KR20020054351A - 연료 분사 밸브의 밸브 시트 바디 제조 방법 - Google Patents

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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
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Abstract

본 발명은 선회를 일으키기 위해 리세스(35) 내에 선회 홈(36)을 구비한 연료 분사 밸브(1)의 밸브 시트 바디(5) 제조 방법에 관한 것이며, 상기 밸브 시트 바디(5)의 밸브 시트면(6)은 연료 분사 밸브(1)의 밸브 폐쇄 바디(4)와 밀봉 시트로서 상호 작용하고, 리세스(35)는 밸브 폐쇄 바디(4)의 안내부로서 사용되며, 상기 방법은:
상기 밸브 시트 바디(5)의 블랭크를 제조하는 단계와,
리세스(35), 밸브 시트면(6) 및 적어도 하나의 분사구(7)를 밸브 시트 바디(5)의 블랭크 내에 형성하는 단계와,
상기 리세스(35) 내에 선회 홈(36)을 형성하는 단계를 갖는다. 상기 선회 홈(36)은 절삭 없는 처리 단계를 통해 리세스(35) 내에 형성된다.

Description

연료 분사 밸브의 밸브 시트 바디 제조 방법{Method for producing a valve seat body of a fuel injection valve}
DE 42 31 448 C1에는 밸브 밀봉 시트 상부로 선회를 일으키기 위해 선회 홈을 갖는 연료 분사 밸브가 공지되어 있으며, 상기 선회 홈은 안내 보어 내에 배열된다. 안내 보어 내에 안내된 밸브 폐쇄 바디를 통해, 밸브 폐쇄 바디를 향해 개방된 선회 홈은 선회 채널 쪽으로 폐쇄된다. 흐름 방향 앞쪽으로, 상기 안내 보어 에는 환형 홈으로서 작용하는 선회 챔버가 연결되며, 적은 접선 부품을 갖는 선회 홈은 상기 선회 챔버 내로 안내된다. 상기 접선 부품에 의해, 선회 챔버 내로 유입되는 연료는 원주 속도를 가지며, 상기 속도는 연료 분사 밸브로부터의 배출시 연료 방사가 뻗어나가게 하며 이로써 분사를 개선시킨다.
상기 선회 홈은 절삭 방법을 통해서 밸브 시트 바디 내에 형성된다. 그 다음, 상기 선회 홈의 형성시 생기는 버(burr)는, 선회 홈으로부터 안내 보어로의 전환과 분리되며 안내 보어 및 밸브 시트면은 연삭된다. 상기 밸브 시트 바디의, 예컨대 칩, 냉각제, 연삭제와 같은 전체 처리 잔류물이 세정된 후, 밸브 시트 바디는 높은 수명을 보장하기 위해 경화되어야 한다.
절삭 재료 가공 방법을 사용하는 것은, 부가적 처리 비용이 들기 때문에 단점이다. 안내 보어로 선회 홈이 전환되는 것은 버의 형성 후이다. 상기 전환은 부가의 공정 단계로 분리되어야 한다. 또한 생성되는 칩을 잔류물 없이 제거하는 것은 안내부 및 밸브 시트의 영역에서 연료 분사 밸브의 때 이른 마모를 막기 위해 꼭 필요하다.
또한 가공중 냉각제의 사용에 의해 방해되어서는 안되는, 공작물 내의 열 도입이 절삭 가공과 연결되는 것도 단점이다. 따라서 크기의 정확도에 대해 밸브 시트 바디를 검사하기 전에, 냉각 단계가 필요하다.
본 발명은 연료 분사 밸브의 밸브 시트 바디 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 연료 분사 밸브의 개략적 단면도.
도 2는 도 1의 II 섹션의 개략적 단면도.
도 3A 내지 3C는 선회 홈의 다양한 구조에 대한 밸브 시트 바디의 개략적 평면도.
도 4는 밸브 시트 바디의 전기 화학식 금속 가공을 개략적으로 도시한 도면.
이에 반해, 독립항에 따른 방법은, 선회 홈이 절삭 없이 형성되는 장점을 갖는다. 이로써 버가 생기는 것은 방지되며 부가의 처리 단계 비용도 감소된다. 하나의 처리 단계가 생략됨으로써, 생산 비용은 감소된다.
종속항에 기재된 방법을 통해 제 1 항에 제시된 방법의 바람직한 또 다른 실시예가 가능하다.
안내 보어 및 밸브 시트는 선회 홈을 형성하기 전에, 안내 보어 및 밸브 시트 바디의 중단되지 않은 내면이 연삭된다. 선회 홈의 수 및 구조는, 경우에 따라 생기는 연삭 공구의 공명 진동을 고려하지 않고 자유로이 정해질 수 있는데, 상기 진동은 홈이 이미 형성되고 원주에 걸쳐 균일하게 배분되었을 경우 생길 수 있다.
또한, 상기 밸브 시트 바디가 선회 홈의 형성 전에 경화될 수 있는 것도 장점이다. 상기 경화는 밸브 폐쇄 바디의 안내부의 원주에 걸쳐 균일하게 일어날 수있으며, 이는 예컨대 선회 홈으로부터 안내 보어로의 전환시 에지에서 불리한 작용이 일어나지 않기 때문이다.
또한 전기 화학식 금속 가공 방법의 사용은, 열 지연 없이 홈이 형성되는 장점을 갖는다. 적절한 방법, 예컨대 게이지와 같은 방법을 이용하여, 밸브 시트 바디는 즉시 검사될 수 있다. 처리에 의해 가열된 밸브 시트 바디의 냉각은 필요하지 않다.
본 발명에 따라 제조된 연료 분사 밸브의 실시예는 도면에 단순하게 도시되며 하기의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
밸브 시트 바디를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법이 설명되기 전에, 본 발명에 따른 방법의 더 나은 이해를 위해 우선 연료 분사 밸브(1)는 도 1에 의해, 가 그 실질적 부품들에 대한 전체 도면으로 간략히 설명되어야 한다.
상기 연료 분사 밸브(1)는 혼합 응축식, 불꽃 점화식 내연 기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브의 형태로 실시된다. 연료 분사 밸브(1)는 특히 도시되지않은 내연 기관의 연소실로 연료를 직접 분사하기에 적합하다.
상기 연료 분사 밸브(1)는 밸브 니들(3)이 배열된 노즐 바디(2)로 구성된다. 상기 밸브 니들(3)은 밸브 폐쇄 바디(4)와 함께 작용하며, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시트 바디(5) 상에 배열된 밸브 시트면(6)과 함께 밀봉 시트로서 공동 작용한다. 상기 실시예에서 연료 분사 밸브(1)는 전자기식으로 작동하는 내부 개방형 연료 분사 밸브(1)이며 분사구(7)가 제공된다. 노즐 바디(2)는 자기 코일(10)의 외부극(9)에 대해 밀봉부(8)를 통해 밀봉된다. 자기 코일(10)은 코일 하우징(11) 내에 수용되며, 자기 코일(10)의 내부극(13)에 접하는 코일 캐리어(12) 상에 권취된다. 내부극(13) 및 외부극(9)은 틈(26)을 통해 서로 분리되며 연결 부품(29) 상에 지지된다. 자기 코일(10)은 전기 플러그 콘택(17)에 의해 공급될 수 있는 전기 전류에 의해 라인(19)을 통해 여기된다. 플러그 콘택(17)은 내부극(13)에 사출 성형될 수 있는 플라스틱 케이싱(18)에 의해 둘러싸인다.
상기 밸브 니들(3)은 디스크형인 밸브 니들 안내부(14) 내로 안내된다. 스크로크 조절을 위해, 한 쌍의 조절 디스크(15)가 사용된다. 상기 조절 디스크(15)의 다른 측에는 아마추어(20)가 있다. 상기 아마추어는 제 1 플랜지(21)에 의해 밸브 니들(3)과 넌 포지티브 결합식으로 연결되며, 상기 밸브 니들(3)은 용접 시임(22)에 의해 제 1 플랜지(21)와 연결된다. 상기 제 1 플랜지(21) 상에는, 연료 분사 밸브(1)의 본 구성 형태 내에서 슬리브(24)를 통해 예비 응력을 받는 귀환 스프링(23)이 지지된다.
마찬가지로 상기 밸브 니들(3)과 용접 시임(33)에 의해 연결되는 제 2 플랜지(31)는 하부 아마추어 정지부로서 사용된다. 제 2 플랜지(31) 상에 지지되는 탄성 사이 링(32)은 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 튕기는 것을 방지한다.
상기 밸브 니들 안내부(14), 아마추어(20) 및 밸브 시트 바디(5) 내에 연장된 연료 채널(30a, 30b) 또는 리세스(36)는, 센터링된 연료 공급부(16)에 의해 공급되고 필터링 소자(25)에 의해 필터링되는 연료를 밸브 시트 바디(5) 내의 분사구(7)에까지 유도한다. 상기 연료 분사 밸브(1)는 도시되지 않은 분배 라인에 대해 밀봉부(28)를 통해 밀봉된다.
상기 연료 분사 밸브(1)의 정지 상태시, 아마추어(20)는 밸브 니들(3)에 있는 제 1 플랜지(21)를 통해 귀환 스프링(23)로부터 스트로크 방향에 대항해 작용하므로, 밸브 폐쇄 바디(4)는 단부가 밀봉되게 밸브 시트면(6)에 지지된다. 자기 코일(10)이 여기되면, 상기 코일은 자기장을 구성하며 상기 자기장은 귀환 스프링(23)의 스프링력에 대항해 아마추어(20)를 스트로크 방향으로 움직이며, 스트로크는 내부극(13) 및 아마추어(20) 사이의 정지 위치에 있는 작동 틈(27)을 통해서 프리세팅된다. 아마추어(20)는 밸브 니들(3)과 용접된 제 1 플랜지(21) 및, 이로써 마찬가지로 밸브 니들(3)을 스트로크 방향으로 종동한다. 밸브 니들(3)과 상호 연결된 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시트면(6)으로부터 올라가고, 연료 채널(30a, 30) 또는 리세스(36)를 통해 분사구(7)에까지 이르는 연료는 분사된다.
코일 전류가 차단되면, 아마추어(20)는 자기장이 충분히 감소된 후, 귀환 스프링(23)의 압력을 통해 내부극(13)으로부터 제 1 플랜지(21)로 하강하므로, 밸브 니들(3)은 스트로크 방향에 대항해 움직인다. 따라서 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브시트면(6) 상에 안착하며, 연료 분사 밸브(1)는 폐쇄된다.
본 발명에 따라 밸브 시트 바디(5)를 제조할 경우, 우선 블랭크가 제조되고 상기 블랭크에는 밸브 폐쇄 바디(4)를 안내하기 위한 센터링된 리세스(35), 선회 챔버(37), 밸브 시트면(6) 및 분사구(7)가 절삭 가공에 의해 형성된다. 가공시 생기는 칩 및, 절삭 가공시 사용되는 냉각제의 잔여물들은 이어서 완전히 제거된다.
다음의 단계에서 선회 홈(36)이 밸브 시트 바디(5) 내에 형성된다. 상기 선회 홈(36)은 도 3A 내지 도 3C에 도시된 바와 같이, 횡단면 및 형태가 다를 수 있으며, 선회 형성을 사용하지 않고도 정확히 실시될 수 있다. 재료 제거는 절삭 없이 이뤄진다. 형성된 선회 홈(36)은 버가 없으며, 또 다른 처리 단계를 필요로 하지 않는다.
도 3A는, 직각의 횡단면을 갖는 2 개의 선회 홈(36a) 및 반구형 횡단면을 갖는 2 개의 선회 홈(36b)이 제공된 실시예가 도시된다.
도 3B에 도시된 실시예의 경우, 직각의 횡단면 및 다양한 접선 성분을 갖는 다수의 선회 채널(36)이 있다. 도 3C에 도시된 실시예의 경우, 직각의 횡단면 및 동일하게 통일된 접선 성분을 갖는 4 개의 선회 채널(36)이 제공된다.
바람직한 또 다른 실시예에 따른 본 발명에 따른 제조 방법에서, 리세스(35)는 선회 홈(36)을 형성하기 전에 밸브 시트면(6)과 함께 연삭된다. 이때 밸브 시트면(6) 및 밸브 시트 바디(5)의 센터링된 리세스(35)는 최종 형태 및 표면 상태를 얻는다. 밸브 폐쇄 바디(4)는 리세스(35) 및 밸브 시트면(6)과도 밀봉되게 상호 작용한다. 제거된 재료 및 연삭제의 잔여물은, 세정 단계에서 제거된다. 그 후밸브 시트 바디(5)는 경화된다. 밸브 시트면(6) 및, 밸브 폐쇄 바디(4)의 안내를 위한 리세스(35)의 면은 수명 동안 심한 하중을 받는다. 연료 분사 밸브(1)의 빠른 마모를 막기 위해, 표면은 경화된다. 아직 선회 홈(36)을 갖지 않은 밸브 시트 바디(5)의 회전 대칭은 리세스(35) 내의 균일한 연삭 및 표면의 경화를 쉽게 한다.
상기 선회 홈(36)은, 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 밸브 시트 바디(5) 내에, 바람직하게는 전기 화학식 금속 가공에 의해 형성된다. 이를 위해 재료는 공구 전극(39) 및 밸브 시트 바디(5) 사이에 흐르는 직류에 의해 제거된다. 공구 전극(39) 및 밸브 시트 바디(5) 사이의 전기 전도성 직접적 콘택은 이때 구성되지 않는다. 전류는 틈(40) 내에 흐르는 전해질에 의해 흐른다. 밸브 시트 바디의 제거 중 공구 전극(39)은, 선회 채널(36)이 원하는 깊이에 이를 때까지, 제거 공정을 통해 확장된 틈(40) 내로 반경 방향으로 안내된다. 상기 공구 전극(39)이 적절하게 성형됨으로써, 선회 홈(36)의 유동 횡단면의 구조는 결정될 수 있다. 연삭이 끝난 밸브 시트(5)의 영역 내의 가공은, 공구 전극(39) 및 공구 캐리어(38)의 적절한 형태를 통해서 방지된다.
상기 선회 홈(36)을 밸브 시트 바디(5) 내에 형성하는, 본 발명에 따른 다른 가능성은 선회 홈(36)의 부식이다.
마지막 단계로서, 형성된 선회 홈은 형태 및 위치가 조절된다. 예컨대 게이지를 이용한 검사에 의해, 프리세팅된 목표값과의 일치가 얻어지면, 밸브 폐쇄 바디(5)는 연료 분사 밸브(1)의 또 다른 조립 프로세스로 공급된다.

Claims (6)

  1. 선회를 일으키기 시키기 위해 리세스(35) 내에 적어도 하나의 선회 홈(36)을 구비한, 연료 분사 밸브(1)의 밸브 시트 바디(5) 제조 방법으로서, 밸브 시트 바디(5)의 밸브 시트면(6)은 연료 분사 밸브(1)의 밸브 폐쇄 바디(4)와 밀봉 시트로서 상호 작용하며 상기 리세스(35)는 밸브 폐쇄 바디(4)의 안내부로서 사용되고, 상기 밸브 시트 바디(5)의 블랭크를 제조하는 단계와, 상기 리세스(35), 밸브 시트면(6) 및 적어도 하나의 분사구(7)를 상기 밸브 시트 바디(5)의 블랭크에 형성하는 단계와, 적어도 하나의 선회 홈(36)을 상기 리세스(35) 내에 형성하는 단계를 갖는 방법에 있어서,
    절삭 없는 처리 단계를 통해 적어도 하나의 선회 홈(36)이 리세스(35) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 선회 홈(36)은 밸브 시트면(6) 및 리세스(35)의 연삭 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 하나의 선회 홈(36)은 상기 밸브 시트 바디(5)의 경화 후 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 선회 홈(36)은 전기 화학식 금속 가공을 통해 밸브 시트 바디(5)에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 선회 홈(36)은 부식을 통해 밸브 시트 바디(5) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선회 홈(36)의 형성 후, 선회 홈(36)의 위치는 분사구(7)에 대해 상대적으로 검사되는 것을 특징으로 하는 방법.
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