KR20040077933A - 연료 분사 밸브 - Google Patents

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KR20040077933A
KR20040077933A KR10-2004-7011976A KR20047011976A KR20040077933A KR 20040077933 A KR20040077933 A KR 20040077933A KR 20047011976 A KR20047011976 A KR 20047011976A KR 20040077933 A KR20040077933 A KR 20040077933A
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capillary tube
injection valve
valve seat
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폴커 홀츠그레페
슈테판 아른트
위르겐 라이만
외르크 하이제
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자기 코일(10), 상기 자기 코일(10)과 작동하도록 연결되고 복귀 스프링(23)의 폐쇄 방향으로 작용하는 밸브 폐쇄 바디(4)의 작동을 위한, 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 밸브 시이트면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 니들(3) 및 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 적어도 2 개의 분사구(7)를 포함하는 내연 기관의 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)에 관한 것이다. 상기 분사구(7)는 개구 영역(38)에서 상기 영역에 있는 부품 정면(36)에 형성된 모세관(37)에 연결된다.

Description

연료 분사 밸브{Fuel injection valve}
DE 198 04 463 A1에는 연료 분사 밸브를 포함하며, 연료를 피스톤-/실린더 구조로 형성된 연소실로 분사하고, 연소실로 돌출하는 점화 플러그를 구비한, 혼합기 압축식, 외부 점화 내연 기관용 연료 분사 시스템이 공지되어 있다. 연료 분사 밸브는 연료 분사 밸브의 둘레에 걸쳐 분포 배치된 적어도 일련의 분사홀을 가진다. 분사홀을 통한 연료의 분사가 달성됨으로써 적어도 하나의 스트림을 가진 혼합 구름의 형성에 의해 스트림이 안내된 연소 공정이 구현된다.
상기 문서에 공지된 연료 분사 밸브의 단점으로서, 특히 분사구의 코킹(coking)을 들 수 있고, 상기 분사구는 이로 인해 막혀서 연료 분사 밸브를 통과하는 흐름을 부적절하게 심하게 감소시킨다. 이것은 내연 기관의 에러 기능을 야기한다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따른 연료 분사 밸브에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브 전체 전면도의 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 도 1의 영역(II)에서 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 실시예의 분사측 부분의 개략적인 단면도이고,
도 3은 분사 방향에 대항하는 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브의 밸브 시이트 바디의 개략적인 평면도이다.
독립항의 특징을 포함한 본 발명에 따른 연료 분사 밸브는, 분사구의 영역에 연료는 분사구의 배출 영역으로부터 유도하는 모세관이 제공되어 이로 인해 분사구의 영역에 연료가 침전될 수 없는 장점을 가진다.
종속항에서 구현된 조치에 의해 독립항에 제시된 연료 분사 밸브의 바람직한 개선예가 가능하다.
바람직하게 각 분사구에는 고유의 모세관이 제공되지만, 분사구 당 다수의 모세관이 제공될 수도 있다.
또한 모세관이 간단하고 저렴한 방식으로 레이저 드릴, 에칭 또는 밀링과 같은 임의의 절삭 또는 비절삭 방법에 의해 또는 바람직하게 널링(knurling)에 의해 제조될 수 있는 것이 바람직하다.
또한 밸브 시이트 바디의 표면에 걸친 모세관의 진행, 모세관의 개수 또는 그 깊이가 변경됨으로써, 모세관의 배치는 문제없이 각 요구에 매칭될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예는 도면에서 간단하게 도시되고 하기의 설명부에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브(1)의 실시예의 발췌된 단면도를 도시한다. 연료 분사 밸브(1)는 혼합기 압축식 외부 점화 내연 기관용 연료 분사 밸브(1)의 형태로 구현된다. 연료 분사 밸브(1)는 연료를 도시되지 않은 내연 기관의 연소실로 직접 분사하는데 적합하다.
연료 분사 밸브(1)는 밸브 니들(3)이 배치되어 있는 노즐 바디(2)로 이루어진다. 밸브 니들(3)은 밸브 폐쇄 바디(4)와 작용하도록 연결되고, 상기 밸브 폐쇄 바디는 밸브 시이트 바디(5) 상에 배치된 밸브 시이트면과 함께 밀봉 시이트를 형성한다. 본 실시예에서 연료 분사 밸브(1)로서 다수의 분사구(7)가 제공된 내부로 개방된 연료 분사 밸브(1)가 다루어진다.
본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브(1)의 밸브 폐쇄 바디(4)는 거의 구형을 가진다. 이로 인해 연료 분사 밸브(1)를 정확하게 작동시키는, 오프셋이 없는, 카르단(cardan)식 밸브 니들 가이드가 달성된다.
연료 분사 밸브(1)의 밸브 시이트 바디(5)는 거의 포트형으로 형성되고, 그 형태에 의해 밸브 니들 가이드가 촉진된다. 이 경우 밸브 시이트 바디(5)는 노즐 바디(2)의 분사측 리세스(34) 내로 삽입되어 용접 시임(35)에 의해 노즐 바디(2)에 연결된다.
노즐 바디(2)는 밀봉부(8)에 의해 자기 코일(10)의 외극(9)에 대해 밀봉된다. 자기 코일(10)은 코일 하우징(11) 내에 캡슐링되어 코일 지지체(12)로 와인딩되고, 상기 코일 지지체는 자기 코일(10)의 내극(13)에 접촉한다. 내극(13) 및 외극(9)은 갭(26)에 의해 서로 분리되어 연결 부품(29)에 지지된다. 자기 코일(10)은 라인(19)을 통해, 전기 플러그 콘택(17)을 통해 공급된 전기 전류에 의해 여기된다. 전기 플러그 콘택(17)은 내극(13)에 사출 성형될 수 있는 플라스틱 외장(18)에 의해 둘러싸인다.
밸브 니들(3)은 플레이트형으로 구현된 밸브 니들 가이드(14)로 안내된다. 행정 조절을 위해 조절 디스크(15) 쌍이 사용된다. 조절 디스크(15)의 다른 측에는 아마추어(20)가 배치된다. 상기 아마추어는 제 1 플랜지(21)를 통해 밸브 니들(3)와 넌 포지티브하게 결합되고, 상기 밸브 니들은 용접 시임(22)에 의해 제 1 플랜지(21)에 연결된다. 제 1 플랜지(21)에는 복귀 스프링(23)이 지지되고, 상기 복귀 스프링은 연료 분사 밸브(1)의 기존의 구조 형태에서 슬리브(24)에 의해 초기 응력을 받는다.
아마추어(20)의 배출구 측에 하부 아마추어 정지부로서 사용되는 제 2 플랜지(31)가 배치된다. 상기 제 2 플랜지는 용접 시임(33)을 통해 밸브 니들(3)에 넌 포지티브하게 연결된다. 아마추어(20)와 제 2 플랜지(31) 사이에, 연료 분사 밸브(1)가 폐쇄될 경우 아마추어 리바운딩을 감소시키기 위한 탄성 중간링(32)이 배치된다.
밸브 니들 가이드(14), 아마추어(20) 및 밸브 시이트 바디(5)에 연료 채널(30a 내지 30c)가 연장된다. 연료는 중앙 연료 공급부(16)를 통해 공급되고 필터 부재(25)에 의해 필터링된다. 연료 분사 밸브(1)는 밀봉부(28)에 의해 추가로 도시되지 않은 분배 라인에 대해 밀봉된다.
본 발명에 따라 연료 분사 밸브(1)는 추가로 도시되지 않은 내연 기관의 연소실로 향한 밸브 시이트 바디(5)의 정면에 모세관(37)을 가지고, 상기 밸브 시이트 바디는 노즐 바디(2)의 리세스(34) 내에 배치되고 예컨대 용접 시임(35)에 의해 노즐 바디에 연결되고, 상기 모세관은 분사구(7)의 개구 영역(38)으로부터 나오는 연료를 모세관에 의해 방사방향으로 외부로 유도하여, 분사구(7) 또는 개구 영역(38)에 연료가 침전될 수 없도록 한다. 모세관(37)을 포함한 연료 분사 밸브(1)의 분사측 부분은 도 2 및 3에는 자세히 도시되지 않고 하기의 설명부에서 설명된다.
연료 분사 밸브(1)의 정지 상태에서 밸브 니들(3)의 제 1 플랜지(21)는 복귀 스프링(23)에 의해 행정 방향에 대항해 작용됨으로써, 밸브 폐쇄 바디(4)는 밸브 시이트(6)에 밀봉되어 고정된다. 아마추어(20)는 제 2 플랜지(31)에 지지된 중간링(32) 상에 놓인다. 자기 코일(10)의 여기시 상기 자기 코일은 자계를 형성하고, 상기 자계는 아마추어를 복귀 스프링(23)의 스프링력에 대항해 행정 방향으로 이동한다. 이 경우 아마추어(20)는 밸브 니들(3)과 용접된 제 1 플랜지(21) 및 밸브 니들(3)을 마찬가지로 행정 방향으로 구동시킨다. 밸브 니들(3)과 작용하도록 연결된 밸브 시이트 바디(4)는 밸브 시이트면(6)으로부터 들어올려지고, 이로 인해 연료가 분사된다.
코일 전류가 차단되면, 아마추어(20)는 자계가 충분히 형성된 이후에 내극(13)의 제 1 플랜지(21)로 하강하고, 이로 인해 밸브 니들(3)이 행정 방향에 대항해 이동된다. 이로 인해 밸브 폐쇄 바디(4)가 밸브 시이트면(6)에 배치되고, 연료 분사 밸브(1)는 폐쇄된다. 아마추어(20)는 제 2 플랜지(31)로 형성된 아마추어 정지부에 배치된다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브(1)의 실시예로부터 발췌된 도 1에서 II로 표시된 부분의 단면도를 도시한다.
도 1에서 이미 도시된 바와 같이, 밸브 시이트 바디(5)는 동일한 방식으로 연소실로 향한 정면(36)에 모세관(37)을 가지고, 상기 모세관은 각 분사구(7)의 개구 영역(38)으로부터 방사방향으로 외부로 안내된다. 이 경우 모세관(37)은 임의의 프로파일, 예컨대 U-프로파일에 의해 밸브 시이트 바디(5)의 정면(36)으로 제공되어 예컨대 밸브 시이트 바디(5)의 방사 방향 외부 에지(39) 까지 연장된다.
이 경우 분사구(7)는 밸브 시이트 바디(5)의 임의의 지점에 제공될 수 있다. 바람직하게 상기 분사구는 서로 동심으로 또는 편심으로 배치될 수 있는 다수의 원형 또는 타원형 홀 서클 또는 서로 평행하는, 경사진 또는 오프셋되게 배치된 다수의 직선 또는 구부러진 홀 열에 배치된다. 이 경우 홀 중심 사이의 간격은 등거리이거나 또는 상이할 수 있지만, 제조 기술적 이유로 인해 적어도 하나의 홀 직경이어야 한다. 도 2의 2 개의 분사구(7)에서 도시된 바와 같이, 공간적 배치는 각 홀 축에 있어서 상이할 수 있다.
분사구(7)로부터 외부로 향해 밸브 시이트 바디(5)를 통해 연장되는 모세관(37)에 의해 분사구(7)의 코킹이 감소될 수 있다. 분사구(7)의 직경이 전형적으로 대략 100 ㎛이기 때문에, 분사구(7)가 코킹에 의해 서서히 막혀서 관류량이 부적절하게 심하게 감소되는 위험은 상대적으로 크다. 모세관(37)에 의해 밸브 시이트 바디(5)에 침전되는 연료 필름이 분사구(7)로부터 멀리 유도될 수 있으므로, 연소실 내용물이 연소될 경우 후속하는 코킹이 방지될 수 있다.
코킹을 방지하기 위해, 모세관(37)은 충분한 연료가 배출되기 위해 충분한 깊이를 가져야한다. 최대 깊이는 밸브 시이트 바디(5)의 벽두께의 75%까지 달할 수 있다. 이 경우 만족할 만한 모세관 효과를 얻기 위해, 모세관(37)은 바람직하게 분사구(7)의 직경의 최대 20%를 가져도 된다.
도 3은 연료의 분사 방향에 대항하는 본 발명에 따라 설계된 연료 분사 밸브(1)의 밸브 시이트 바디(5)의 개략적인 평면도를 도시한다. 이 경우 일치하는 부품에는 일치하는 도면 부호가 제공된다.
본 실시예에서 연료 분사 밸브(1)는 10개의 분사구(7)를 포함하고, 상기 분사구는 밸브 시이트 바디(5)의 둘레에 동심인 서클에 등거리로 배치된다. 각 분사구(7)로부터 모세관(37)이 방사방향으로 외부로 향해 밸브 시이트 바디(5)의 에지(39)까지 연장된다.
모세관(37)의 정확한 진행은 임의로 요구에 매칭될 수 있다. 예컨대 다수의 모세관(37)은 각 분사구(7)로부터 출발할 수 있고, 모세관(37)은 밸브 시이트 바디(5)의 반경에 대해 임의의 각도로 연장할 수 있거나 또는 서로 인접하는 분사구(7)의 모세관(37)은 충돌할 수 있거나 모세관(37) 보다 넓은 진행으로 계속 안내될 수 있다. 마찬가지로, 모든 모세관(37)이 분사구(7)의 서클에 대해 동심으로 진행하는 하나의 환형 모세관(40)으로 연결되는 것도 고려될 수 있다.
모세관의 제조는 임의의 방식으로 레이저 드릴, 밀링 또는 에칭 등과 같은 임의의 방식으로 종래의 절삭 또는 비절삭 금속처리 방법에 의해 이루어질 수 있다. 제조 가능성을 간소화하기 위해, 밸브 시이트 바디(5)를 통해 진행하는, 예컨대 널링된 패턴이 가능하고, 상기 패턴에서 한 각도로 커팅된 모세관(37)의 2 개의 평행하는 블레이드가 적합한 방식으로 밸브 시이트 바디(5)에 제공될 수 있다. 각 분사구(7)가 모세관(37)에 의해 절단되는 것을 보장하기 위해, 패턴의 메쉬(mesh)폭이 배우 작게 유지되어야 한다. 바람직하게 메쉬폭은 분사구의 최소 직경보다 작다.
본 발명은 도시된 실시예에 국한되지 않고, 예컨대 임의의 개수의 임의로 배치된 분사구(7)에서 및 내부로 개방된 다공 연료 분사 밸브(1)의 임의의 구조에서도 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 밸브 시이트 바디(5)에 형성된 밸브 시이트면(6)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는, 밸브 폐쇄 바디(4)의 작동을 위한 여기 가능한 액추에이터(10) 및
    밸브 시이트면(6)의 하류측에 형성된 적어도 2 개의 분사구(7)를 포함하는,
    특히 연료를 내연 기관의 연소실에 직접 분사하기 위한, 연료 분사 장치용 연료 분사 밸브(1)에 있어서,
    상기 분사구(7)는 개구 영역(38)에서 상기 영역에 있는 부품 정면(36)에 형성된 모세관(37)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모세관(37)이 밸브 시이트 바디(5)의 하류측 정면(36)에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 모세관(37)은 상기 분사구(7)로부터 방사 방향으로 외부로 향해 밸브 시이트 바디(5)의 에지(39) 까지 연장되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 모세관(37)은 상기 분사구(7)의 직경의 최대 20% 에 달하는 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사구(7) 당 적어도 하나의 모세관(37)이 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관(37)의 깊이는 상기 밸브 시이트 바디(5)의 벽두께의 최대 75%인 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관(37)은 밸브 시이트 바디(5)를 분사구(7)에 대해 동심으로 둘러싸는 환형 모세관(40)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관(37)은 상이한 각도로 상기 정면(36)의 표면에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모세관(37)은 적어도 2 개의 블레이드를 널링함으로써 제조되어 절단되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 분사구(7)의 상기 모세관(37)들이 통합되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
KR10-2004-7011976A 2002-02-05 2002-12-23 연료 분사 밸브 KR20040077933A (ko)

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