KR20000070729A - 내연 기관용 연료 분사 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연 기관을 위한 연료 분사 밸브에 관한 것으로서, 이 밸브에는 연료 고압 저조로부터 고압 연료가 공급되고, 그 고압 연료는 연료 분사 밸브의 분사 밸브 니들을 작동시키는 역할을 한다. 상기 밸브 니들은 제어 압력실(7)과 경계를 이루는 로드(3)를 통해 작동되고, 제어 압력실에는 Z-스로틀부(8)를 통해 고압 연료가 공급되어 자기 밸브(29)에 의해 제어되는 유출 스로틀부(26)를 통해 배출될 수 있다. 제어 압력실은 환형 공간(4) 내에서 이동되는 로드(3)에 의해 삽입체(10) 내에 밀폐되어 있고, 이 삽입체는 환형 공간(4) 뿐만 아니라 평판 전기자(40), 평판 전기자의 로드(45), 및 자기 밸브(29)의 밸브 부재(50)를 수용하고 있다. 삽입체는 자기 밸브 하우징(34)에 의해 분사 밸브의 하우징(1)과 밀착되어 고정되어 있다.

Description

내연 기관용 연료 분사 밸브{Fuel injection valve for internal combustion engines}

EP-B1-0 304 747호에 의해 공지된 상기와 같은 연료 분사 밸브에 있어서는 삽입체가 저널부를 가지며, 그 저널부는 연료 분사 밸브의 하우징의 대응하는 단부 블라인드 홀 내에 삽입되어 그 정면으로는 로드가 내부에서 이동되는 안내 홀을 폐쇄하고, 그 타단부는 분사 밸브 니들을 작용시키고 있다. 이러한 공지의 구조에서는 제어 압력실이 삽입체의 축방향 홀 내에 형성되어 있고, 스로틀부를 통해 로드 상부의 안내 홀 내에 위치하는 추가의 제어실 부분과 연통되어 있다. 삽입체와 로드 사이에는 상기 스로틀부를 수용하는 삽입체가 있다. 삽입체의 두께의 변화에 의해 로드의 행정이 조절될 수 있다.

상기 구조에 있어서는 자기 밸브는 축방향으로 돌출하는 에이프런이 있는 자기 밸브 하우징을 가지며, 그 에이프런을 통해 삽입체는 연료 분사 밸브의 하우징의 정위치에 지지되어 있다. 자기 밸브의 전기자는 에이프런의 내주에서 안내되고, 원칙적으로는 삽입체의 상단부와 전기자를 작동시키는 전자석의 자심 사이에 위치한다. 이러한 구조에서는 자기 밸브의 밸브 부재의 행정을 조절하는데 큰 비용이 소요된다. 그리고, 전기자가 전자석의 소속 자심과 직접 접촉하게 될 때에는 바람직하지 않은 자기적 점착이 발생할 우려가 있고, 이것은 자기 밸브의 기능 특히, 전환 속도를 현저히 악화시킨다.

본 발명은 청구항 1의 개념에 의한 연료 분사 밸브에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 연료 분사 밸브의 부분 단면도.

청구항 1의 특징을 가진 본 발명에 의한 연료 분사 밸브에 의해 현저한 제작 및 조립 이점을 가진 콤팩트한 구조가 달성된다. 삽입체가 자기 밸브의 밸브 부재의 안내부 뿐만 아니라 가동벽과 함께 제어 압력실을 포함하는 원통을 수용하게 함으로써, 제작이 용이하고 조립이 간단한 단일의 단위 제작물이 얻어질 수 있다. 이 경우 청구항 2에 따라 전기자는 평판 전기자로 구성되고 삽입체의 포트형 요부 내에서 이동 가능하며, 삽입체의 연부는 직접 폐쇄 위치에 있는 전기자를 너머 연장되고 전기자의 행정 단부 위치를 한정하는 평면에서 종결된다. 따라서, 간단하게 자기 밸브의 전자석이 삽입체 내에 배치된 밸브 시트에 할당되고, 삽입체의 연부의 높이를 단순히 초과 연장함에 의해 이러한 할당이 정확히 조절될 수 있다. 그리고, 청구항 3에 따라 대단히 간단한 방식으로, 삽입체의 연부와 하우징 또는 전자석의 자심 사이에 중간 원판을 도입함에 의해 잔류 간극이 획정되고, 전기자는 전자석이 여자될 때 그 외연부로 그 자석 쪽 행정(이동)을 한정하는 중간 원판에의 접촉이 달성되는 것으로, 그 접촉 범위는 전기자의 외부 연부의 좁은 면적 범위이다. 따라서, 전자석의 여자가 차단될 때에 폐쇄 스프링의 작용 하에서 전기자는 밸브 폐쇄 부재를 신속하고 확실하게 다시 폐쇄 위치에 옮기는 것이 보장된다.

도 1에는 본 발명에 의한 연료 분사 밸브의 일부가 도시되어 있다. 연료 분사 밸브의 하우징(1)에서는 예를 들어, 전술한 간행물에 공개되어 있는 것과 같은 도시되지 않은 분사 밸브 니들이 이동된다. 상기 분사 밸브 니들은 그 일단부에 원추형 밀폐면을 가지며, 이 밀폐면은 마찬가지로 원추형인 하우징(1) 내의 밸브 시트와 협동하여 분사 밸브 니들이 밸브 시트에 접할 때에는 분사 밸브 홀을 폐쇄하고 분사 밸브 니들이 분리되었을 때에는 그 홀을 개방한다. 분사 밸브 홀은 원추형 밸브 시트로부터 직접 또는 원추형 밸브 시트에 연결된 단부 블라인드 홀로부터 연장될 수 있다. 최근의 분사 장치는 첫 번째의 방법을 선호하고 있다. 밸브 시트 쪽에서는 밸브 니들이 환형 공간을 둘러싸고, 그 공간의 타단부에 있는 압력실까지 도달해 있으며, 압력실은 고압 저조형의 도시되지 않은 연료 고압원과 연결되어 있다. 그리고, 연료 분사 밸브의 하우징은 유입로(5)를 갖고 있다. 통상적인 구조에서는 밸브 니들 위로 로드(3)가 놓이고, 그 로드는 밸브 니들 반대쪽 단부에서는 환형 공간(4) 내에서 밀폐적으로 이동된다. 환형 공간 외부에 위치하는 부분의 길이에 걸쳐, 로드는 하우징으로부터 격리되어 수장되어 있으며, 로드 또는 분사 밸브 니들에 맞물리는 폐쇄 방향 작용 압축 스프링이 배치되어 있다.

환형 공간(4) 내의 로드(3)는 가동벽을 형성하는 정면부(6)에서 폐쇄 단부로 제어 압력실(7)을 둘러싸고, 그 압력실은 Z-스로틀이라고도 지칭되는 유입 스로틀(8)을 통해 유입로(5)와 연결되어 있다. 이를 실현하기 위해, 환형 공간(4)이 원통 삽입체(10) 내에 형성되어 있으며, 이 삽입체는 외주가 계단부로 형성되어 있다. 그리고 계단부의 소 직경 부분(12)은 하우징(1)의 하우징 홀(13) 내에 삽입되어 있다. 이 소 직경 부분(12)에는 중간 직경 부분(14)이 연속되어 있고, 이 중간 직경 부분은 직경이 넓은 하우징 홀(13)의 대응 부분 내에 삽입되어 있으며, 끝으로는 계단부(16)를 통해 플랜지부(17)로 이행된다. 상기 플랜지부는 그 견부로 하우징(1)의 대응 하우징 견부(18) 위에 놓이고, 하우징(1)에서 돌출하는 관으로 형성되어 있는 원통형 요부(19) 내에 수용되어 있다. 그렇지 않으면, 중간 직경 부분(14)에 접경하는 소 직경 부분(12)의 단부 영역은 중간 직경 부분(14)을 수용할 하우징 홀 부분(21) 내로 연장되고, 이 부분으로 환형 공간(23)을 형성하며 이 공간 내로는 유입로(5)가 합류한다. 다른 한쪽의 환형 공간(23)으로부터는 Z-스로틀부가 연장되어 있어서 제어 압력실(7)에는 유입로, 환형 공간(23) 및 Z-스로틀부(8)를 거쳐 연료가 공급될 수 있다. 이 환형 공간을 외부에 대해 밀폐시키기 위해, 상기 공간의 상부 및 하부에 추가의 밀폐 부재가 제공되어 있다.

환형 공간(4)은 원통형 삽입체의 소 직경 부분(12)의 영역 내에 형성되어 있다. 이 부분 내에서 축방향으로 제어 압력실(7)으로부터 홀(25) 형태의 배출관(방압관)이 연장되어 나오고, 상기 홀은 유출 스로틀부(26)로 이행하며 이 부분은 다시 원추형 밸브 시트(28)에서 종결되고 그 밸브 시트는 배출 공간과 접경한다. 이 밸브 시트는 자기 밸브(29)의 밸브 시트이고, 그 자기 밸브는, 자심(31)과, 이 자심에 매립된 자기 코일(32) 및 자심과 자기 코일을 수용하는 자기밸브 하우징(34)을 구비한 전자석(30)을 가진다. 그리고 자기 밸브 하우징은, 연결 링(36)을 통해 자기 밸브 하우징의 견부(37)와 결합되는 고정 너트(35)에 의해 분사 밸브 하우징과 나사결합되어 있다. 고정 너트는 관(20)의 외부 나사산과 나사결합되는 내부 나사산을 가진다. 이 과정에 의해 자기 밸브 하우징은 원통 삽입체(10)의 플랜지부(17) 위에 눌러질 수 있어서, 이 하우징은 그 견부(16)로 삽입체의 견부(17) 위에 견고하게 설치되어 연료 분사 밸브의 하우징 내의 고정이 실현된다.

또한, 자기 밸브(39)는 요부(42) 내에서 삽입체(10)의 플랜지형 부분(17)의 정면에 접하게 되는 평판 전기자(40)를 구비한다. 요부(42)는 주위 쪽으로는 연부(43)에 의해 경계져 있고, 연부의 정면(44)에는 자기 밸브 하우징의 정면이 작용한다. 전기자에는 축방향으로 연장된 로드(45)가 연결되어 있는데, 이 로드는 밸브 부재의 일부이고 환형 공간(4)에 동축으로 위치하는 삽입체(10)의 안내 홀(47) 내에서 이동된다. 로드의 평판 전기자(40) 반대쪽 단부에서는, 로드는 밸브 부재로서 밸브 시트(28)와 협동하는 볼(50)을 위한 수용부(49)를 가진다. 그런데, 수용부는 제조시의 공차로 인한 직선 오차를 보상할 수 있도록 로드(45)의 작동 방향에 대해 횡 방향으로 이동 가능한 별도의 부분으로 형성될 수도 있다.

또한, 평판 전기자(40)는 자심(31)의 내부 축방향 홀 내에 배치되고, 거기에 지지되어 있는 압축 스프링(52)에 의해 부하 인가된다. 이 스프링은 전자석이 여자되지 않을 때에는 밸브 부재(50)를 폐쇄 방향으로 이행시킨다. 자심(31)은 평판 전기자(40) 위쪽에, 자기 밸브 하우징의 정면과 한 평면에 놓여 있고, 상기 자심에서 약간 돌출해 있는 평평한 폐쇄면(53)을 갖고 있다. 따라서 상기 면의 정확한 가공이 간단하게 행해질 수 있다. 전자석의 여자시, 전기자가 자심(31)의 폐쇄면과 직접 접촉하지 못하도록, 자기 밸브 하우징(34)의 연부(54)와 삽입체(10)의 연부(43)의 정면(44) 사이에는 평판 전기자(40)의 연부 영역과 맞물리는 중간 원판(55)이 삽입되어 있다. 그래서, 전자석이 여자될 때에 평판 전기자(40)는 단지 상기 중간 원판(55)에 도달하고 잔류 자력에는 노출되지 않는다. 이때, 이 중간 원판(55)은 항 자기적으로 구성될 수 있다. 자기 밸브 하우징(34)의 연부(54)를 폐쇄면(53)에 대해 물러나게 하면, 거기에 따라 중간 원판(55)을 보다 더 두껍게 만들 수 있다.

연료 분사 밸브의 작동에 있어서는, 자기 밸브가 폐쇄되었을 때에는 제어 압력실(7)은 Z-스로틀부(8)를 통해 항상 연료 고압 저조에 형성되어 있는 고압에 놓여진다. 로드(3)의 정면(6)은 공지된 방식으로 분사 밸브 니들에 존재하는 개방 방향으로 작용하는 압력면보다 큰 면적을 갖고 있기 때문에, 밸브 니들은 제어 압력실에 부여되는 높은 압력에 의해 폐쇄 위치에 유지된다. 자기 밸브가 여자되는 즉시, 제어 압력실은 홀(25) 및 스로틀부(26)를 통해 배출 공간 쪽으로 개방된다. 배출 공간은 로드 안내부와 요부(42)를 포괄하는 공간 전체에 의해 형성되어 있다. 배출 공간과 연결된 배출관은 도면에는 도시되어 있지 않다. 전자석의 여자가 스위칭 오프되어 자기 밸브가 다시 폐쇄되면, 제어 압력실(7)에는 스로틀부(8)를 통해 다시 원래의 고압이 신속히 형성되고, 그로 인해 밸브 니들은 상기 결과로 발생한 힘에 의해 폐쇄 방향으로 옮겨진다.

또한, 연부(43)를 구비하는 삽입체의 형상으로 인해, 밸브 부재의 기하학적 치수는 평판 전기자(40)의 치수에 대단히 유리하게 적합화 될 수 있다. 이때, 양호한 방법에 있어서는, 치수를 정확하게 조절할 수 있도록, 전자석이 여자될 때 평판 전기자(40)가 취할 위치에 해당하는 위치로 평판 전기자(40)를 옮겨 놓을 수 있는 보다 큰 직경의 볼로 볼(50)을 대치한다. 이 큰 볼 크기에 의해 행정 상한을 숙지한 후 다음 소망하는 작은 볼을 실제 사용함으로써 소망 행정 크기를 얻는다. 이 위치에서는, 평판 전기자(40)와 삽입체의 연부(43)는 함께 보조를 맞추어 공동의 한 평면을 이룬다. 이런 과정을 거쳐 평판 전기자(40)의 행정은 소망하는 치수에 정확히 조절될 수 있다. 또한 중간 원판(55)의 두께에 의해 잔류 공극도 정확히 조절될 수 있다. 이러한 배치는, 삽입체가 용이하게 필요한 치수로 가공될 수 있고, 역시 간단한 방식으로 자기 밸브의 하우징과 함께 분사 밸브의 하우징 내에 지지되어 고정될 수 있다는 이점을 갖는다.

Claims (5)

1. 연료 고압원으로부터의 연료를 수용하기 위한 유입로(5)를 가진 하우징을 가지며, 하우징 내에서 이동되는 분사 밸브 니들을 가지고, 상기 니들이 그 일단부에 배치된 밀폐면으로 하우징 내의 밸브 시트와 협동하여 계속적으로 유입로(5)와 연결된 압력실과 적어도 하나의 분사 홀 사이의 연결을 제어하고, 또한 상기 분사 밸브 니들이 그 타단부에서 적어도 간접적으로는 Z-스로틀부(8)를 통해 항상 유입로(5)와 연결되고 가동벽(6)에 의해 환형 공간(4)과 접경된 제어 압력실(7) 내의 압력에 노출되어 있고, 상기 가동벽(6)은 분사 밸브 니들과 작동 가능하게 연결되어 있으며, 제어 압력실로부터는 유출 스로틀부(26)를 포함하는 배출관(25)이 연장되어 나오고, 이 배출관의 배출 공간 내로의 유출은 자기 밸브(29)에 의해 제어되며, 또한 자기 밸브의 밸브 부재(45,50)는 전기자(40)와 연결되어 있으며 삽입체(10) 내에서 이동되고, 상기 삽입체는 자기 밸브(29)의 밸브 시트(28), 유출 스로틀부(26)를 가진 배출관(25) 및 제어 압력실(7)을 수용하고, 자기 밸브(29)의 하우징(34)에 의해 연료 분사 밸브의 하우징(1)과 체결되어 있는 내연 기관용 연료 분사 밸브에 있어서,

   상기 삽입체(10)는 가동벽(6)을 가진 원통(3)을 추가로 수용하고 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 연료 분사 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 전기자는 평판 전기자(40)로 구성되어 있으며, 삽입체(10)의 포트 모양의 요부(42) 내에서 이동 가능하고, 그 요부에 의해 평판 전기자(40)를 둘러싸는 연부(43)가 구성되며, 동시에 상기 연부에는 자기 밸브(29)의 전자석의 하우징(34) 일부가 접촉되고, 상기 연부(43)는 밸브 부재(45,50)가 폐쇄 위치에 있는 경우 전기자 행정의 양만큼 전기자(40)보다 돌출되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
3. 제 2 항에 있어서, 삽입체(10)의 연부(43)와 자기 밸브(29)의 하우징(34) 사이에는 잔류 공극을 결정하는 중간 원판(55)이 삽입되고, 그 원판은 평판 전기자(40)의 외측 주위 영역을 위한 정지부 역할을 하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 밸브 부재는, 전기자(40)와 일체화되어 있으며 밸브 시트(28) 쪽에 밀폐 요소로서 볼(50)을 가지는 로드(45)로 구성되어 있고, 상기 볼은 로드(45)의 동작 방향에 대해 횡방향으로도 이동 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 자기 밸브(29)는 고정 너트(35)에 의해 연료 분사 밸브의 하우징(1)과 고정되며, 삽입체(10)의 자기 밸브(29)의 하우징(34)은 연료 분사 밸브의 하우징(1)에 눌려 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.