KR20010021210A - 공급 모듈용 압력 조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 챔버(21) 및 압력원을 연결하기 위한 유동부(1)를 갖는 압력 조절 밸브에 관한 것이다. 압력 조절 밸브는 설정 가능한 탄성력을 가지는 밸브 스프링(14)에 의해 시트에 장착되는 밸브 요소(10)를 포함한다. 밸브 몸체(4) 내에 드로틀 개구(7)가 제공된다. 압력 조절 밸브는 밸브 요소(10)가 엔진의 부하 상태에 상응하게, 귀환 파이프(8)로의 드로틀 개구(7)를 드로틀 개구의 행정 높이(h)에 상응하게 개방하는 것을 특징으로 한다.

Description

공급 모듈용 압력 조절밸브 {PRESSURE REGULATING VALVE FOR SUPPLY MODULE}

본 발명은 예를 들어 시스템 압력을 조절하기 위한, 공급 모듈용 압력 조절밸브에 관한 것이다.

이미 공지된 압력 조절밸브(독일 특허 196 34 899호)에서 밸브 챔버에는 유입구가 장착되어 있으며, 밸브 개구를 통해 밸브 챔버와 연결되는 차단 챔버와 연결되어 있다. 밸브 요소는 탄성력이 조정 가능한 밸브 스프링에 의해 구동된다. 밸브 스프링에 의해 밸브 요소는, 밸브 개구를 둘러싸는 밸브 시트 상으로 밀착되어 있다. 유동량이 증가하는 경우 스프링 탄성력을 보상하기 위해 밸브 개구 하류에 드로틀 면이 배치된다. 드로틀 면은, 밸브 요소와 차단 챔버 사이에서 밸브 요소 의 밸브 폐쇄 스프링의 탄성력에 영향을 미치며 압력 흐름에 따르는 압력이 형성되도록 배치된다.

공지된 장치는 비교적 큰 구성 공간을 요구하고, 드로틀 면은 많은 비용으로 제조된다. 이러한 점은 비용이 많이 드는 제조 방법을 초래하며, 이로써 생산 비용도 상당히 상승하게 된다.

연료 공급 모듈의 압력 조절장치를 저렴한 비용으로 완성함에 추가로, 본 발명에 따른 해결책에 의해 특성 곡선은 평편함으로부터 음의 특성 곡선에 이르기까지 압력 조절밸브의 개방 시점에 따라 달성될 수 있다. 밸브 몸체 내의 드로틀 개구의 구성에 따라, 고객의 개별 요구사항을 고려한 평편한 특성 곡선 또는 음의 특성 곡선이 달성된다.

본 발명에 따른 해결책의 유익한 구성에 따라 밸브 요소를 구동하는 밸브 스프링은 밸브 요소 상에 실행되는 유동 압력의 함수로서 스프링 탄성력 특성 곡선을 가진다. 밸브 스프링은 한편으로 밸브 몸체에 대해 상대적으로 이동 가능한 커버 요소를 지지하고, 다른 한편으로 용기 형태로 형성되는 밸브 요소에 의해 둘러 싸여 있다. 밸브 요소 자체에서는 상기 몸체에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 컵 형태의 밸브 몸체 내에 포함된다.

밸브 요소에 영향을 미치는 스프링 탄성력을 가변적으로 조정하도록 커버 요소는 밸브 몸체에 대해 상대적으로 이동 가능하다. 그렇게 함으로써 밸브 스프링의 초기 응력은 커지거나 혹은 작아진다. 커버 요소와 밸브 몸체 사이의 결합 영역에서, 커버 요소와 밸브 몸체간의 회전식 결합을 가능하게 제공 가능한 나사와 더불어, 삽입 결합도 가능할 수 있다. 상기 삽입 결합은 커버 요소 또는 밸브 몸체의 영역 내 다양한 맞물림 위치에서 맞물림이 가능하다. 결합 영역 내에서 높은 또는 낮은 나사 산을 갖는 나사 형성에 추가로, 밸브 몸체와 밸브 요소 사이에서 임의의 상대적 위치 설정을 가능케 하는 클램핑 결합이 또한 가능하다.

바람직한 방법에 있어서 드로틀 개구는 홈 형태로 형성될 수 있다. 상기 개구는 또한 밸브 몸체 내에 구멍으로서 형성될 수도 있다. 홈 내지 구멍으로서 드로틀 개구의 구성에 추가로, 드로틀 개구는 또한 서로 인접하여 놓이는 두 개 이상의 홈 또는 구멍으로 구성될 수 있다. 압력 조절밸브의 유동 영역 내 드로틀 개구에는 연료를 다시 저장 탱크로 복귀 시키는 귀환 파이프가 연결된다.

본 발명을 기초로하는 해결책의 유익한 구성에서, 밸브 몸체는 밸브 요소를 용기 형태로 둘러싸면서 형성되어 압력 조절 밸브가 매우 간단한 방법으로 구성될 수 있다.

연료 공급모듈의 압력을 조절하기 위한, 본 발명에 따라 제안된 방법에 의해 밸브 요소가 유동 압력에 따라 작동됨으로써, 밸브 요소의 행정 높이는 드로틀 개구의 단면이 엔진의 부하 상태에 따라 개방되고, 압력 조절밸브의 개방 시점에 따라 초과되며, 그로 인해 평펀한 특성 곡선 내지(드로틀 개구의 구성에 따라서) 또한 음의 특성 곡선이 달성되도록 다양할 수 있다.

드로틀 개구의 교축(throttling)이 더욱 낮게 이루어질수록, 공회전시 압력 조절장치에 의한 공급량은 더욱 높게 측정된다. 드로틀 개구에서의 교축이 더욱 강할수록, 엔진의 총 부하(full load)시 압력 조절밸브에 의한 공급량은 더욱 적어지는데, 이는 단지 적은 량의 연료만이 드로틀 개구를 통해 저장 탱크 내로 유동되기 때문이다.

제1도는 압력원과 연결된 본 발명에 따르는 압력 조절밸브의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 유동부 10: 조정 부재

2: 유동 도관 11: 피스톤 벽

3: 유동 압력 15: 커버 요소

4; 밸브 몸체 18: 개구

5: 시트 21: 밸브 챔버

이하, 본 발명은 도면을 참조로 상세히 설명된다.

도1은 압력원과 연결된, 본 발명에 따르는 압력 조절밸브의 단면을 도시한다.

본원에서 자세히 설명되지 않은 압력원은 연료를 유동부(1)를 통해 압력 조절밸브로 공급한다. 유동 압력(3) 이하인 연료는 유동 도관(2)을 통해 압력 조절밸브 내로 유입된다. 압력 조절밸브는 이동 가능한 커버 요소(15)에 의해 폐쇄된 밸브 몸체(4)를 포함한다. 컵 형태로 구성된 밸브 몸체(4)는 예를 들어 피스톤으로서 형성되는 조정 부재(10)를 포함한다. 밸브 몸체(4) 내에서, 조정 부재(10)를 위한 시트면(5) 상부의 방출 영역에 드로틀 개구(7)가 배치된다. 드로틀 개구(7)로부터 상세히 설명되지 않는 귀환 파이프(8)가 측면에서 연장된다.

조정 부재(10)의 피스톤 헤드(12)와 시트(5) 사이에는, 유동 압력(3)에 의해 유동 도관(2)을 통해 유입되는 연료에 의해 충전되는 간극(6)이 도시된다. 연료는 피스톤 벽(11)을 따라 밸브 챔버(21) 내로 유입되고, 그로부터 개구(18)를 통해 다시 방출된다.

컵 형상의 밸브 몸체(4) 내에 삽입되어 조정 부재(10)로서 형성되는 피스톤은 용기 형태로 구성된다. 피스톤 벽(11)은 상기 피스톤의 내측에서 스프링 특성이 압력의 함수, 즉 F = f(p)가 되는 밸브 스프링(14)을 위한 가이드로서 역할을 수행한다. 밸브 스프링(14)은 자체 확장된 길이의 대부분이 조정 부재(10)의 피스톤 벽(11)으로 둘러 싸여 있다. 그럼으로써 상기 스프링은 측면적으로 일탈되지 않으며 그리고 파단의 위험도 감소한다. 밸브 스프링(14)은 한 편으로는, 조정 부재(10)의 바닥에 의해 지지되며, 다른 한편으로는 스프링 시트(16) 내 커버 요소(15)에 포함되어 있다. 커버 요소(15)는 상부 방향쪽으로 밸브 몸체(4)를 차단하고, 밸브 몸체(4)의 상부 끝에 있는 결합 영역(9) 내에 상기 몸체에 대해 상대 이동이 가능하도록 포함된다. 커버 요소(15) 내에는 예를 들어 구멍으로서 실행된 개구(18)가 포함된다. 커버 요소(15) 내측에 스프링 시트(16)가 배치된다. 커버 요소(15)는 우산 형상으로 형성되는데, 이때 커버 벽(17)은 밸브 몸체(4)의 상부 끝 부분 정도까지 양측면으로 연장되어 형성된다.

커버 요소(15)는 예를 들어 밸브 몸체(4)의 결합 영역(9) 내에서 수나사와 함께 결합되는 암나사를 이용하여 장착 가능하다. 그로 인한 커버 요소(15)의 비틀림은, 밸브 스프링(14)이 매우 강하게 혹은 약간 강하게 사전에 맞물려져 스프링 특성을 변하게 한다. 이러한 점은 연료 압력(3)의 작용 시에 조정 부재(10)에 의해 피스톤 영역 상에 놓이게 될 행정 높이(h)에 영향을 준다. 이로써 드로틀 개구(7)는 그 단면에 있어서 다소 원위치로 돌아가게 되는 조정 거리에 따라 유격을 가진다. 한 쌍의 암/수나사에 추가로, 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4) 사이의 결합 영역(9) 내에 삽입 결합이 형성되고, 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4)의 주연의 결합 영역(9) 내에 다수의 맞물림 위치가 설정될 수 있다. 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4) 사이에서 선택된 각 맞물림 위치에 따라 밸브 스프링(14)은 맞물리는데, 그럼으로써 스프링 탄성력은 가변적으로 조정가능하게 된다. 이동 가능한 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4)의 조합을 위해 도시된 실시 형태와 더불어 클램핑 결합도 생각해 볼 수 있는데, 이런 결합 방법은 커버 요소(15)의 선택된 위치에 따라 밸브 몸체(4)에 대해 상대적으로 더욱 단단히 맞물리게 할 수 있다.

밸브 몸체(4) 내에 드로틀 개구(7)가 장착되는데, 이런 개구를 통해 압력 조절 밸브의 유동 영역 내에서 유동되는 연료가 저장 탱크 내로 다시 유입된다. 드로틀 개구(7)는 홈 형태로 형성될 수 있으며, 개구에 귀환 파이프(8)가, 설명되지 않은 저장 탱크 방향으로 연결될 수 있다. 홈 형태의 개구로서 드로틀 개구(7)의 실시예에 추가로, 개구는 하나 이상의 인접하여 놓인 구멍으로서, 고객의 사전 제안에 따라 밸브 몸체(4)의 측벽에 형성될 수도 있다.

단지 몇몇의 구성 부품으로 구성되어 매우 단순하게 형성된 압력 조절밸브의 기능이 다음에서 설명된다. 예를 들어, 엔진의 공회전시에 연료의 많은 공급량이 유동 압력(3)에 의해 유동 도관(2)을 통해 밸브 챔버(21) 내로 유입되면, 조정 부재(10)의 피스톤 헤드(12)는 이중 화살표(h)의 상부 방향으로 밀려 올라간다. 커버 요소(15)의 비틀림 위치를 미리 선택함으로써 밸브 몸체(4)에 대해 상대적으로 조정되는 밸브 스프링(14)의 탄성력에 따라, 조정 부재(10)는 상부 방향으로 추진되고, 피스톤 벽(11)는 드로틀 개구(7)를 다소 개방시킨다. 엔진의 부하 상태, 즉 공회전시에 드로틀 개구(7)에서 적은 드로틀 작용이 이루어진다. 그러므로 비교적 낮은 시스템 압력이 제공되고, 비교적 많은 연료량이 드로틀 개구(7)를 통해 귀환 파이프(8)를 거쳐 리저버 탱크로 유입된다.

엔진의 총 부하시에 비교적 적은 연료의 공급량이 밸브 챔버(21) 내로 유입되며, 조정 부재(10)는 단지 약간 위로 이동된다. 그렇게 함으로써 드로틀 개구(7)의 적은 단면 영역만이 개방되며, 그럼으로써 더욱 강력한 드로틀 작용이 발생되어, 그로 인해 시스템 내에 상기에 도시된 공회전 상태와 비교하여 더욱 높은 시스템 압력이 형성된다.

드로틀 개구(7)의 설계에 따라 고객 요구 사항에 상응하도록 특성 영역이 평편하게 실행될 수 있다. 고객에 의한 특성 영역 요구에 따라 음의 특성 곡선도 야기될 수 있다. 이러한 점은 드로틀 개구(7)의 설계 및 차원화(dimensioning) 등을 통해 달성된다.

엔진의 각 하중 상태에 상응하게 연료 공급모듈의 압력을 조절하기 위한 본 발명에 따르는 방법에 있어서, 압력 조절 밸브의 유동 영역 내 드로틀 개구(7)의 단면 영역이 압력 조절 밸브의 개방 시점에 따라 평평한 특성 곡선 또는 음의 특성 곡선이 발생되도록 개방하는 방법으로 유동 압력(3)에 따라 밸브 요소(10)는 제어된다. 본 발명에 따른 압력 조절 밸브의 제어 작동을 결정하기 위한 또 다른 변수는 예를 들어 피스톤 벽(11)으로부터 스프링 시트(16) 내부 표면의 정지면 까지의 길이일 수 있거나, 또는 조정 부재(10)의 피스톤 헤드와 스프링 시트(16) 사이에 내장된 밸브 스프링(14)의 길이가 될 수도 있다.

스프링 특성 F=f(p), 즉 피스톤 벽(11)의 길이 및 밸브 몸체(4)에 상대적인 커버 요소(15)의 위치 등을 이용하여 각 요구사항에 따라 완전 상이한 스프링 특성이 설정된다. 평편하거나 또는 음의 특성 곡선은 고객 요구 사항에 따라 드로틀 개구(7)의 차원화를 통해 설계되고, 이러한 점은 본 발명에 따른 압력 조절 밸브의 높은 사용 가능성을 허용한다.

본 발명에 따르면, 밸브 요소는 유동 압력에 따라 작동됨으로써, 드로틀 개구의 평편한 특성 곡선 내지 음의 특성 곡선이 달성되고, 압력 조절 밸브가 매우 간단한 방법으로 구성되는 생산 비용이 저렴한 연료 공급용 압력 조절밸브가 제공된다.

Claims (14)

1. 밸브 챔버(21) 및 압력원을 연결하기 위한 유동부(1) 및 설정 가능한 탄성력을 가지는 밸브 스프링(14)에 의해 시트에 장착되는 밸브 요소(10)를 가지며, 밸브 몸체(4) 내에 드로틀 개구(7)가 제공되는 압력 조절밸브에 있어서, 밸브 요소(10)는 엔진의 부하 상태에 상응하게, 귀환 파이프(8)로의 드로틀 개구(7)를 드로틀 개구의 행정 높이(h)에 상응하게 개방하는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
2. 제1항에 있어서, 밸브 스프링(14)의 탄성력 F = f(p)이 유동 압력(3)의 함수로서 역할을 하는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
3. 제1항에 있어서, 조정 가능한 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4) 내에서 작용하는 밸브 요소(10) 사이에 밸브 스프링이 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
4. 제3항에 있어서, 커버 요소(15)는 밸브 몸체(4)에 대해 상대적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
5. 제4항에 있어서, 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4)는 결합 영역(9)에서 나사를 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
6. 제4항에 있어서, 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4) 사이의 결합 영역(9)에 삽입 결합을 위한 다수의 맞물림 위치가 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
7. 제4항에 있어서 커버 요소(15)와 밸브 몸체(4) 사이에 여러 위치에서 맞물림 가능한 클램핑 결합이 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
8. 제1항에 있어서, 드로틀 개구(7)는 홈 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
9. 제1항에 있어서, 드로틀 개구(7)는 구멍으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
10. 제8항 및 9항에 있어서, 드로틀 개구(7)는 서로 인접하여 놓이는 홈 내지 구멍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
11. 제1항에 있어서, 밸브 몸체(4)는 밸브 요소(10)를 용기 형태로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 압력 조절밸브.
12. 압력 조절밸브의 분사 시점에 따라 압력 조절밸브의 특성 곡선이 평편한 특성 곡선으로부터 음의 특성 곡선에 이르기까지 조정되도록, 밸브 요소(10)가 유동 압력(3)에 따라서 압력 조절밸브의 방출 영역 내 드로틀 개구(7)의 단면을 가변적으로 개방하는 행정 높이(h)를 복귀시키는, 엔진의 각각의 부하 상태에 상응하게 연료 공급모듈을 조절하기 위한 방법.
13. 제12항에 있어서, 드로틀개구(7)에서의 교축이 낮게 구성될수록, 엔진의 공회전시 공급량은 압력 조절장치에 의해 더욱 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제12항에 있어서, 드로틀 개구(7)에서의 교축이 더욱 강하게 형성될수록, 엔진의 총 부하시 공급량은 압력 조절장치에 의해 더욱 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.