KR20010022916A - 연료 분사 밸브용 밸브 제어 유니트 - Google Patents

Abstract

연료 분사 밸브용 밸브 제어 유니트(1)는 서로 연결된 두 개의 밸브 제어 챔버(5, 8)를 갖는다. 공급 채널(6)과 연결된 제1 밸브 제어 챔버(5) 내에서 압력을 받아 이동 가능한 밸브 제어 플런저(3)의 단부 부재(13)는 연료 교환을 위한 유동 단면이 제1 밸브 제어 챔버(5)로부터 방출 채널(9)과 연결된 제2 밸브 제어 챔버(8)로 변위 가능하도록 작동 가능하다. 밸브 제어 플런저(3)의 단부 부재(13) 내에 밸브 제어 챔버(5, 8) 사이에 연료 교환을 위한 스로틀 채널(17)이 형성된다. 스로틀 채널(17)의 구성에 의해 밸브 제어 챔버(5, 8) 사이에 관통로의 주변 영역에 밸브 제어 플런저(3) 단부 부재(13)의 기계적 정지가 가능하다. 이런 정지는 단부 부재(13)의 정지 작동에 부정적인 영향을 미치지 않고 제1 밸브 제어 챔버(5)의 부피 증가를 허용한다. 이런 구조적 조치의 결과로써 분사 과정의 종료 후에 밸브 제어 플런저(3)의 상승된 반응 속도가 달성될 수 있다.

Description

연료 분사 밸브용 밸브 제어 유니트{VALVE CONTROL UNIT FOR A FUEL INJECTION VALVE}

이런 유형의 밸브 제어 유니트는 예를 들어 유럽 특허 공개 제0 661 442호에 개시되어 있다.

밸브 제어 유니트는 활주 가능하게 위치된 밸브 제어 플런저의 단부를 압력으로 이동시키는데 제공된다. 밸브 제어 플런저의 다른 단부는 분사 노즐에 영향을 미치고, 이로써 분사 노즐은 분사 개구를 밀봉하거나 또는 분사 개구로부터의 연료가 방출되는 것을 허용한다.

공지된 분사 밸브 유니트에서 밸브 제어 플런저 단부 부재가 압력을 받아 이동되는 것은 공급 채널을 통해 고압력 저장기(공동 레일)와 연결되는 제1 밸브 제어 챔버 내의 압력 비례 변위에 의해 달성된다. 밸브 제어 유니트의 제어시에 제1 밸브 제어 챔버와 관통 연결된 제2 밸브 제어 챔버에 연결된 방출 채널이 개방된다. 이를 통해 제1 밸브 제어 챔버의 압력 및 밸브 제어 플런저로에 대한 유압력이 감소된다. 제1 밸브 제어 챔버는 유익하지 못하게 작은 부피를 갖기 때문에 방출 채널의 개방은 제1 밸브 제어 챔버 내에 빠른 압력 손실을 가져온다. 밸브 제어 플런저가 제1 밸브 제어 챔버로부터 제2 밸브 제어 챔버로의 관통로에서 이 관통로 영역 내에 구성되는 유압 정지부(연료 완충)에 인접하기 때문에, 공지된 밸브 제어 유니트는 특히 이를 위해 제1 밸브 제어 챔버에 작은 부피만을 갖는다. 부피 증가는 유압 정지시에 정지부에 인접한 밸브 제어 플런저의 유익하지 못한 진동을 유발시킬 수도 있다.

밸브 제어 플런저의 단부 부재와 두 개의 제어 챔버 사이의 관통로의 주변 영역 사이에서 연료가 방출될 수 있기 때문에 유압 정지부 영역 내의 간극을 통해 제1 밸브 제어 챔버로부터 제2 밸브 제어 챔버를 통해 방출 채널 내로 연료(디젤)의 방출이 가능하다. 제2 밸브 제어 챔버 내로의 연료 공급은 제2 밸브 제어 챔버 내의 압력 손실과 상응되고 일정 시간의 경과된 후에야 일정값이 설정된다.

밸브 제어 유니트의 새로운 제어에 의해 방출 채널이 다시 폐쇄된다. 밸브 제어 챔버 내에 압력 생성에 의해 밸브 제어 플런저가 분사 개구 방향으로 이동되므로 분사 개구는 다시 폐쇄된다. (방출 채널의 개방시에) 제1 및 제2 밸브 제어 챔버의 급격한 압력 손실로 인해 분사 개구(분사 노즐) 방향으로의 밸브 제어 플런저의 이동은 일정 시간의 경과되어 제1 밸브 제어 챔버 내에 충분한 압력이 다시 형성되면 비로서 달성된다. 이로 인해 분사 과정의 종료시에 분사 개구가 분사 노즐에 의해 고속으로 폐쇄될 수 없으므로 밸브 제어 플런저의 신속한 이동은 불가능하다.

본 발명은 청구항 제1항의 상위 개념에 따른 연료 분사 밸브용 밸브 제어 유니트, 특히 공동 레일(common rail) 분사기에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 따르는 밸브 제어 유니트의 실시예는 도면에 도시되고 설명된다.

도1은 본 발명에 따른 밸브 제어 유니트의 종방향 단면도이다.

도2는 도1에 따른 밸브 제어 유니트용 밸브 제어 플런저를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 연료 분사 밸브용, 특히 공동 레일 밸브 제어 유니트는 분사 과정의 종료를 위한 분사 노즐의 신속한 폐쇄 과정을 위해 특허 청구 범의 제1항의 특징부를 갖는다.

제1 및 제2 밸브 제어 챔버의 유체 연결은 밸브 제어 플런저 단부 부재 내에 형성된 스로틀 채널을 통해 달성된다. 연료는 고압력 저장기(공동 레일)로부터 제1 밸브 제어 챔버를 통해 방출 채널로 유동되고, 공급 채널 및 스로틀 채널은 순차적으로 개방된다. 연료가 밸브 제어 챔버 및 방출 채널 사이에서 확실하게 유동되는 것이 스로틀 채널에 의해 보장된다. 스로틀 채널의 구성은 제1 및 제2 밸브 제어 챔버 사이에 관통로의 주변 영역에서 밸브 제어 플런저 단부 부재의 기계적 정지를 가능하게 한다. 밸브 제어 플런저의 단부 부재는 그곳에서 정지하고 방출 개구를 밀봉하므로 연료는 스로틀 채널을 통해서만 제2 밸브 제어 챔버 및 방출 채널에 도달될 수 있다. 이런 기계적 정지로 인해 제1 밸브 제어 챔버는 밸브 제어 플런저의 진동 작동이 발생됨 없이 큰 부피를 갖게된다. 기술 분야와 비교되어 형성된 이런 부피 증가는 제1 밸브 제어 챔버 내의 압력 저하를 느리게 발생시킨다. 밸브 제어 플런저가 압력을 받아 이동되는 것을 달성시키기 위해 방출 채널의 폐쇄 후에 더작은 제2 밸브 제어 챔버 내에서 압력은 상승되야 한다. 밸브 제어 플런저는 분사 노즐의 작동에 대해 신속히 반응할 수 있다.

본 발명의 대상의 다른 장점 및 유익한 구성은 명세서, 도면 및 청구 범위에서 설명된다.

도1은 도시되지 않은 분사 개구가 폐쇄된 밸브 제어 유니트(1)의 정지 상태의 실시예를 도시한다.

밸브 제어 유니트(1)는 내부에 밸브 제어 플런저(3)가 활주 가능하게 위치된 하우징 몸체(2)를 갖는다. 압력을 받아 이동 가능한 플런저 면의 상부(4)에 제1 밸브 제어 챔버(5)가 형성된다. 공급 스로틀(6) 형태의 공급 채널을 통해 제1 밸브 제어 챔버(5)가 고압력 저장기(공동 레일)와 연결된다. 연료는 관통로(7)를 통해 제2 밸브 제어 챔버(8)로 유동된다. 제2 밸브 제어 챔버(8)는 관통로(7)에 대해 대향하여 놓인 단부 부재에 방출 채널을 향한 방출 스로틀(9) 형태의 연결부를 갖는다. 도1에 도시된 상태에서, 방출 스로틀(9)은 도1에 상세히 도시되지 않은 솔레노이드 밸브의 밸브볼(10)에 의해 폐쇄된다.

밸브볼(10)이 방출 개구(11)를 개방하는 동안 방출 스로틀(9)은 솔레노이드 밸브에 의해 개방되고, 연료는 화살표(12)를 따라 저장 탱크로 유동된다. 제2 밸브 제어 챔버(8) 내의 압력은 감소된다. 파일럿 분사(pilot injection)는 밸브 제어 유니트(1)에 의해 공지된 방법으로 실행된다. 제1 밸브 제어 챔버 내 압력은 변경되어 단부 부재(13)의 전면(14)이 관통로(7)의 주변 영역(16)의 정지면(15)에 접촉되도록 밸브 제어 플런저(3)의 단부 부재가 활주된다. 이때 연료는 추가의 공급 스로틀(17) 형태의 스로틀 채널을 통해 관통될 수 있다. 공급 스로틀(17)은 단부 부재(13)의 외부 주연면(18)으로부터 자체의 전면(14)까지 연장된다. 주변 영역(16)에서 단부 부재(13)의 정지부에도 불구하고 제1 밸브 제어 챔버(5)와 제2 밸브 제어 챔버(8) 사이에 연료 교환은 발생된다. 이때 공급 스로틀(6) 및 추가의 공급 스로틀(17)은 연속적으로 연결된다. 제2 공급 스로틀(17) 내에서의 관통 유동은 공급 스로틀(6) 내에서의 관통 유동보다 작다. 제1 밸브 제어 챔버(5)는 고압력 저장기와 연결되고, 밸브 제어 챔버(5, 8) 사이의 압력 비교는 부피 비율 및 공급 스로틀(6, 17)의 유동 단면에 따라 단지 천천히 달성될 수 있기 때문에 제1 밸브 제어 챔버는 자체 부피 내에서 고압력 저장기에 비교되는 압력을 갖는다.

밸브 제어 유니트(1)에 의한 분사 개구의 폐쇄시에 먼저 방출 개구(11)가 폐쇄된다. 제1 밸브 제어 챔버(5) 내에서 대략의 고압력이 형성되므로 제2 밸브 제어 챔버(8)에서는 고압력으로 충전되고, 이로써 밸브 제어 플런저(3)는 화살표(19) 방향으로 이동된다.

밸브 제어 플런저(3)에 대해 동축의 감소된 외부 직경으로 형성된 자체의 단부 부재(13)에 대한 밸브 제어 플런저(3)의 구성으로 인해 제1 밸브 제어 챔버(5)의 자유 부피는 더 넓게 확대된다. 밸브 제어 챔버(5)의 부피 증가는 기계적인 정지부와 공동으로 방출 개구(11)의 개방시에 제1 밸브 제어 챔버(5) 내에서 느린 압력 손실을 지원한다. 이는 밸브 제어 플런저(3) 또는 도시되지 않은 분사 노즐의 높은 폐쇄 속도에 긍정적인 영향을 미친다.

도2에는 밸브 제어 플런저(3)의 단부 부재(20)의 다른 구성이 도시된다. 단부 부재(20)는 밸브 제어 플런저(3)의 종방향 축에 대해 횡으로 연장되는 추가의 공급 스로틀(22)과 연결되는 T-형상의 공급 스로틀(21)을 갖는다. 공급 스로틀(21, 22)로의 연료 유입에 의해 연료는 제1 밸브 제어 챔버(5)로부터 제2 밸브 제어 챔버로 도달될 수 있다.

Claims (7)

1. 서로 연결된 두 개의 밸브 제어 챔버(5, 8)중 연료 공급 채널(6)과 연결된 제1 밸브 제어 챔버(5)가 압력을 받아 이동 가능한 밸브 제어 플런저(3)의 단부 부재(13)를 연료 교환을 위한 유동 단면이 제1 밸브 제어 챔버(5)로부터 방출 채널(9)과 연결된 제2 밸브 제어 챔버(8)로 변위 가능하도록 작동시키는 연료 분사 밸브용 밸브 제어 유니트에 있어서,

   밸브 제어 플런저(3)의 단부 부재(13; 20) 내에 밸브 제어 챔버(5, 8) 사이에 연료 교환을 위한 스로틀 채널(17; 21, 22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.
2. 제1항에 있어서, 스로틀 채널(17; 21, 22)이 공급 채널(6)에 비해 감소된 유동 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스로틀 채널(17; 21, 22)이 밸브 제어 플런저(3)의 종방향 축에 대해 횡으로 배치되고, 밸브 제어 플런저(3) 단부 부재(13)의 외부 주연면(18)으로부터 밸브 제어 플런저(3) 단부 부재(13)의 전면(14)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스로틀 채널이 밸브 제어 플런저(3) 단부 부재(20) 내에서 밸브 제어 플런저(3)의 종방향 축에 대해 횡으로 연장되는 제1 채널 단면(21) 및 제1 채널 단면(21)과 관통 연결되는 제2 채널 단면(22)에 의해 형성되고 밸브 제어 플런저(3)의 종방향 축의 방향으로 밸브 제어 플런저(3) 단부 부재(20)의 전면(23)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 밸브 제어 챔버(5)를 향한 관통로(7)를 한정하는 주변 영역(16)이 밸브 제어 플런저(3) 단부 부재(13; 20)의 대향면을 위한 정지면(15)을 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.
6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 제어 플런저(3)가 자체의 단부 부재(13; 20)로 점차 축소되는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.
7. 제6항에 있어서, 밸브 제어 플런저(3) 전이부의 계단식 축소는 밸브 제어 플런저(3)에 비해 감소된 외부 직경을 갖는 밸브 제어 플런저(3)에 대해 동축의 장방형 단부 단면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸브 제어 유니트.