KR20010050533A - 내연기관의 연료 공급 압력을 조절하기 위한 개량솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

솔레노이드 밸브(5)는 연료 공급 도관(7), 및 전자석(14)에 의해 제어되고 도관(7)에 있는 원추형 시트(13)와 상호작용하는 볼(12) 형태의 셔터를 갖는다. 도관은 연료 압력을 과도하게 저하시키지 않고 시트(13)와 셔터(12) 사이에 먼지 입자가 들어가는 것을 방지하기 위한 연료 필터(18, 19)를 포함한다. 필터(18, 19)는 약 0.1㎜의 직경을 가지며 레이저 기술을 이용하여 형성되는 다수의 구멍(19)을 갖는 금속판(18)에 의해 한정되고, 금속판(18)은 시트(13)로부터 도관(17)의 반대쪽 단부(21)에 끼워 맞춰진다.

Description

내연기관의 연료 공급 압력을 조절하기 위한 개량 솔레노이드 밸브{Improved solenoid valve for regulating the fuel supply pressure of an internal combustion engine}

본 발명은 내연기관의 연료 공급 압력을 조절하기 위한 개량 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

현재의 엔진 연료 공급 시스템에서, 고압 펌프는 다양한 엔진 실린더 인젝터를 제공하는 디스트리뷰터 또는 소위 "공동 레일"에 연료를 공급하고, 디스트리뷰터에서의 연료 압력은 보통은 고압 펌프에 의해 공급된 잉여 연료를 다시 탱크로 배출하도록 압력 센서에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브를 이용하여 제어되고 일정하게 유지된다. 솔레노이드 밸브는 고압 펌프의 송출 도관(delivery conduit)과 연통하는 공급 도관과, 전자석에 의해 제어되고 공급 도관 내의 시트와 상호작용하는 셔터를 포함한다.

라디알 피스톤 펌프와 결합된 공지된 연료 조절 솔레노이드 밸브에서, 셔터는 전자석 아마츄어의 스템 단부에 의해 제어되는 볼에 의해 한정되고, 볼은 공급 도관의 일단부에 있는 원추형 실링 시트와 상호작용한다.

볼과 원추형 실링 시트 사이의 먼지, 예를 들면 금속 입자 때문에 상기 솔레노이드 밸브는 압력 저하로 이어지는 실링 문제를 야기하고 결국 공급 시스템을 오작동시키게 된다. 그리고 이에 관여하는 매우 높은 작동 압력, 예를 들면 약 1400 bar 정도의 압력 때문에 공급 도관 내부에 삽입된 보통의 여과 수단도 공급 도관 내의 압력을 저하시키게 한다.

공지된 솔레노이드 밸브와 전형적으로 연관된 전술한 단점을 없애기 위한 매우 간단하고 믿을 수 있는 압력 조절 솔레노이드 밸브를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

도1은 본 발명에 따른 연료 압력 조절 솔레노이드 밸브의 부분단면도이고,

도2는 도1의 확대상세도이다.

본 발명에 따라서 연료 공급 도관, 및 전자석에 의해 제어되고 상기 도관에 위치한 시트와 상호작용하는 셔터를 포함하는 솔레노이드 밸브가 제공된다. 본 솔레노이드 밸브는, 연료 압력을 과도하게 감소시키지 않으면서도 먼지 입자가 상기 시트와 상기 셔터 사이에 들어가는 것을 방지하기 위하여 상기 도관에 수용된 연료 여과 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히 시트가 원추형이고 상기 도관의 일단부에 위치하고, 셔터가 상기 원추형 시트와 상호작용하는 볼을 포함하는 솔레노이드 밸브에서, 상기 여과 수단은 다수의 구멍을 가지며 공급 도관의 타단부에 고정되는 금속판을 포함한다.

본 발명의 바람직한 일실시예는 예시를 위하여 첨부도면을 참조하여 설명된다.

도1에서 참조번호 5는 내연기관의 연료 공급 압력을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브 전체를 가리킨다. 솔레노이드 밸브(5)는 밸브 본체(6)를 포함하고, 밸브 본체(6)는 밸브 본체(6)의 제1 실린더부(8) 내부에서 축방향으로 연장하는 공급 도관(7)을 갖는다. 공급 도관(7)은 보정직경부(calibrated-diameter portion)(9)를 포함하며 고압 연료 공급 펌프(미도시)의 송출측과 연통한다. 실린더부(8)는 적절한 시일(10)을 이용하여 펌프의 본체와 유체 밀봉 방식으로 끼워 맞춰진다.

실린더부(8)는 펌프 본체 내의 토출 도관(미도시)과 연통하는 다수의 반경 구멍(11)을 포함한다. 볼(12) 형태의 셔터는 공급 도관(7)과 반경 구멍(11) 사이에 위치하고 직경보정부(9)의 단부에 형성된 원추형 시트(13)와 맞물려 도관(7)을 폐쇄한다. 솔레노이드 밸브(5)는 밸브 본체(6)가 종래 방식대로 끼워 맞춰지는 본체(15)를 갖는 전자석(14)을 포함한다. 전자석(14)은 본체(15)의 구멍(17)의 내부로 슬라이딩하고 볼(12)을 제어하는 스템(16)을 가지며 아마츄어를 제어한다.

공급 도관(7)의 연료 압력은 적어도 1000 bar의 작동 압력에서 유지되어야 하며, 선택된 바람직한 작동 압력은 약 1400 bar이다. 도관(7)의 내경은 약 2.5㎜인 것이 유리하다.

본 발명에 따라서 공급 도관(7)에는 연료 여과 수단, 즉 다수의 구멍(19)을 갖는 금속판(18)을 포함하는 필터가 제공된다(도2 참조). 금속판(18)은 원추형 시트(12) 반대쪽의 도관(7)의 단부(21)에 있는 쇼올더(20)에 의해 한정되는 시트 내부로 종래 방식대로 삽입되어 끼워 맞춰진다.

다공금속판(18)은 먼지 입자 - 보통은 금속의 작은 입자 - 가 원추형 시트(13)와 볼(12) 사이에 들어가지 못하게 하고, 그래서 도관(7)의 연료 압력을 연료 공급 시스템의 작동을 손상시키는 정도까지 저하시킬 수 있는 실링 문제로부터 솔레노이드 밸브(5)를 보호한다. 그러나 동시에 다공금속판(18)은 도관(7)의 연료 압력을 과도히 낮추지 말아야 하고 유압 캐비테이션 부식 현상을 방지해야 한다.

그러기 위해서 다공금속판(18)은 적어도 200개의 구멍을 가져야 하며, 각 구멍(19)은 0.25㎜ 미만의 직경을 가져야 한다. 바람직하게 다공금속판(18)은 고장력 강철로 만들어지고 약 1㎜의 두께를 가질 수 있다. 구멍(19)은 약 0.1㎜의 직경을 가질 수 있으며 약 500개가 될 수 있다. 직경이 매우 작은 그 정도의 많은 구멍(19)은 종래의 레이저 천공장치를 이용하여 형성될 수 있다.

다공금속판(18)에서 구멍(19)의 길이와 전체 통과 단면 사이의 비는 압력의 과도한 저하를 막는 정도이고, 구멍(19)의 전체 통과 단면과 솔레노이드 밸브(5)의 볼(12)과 원추형 시트(13) 사이의 통과 단면 사이의 비는 연료 도관을 따른 압축을 방지하는 정도이다.

종래의 솔레노이드 밸브와 관련하여, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브(5)의 장점은 전술한 설명으로부터 분명하다. 즉, 한편에서는 공급 도관(7)의 필터(18, 19)가 압력의 과도한 손실없이 원추형 시트(13) 내부에서 볼(12)의 효율적인 실링을 보장하고, 다른 한편에서는 원추형 시트(13)에서 캐비테이션 부식 현상을 방지한다.

그러나 청구범위에서 벗어나지 않으면서 전술한 본 발명의 솔레노이드 밸브에 대한 변경이 있을 수 있다. 예를 들면 다른 유형의 필터도 가능하고, 필터가 하나 이상의 다공판을 포함하고, 도관(7)을 따라 어느 곳에나 위치할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공급 도관의 필터가 압력의 과도한 손실없이 원추형 시트 내부에서 볼의 효율적인 실링을 보장하고, 다른 한편에서는 원추형 시트에서 캐비테이션 부식 현상을 방지할 수 있는 개량 솔레노이드 밸브가 제공된다.

Claims (9)

1. 내연기관의 연료 공급 압력을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브에 있어서,

   연료 공급 도관(7),

   전자석(14)에 의해 제어되고 상기 도관(7)에 위치한 시트(13)와 상호작용하는 셔터, 및

   상기 도관(7)에 수용되어 연료 압력의 과도한 저하없이 상기 시트(13)와 상기 셔터(12) 사이에 먼지 입자가 들어가는 것을 방지하는 연료 여과 수단(18, 19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 도관(7)의 연료 압력이 1000 bar 이상인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
3. 제2항에 있어서,

   상기 연료 압력이 약 1400 bar인 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 시트(13)는 원추형이고 상기 도관(7)의 일단부에 위치하고,

   상기 셔터는 상기 원추형 시트(13)와 연통하는 볼(12)을 포함하고,

   상기 여과 수단(18, 19)이 다수의 구멍(19)을 가지며 상기 도관(7)의 타단부(21)에 결합되는 금속판(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
5. 제4항에 있어서,

   상기 금속판(18)의 구멍(19)이 0.25㎜ 미만의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
6. 제5항에 있어서,

   상기 금속판(18)이 200개 이상의 구멍(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속판(18)이 약 1㎜의 두께를 가지며, 상기 타단부(21)에 있는 쇼올더(20)에 의해 한정되는 시트 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
8. 제7항에 있어서,

   상기 도관(7)은 약 2.5㎜의 내경을 가지며,

   상기 금속판(18)이 약 500개의 구멍(19)을 포함하며,

   상기 구멍(19)은 각각 약 0.1㎜의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
9. 제8항에 있어서,

   상기 구멍(19)은 레이저 기술을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.