KR20010040523A - 전자기 작동식 밸브 - Google Patents

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KR20010040523A
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미카엘 호르벨트
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

전자기 작동식 밸브(1)는 코어(5), 자화 코일(8) 및 재조정 스프링(27) 방향으로 리프트 방향으로 상기 자화 코일(8)을 통해 변위되는 아마추어(11) 및 밸브 니들(13)을 갖는다. 이 밸브 니들(13)은 고정형 밸브 시트와 함께 동작하는 밸브 폐쇄체뿐만 아니라 아마추어와도 고정 연결되고 가동형 밸브 부재를 형성한다. 상기 밸브 니들(13)에 상기 아마추어(11)와 밸브 폐쇄체 사이에 보조 몸체(30)가 배열되고, 이것은 밸브 니들(13)에 대해 상대적으로 이동한다. 이 밸브 니들(13)은, 에너지 전달을 통해 리프트 방향으로 보조 몸체(30)가 이동할 때 밸브 니들(13)이 동일한 방향으로 가속될 수 있고 밸브가 신속하게 개방될 수 있도록, 드라이빙 수단을 갖는다.

Description

전자기 작동식 밸브{electromagnetically actuated valve}
연료 분사 밸브의 형태인 전자기 작동식 밸브는 이미 공지되어 있으며, 이 경우 마그네틱 아마추어는 밸브 시트 영역에서 밸브 니들과 연결된 밸브 폐쇄체의 반동 거동(rebound behavior)을 억제하기 위해 그리고 밸브 니들쪽으로 상대적으로 운동하여 밸브의 원하지 않는 개방을 피하기 위해 이 밸브 니들에 배열되어 있다.
독일 공개 공보 제 33 14 899 호에도 전자기적으로 동작되는 연료 분사 밸브가 공지되어 있으며, 이 경우 전자기적 동작을 위해 마그네틱 아마추어는 전기 여자되는 자화 코일과 함께 동작하고 마그네틱 아마추어의 리프트(lift)가 밸브 니들에 의해 밸브 폐쇄체에 전달된다. 밀봉 밸브(sealing valve)의 형성을 위해 상기 밸브 폐쇄체는 밸브 시트와 함께 동작한다. 상기 마그네틱 아마추어는 밸브 니들에 단단하게 고정되는 것이 아니라 오히려 밸브 니들에 대해 상대적으로 축방향으로 이동할 수 있게 배열되어 있다. 제 1 재조정 스프링은 밸브 니들을 폐쇄 방향으로 이동시키므로 자화 코일의 전류없이 여자되지 않은 상태에서 폐쇄된다. 이 마그네틱 아마추어는 제 2 재조정 스프링을 이용해 리프트 방향으로 이동되므로, 이 마그네틱 아마추어는 정지 위치에서 밸브 니들에 제공된 제 1 정지부에 접하게 된다. 상기 자화 코일의 여자 시에 상기 마그네틱 아마추어는 리프트 방향으로 당겨지고 제 1 정지부에 의해 밸브 니들을 이동시킨다. 상기 자화 코일을 여자시키는 전류의 컷오프 시에 이 밸브 니들은 제 1 재조정 스프링을 이용해 폐쇄 위치로 가속되고(accelerate) 전술한 정지부에 의해 아마추어를 유도한다. 이 밸브 폐쇄체가 밸브 시트와 마주치면, 이 밸브 니들의 폐쇄 운동이 갑자기 종료된다. 상기 밸브 니들과 고정 연결되지 않은 마그네틱 아마추어의 운동이 리프트 방향 반대쪽으로 계속되어 제 2 재조정 스프링에 의해 모아지는, 즉 마그네틱 아마추어가 제 1의 재조정 스프링에 비해 훨씬 더 적은 탄성력을 가지는 제 2 재조정 스프링 쪽으로 진동한다. 이 제 2 재조정 스프링은 마그네틱 아마추어를 다시 리프트 방향으로 가속시킨다. 이 마그네틱 아마추어가 밸브 니들의 정지부와 마주치면, 이는 밸브 니들과 연결된 밸브 폐쇄체가 밸브 시트로부터 짧은 시간 동안 떨어지게 되어 밸브를 짧은 시간 동안 개방시킨다.
그 외에도 독일 공개 공보 제 33 14 899 호에도 연료 분사 밸브가 개시되어 있으며, 이 밸브는 상기 밸브 니들과 고정 연결된 아마추어와 가동형 보조 질량체(additional mass)를 갖는다. 이 밸브에서 2개의 재조정 스프링이 제공되고 더 정확하게는 제 1 재조정 스프링은 아마추어를 가지는 밸브 니들을 위한 코일 스프링으로서 그리고 제 2 재조정 스프링은 보조 질량체를 위한 디스크 스프링으로서 제공된다. 이 보조 질량체는 밸브가 닫혀진 상태에서 하우징에 고정된 밸브 몸체에 위치하므로, 밸브 니들의 정지판(stopping plate)과 보조 질량체 사이에 밸브가 닫힌 경우 간격이 남는다. 상기 여자 전류의 스위칭 온 후에 아마추어와 그것과 고정 연결된 밸브 니들이 코일 스프링의 힘 방향으로 당겨진다. 상기 밸브 니들 경로를 지나간 후 상기 밸브 니들의 정지판은 상기 보조 질량체와 부딪치고, 이 경우 코일 스프링의 탄성력은 디스크 스프링의 탄성력에 부가된다. 이 당김 운동의 종료 쯤에 상기 아마추어는 자극과 부딪치고 뒤로 튕긴다. 이 보조 질량체는 디스크 스프링의 힘 방향으로 운동을 계속하므로, 이 아마추어는 언로드되고 반동을 제동(brake)하기 위해 더 높은 잉여 자력이 이용된다. 자석의 컷오프 후에 상기 아마추어 또는 밸브 니들은 양 스프링의 공동의 힘을 통해 복귀된다.
미국 특허 제 5,299,776호에도 반동 감소와 관련하여, 마그네틱 아마추어를 밸브 니들에 고정 연결하는 것이 아니라 밸브 니들에서 일정한 축방향 운동을 마그네틱 아마추어에서 가능하게 하는 것이 공지되어 있다. 그러나 연료 분사 밸브의 정지 위치에서 마그네틱 아마추어의 축방향 위치는 그런 구성에서는 정해지지 않으므로 이 공보에 공지된 밸브에서 여자 전류의 스위치 온 시에 반응 시간이 정해지지 않는다.
밸브 시트에서 밸브 니들의 반동을 줄이거나 회피하기 위해 밸브 니들에서 축방향으로 운동할 수 있는 마그네틱 아마추어를 가지는 그런 전자기 작동될 수 있는 밸브와 무관하게 충분히 전자기 작동될 수 있는 밸브가 예를 들어 연료 분사 밸브의 형태로 공지되어 있으며, 이 경우 상기 마그네틱 아마추어, 밸브 니들과 밸브 폐쇄체는 축방향으로 동작되는 단단한 밸브 부재를 형성한다. 그러한 종래의, 차량에서 연료 분사를 위해 사용되는 밸브에서 중요한 과제들 중 어느 하나가 가능한 한 빠르게 (0.2 내지 1ms의 범위에서) 상기 밸브 부재를 밸브 폐쇄 위치에서 밸브 시트에 인접해 있는 정지 위치로부터 가속하는데 있다. 이를 위해 제어 단계에서 매우 높은 에너지 펄스가 제공되고, 이 펄스는 짧은 시간 동안 120V에서 10A 이상의 매우 큰 부스터 전류를 밸브 니들의 분리를 위해 필요로 한다. 이 큰 부스터 전류는 또 전기적인 특별한 조치(복잡한 전자 회로)를 이용해서만 오늘날 공지된 밸브에서도 얻어질 수 있다. 이런 조치가 풍부하면 할 수록, 연료 역압이 (예를 들어 가솔린 직접 분사에서) 커진다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따른 전자기 작동식 밸브에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 도면에 간단하게 도시되어 있으며 하기의 상세한 설명에서 상술된다.
도 1은 종래 기술에 따른 연료 분사 밸브로서의 전자기 작동식 밸브,
도 2는 본 발명에 따른 보조 엘리먼트의 제 1 실시예,
도 3은 본 발명에 따른 보조 엘리먼트의 제 2 실시예,
도 4는 본 발명에 따른 보조 엘리먼트의 제 3 실시예,
도 5는 본 발명에 따른 보조 엘리먼트의 제 4 실시예,
도 6은 도 1에 도시된 바와 같이 밸브의 제어를 위한 전류-시간-다이어그램,
도 7은 도 6에 따른 전류-시간-다이어그램에 상응하는 니들 리프트를 보여주는 변위-시간-다이어그램,
도 8은 본 발명에 따른 밸브에 있어서 니들 리프트를 보여주는 변위-시간-다이어그램.
상기 독립항의 특징을 가지는 본 발명에 따른 전자기 작동식 밸브의 장점은 밸브 니들의 분리와 밸브의 개방이 적어도 동시에 또는 0.2ms보다 더 빠르게 이루어지고 이를 위해 부스터 전류에서 높은 피크 전류가 불필요하다는 것이다. 가동형 보조 몸체를 이용해 밸브 니들에서 기계적인 충격(mechnical pulse)을 제공함으로써 구조적으로 매우 간단한 시스템이 제공되고, 이에 대해 여자를 위해 전제부의 밸브에 있어서 종래의 전자기 시스템에 대해 확실히 더 간단한 전자 회로가 필요하게 된다.
종속항의 특징을 통해 독립항에 제공된 전자기 작동식 밸브의 유리한 다른 구성 및 개선이 가능해진다.
그 외에도 다른 장점들은 실시예의 하기 설명에서 파악된다.
간략하게 도시된 도 2 내지 도 5를 이용해 본 발명에 따른 전자기 작동식 밸브의 다수의 실시예를 설명하기 전에, 본 발명의 이해를 높이기 위해 먼저 도 1을 이용해 이미 공지된 전자기 작동식 밸브가 본질적인 요소와 관련하여 간단하게 설명된다.
도면 부호 1로 표시된 밸브는 연료 유입 연결부(2)를 가지며, 이것은 종래와 같이 나사를 이용해 연료선 또는 연료 분배기와 연결된다. 이 밸브(1)는 혼합기를 압축하여 점화 제어하는 내연 기관의 연료 분사 장치에 사용되는 분사 밸브이며, 이 경우 도 1에 예시적으로 도시된 밸브(1)는 특히 여기에 도시되지 않은 내연 기관의 연소실에 연료를 직접 분사하는데 적합하다. 이 연료는 연료 필터(3)에 의해 코어(5) 안에 형성된 종방향 보어(6)에 도달한다. 이 코어(5)는 수나사 영역(7)을 가지며, 이 영역은 연료 유입 연결부(2)와 나사 결합된다.
상기 코어(5)에서 그의 하류측 단부(10)는 자화 코일(8)에 의해 부분적으로 에워싸여 있으며, 이 자화 코일은 코일 지지체(9)에 감겨 있다. 상기 코어(5)의 단부(10)의 하류 측에 약간의 갭을 통해 단부(10)에 대해 일정한 거리를 가지는 아마추어(11)가 위치한다. 이 아마추어(11)는 연료의 관류를 위한 보어(12)를 갖는다. 밸브 니들(13)에서 상기 아마추어(11)는 예를 들어 용접을 통해 고정 연결된다. 상기 아마추어(11)에 마주하는 단부에서 상기 밸브 니들(13)은 밸브 폐쇄체(14)를 가지며, 이 밸브 폐쇄체는 밸브 시트 지지체(16)에 형성된 밸브 시트(15)와 함께 동작된다. 이 밸브 시트 지지체(16)는 도 1에 도시된 예에서 하우징 몸체(17) 안에 삽입되고 밀봉 링(18)을 이용해 밀폐된다.
상기 하우징 몸체(17)는 나사를 이용해 여기에 도시되지 않은 내연 기관의 실린더에 고정 연결된다. 상기 밸브(1)를 개방할 때 연료는 상기 밸브 시트 지지체(16)에서 하류측 단부에 형성된 하나 이상의 분사구(20)에 의해 여기에 도시되지 않은 연소실 안으로 분사된다. 상기 연료의 분배 및 공급을 개선하기 위해 예를 들어 둘레에 제공된 다수의 와류 홈(21)이 밸브 폐쇄체(14)에 이용된다. 실린더 헤드의 보어 안에서 밸브 시트 지지체(16)를 밀폐하기 위해 둘레에 제공된 패킹(22)이 이용된다. 이 밸브 니들(13)은 밸브 시트 지지체(16)의 종방향 개구(23) 안에서 안내면(24)을 이용해 유도된다. 상기 안내면(24)들 사이에 평탄부(25)가 위치하여, 연료가 장애없이 관류할 수 있다.
상기 밸브(1)를 개방하기 위해, 상기 자화 코일(8)은 여자 전류를 통해 여자되고, 이 경우 이 여자 전류는 전기 접속 케이블(26)에 의해 공급된다. 하기의 상세한 설명에서, 특히 도 6과 도 7을 이용해, 전기 여자에 대해 상술된다. 밸브(1)가 정지 상태인 경우, 아마추어(11)는 재조정 스프링(27)에 의해 리프트 반대 방향으로 변위되므로, 상기 밸브 폐쇄체(14)가 상기 밸브 시트(15)에 기밀하게 밀착된다. 상기 자화 코일(8)의 여자 시에 상기 아마추어(11)는 리프트 방향으로 코어(5)쪽으로 당겨지고, 이 경우 상기 리프트는 코어(5)와 아마추어(11) 사이에 형성된 갭을 통해 제공된다. 상기 아마추어(11)와 고정 연결된 밸브 니들(13)과 밸브 폐쇄체(14)는 축방향으로 가동되는 밸브 부재로서 함께 리프트 방향으로 구동되므로, 이 밸브 폐쇄체(14)는 분사구(20)을 릴리즈시킨다. 여자 전류의 컷오프 시에 상기 밸브 부재(11, 13, 14)는 재조정 스프링(27)을 통해 폐쇄 방향으로 리프트 반대 방향으로 밸브 시트(15)를 누른다.
도 2 내지 도 5에는 본 발명에 따른 밸브의 다수의 실시예들이 도시되어 있으며, 이 경우 밸브의 개폐를 위해 축방향으로 가동되는 밸브 니들을 가지는 전자기(electromagnetic) 회로의 영역이 부분도로만 도시되어 있다. 이 때 모든 실시예에 공통적인 것은 상기 밸브 니들(13)과 고정 연결된 아마추어(11)와 상기 밸브 니들(13)에서 하류측 단부를 형성하는 밸브 폐쇄체(14) 사이에 밸브 니들(13)에 보조 몸체(30)가 배열되고, 이것은 이제 설명하려는 조치를 통해 작은 축방향 영역에 의해 밸브 니들에 상대적으로 운동할 수 있다. 이 때 밸브 니들(13)에서의 상기 보조 몸체(30)는 2개의 중요한 기능을 충족시키며, 한 편으로는 밸브 시트(15)로부터 밸브 니들(13)의 분리 및 밸브의 개방이 가속되고 다른 한편으로는 이런 분리에 필요한 높은 부스터 전류(도 6)가 회피된다. 그 결과, 이 밸브의 동적 거동(dynamic behavior)이 확실히 개선되고 복잡한 전자 회로장치가 생략될 수 있다.
도 2 내지 도 5에 도시된 보조 몸체(30)는 유사한 구조를 가지며, 예를 들어 반경 방향으로 연장해 있고 환형의 안내 영역(32) 역시 그 구조에 속한다. 그러나 여기에 도시된 예에서 변형된 실시예의 보조 몸체(30) 역시 이용될 수 있다. 보조 몸체(30)의 각각의 정지 영역(31)은 밸브 니들(13)의 드라이빙 수단(34)과 함께 동작한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 예에서 상기 드라이빙 수단(34)은 홈과 유사한 노치(35)의 일부이다. 이들 경우에서 상기 드라이빙 수단(34)은 상기 아마추어 (11)에 근접해 있는 노치(35)의 상측 인접면이 된다. 도 5에서 밸브 니들(13)이 부분적으로 도시되어 있으며, 이것은 상기 노치(35) 대신에 반경 방향으로 돌출해 있는 칼라(36)를 가지며, 이 경우에 상기 밸브 폐쇄체(14)에 인접한 하측 정면은 드라이빙 수단(34)을 형성한다.
여자되지 않은 상태에서 상기 보조 몸체(30)는 정지 수단(37) 위에 놓이고, 더 정확히 말해서 도 2 내지 도 4의 실시예에서 상기 아마추어(11)에서 떨어져 있는 노치(35)의 하측 인접면에 그리고 도 5의 예에서는 예를 들어 밸브 시트 지지체(16)의 일부인 하우징에 고정된 정면에 배열된다. 방금 언급한 구성에 대한 대안으로서 여기에 도시되지 않은 제 2 칼라 역시 밸브 니들(13)에 제공될 수 있으며, 이것은 정지 수단(37)으로서 상기 아마추어(11)를 향한 상측 정면과 함께 하우징쪽 정면을 대체하므로, 상기 보조 몸체(30)의 운동 영역은 2개의 칼라(36) 사이에 고정될 수 있을 것이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 보조 몸체(30)는 컵 형상을 가지며, 이 경우 상기 정지 영역(31)은 각각 바닥 영역을 가지며 안내 영역(32)은 각각 케이싱 영역을 형성한다. 이 안내 영역(32)은 보조 몸체(30)의 축방향 운동 동안 보조 몸체(30)의 안내에 이용되고, 이 경우 이 안내는 밸브 니들(13)의 외주에서 이루어지거나 또는 종방향 개구(23)의 벽을 따라서 이루어진다. 이 안내 영역(32)은 정지 영역(31)에서 시작하여 아마추어(11) 방향으로(도 2, 도 4 및 도 5) 또는 밸브 폐쇄체(14) 방향으로 (도 3) 연장해 있다. 도 4에 도시된 것처럼, 상기 정지 영역(31)은 상기 안내 영역(32)의 벽 두께보다 훨씬 더 큰 두께를 갖는다. 상기 드라이빙 수단(34)과 정지 수단(37) 사이의 축방향 간격은 각각의 경우에서 상기 수단들(34와 37) 사이에서 정지 영역(31)의 형태인 보조 몸체(30)의 축방향 연장부보다 약간 더 크므로, 이미 언급한 축방향 운동을 실시할 수 있다. 보조 몸체(30)의 정지 위치에 생기는 갭은 a로 표시되어 있다. 이 정지 영역(31) 또는 드라이빙 수단(34)은 예를 들어 마모를 피하기 위해 코팅되어 있다.
도 6의 전류-시간-다이어그램을 이용해 어떻게 밸브를, 특히 도 1에 도시된 연료 분사 밸브를 개방하는 여자가 내연 기관의 연소실 안에 직접 가솔린을 분사하기 위해 종래와 같이 이루어지는지가 간단하게 설명된다. 상기 밸브는 예를 들어 제어 장치와 연결된 최종단 스위칭 장치(end stage switching device)에 의해 이루어지고, 상기 제어 장치는 고가(高價)이지만 복잡한 파워 일렉트로닉스를 이용한다. 그러한 최종단은 4개의 분사 밸브를 제어할 수 있게 설계되어 있으며, 이 경우 상기 밸브 전류는 클록 전류 제어(clocked current control)에 의해 조정된다. 짧은 예비 여자 시간(TV) 후에 실제 개방 시간이 오고, 이 경우 동작 시간(operating time)(tA)과 유지 시간(holding time)(tH)으로 구분된다. 이들 시간에서는 동작 전류와 유지 전류 레벨(holding current level)이 주가 된다.
동작 전류 레벨의 상승으로 밸브의 개방 시간이 단축된다. 부가적으로 상기 최종단 스위칭 장치 내에 부스터 콘덴서가 약 120V의 전압에서 충전된다. 전자기 작동식 밸브에 의해 이 부스터 콘덴서의 방전은 가파른 전류 상승(약 13A까지)을 초래하므로, 최대 자력은 빠르게 형성되고 밸브는 그에 상응하게 빠르게 개방된다. 이 밸브가 완전히 개방된 후, 즉 동작 단계는 약 10A의 밸브 전류(valve current)로 끝난 후, 상기 밸브 전류는 전류 제어를 이용해 더 낮은 유지 전류 레벨의 약 3A로 떨어진다. 분사가 이루어진 후, 후충전 단계(after-charging phase)가 이어진다. 이 단계 내에서, 그 다음 분사 과정에서 최종단을 준비하기 위해, 부스터 콘덴서가 후충전된다.
도 2 내지 도 5에 따른 밸브의 본 발명에 따른 구성으로, 밸브에서 신속한 개방 또는 매우 양호한 동적 거동의 동일한 긍정적 효과가 달성되고, 이 경우 밸브 시트(15)로부터 밸브 니들(13)의 분리를 위한 높은 부스터 전류 및 적어도 부분적으로 파워 일렉트로닉스가 생략될 수 있다는 점이 유리하다. 전반적으로, 전자 제어가 간단해진다. 본 발명에 따른 밸브에서 밸브 니들(13)의 분리가 기계식 충격을 통해 발생된다. 전자계(electromagnetic field)에서 또는 그의 일부에서 적당한 질량(mass)를 가지는 상기 보조 몸체(30)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 상기 밸브 니들(13)에 설치된다. 이 보조 봄체(30)는 이미 여자에 필요한 동작 전류(TA)의 선택가능한 부분값에서 밸브 니들(13)을 떼기위해 가속된다. 이는 예를 들어 여기에 도시되지 않은 제 2의 재조정 스프링의 탄성력쪽으로 이루어지고, 이 경우 상기 재조정 스프링은 상기 보조 몸체(30)를 뗀 후마다 예를 들어 언제나 정지 위치로 가져온다. 자계의 크기, 보조 몸체(30)의 질량 및 갭(a)의 크기에 의해 얼마나 많은 에너지를 상기 보조 몸체(30)가 드라이빙 수단(34)에 정지할 때 밸브 니들에 공급하는지가 조정된다. 상기 밸브 니들(13)의 드라이빙 수단(34)에서 보조 몸체(30)가 타격 형태의 충돌을 통해 상기 밸브 니들(13)은 상당한 충격을 받게되므로, 자계에서 발생된 아마추어(11)에 대한 인장력에 부가하여 상기 밸브 니들(13)의 단기간의 강한 가속 및 밸브의 신속한 개방이 달성된다.
도 7과 도 8의 변위-시간-다이어그램에서 예를 들어 니들 리프트의 곡선이 도시되어 있으며, 이 경우 도 7은 도 1에 따른 종래 밸브에 대한 도 6에 따른 제어에 상응하는 그래프이고 도 8은 본 발명의 밸브의 그래프이다. 이들 다이어그램으로 본 발명에 따른 장치로 높은 부스터 전류 없이 적어도 동일한 동작 시간(tA)이 얻어지거나 심지어는 도시된 바처럼 더 작은 동작 시간(tA)이 얻어진다. 상기 밸브 니들(13)에 보조 몸체(30)가 정지하고, 밸브 니들(13)이 분리된 후 그래프의 가파른 상승이 특히 확실하다. 이와 같이 0.2ms보다 작은 동작 시간(tA)이 실현될 수 있다.

Claims (9)

  1. 코어(5), 자화 코일(8), 고정형 밸브 시트(15)와 함께 동작하는 밸브 폐쇄체(14)를 동작시키고 재조정 스프링(27) 방향으로 리프트 방향으로 변위되는 아마추어(11), 상기 아마추어(11)뿐만 아니라 밸브 폐쇄체(14)와도 고정 연결되고 가동형 밸브 부재를 형성하는 밸브 니들(13), 상기 밸브 니들(13)에 대해 상대적으로 운동가능하고 아마추어(11)와 밸브 폐쇄체(14) 사이에 밸브 니들(13)에 배열된 보조 몸체(30)를 구비한 전자기 작동식 밸브에 있어서,
    상기 보조 몸체(30)가 리프트 방향으로 이동할 때 에너지 전달을 통해 밸브 니들(13)이 동일한 방향으로 가속될 수 있도록, 밸브 니들이 설계되고 보조 몸체(30)가 배열되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 몸체(30)가 정지 영역(31)을 가지며, 상기 정지 영역을 이용해 밸브 니들(13)로의 에너지 전달이 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 니들(13)은 드라이빙 수단(34)을 가지며, 상기 보조 몸체(30)의 정지 영역(31)이 상기 드라이빙 수단에 정지할 때 밸브 니들(13)이 드라이빙될 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 보조 몸체(30)는 컵 형상이며 정지 영역(31) 옆에서 안내 영역을 하나 더 가지는 것을 특징으로 하는 밸브.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 드라이빙 수단(34)은 밸브 니들(13)에 제공된 노치(35)에 있고 상기 아마추어(11)에 인접한 경계면인 것을 특징으로 하는 밸브.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 드라이빙 수단(34)은 상기 밸브 니들(13)에 제공된 칼라(36)에 있고 아마추어(11)에 이격된 정면인 것을 특징으로 하는 밸브.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 아마추어(11)로부터 떨어져 있는 노치(35)의 경계면이 정지 수단을 형성하고, 밸브가 닫힐 때 보조 몸체(30)가 정지 수단에 접하는 것을 특징으로 하는 밸브.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 또 하나의 재조정 스프링이 제공되어 이 재조정 스프링을 통해 상기 보조 몸체(30)가 정지 수단(37)을 가압하는 것을 특징으로 하는 밸브.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브는 내연 기관의 연소실에 연료를 직접 분사하기 위한 연료 분사 밸브로서 실현되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10039080A1 (de) 2000-08-10 2002-02-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffeinspritzventils
DE10043085A1 (de) 2000-09-01 2002-03-14 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
JP3734702B2 (ja) * 2000-10-17 2006-01-11 株式会社日立製作所 電磁式燃料噴射弁
DE10108974A1 (de) * 2001-02-24 2002-09-05 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10332812B4 (de) * 2003-07-18 2014-05-15 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE10345967B4 (de) * 2003-10-02 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
US20070007363A1 (en) * 2005-07-04 2007-01-11 Hitachi, Ltd. Fuel injection valve
ATE406517T1 (de) * 2005-12-23 2008-09-15 Delphi Tech Inc Kraftstoffinjektor
DE102006002893B3 (de) * 2006-01-20 2007-07-26 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils
US20100154750A1 (en) * 2006-07-17 2010-06-24 Axel Storch Method For Injecting Fuel With The Aid Of A Fuel-Injection System
US8074625B2 (en) * 2008-01-07 2011-12-13 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector actuator assemblies and associated methods of use and manufacture
US9198301B2 (en) 2008-09-18 2015-11-24 Advanced Powertrain Engineering, Llc Printed circuit assembly for a solenoid module for an automatic transmission
EP2211046B1 (en) * 2008-12-29 2011-03-02 C.R.F. Società Consortile per Azioni Fuel injection system with high repeatability and stability of operation for an internal-combustion engine
DE202008017033U1 (de) * 2008-12-30 2010-05-12 Eto Magnetic Gmbh Elektromagnetische Stellvorrichtung
CA2717752C (en) 2009-10-15 2018-01-23 Advanced Powertrain Engineering, Llc Method of rebuilding solenoids for automatic transmissions
US8528519B2 (en) 2010-10-27 2013-09-10 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture
JP5537472B2 (ja) 2011-03-10 2014-07-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置
JP5724661B2 (ja) * 2011-06-15 2015-05-27 株式会社デンソー 高圧ポンプおよびその制御方法
CN103890370B (zh) * 2011-10-26 2016-08-24 大陆汽车有限公司 用于喷射阀的阀组件和喷射阀
DE102011086957A1 (de) * 2011-11-23 2013-05-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ansteuerung eines Magnetventils, sowie Computerprogramm und Steuer- und/oder Regeleinrichtung
JP5939667B2 (ja) * 2012-02-24 2016-06-22 株式会社ケーヒン 電磁式燃料噴射弁
DE102012210415A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-24 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil
US9309846B2 (en) 2012-11-12 2016-04-12 Mcalister Technologies, Llc Motion modifiers for fuel injection systems
US20140131466A1 (en) 2012-11-12 2014-05-15 Advanced Green Innovations, LLC Hydraulic displacement amplifiers for fuel injectors
US9970533B2 (en) 2013-11-27 2018-05-15 Advanced Powertrain Engineering, Llc Solenoid rebuilding method for automatic transmissions
EP2896813B1 (en) * 2014-01-17 2018-01-10 Continental Automotive GmbH Fuel injection valve for an internal combustion engine
DE102015215537A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen eines Fluids
JP6275902B2 (ja) * 2017-05-22 2018-02-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置
US11603815B1 (en) 2021-11-04 2023-03-14 Standard Motor Products, Inc. Modular armature-needle assembly for fuel injectors
CN115193611B (zh) * 2022-09-02 2023-07-25 江西奥普照明有限公司 一种led自动化喷涂生产线

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3871615A (en) * 1974-02-19 1975-03-18 Deltrol Corp Solenoid operated wedge gate valve
DE3120060A1 (de) * 1981-05-20 1982-12-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen
DE3314899A1 (de) 1983-04-25 1984-10-25 Mesenich, Gerhard, Dipl.-Ing., 4630 Bochum Federanordnung mit zusatzmasse zur verbesserung des dynamischen verhaltens von elektromagnetsystemen
JPS59201966A (ja) 1983-04-28 1984-11-15 Aisan Ind Co Ltd 電磁燃料噴射器
DE3408012A1 (de) 1984-03-05 1985-09-05 Gerhard Dipl.-Ing. Warren Mich. Mesenich Elektromagnetisches einspritzventil
JP2997751B2 (ja) * 1990-10-31 2000-01-11 ヤマハ発動機株式会社 電磁弁装置
US5299776A (en) 1993-03-26 1994-04-05 Siemens Automotive L.P. Impact dampened armature and needle valve assembly
US5984210A (en) * 1997-11-04 1999-11-16 Caterpillar Inc. Fuel injector utilizing a solenoid having complementarily-shaped dual armatures

Also Published As

Publication number Publication date
EP1068440B1 (de) 2003-10-29
DE59907548D1 (de) 2003-12-04
US6450424B1 (en) 2002-09-17
CZ293866B6 (cs) 2004-08-18
CZ20002743A3 (en) 2001-05-16
WO2000032925A1 (de) 2000-06-08
JP2002531750A (ja) 2002-09-24
EP1068440A1 (de) 2001-01-17
DE19855547A1 (de) 2000-06-08

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