KR20010101062A - 액체 제어 밸브 - Google Patents

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KR20010101062A
KR20010101062A KR1020017006493A KR20017006493A KR20010101062A KR 20010101062 A KR20010101062 A KR 20010101062A KR 1020017006493 A KR1020017006493 A KR 1020017006493A KR 20017006493 A KR20017006493 A KR 20017006493A KR 20010101062 A KR20010101062 A KR 20010101062A
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스톡클라인볼프강
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 밸브 몸체(3)의 보어(5) 내에서 축방향으로 변위할 수 있으며 밸브 폐쇄 부재를 형성하는 밸브 헤드(6)를 갖는 밸브 부재(2)를 포함하는 액체 제어 밸브에 관한 것이다. 상기 밸브 헤드는 밸브(1)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 밸브 몸체(3)에 제공된 시트(7)와 협동한다. 또한, 이 액체 제어 밸브에는 밸브 부재(2)를 작동시키기 위한 압전 유닛(4)과 이 압전 유닛(4) 및 다른 밸브 부품(3)의 팽창 오차를 보상하기 위한 오차 보상 부품(12)이 제공된다. 상기 압전 유닛(4)은 이 유닛의 작동 방향과 관련하여 밸브 부재(2)의 축방향 운동에 대하여 거의 직각 방향으로 배치되고, 압전 유닛(4)이 레버 아암으로서 역할하며 밸브 부재(2)에 대하여 상호 작용하도록 연결되는 조절 부재(12)상에서 틸팅 운동을 수행하는 방식으로 전류가 가하여질 수 있다. 본 발명에 따른 밸브는 특히 연료 분사 밸브의 보상 부품으로 사용하기에 적합하다.

Description

액체 제어 밸브{Valve for controlling liquids}
유럽특허 제 EP 0 477 400 A1 호에는 압전식 액츄에이터에 의해서 작동할 수 있는 밸브가 공지되어 있다. 이 공지된 밸브는 스트로크 방향을 따라서 압전식 액츄에이터의 경로를 전환할 수 있는 형태로 배치되어 적응성 기계 오차 보상을 실시할 뿐만 아니라 압전식 액츄에이터의 전환을 유압 챔버에 전달할 수 있다.
상기 공지된 장치에서, 유압 챔버는 소위 유압 변환 부품으로서 작동하며, 유압 챔버를 제한하는 두 개의 피스톤들 사이에서 공통 보상 공간을 둘러싸고, 이 피스톤 중에서 작은 직경을 갖는 쪽 피스톤은 제어하고자 하는 밸브 부재와 결합하고 큰 직경을 갖는 다른쪽 피스톤은 압전식 액츄에이터와 결합한다. 또한, 유압 챔버는 압전식 액츄에이터에 의해서 큰 직경쪽 피스톤이 소정의 경로만큼 움직일 때 하나 이상의 스프링에 의해 소정 위치에 유지된 밸브 부재를 작동시키는 작동 피스톤이 피스톤 직경의 변환비만큼 확장된 스트로크를 진행하는 형태로 양 피스톤들 사이에 고정된다. 이때, 밸브 부재와, 피스톤과, 압전식 액츄에이터는 공통축 상에 나란하게 배치된다.
한편, 상기 장치에 유압 챔버의 보상 공간을 설치함으로써 제어하고자 하는 밸브 부재의 위치를 변경하지 않고도, 부품 내의 온도 구배 또는 사용된 재료의 온도 팽창 계수, 혹은 필요한 경우에 설치 효과(setting effect)에 기초하여 오차가 보상될 수 있다.
상기 장치에서는 두 개의 피스톤들 사이에 배치된 유압 챔버를 통하여 압전식 액츄에이터, 밸브 부재 또는 밸브 하우징의 길이 변화를 보상하고 있지만, 고가의 구조와 누설 손실 및 유압 챔버의 반복 충진과 관련된 문제를 안고 있다. 또한, 상기 장치에서는 차후에 유압 유체가 충분히 충진되지 않으면 유압 커플러가 누설로 인한 시스템 압력을 필요로 한다.
공통 레일 분사기에 있어서, 상기 밸브 내에서는 시스템 압력이 자체적으로 발생되며, 또한 시스템이 작동하면서 일정한 시스템 압력이 유지된다. 이를 위하여, 유압 유체는 제어하고자 하는 연료의 고압 영역으로부터 유출되어 저압 영역에 시스템 압력을 공급한다. 이것은 누설 스터드나 충진 스터드의 형태로 제작되는 누설 틈새에 의해서 가능하다. 그렇지만, 이 장치에서는 바람직하지 못한 누설 손실이 발생할 수 있다.
저압 영역에서 가능한 큰 시스템 압력은 유압 변환이 해제되면서 발생하는 것이 유리하다. 그렇지만, 보통 압전식 액츄에이터에 대하여 저압 영역에서 비정상적인 연료를 밀봉하는 밀봉 부품에는 저압이 작용될 수 있다는 문제점이 있으며, 이 때문에 압력 증가에 따른 신속한 반복 충진이 생략되어야 한다.
본 발명은 청구항 제 1 항에서 상세하게 정의된 바와 같은 액체 제어 밸브에 관한 것이다.
도 1은 내연기관용 연료 분사 밸브의 본 발명에 따른 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 종단면도.
도 2는 연료 분사 밸브의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 종단면도.
본 발명의 목적은, 특히 저압 영역으로부터의 누설을 적게 유지할 수 있으며 압력 증가에 따른 유압 변환을 충진할 수 있는 액체 제어 밸브를 제공하고자 하는 것이다.
청구항 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 액체 제어 밸브는, 압전 유닛을 제어할 때 시스템 압력 영역으로부터 가장 낮은 유량만을 배출할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 밸브에 있어서 시스템의 연속 누설이 최소로 감소될 수 있음에도 불구하고 유압 챔버의 연속 관류와 이 유압 챔버에 진입하는 공기의 배출을 항상 보장할 수 있는 장점을 갖는다.
상기 유압 챔버의 재충진은 고압에서 실시될 수 있기 때문에 가능한 신속한 재충진을 얻을 수 있다. 특히, 연료 분사 밸브로서 형성된 밸브에서 연료 분사 과정들 사이의 시간 간격을 매우 낮게 유지할 수 있으므로 높은 엔진 회전수를 얻을 수 있다.
이외에도, 시스템 압력은 저압 영역에서 매우 작은 공간을 가질 수 있다. 이로 인하여 시스템이 작동하면서 시스템 영역을 충진하기 위하여 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 시스템 압력 공간을 독립적으로 배치함으로써 저압 영역과 압전 유닛 사이에 제공된 밀봉 부품에서 압력 충격(shock pressure)을 방지할 수 있는 장점을 갖는다. 이로 인하여, 본 발명에 따른 밸브는 밀봉 부품의 수명에 긍정적인 영향을 미치며 시스템 압력의 높이는 밀봉 부품에 의해서 제한되지 않는다.
밀봉 부품으로 인한 펌핑 효과와 이 효과에 의해서 발생되는 시스템 압력 영역으로부터의 높은 누설 손실이 압전 유닛을 제어함으로써 방지되기 때문에, 피스톤 직경과 밀봉 부품은 필요한 경우에 효과적으로 펌핑되는 밀봉 부품의 일면을 고려하지 않고 자유롭게 선택될 수 있다.
본 발명의 요지에 대한 다른 장점과 바람직한 일례들을 도면과 청구범위 및 실시예에서 설명한다.
본 발명에 따른 액체 제어 밸브의 두 가지 실시예들을 도면에 도시하며 이하에서 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 제 1 실시예는 자동차의 내연기관에서 사용되는 연료 분사 밸브(1)의 일례로서 본 발명에 따른 밸브의 사용예이다. 상기 연료 분사 밸브(1)는 오늘날 공통 레일 분사기로서 제작되고 있으며, 이 장치의 연료 분사는 고압 공급원과 결합된 밸브 제어 챔버(12) 내의 압력 레벨에 의해서 제어된다.
연료 분사 밸브(1)에서 분사 과정의 개시와, 분사 지속 시간과, 연비에 따라 분사량을 제어하기 위하여, 밸브 부재(2)는 압전식 액츄에이터(3)로서 형성된 압전 유닛에 의해 제어되며, 이 압전 유닛은 밸브 부재(2) 중 밸브 제어 챔버나 연소실로부터 이격된 쪽에 배치된다. 물론, 상기 밸브(1)에서 압전식 액츄에이터(3)는복수개가 사용될 수도 있다.
상기 압전식 액츄에이터(3)는 복수의 층으로 구성되며 밸브 부재(2)를 향한 쪽에서 액츄에이터 헤드(4)를 구비하고 밸브 부재로부터 이격된 쪽에서 밸브 몸체(9)의 벽에 지지되는 액츄에이터 레그(5)를 갖는다. 상기 액츄에이터 헤드(4)에는 지지대(6)를 거쳐서 밸브 부재(2)의 제어 피스톤(7)이 안착된다.
상기 밸브 부재(2)는 종방향 보어로서 형성된 밸브 몸체(9)의 보어(8) 내에서 축방향으로 변위 가능하게 배치되어 제어 피스톤(7)과 함께 밸브 부재(13)를 작동시키는 작동 피스톤(10)을 포함하며, 이때 밸브 부재를 향하는 작동 피스톤(10)의 단부는 원뿔대의 형태를 갖는다. 상기 제어 피스톤(7)과 작동 피스톤(10)은 서로 다른 직경을 가지며, 상호 인접한 이들의 단부들은 유압 변환 부품의 역할을 하는 유압 챔버(11)를 제한한다.
상기 유압 챔버(11)는 유압 유체로 충진되며, 이때 본 실시예에서는 유압 유체로서 연료가 사용된다. 유압 챔버를 거쳐서 압전식 액츄에이터(3)는 작동 피스톤(10)까지 연장된다.
상기 유압 챔버(11)는 이 유압 챔버를 제한하는 양 피스톤(7, 10)들 사이에서 공통 보상 공간이 연결되며, 이 피스톤들 중 작동 피스톤(10)은 제어 피스톤(7)보다 더 작은 직경으로 형성된다.
상기 유압 챔버(11)는, 큰 직경쪽 제어 피스톤(7)이 압전식 액츄에이터(3)를 통하여 소정의 진행 구간만큼 운동할 때 밸브 부재(2)의 작동 피스톤(10)이 피스톤 직경의 변환비만큼 확장된 스트로크를 형성하도록 제어 피스톤(7)과 작동피스톤(10) 사이에 고정된다. 상기 밸브 부재(2)와, 제어 피스톤(7)과, 작동 피스톤(10)과, 압전식 액츄에이터(3)는 공통축 상에 나란하게 배치된다.
유압 챔버(11)의 보상 공간에는 제어하고자 하는 밸브 부재(2)의 위치를 변화시키지 않고도 부품의 온도 구배나 사용된 재료의 여러 가지 온도 팽창 계수 및 설치 효과에 기초하여 오차가 보상될 수 있다.
상기 밸브 부재(2)의 밸브 제어 챔버측에는 구형의 밸브 폐쇄 부재(13)가 밸브 몸체(9)에 형성된 밸브 시트(14, 15)와 협동하며, 이때 밸브 폐쇄 부재(13)는 시스템 압력을 갖는 저압 영역(16)을 고압이나 레일 압력을 갖는 고압 영역(17)으로부터 분리한다.
상기 밸브 시트(14, 15)는 밸브 몸체(9)에 의해 형성된 밸브 챔버(18) 내에 형성되며, 이 밸브 챔버로부터 누설용 채널(19)이 안내된다. 또한, 밸브 챔버(18)는 하부 밸브 시트(15)를 통하여 형성되며 도면에서 개략적으로 도시한 밸브 제어 챔버(12)와 고압 영역(17)을 연결하는 접속부를 갖는다.
상기 밸브 제어 챔버(12)에는 도면에서 도시하지 않은 운동 가능한 밸브 제어 피스톤이 배치된다. 복수의 연료 분사 밸브에 대하여 공통되는 고압 저장 챔버(공통 레일)와 결합하고 분사 노즐에 연료를 공급하는 분사관과 연결된 밸브 제어 챔버(12)에서 밸브 제어 피스톤이 축방향으로 운동함으로써, 상기 연료 분사 밸브(1)의 분사 거동은 공지된 방식으로 제어된다.
상기 밸브 부재(2)의 압전측 단부에서 보어(8)에는 누설용 배출 챔버(20)가 연결되며, 이 배출 챔버의 한쪽은 밸브 몸체(9)를 통하여 제한되고 다른쪽은 밸브부재(2)의 제 1 피스톤(7)과 밸브 몸체(9)에 결합된 밀봉 부품(22)에 의해서 제한되는데, 이때 누설용 배출 채널(20)로부터 누설관(21)이 안내된다. 상기 밀봉 부품(22)은 주로 주름 상자 형태의 멤브레인으로 형성되어 압전식 액츄에이터(3)가 저압 영역(16)에 포함된 연료와 접촉하는 것을 방지한다. 물론, 밀봉 부품은 웨이브형 파이프 등으로 형성될 수도 있다.
제어 피스톤(7)을 둘러싸는 틈새(25)나 작동 피스톤(10)을 둘러싸는 틈새(25')를 통하여 유압 챔버(11)로부터의 누설이 거의 발생하지 않는다.
상기 유압 챔버(11)는 압전식 액츄에이터(3)의 제어나 작동을 중단하는 동안 다시 재충진되어야 하기 때문에, 고압 영역(17)의 유체를 수용함으로써 저압 영역(16)의 누설량을 보상한다. 이를 위하여, 밸브 몸체(9)에 배치된 시스템 압력 챔버(24)를 갖는 충진 장치(23)가 사용된다. 이때, 상기 시스템 압력 챔버(24)는 채널로 형성되며, 이 채널은 누설 스터드(31)를 거쳐서 고압 영역(17)의 밸브 제어 챔버(12)와 균일하게 결합되며, 이때 누설 스터드(31)는 시스템 압력 챔버(24) 내에서 소정의 누설이 가능하도록 하는 보어 내에 고정된다.
물론, 누설 스터드(31) 대신에 충진 장치(23)의 스로틀로서 스로틀 보어가 사용되는 다른 실시예도 가능하며, 이때 스로틀 보어의 직경은 소정의 최소 고압에서 고압 영역(17)으로부터 상기 스로틀 보어를 통과하는 유량이 저압 영역(16)의 누설량을 보상하도록 설정된다.
도 1에 따른 실시예에서 시스템 압력 챔버나 채널(24)은 제어 피스톤(7)을 둘러싸는 틈새(25)와 연결된다. 틈새(25)의 연결 영역에서, 시스템 압력 챔버(24)에는 환형 채널(26)이 형성되며, 이 환형 채널은 제어 피스톤(7)과 동축으로 배치된다.
상기 제어 피스톤(7)과 밸브 몸체(9)의 벽 사이의 보어(8)에 배치된 틈새(25)는 환형 채널(26)과 유압 챔버(11) 사이의 결합부로서 역할하기 때문에, 환형 채널(26)로부터 누설이 발생하면 곧장 유압 챔버(11)에 연료가 재충진된다.
몰론, 시스템 압력 챔버의 다른 구조적인 형태도 생각할 수 있다. 그렇지만, 환형 채널과 같은 환형 구조는 유압 챔버(11)에서 균일한 충진을 얻을 수 있는 장점을 갖는다.
상기 스로틀 보어(28) 중 고압 영역(17)을 향하는 쪽에서, 밸브 챔버(18)에는 결합 채널(27)이 연결된다.
시스템 압력 챔버(24) 중 누설 스터드(31)나 밸브 챔버(18)를 향하는 단부에는 스프링 하중식 과압 밸브(28)가 제공되며, 이 과압 밸브는 밸브 챔버(18) 내에 안내되어 시스템 압력 챔버(24) 내에 소정의 최대 시스템 압력을 유지한다.
이하에서, 도 1에 따른 연료 분사 밸브(1)의 작동 방식을 설명한다.
상기 연료 분사 밸브(1)가 폐쇄된 상태에서, 다시 말하면 압전식 액츄에이터(3)가 중단된 상태에서, 밸브 부재(2)의 밸브 폐쇄 부재(13)는 고압 영역(17) 내의 고압이나 레일 압력에 의해서 해당 상부 밸브 시트(14)와 밀착된 상태로 유지되며, 이 때문에 연료는 고압 저장 챔버와 연결된 밸브 제어 챔버(12)로부터 밸브 챔버(18) 내로 전달되지 않으며, 누설용 배출 채널(19)을 통과하여 배출될 수 있다.
따라서, 밸브 제어 챔버(12)가 릴리즈되면, 분사 노즐을 통과하는 연료 분사가 중단된다. 상기 밸브 제어 챔버(12)를 릴리즈할 때, 밸브 폐쇄 부재(13)는 초기 위치에서 스프링(29)에 의해 상부 밸브 시트(14) 내에 유지된다.
또한, 연료 분사 밸브가 천천히 작동하는 경우에, 다시 말하면 압전식 액츄에이터(3)나 밸브 부재(2) 또는 밸브 몸체(9)와 같은 다른 밸브 부품의 길이가 온도에 따라 변화함으로써 연료 분사 밸브가 작동하면, 제어 피스톤(7)은 온도 상승에 따라서 유압 챔버(11)의 보상 공간으로 이동하며, 다시 온도가 하강하면 밸브 부재(2)와 연료 밸브(1)의 개방 및 폐쇄 위치에 영향을 미치지 않고 귀환한다.
상기 연료 분사 밸브(1)에 의해서 연료가 분사될 때, 압전식 액츄에이터(3)가 작동하게 되고, 이로 인하여 이 압전식 액츄에이터는 축방향으로 급격하게 팽창되어 확장된다. 이와 같이 압전식 액츄에이터(3)가 급격하게 작동할 때, 이 압전식 액츄에이터는 지지대로서 작동하는 밸브 몸체(9)를 지지하고, 이로 인하여 작동 피스톤(10)은 밸브 폐쇄 부재(7)를 이 폐쇄 부재의 상부 밸브 시트(17)로부터 양 밸브 시트(14, 15)들 사이의 중간 위치로 이동시킨다.
밸브 부재(2)를 제어할 때, 작동 피스톤(10) 주위에서 틈새(25')를 통하여 유압 챔버(11)로부터 적은 양의 연료가 밸브 챔버(18) 내로 배출된다. 환형 챔버(26) 내의 압력이 비교적 높기 때문에, 유압 챔버(11)는 이 유압 챔버로부터 틈새(25)를 거쳐서 밸브 챔버(18)에서 연료 누설이 발생하자마자 바로 재충진될 수 있다.
상기 밸브 폐쇄 부재(13)가 개방 위치에 있을 때, 고압 하에 존재하는 연료는 밸브 제어 챔버(12)로부터 밸브 챔버(18)로 유입될 수 있다. 누설용 배출 채널(19)이 제공된 스로틀(30)를 통과하므로써, 밸브 챔버(18)에서는 짧은 시간 동안 압력 상승이 발생하며, 이로 인하여 밸브 부재(2)의 제어 운동에 대하여 밸브 폐쇄 부재(13) 상에 유압 대향력을 발생시킨다. 이로 인하여 제어 운동은 상응하게 완충되며, 결과적으로 밸브 폐쇄 부재(13)는 양 밸브 시트(14, 15)들 사이의 중간 위치에서 안정된 상태로 유지된다.
상기 스로틀(30)를 통과하면서 압력이 하강한 후에, 밸브 폐쇄 부재(13)는 폐쇄 위치에서 하부 밸브 시트(15)쪽으로 이동할 수 있으며, 이로 인하여 밸브 제어 챔버(12)로부터 밸브 챔버(18)로 더 이상의 연료가 도달하지 않는다. 이로 인하여 연료 분사가 종료된다.
이후, 압전식 액츄에이터(3)의 작동이 중단되며, 그 결과 이 압전식 액츄에이터는 다시 축소되고 밸브 폐쇄 부재(13)는 양 밸브 시트(14, 15)들 사이의 중간 위치에서 차단되며, 이때 새로운 연료가 분사된다. 하부 밸브 시트를 통과하면서, 연료는 밸브 챔버(18) 내에 유입될 수 있다. 이때, 누설용 배출 채널(19) 내에 배치된 스로틀(30)를 통과하면서 압력은 다시 곧바로 하강하지 않고, 오히려 밸브 챔버(18) 내에서 짧은 시간 동안 압력이 상승하면서 유압 대향력을 상승시키며, 여기서 밸브 부재(2)의 제어 운동은 밸브 폐쇄 부재(13)가 이 폐쇄 부재의 중간 위치에서 안정된 상태로 존재하도록 제어된다.
누설용 배출 채널(19)을 통과함으로써 밸브 챔버(18) 내에서 압력이 하강한 후에, 밸브 폐쇄 부재(13)는 이 폐쇄 부재의 폐쇄 위치에서 상부 밸브 시트(14)쪽으로 이동한다. 밸브 부재(2)를 제어할 때 유압 챔버(11)로부터 배출된 연료는 환형 챔버(26)로부터 틈새(25)를 거쳐서 진행한다.
상기 압전식 액츄에이터(3)에 전류의 통전 여부에 따라서 제어를 실시할 때, 본 발명에 따른 밸브(1)에서 유압 챔버(11)의 연료 분사와 필요한 재충진이 수행된다.
도 2와 관련하여, 연료 분사 밸브(1)의 제 2 실시예를 도시하며, 이 실시예에서는 명확한 표면을 위하여 도 1에서 사용된 도면부호와 동일한 도면부호를 부여한다.
본 도면에 도시한 연료 분사 밸브(1)는 충진 장치(23)의 시스템 압력 챔버(24)가 작동 피스톤(10) 주위에서 틈새(25')와 연결되며, 이 연결 영역에서 작동 피스톤(10)과 동축으로 배치된 환형 채널(26')이 제공된다는 점에서 도 1에 따른 실시예와 구별된다.
이 실시예에 있어서, 밸브 부재(2)의 제어시, 연료는 유압 챔버(11)로부터 틈새(25)를 거쳐서 누설용 배출 챔버(20)로 유출된다. 또한, 유압 챔버(11)에는 상기 환형 채널(26')로부터 틈새(25')를 거쳐서 연료가 재충진된다.
물론, 도면에 도시한 실시예와 달리 유압 챔버(11)를 재충진하기 위한 복수의 환형 챔버(26, 26')가 제공될 수도 있다. 그렇지만, 환형 챔버(26, 26')의 다른 배치에 있어서, 제어 피스톤(7)이나 작동 피스톤(10)과 동축으로 유압 챔버(11)의 연속 관류가 이루어질 수 있다. 이러한 구성은 유압 챔버(11)가 완전히 비워질 때, 다시 말하면 연료 분사가 오랫동안 중단될 때에도 공기 침입을 완전히 차단할수 있는 장점을 갖는다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 밸브(1)에는 하나의 밸브 시트만이 설치될 수 있다. 이 경우에도, 유압 챔버(11)의 바람직한 재충진에 영향을 미치지 않는다. 단지, 밸브(1)의 작동 방식만이 영향을 받거나 변경된다.

Claims (12)

  1. 액체 제어 밸브에 있어서,
    밸브 몸체(9)의 보어(8) 내에서 축방향으로 변위할 수 있으며 하나 이상의 제어 피스톤(7)과 하나 이상의 작동 피스톤(10)을 구비한 밸브 부재(2)를 작동시키기 위한 압전 유닛(3)과, 이 압전 유닛(3)의 길이 오차를 보상하기 위한 오차 보상 부품으로서, 그리고 유압 변환 부품으로서 제어 피스톤(7)과 작동 피스톤(10) 사이에서 작동하는 유압 챔버(11)를 구비하며,
    상기 밸브 부재(2)에는 밸브 폐쇄 부재(13)가 배치되고, 이 밸브 폐쇄 부재는 밸브(1)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 밸브 몸체(9)에 제공된 하나 이상의 밸브 시트(14, 15)와 협동하며, 시스템 압력을 갖는 저압 영역(16)을 고압 영역(17)으로부터 분리하고,
    상기 유압 챔버에는 누설 손실을 보상하기 위하여 고압 영역(17)과 결합할 수 있으며 작동 피스톤(10)을 둘러싸는 틈새(25')나 제어 피스톤(7)을 둘러싸는 틈새(15)와 연결된 시스템 압력 챔버(24, 26, 26')를 갖는 충진 장치(23)가 제공되는 액체 제어 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템 압력 챔버는 밸브 몸체(9) 내에 배치되며, 이 시스템 압력 챔버(24, 26, 26')는 유체 공급을 위해 사용되고 고압 영역(17)에서 밸브 제어 챔버(12)와 균일한 유동이 가능하게 결합할 수 있는 것을 특징으로하는 액체 제어 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시스템 압력 챔버는 채널(24)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 시스템 압력 챔버는 환형 채널(26, 26')로서 형성되며, 이 환형 채널은 제어 피스톤(7)이나 작동 피스톤(10)과 동축으로 배치되고, 상기 보어(8) 내에 삽입된 제어 피스톤이나 작동 피스톤(10)을 둘러싸는 틈새(25, 25')에 의해서 유압 챔버(11)와 환형 채널(26, 26')이 균일한 유동이 가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 피스톤(7)을 둘러싸는 틈새(25)를 갖는 환형 채널(26)은 입체적인 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 피스톤(7)에는 유압 챔버(11)로부터 이격된 정면에서 밀봉 부품(22)에 의해 제한되는 누설용 배출 챔버(20)가 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 부재(13)에는 시스템 압력 챔버(24, 26, 26')와 결합된 밸브 챔버(18)가 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 밸브 챔버(18)는 완충 부품으로 형성된 스로틀(30) 내에 누설용 배출 채널(19)을 갖는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 밸브 챔버(18)는 시스템 압력을 조절하는 과압 밸브(28)를 거쳐서 시스템 압력 챔버(24, 26, 26')와 결합하는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충진 장치(23)는 밸브 제어 챔버(12)와 균일한 유동이 가능하게 결합할 수 있는 누설 스터드(31)를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 충진 장치(23)는 고압 영역(17)과 균일한 유동이 가능하게 결합할 수 있는 스로틀 보어를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 내연기관용 연료 분사 밸브의 구성 부품, 특히 공통 레일 분사기(1)로서 사용되는 것을 특징으로 하는 액체 제어 밸브.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10003863B4 (de) * 2000-01-28 2004-11-18 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse
DE10048933A1 (de) * 2000-10-04 2002-05-02 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE10112147A1 (de) * 2001-03-14 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
JP3527215B2 (ja) * 2001-04-26 2004-05-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射弁
DE10332874A1 (de) * 2003-07-19 2005-02-10 Robert Bosch Gmbh Hydraulischer Koppler und Kraftstoffeinspritzventil
EP1541861A3 (de) * 2003-12-10 2007-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Kraftstoffeinspritzventil
US7396279B2 (en) * 2004-09-10 2008-07-08 Igt Gaming using terminating roaming wild positions
JP2007009899A (ja) * 2005-05-31 2007-01-18 Denso Corp 燃料噴射弁
DE102005044830A1 (de) * 2005-09-20 2007-03-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102010029123A1 (de) * 2010-05-19 2011-11-24 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit hydraulischer Kopplereinheit
DE102012212614A1 (de) 2012-07-18 2014-01-23 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor mit hydraulisch gekoppelter Düsennadelbewegung
DE102012222509A1 (de) * 2012-12-07 2014-06-12 Continental Automotive Gmbh Piezoinjektor
JP6482981B2 (ja) * 2015-07-31 2019-03-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御弁

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3704739A1 (de) * 1987-02-14 1988-06-09 Daimler Benz Ag Piezosteuerventil
ATE192263T1 (de) * 1990-09-25 2000-05-15 Siemens Ag Anordnung für einen in hubrichtung wirkenden adaptiven, mechanischen toleranzausgleich für den wegtransformator eines piezoelektrischen aktors
DE19618468C1 (de) * 1996-05-08 1997-04-30 Siemens Ag Einspritzventil
JPH10122090A (ja) * 1996-10-14 1998-05-12 Komatsu Ltd ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
DE19802495A1 (de) * 1997-06-19 1998-12-24 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19746143A1 (de) * 1997-10-18 1999-04-22 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19807903C2 (de) * 1998-02-25 2001-11-29 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Kraftübertragung
US5875764A (en) * 1998-05-13 1999-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for valve control

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