펌프 작업실(7)로부터 분배기(3)의 연료 도관(11)을 거쳐서, 분배기의 주위면에 마련된 분배기 개구(12) 형태의 유출 개구부로 안내된다. 주위면에 마련된 분배기 개구(12)의 개구부 영역에, 케이싱(1)에서 케이싱 구멍(2)으로부터 연장된 분사 도관(14)이 마련되어 있다. 이 분사 도관(14)은 매번 연료 분사 밸브(도시 생략)를 통해서, 그곳에서 내연 기관에 있어서 분사하기 위한 고압을 받은 연료를 가져온다. 높은 연료 분사압은 매번 연료 분사 도관(11)에 배속될 때마다 분배기 개구(12) 부분에서, 분사 시점과 분사량을 제어하는 전기적으로 제어되는 밸브, 예를 들어 밸브 부재(16)를 갖는 전자 밸브(15)가 폐쇄되어 있는 한 체류하고 있다. 이 전자 밸브(15)는 분배기 개구(12)로부터, 단면측에서 분배기(3)에 접속되어 있는 압력 해방실(18)을 통하는 접속 도관(17)에 위치하고 있다. 압력 해방실(18)은 또한 복귀 도관(19)을 거쳐 압력을 해방하고 있다. 따라서, 전자 밸브가 개방된 경우에는 펌프 플런저(6)에 의해 밀려난 연료가 많든 적든간에 압력을 상실하고, 어쨌든 연료 분사압을 하회하여 압력 해방실(18)로 복귀 압송된다.

밸브 부재(16)는 분배기(3)의 회전 축선에 대해서 동심적으로 위치하는 막힌 구멍(21) 내에 배치되어 있다. 이 경우, 분배기(3)는 동시에 밸브 케이싱으로서도 이용할 수 있다. 하방으로부터는 이 밸브 부재(16)에 압축 코일 스프링 형태의 복귀 스프링(22)이 작용하고 있고, 밸브 부재(16)의 압력 해방실(18) 내로 돌출하는 측에 푸시 로드(24)가 위치하고 있다. 이 푸시 로드(24)는 전자 밸브(15)의 전자석(25)의 가동자(도시 생략)에 피봇되어 있다. 밸브 부재(16)는 원추형의 밀봉 면(29)을 갖고 있고, 이 밀봉 면(29)은 분배기(3)에 마련된 분배기 개구(12) 측의 고압실(30)을 압력 해방실(18)에 접속하는 원추형의 밸브 시트(32)와 연동한다.

도2의 확대도에서 상세히 알 수 있는 바와 같이, 밸브 시트(32)에 살짝 접촉되어 있고, 고압실(30)을 압력 해방실(18)에 대해서 확실하게 밀봉하는 밸브 부재(16)의 원추형의 밀봉 면(29)은 유출 모서리(33)에 의해서 제한되어 있다. 관류 방향에서 보아 유출 모서리(33)의 후방에서 밸브 본체(3)에 트러스 형상의 이행부를 구비한 링 형태의 방향 변경 벽(34) 형상의 방향 변경 부위가 일체 성형되어 있다. 이 방향 변경 벽(34)에 있어서 관류하는 연료의 흐름이 밸브 본체의 축 방향 또는 세로로 놓인 방향으로 방향 변경된다. 이 방향 변경 부위의 맞은편으로, 밸브 부재(16)에는 유출 모서리(33)의 하류측에 축 방향을 향한 링 면(35)이 마련되어 있다. 이 링 면(35)은 관류하는 연료를 위한 작용·충돌면으로서 규정되어 있다.

(작용 형식)

본 발명에 의한 장치의 작용 형식을 주로 도3의 흐름 경과에 대한 도면에 의거해서 설명한다. 고압실(30) 내에 형성된 약 1000 바아의 고압력은 전자 밸브가 폐쇄되어 있는 경우에는 하방으로부터 밸브 폐쇄 부재(16)의 부분에서 체류하고 있다. 전자 밸브(15)를 계속 폐쇄시키기 위해서는 압력 보상이 행해져야 하고, 폐쇄 상태에서는 약간의 개방력밖에 존재해서는 안된다. 전자석(25)은 통전되어 자석을 폐쇄 상태로 보유지지한다.

전자석(25)의 절환에 의해 자력이 상실되면, 고압력이 밸브 스프링(22)과 일체로 되어 밸브 부재(16)를 밸브 시트(32)로부터 들어올린다. 고압하의 액체는 대략 반경 방향으로 내측으로부터 외측을 향해서 밸브 시트 갭(36)을 높은 흐름 속도로 관류하고, 그 후 방향 변경 부위(34)에 도달한다. 이 방향 변경 부위(34)에서 액체는 축 방향으로 방향 변경 안내된다. 이 흐름 방향에서는 액체는 완전한 정체 압력으로서, 밸브 부재(16)에 마련된 링 면(35)에 부딪힌다. 그 결과로서 발생하는 힘에 의해 밸브 부재(16)는 분리되어 밸브 통로를 신속하고 또한 완전하게, 재현 가능하게 개방하여 액체가 간단히 저압실(18)에 도달한다.

이와 같이 해서, 흐름 에너지의 특별한 이용에 의해 간단하게 목표로 하는 니들 개방력의 상승을 얻을 수 있다. 전자 밸브에 의해서 제어되는 디젤 분사 펌프의 분사 종료시에 신속한 감압을 얻기 위해서, 전자 밸브(15)는 신속하게 개방되어야 한다. 링 면(35)과 방향 변경 부위(34)에 있어서의 방향 변경 각도의 크기의 변화에 의해, 밸브 부재에 있어서의 힘의 강도는 임의로 변경할 수 있다. 본 발명은, 예를 들어 상기의 레이디얼 피스톤 분배형 분사 펌프와 같은 분배형 분사 펌프에 있어서도, 펌프 노즐, 펌프 도관 노즐, 축 방향 피스톤 펌프에 있어서도 공통으로 사용할 수 있다.

본 발명의 잇점은 밀봉 모서리의 하류측에 방향 변경 부위를 후방에 배치함으로써, 충전시에 문제가 되는 및/또는 밸브 니들의 불합리한 흡인으로 연결될 우려가 있는 교축이 발생하지 않는 데 있다.

방향 변경 부위에 의해 발생하는 니들에 대한 정체 압력은 밸브를 개방하는 힘을 현저히 증대시키므로, 밸브의 신속하고 재현 가능한 개방이 보증된다. 양 잇점 및 본 발명의 유리한 구성은 실시예와 도면에 의해 기재되어 있다.

Claims (1)

1. 적어도 소정의 시간마다 유체 고압으로 초래되는 고압실(10)과 저압실(18) 사이의 접속부의 유통을 제어하기 위한 전기적으로 제어되는 밸브로써, 밸브 케이싱(3)에 마련된 항상 고압실(10)에 접속된 막힌 구멍(21) 내에 조립된 밸브 부재(16)를 갖고 있고, 상기 밸브 부재(16)가 전자석(25)에 의해 밸브 스프링(22)의 힘에 저항하여 미끄럼 이동 가능하고, 상기 밸브 부재(16)가 원추형의 밀봉 면(29)을 갖고 있고, 상기 밀봉 면(29)이 고압실(10)을 저압실(18)에 접속하는 밸브 케이싱(3)에 마련된 밸브 시트(32)와 연동하는 형식의 밸브에 있어서,

   밸브 부재(16)의 밀봉 면(29)을 제한하는 밸브 부재(16)의 유출 모서리(33)의 하류측에서 밸브 케이싱에 방향 변경 부위(34)가 마련되어 있고, 이 방향 변경 부위(34)에서 관류하는 액체의 흐름이 축 방향으로 밸브 부재(16)의 링 면(35)을 따라서 방향 변경되어, 밸브 개방 방향으로 작용하는 흐름력이 발생하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 제어되는 밸브.