KR20020072298A - 연료 분사 밸브 - Google Patents

연료 분사 밸브 Download PDF

Info

Publication number
KR20020072298A
KR20020072298A KR1020027009806A KR20027009806A KR20020072298A KR 20020072298 A KR20020072298 A KR 20020072298A KR 1020027009806 A KR1020027009806 A KR 1020027009806A KR 20027009806 A KR20027009806 A KR 20027009806A KR 20020072298 A KR20020072298 A KR 20020072298A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel injection
valve
injection valve
damping element
fuel
Prior art date
Application number
KR1020027009806A
Other languages
English (en)
Inventor
귄터 단테스
데트레프 노박
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20020072298A publication Critical patent/KR20020072298A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1813—Discharge orifices having different orientations with respect to valve member direction of movement, e.g. orientations being such that fuel jets emerging from discharge orifices collide with each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0685—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature and the valve being allowed to move relatively to each other or not being attached to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182—Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/188—Spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/306—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using mechanical means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

특히 혼합물 압축식 외부 점화 내연 기관의 연소실에 연료를 직접 분사하기 위한 연료 분사 밸브(1)가 액추에이터(10), 상기 액추에이터(10)에 의해 작동될 수 있으면서 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 밸브 시이트 표면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 폐쇄 바디(4)의 작동을 위한 밸브 니들(3), 그리고 밸브 시이트 바디(5)내에 형성된 다수의 분사구(7)를 포함한다. 밸브 폐쇄 바디(4)의 하류측 리세스(36)내에 댐핑 엘리먼트(37)가 배치된다.

Description

연료 분사 밸브{Fuel injection valve}
DE 33 14 899 A1 에는 전자기 작동을 위해 고정(tie) 엘리먼트가 전기식으로 여기될 수 있는 자기 코일과 상호 작용하고 고정 엘리먼트의 행정이 밸브 니들을 통해 밸브 폐쇄 바디에 전달되는 전자기 작동식 연료 분사 밸브가 공지되어 있다. 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 표면과 상호 작용하여 밀봉 시이트를 형성한다. 고정 엘리먼트는 밸브 니들에 강성 고정되지 않고, 여기에 축방향으로 움직이도록 배치된다. 제 1 복귀 스프링은 밸브 니들을 폐쇄 방향으로 작동시키고, 따라서 연료 분사 밸브는 자기 코일의 전류가 통하지 않고 여기되지 않은 상태에서 폐쇄되어 유지된다. 고정 엘리먼트는 제 2 복귀 스프링에 의해 행정 방향으로 작동됨으로써, 고정 엘리먼트는 정지 상태에서 밸브 니들에 제공된 제 1 스토퍼에 인접한다. 자기 코일의 여기시 고정 엘리먼트는 행정 방향으로 당겨지고, 제 1 스토퍼를 통해 밸브 니들을 종동시킨다. 자기 코일을 여기하는 전류의 차단시 밸브 니들은 제 1 복귀 스프링에 의해 그의 폐쇄 위치에서 가속되고, 상기 스토퍼를 통해 고정 엘리먼트를 함께 안내한다. 밸브 폐쇄 바디가 밸브 시이트에 충돌하는 즉시, 밸브 니들의 폐쇄 운동이 갑자기 종결된다. 밸브 니들과 함께 강성 연결되지 않은 고정엘리먼트의 운동은 행정 방향에 대해 계속 세팅되고, 제 2 복귀 스프링에 의해 저지되고, 즉 고정 엘리먼트는 제 1 복귀 스프링에 비해 매우 작은 스프링 상수를 가지는 제 2 복귀 스프링에 대해 관통하여 진동한다. 결국 제 2 복귀 스프링은 고정 엘리먼트를 새롭게 행정 방향으로 가속시킨다.
DE 33 14 899 A1 에 공지된 연료 분사 밸브의 단점은 특히 불완전한 디바운싱(debouncing)이다. 고정 엘리먼트가 밸브 니들의 스토퍼에 충돌하면, 이로 인해 밸브 니들에 연결된 밸브 폐쇄 바디가 밸브 시이트로부터 다시 단시간에 들어올려지게 되고, 따라서 연료 분사 밸브의 바람직하지 않은 단시간 개방이 야기됨으로써, 스트림 상이 변조되고 분사된 연료량이 상승되는데, 그 결과로 후연소에 의한 내연 기관의 더 높은 연료 소비 및 강화된 노킹이 야기된다.
밸브 시이트 바디와 밸브 시이트 지지체 사이의 댐핑은 US 5, 236, 173 에 공지되어 있다.
본 발명은 독립항의 유형에 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 제 1 실시예의 축방향 단면도이고,
도 2A는 도 1의 영역(IIA)의 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 도 1에 도시된 제 1 실시예의 확대된 단면도이고,
도 2B는 도 2A와 동일한 영역의 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 제 2 실시예이고,
도 2C는 도 2A 및 2B와 동일한 영역의 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 제 3 실시예를 도시한다.
독립항의 특징을 가진 본 발명에 따른 연료 분사 장치는, 복귀 스프링의 스프링 상수가 상승될 필요 없이 그리고 이로 인해 더 긴 개방 시간을 감수할 필요 없이, 밀봉 시이트로부터 밸브 폐쇄 바디의 리바운딩이 밸브 폐쇄 바디의 리세스 내에 배치된 댐핑 엘리먼트에 의해 저지되는 장점을 가진다.
또한 예컨대 대량 생산 부품의 사용시 감소될 필요 없이 더 간단한 방식으로 멀티홀 컨셉이 변환될 수 있다.
종속항에서 구현된 조치에 의해 독립항에 제시된 연료 분사 밸브의 바람직한개선예 및 개선 사항이 가능하다.
이 경우 특히 예컨대 고무, 실리콘 또는 스폰지와 같은 임의의 탄성 물질로 이루어진 댐핑 엘리먼트가 저렴하고 간단하게 제조될 수 있는 실린더형으로 형성되고 또는 댐핑 엘리먼트가 커버에 의해 둘러싸인 액체 패드로서 형성되는 것이 바람직하다.
또한 부분적으로 댐핑 엘리먼트에 의해 커버링된 분사구를 중심으로 다수의 링이 형성되는 것도 바람직하다. 이러한 조치에 의해 내연 기관의 연소실 내에 분사된 혼합 구름이 내연 기관의 작동 상태에 매칭될 수 있다.
이것은 바람직한 방식으로 연료 분사 밸브의 종축에 대한 분사구의 상이한 경사에 의해 지지된다.
또한 댐핑 엘리먼트가 댐핑 바디에 연결된 스프링 형태로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 스프링은 밸브 폐쇄 바디의 리세스 내에 배치된다. 이 경우 연료 분사 밸브의 개방 상태에서 자유롭게 진동하는 댐핑 바디는 금속으로도 이루어질 수 있는데, 그 이유는 댐핑 작용이 스프링에 의해 달성되기 때문이다. 이 경우 특히 댐핑 엘리먼트의 물질에 대한 특별한 요구 없이 저렴하게 제조되는 것이 바람직하다.
도 2A 내지 2C에 의한 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)의 실시예를 설명하기 이전에, 본 발명의 이해를 돕기 위해 우선 도 1에 의해 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)가 전체 도면에서 그의 중요한 부품에 따라 간단하게 설명되어야 한다.
연료 분사 밸브(1)는 혼합물 압축식 외부 점화 내연 기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브 형태로 구현된다. 연료 분사 밸브(1)는 특히 연료를 도시되지 않은 내연 기관의 연소실에 직접 분사하는데 적합하다.
연료 분사 밸브(1)는 그 내에 밸브 니들(3)이 배치된 노즐 바디(2)를 포함한다. 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)에 있어서, 다수의 바람직하게 링형으로 배치된 분사구(7)가 설치된 내부로 개방된 연료 분사 밸브(1)가 중요하다. 노즐 바디(2)는 밀봉부(8)에 의해 자기 회로의 외극(9)에 대해 밀봉된다. 자기 코일(10)은 코일 하우징(11) 내에 캡슐링되고, 코일 지지체(12)에 감기며, 상기 코일 지지체는 자기 회로의 내극(13)에 인접한다. 내극(13)과 외극(9)은 갭(26)에 의해 서로 분리되고, 연결 부품(29) 상에 지지된다. 자기 코일(10)은 전기 플러그 콘택(17)을 통해 공급될 수 있는 전류의 라인(19)을 통해 여기된다. 플러그 콘택(17)은 플라스틱 외장(18)에 의해 둘러싸이고, 상기 플라스틱 외장은 내극(13)에서 사출 성형될 수 있다.
밸브 니들(3)은 디스크형으로 구현된 밸브 니들 가이드(14) 내로 안내된다. 행정 세팅을 위해 쌍으로 이루어진 세팅 디스크(15)가 사용된다. 세팅 디스크(15)의 다른 측면에 고정 엘리먼트(20)가 배치된다. 상기 고정 엘리먼트는 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. 제 1 플랜지(21) 상에 복귀 스프링(23)이 지지되고, 상기 복귀 스프링은 연료 분사 밸브(1)의 기존의 구조 형태에서 슬리브(24)에 의해 초기 응력을 받는다.
용접 시임(33)을 통해 밸브 니들(3)에 연결된 제 2 플랜지(31)는 하부 고정 엘리먼트 스토퍼로서 사용된다. 제 2 플랜지(31) 상에 놓인 탄성 중간링(32)은 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 리바운딩을 방지한다.
밸브 니들 가이드(14)와 고정 엘리먼트(20) 내에서 연료 채널(30a 내지 30b)이 진행한다. 바람직한 실시예에서 구형 밸브 폐쇄 바디(4)는 적어도 하나의 폴리싱 섹션(34)을 포함하고, 상기 폴리싱 섹션을 통해 연료가 밸브 폐쇄 바디(4)를 순환하여 분사구(7)로 안내된다. 연료는 중심 연료 공급부(16)를 통해 공급되어 필터 엘리먼트(25)를 통해 필터링된다. 연료 분사 밸브(1)는 밀봉부(28)에 의해 추가로 도시되지 않은 연료관에 대해 밀봉된다.
밸브 폐쇄 바디(4)는 분사측 단부(35)에서 리세스(36)를 포함하고, 상기 리세스는 바람직하게 실린더형 또는 포트형으로 형성된다. 리세스(36) 내에는 댐핑 엘리먼트(37)가 배치되고, 상기 댐핑 엘리먼트는 분사측에서 밸브 시이트 바디(5)에 지지된다. 이 경우 제 1 실시예에서 댐핑 엘리먼트(37)는, 밸브 시이트 바디(5) 내에 링형으로 형성된 분사구(7)의 내부에서 밸브 시이트 바디(5)에 놓이도록 배치된다. 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)의 제 1 실시예의 자세한 설명 및 작동 방식은 도 2A를 참조로 하여 이루어진다.
연료 분사 밸브(1)의 정지 상태에서 고정 엘리먼트(20)는 복귀 스프링(23)에 의해 그의 행정 방향으로 작동됨으로써, 밸브 폐쇄 바디(4)는 밀봉 장치에서 밸브 시이트(6)에 고정된다. 자기 코일(10)의 여기시 상기 자기 코일은 자계를 형성하고, 상기 자계는 고정 엘리먼트(20)를 복귀 스프링(23)의 스프링력에 대해 행정 방향으로 이동시키고, 상기 행정은 정지 상태에서 내극(13)과 고정 엘리먼트(20) 사이에 존재하는 작동 갭(27)에 의해 프리세팅된다. 고정 엘리먼트(20)는 밸브 니들(3)과 함께 용접된 플랜지(21)와 마찬가지로 행정 방향으로 종동한다. 밸브 니들(3)과 상호 작용하도록 연결된 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트 표면(6)으로부터 들어올려지고, 연료가 분사된다.
코일 전류가 차단되면, 고정 엘리먼트(20)는 자계의 충분한 감소 이후에 복귀 스프링(23)의 압력에 의해 내극(13)으로부터 하강하고, 이로 인해 밸브 니들(3)과 상호 작용하도록 연결된 플랜지(21)가 행정 방향으로 이동된다. 그 결과로 밸브 니들(3)은 동일한 방향으로 이동되고, 이로 인해 밸브 폐쇄 바디(4)가 밸브 시이트 표면(6) 상에 배치되어 연료 분사 밸브(1)가 폐쇄된다. 이 경우 밸브 시이트 바디(5)로부터 밸브 폐쇄 바디(4)의 리바운딩은 밸브 니들(3)의 동력학적 에너지를 수용하는 댐핑 엘리먼트(37)에 의해 방지된다.
도 2A는 발췌된 단면도로서 도 1에서 IIA로 표기된 영역을 도시한다. 이 경우 쉽게 알려주기 위해 일치하는 부품에는 일치하는 도면 부호가 제공된다.
이미 도 1에 의해 간단하게 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브(1)의 밸브 시이트 바디(4)는 거의 구형인 형태를 가진다. 이로 인해 연료 분사 밸브(1)의 정확한 작동 방식을 제공하는, 오프셋이 없는 카르단식 밸브 니들 가이드가 달성된다. 이것은 특히 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 댐핑 엘리먼트(37)에 위한 리바운딩 방지의 관점에서 중요하다.
연료 분사 밸브(1)의 밸브 시이트 바디(5)는 거의 포트형으로 형성되고, 그 형태에 의해 밸브 니들 가이드가 이루어지는데 기여된다. 이 경우 밸브 시이트 바디(5)는 노즐 바디(2)의 분사측 리세스(38)에 삽입되어, 용접 시임(39)에 의해 노즐 바디(2)에 연결된다.
밸브 폐쇄 바디(4)는 그의 분사측 단부(35)에서 리세스(36)를 포함하고, 상기 리세스는 포트형 또는 실린더형으로 형성되고 유출 방향으로 개방된다. 리세스(36) 내에 상기 댐핑 엘리먼트(37)가 배치된다. 상기 댐핑 엘리먼트는 바람직하게 탄성 고무- 또는 플라스틱 물질로 이루어지고, 그의 축방향 길이는 밸브 폐쇄 바디(4)의 리세스(36)의 축방향 길이보다 대략 크도록 설계된다.
연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 댐핑 엘리먼트(37)는 연료 분사 밸브(1)의 차단 상태를 유지시키는 복귀 스프링(23)의 힘에 의해, 밸브 폐쇄 바디(4)가 밀봉 장치에서 밸브 시이트 표면(6)에 고정되어 댐핑 엘리먼트(37)가 그의 축방향 길이로 약간 감소되도록 압축된다.
실시예에서 자기 코일(10)로서 구현된, 연료 분사 밸브(1)의 액추에이터(10)가 작동되면, 밸브 폐쇄 바디(4)가 밀봉 시이트로부터 들어올려지고, 이로 인해 연료가 적어도 하나의 폴리싱 섹션(34)을 통해 분사구(7)로 흘러간다. 댐핑 엘리먼트(37)가 확장됨으로써 개방 운동시 연료 분사 밸브(1)의 신속한 개방이 추가로 이루어질 수 있게 된다. 이 경우 댐핑 엘리먼트(37)는 밸브 폐쇄 바디(4)의 리세스(36) 내에 고정될 수 있고, 이로 인해 추가 개방 운동시 마찬가지로 밸브 시이트 바디(5)로부터 들어 올려질 수 있지만, 또한 리세스(36) 내에 느슨하게 배치될 수 있고, 연료 분사 밸브(1)의 개방시 밸브 시이트 바디(5)에 남아있을 수 있다. 이러한 경우 연료 분사 밸브(1)의 개방 행정은 릴리스 상태에서 댐핑 엘리먼트(37)의 축방향 길이를 초과하지 않는 것이 보장되어야 하는데, 그 이유는 그렇지 않으면 댐핑 엘리먼트(37)가 리세스(36)로부터 미끄러져 나올 수 있기 때문이다.
연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 고정 엘리먼트(20)는 자계의 충분한 감소 이후에 복귀 스프링(23)의 힘에 의해 내극(13)으로부터 하강하고, 이로 인해 밸브 니들(3)은 유출 방향으로 이동된다. 따라서 밸브 폐쇄 바디(4)는 다시 그의 출발 위치로 다시 가이드되고, 폐쇄 과정의 종결시 댐핑 엘리먼트(37)가 압축되고, 이로 인해 밸브 폐쇄 바디(4)에는 폐쇄 방향에 대해 작용하면서 밸브 니들(3)의 운동을브레이킹시키는 힘이 가해진다. 그 결과로 밸브 폐쇄 바디(4)는 매우 낮은 잔류 속도로 밀봉 시이트에 충돌하고, 이로 인해 다시 한번 바람직하지 않은 연료 분사 밸브(1)의 단시간 개방이 저지된다.
도 2B는 발췌된 단면도로서 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)가 제 2 실시예를 도시한다. 상기 단면은 도 2A에서와 동일한 단면이다. 일치하는 부품에는 일치하는 도면 부호가 제공된다.
도 1 또는 2A에 도시된 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)의 제 1 실시예와는 달리 도 2B에 도시된 제 2 실시예는 특히 분사구(7)를 중심으로 형성된 링(40)을 포함한다. 이 경우 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a)는 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 댐핑 엘리먼트(37)에 의해 커버링되는 반면, 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)는 도 2A에 기술된 제 1 실시예와 유사하게 배치된다.
마찬가지로 댐핑 엘리먼트(37)는 도 2A에 설명된 실시예와 유사하게 형성될 수 있고, 제 2 실시예에서 댐핑 엘리먼트(37)는 리세스(36) 내에 고정되어야 하고, 따라서 내부 분사구(7a)의 내부 링(40a)이 연료 분사 밸브(1)의 개방시 릴리스된다.
즉 자계(10)에 전류가 공급되면, 우선 밸브 폐쇄 바디(4)가 밸브 시이트 표면(6)으로부터 들어올려지고, 이로 인해 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)가 릴리스된다. 릴리스 상태의 댐핑 엘리먼트(37)의 축방향 길이와 리세스(36)의 축방향 길이 사이의 차이에 상응하는 특정 행정의 순환 이후에야 비로소 댐핑 엘리먼트(37)도 밸브 시이트 바디(5)로부터 들어올려지고, 이로 인해 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a)가 릴리스된다.
분사구(7)의 상기 배치에 의해, 연소실 내에 분사된 연료 구름은 밸브 니들(3)의 행정 세팅에 따라, 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)로부터 분사될 연료로만 이루어질 수 있고, 또는 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a)와 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)로부터 나온 성분을 함유하는 연료 구름이 형성될 수 있다.
이것은 특히 혼합 구름의 형성시 매우 바람직한데, 그 이유는 예컨대 연료 분사 밸브(1)의 종축(41)에 대한 분사구(7)의 상이한 경사에 의해 혼합 구름의 형태 및 그 화학량론이 직접 영향을 받을 수 있기 때문이다. 분사구(7)를 중심으로 형성된 링(40)의 접속 또는 차단에 의해, 연료 분사 밸브(1)의 각 작동 상태에 매칭되는 스트림 상이 발생될 수 있다. 요구되는 행정단은 예컨대 종동 슬리브와 같은 추가 고정 엘리먼트 스토퍼 또는 2 개의 액추에이터(10)를 포함한 연료 분사 밸브(1)를 통해, 예컨대 이중 코일 밸브에 의해 달성될 수 있다.
즉 예컨대 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)가 연료 분사 밸브(1)의 종축(41)에 대해 작은 각도로 경사지면, 결과적으로 연료 분사 밸브(1)의 제 1 스위칭 상태에서 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a)가 폐쇄될 경우, 작은 스트림 개방각 및 부분 부하 영역에서 필요한 높은 연소실 침투력을 가진 혼합 구름이 발생한다. 이와는 달리 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a)는 더 많이 경사짐으로써, 완전 부하 모드에서 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a)가 개방되고, 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)가 개방될 경우, 방사 성분을 가진 구성 성분을 포함하는 연료 구름이 연소실 내에 분사됨으로써, 스트림 개방각은 부분 부하 모드에서보다 크고, 따라서 혼합 구름은연소실을 균일하게 채운다.
따라서 상기 실시예는 리바운딩 방지와 도우징된 연료량의 산란 감소의 장점을 연료 분사 밸브(1)의 작동 상태에 따른 스트림 상의 모델링의 가능성과 조합시킨다.
도 2C에는 마찬가지로 분사구(7a 및 7b)를 중심으로 형성된 2 개의 링(40a 및 40b)이 설치된, 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브(1)의 제 3 실시예가 도시된다. 단면은 다시 도 2A 및 2B 에서와 같이 선택된다 : 일치하는 부품에는 일치하는 도면 부호가 제공된다.
도 2A 및 2B에 기술된 제 1 및 제 2 실시예와는 달리, 제 3 실시예에서 리바운딩 방지는 댐핑 바디(43), 그리고 리세스(36)의 전면(44)과 댐핑 바디(43) 사이에 배치된 스프링(42)으로 이루어진 조합물을 통해 달성된다. 스프링(42)과 댐핑 바디(43)로 이루어진 조합물은 댐핑 엘리먼트(37)를 형성한다. 연료 분사 밸브(1)의 차단 상태에서, 스프링(42)은 댐핑 엘리먼트(37)가 밸브 폐쇄 바디(4)와 동일 평면에서 폐쇄되도록 초기 응력을 받는다. 연료 분사 밸브(1)가 작동되면, 우선 밸브 폐쇄 바디(4)가 밀봉 시이트로부터 다시 들어올려지고, 이로 인해 외부 분사구(7b)의 외부 링(40b)이 개방되는 반면, 댐핑 바디(43)는 우선 스프링(42)의 응력을 받으며 밀봉 장치에서 밸브 시이트 바디(5)에 고정된다. 개방 행정의 추가 진행시 스프링(42)은 댐핑 바디(43)가 밸브 시이트 바디(5)로부터 들어올려지고 이로 인해 내부 분사구(7a)를 중심으로 형성된 내부링(40a)이 릴리스될 때까지 점점 더 릴리스된다.
연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 우선 댐핑 바디(43)가 분사구(7a)를 중심으로 형성된 내부 링(40a)에 배치된다. 폐쇄 운동은 상기 시점부터 밸브 폐쇄 바디(4)에 배치된 스프링(42)에 의해 브레이킹되는데, 그 이유는 증가하는 스프링 압축에 의해 스프링(42)의 복귀력도 증가하기 때문이다. 따라서 리바운딩이 방지된다.
본 발명은 도시된 실시예에 제한되지 않고, 특히 압전 또는 자기 변형 액추에이터(10)를 포함하는 연료 분사 밸브(1)에서 사용될 수 있고, 그리고 임의의 형태 및 재료로 이루어진 댐핑 엘리먼트(37) 및 임의의 개수의 분사구(7)를 가진 연료 분사 밸브에서도 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 액추에이터(10),
    상기 액추에이터(10)에 의해 작동될 수 있으면서, 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 밸브 시이트 표면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 폐쇄 바디(4)의 작동을 위한 밸브 니들(3),
    그리고 밸브 시이트 바디(5)내에 형성된 적어도 하나의 분사구(7)를 포함하는,
    특히 혼합물 압축식 외부 점화 내연 기관의 연소실에 연료를 직접 분사하기 위한 연료 분사 밸브(1)에 있어서,
    상기 밸브 폐쇄 바디(4)의 하류측 리세스(36) 내에 댐핑 엘리먼트(37)가 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 댐핑 엘리먼트(37)가 실린더형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 댐핑 엘리먼트(37)가 탄성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 댐핑 엘리먼트(37)가 상기 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 압축되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 분사 밸브(1)의 개방 상태에서 상기 댐핑 엘리먼트(37)의 축방향 연장은 밸브 폐쇄 바디(4)에서 리세스(36)의 축방향 연장보다 긴 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 시이트 바디(5)의 분사구(7)는, 상기 분사구(7)가 상기 댐핑 엘리먼트(7)에 의해 커버링 되지 않도록 링(40) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 댐핑 엘리먼트(37)의 방사 방향 직경은 상기 분사구(7)를 중심으로 형성된 링(40)의 방사 방향 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 시이트 바디(5) 내에 내부 분사구(7a)를 중심으로 형성된 내부 링(40a) 및 외부 분사구(7b)를 중심으로 형성된 외부 링(40b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 내부 분사구(7a)를 중심으로 형성된 내부 링(40a)은 상기 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 상기 댐핑 엘리먼트(37)에 의해 커버링되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 연료 분사 밸브의 내부 링(40a)의 내부 분사구(7a) 및 외부 링(40b)의 외부 분사구(7b)가 상이하게 종축(41)에 대해 경사지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 내부 분사구(7a)의 경사가 상기 외부 분사구(7b)의 경사보다 큰 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 댐핑 엘리먼트(37)가 스프링(42) 및 상기 스프링(42)에 의해 작동되는댐핑 바디(43)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 스프링(42)이 상기 리세스(36)의 전면(44)에 지지되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 스프링(42)은 상기 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄 상태에서 압축되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 스프링(42)은 상기 연료 분사 밸브(1)의 개방 상태에서 릴리스되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
KR1020027009806A 2000-12-05 2001-11-30 연료 분사 밸브 KR20020072298A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10060290.8 2000-12-05
DE10060290A DE10060290A1 (de) 2000-12-05 2000-12-05 Brennstoffeinspritzventil
PCT/DE2001/004505 WO2002046604A2 (de) 2000-12-05 2001-11-30 Brennstoffeinspritzventil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020072298A true KR20020072298A (ko) 2002-09-14

Family

ID=7665782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027009806A KR20020072298A (ko) 2000-12-05 2001-11-30 연료 분사 밸브

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20030132322A1 (ko)
EP (1) EP1339970A2 (ko)
JP (1) JP2004515691A (ko)
KR (1) KR20020072298A (ko)
DE (1) DE10060290A1 (ko)
WO (1) WO2002046604A2 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6874703B2 (en) 2002-06-11 2005-04-05 General Motors Corporation Anti-bounce needle valve for a fuel injector
DE112004000356D2 (de) * 2003-03-27 2006-02-23 Siemens Ag Direkt-Einspritzventil in einem Zylinderkopf
JP2007132231A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Hitachi Ltd 燃料噴射弁およびそれを搭載した内燃機関
DE102006002893B3 (de) * 2006-01-20 2007-07-26 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils
BRPI0703812B1 (pt) * 2007-08-24 2018-07-24 Magneti Marelli Sistemas Automotivos Ind. E Com. Ltda Atomizador para sistemas de injeção de combustível
EP2226492A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-08 Continental Automotive GmbH Injection valve having kinetic energy absorbing valve needle
EP2236810B1 (en) * 2009-03-25 2011-10-12 Continental Automotive GmbH Injection valve
DE102013206417A1 (de) * 2013-04-11 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Zumessen von Fluid
EP3076004B1 (en) * 2015-04-02 2018-09-12 Continental Automotive GmbH Valve assembly with a particle retainer element and fluid injection valve

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247052A (en) * 1979-10-09 1981-01-27 General Motors Corporation Electromagnetic fuel injector
DE3314899A1 (de) 1983-04-25 1984-10-25 Mesenich, Gerhard, Dipl.-Ing., 4630 Bochum Federanordnung mit zusatzmasse zur verbesserung des dynamischen verhaltens von elektromagnetsystemen
US5236173A (en) * 1992-03-11 1993-08-17 Siemens Automotive L.P. Armature bounce damper
JPH1018933A (ja) * 1996-07-02 1998-01-20 Hitachi Ltd 燃料噴射弁
JPH10159672A (ja) * 1996-12-04 1998-06-16 Isuzu Motors Ltd エンジンの燃料噴射装置
DE69922087T2 (de) * 1998-06-24 2005-12-01 Delphi Technologies, Inc., Troy Brennstoffeinspritzdüse
GB9914642D0 (en) * 1999-06-24 1999-08-25 Lucas Ind Plc Fuel injector
GB9914644D0 (en) * 1999-06-24 1999-08-25 Lucas Ind Plc Fuel injector

Also Published As

Publication number Publication date
US20030132322A1 (en) 2003-07-17
EP1339970A2 (de) 2003-09-03
WO2002046604A3 (de) 2002-08-08
WO2002046604A2 (de) 2002-06-13
JP2004515691A (ja) 2004-05-27
DE10060290A1 (de) 2002-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6902124B2 (en) Fuel injection valve
US6036120A (en) Fuel injector and method
JP4377230B2 (ja) 燃料噴射弁
US6745993B2 (en) Fuel injection valve
JP2002531750A (ja) 電磁作動弁
JP4173821B2 (ja) 内燃機関用の燃料噴射装置
KR20020072298A (ko) 연료 분사 밸브
JPS6325364A (ja) 内燃機関用の燃料噴射装置
CZ20023668A3 (en) Fuel injection valve
KR20050084098A (ko) 연료 분사 밸브
KR20020054369A (ko) 연료 분사 밸브
JP2000023474A (ja) 圧電アクチュエータ及びそれを用いた燃料噴射装置
KR20030007944A (ko) 연료 분사 밸브
JP2004506130A (ja) 燃料噴射弁
KR20040029046A (ko) 연료 분사 밸브
JP2004504531A (ja) 燃料噴射弁
US20190309717A1 (en) Valve Assembly for an Injection Valve
US20040011893A1 (en) Fuel injector control module with dampening
JP2002048025A (ja) 燃料を噴射するための圧力制御されるインジェクタ
CZ20023425A3 (en) Fuel injection valve
KR20020075453A (ko) 연료 분사 밸브의 밸브 니들과 아마추어의 연결
JP3144136B2 (ja) 三方電磁弁
JP3710163B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射装置の噴射弁
JP2004316644A (ja) 燃料噴射弁
US20050072865A1 (en) Fuel injection valve

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid