KR20010075570A - 공통 레일 분사기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내연기관의 공통 레일 분사 시스템에 연료를 분사하기 위한 공통 레일 분사기에 관한 것이다. 상기 공통 레일 분사기는 분사기 하우징(1)을 가지며, 이 분사기 하우징은 분사기 하우징(1)의 외부에서 중앙식 고압 연료 어큐뮬레이터에 연결되며 분사기 하우징(1)의 내부에서 압력 챔버(24)에 연결되는 연료 공급구(21)를 포함한다. 연료는 제어 밸브(33)의 위치에 따라서 상기 압력 챔버로부터 고압 상태로 분사된다. 상기 제어 밸브는 노즐 스프링 챔버(20) 내에 포함된 노즐 스프링(19)의 예비 인장력에 대항하여 분사기의 길이방향 보어(6) 내에서 압력 챔버(24) 내의 압력이 제어 챔버(30) 내의 압력보다 커질 때 축방향을 따라 상하로 변위될 수 있는 노즐 니들(8)을 시트로부터 들어올리며, 상기 제어 챔버는 연료 공급 스로틀(31)을 거쳐서 연료 공급구(21)와 연결된다. 본 발명의 목적은 작은 구조 체적과 경제적으로도 저렴하게 제조될 수 있는 단순한 구조의 공통 레일 분사기를 제공하고자 하는 것이다. 이를 위하여, 상기 제어 챔버(30)는 연소실로부터 멀리 떨어진 노즐 니들(8)의 단부에서 밀봉 상태로 변위될 수 있으며 노즐 스프링(19)에 의해서 분사기 하우징(1)에 대항하여 안착하는 위치에 유지될 수 있는 슬리브(28)에 의해 제한된다.
Description
공통 레일 분사 시스템에 있어서, 연료는 고압 펌프에 의해서 공통 레일로서도 표현되는 중앙식 고압 연료 어큐뮬레이터에 공급된다. 상기 레일로부터 엔진 실린더에 부착된 각각의 분사기들까지 고압관이 연장된다. 분사기들은 엔진 전자 부품에 의해서 개별적으로 제어된다. 이때, 압력 챔버 내에 레일 압력이 형성되어 제어 밸브를 지지한다. 제어 밸브가 개방되면, 고압 연료는 노즐 스프링의 예비 인장력에 대항하여 들어올려진 노즐 니들을 통과하여 연소실에 도달한다.
독일특허 제 DE 197 24 637 A1 호 또는 독일특허 제 DE 197 32 802 A1 호에 공지되어 있는 바와 같은 종래 기술에 따른 분사기에서는 비교적 긴 노즐 니들이 사용된다. 이 분사기가 작동하면, 노즐 니들에는 고압이 작용하여 대단히 큰 힘의 신속한 하중 변화를 일으킨다. 그렇지만, 상기 힘은 노즐 니들을 길이방향으로 잡아 늘리거나 압착하게 된다. 더욱이, 노즐 니들의 스트로크(stroke)는 노즐 니들에 작용하는 힘에 따라서 변화할 수 있다.
본 발명은 내연기관의 공통 레일 분사 시스템에 연료를 분사하기 위한 공통 레일 분사기에 관한 것으로서, 상기 분사기는 연료 공급구를 구비한 분사기 하우징을 가지며, 또한 연료 공급구는 분사기 하우징의 외부에서 중앙식 고압 연료 어큐뮬레이터(central high pressure accumulator)에 연결되며 분사기 하우징의 내부에서 압력 챔버에 연결되고 제어 밸브의 위치에 따라서 고압 연료를 분사한다. 상기 제어 밸브는 노즐 스프링 챔버 내에 포함된 노즐 스프링의 예비 인장력에 대항하여 분사기의 길이방향 보어 내에서 압력 챔버 내의 압력이 제어 챔버 내의 압력보다 커질 때 축방향을 따라 상하로 변위될 수 있는 노즐 니들을 시트로부터 들어올리며, 이때 상기 제어 챔버는 연료 공급 스로틀을 거쳐서 연료 공급구와 연결된다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예를 도시한 것으로서 노즐 스프링 챔버와 압력 챔버 사이에서 하나의 보어를 갖는 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 도시한 것으로서 노즐 스프링 챔버와 압력 챔버 사이에서 노즐 니들 상에 경사면을 갖는 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 도시한 것으로서 노즐 니들이나 분사기 하우징 내에 구성된 공급 스로틀을 갖는 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 4는 제어 직경과 동일한 크기의 안내 직경을 갖는 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 5는 도 4의 변형예를 도시한 것으로서 두 개의 부품으로 구성된 유지링을 구비한 경우의 실시예를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 선 VI-VI를 따라 절취하여 도시한 평단면도.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로서 노즐 니들의 스트로크와 노즐 스프링의 예비 인장력을 조절하기 위한 이격 부품을 구비한 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로서 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 정면에서 크로스 슬롯을 구비한 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 9는 도 8의 실시예로서 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 정면을 도시한 평면도.
도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로서 연소실로부터 이격된 정면에서 보어를 갖는 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
도 11은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로서 분사기 하우징 내에서 슬롯을 갖는 분사기를 절취하여 도시한 종단면도.
따라서, 본 발명의 목적은 간편하게 설치될 수 있을 뿐만 아니라 저렴하게 제조될 수 있으며, 또한 작은 설비 공간을 갖는 공통 레일 분사기를 제공하고자 하는 것이다. 특히, 본 발명에 따른 공통 레일 분사기는 높은 노즐 니들 속도에서도 우수한 폐쇄 동작을 보장할 수 있다.
또한, 내연기관의 공통 레일 분사 시스템에 연료를 분사하기 위한 공통 레일 분사기에 있어서, 상기 분사기는 분사기 하우징을 가지며, 이 분사기 하우징은 분사기 하우징의 외부에서 중앙식 고압 연료 어큐뮬레이터에 연결되고 분사기 하우징의 내부에서 압력 챔버에 연결되며 제어 밸브의 위치에 따라서 고압 연료를 분사하는 연료 공급구를 포함하고, 상기 제어 밸브는 노즐 스프링 챔버 내에 포함된 노즐 스프링의 예비 인장력에 대항하여 분사기의 길이방향 보어 내에서 압력 챔버 내의 압력이 제어 챔버 내의 압력보다 커질 때 축방향을 따라 상하로 변위될 수 있는 노즐 니들을 시트로부터 들어올리며, 상기 제어 챔버는 공급 스로틀을 거쳐서 연료 공급구와 연결되는 구성을 취함으로써, 상기 제어 챔버는, 밀봉 상태에서 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 단부쪽으로 밀쳐질 수 있으며 노즐 스프링에 의해서 분사기 하우징에 지지되는 슬리브에 의해 제한될 수 있다. 상기 슬리브는 제어 챔버와 노즐 스프링 챔버가 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 단부에서 제어 챔버의 체적이 노즐 스프링의 설치 공간과 상관없이 조합될 수 있는 장점을 갖는다. 이 때문에, 높은 탄성 강도를 갖는 노즐 스프링을 구성할 수 있음으로 노즐 니들을 양호하게 폐쇄할 수 있다. 이로 인하여, 분사 시간과 분사 시점을 정확하게 결정할 수 있다. 이외에도, 제어 챔버를 매우 작게 구성할 수 있으며, 이것은 본 발명에 따른 분사기를 신속하게 반응시킬 수 있음을 의미한다. 추가로, 최대 도달 가능한 노즐 니들 속도와 노즐 니들 직경을 관련시킬 수 있다. 특히 노즐 니들을 폐쇄시키고자 할 때 중요시되는 높은 노즐 니들 속도를 얻기 위하여, 노즐 니들 직경은 감소되어야 한다. 1m/sec의 폐쇄 속도를 얻기 위하여, 허용 가능한 제어량은 3.5mm 이하의 니들 직경을 필요로 한다. 기존의 노즐 니들은 기술적으로 매우 고가임으로 본 발명에 따라 구성된 노즐 니들은 저렴하다고 할 수 있다. 본 발명에 따라서 노즐 니들 직경은 자유롭게 선택될 수 있으며 노즐 스프링의 크기와 무관하다. 종래의 노즐 니들과 비교하여 길이는 현저하게 줄어들며, 이것은 정확한 스트로크를 가능하게 한다.
본 발명의 특별한 실시예는 분사기 하우징에 유지된 슬리브의 정면에서는 웨지형 모서리가 형성되는 것을 특징으로 한다. 이로 인하여, 슬리브의 내부에 형성된 제어 챔버는 슬리브를 둘러싸는 노즐 스프링 챔버에 의해 분리된다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 슬리브의 직경이 노즐 니들의 안내 직경보다 작거나 크게 구성되는 것을 특징으로 한다. 제어 챔버의 체적이 작을수록 분사기는 더 양호하게 반응할 수 있다. 본 발명에 따라서 슬리브의 내경과 이에 상응하는 노즐 니들의 외경은 종래 분사기보다 훨씬 작게 형성된다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 연료 공급구가 노즐 스프링 챔버를 거쳐서 압력 챔버와 연결되며 노즐 니들은 노즐 스프링 챔버와 압력 챔버 사이에 안내되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성은 노즐 니들이 밀봉 기능을 수행하지 않는 채로 안내될 수 있는 장점을 갖는다. 이로써, 노즐 니들 안내와 관련된 질적인 요구조건을 낮출 수 있으며 제조적인 면에서도 절약할 수 있다. 또한, 양쪽면에서 동일 압력이 작용하기 때문에, 안내에 따른 누설을 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 스프링 챔버가 하나의 보어를 거쳐서 압력 챔버와 연결되는 것을 특징으로 한다. 이로 인하여, 노즐 니들의 전체 원주에 걸쳐 안내 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 스프링 챔버와 압력 챔버 사이의 노즐 니들에서 하나 이상의 평면이 형성되며, 이 평면을 통과하여 연료가 노즐 스프링 챔버로부터 압력 챔버에 도달할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이 실시예는, 특히 고압 특성과 관련하여 유리하다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 공급 스로틀이 노즐 니들, 슬리브 또는 분사기 하우징 내에 구성되는 것을 특징으로 한다. 이로써, 공급 스로틀은 작동시 충격 압력을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 슬리브가 이 슬리브 중 연소실로부터 이격된 단부에서 밴드를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 밴드는 노즐 스프링을 위한 제 1 상호 지지부를 형성한다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들 상에서 스프링 부품을 유지하기 위한 하나의 단(step)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 스프링 부품은 노즐 스프링을 지지하기 위한 제 2 상호 지지부를 형성한다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들 내에서 스프링 부품을 유지하기 위한 유지링(holding ring)을 지지하는 원주 방향 슬롯을 갖는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서, 제어 챔버 내의 노즐 니들의 외경과 노즐 니들의 안내 직경은 노즐 스프링 챔버와 압력 챔버 사이에서 동일한 크기로 설정될 수 있다. 이것은, 예를 들어 연마 공정과 같은 제조 공정에서 유리하다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 유지링이 두 개의 부품으로 구성되며 조립 상태에서 스프링 부품에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다. 이로 인하여, 작동시 스프링 부품이 분리되는 것을 간단히 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들의 스트로크가 슬리브와 스프링 부품 사이의 거리로 정의되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 완전히 기계적으로 노즐 니들의 스트로크를 결정함으로써 노즐 니들의 스트로크가 정확하게 반응할 수 있는 장점을 갖는다. 이로 인하여, 분사 과정을 확실하게 수행할 수 있으며, 소위 유체 정력학적 접착을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들의 스트로크와 노즐 스프링의 에비 인장력이 스프링 부품과 이 스프링 부품을 유지하기 위한 유지부 사이나 노즐스프링과 이 노즐 스프링을 상호 지지하기 위한 상호 지지부 사이에 배치되는 이격 부품에 의해 조절될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이로 인하여, 분사기의 폐쇄 동작을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들의 스트로크가 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 정면과 분사기 하우징 사이의 거리로 정의되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성으로 인하여 제조 기술적인 면에서 특히 간단히 제조될 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 정면이나 분사기 하우징의 대향 배치면에 제어 챔버의 체적에 따르는 크기를 갖는 슬롯이 제공되는 것을 특징으로 한다. 분사기를 구동할 때 가능한 양적인 선형 특성을 얻기 위하여, 노즐 니들의 스트로크에 있어서 완전히 유압적인 접촉을 발생시키지 않을 수 있다. 노즐 니들의 스트로크에서 완전 유압식 접촉이 이루어질 때, 노즐 니들이 개방되면 압력 패드 상에서 "호버링(hovering)"이 발생한다. 이것은 노즐 니들을 진동시킬 수 있으며, 이 진동은 다시 양적인 비선형 특성을 발생시킨다. 이로써, 노즐 니들은 동적인 운동을 수행하기 때문에 큰 오차가 발생한다. 노즐 니들의 진동은 공급 스로틀 및 배출 스로틀과, 노즐 니들의 안내에 따른 마찰과, 제어 챔버의 체적 등에 의해 좌우될 수 있다. 완전히 기계적인 접촉이 이루어질 때, 노즐 니들의 진동은 방지되는데, 이때, 물론 큰 제어량을 필요로 한다. 이것은 분사기의 작용 효율에 불리한 영향을 미친다. 예를 들어 크로스 슬롯의 형태를 가질 수 있는 슬롯들은 "유압식" 접촉을 부여한다. 접촉시 접촉하지 않은 단면은 노즐니들의 진동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 접촉이 종료할 때 제어량이 가능한 충분히 낮아질 정도의 크기로 선택된다. 여기서, 본 발명에 따른 분사기는 누설을 갖지 않는데, 다시 말하면 분사기를 제어하지 않고도 반환량이 발생하지 않는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 특별한 실시예는 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 정면에서 노즐 니들 내의 적어도 하나의 반경 방향 보어와 연결되는 하나 이상의 축방향 보어가 제공되는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서는 기계적 유입에 대하여 민감하지 않다는, 다시 말하면 관류 단면이 사용 기간 동안 변화하지 않는다는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 장점과, 특징 및 세부 사항들을 이하의 실시예에서 설명하며, 상기 실시예에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시예들을 개별적으로 설명한다. 또한, 청구항과 실시예에 기재한 특징들은 본 발명의 실질적인 목적에 따라 각각 독립된 형태나 이들의 조합된 형태로 고려될 수 있다.
도 1에서 종단면도로 도시한 본 발명에 따른 분사기의 제 1 실시예에서는 본명세서 전체에 걸쳐 도면부호 1로 표기하는 분사기 하우징을 갖는다. 상기 분사기 하우징(1)은 하측 자유 단부가 연료를 공급하고자 하는 내연기관의 연소실 내로 돌출된 노즐 몸체(2)를 포함한다. 또한, 노즐 몸체(2)는 연소실로부터 이격된 상측 정면에서 조절 너트(5: adjusting nut)에 의해서 밸브 몸체(3)와 분사기 몸체(4)에 대항하여 축방향으로 예비 인장된다.
상기 노즐 몸체(2)에는 축방향으로 안내 보어(6)가 형성된다. 이 안내 보어(6)의 내부에서는 노즐 니들(8)이 축방향으로 변위 가능하게 안내된다. 노즐 니들(8)의 팁(9)에는 노즐 몸체(2) 상에 형성된 밀봉 시트와 협동하는 밀봉면이 형성된다. 노즐 니들(8)의 팁(9)이 이 팁의 밀봉면에서 밀봉 시트와 밀착될 때, 두 개의 분사구(10, 11)는 노즐 몸체(2) 내에 폐쇄된다. 또한, 노즐 니들의 팁(9)이 이 팁의 시트로부터 들어올려지면, 고압 연료가 분사구(10, 11)를 통하여 내연기관의 연소실 내로 분사된다.
노즐 니들(8)은 팁(9)으로부터 시작하여 세 가지 상이한 직경 d1, d2, d3을 갖는 영역들로 구분된다. 직경 d2가 가장 크며 노즐 니들(8)을 노즐 몸체(2)에 안내하기 위하여 사용된다. 직경 d1이 가장 작다. 직경 d1을 갖는 영역에서는 외주면 상에서 경사면(17)을 갖는 밴드(16)가 형성된다. 이 밴드(16)의 경사면(17)을 통과하여 노즐 니들(8)의 길이 방향을 따라서 밴드(16)의 한쪽면으로부터 밴드의 다른쪽 면까지 유동 결합이 이루어질 수 있다. 직경 d3은 직경 d1보다 크지만, 직경 d2보다는 작다. 또한, 직경 d3은 제어 직경으로서도 표현된다.
상기 노즐 니들(8)은 노즐 스프링(19)에 의해서 분사구(10, 11)의 영역에서 노즐 니들 시트에 대항하여 예비 인장된다. 노즐 스프링(19)은 연료 공급구(21)와 통하는 노즐 스프링 챔버(20) 내에 배치된다. 화살표 22는 고압 연료가 레일(도시 안함)로부터 연료 공급구(21)로 공급되는 방향을 나타낸다. 연료는 보어(23)를 거쳐서 노즐 스프링 챔버(20)로부터 압력 챔버(24) 내에 도달한다. 상기 압력 챔버(24)는 노즐 니들(8)이 노즐 스프링(19)의 예비 인장력에 대항하여 노즐 니들의 시트로부터 들어올려지면 환형 챔버(25)를 거쳐서 분사구(10, 11)와 결합된다.
직경 d2와 직경 d3의 차이로 인하여 노즐 니들(8)에는 스프링 부품(26)을 지지할 수 있는 단이 형성된다. 노즐 스프링(19)의 예비 인장력은 스프링 부품(26)을 거쳐서 노즐 니들(8)에 전달된다. 노즐 스프링(19)의 다른쪽 단부는 슬리브(28)에 형성된 밴드(27)에 지지된다. 슬리브(28)의 내경은 노즐 니들(8)의 제어 직경 d3보다 약간 더 크다. 직경의 크기는 슬리브(28)가 밀봉 상태에서 노즐 니들(8)에 대하여 밀쳐질 수 있도록 선택된다. 노즐 스프링(19)의 예비 인장력으로 인하여, 슬리브(28)는 웨지형 모서리(29)를 통하여 밸브 몸체(3)에 대해서 압착된다. 이로 인하여, 슬리브(28)의 내부에 제공되어 노즐 니들 중 연소실로부터 이격된 정면에 의해서 제한되는 제어 챔버(30)는 노즐 스프링 챔버(20)에 대하여 봉쇄된다.
또한, 상기 제어 챔버(30)는 공급 스로틀(31)을 거쳐서 노즐 스프링 챔버(20)와 결합된다. 이외에도, 제어 챔버(30)는 배출 스로틀(32)을 거쳐서 릴리즈 챔버(도시 안함)와 결합한다. 제어 챔버(30)와 릴리즈 챔버의 결합은 제어 밸브 부품(33)의 위치에 따라 결정된다.
도 1에 도시한 분사기는 다음과 같이 작동한다:
먼저, 고압 연료는 연료 공급구(21)를 거쳐서 노즐 스프링 챔버(20)에 도달한다. 이 챔버로부터 고압 연료는 다시, 한편으로 공급 스로틀(31)을 거쳐서 제어 챔버(30) 내로, 다른 한편으로 보어(23)를 거쳐서 압력 챔버(24) 내에 도달한다. 직경의 비율은 공지된 방식에 따라서 노즐 니들(8)이 제어 챔버(30) 내의 고압으로 인하여 노즐 니들의 팁(9)을 통하여 노즐 니들의 시트에 유지될 수 있도록 선택된다. 제어 밸브 부품(33)이 개방되면, 제어 챔버(30)에는 압력이 가하여지며 노즐 니들의 팁(9)은 노즐 니들의 시트로부터 들어올려진다. 그후, 고압 연료는 제어 밸브 부품(33)이 다시 폐쇄될 때까지 충분히 오랫동안 분사구(10, 11)를 통하여 내연기관의 연소실 내에 분사된다. 이로 인하여, 제어 챔버(30) 내의 압력이 다시 상승되며 노즐 니들(8)은 이 노즐 니들의 팁(9)을 통하여 다시 노즐 니들의 시트에 대하여 압축된다.
도 2에 도시한 제 2 실시예는 도 1에 도시한 본 발명의 제 1 실시예와 전체적으로 동일하다. 간략한 설명을 위하여 동일 부품은 동일한 도면부호를 부여한다. 이외에도, 반복 설명을 피하기 위하여 제 1 실시예의 상술한 내용을 참조한다. 따라서, 양 실시예들의 차이점만을 기술한다. 도 3 내지 도 11에 도시한 실시예의 상세한 설명도 이와 유사하다.
도 2에 도시한 제 2 실시예에서는 노즐 스프링 챔버(20)와 압력 챔버(24) 사이에 결합 보어가 없다. 대신에, 직경 d2를 갖는 노즐 니들(8)의 구역에 경사면(36)이 형성된다. 이 경사면(36)은 노즐 스프링 챔버(20)와 압력 챔버(24)를 결합한다. 이외에는 양 실시예에서 차이가 없다.
도 3에 도시한 제 3 실시예는 공급 스로틀이 슬리브(28) 내에 배치되어 있지 않다는 점이 다르다. 도 3에서 도면부호 38은 공급 스로틀이 보어의 형태로서 상이한 방향과 크기로 노즐 니들(8) 내에 구성될 수 있음을 나타낸다. 도면부호 39는 공급 스로틀이 밸브 몸체(3) 내에도 구성될 수 있음을 나타낸다.
도 4에 도시한 제 4 실시예에서는 스프링 부품(26)이 노즐 니들(8)에 직접 지지되지 않고, 오히려 직각형 단면을 갖는 하나의 탄성 유지링(42)을 통하여 간접적으로 유지된다. 노즐 니들(8)에 형성된 원주 슬롯 내에서 유지링(42)을 사용할 수 있도록 유지링(42)에는 틈새가 형성된다.
도 5와 도 6에서는 한쪽이 벌어진 하나의 유지링 대신에 두 개의 부품으로 구성된 유지링(46)이 사용될 수 있음을 도시한다. 이 유지링(46)은 두 개의 하프 링(half ring)으로 구성되며, 이들은 노즐 니들(8)의 슬롯에 배치되어 탄성 스프링(26)에 의해 고정된다.
도 7에 도시한 실시예에서는, 도 1에 도시한 실시예에서처럼 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격된 정면과 이에 대향 배치된 밸브 몸체(3)의 정면 사이의 거리 H1에 의해서 제한되는 스트로크 대신에, 슬리브(28)와 스프링 부품(26) 사이의 거리 H2가 형성된다. 이외에도, 도 7에서는 스트로크 H2가 이격 디스크(51:distance disk)에 의해서 조절될 수 있음을 볼 수 있다. 이를 위하여, 상기 이격 디스크(51)는 직경 d2와 d3사이의 직경 차이에 의해서 형성된 돌출부와 스프링 부품(26) 사이에 배치된다. 또한, 노즐 스프링(19)의 예비 인장력은 이격 디스크(50)에 의해서 조절될 수 있다. 이를 위하여, 이격 디스크(50)는 노즐 스프링(19)과 슬리브(28)의 밴드(27) 사이에 배치된다. 상기 조절을 통하여, 제어 챔버(30) 내에서 노즐 니들(8)의 유체 정력학적 접착이나 충격 압력을 방지할 수 있다. 또한, 이로 인하여 분사기의 폐쇄 동작을 개선시킬 수 있다.
도 8 내지 도 11에 도시한 실시예에서는 노즐 니들(8)과 밸브 몸체(3) 사이의 거리 H1을 갖는 도 1에 도시한 실시예를 사용하는 경우에 노즐 니들의 스트로크를 도시한다. 노즐 니들(8)이 개방될 때 압력 패드 상에서 호버링되는 것을 방지하기 위하여, 다음과 같은 해결책을 제공한다:
도 8과 도 9에 도시한 실시예에 있어서, 노즐 니들(8)의 정면(54)에는 두 개의 슬롯(55, 56)이 교차 형태로 배치된다. 이로 인하여, 노즐 니들은 정확하게 기계적으로 접촉될 수 있다. 슬롯(55, 56)의 크기가 분사기에 따라 조절되는 경우에는 "반 유압식 접촉"이 가능하다. 접촉시 접촉하지 않은 단면은 노즐 니들(8)의 진동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 접촉이 종료할 때 제어량이 가능한 충분히 낮아질 정도의 크기로 선택된다.
도 10에 도시한 실시예에 있어서, 노즐 니들(8)의 정면(54)에는 스로틀 보어(58)가 노즐 니들(8)의 종축과 나란하게 배치된다. 이 스로틀 보어(58)는 노즐 니들(8)의 종축에 대하여 횡으로 연장된 보어(59)와 통한다. 상기 보어(59)로서는 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격되며 절두 원추 형태로 형성된 단부쪽으로 개방된 포켓 보어를 들 수 있다. 이 실시예에서는 기계적 유입에 대하여 민감하지 않다는 장점을 갖는다.
도 11에 도시한 실시예에서는 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격된 정면(54)에서 밸브 몸체(3)의 대향 배치면(62)에 슬롯(61)이 형성된다. 상기 슬롯(61)은 도 8과 도 9에 도시한 실시예에서의 슬롯(55, 56)과 동일한 기능을 갖는다.
Claims (16)
- 내연기관의 공통 레일 분사 시스템에 연료를 분사하기 위한 장치로서, 분사기 하우징(1)을 가지며,상기 분사기 하우징은 이 분사기 하우징(1)의 외부에서 중앙식 고압 연료 어큐뮬레이터에 연결되고 분사기 하우징(1)의 내부에서 압력 챔버(24)에 연결되며 제어 밸브(33)의 위치에 따라서 고압 연료를 분사하는 연료 공급구(21)를 포함하고,상기 제어 밸브는 노즐 스프링 챔버(20) 내에 포함된 노즐 스프링(19)의 예비 인장력에 대항하여 분사기의 길이방향 보어(6) 내에서 압력 챔버(24) 내의 압력이 제어 챔버(30) 내의 압력보다 커질 때 축방향을 따라 상하로 변위될 수 있는 노즐 니들(8)을 시트로부터 들어올리며,상기 제어 챔버는 공급 스로틀(31, 38, 39)을 거쳐서 연료 공급구(21)와 연결되는 공통 레일 분사기에 있어서,상기 제어 챔버(30)는, 밀봉 상태에서 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격된 단부로 밀쳐질 수 있으며 노즐 스프링(19)에 의해 분사기 하우징(1)에 유지되는 슬리브(28)에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분사기 하우징(1)에 유지된 슬리브(28)의 정면에는 웨지형 모서리(29)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 슬리브(28)의 내경 d3은 노즐 니들(8) 상의 안내 직경 d2보다 작은 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 공급구(21)는 노즐 스프링 챔버(20)를 거쳐서 압력 챔버(24)와 연결되며, 상기 노즐 니들(8)은 노즐 스프링 챔버(20)와 압력 챔버(24) 사이에 안내되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 노즐 스프링 챔버(20)는 보어(23)를 거쳐서 압력 챔버(24)와 연결되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 노즐 니들(8)에는 노즐 스프링 챔버(20)와 압력 챔버(24) 사이에서 하나 이상의 평면(36)이 형성되며, 이 평면을 통과하여 연료가 노즐 스프링 챔버(20)로부터 압력 챔버(24)에 도달하는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 스로틀(31, 38, 39)은 슬리브(28), 노즐 니들(8) 또는 분사기 하우징(1) 내에 구성되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브(28)는 이 슬리브 중 연소실로부터 이격된 단부에서 하나의 밴드(29)를 갖는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 니들(8)에는 스프링 부품(26)을 유지하기 위한 단(step)이 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 니들(8)에는 스프링 부품(26)을 유지하기 위한 유지링(42, 46)을 지지하는 원주 방향 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 10 항에 있어서, 상기 유지링(46)은 두 개의 부품으로 구성되며, 이들이 조립된 상태에서 스프링 부품(26)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 니들의 스트로크 H2는 슬리브(28)와 스프링 부품(26) 사이의 거리로 정의되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 니들의 스트로크 H2와 노즐 스프링의 예비 인장력은 이격 부품(50, 51)에 의해서 조절될 수 있으며, 상기 이격 부품들은 스프링 부품(26)과 이 스프링 부품을 유지하기 위한 접촉부 사이나 노즐 스프링(19)과 이 노즐 스프링(19)을 상호 지지하기 위한 상호 지지부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 니들의 스트로크 H1은 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격된 정면(54)과 분사기 하우징(1) 사이의 거리로 정의되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 14 항에 있어서, 상기 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격된 정면(54) 및 분사기 하우징(1)의 대향 배치면(62)에는 슬롯(55, 56; 61)이 제공되며, 이 슬롯의 크기는 제어 챔버(30)의 체적에 따르는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
- 제 14 항에 있어서, 상기 노즐 니들(8) 중 연소실로부터 이격된 정면(54)에는 하나 이상의 축방향 보어(58)가 제공되며, 이 보어는 노즐 니들(8)에서 하나 이상의 반경 방향 보어(59)와 연결되는 것을 특징으로 하는 공통 레일 분사기.
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