KR20010111284A - 분사 노즐 - Google Patents

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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

유체 유입부(24)와 유체 방출부(30)가 마련된 압력 챔버(26)와, 상기 유체 유입부를 둘러싸는 밸브 시트(32)와, 밸브 시트에 접촉됨으로써 유체 유입부를 폐쇄시키는 밸브 요소(34)와, 밸브 요소에 결합되는 작동 돌출부(42)가 마련된 압전 액츄에이터(40)을 포함하는, 연료 분사 시스템용 분사 노즐에서, 온도 보상이 적은 비용으로 달성되야 한다. 이런 목적으로, 밸브 측에서 압력 챔버를 제한하는 활주 가능한 벽부(28)가 제공되고, 상기 벽부에는 밸브 시트가 제공되고, 활주 가능한 벽부와 연동하며 압전 액츄에이터의 온도에 따른 길이 변화에 상응하여 변위되는 온도 보상 요소(44)가 제공된다.

Description

분사 노즐 {INJECTION NOZZLE}
밸브 요소는 분사 노즐의 제트 니들(jet needle)의 개방 및 폐쇄를 제어하는데 사용된다. 압력 하에 있는 유체, 특히 연료가 공급되는 제어 챔버 내로 제트 니들은 돌출된다. 유체는 제어 챔버로부터 방출 드로틀을 통해 압력 챔버 내로 유동된다. 유체 방출부가 압력 챔버로부터 폐쇄되면, 즉 밸브 요소가 밸브 시트에 접촉되면 제어 챔버 내에 유체가 충전됨으로써 고압이 형성된다. 이 압력은 제트 니들을 폐쇄 위치에 유지시킨다. 제트 니들이 개방되어야 한다면 밸브 요소는 압전 액츄에이터의 작동에 의해 밸브 시트로부터 상승된다. 이로써, 유체는 압력 챔버와 제어 챔버로부터 방출될 수 있고, 이에 의해 제어 챔버 내의 압력은 낮아진다. 따라서, 제트 니들의 전방 단부에 형성된 연료압에 의해 발생되는, 제트 니들에 작용하는 개방력은 제트 니들을 개방시킬 수 있다.
압전 액츄에이터를 사용함으로써 비교적 낮은 전력과 짧은 작동 시간으로 밸브 요소가 작동될 수 있는 장점이 제공된다. 압전 액츄에이터의 단점은 압전 액츄에이터 내에 있는 압전 스택(stack), 즉 개별 압전 요소들의 적층이 온도가 변화될 때 그 길이의 증가 내지 감소의 범위가 비교적 크다는 것이다.
압전 액츄에이터의 길이 변화가 분사 노즐의 전환 작동에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 종래에는 온도 보상에 사용되는 다양한 방법들이 제안되었다. 독일 특허 제35 33 085호에는 유압 피스톤이 압전 액츄에이터를 위한 지지체로써 사용되는 예를 들어 유압 상보 시스템이 공지되어 있다. 유압 피스톤은 압전 액츄에이터의 길이 변화를 느리게 하며, 이와 같이 길이가 변화될 때 유체는 상보 피스톤에 의해 좁은 드로틀 갭을 통해 유입된다. 이와는 반대로, 압전 액츄에이터의 작동에 상응하여 길이가 빠르게 변화하면, 상보 피스톤은 충분한 압력을 받게되는데 이는 드로틀 위치가 유압 피스톤의 빠른 변위를 가능케할 수 없기 때문이다.
독일 특허 제195 31 652호에는 압전 액츄에이터가 기본적으로 자유롭게 활주 가능하여 온도에 따라 길이가 변경되는 상보 시스템이 공지되어 있다. 그러나, 압전 액츄에이터의 활성화될 때 지지체가 제공될 수 있도록, 압전 액츄에이터는 활성화 직전에 클램프 장치에 의해 각각의 위치에 인장되어 있다. 이와 같은 인장 상태는 압전 액츄에이터의 활성화 후에 다시 복귀되어 압전 액츄에이터의 원래 상태에서 경우에 따라서 요구되는 길이 변화를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 압전 액츄에이터에 의해 작동되며 온도에 대해 보상적인 간단한 구성을 갖는 분사 노즐을 제공하는 것이다.
본 발명은 연료 분사 시스템용 분사 노즐에 관한 것이며, 상기 분사 노즐은 유체 유입부와 유체 방출부가 마련된 압력 챔버와, 유체 유입부를 둘러싸는 밸브 시트와, 유체 유입부를 폐쇄하도록 밸브 시트에 놓이는 밸브 요소와, 밸브 요소에 결합될 수 있는 작동 돌출부가 마련된 압전 액츄에이터를 포함한다.
본 발명은 이하에서 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도1은 압전 액츄에이터와 압력 챔버가 마련된 본 발명에 따른 분사 밸브의 단부의 단면도이다.
청구항 제1항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 분사 노즐은 온도 보상을 위해 순수 기계 역학적 시스템을 사용하기 때문에 특히 간단히 구성될 수 있다. 본 발명의 기본 구상은 온도가 변화될 때 그리고 이와 연관되는 압전 액츄에이터의 길이 변화 시에 밸브 시트를 작동 돌출부에서와 동일하게 설정하는 것이다. 이런 방법으로 밸브 시트와 작동 돌출부 사이에서의 온도에 따른 상대적 변위가 야기되지 않게되고 이로써 분사 노즐의 전환 특성이 변경되지 않는 것이다.
온도 보상 요소로서 예를 들어 압전 액츄에이터를 감싸는 슬리브가 사용될 수 있다. 이에 의해 특히 간단한 구성이 제공된다. 온도 보상 요소용 재료로는 임의의 재료가 사용될 수 있는데, 그 온도 팽창 계수는 압전 액츄에이터에 사용된 압전 세라믹과 대략 동일하다.
본 발명의 유익한 구성은 종속항에서 설명된다.
도면에는 분사 밸브(10)의 일 부분이 도시된다. 분사 밸브는 노즐 본체(14) 내에 조정 가능하게 배치된 제트 노즐(12)을 가진다. 제트 노즐(12)은 연료 공급부(18)와 연결된 제어 챔버(16) 내로 돌출된다. 연료 방출부(20)는 제어 챔버(16)로부터 시작되어 방출 드로틀(22)을 통해 유체 유입부(24)로 이어지며, 유체 유입부는 압력 챔버(26)로 합류된다. 압력 챔버(26)는 유체 유입부(24)의 대향 측에서 노즐 본체(14)에서 활주 가능한 벽부(28)에 의해 제한된다. 벽부(28)에는 관통 구멍이 마련되어 유체 방출부(30)가 압력 챔버(26)로써 구성된다. 압력 챔버는 벽부(28)의 밸브 시트(32)에 지지될 수 있는 밸브 요소(34)에 의해 폐쇄될 수 있다. 밸브 요소(34)를 가동하기 위해 압력 챔버(26)에는 인장 스프링(36)이 배치된다. 또한, 압력 챔버(26) 내에는 또 하나의 압력 스프링(38)이 멤브레인(membrain) 형태로 배치되며, 이는 벽부(28)와 이에 대향하여 놓인 압력 챔버(26)의 바닥 사이에 지지된다.
밸브 요소(34)를 작동시키기 위한 압전 액츄에이터(40)가 압력 챔버(26)의 제트 노즐(12)에 대향한 측면에 배치된다. 압전 액츄에이터(40)에는 유체 방출부(30)를 통해 연장되며 밸브 요소(34)를 밸브 시트(32)로부터 상승시킬 수 있는 작동 돌출부(42)가 마련된다.
압전 액츄에이터(40) 둘레에는 온도 보상 요소(44)가 슬리브 형태로 배열되며, 그의 축 방향 일 단부는 압전 액츄에이터(40)를 수납하는 구멍의 바닥부에 그리고 타 단부는 활주 가능한 벽부(28)에 지지된다. 온도 보상 요소(44)는 압전 액츄에이터(40)와 대략 동일한 온도 팽창 계수를 가진다.
압전 액츄에이터(40)는 공지된 바와 같이, 밸브 요소(34)가 작동됨으로서 압력 챔버(26)로부터의 유체 유입부가 개방되고, 이를 통해 제어 챔버(16) 내의 유체압이 하강되어 제트 노즐(12)이 개방될 수 있도록 하는데 사용된다. 분사 밸브의 작동 중에, 온도가 변화하고, 이에 의해 압전 액츄에이터의 길이가 변경되면 온도보상 요소(44)의 길이도 동일하게 변경된다. 이로써, 변위 가능한 벽 요소(28) 및 밸브 요소(34)에 결합된 작동 돌출부(42)의 밸브 요소의 변위에 상응하는 밸브 시트(32)가 활주하게 된다. 이러한 방법으로, 온도 변경 시에 밸브 시트(32)와 작동 돌출부(42)의 상대적 변위는 방지되고, 분사 노즐의 전환 특성은 온도 변화에 영향을 받지 않는다. 압력 스프링(38)은 활주 가능한 벽부(28)의 조정 시에 벽부를 온도 보상 요소(44)에 항상 밀착시키도록 사용됨으로써 벽부(28)는 온도 보상 요소(44)의 단축에 따른다. 적용된 구성에서 멤브레인 스프링을 사용하면 벽부(28)가 활주되는 것과는 무관하게 항상 일정한 스프링력이 보장되는 장점이 제공된다.

Claims (5)

  1. 유체 유입부(24)와 유체 방출부(30)가 마련된 압력 챔버(26)와, 상기 유체 유입부를 둘러싸는 밸브 시트(32)와, 밸브 시트에 접촉됨으로써 유체 유입부를 폐쇄시키는 밸브 요소(34)와, 밸브 요소에 결합되는 작동 돌출부(42)가 마련된 압전 액츄에이터(40)를 포함하는, 연료 분사 시스템용 분사 노즐에 있어서,
    밸브 측에서 압력 챔버를 제한하는 활주 가능한 벽부(28)가 제공되고, 상기 벽부에는 밸브 시트가 제공되고, 활주 가능한 벽부와 연동하며 압전 액츄에이터의 온도에 따른 길이 변화에 상응하여 변위되는 온도 보상 요소(44)가 제공되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
  2. 제1항에 있어서, 압전 액츄에이터(40)의 작동 돌출부(42)는 활주 가능한 벽부(28)를 통해 돌출하는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
  3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 보상 요소(44)는 압전 액츄에이터를 둘러싸는 슬리브인 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 활주 가능한 벽부(28)와 그에 대향하여 놓인, 압력 챔버(26)의 벽 사이에는 압력 스프링(38)이 배열되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
  5. 제4항에 있어서, 압력 스프링(38)은 멤브레인 스프링인 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7243902B2 (en) 2002-11-08 2007-07-17 Robert Bosch Gmbh Pressure-compensated, directly controlled valve
DE60304569T2 (de) * 2003-05-30 2006-09-14 Siemens Vdo Automotive S.P.A., Fauglia Zusammenbau eines Injektors
DE10328573A1 (de) * 2003-06-25 2005-01-13 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
EP1694957A1 (de) * 2003-11-11 2006-08-30 Robert Bosch GmbH Druckausgeglichenes, direktgesteuertes ventil
EP1719904A1 (de) * 2005-05-02 2006-11-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzdüse

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3037078C2 (de) * 1980-10-01 1982-08-12 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Elektrisch angesteuertes Stellglied
DE3533085A1 (de) * 1985-09-17 1987-03-26 Bosch Gmbh Robert Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen
DE19531652A1 (de) * 1995-08-29 1997-05-07 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE19538791C2 (de) * 1995-10-18 1998-04-09 Daimler Benz Ag Piezosteuerventil für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen
DE19540155C2 (de) * 1995-10-27 2000-07-13 Daimler Chrysler Ag Servoventil für eine Einspritzdüse
EP0869278B1 (de) * 1997-04-04 2004-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Einspritzventil mit Mitteln zur Kompensation der thermischen Längenänderung eines Piezoaktors
DE19727992C2 (de) * 1997-07-01 1999-05-20 Siemens Ag Ausgleichselement zur Kompensation temperaturbedingter Längenänderungen von elektromechanischen Stellsystemen
WO1999034111A1 (de) * 1997-12-23 1999-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Einspritzventil mit steuerventil
DE19849203A1 (de) * 1998-10-26 2000-04-27 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19909106C2 (de) * 1999-03-02 2001-08-23 Siemens Ag Temperaturkompensierte piezoelektrische Aktoreinheit
EP1041272B1 (en) * 1999-04-01 2004-10-27 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector
DE19946831C1 (de) * 1999-09-30 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19946833C2 (de) * 1999-09-30 2002-02-21 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19946840A1 (de) * 1999-09-30 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19946830A1 (de) * 1999-09-30 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
DE19946841A1 (de) * 1999-09-30 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
US6499471B2 (en) * 2001-06-01 2002-12-31 Siemens Automotive Corporation Hydraulic compensator for a piezoelectrical fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
DE10003863B4 (de) 2004-11-18
US20020153429A1 (en) 2002-10-24
CZ20013441A3 (cs) 2003-02-12
HUP0202473A2 (en) 2002-12-28
WO2001055578A2 (de) 2001-08-02
WO2001055578A3 (de) 2002-02-14
EP1222382A2 (de) 2002-07-17
DE10003863A1 (de) 2001-08-16
JP2003521616A (ja) 2003-07-15

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