KR20000016779A - Fuel injector for an internal combustion engine - Google Patents

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KR20000016779A KR1019980710388A KR19980710388A KR20000016779A KR 20000016779 A KR20000016779 A KR 20000016779A KR 1019980710388 A KR1019980710388 A KR 1019980710388A KR 19980710388 A KR19980710388 A KR 19980710388A KR 20000016779 A KR20000016779 A KR 20000016779A
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핀 쿼드룹 젠센
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한센 존 스텐달
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Abstract

PURPOSE: An injector is provided to improve a reappearance of an injected fuel amount and to precisely control an injecting operation. CONSTITUTION: A fuel injector (1) for an internal combustion engine has an outer housing(4) with a mounting flange (2) at its back end and an injection nozzle (8)protruding from the housing at its front end, and a fuel passage (34) extending centrally in the injector. A spindle (26) is mounted on the outside of a fuel tube (19) and within a spindle guide (9). A closing spring (21) biases the spindle forwards in the closing direction, and the spindle guide is pressed forwards in the injector housing by a thrust bushing (10). The fuel tube is a separate unit which is in contact with the valve member positioned behind it via an annular surface (18) which is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the injector. The front spindle section (32) has an outer diameter which is at the most 8 micrometers smaller than the inner diameter of the spindle guide bore (27), and an inner diameter which is at the most 8 micrometers larger than the outer diameter of the front section (24) of the fuel tube.

Description

내연기관용 연료 인젝터Fuel Injectors for Internal Combustion Engines

그러한 연료 인젝터는 용이하게 점화가능한 파일럿 오일과 가스상의 연료를 분사하는 인젝터를 개시하는 DK-B-155757호로부터 공지되어 있다. 여기에서 추력 부싱은 가스 공급을 개폐하는 외측의 밸브 슬라이드용 가이드로서 작용한다. 연료 튜브는 그 후단에서 인젝터의 대부분 길이부분을 따라 일체로 연장되어 있으며 배출밸브용 밸브 하우징으로 작용한다. 스핀들 가이드의 보어와 길다란 연료 튜브 사이의 부정확한 정렬로 인하여 스핀들이 정지되거나 불균일하게 마모되는 것을 방지하도록 파일럿 오일 개폐용 스핀들은 일측면의 연료 튜브와 타측면의 스핀들 가이드의 보어 사이에 비교적 큰 간극을 갖게 설계된다.Such fuel injectors are known from DK-B-155757 which discloses injectors for injecting easily ignitable pilot oil and gaseous fuels. The thrust bushing here acts as a guide for the valve slide on the outside for opening and closing the gas supply. The fuel tube extends integrally along most of the length of the injector at its rear end and serves as a valve housing for the discharge valve. The pilot oil opening spindle has a relatively large gap between the fuel tube on one side and the bore of the spindle guide on the other side to prevent spindle misalignment or uneven wear due to incorrect alignment between the bore of the spindle guide and the long fuel tube. Is designed to have.

DK-B-167502호는 (EP-A 0 606 371) 폐쇄용 스프링이 슬라이드 가이드의 중심부의 중공부에 수용되고 중앙의 연료 튜브는 슬라이드 가이드의 후방부와 일체로 형성된 연료 인젝터를 개시하고 있다. 또한, 이 경우에는 슬라이드 가이드의 보어와 연료 튜브 사이에서 제조공차와 그에 따른 완전한 동축성의 결여를 보정하기 위하여 연료 튜브의 전방부와, 슬라이드 가이드의 보어와 스핀들의 저부 사이에 비교적 큰 간극을 필요로 한다.DK-B-167502 (EP-A 0 606 371) discloses a fuel injector in which a closing spring is received in the hollow of the central part of the slide guide and the central fuel tube is formed integrally with the rear part of the slide guide. In this case, too, a relatively large clearance is required between the front of the fuel tube and the bottom of the spindle and the bore of the slide guide to compensate for the manufacturing tolerances and thus the lack of complete coaxiality between the bore of the slide guide and the fuel tube. do.

다소 다른 종류의 인젝터가 DE-A-2030445호에 개시되어 있으며, 여기에서 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 중공의 스핀들이 스핀들 가이드의 보어와 연료 튜브 사이의 환형의 공간에서 슬라이드된다. 그 스핀들의 후단은 폐쇄 스프링용의 매우 무겁게 형성된 전방 스프링 가이드를 구비하고 있다. 스핀들의 개방운동은, 스프링 가이드의 배면이 그의 직경이 가장 큰 부분에서 인젝터 하우징의 돌출부와 부딪힘으로써 제한된다. 이것은 얇은 스핀들 벽에 벤딩 모멘트를 주게 되어 결과적으로 벽이 외측방향으로 구부러지게 한다. 스핀들이 정지되는 것을 방지하기 위하여 비교적 큰 간극이 스핀들 양측의 환형 표면들과 스핀들 사이에 요구된다. 연료 튜브는 후방 스프링 가이드 위에 위치한 조인트면과 두 부분으로 되어 있다. 이러한 연료 인젝터 조립에서, 2개의 연료 튜브들이 함께 압입되기전에 그 연료 튜브들을 초기에 배치시키는 수단이 없어서 연료 튜브들의 접촉면들이 잘못 배치될 위험이 있다. 더욱이, 상기 조인트면에서 누출이 발생할 수 있으며, 이것은 분사될 연료량의 변화를 초래하게 된다. 더욱이 이러한 인젝터의 단점은 압축 스프링의 전응력은 추력 부품이 인젝터 하우징 속에 얼마나 깊게 클램프되는가에 의해 결정된다는 것이다. 그 결과 동일한 많은 인젝터들의 개방 압력들이 여러 가지로 다르게 나타나게 된다.A somewhat different kind of injector is disclosed in DE-A-2030445, wherein a hollow spindle with a relatively thin wall thickness slides in an annular space between the bore of the spindle guide and the fuel tube. The rear end of the spindle has a very heavily formed front spring guide for the closing spring. The opening movement of the spindle is limited by the backside of the spring guide striking the protrusion of the injector housing at its largest diameter. This imparts a bending moment to the thin spindle wall and consequently causes the wall to bend outward. A relatively large gap is required between the spindle and the annular surfaces on both sides of the spindle to prevent the spindle from stopping. The fuel tube has two parts and a joint face located on the rear spring guide. In such fuel injector assembly, there is a risk that the contact surfaces of the fuel tubes are misplaced because there is no means for initially placing them before the two fuel tubes are pressed together. Moreover, leakage may occur at the joint surface, which causes a change in the amount of fuel to be injected. Moreover, a disadvantage of this injector is that the total stress of the compression spring is determined by how deeply the thrust component is clamped into the injector housing. As a result, the opening pressures of many of the same injectors appear differently.

스핀들 가이드의 보어와 중심부의 연료 튜브 사이에 배치된 중공의 스핀들을 갖는 형태의 공지된 연료 인젝터들은 가동 스핀들의 질량이 강체의 스핀들을 갖는 경우에서 보다 상당히 작으며, 인젝터의 가동부의 비교적 작은 질량으로 밸브 작동이 신속하게 이루어지는 장점이 있다. 그러나, 중공 스핀들이 2개의 환형 표면들 사이에서 슬라이드하게 되어 스핀들 벽이 변형되는 경우 스핀들이 정지될 위험을 수반하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해소하고 동축성의 결여에 대하여 보정하기 위하여, 스핀들과 인접한 환형의 표면 사이의 간극은 비교적 넓으며, 이것은 스핀들 가이드 보어와 스핀들 및 연료 튜브들 사이의 간극이 인젝터의 길이방향 축의 일측에서 보다 타측에서 더 크게 스핀들이 횡방향으로 약간 이동하여 편심될 가능성을 수반한다. 이러한 횡방향의 이동은 매우 작지만, 그 결과 연료 분사중에 간극을 통하여 연료가 누출되는 량의 변화를 초래한다. 스핀들이 완전히 동축으로 배열될 때, 누출량은 스핀들이 횡방향으로 변위되는 경우 보다 50-70% 작아지게 될 것이며, 따라서 동일한 밸브로 인젝터로의 연료 전달 압력 및 체적과 같은 분사에 대한 변수들이 동일한 경우 다른 연료 분사에서도 실제 분사되는 연료의 체적에서의 변화가 발생될 수 있다. 인젝터들이 동일하게 설정되고 동일하게 연료를 공급하더라도 다른 여러 인젝터로부터 분사되는 연료량에서의 변화가 발생될 수 있다.Known fuel injectors of the type with a hollow spindle disposed between the bore of the spindle guide and the fuel tube in the center are considerably smaller than when the mass of the movable spindle has a rigid spindle, with a relatively small mass of the movable part of the injector. The advantage is that the valve acts quickly. However, there was a problem involving the risk of the spindle stopping when the hollow spindle slides between two annular surfaces such that the spindle wall is deformed. In order to solve this problem and correct for the lack of coaxiality, the clearance between the spindle and the adjacent annular surface is relatively wide, which means that the clearance between the spindle guide bore and the spindle and fuel tubes is more on one side of the injector's longitudinal axis. Larger on the other side involves the possibility of the spindle moving slightly in the transverse direction and eccentric. This transverse movement is very small, however, resulting in a change in the amount of fuel leaking through the gap during fuel injection. When the spindle is fully coaxially arranged, the leakage will be 50-70% smaller than when the spindle is laterally displaced, so that the same valves have the same parameters for injection as the fuel delivery pressure and volume to the injector. Other fuel injections may also cause changes in the volume of fuel actually injected. Even if the injectors are set identically and supply the same fuel, a change in the amount of fuel injected from several different injectors can occur.

본 발명은 내연기관, 특히 2행정 크로스헤드 엔진용 연료 인젝터에 관한 것으로, 후단부에 마운팅 플랜지와 전단부에 하우징으로 부터 돌출된 분사노즐을 갖는 외측의 하우징과, 인젝터의 중심부에서 연장된 연료 통로를 구비하며, 상기 연료 통로는 마운팅 플랜지로 부터 적어도 하나의 추력부재, 중앙의 연료 튜브, 스핀들 및 스핀들 가이드를 통하여 분사노즐에서 종결되며, 상기 스핀들 가이드에는 원형 및 원통형의 내측면이 스핀들용 가이드면을 이루는 중앙 보어가 형성되고, 상기 연료 튜브는 후방부 보다 작은 외경을 가지고 스핀들 가이드의 중앙 보어 속으로 절반 이상 연장된 전방부와, 상기 전방부와 후방부들 사이의 변이영역에 분사 노즐의 방향으로 축방향으로 향한 환형의 표면 및 미리 설정된 응력으로 페쇄하는 스프링용의 백 스프링 가이드를 구비하고, 상기 스핀들은 연료 튜브의 전방부가 삽입되며 후방으로 개방된 중앙의 보어와, 인젝터의 개폐를 위한 스핀들 가이드의 보어에 있는 정지상의 시트면과 상호 작용하는 니들 밸브를 구비한 전방 스핀들 부분 및 폐쇄 스프링용 전방 스프링 가이드를 포함하고, 상기 스프링 가이드는 스핀들 가이드의 보어로 부터 돌출한 후방 스핀들 부분에 배치되고, 상기 폐쇄 스프링은 스핀들을 폐쇄하는 방향으로 전방으로 바이어스시키며, 스핀들의 후단부에서 환형의 단부면이 스핀들의 후방으로의 개방이동에 의해 연료 튜브의 환형의 표면과 접촉하도록 되어 있으며, 상기 스핀들 가이드는 페쇄 스프링을 지나 후방으로 연장되고 스핀들 가이드에서 후방으로 향한 환형의 표면과 접촉하는 적어도 하나의 추력 부싱에 의해 인젝터 하우징의 전방으로 가압되며, 상기 추력부재는 인젝터 조립시에 폐쇄 스프링의 압축과 동시에 마운팅 플랜지에 의해 전방으로 가압된다.The present invention relates to a fuel injector for an internal combustion engine, in particular a two-stroke crosshead engine, comprising: an outer housing having a mounting flange at the rear end and an injection nozzle protruding from the housing at the front end, and a fuel passage extending from the center of the injector; The fuel passage is terminated in the injection nozzle through at least one thrust member, the central fuel tube, the spindle and the spindle guide from the mounting flange, the spindle guide has a circular and cylindrical inner surface of the spindle guide surface A central bore is formed, wherein the fuel tube has an outer diameter smaller than the rear portion and extends more than half into the central bore of the spindle guide, and in the direction of the injection nozzle in the transition region between the front portion and the rear portion. Back springs for axially facing annular surfaces and springs closed at a predetermined stress A front spindle having a needle valve which interacts with a stationary seat surface in the bore of the spindle guide for opening and closing the injector, and a central bore in which the front portion of the fuel tube is inserted and opened rearward; A front spring guide for the portion and the closing spring, the spring guide being disposed in the rear spindle portion protruding from the bore of the spindle guide, the closing spring biasing forward in the direction of closing the spindle, the rear end of the spindle In which the annular end face is brought into contact with the annular surface of the fuel tube by an open movement to the rear of the spindle, the spindle guide extending rearward through the closing spring and contacting the annular surface facing backwards in the spindle guide. Front of the injector housing by at least one thrust bushing The thrust member is pressed forward by the mounting flange at the same time as the closing spring is compressed at the time of injector assembly.

도 1은 본 발명에 따른 연료 인젝터의 종방향 단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of a fuel injector according to the invention.

본 발명의 목적은 전술한 종래 인젝터에서의 문제를 해소하기 위한 것으로, 분사되는 연료량의 재현성을 개선하고 분사작동을 보다 정확하게 제어할 수 있는 인젝터의 제공에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the conventional injector described above, and to provide an injector capable of improving the reproducibility of the amount of fuel injected and controlling the injection operation more accurately.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료 인젝터는 연료 튜브의 후방 스프링 가이드의 외경이 추력 부싱의 내경 보다 더 작으며, 연료 튜브는 인젝터의 길이방향의 축에 사실상 직각이며 중심부의 연료 통로를 둘러싸는 환형의 표면을 갖고 후방 스프링 가이드의 배면에 위치한 접촉면을 통하여 연료 튜브의 뒤쪽에 배치된 밸브부재와만 접촉하는 별개로 된 부분이며, 스핀들 가이드 보어에 삽입된 전방의 스핀들부분에서 상기 스핀들은 스핀들 가이드 보어의 내경보다 최대 8 ㎛ 작은 외경과 연료 튜브의 전방부의 외경보다 최대 8 ㎛ 더 큰 내경을 갖는 것을 특징으로 한다.The fuel injector of the present invention for achieving the above object is that the outer diameter of the rear spring guide of the fuel tube is smaller than the inner diameter of the thrust bushing, and the fuel tube is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the injector and surrounds the central fuel passage. It is a separate part which has an annular surface and contacts only the valve member arranged at the rear of the fuel tube via a contact surface located on the rear surface of the rear spring guide, and in the front spindle portion inserted in the spindle guide bore, the spindle is a spindle guide. And an outer diameter up to 8 μm smaller than the inner diameter of the bore and up to 8 μm larger than the outer diameter of the front portion of the fuel tube.

상기와 같은 스핀들은 연료 튜브 보다는 약간 더 크고 슬라이드 밸브 보어 보다는 약간 작게 되어, 순차적인 분사 동작들중에 스핀들의 횡방향 이동가능성이 크게 제한되며, 특히 종래의 동일한 종류의 인젝터들에서 발생되던 변위의 절반 미만으로 감소된다. 원통형 표면들에 대한 유체 마찰에 의해 연료 누출이 크게 저지됨으로써, 그 표면들 사이의 허용가능한 최대의 간극에 대한 최소의 제한으로도 누출량 변화를 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서 더 많은 량의 연료를 균일하게 분사할 수 있으므로 보다 정확한 연소를 촉진하여 요구되는 에너지 절감을 성취할 수 있으며, 에너지 연료 소비를 감소할 수 있고, 바람직하지 못한 질소산화물과 같은 환경 오염물질 배출을 저감시킬 수 있으며, 또한 실린더 부재들의 열부하와 연소 잔류물질의 부착 문제가 개선될 수 있다. 이것은 매우 저급의 연료를 연소하는 대부분의 2행정 디젤 엔진에 특히 이로운 장점이 된다Such a spindle is slightly larger than the fuel tube and slightly smaller than the slide valve bore, greatly limiting the lateral movement of the spindle during sequential injection operations, in particular half of the displacement that has occurred in conventional injectors of the same kind. Reduced to less than. Fuel leakage is largely prevented by fluid friction on the cylindrical surfaces, so that the leakage change can be significantly reduced even with a minimum limit on the maximum allowable gap between the surfaces. This allows more fuel to be injected evenly, thus facilitating more accurate combustion to achieve the required energy savings, reducing energy fuel consumption, and reducing emissions of environmental pollutants such as nitrogen oxides. The heat load of the cylinder members and the adhesion problem of the combustion residue can be improved. This is a particularly beneficial advantage for most two-stroke diesel engines that burn very low fuel.

3개의 밸브부재들, 즉 스핀들과 연료 튜브 및 스핀들 가이드 보어들은 인젝터가 작동될 때 서로 정밀하게 정렬되어야 함은 상기 밸브부재들 사이의 정밀한 결합에 대한 전제 조건이 된다. 종래의 인젝터들과 반대로, 상기 3개의 밸브부재들 사이의 정렬에 있어서 조금이라도 부정확성이 있거나 또는 관형의 얇은 벽으로 된 형태의 스핀들에 대한 불균일한 부하는 스핀들에서의 불균일한 마모를 야기하거나, 예를들어 스핀들 벽이 구부러지는 등의 결과로 정지되게 한다. 이것은, 본 발명에 따라 연료 튜브가 폐쇄 스프링의 후방 스프링 가이드로 부터 스핀들 속으로 연장된 연료 통로부분을 포함하도록 연료 튜브를 그 뒤의 밸브부재와 별개로 구성시킴으로써 해소된다. 인젝터 하우징의 인젝터 부품들의 조립시에, 스핀들은 스핀들 가이드에 삽입될 수 있으며, 폐쇄 스프링을 구비한 연료 튜브는 스핀들에 장착될 수 있고, 추력 부싱은 스핀들 가이드의 후단부 둘레에 밀어넣어진 다음, 이들 인젝터 부품들과 인젝터 하우징을 수직 중심축으로 정렬할 수 있다. 스핀들과, 스핀들 가이드 및 연료 튜브들 사이의 정밀한 결합은 수직 중심축 방향에서 부하를 받지 않고 부품들이 서로 축방향으로 조정됨으로써 다른 밸브 부재들이 하우징 속에 삽입될 수 있으며 마운팅 플랜지가 클램핑된다. 다른 부재들을 장착할 때, 연료 튜브 뒤에 위치한 밸브 부재는 연료 튜브에 근접한 방향으로 이동되기 전에 먼저 추력 부싱속에 삽입된다. 이렇게 함으로써 부재의 초기 가이드가 이루어지게 되어 상기 부재를 연료 튜브와 접촉하게 되는 순간에 횡방향의 변위가 방지된다. 인젝터의 연속된 클램핑시에, 밸브부재와 접촉면 사이에서의 마찰로 인하여 연료 튜브의 배치가 스핀들 가이드에 대하여 적당한 동축성으로 정확하게 고정되도록 밸브부재를 연료 튜브의 상향의 환형 접촉면과 접촉되게 하방으로 눌러 끼운다. 횡방향으로 가이드하는 힘이 밸브 조립체의 접촉면에 작용하지 않도록 상기 접촉면이 인젝터의 길이방향 축에 사실상 직각으로 되는 것이 연료 튜브의 정확한 고정에 중요하다. 이와 같은 이유로, 스프링 가이드가 추력 부싱에 부딪힘으로써 정확하게 조정되는 것이 방해받지 않도록 후방 스프링 가이드와 추력 부싱 사이의 간극이 있어야 한다.Three valve members, i.e., the spindle and the fuel tube and the spindle guide bores, must be precisely aligned with each other when the injector is operated, which is a prerequisite for precise engagement between the valve members. Contrary to conventional injectors, there is a slight inaccuracy in the alignment between the three valve members or a non-uniform load on the tubular thin-walled spindle, which causes uneven wear on the spindle, eg For example, the spindle wall is bent as a result of bending. This is solved according to the invention by constructing the fuel tube separately from the valve member behind it such that the fuel tube comprises a fuel passage portion extending into the spindle from the rear spring guide of the closing spring. In assembling the injector parts of the injector housing, the spindle can be inserted into the spindle guide, the fuel tube with the closing spring can be mounted to the spindle, the thrust bushing is pushed around the rear end of the spindle guide, These injector parts and the injector housing can be aligned with the vertical center axis. Precise engagement between the spindle and the spindle guide and the fuel tubes allows the other valve members to be inserted into the housing and the mounting flanges clamped by the components being axially adjusted to each other without load in the vertical central axis direction. When mounting the other members, the valve member located behind the fuel tube is first inserted into the thrust bushing before being moved in the direction close to the fuel tube. This results in an initial guide of the member, preventing transverse displacement at the moment the member comes into contact with the fuel tube. During continuous clamping of the injector, the valve member is pressed downwards into contact with the upward annular contact surface of the fuel tube so that the placement of the fuel tube is precisely fixed coaxially with respect to the spindle guide due to the friction between the valve member and the contact surface. Insert. It is important for accurate fixation of the fuel tube that the contact surface is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the injector so that no lateral guiding force acts on the contact surface of the valve assembly. For this reason, there must be a gap between the rear spring guide and the thrust bushing so that the spring guide does not interfere with the correct adjustment by hitting the thrust bushing.

전방 스핀들 부분의 외경은 스핀들 가이드 보어의 내경 보다 2-4 ㎛ 작고, 상기 전방 스핀들 부분의 내경은 연료 튜브의 전방부의 외경보다 2-4 ㎛ 큰 것이 바람직하다. 이러한 정밀한 결합으로, 누출량의 변화가 크게 제한되며, 이동가능한 스핀들과 정지 스핀들 가이드 및 연료 튜브들 사이의 간극들은 스핀들이 어떠한 문제를 일으키지 않고 길이방향으로 이동되기에 충분하게 된다.The outer diameter of the front spindle portion is preferably 2-4 μm smaller than the inner diameter of the spindle guide bore, and the inner diameter of the front spindle portion is 2-4 μm larger than the outer diameter of the front portion of the fuel tube. With this precise coupling, variations in leakage are greatly limited, and the gaps between the movable spindle and the stationary spindle guide and the fuel tubes are sufficient for the spindle to move longitudinally without causing any problems.

본 발명의 다른 바람직한 실시예로서, 전방에 배치된 스핀들 부분에서 보다 적어도 전방 스프링 가이드에 이르기까지, 바람직하기로는 스핀들 가이드 보어에 위치한 전방 스핀들 부분에 이르기 까지 스핀들의 후단부로 부터 외측의 연료 튜브 표면과 내측의 스핀들 표면 사이에 상당히 큰 직경 차이가 있다. 예를들어, 후방 스핀들 영역에서 전방 스핀들 부분의 2개 부품들 사이에서의 간극 보다 0.1 mm 더 넓은 연료 튜브와 스핀들 사이의 간극이 있을 수 있다. 이러한 효과는 전방 스핀들 부분을 따라 스핀들의 외측면과 내측면들에 길이방향으로 환상의 슬리트들로서 그 슬리트를 통하여 압력 강하가 얻어지는 것과 같은 것이다. 이결과 전방 스핀들 부분의 스핀들 벽이 쉽게 작용하는 압력차이를 견디어야 할 필요가 없으며 이것은 스핀들이 전방 스핀들 부분에서 매우 작은 벽 두께를 갖도록 스핀들을 제조할 수 있도록 한다.In another preferred embodiment of the present invention, the outer fuel tube surface is extended from the rear end of the spindle to at least the front spring guide, more preferably to the front spring guide located at the spindle guide bore. There is a fairly large diameter difference between the inner spindle surfaces. For example, there may be a gap between the spindle and the fuel tube that is 0.1 mm wider than the gap between the two parts of the front spindle portion in the rear spindle region. This effect is such that a pressure drop is obtained through the slits as annular slits longitudinally on the outer and inner surfaces of the spindle along the front spindle portion. The result is that the spindle wall of the front spindle part does not have to withstand the pressure difference which acts easily, which makes it possible to manufacture the spindle so that the spindle has a very small wall thickness in the front spindle part.

본 발명은 또한 스핀들 질량을 감소시키도록 많은 다른 수단들을 제공한다. 스핀들의 전방 스프링 가이드에 원추형의 전방 표면을 형성하고 그의 가장 큰 직경부분에서 가장 작은 두께를 갖도록 할 수 있다. 전방 스핀들 부분은 또한 연료 튜브의 전방부 보다 작은 벽 두께를 가질 수 있다. 니들 밸브 둘레 영역에서 스핀들의 전단부의 질량은, 중심부의 스핀들 보어의 하부로부터 니들 밸브 둘레의 챔버까지의 경사진 보어들의 길이가 전방 스핀들 부분의 외경의 35% 보다 작게 함으로써 감소될 수 있으며, 이것은 전방 스핀들 단부가 작은 벽 두께를 갖는 것을 나타낸다. 이 영역에서 더욱 중량을 감소시키는 것은 니들 밸브가 그 단부면의 전측으로 개방된 중심부의 보어를 가짐으로서 달성될 수 있다. 그러나, 후자의 가능성은 질량의 감소를 제한되게 한다. 이들 여러 가지의 옵션은 각각 사용될 수 있다. 여러 옵션들이 복합적으로 사용되면, 인젝터의 크기와 관련하여 극히 낮은 중량을 갖는 스핀들을 얻을 수 있다.The present invention also provides many other means for reducing the spindle mass. It is possible to form a conical front surface in the front spring guide of the spindle and to have the smallest thickness at its largest diameter. The front spindle portion may also have a smaller wall thickness than the front portion of the fuel tube. The mass of the front end of the spindle in the region around the needle valve can be reduced by the length of the inclined bores from the bottom of the central spindle bore to the chamber around the needle valve being less than 35% of the outer diameter of the front spindle portion, which is the front Indicates that the spindle end has a small wall thickness. Further weight reduction in this area can be achieved by having the needle valve having a bore in the center opening to the front side of its end face. However, the latter possibility limits the reduction of mass. Each of these various options can be used. If several options are used in combination, a spindle with extremely low weight in relation to the size of the injector can be obtained.

스핀들의 중량 감소는 분사된 연료량과 분사 순서의 정확한 제어의 재현성을 개선하도록 한다. 이것은 보다 작은 스핀들 중량은 인젝터의 개폐시에 보다 신속한 스핀들 운동이 이루어질 수 있도록 하고 밸브 시트가 덜 마모 때문이며, 밸브 시트에 대한 충격과 개방운동의 정지 한계들은 보다 가벼운 스핀들로부터 보다 작아진다. 신속한 개방은 빠른 연료 분사를 가능하게 하고, 이것은 분사된 연료량의 양호하고 강한 무화를 촉진하며 따라서 연료가 양호하고 신속하게 점화되게 한다. 보다 중요한 것은 인젝터의 신속한 폐쇄이며, 이것은 갑작스런 연소의 중지를 제공하고 낮은 압력과 불충분한 분사속도(연료량g/s)와 같은 바람직하지 못한 조건하에서 폐쇄운동중에 분사되는 연료량을 감소시킨다. 이러한 마지막 분사된 연료는 질소산화물과 같은 오염물질 형성에 상당히 기여하며, 실린더 요소들에 대한 과중한 열부하와 매연 침적을 제공하고 연료 소모를 증대시킨다. 보다 가벼운 스핀들은 바람직하지 못하게 분사되는 연료량을 감소시키며, 최적 조건하에서 분사되는 전체 분사연료의 비율을 증가시킨다.The reduction in the weight of the spindle allows to improve the reproducibility of precise control of the amount of fuel injected and the injection sequence. This is because smaller spindle weights allow for faster spindle movements upon opening and closing of the injector and less wear on the valve seat, and the stopping limits of impact and opening movement on the valve seat are smaller from the lighter spindle. Quick opening allows for fast fuel injection, which promotes good and strong atomization of the injected fuel volume and thus allows the fuel to ignite well and quickly. More important is the rapid closure of the injector, which provides for abrupt stop of combustion and reduces the amount of fuel injected during the closing motion under undesirable conditions such as low pressure and insufficient injection speed (g / s of fuel). This last injected fuel contributes significantly to the formation of pollutants such as nitrogen oxides, providing heavy heat loads on the cylinder elements, soot deposition and increasing fuel consumption. Lighter spindles reduce the amount of fuel injected undesirably and increase the proportion of total injected fuel injected under optimum conditions.

바람직한 실시예에서, 후방 스프링 가이드의 배면에 대한 연료 튜브의 접촉면의 외경은 연료 튜브의 전방부의 외경보다 작다. 먼저, 작은 외경의 접촉면은 연료 튜브와 그 뒤의 밸브 부재의 길이방향 축들 사이의 작은 각도로 접촉면에서 누출을 초래하지 않는 효과를 가지며, 그것은 2개의 압축된 표면들의 제조 거칠기는 표면들이 서로 가장 근접한 쪽에서 압축되고 직경방향으로 대향된 쪽에서 시일 접촉을 형성하는 점에서 작은 불일치한 정렬에 대하여 보상하기 때문이다. 둘째로, 접촉면의 작은 외경은 결과적으로 접촉면들 사이의 시일 표면 압력이 연료 통로의 현재의 연료 압력을 초과하게 된다. 인젝터가 닫힐 때, 연료 튜브의 전방 단부면에의 연료 압력으로부터 기인한 연료 튜브의 후방으로의 힘에 의해 그리고 후방 스프링 가이드에의 후방의 스프링 탄성력에 의해 접촉면들 사이에서 표면 압력이 생성된다. 인젝터가 개방될 때, 연료 압력은 보다 큰 후방향의 힘으로 연료 튜브에 작용하게 되며, 그것은 연료 압력이 스핀들의 전체 전방 단부에 작용하고 스핀들로부터의 이러한 후방향의 힘은 연료 튜브의 축방향으로 향한 환형의 표면을 통해 연료 튜브에 전달되기 때문이다. 연료 튜브의 후방향의 접촉면의 내경과 외경은 전방 스핀들 부분의 각 내경과 외경들과 같은 치수를 가지는 것이 바람직하며, 그러한 치수는 스핀들 벽에서 완전하게 축방향의 유동력을 제공한다.In a preferred embodiment, the outer diameter of the contact surface of the fuel tube to the back of the rear spring guide is smaller than the outer diameter of the front portion of the fuel tube. First, the small outer diameter contact surface has the effect of not causing leakage at the contact surface at a small angle between the fuel tube and the longitudinal axes of the valve member behind it, which means that the manufacturing roughness of the two compressed surfaces is such that the surfaces are closest to each other. This is because a small inconsistent alignment is compensated for in the form of seal contact on the opposite side in the radially opposite side. Secondly, the small outer diameter of the contact surface results in the seal surface pressure between the contact surfaces exceeding the current fuel pressure in the fuel passage. When the injector is closed, surface pressure is created between the contact surfaces by force to the rear of the fuel tube resulting from fuel pressure to the front end surface of the fuel tube and by spring spring force to the rear spring guide. When the injector is opened, the fuel pressure acts on the fuel tube with a greater rearward force, which means that the fuel pressure acts on the entire front end of the spindle and this rearward force from the spindle is in the axial direction of the fuel tube. This is because it passes through the annular surface towards the fuel tube. The inner and outer diameters of the rear contact surfaces of the fuel tube preferably have the same dimensions as the respective inner and outer diameters of the front spindle portion, which dimensions provide a complete axial flow force at the spindle wall.

제조 및 조립이 특히 단순한 디자인에서, 그러한 연료 인젝터는 중유와 같은 예열된 연료의 분사를 위한 것이고, 연료 튜브 뒤에 위치한 밸브 요소는 연료 순환밸브용 밸브 하우징이며, 추력 부싱의 환형의 후단부는 인젝터가 조립될 때 외측의 밸브 하우징 표면의 전방 단부의 환형의 요홈의 후단부의 전방 접촉면과 접촉하며, 이로써 추력 부싱의 길이는 폐쇄 스프링의 전응력을 결정한다. 이러한 설계로, 장착된 밸브에서의 추력 부싱은 밸브 하우징과 스핀들 가이드의 2개의 환형의 접촉면들 사이에 위치하며, 연료 튜브의 접촉면과 접촉하는 밸브 하우징의 전측 표면과 스핀들 가이드의 밸브 시트 사이에 정밀하고 미리 설정된 간격을 형성한다. 밸브 스핀들이 전방 스프링 가이드를 구비하고 연료 튜브는 폐쇄 스프링의 후방 스프링 가이드를 구비함에 따라, 폐쇄 스프링은 인젝터가 조립될 때 명백하게 전응력을 받게 되며 그와 동시에 스핀들은 폐쇄 및 개방 위치들 사이에서의 정밀하고 미리 설정된 승강 또는 이동 높이를 갖는다. 그러한 전응력과 스핀들 승강 높이는 예를들어 추력 부싱의 길이 변화에 의해 특정한 엔진에서의 인젝터용으로 정밀하게 조정될 수 있으며, 추력 부싱의 길이를 보다 짧게 하고 모든 다른 것들은 동일하게 하면 결과적으로 보다 높은 전응력과 보다 작은 승강 높이가 얻어진다. 이것은 정확한 스프링 전응력을 얻어서 인젝터의 정확한 개폐 압력을 얻도록 인젝터 부품들이 가능한한 함께 클램프되어야 하는 인젝터 조립시에 상당한 단순화를 제공한다. 이것은 스프링 전응력의 상당한 변화와, 스프링 전응력이 인젝터 하우징에 다소 마운팅 플랜지를 체결함으로써 고정되어야 하는 밸브들에서 발생될 수 있는 밸브들의 개방압력의 상당한 변화를 배제하게 된다.In a design that is particularly simple to manufacture and assemble, such a fuel injector is for the injection of preheated fuel such as heavy oil, the valve element located behind the fuel tube is a valve housing for the fuel circulation valve, and the annular rear end of the thrust bushing is assembled with the injector When contacting the front contact surface of the rear end of the annular groove of the front end of the outer valve housing surface, whereby the length of the thrust bushing determines the total stress of the closing spring. With this design, the thrust bushing in the mounted valve is located between the two annular contact surfaces of the valve housing and the spindle guide, and precisely between the valve seat of the spindle guide and the front surface of the valve housing in contact with the contact surface of the fuel tube. And form a predetermined interval. As the valve spindle has a front spring guide and the fuel tube has a rear spring guide of the closing spring, the closing spring is obviously subjected to prestress when the injector is assembled and at the same time the spindle is located between the closed and open positions. Has a precise and preset elevation or movement height. Such total stress and spindle lift height can be precisely adjusted for injectors in specific engines, for example by varying the length of the thrust bushings, shortening the length of the thrust bushings and keeping all others equal, resulting in higher total stresses. And a lower lift height is obtained. This provides a significant simplification in injector assembly where the injector parts should be clamped together as much as possible to obtain the correct spring total stress to obtain the correct opening and closing pressure of the injector. This precludes a significant change in the spring prestress and a significant change in the opening pressure of the valves, which may occur in valves where the spring prestress is to be fixed by fastening the mounting flange somewhat to the injector housing.

스핀들 가이드, 스핀들, 폐쇄 스프링, 연료 튜브, 추력 부싱들에 의해 인젝터 조립의 단순화가 얻어지며, 상기 순환밸브의 밸브 하우징은 추력 부싱을 통하여 밸브 하우징과 스핀들 가이드가 서로 록킹된 미리 조립된 유니트로 조립될 수 있다. 이것은 주요 부품들의 교체가 매우 신속하게 이루어질 수 있도록 인젝터용으로 완성되고 미리 조립된 교체 유니트를 공급할 수 있게 한다. 상기 밸브 하우징과 스핀들 가이드의 록킹은, 예를들어 스핀들 가이드와 밸브 하우징에 추력 부싱을 주름잡아서 수행하거나 또는 2개의 인젝터 부품들에 추력 부싱을 프레싱한 다음 추력 부싱과 해당 부품의 횡방향의 관련 보어들 각각에 삽입되는 핀에 의해 2개의 다른 부품들 각각에 대하여 추력 부싱의 위치고정을 함으로써 수행될 수 있다.Simplification of injector assembly is achieved by spindle guide, spindle, closing spring, fuel tube and thrust bushings, and the valve housing of the circulation valve is assembled into a pre-assembled unit in which the valve housing and the spindle guide are locked to each other via a thrust bushing. Can be. This makes it possible to supply a complete and pre-assembled replacement unit for the injector so that major parts can be replaced very quickly. The locking of the valve housing and the spindle guide can be done, for example, by crimping the thrust bushings on the spindle guide and the valve housing or by pressing the thrust bushings on two injector parts and then the associated bore of the thrust bushing and the transverse direction of the part. This can be done by positioning the thrust bushings with respect to each of the two other parts by means of a pin inserted in each of them.

인젝터 하우징의 내측면과 밸브 하우징의 외측면 사이, 그리고 추력 부싱과 스핀들 가이드 사이의 인젝터의 길이방향으로 관통 중공부가 제공될 수 있다. 상기 중공부는 2개의 위치들, 즉 마운팅 플랜지의 내측면의 전방 표면과 분사 노즐의 후방 표면 사이에서 인젝터 하우징 속에 정지상의 인젝터 부품들이 고정되는 잇점을 제공하며, 이것은 인젝터의 부품들에 회전 대칭적인 부하 상태를 촉진한다. 다른 잇점은 중공부가 누출되는 연료의 드레인 통로로서 작용하는 것이다.A through hollow may be provided in the longitudinal direction of the injector between the inner side of the injector housing and the outer side of the valve housing and between the thrust bushing and the spindle guide. The hollow provides the advantage that the stationary injector parts are fixed in the injector housing between two positions, the front surface of the inner side of the mounting flange and the rear surface of the injection nozzle, which is a rotationally symmetrical load on the parts of the injector. Promote the condition. Another advantage is that it acts as a drain passage of the fuel in which the hollow part leaks out.

본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참고하여 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

부호 1로 대체적으로 도시된 연료 인젝터는 입구부(3)를 구비한 마운팅 플랜지(2)를 구비하고 있으며, 도시되지 않은 연료 공급원으로 부터 상기 입구부에 이르는 고압 파이프가 연결될 수 있다. 상기 연료 공급원은 예를들어 보쉬형(Bosch type)과 같은 피스톤 연료 펌프일 수 있으며, 그것은 캠 샤프트의 캠에 의하여 주기적으로 작동하거나 또는 제어밸브를 통하여 상기 입구부(3)에 주기적으로 연결되는 고압 저장조로 될 수 있다. 연료는 액상 또는 기상이거나, 슬러리 형태의 고체 연료이거나 또는 이들중 적어도 한가지를 포함하는 에멀젼으로 될 수 있으며, 밸브는 액상 또는 기상의 첨가제를 한가지 또는 혼합물로서 연소부에 분사도록 사용될 수 있다.The fuel injector, generally shown at 1, has a mounting flange 2 with an inlet 3, to which a high pressure pipe from a fuel source, not shown, to the inlet can be connected. The fuel source may be, for example, a piston fuel pump such as a Bosch type, which may be operated periodically by a cam of the camshaft or connected to the inlet 3 periodically via a control valve. Can be a reservoir. The fuel may be a liquid or gaseous phase, a solid fuel in slurry form, or an emulsion comprising at least one of them, and the valve may be used to inject the liquid or gaseous additives into the combustion section as one or a mixture.

상기 인젝터용 외측 하우징(4)은 유니온 너트(5)에 의해 마운팅 플랜지(2)에 클램핑되고, 다시 상기 마운팅 플랜지는 플랜지의 구멍(6)들에 삽입되는 볼트들에 의해 엔진 실린더에 클램핑될 수 있다. 연료 통로(34)는 입구부의 공급구(7)로 부터 인젝터를 중심축을 따라 관통하여 분사노즐(8)까지 연장되며, 상기 분사노즐로 부터 연료가 도시되지 않은 노즐 구멍들을 통해 내연기관의 실린더 속으로 분사될 수 있다.The outer housing 4 for the injector can be clamped to the mounting flange 2 by a union nut 5, which in turn can be clamped to the engine cylinder by bolts inserted into the holes 6 of the flange. have. The fuel passage 34 extends from the inlet 7 of the inlet through the injector along the central axis to the injection nozzle 8, from the injection nozzle through the nozzle holes (not shown) into the cylinder of the internal combustion engine. It can be injected into.

스핀들 가이드(9)는 추력 부싱(10)에 의해 분사노즐의 내측면에 대하여 하방으로 가압되며, 밸브 하우징(11)과 추력부재(12)들은 마운팅 플랜지의 전방 내측면에 접촉한다. 상기 추력 부싱은 밸브 하우징(11)과 스핀들 가이드(9)의 후방부와 거의 같은 외경을 가지며, 이들 부품들 각각의 환형의 요홈에 삽입되어서 추력부싱(10)의 축방향으로 향하는 환형의 단부면들은 스핀들 가이드와 밸브 하우징의 표면(13,14)들과 접촉하게 된다.The spindle guide 9 is pressed downward against the inner surface of the injection nozzle by the thrust bushing 10, and the valve housing 11 and the thrust members 12 contact the front inner surface of the mounting flange. The thrust bushing has an outer diameter substantially the same as the rear portions of the valve housing 11 and the spindle guide 9 and is inserted into the annular groove of each of these parts so as to be axially oriented in the axial direction of the thrust bushing 10. They come into contact with the spindle guide and the surfaces 13, 14 of the valve housing.

밸브 바디(15)는 밸브 하우징(11)의 보어들에 삽입되며, 비교적 약한 압축 스프링(16)에 의해 도면에 도시된 위치까지 바이어스된다. 밸브 하우징의 전단부의 전방으로 돌출한 접촉면(17)은 그에 대응하여 중심의 연료 튜브(19)의 후단부의 돌출한 부분의 후방으로 향한 환형의 접촉면(18)과 접촉하며, 2개의 사실상 평행하고 평면으로 된 접촉면들 사이의 결합면은 인젝터의 길이방향 축에 사실상 직각인 평면에 위치한다.The valve body 15 is inserted into the bores of the valve housing 11 and biased to the position shown in the figure by a relatively weak compression spring 16. The forwardly protruding contact surface 17 of the front end of the valve housing correspondingly contacts the annular contact surface 18 facing the rear of the protruding portion of the rear end of the central fuel tube 19, which is substantially parallel and planar. The engagement surface between the contact surfaces is in a plane substantially perpendicular to the longitudinal axis of the injector.

연료 튜브는 상기 접촉면(18)의 바로 밑에 통상의 기계적인 압축스프링 형태인 폐쇄 스프링(21)용 후방 스프링 가이드를 구성하는 돌출된 칼라부(20)를 구비한다. 스프링 가이드의 전방으로 연료 튜브는 계속하여 원형으로 된 원통형의 후방부(22)로 이어지며, 그의 외경은 스프링의 내경보다 약간 더 작다. 상기 후방부는 인젝터의 길이방향 축에 직각의 평면에 위치한 환형의 표면(23)의 앞에서 종결된다. 상기 환형의 표면(23)은 연료 튜브의 후방부와 전방부(24) 사이의 변이영역을 형성하며, 상기 전방부는 후방부 보다 작은 직경을 가지며 연료 튜브의 전단부에 까지 스핀들(26)의 후방측을 향해 개방된 보어(25) 속으로 연장되어 보어(25)의 하부로부터 약간 이격되어 위치된다. 상기 이격된 거리는 스핀들의 승강 높이 보다 더 크다.The fuel tube has a protruding collar portion 20 which constitutes a rear spring guide for the closing spring 21 in the form of a conventional mechanical compression spring just below the contact surface 18. In front of the spring guide the fuel tube continues into a circular cylindrical rear portion 22, the outer diameter of which is slightly smaller than the inner diameter of the spring. The rear end ends in front of the annular surface 23 located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the injector. The annular surface 23 forms a transition region between the rear part and the front part 24 of the fuel tube, the front part having a diameter smaller than the rear part and rearward of the spindle 26 up to the front end of the fuel tube. It extends into the bore 25 which is open toward the side and is positioned slightly apart from the bottom of the bore 25. The spaced distance is greater than the lift height of the spindle.

스핀들 가이드(9)는 스핀들용의 가이드면을 이루는 원통형의 내측면(27)을 일측의 부분에 가지는 중심의 보어를 구비하고 있다. 상기 부분의 전방측에, 스핀들 가이드는 압력 챔버(28)를 가지며, 상기 압력 챔버는 원추형의 정지상 밸브 시트를 가져서 스핀들의 전단부에 있는 니들 밸브(29) 선단의 원추형 가동 밸브 시트와 상호 작용하게 된다. 스핀들 가이드의 보어는 밸브 시트의 전측에서 분사노즐(8)의 중심 보어로 이어진다.The spindle guide 9 has a central bore having a cylindrical inner surface 27 constituting a guide surface for the spindle on one side thereof. On the front side of the part, the spindle guide has a pressure chamber 28 which has a conical stationary valve seat to interact with the conical actuated valve seat at the tip of the needle valve 29 at the front end of the spindle. do. The bore of the spindle guide leads to the center bore of the injection nozzle 8 at the front side of the valve seat.

스핀들(26)은 돌출한 칼라 형태로 전방 스프링 가이드(30)를 가지며, 그 배면은 인젝터의 길이방향 축에 직각으로 되어 있고, 그 전측면(31)은 원추형으로 되어 있다. 폐쇄 스프링은 상기 2개의 스프링 가이드(20,30)들 사이에서 추력 부싱(10) 속에 위치한다. 인젝터 부품들의 조립시에, 폐쇄 스프링은 전응력을 가지는 상태로 압축된다. 스핀들의 전방 스프링 가이드(30)의 스프링에 의해 발생되는, 전방으로 밀폐시키는 힘은 매우 정밀한 크기로 되어야 하며 그 이유는 조립시 스프링의 압축은 추력부싱(10)의 길이와 부하가 걸리지 않은 상태의 폐쇄 스프링의 길이에 의해 결정되기 때문이다.The spindle 26 has a front spring guide 30 in the form of a protruding collar, the back of which is perpendicular to the longitudinal axis of the injector, and the front side 31 of which is conical. A closing spring is located in the thrust bushing 10 between the two spring guides 20, 30. In assembling the injector parts, the closing spring is compressed with full stress. The forward sealing force generated by the spring of the front spring guide 30 of the spindle should be of a very precise size, since the compression of the spring during assembly requires that the length and load of the thrust bushing 10 remain unloaded. This is because the length of the closing spring is determined.

스핀들의 내측면의 직경은 연료 튜브의 전방부(24)의 외경보다 2-4 ㎛ 더 크며, 스핀들 가이드 보어에 삽입되는 스핀들 전방부(32)의 외경은 보어(27)의 내경보다 2-4 ㎛ 더 작다. 스핀들 전방부의 벽 두께는 연료 튜브의 전방부(24)의 벽 두께 보다 대략 30% 정도 작다. 보어(25)의 하부에서 스핀들의 전단부 벽은 상대적으로 작은 벽두께를 가지며, 니들 밸브(29)를 둘러싸는 환형의 단부면은 인젝터의 길이방향 축에 거의 직각이다. 압축 챔버(28)와 보어(25)를 연결하는 경사진 보어(33)는 작은 벽 두께 때문에 부분(32)의 외경의 35% 보다 작은 길이를 갖는다.The diameter of the inner side of the spindle is 2-4 μm larger than the outer diameter of the front portion 24 of the fuel tube, and the outer diameter of the spindle front portion 32 inserted into the spindle guide bore is 2-4 larger than the inner diameter of the bore 27. Μm smaller. The wall thickness of the spindle front is approximately 30% smaller than the wall thickness of the front 24 of the fuel tube. The lower end wall of the spindle at the bottom of the bore 25 has a relatively small wall thickness and the annular end face surrounding the needle valve 29 is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the injector. The inclined bore 33 connecting the compression chamber 28 and the bore 25 has a length less than 35% of the outer diameter of the portion 32 because of the small wall thickness.

중심의 연료 통로(34)는 공급구(7)를 통하여 추력부재(12)를 통해 밸브 바디(15) 중심의 보어(35)로 연장되며, 상기 통로는 복수개의 경상진 보어(36)들로 분기되며 상기 보어들은 니들 밸브(37) 부근에 위치한 압력 챔버(38) 속으로 개방되어 있다. 니들 밸브(37)와 협동하는 정지 밸브 시트의 전방에서 연료 통로는 밸브 하우징(11)의 전방부 중심을 통하여 그리고 접촉면(17,18)들을 지나서 연료 튜브(19)를 통하여 전방으로 계속되어 스핀들의 보어(25)의 하부에서 개방되며, 이로부터 연료 통로는 경사 보어(33), 압력 챔버(28) 및 분사 노즐(8)의 도시되지 않은 노즐 구멍들로 이어진다.The central fuel passage 34 extends through the inlet 7 through the thrust member 12 to the bore 35 in the center of the valve body 15, the passage being a plurality of slanted bores 36. Branched and the bores open into the pressure chamber 38 located near the needle valve 37. In front of the stop valve seat cooperating with the needle valve 37, the fuel passage continues forward through the fuel tube 19 through the front center of the valve housing 11 and past the contact surfaces 17, 18 of the spindle. Open at the bottom of the bore 25, from which the fuel passage leads to the inclined bore 33, the pressure chamber 28 and the nozzle holes not shown in the injection nozzle 8.

누출된 연료가, 폐쇄 스프링(21) 둘레의 빈 공간부로부터 인젝터 하우징(4)의 내측면에서 인젝터의 길이방향으로 연장된 관통 공간부로 배출되도록 드레인 홀(39)들이 형성되어 있다.The drain holes 39 are formed such that the leaked fuel is discharged from the hollow space around the closing spring 21 to the through space extending in the longitudinal direction of the injector from the inner side of the injector housing 4.

공급구(7)로 저압의 예열된 연료가 분사 주기들 사이에 공급된다. 이러한 연료는 추력부재(12)의 전방부에 있는 측방으로 향한 누출 채널(40)을 통해 압축 스프링(16) 둘레의 공간부 속으로 유입된다. 밸브 하우징(11)의 드레인 구멍(41)들은 순환하는 연료를 챔버(42)로 보내며, 그로부터 도시되지 않은 귀환 파이프가 연료를 인젝터로부터 제거한다. 인젝터의 밀폐 기간중의 연료 순환은 연료 시스템이 적당히 높은 온도로 예열된 상태로 유지되게 하기 위한 것이다.The low pressure preheated fuel is supplied between the injection cycles with the supply port 7. This fuel is introduced into the space around the compression spring 16 through the laterally leaking channel 40 at the front of the thrust member 12. The drain holes 41 of the valve housing 11 send the circulating fuel to the chamber 42, from which a return pipe, not shown, removes the fuel from the injector. The fuel circulation during the closing period of the injector is to keep the fuel system preheated to a moderately high temperature.

연료 압력이 분사주기의 초기에 상승하는 순간 압력챔버(38)의 압력이 상승하고 밸브 바디는 압축 스프링(16)의 힘을 극복한 후방으로의 힘에 의해 영향을 받게 됨으로써 밸브 바디는 후방으로 이동하여 누출 채널(40)을 차단한다. 그때 연료 압력은 연료 통로를 통하여 압력 챔버(28)로 퍼지게 된다. 연료 압력이 인젝터의 개방압력에 도달하게 되면, 스핀들(26)은 폐쇄 스프링(21)의 힘보다 더 큰 후방으로의 힘에 의해 작동하게 되어 스핀들의 환형의 단부면이 연료 튜브의 환형의 표면(23)을 치게 될 때까지 스핀들이 후방으로 이동하게 한다. 이때 표면(23)은 스핀들 이동에 대한 제한 스토퍼로서 작용하게 되어 스핀들의 승강 높이를 결정한다. 스핀들 이동은 분사 노즐로의 연료 인입구를 개방시킨다. 연료의 토출 압력이 분사 말기에 다시 저하되면, 폐쇄 스프링이 스핀들에 대한 연료의 후방으로의 압력을 극복하도록 챔버(28)의 압력이 적당히 하강하게 되어 스핀들은, 니들 밸브(29)가 시트에 접촉하게 되어 분사 노즐에의 입구를 차단하는 밀폐된 초기 위치로 귀환된다.As soon as the fuel pressure rises at the beginning of the injection cycle, the pressure in the pressure chamber 38 rises and the valve body is influenced by a force backwards that overcomes the force of the compression spring 16, thereby moving the valve body backwards. To shut off the leak channel 40. The fuel pressure then spreads through the fuel passage into the pressure chamber 28. When the fuel pressure reaches the opening pressure of the injector, the spindle 26 is actuated by a rearward force which is greater than the force of the closing spring 21 such that the annular end face of the spindle has an annular surface ( Allow the spindle to move backward until it hits 23). The surface 23 then acts as a limiting stopper for spindle movement to determine the lift height of the spindle. Spindle movement opens the fuel inlet to the injection nozzle. When the discharge pressure of the fuel drops again at the end of the injection, the pressure in the chamber 28 is moderately lowered so that the closing spring overcomes the pressure behind the fuel relative to the spindle so that the needle valve 29 contacts the seat. It returns to a closed initial position that blocks the entrance to the spray nozzle.

도시된 바와같이 스핀들이 얇은 벽으로 설계하기 위해, 원통형의 스핀들 벽의 변형을 피하도록 스핀들의 후단부면이 원통형의 스핀들 벽의 축방향 연장부로 된 것이 중요하며, 그것은 표면(23)에 대한 스핀들의 충격으로 스핀들에 축방향으로의 힘만 가해지는 것을 보장하기 위해서이다.In order for the spindle to be designed with a thin wall as shown, it is important that the rear end face of the spindle is an axial extension of the cylindrical spindle wall to avoid deformation of the cylindrical spindle wall, which is This is to ensure that the shock only exerts an axial force on the spindle.

인젝터의 폐쇄기간중에 예열된 연료를 순환할 필요가 없는 경우에, 인젝터는 순환밸브를 생략함으로써 단순화할 수 있다. 이 경우에 추력부재(12)와 밸브 하우징(11)은, 중심부의 관통 보어가 연료 튜브의 중심부에 통로가 구비된 공급구(7)와 연결하는 연료 통로(34)의 일부분을 이루는, 전체적으로 추력부재형의 유니트로서 형성될 수 있다.If it is not necessary to circulate the preheated fuel during the closing period of the injector, the injector can be simplified by omitting the circulation valve. In this case, the thrust member 12 and the valve housing 11 have a thrust as a whole which forms part of the fuel passage 34 through which the through bore at the center connects with the supply port 7 provided with a passage at the center of the fuel tube. It can be formed as a unit of member type.

본 발명의 인젝터는, 예를들어 덴마크 특허 제 155757호에 개시된 형태의 인젝터와 관련하여 전술한 인젝터 요소들을 이용함으로써 여러 가지의 다른 유체들을 분사하는데 사용하는 것으로 확장할 수 있다. 그러한 인젝터는 예를들어 가스나 보조 연료의 분사용으로 사용될 수 있으며, 또는 바람직하지 못한 배출물질의 형성을 저감시키도록 물과 같은 연소공정의 개질을 위한 물과 같은 다른 유체를 연료와 분사하는데 사용할 수도 있다.The injector of the invention can be extended to use for injecting a variety of different fluids, for example by using the injector elements described above in connection with the injector of the type disclosed in Danish patent No. 155757. Such injectors can be used, for example, for the injection of gases or auxiliary fuels, or for injecting other fluids, such as water, for reforming combustion processes such as water to reduce the formation of undesirable emissions. It may be.

본 발명에 따라 원통형 표면들에 대한 유체 마찰에 의해 연료 누출이 크게 저지됨으로써, 그 표면들 사이의 허용가능한 최대의 간극에 대한 최소의 제한으로도 누출량 변화를 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서, 더 많은 량의 연료를 균일하게 분사할 수 있으므로 보다 정확한 연소를 촉진하여 요구되는 에너지 절감을 성취할 수 있으며, 에너지 연료 소비를 감소할 수 있고, 바람직하지 못한 질소산화물과 같은 환경 오염물질 배출을 저감시킬 수 있으며, 또한 실린더 부재들의 열부하와 연소 잔류물질의 부착 문제가 개선될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 연료 튜브가 폐쇄 스프링의 후방 스프링 가이드로 부터 스핀들 속으로 연장된 연료 통로부분을 포함하도록 연료 튜브를 그 뒤의 밸브부재와 별개로 구성시킴으로써 스핀들에서의 불균일한 마모를 야기하거나, 예를들어 스핀들 벽이 구부러지는 등의 결과로 정지되는 문제가 해소되며, 스핀들이 전방 스핀들 부분에서 매우 작은 벽 두께를 갖도록 스핀들을 제조할 수 있도록 한다.According to the present invention, fuel leakage is largely prevented by fluid friction on the cylindrical surfaces, so that the leakage change can be significantly reduced even with a minimum limit on the maximum allowable gap between the surfaces. Thus, a larger amount of fuel can be injected evenly, thus facilitating more accurate combustion to achieve the required energy savings, reducing energy fuel consumption, and emitting environmental pollutants such as undesirable nitrogen oxides. Can be reduced, and the heat load of the cylinder members and the adhesion problem of the combustion residue can be improved. Furthermore, according to the invention, the fuel tube can be configured separately from the valve member thereafter such that the fuel tube includes a fuel passage portion extending into the spindle from the rear spring guide of the closing spring, thereby causing uneven wear on the spindle or The problem of stopping as a result of, for example, bending of the spindle wall is eliminated, allowing the spindle to be manufactured such that the spindle has a very small wall thickness in the front spindle portion.

Claims (12)

후단부에 마운팅 플랜지(2)와 전단부에 하우징으로 부터 돌출된 분사노즐(8)을 갖는 외측의 하우징(4)과, 인젝터의 중심부에서 연장된 연료 통로(34)를 구비하며, 상기 연료 통로는 마운팅 플랜지로 부터 적어도 하나의 추력부재(12), 중앙의 연료 튜브(19), 스핀들(26) 및 스핀들 가이드(9)를 통하여 분사노즐에서 종결되며, 상기 스핀들 가이드에는 원형 및 원통형의 내측면이 스핀들용 가이드면을 이루는 중앙 보어(27)가 형성되고, 상기 연료 튜브는 후방부(22) 보다 작은 외경을 가지고 스핀들 가이드의 중앙 보어 속으로 절반 이상 연장된 전방부와, 상기 전방부와 후방부들 사이의 변이영역에 분사 노즐의 방향으로 축방향으로 향한 환형의 표면 및 미리 설정된 응력으로 페쇄하는 스프링(21)용의 후방 스프링 가이드(20)를 구비하고, 상기 스핀들은 연료 튜브의 전방부가 삽입되며 후방으로 개방된 중앙의 보어(25)와, 인젝터의 개폐를 위한 스핀들 가이드의 보어에 있는 정지상의 시트면과 상호 작용하는 니들 밸브(29)를 구비한 전방 스핀들 부분(32) 및 폐쇄 스프링용 전방 스프링 가이드(30)를 포함하고, 상기 스프링 가이드는 스핀들 가이드의 보어로 부터 돌출한 후방 스핀들 부분에 배치되고, 상기 폐쇄 스프링은 스핀들을 폐쇄하는 방향으로 전방으로 바이어스시키며, 스핀들의 후단부에서 환형의 단부면이 스핀들의 후방으로의 개방이동에 의해 연료 튜브의 환형의 표면(23)과 접촉하도록 되어 있으며, 상기 스핀들 가이드는 페쇄 스프링을 지나 후방으로 연장되고 스핀들 가이드에서 후방으로 향한 환형의 표면(13)과 접촉하는 적어도 하나의 추력 부싱(10)에 의해 인젝터 하우징의 전방으로 가압되며, 상기 추력부재는 인젝터 조립시에 폐쇄 스프링의 압축과 동시에 마운팅 플랜지에 의해 전방으로 가압되는 내연기관, 특히 2행정 크로스헤드 엔진용 연료 인젝터에 있어서,An outer housing 4 having a mounting flange 2 at the rear end and an injection nozzle 8 protruding from the housing at the front end, and a fuel passage 34 extending from the center of the injector; Is terminated at the injection nozzle via at least one thrust member 12, central fuel tube 19, spindle 26 and spindle guide 9 from the mounting flange, the spindle guide having circular and cylindrical inner surfaces. A central bore 27 is formed to form the guide surface for the spindle, and the fuel tube has an outer diameter smaller than the rear portion 22 and a front portion extending more than half into the central bore of the spindle guide, and the front portion and the rear portion. In the transition region between the parts there is provided an annular surface axially directed in the direction of the injection nozzle and a rear spring guide 20 for the spring 21 which is closed with a predetermined stress, the spindle being a fuel tube A front spindle portion 32 having a central bore 25 in which the front portion is inserted and opened rearward, and a needle valve 29 which interacts with the stationary seat surface in the bore of the spindle guide for opening and closing the injector; A front spring guide 30 for a closing spring, said spring guide being disposed in the rear spindle portion protruding from the bore of the spindle guide, said closing spring biasing forward in the direction of closing the spindle, At the end the annular end face is adapted to contact the annular surface 23 of the fuel tube by an open movement to the rear of the spindle, the spindle guide extending rearward through the closing spring and facing backward at the spindle guide. Is pressed forward of the injector housing by at least one thrust bushing 10 in contact with the surface 13 of the Member is in the internal combustion engine, in particular two-stroke crosshead engine, a fuel injector for being pressed forward by the compression at the same time as the mounting flange of the closing spring when the injector assembly, 상기 연료 튜브의 후방 스프링 가이드(20)의 외경은 추력 부싱(10)의 내경보다 작고, 상기 연료 튜브(19)는 접촉면(18)을 통하여 그 뒤에 배치된 밸브부재와만 접촉하는 별도의 유니트로 되며 후방 스프링 가이드으 배면에 배치되고 중심부의 연료 통로(34)를 둘러싸는 환형의 표면을 갖고 인젝터의 길이방향의 축에 사실상 직각이며, 상기 스핀들(26)은 스핀들 가이드 보어(27)에 삽입된 전방 스핀들 부분(32)에서 스핀들 가이드 보어의 내경 보다 최대 8 ㎛ 작은 외경을 가지며 그 내경은 연료 튜브의 전방부(24)의 외경 보다 최대 8 ㎛ 더 큰 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.The outer diameter of the rear spring guide 20 of the fuel tube is smaller than the inner diameter of the thrust bushing 10, and the fuel tube 19 is a separate unit that contacts only the valve member disposed behind it via the contact surface 18. And an annular surface disposed at the rear of the rear spring guide and having an annular surface surrounding the central fuel passage 34 and substantially perpendicular to the longitudinal axis of the injector, wherein the spindle 26 is inserted into the spindle guide bore 27. A fuel injector for an internal combustion engine, characterized in that the front spindle portion (32) has an outer diameter of at most 8 micrometers less than the inner diameter of the spindle guide bore and the inner diameter is at most 8 micrometers larger than the outer diameter of the front portion (24) of the fuel tube. 제 1항에 있어서, 상기 전방 스핀들 부분의 외경은 스핀들 가이드 보어의 내경 보다 2-4 ㎛ 더 작으며, 상기 전방 스핀들 부분의 내경은 연료 튜브의 전방 부분의 외경 보다 2-4 ㎛ 더 큰 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.2. The outer diameter of the front spindle portion is 2-4 [mu] m smaller than the inner diameter of the spindle guide bore and the inner diameter of the front spindle portion is 2-4 [mu] m larger than the outer diameter of the front portion of the fuel tube. Fuel injectors for internal combustion engines. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 스핀들의 후단부로부터 스프링 가이드에 이르기까지, 바람직하게는 스핀들 가이드 보어에 위치한 전방 스핀들 부분에 이르기까지, 외측의 연료 튜브 표면과 내측의 스핀들 표면 사이의 직경 차이가 전방 스핀들 부분에서 보다 상당히 더 큰 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.The diameter difference between the outer fuel tube surface and the inner spindle surface according to claim 1 or 2, from the rear end of the spindle to the spring guide, preferably up to the front spindle portion located in the spindle guide bore. Fuel injector, characterized in that is significantly larger than in the front spindle portion. 제 1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀들의 전방 스핀들 가이드(30)는 원추형의 전방 표면(31)을 가지며, 가장 큰 직경의 부분에서 가장 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.The fuel for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the front spindle guide (30) of the spindle has a conical front surface (31) and has the smallest thickness in the portion of the largest diameter. Injector. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 스핀들 부분(32)은 연료 튜브의 전방 부분(24) 보다 더 작은 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.5. The fuel injector of claim 1, wherein the front spindle portion (32) has a smaller wall thickness than the front portion (24) of the fuel tube. 6. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 중심부의 스핀들 보어(25)의 하부로 부터 니들 밸브(29) 둘레의 챔버 까지의 경사진 보어(33)의 길이는 전방 스핀들 부분의 외경의 35% 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.6. The length of the inclined bore 33 according to claim 1, wherein the length of the inclined bore 33 from the bottom of the spindle bore 25 at the center to the chamber around the needle valve 29 is 35 times the outer diameter of the front spindle portion. A fuel injector for an internal combustion engine, characterized by less than%. 제 6항에 있어서, 상기 니들 밸브(29)는 그 단부면에서 전방으로 개방된 중심 보어를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.7. The fuel injector of claim 6, wherein the needle valve has a central bore open forward at its end face. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 후방 스프링 가이드(20)의 배면에 접촉하는 연료 튜브의 접촉면(18)의 외경은 연료 튜브의 전방부(24)의 외경 보다 더 자은 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.The internal combustion according to any one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the contact surface 18 of the fuel tube in contact with the rear surface of the rear spring guide 20 is larger than the outer diameter of the front portion 24 of the fuel tube. Engine fuel injectors. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 튜브의 후방 접촉면(18)의 내경과 외경은 전방 스핀들 부분(32)의 각 외경 및 내경과 거의 같은 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.A fuel injector according to any one of the preceding claims, characterized in that the inner and outer diameters of the rear contact surfaces (18) of the fuel tube have substantially the same dimensions as the respective outer and inner diameters of the front spindle portion (32). 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 인젝터는 중유와 같은 예열된 연료의 분사용이며, 연료 튜브 뒤에 위치한 밸브 요소는 연료 순환 밸브용 밸브 하우징(11)이며, 추력 하우징(10)의 환형의 후단부는 인젝터가 조립될 때 외측의 밸브 하우징 표면의 전방부에 있는 환형의 요홈의 후단부에서 전방 접촉면(14)과 접촉함으로써 추력 부싱의 길이는 폐쇄 스프링의 전응력을 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.The fuel injector of claim 1, wherein the fuel injector is for the injection of preheated fuel, such as heavy oil, the valve element located behind the fuel tube is the valve housing 11 for the fuel circulation valve, and the annular shape of the thrust housing 10. The rear end of the thrust bushing is configured to determine the total stress of the closing spring by contacting the front contact surface 14 at the rear end of the annular groove at the front of the outer valve housing surface when the injector is assembled. Fuel injectors for internal combustion engines. 제 10항에 있어서, 상기 스프링 가이드, 스핀들, 폐쇄 스프링, 연료 튜브, 추력 부싱 및 순환 밸브의 밸브 하우징은 밸브 하우징과 스핀들 가이드가 추력 하우징을 통하여 서로 록킹되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.11. The fuel injector of claim 10, wherein the valve housing of the spring guide, the spindle, the closing spring, the fuel tube, the thrust bushing and the circulation valve is locked to each other through the thrust housing. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서, 밸브 하우징, 추력 부싱 및 스핀들 가이드의 외측면들과 인젝터 하우징(4)의 내측면 사이에 인젝터의 길이방향으로 관통 공간부가 제공된 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료 인젝터.Fuel injector for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that a through space is provided in the longitudinal direction of the injector between the outer surfaces of the valve housing, the thrust bushing and the spindle guide and the inner surface of the injector housing (4). .
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