KR20030007944A - 연료 분사 밸브 - Google Patents

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Abstract

내연기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)는 자기 코일(10), 상기 자기 코일(10)과 작용 연결되고 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 밸브 시이트면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 폐쇄 바디(4)의 작동을 위해 복귀 스프링(23)의 폐쇄 방향으로 인가되는 밸브 니들(3) 및 밸브 시이트 바디(5)의 유출측에 배치된 분사홀 디스크(36)를 포함한다. 분사홀 디스크(36)는 연료의 유동 방향으로 둥글려 휘어져 형성된다.

Description

연료 분사 밸브{Fuel injection valve}
독일 특허 공개 제 198 27 219 호에는 내연기관용 연료 분사 시스템이 공지되어 있으며, 상기 내연기관은 연료 분사 조절 플레이트를 포함하는 인젝터를 구비하고, 상기 플레이트는 제 1 원을 따라 배치된 제 1 노즐홀 및 제 2 원을 따라 배치된 제 2 노즐홀을 포함한다. 제 2 원의 직경은 제 1 원의 직경보다 작다. 따라서 원들은 조절 플레이트의 중심 축선에 대해 동축으로 배치된다. 제 2 노즐홀의 각 홀축선은 기준면과 함께 분사각을 형성하고, 상기 기준면은 밸브 바디의 중심 축선에 대해 수직이다. 상기 각도는 제 1 노즐홀의 각각의 홀축선 위에 기준면에 의해 형성된다. 따라서 제 1 노즐홀에 의해 분사된 연료 분사는 제 2 노줄홀에 의해 분사된 연료 분무로부터 벗어나 방향 설정된다. 따라서 제 1 노즐홀에 의해 분사된 연료 분무를 교란하고, 제 2 노즐홀에 의해 분사된 연료 분부를 교란하지 않으며, 이것은 분사된 연료를 분무하는데 적합하도록 한다.
상기에 언급된 간행물에 공지된 혼합물 형성 방법 및 연료 분사 밸브에 있어서 특히 혼합물 가스의 불완전한 균질성 및 점화성 혼합물이 점화 플러그의 방전기 영역으로 전달되는 문제가 단점이다. 방출이 빈약한 연료를 절약하는 연소를 가능하게 하기 위해, 이러한 경우에는 한편으로는 연소실을 연료 및 공기 혼합물로 채우고, 다른 한편으로는 점화성 혼합물을 점화 플러그로 유도하기 위해 복잡한 연소실 구조 및 억제 밸브 또는 터뷸런스 장치가 사용되어야 한다.
따라서 대개 점화 플러그는 직접 사출 성형된다. 이것은 점화 플러그의 강한 그을림 및 빈번한 열충격을 야기함으로써 점화 플러그는 짧은 수명을 갖게된다.
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 연료 분사 밸브에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브의 제 1 실시예의 개략도.
도 2는 도 1의 II 영역의 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 도 1에 도시된 제 1 실시예에 의한 분사측 부분의 개략도.
도 3은 도 2와 동일한 영역의 본 발명에 따른 연료 분사 시스템의 제 2 실시예에 의한 개략도.
도 4는 도 2의 IV 영역의 본 발명에 따른 도 2에 도시된 연료 분사 밸브의 분사홀 디스크에 의한 단면도.
독립 청구항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브는 무용 부피의 축소에 의해 코우킹이 최적화될 수 있도록 컵모양으로 휘어진 분사홀 디스크가 연료 분사 밸브의 밸브 바디의 하류측 단부에 배치된다.
종속 청구항에 제시된 조치에 의해 독립 청구항에 제시된 연료 분사 밸브의 바람직한 개선이 가능하다.
바람직하게 분사홀 디스크는 간단한 방법으로 제조될 수 있으며, 연료 분사 밸브의 리세스 내부로 밀봉 시이트의 하류측에 삽입된다. 고정은 예컨대 용접 시임에 의해 이루어진다.
특히 점화 플러그의 열 충격 부하 및 그을림은 분사홀의 최적의 홀 구조에 의해 방지된다. 예리한 분사홀 및 원추형 모양은 그로 인해 분사홀 내부의 연료 흐름의 상각이 방지되고, 따라서 코우킹이 강하게 감소된다.
원추형 분사홀은 분사구에서 연료의 압력 강하가 최소이고, 따라서 스프레이형성을 위한 최대의 압력 에너지를 사용하는 것이 장점이다.
분사홀의 바람직한 배치에 의해, 그리고 그로 인한 연소실 내부에 분사 스팩트럼에 의해 바람직하게 유입-및 유출 밸브의 조립 위치 및 실린더 해드 내부의 점화 플러그의 조립 위치가 고려되고, 연소실 구조가 최적으로 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예가 도면에 도시되며, 하기에서 상세화 된다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)의 제 1 실시예의 발췌 단면도를 도시한다. 연료 분사 밸브(1)는 혼합물 압축 스파크 점화 방식 내연기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)의 형태로 구현된다. 연료 분사 밸브(1)는 내연기관의 도시되지 않은 연소실로 연료를 직접 분사하는데 적합하다.
연료 분사 밸브(1)는 노즐 바디(2)로 구성되며, 상기 노즐 바디에는 밸브 니들(3)이 배치된다. 밸브 니들(3)은 밸브 폐쇄 바디(4)와 상호 작용하고, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 바디(5) 상에 배치된 밸브 시이트면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성한다. 연료 분사 밸브(1)의 실시예에서 내부로 개방하는 연료 분사 밸브가 다루어지며, 상기 밸브는 밀봉 시이트의 하류측으로 연료의 전달을 위한 홀(7)이 제공된다.
본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브(1)의 밸브 폐쇄 바디(4)는 거의 구모양의 형태를 갖는다. 그럼으로써 오프셋 없는, 카르단식 밸브 니들 가이드가 달성되고, 상기 밸브 니들 가이드는 연료 분사 밸브(1)의 정확한 작동 방법을 제공한다.
연료 분사 밸브(1)의 밸브 시이트 바디(5)는 거의 포트(pot)형태로 형성되고, 그 형태로써 밸브 니들의 가이드에 기여한다. 따라서 밸브 시이트 바디(5)는 노즐 바디(2)의 분사측 리세스(34) 내부로 삽입되고, 용접 시임(35)에 의해 노즐 바디(2)와 연결된다. 노즐 바디(2)와 밸브 시이트 바디(5) 사이에 컵모양으로 휘어진 분사홀 디스크(36)가 배치되고, 상기 분사홀 디스크는 용접 시임(35)에 의해 노즐 바디(2)와 밸브 시이트 바디(5) 사이에 고정된다.
분사홀 디스크(36)는 연료 분사 밸브(1)를 하류측으로 폐쇄하고, 따라서 홀(7)을 커버한다. 연료 분사 밸브(1)를 관류하는 연료는 분사홀 디스크(36)에 배치된 다수의 분사홀(37)에 의해 내연기관의 도시되지 않은 연소실로 분사된다. 분사홀 디스크(36)의 상세한 설명은 도 2 내지 4에 대한 설명에서 제시된다.
노즐 바디(2)는 밀봉부(8)에 의해 자기 코일(10)의 외극(9)에 대해 밀봉된다. 자기 코일(10)은 코일 하우징(11) 내부에 캡슐화 되어 있고, 코일 캐리어(12) 상에 감겨있으며, 상기 캐리어는 자기 코일(10)의 내극(13)에 접한다. 내극(13) 및 외극(9)은 갭(26)에 의해 서로 분리되어 있고, 연결 부품(29) 위에 지지한다. 자기코일(10)은 전기 플러그 컨텍트(17)를 통해 공급 가능한 전류에 의해 파이프(19)를 통해 여자된다. 플러그 컨텍트(17)는 내극에 사출성형될 수 있는 플라스틱 외피(18)로 둘러싸여 있다.
밸브 니들(3)은 밸브 니들 가이드(14)로 안내되고, 상기 가이드는 디스크 형태로 구현된다. 쌍을 이룬 조절 디스크(15)가 행정의 조절에 이용된다. 조절 디스크(15)의 반대 측면에 아마추어(20)가 위치한다. 상기 아마추어는 제 1 플랜지(21)에 의해 넌포지티브하게 밸브 니들(3)과 연결되고, 상기 밸브 니들은 용접 시임(22)에 의해 제 1 플랜지(21)와 연결된다. 제 1 플랜지(21) 상에 복귀 스프링(23)이 지지하고, 상기 스프링은 연료 분사 밸브(1)의 본 구조적 형상에서 슬리브(24)에 의해 예응된다.
아마추어(20)의 유출측으로 제 2 플랜지(31)가 배치되고, 상기 제 2 플랜지는 하부 아마추어 스토퍼로 사용된다. 상기 아마추어 스토퍼는 용접 시임(33)에 의해 넌포지티브하게 밸브 니들(3)과 연결된다. 아마추어(20)와 제 2 플랜지(31)사이에는 연료 분사 밸브(1)의 폐쇄시 아마추어 바운스 펄스의 댐핑을 위해 탄성 삽입링(32)이 배치된다.
밸브 니들 가이드(14) 내부와 아마추어(20) 내부 및 밸브 시이트 바디(5)에 연료 채널(30a 내지 30c)이 뻗어 있으며, 상기 연료 채널은 중앙 연료 공급구(16)에 의해 공급되어 필터 소자(25)에 의해 여과된 연료를 홀(7)로 안내한다. 연료 분사 밸브(1)는 밀봉부(28)에 의해 도시되지 않은 분배 파이프에 대해 밀봉된다.
연료 분사 밸브(1)의 휴지 상태에서 제 1 플랜지(21)는 밸브 시이트(6)ㄴ의밸브 폐쇄 바디(4)가 밀봉하는 위치에 고정되도록, 제 1 플랜지의 행정 방향과 반대로 복귀 스프링(23)에 의해 밸브 니들(3)에 인가된다. 아마추어(20)는 삽입링(32)상에 지지하고, 상기 삽입링은 제 2 플랜지(31)상에 지지한다. 자기 코일(10)의 여자시 상기 자기 코일은 아마추어(20)를 복귀 스프링(23)의 탄성과 반대로 움직이는 자기장을 형성한다. 따라서 아마추어(20)는 밸브 니들(3)과 용접된 제 1 플랜지(21) 및 그에 따라 밸브 니들(3)도 행정 방향으로 끌고간다. 밸브 니들(3)과 작용 연결되어 있는 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트면(6)으로부터 들어올려 짐으로써 연료 채널(30a 내지 30c)을 지나 홀(7)로 안내된 연료가 분사된다.
코일 전류가 차단되면, 아마추어(20)는 자기장의 충분한 형성 후 복귀 스프링(23)의 압력에 의해 내극(13)으로부터 제 1 플랜지(21) 상으로 강하하고, 따라서 밸브 니들(3)은 행정 방향과 반대로 움직인다. 그럼으로써 밸브 페쇄 바디(4)는 밸브 시이트면(6) 상에 배치되고, 연료 분사 밸브(1)는 폐쇄된다. 아마추어(20)는 제 2 플랜지(31)에 의해 형성된 아마추어 스토퍼 상에 배치된다.
도 2는 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브(1)의 도 1에 도시된 제 1 실시예에서 II로 표시된 단면을 포함하는 도 1의 발췌 단면도를 도시한다.
도 1에 대한 상세한 설명에서 이미 언급하였듯이, 연료 분사 밸브(1)의 유출측 단부에 분사홀 디스크(36)가 배치되고, 상기 분사홀 디스크는 연료 분사 밸브(1)를 연소실을 향해 커버한다. 분사홀 디스크(36)는 밸브 시이트 바디(5)와 노즐 바디(2)를 연결하는 용접 시임(35)에 의해 밸브 시이트 바디(5)에 고정된다. 분사홀 디스크(36)에 의해 홀(7)도 커버된다. 내연기관의 연소실로 연료의 분사는분사홀 디스크(36)에 형성되어 밸브 시이트 바디(5)에 배치된 중앙홀(7) 반대편으로 벗어난 분사홀 디스크(37)가 맡는다. 그럼으로써 연료 흐름의 편향이 달성되고, 그것은 분사홀(37)이 다소 강하게 기울어질 수 있고, 그럼으로써 그것의 제조를 용이하게 하고 제조시 정확성을 높이도록 야기한다.
분사홀 디스크(36)는 본 실시예에서 둥글려 휘어져 형성되고, 밸브 시이트 바디(5)에 압착된다. 분사홀 디스크(36)의 둥글린 형태는, 한편으로는 간단한 제조 가능성 및 다른 한편으로는 둥글린 분사홀 디스크(36)가 장착될 수 있는 연료 분사 밸브(1)에 대한 유연성에 있어서 장점이다.
연료가 본 실시예에서 다수의 절단면(38)을 갖는 밸브 폐쇄 바디(4) 및 홀(7)을 통과하였다면, 연료는 밸브 시이트 바디(5)의 단면부와 분사홀 디스크(36) 사이에 형성된 용적(39)에 도달한다. 연료압에 의해 연료는 방향 전환 상태에서 분사홀 디스크(36)에 형성된 분사홀(37)을 통해 내연기관의 연소실로 분사된다.
따라서 분사홀 디스크(37)는 원추형으로 형성되고, 특히 날카로운 배출구 엣지(41) 및 깔때기 모양의 유입 영역을 갖는다. 상기 홀모양은 특히 연료 흐름이 분사홀(37)의 내부로 이탈하지 않으므로, 연소실을 향해 좁아지는 분사홀(37)의 분사홀(37)의 유출구들이 완전히 그 횡단면을 지나 연료로 채워지는 것이 특히 장점이다. 이러한 방법으로 분사홀(37) 내부로 연료의 역순환이 나타나지 않기 때문에 코우킹이 방지된다.
분사홀 디스크(36)는 임의의 분사구 각도 및 밀봉 시이트의 경사도 및 연료 분사 밸브(1)에 의한 임의의 정지 상태의 유량값에 유연하게 적용할 수 있다.
도 3은 본 2와 동일한 관점에서 본 발명에 따른 연료 분사 밸브(1)의 제 2 실시예를 발췌 단면도로 도시한다. 동일한 부품은 일치하는 부호로 표시된다.
도 2와 달리 본 실시예에서는 밸브 시이트 바디(5) 및 분사홀 디스크(36)가 각 모울딩으로 어긋나 압착된다. 즉 밸브 시이트 바디(5)와 분사홀 디스크(36) 사이에 형성된 용적(39)은 도 2에 도시된 제 1 실시예보다 작다.
연료 분사 밸브(1)의 나머지 부품은 도 1 및 도 2에 도시된 연료 분사 밸브(1)와 동일하게 형성될 수 있다.
용적(39)의 감소는 연료 흐름의 균일화를 허용하고, 상기 균일화는 연료 분사 밸브(1)의 지연시 정지되지 않는다. 따라서 코우킹도 감소된다.
흐름의 편향도 용적(39)의 감소에 의해 강화되며, 따라서 분사홀의 기울기는 더 감소될 수 있고, 분사홀(37) 제조의 정확성도 높일 수 있다.
도 4는 도 III 의 IV 영역에서 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 밸브의 분사홀 디스크로부터 단면도를 발췌, 개략적으로 도시한다.
도 4에서 깔때기 모양의 공급 영역(42) 및 예리한 에지(41)를 포함하는 분사홀(37)의 원추형 곡선이 분명하게 나타난다. 따라서 연료 흐름이 이탈하지 않고, 따라서 유출 횡단면이 계속하여 연료로 채워지기 때문에, 분사홀(37)의 가장 좁은 횡단면은 유출측으로 형성되고, 분사홀(37)내의 역순환이 억제된다.
분사홀 디스크 내부에 분사홀(37)의 제조는 라이닝 마이크로 갈바닉, 천공, 에칭, 또는 레이저 천공에 의해 이루어질 수 있으며, 분사홀 디스크(36)는 평면이다. 분사홀(37)의 제조 후에 분사홀 디스크(36)는 예컨대 모울딩에 의해 둥글려진다.
본 발명은 도시된 실시예에 제한되지 않으며, 예컨대 임의의 구조의 내부로 개방하는 연료 분사 밸브(1)에도 적용 가능하다.

Claims (12)

  1. 여자 가능한 액추에이터(10), 상기 액추에이터(10)와 작용 연결되고, 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 밸브 시이트면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 폐쇄 바디(4)의 작동을 위해 복귀 스프링(23)의 폐쇄 방향으로 인가된 밸브 니들(3) 및 밸브 시이트 바디(5)의 유출측으로 배치된 분사홀 디스크(36)를 포함하는 내연기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)에 있어서,
    상기 분사홀 디스크(36)는 연료의 유출 방향으로 둥글려 휘어져 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분사홀 디스크(36)는 연료 분사 밸브(1)의 노즐 바디(2)의 리세스(34) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 분사홀 디스크(36)는 용접 시임(35)에 의해 연료 분사 밸브(1)의 노즐 바디(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 용접 시임(35)은 밸브 시이트 바디(5) 내부로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사홀 디스크(36)는 밸브시이트 바디(5)에 중앙으로 형성된 홀(7)을 커버하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사홀 디스크(36) 내부에 다수의 분사홀(37)이 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 분사홀(37)은 홀(7)의 종축선에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  8. 제 6항 또는 7항에 있어서, 상기 분사홀 디스크(37)는 원추형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 분사홀(37)은 연료의 유출방향으로 가늘어지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 분사홀(37)은 공급측으로 깔때기 모양의 유입 영역(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 분사홀(37)은 유출측으로 예리한 에지(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  12. 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분사홀 디스크(36)와 밸브 시이트 바디(5)의 단면부(40)에 용적(39)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
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