KR20020049055A - 연료 분사 밸브 - Google Patents

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KR20020049055A
KR20020049055A KR1020027006417A KR20027006417A KR20020049055A KR 20020049055 A KR20020049055 A KR 20020049055A KR 1020027006417 A KR1020027006417 A KR 1020027006417A KR 20027006417 A KR20027006417 A KR 20027006417A KR 20020049055 A KR20020049055 A KR 20020049055A
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injection valve
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귄터 단테스
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

특히 혼합 압축시키는, 외부 점화식 내연 기관의 연소 챔버에 연료를 직접 분사하기 위한 연료 분사 밸브(1)는 밸브 시이트 표면(6)의 상류측에 리세스(36)가 제공된 밸브 시이트 바디(5) 및 밸브 시이트 바디(5)의 리세스(36)와 상호 작용하여 폐쇄 선회 덕트(36a)를 형성하는 가이드 디스크(35)를 포함한다. 상기 선회 덕트(37)는 접선 부품과 함께 선회 챔버(37)로 이어지고, 여기서 연료 분사 밸브(1)가 개방될 경우 유입되는 연료는 원주 속도를 얻는다.

Description

연료 분사 밸브{Fuel injection valve}
선회를 발생시키는 부품 그룹을 포함한 연료 분사 밸브가 DE 197 36 682 A1 에 공지되어 있다. 상기 연료 분사 밸브는 리세스가 제공되어 있는 평면 선회 디스크를 포함한다. 가이드 디스크에 의해 그리고 밸브 시이트 바디에 의해 선회 덕트에 대해 폐쇄되는 상기 리세스 내에서, 연료는 중심 개구로 유입되고, 상기 연료는 리세스의 접선 부품에 의해 원주 속도를 얻는다. 연료가 선회 디스크에 유입될 수 있도록 하기 위해, 가이드 디스크는 외경에 순환 위상을 가진다.
DE 196 25 059 A1 에는, 선회 발생이 마찬가지로 밀봉 시이트의 상류측에서 이루어지는 다른 연료 분사 밸브가 공지되어 있다. 이 경우 연료도 도우징하는 연료 채널이 동시에 밸브 니들의 가이드를 위해 사용되는 밸브 시이트 바디 내로 보어에 의해 제공됨으로써, 연료는 방사 방향으로 분사구로 공급되고, 연료 채널은 접선 부품 및 축방향 부품을 포함한다.
또한 DE 36 43 523 A1 에는 밀봉 시이트의 상부에 삽입 바디를 포함한다. 선회 형성을 위해 삽입 바디 내에 제공된 보어가 사용된다. 선회 덕트로부터 배출된 이후에 연료는 삽입부 및 밀봉면으로 형성된 선회 챔버로 유입된다. 밸브가 개방된 경우, 선회 덕트 내 흐름의 스로틀링에 의해 삽입부의 압력 강하가 세팅되고, 상기 압력 강하는 밀봉시키는 표면 압력 형성을 위해 사용된다.
상기 연료 분사 밸브에서 선회의 형성은 제공된 보어에 의해 이루어지거나, 이 경우 흐름 경로에 따른 흐름 횡단면의 변경은 불가능하고, 또는 선회 디스크형의 추가 부품 사용에 의해 이루어진다. 이 경우 제조 공차에 연관된 다수의 부품의 사용은 문제시되는데, 그 이유는 상기 사용은 연료의 도우징시 그리고 분무 콘(cone)의 형성시 상이한 결과를 야기하기 때문이다. 다수의 부품의 사용은 제조 기술적으로 바람직하지 않다.
DE 197 36 682 A1 에 공지된 선회 디스크에서의 추가 단점은 디스크의 천공시 발생하는 버(burr)가 단점이 되고, 상기 버에 의해 버를 제거하기 위한 비용 집약적인 후처리가 필요하게 된다. 또한 선회를 발생시키는 부품 그룹이 다수의 부품으로 형성되면, 다수의 개별 단계로 이루어져야 하는 연료 분사 밸브의 조립시 에러 확률이 상승된다.
또한 DE 36 43 523 A1 에 공지된 연료 분사 밸브에서, 흐름의 형성이 상응하는 힘의 발생의 원인이 되기 때문에, 삽입 바디와 밸브 시이트 표면 사이의 밀봉하는 표면 압력은 연료 분사 밸브의 개방 상태에서만 존재하는 것이 단점이 된다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따른 연료 분사 밸브에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 도면에서 간단하게 도시되고, 하기의 설명부에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 실시예에 의한 도 1의 부분(II)의 개략적인 단면도이고,
도 3은 제공된 리세스를 포함한 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 밸브 시이트 바디의 평면도를 도시한다.
청구항 제 1항의 특징을 가진 본 발명에 따른 연료 분사 밸브 및 청구항 제 10항의 특징을 가진 본 발명에 따른 방법은, 리세스의 처리가 표면의 처리에 의해 이루어지는 장점을 가진다. 커버의 용접에 의해 리세스가 선회 덕트에 대해 폐쇄된다. 선회 덕트 구조의 변경은 간단한 방식으로 가능하고, 덕트 내부의 횡단면의 변경도 그러하다. 그 결과 도우징된 연료 분사량 및 스트림 구조에 따른 상이한 형태의 고객의 요구를 쉽게 고려할 수 있다. 다수의 상이한 변형예의 간단한 제조에도 불구하고, 사용된 동일 부품의 용도는 일정하게 유지된다.
또한 커버의 배치에 의해 폐쇄된 선회 덕트가 발생되기 이전에, 리세스의 위치 및 윤곽의 조절이 부품의 처리 이후에 가능하다. 이로 인해 연료 분사 밸브의 고유의 조립 프로세스 외에 에러가 있는 부분을 검출하는 것이 간단하게 이루어질 수 있다. 따라서 불량-연료 분사 밸브의 수가 감소된다.
또한 가이드 디스크와 밸브 시이트 바디의 용접에 의해 콤팩트한 그룹 부픔이 형성되고, 상기 그룹 부품은 추가 제조 프로세스에서 하나의 부분으로서 다루어질 수 있다. 이로 인해 가이드 디스크가 정확한 위치에서 밸브 시이트 바디와 함께 라운딩될 수 있다, 따라서 밸브 시이트 표면과 가이드 디스크의 중앙 리세스 사이의 위치 공차가 방지될 수 있다. 또한 그룹 부픔을 하나의 부분으로서 처리함으로써, 연료 분사 밸브의 추가 조립 단계에서 에러 원인의 개수가 감소된다.
종속항에서 구현된 조치에 의해 청구항 제 1항에 제시된 연료 분사 밸브 및 청구항 제 10항에 제시된 방법의 바람직한 개선예가 가능하다.
예컨대 연료 채널의 보어에서 요구되었던 후처리 요구가 리세스의 버가 없는 처리에 의해 발생하지 않는다. 처리 단계의 생략에 의해 비용이 감소된다.
밸브 시이트 바디에서 가열 지연이 발생하지 않는 처리 방법의 사용에 의해, 제공된 리세스의 품질이 동일하게 높아지고, 가이드 디스크에 대한 밀봉면을 형성하기 위한 규정된 표면 윤곽이 보장된다.
또한 가이드 디스크가 방사 방향으로 노즐 바디에 의해 가이드될 필요 없는 것이 바람직하다. 따라서 연료를 선회 덕트에 공급하기 위한 가이드 디스크로 연료 채널이 제공되는 것이 생략될 수 있다.
도 2 및 3에 의해 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1) 또는 밸브 시이트 바디(5)의 실시예를 기술하기 이전에, 본 발명의 이해를 돕기 위해 우선 도 1에 의해 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)가 중요한 부품과 관련된 전체 도면으로 간단히 설명되어야 한다.
연료 분사 밸브(1)는 혼합 압축시키는, 외부 점화식 내연 기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브 형태로 구현된다. 연료 분사 밸브(1)는 특히 내연 기관의 도시되지 않은 연소 챔버에 연료를 직접 분사하는데 적합하다.
연료 분사 밸브(1)는 노즐 바디(2)로 이루어지고, 상기 노즐 바디 내에는 밸브 니들(3)이 배치된다. 밸브 니들(3)은 밸브 폐쇄 바디(4)와 상호 작용하도록 연결되고, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 바디(5) 상에 배치된 밸브 시이트 표면(6)과 상호 작용하여 밀봉 시이트를 형성한다. 실시예에서 연료 분사 밸브(1)로서 내부로 개방된 전자기 작동식 연료 분사 밸브(1)가 다루어지고, 상기 연료 분사 밸브에는 분사구(7)가 설치된다. 노즐 바디(2)는 실링(8)에 의해 자기 코일(10)의 외극(9)에 대해 밀봉된다. 자기 코일(10)은 코일 하우징(11)내에서 캡슐링되고, 코일 지지체(12)로 감기며, 상기 코일 지지체(12)는 자기 코일(10)의 내극(13)에 인접한다. 내극(13)과 외극(9)은 갭(26)에 의해 서로 분리되고, 연결 부품(29) 상에서 지지된다. 자기 코일(10)은 라인(19)을 통해 전기 플러그 콘택(17)을 통해 공급될 수 있는 전류에 의해 여기된다. 플러그 콘택(17)은 플라스틱 케이스(18)에 의해 둘러싸이고, 상기 플라스틱 커버는 내극(13)에 분사될 수 있다.
밸브 니들(3)은 디스크형으로 구현된 밸브 니들 가이드(14)내에 가이드된다. 쌍으로 이루어진 제 1 세팅 디스크(15)는 행정 세팅을 위해 사용된다. 세팅 디스크(15)의 제 2 측면에 아마추어(20)가 배치된다. 상기 아마추어는 제 1 플랜지(21)를 통해 밸브 니들(3)과 마찰 결합되고, 상기 밸브 니들은 용접 시임(22)에 의해 제 1 플랜지(21)에 연결된다. 연료 분사 밸브(1)의 기존의 구조 형태에서 슬리브(24)에 의해 초기 응력을 받는 복귀 스프링(23)이 제 1 플랜지(21) 상에서 지지된다.
마찬가지로 용접 시임(33)을 통해 밸브 니들(3)에 연결된 제 2 플랜지(31)는하부 아마추어 스토퍼로서 허용된다. 제 2 플랜지(31) 상에 배치된 탄성 중간링(32)은 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 충돌(bounce)을 방지한다.
밸브 니들 가이드(14), 아마추어(20) 및 밸브 시이트 바디(5) 내에서 연료 채널(30a, 30b) 또는 리세스(36)가 연장되고, 이들은 중심 연료 공급부(16)를 통해 공급되어 필터 부재(25)에 의해 필터링되는 연료를 밸브 시이트 바디(5) 내의 분사구(7)로 유도한다. 연료 분사 밸브(1)는 실링(28)에 의해 도시되지 않은 분배 라인에 대해 밀봉된다.
연료 분사 밸브(1)의 정지 상태에서, 아마추어(20)는 밸브 니들(3)의 제 1 플랜지(21)를 통해 복귀 스프링(23)에 의해 그의 행정 방향 반대로 작동됨으로써, 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트 표면(6)에서 밀봉 상태로 유지된다. 자기 코어(10)의 여기시, 이것은 자계를 형성하고, 상기 자계는 아마추어(20)를 복귀 스프링(23)의 스프링력에 대해 행정 방향으로 이동시키고, 상기 행정은 정지 상태에서 내극(13)과 아마추어(20) 사이에 존재하는 작동 갭(27)에 의해 프리 세팅된다. 아마추어(20)는 밸브 니들(3)에 용접된 제 1 플랜지(21)와 종동하고, 따라서 밸브 니들(3)도 행정 방향으로 종동한다. 밸브 니들(3)과 상호 작용하는 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트 표면(6)으로부터 들어올려지고, 연료 채널(30a, 30b) 또는 리세스(36)를 통해 분사구(7)에 도달하는 연료가 분사된다.
코일 전류가 차단되면, 아마추어(20)는 자계의 충분한 감소 이후에 복귀 스프링(23)의 압력에 의해 내극(13)의 제 1 플랜지(21)로 하강하고, 이로 인해 밸브 니들(3)이 행정 방향 반대로 이동된다. 그 결과로 밸브 폐쇄 바디(4)가 밸브 시이트 표면(6) 상에 배치되고, 연료 분사 밸브(1)가 폐쇄된다.
연료 선회의 형성은 본 발명에 따라 구현된 연료 분사 밸브(1)에서 연료가 선회 챔버(37)에 공급됨으로써 이루어진다. 연료 가이드를 위해 사용된 리세스(36)가 접선 부품과 함께 상기 선회 챔버 내로 이어진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 규정된 연료량의 재생 가능한 도우징을 위해, 밸브 시이트 바디(5)의 상부측에 가이드 디스크(35)가 고정되고, 상기 가이드 디스크에 의해 밸브 시이트 바디(5) 내의 리세스(36)가 규정된 횡단면을 가진 폐쇄된 선회 덕트(36a)로 보충된다.
가이드 디스크(35)는 디스크형이며, 밸브 시이트 바디(4)가 가이드되어 있는 리세스(38)를 포함한다. 밸브 폐쇄 바디(4)와 가이드 디스크(35) 사이의 서브 전류 경로 형성을 방지하도록, 가이드 디스크(35)의 리세스(38)는 바람직하게 구형태인 밸브 폐쇄 바디(4)의 직경에 대해 오차를 허용한다. 가이드 디스크(35)의 방사 방향 팽창은 노즐 바디(2)의 내경보다 작다. 연료 채널(30a, 30b)을 통해 공급된 연료는 가이드 디스크(35)와 노즐 바디(2) 사이에 형성된 갭(41)을 통해 리세스(36) 내로 유입된다. 하류측으로 향한 가이드 디스크(35)의 하부 측면(39)은 상류측으로 향한 밸브 바디의 표면(40)에 일치하는 형태를 가짐으로써, 가이드 디스크(35)와 밸브 시이트 바디(5) 사이에 존재하는 갭의 형성이 방지된다.
상류측으로 향한 밸브 시이트 바디(5)의 표면(40)에 리세스(36)가 제공되고, 상기 리세스는 연료 분사 밸브(1)의 중심축(42)에 관련된 위치와 폭 그리고 깊이에 따라 구분될 수 있다. 바람직하게 직선 또는 구부러진 리세스(36)는 흐름 방향으로 밸브 시이트 바디(5)에 위치한 중심 선회 챔버(37)로 이어지고, 상기 선회 챔버는 밸브 시이트 표면(6)내로 이어진다. 리세스(36)의 방사 방향 팽창은 가이드 디스크(35)의 방사 방향 팽창보다 크다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이, 리세스(36)는 밸브 시이트 바디(5)로부터 방사 방향으로 나와, 밸브 시이트 바디(5)의 사면(44)으로 이어질 수 있다. 밸브 시이트 표면(6)의 하류측에 적어도 하나의 분사 보어(7)가 배치된다. 연료가 선회 덕트(36a)에 유입되는 것을 용이하게 하기 위해, 이 경우 리세스(36)가 방사 방향으로 외부로 팽창되는 것이 가이드 디스크(35)의 외부 에지(43)를 초과하게 된다.
밸브 시이트 표면(6)의 상류측에 링형 선회 챔버(37)가 배치되고, 상기 선회 챔버는 밸브 폐쇄 바디(4), 밸브 시이트 바디(5) 및 가이드 디스크(35)로 형성된다. 여기서 연료 분사 밸브(1)가 폐쇄된 경우 선회 챔버(37)의 체적이 감소됨으로써, 분사 과정의 시작시 연료로 채워진 작은 체적만이 선회의 형성 없이 분사된다.
밸브 시이트 바디(5)가 경화된 이후에, 리세스(36)의 제공은 본 발명에 따른 방법에 상응하게 이루어질 수 있고, 예컨대 전기 화학적 금속 처리 또는 침식에 의해 이루어질 수 있다. 이어서 폐쇄된 선회 챔버(36a)의 형성을 위해, 가이드 디스크(35)가 예컨대 용접에 의해 밸브 시이트 바디(5) 상에 고정된다. 따라서 밸브 시이트 바디(5) 및 가이드 디스크(35)로 이루어진 부품 그룹은 함께 추가 처리될 수 있다. 따라서 가이드 디스크(35)와 밸브 시이트 표면(6)의 리세스(38)는 공동 라운딩은 밸브 시이트 바디(5)의 중심축의 오프셋을 방지하고, 이로 인해 연료 분사 밸브(1)의 마모가 감소된다.

Claims (14)

  1. 밸브 폐쇄 바디(4)와 상호 작용하여 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 시이트 표면(6)을 포함하는 밸브 시이트 바디(5),
    상기 밸브 폐쇄 바디(4)가 가이드되어 있는 중앙 리세스(38)를 포함한 가이드 디스크(35), 및
    연료 분사 밸브(1)에 의해 분사된 연료 스트림의 선회를 형성하기 위한 밸브 시이트 표면(6)의 상류측에 적어도 하나의 선회 덕트(36a)를 포함하는
    내연 기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)에 있어서,
    상기 밸브 시이트 바디(5)가 밸브 시이트 표면(6)의 상류측에 배치된 표면(40) 상에 하나 또는 다수의 리세스(36)를 포함하고, 상기 리세스는 가이드 디스크(35)에 의해 하나 또는 다수의 선회 덕트(36a)에 대해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선회 덕트(36a)가 상기 밸브 시이트 표면(6)의 상부에 배치된 선회 챔버(37)로 이어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 선회 덕트(36a)는 선회 챔버(37)로 이어지는 개구에 접선 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 직선 또는 구부러질 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 구부러져서 연장되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 상이한 폭 및 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드 디스크(35)의 외경이 노즐 바디(2)의 내경보다 작고, 상기 노즐 바디의 내경에 가이드 디스크(35)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 방사 방향으로 외부로 팽창되는 것이 상기 가이드디스크(35)의 외부 에지(43)보다 큰 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 방사 방향으로 외부로 나와 상기 밸브 시이트 바디(5)의 사면(44)으로 이어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  10. 밸브 시이트 바디(5)가 밸브 시이트 표면(6)을 포함하고, 상기 밸브 시이트 표면은 밸브 폐쇄 바디(4)와 상호 작용하여 밀봉 시이트를 형성하고,
    연료 분사 밸브(1)는 밸브 폐쇄 바디(5)가 가이드되어 있는 중앙 리세스(38)를 가진 가이드 디스크(35)를 포함하는,
    연료 분사 밸브(1)에 의해 분사된 연료 스트림의 선회를 형성하기 위한 내연 기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)의 밸브 시이트 바디(5)에 선회 덕트(36a)를 제공하기 위한 방법으로서,
    - 미리 정해진 개수의 리세스(36)가 상류측으로 향한 밸브 시이트 바디(5)의 표면(40)에 제공되는 단계,
    - 상기 가이드 디스크(35)가 커버로서 밸브 시이트 표면(5) 상에 배치되는 단계 및
    -상기 가이드 디스크(35)가 상기 밸브 시이트 바디(5)에 연결되는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 밸브 시이트 바디(10)는 상기 리세스(36)가 제공되기 이전에 경화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 전기 화학적 금속 처리에 의해 접촉 없이 밸브 시이트 바디(5)에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 리세스(36)가 밸브 시이트 바디(5)로 침식되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결된 이후에 상기 가이드 디스크(35)가 상기 밸브 시이트 바디(5)와 함께 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020027006417A 2000-09-19 2001-08-25 연료 분사 밸브 KR20020049055A (ko)

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