KR20040086449A - 연료 분사 시스템 - Google Patents

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KR20040086449A
KR20040086449A KR10-2004-7013321A KR20047013321A KR20040086449A KR 20040086449 A KR20040086449 A KR 20040086449A KR 20047013321 A KR20047013321 A KR 20047013321A KR 20040086449 A KR20040086449 A KR 20040086449A
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fuel
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injection valve
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뮐러마틴
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

내연기관용 연료 분사 시스템(1)은 실린더 벽(3) 및 실린더 헤드(4)에 의해 제한되는 연소실(2) 내로 돌출하는 연료 분사밸브(10) 및 실린더 벽(3)에서 안내된 피슨톤(6)을 포함한다. 점화 플러그(7)는 연소실(2)로 돌출한다. 연료 분사밸브(10)는 분사구(22;37) 및 상기 분사구(22;37)의 유입측에 배치된 선회 장치(23;60)을 갖는다. 연료 분사밸브(10)에 의해 연소실(2) 내로 분사된 혼합물 구름(8,9)의 개방각(α)은 연료 분사밸브(10)의 선회 장치(23;60)에 유입된 연료의 압력 변동에 의해 변형될 수 있다.

Description

연료 분사 시스템{Fuel Injection System}
DE 196 42 653 C1 에는 이미 미래의 연료-/공기 혼합물의 형성 방법이 공지되어 있다. 피스톤에 의해 제한된 각 연소실에서 인젝터에 의해, 노즐 개구를 포함하는 밸브 시이트로부터 밸브 부재가 들어올려짐으로써 노즐 개구가 개방될 경우 연료가 분사됨으로써, 직접 분사식 내연 기관의 실린더에 점화 가능한 연료-/공기 혼합물이 형성될 수 있다. 내연 기관의 모든 작동 조건하에서, 특히 층상 급기 작동시 전체 특성 필드의 각 작동점에서 소비- 및 방출이 최적화된 내부 혼합물 형성을 가능하게 하기 위해, 밸브 부재의 개방 행정 및 분사 시간은 가변적으로 세팅될 수 있다.
DE 38 08 635 C2 에는 연료를 혼합기 압축식 내연 기관의 실린더에 직접 분사하기 위한 연료 분사 장치가 공지되어 있다. 연료 분사 장치는 실린더벽에서 실린더 헤드를 향해 그리고 배출구에 대해 이격되어 배치된 연료 분사 밸브 및 출구를 포함하고, 연료 분사 밸브의 방사축은 실린더 헤드에 배치된 점화 플러그 주위 영역에 배치된다. 연료 분사 밸브는 분사 스트림의 나선형 흐름을 발생시키기 위한 나선형 나선홈을 가진 자기 작동식 밸브 니들을 포함한다. 연료 분사 밸브는그의 방사축에 의해 실린더 헤드 중간에 배치된 점화 포인트에 배치된다.
또한 US 5 941 207 호에는 혼합기 압축식 외부 점화하는 내연기관의 연소실로 연료를 직접 분사하는 장치가 공지되어 있으며, 상기 장치에서 연료는 일정한 초기각으로 연소실 내로 원추형으로 분사된다. 분사된 연료는 연료 챔버를 원추형으로 채우고, 벽의 습윤 효과를 계속해서 스로틀시킨다. 비교적 편평하게 형성된 피스톤은 압축 단계 동안 분사된 혼합물 구름을 볼형으로 변형시킨다. 볼형의 혼합물 구름은 유입된 공기와 약간만 혼합되고 후속 압축시 점화 플러그의 스파크 구간으로 안내된다.
DE 198 27 219 A1 호에는 내연기관용 연료 분사밸브가 공지되어 있으며, 상기 밸브는 연료 스트림 조절 플레이트를 포함한다. 상기 플레이트는 밸브 바디의 중심 축선에 대해 동축인 제 1 써클을 따라 배치된 노즐홀을 포함한다. 또한 마찬가지로 중심 축선에 대해 동축이고 제 1 써클 보다 큰 직경을 갖는 제 2 써클을 따라 배치된 제 2 노즐홀이 제공된다. 제 2 노즐홀의 각각의 홀축선은 밸브 바디의 중심 축선에 대해 수직인 기준 평면과 예각을 형성하고, 상기 각은 기준 평면과 제 1 노즐홀의 홀축선에 의해 형성된 각 보다 작다. 따라서 제 1 노즐홀에 의해 분사된 연료 스프레이는 제 2 노즐홀에 의해 분사된 연료 스프레이를 벗어난다. 결과적으로 노즐홀의 다양한 써클에 의해 분사된 연료 스프레이는 서로 방해되지 않는다.
상기 문서들에서 공지된, 연료를 혼합기 압축식 외부 점화 내연 기관의 연소실에 분사하기 위한 방법 또는 장치에서의 단점은, 분사된 연료를 공급된 공기와 혼합시키고, 점화 가능한 연료-/공기 혼합물을 형성하여 이것을 점화를 위해 점화플러그의 스파크 구간 근처로 전달하는데 필요한 특히 복잡한 연소실 구조에 있다. 상기 방식의 연소실 구조는 한편으로는 제조가 어렵고, 다른 한편으로는 질소 산화물의 방출 및 연료의 소비와 관련하여 연소가 최적화될 수 없다.
또한 단점으로서 대부분의 경우, 점화 플러그가 적접 연료 분사 밸브에 의해 사출 성형된다. 이로 인해 점화 플러그는 한편으로는 강하게 열적 충격 부하에 노출되고, 다른 한편으로는 그을음이 점화 플러그 전극에 침전되고, 이로 인해 점화 플러그의 수명이 상당히 단축된다.
특히 DE 198 27 219 A1 에 공지된 연료 분사 밸브에서의 단점으로서, 상이한 분사각도에 의해 연소실로 분사된 연료는 대부분 연소실의 벽 또는 피스톤에 충돌하고, 거기서 냉각되어 높은 유해 물질이 방출되거나 또는 그을음이 발생하면서 연소될 수 있다.
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 연료 분사 시스템에 관한 것이다.
도 1은 연소실에 생성된 혼합물 구름을 포함하는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템 실시예의 종단면도.
도 2A는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템에서 사용하기에 적합한 연료 분사밸브의 제 1 실시예의 부분 단면도.
도 2B는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템에서 사용하기에 적합한 연료 분사밸브의 제 2 실시예의 단면도.
도 3은 연료 분사밸브로부터 배출시 연료의 속도 성분의 개략도.
독립 청구항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 연료 분사 시스템은 내연기관의 연소실 내로 분사된 혼합물 구름이 연료 분사밸브의 선회 소자 전에 의도한 압력 변화에 의해 조절됨으로써, 혼합물 구름이 분사 과정의 종료시에만 점화 플러그에 도달한다는 장점을 갖는다.
종속 청구항에 제시된 조치에 의해 독립 청구항에 제시된 연료 분사 시스템의 바람직한 개선이 가능하다.
압력 제어는 연료 분사밸브와 이송 펌프 사이의 스로틀 포인트 및 2/2 방향 밸브의 조합에 의해 간단히 이루질 수 있는 것이 특히 바람직하다. 상기 2/2 체방향 밸브의 스위칭 위치에 따라 선회 부재 앞에서 압력 강하가 얻어질 수 있다.
바람직하게 압력 제어는 연료 분사밸브의 밸브 니들의 제동에 의해 밀봉 시이트에 밀착하기 전에 이루어질 수 있다. 왜냐하면 그럼으로써 스로틀링 및 압력 강하가 혼합물 구름의 개방각(α)의 후속 확대에 의해 가능해지기 때문이다.
본 발명의 실시예가 도면에 간단히 도시되고 하기에서 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른, 혼합기 압축식 외부 점화 내연기관용 연료 분사 시스템(1)의 실시예를 발췌된, 개략적인 도면으로 도시한다.
연료 분사 시스템(1)은 연소실(2)을 포함하고, 상기 연소실은 리지 경사면(5)을 갖는 실린더 헤드(4)와 피스톤(6)에 의해 제한된다. 점화 플러그(7)는 예를 들어 측면으로 연소실(2) 내로 돌출하여 배치된다. 연료 분사밸브(10)는 연료가 예컨대 볼형 혼합물 구름(8,9)의 형태로 연소실(2)내로 분사되도록 리지 경사면(5)사이에 배치된다.
혼합물 구름(8,9) 및 점화 플러그(7)의 직접 사출 성형의 화학량론 관련된 상기 결함을 제거하기 위해 연료 분사 시스템(1)은 본 발명에 따라 연료 분사밸브(10)가 상이한 연료 압력에 의해 작동될 수 있도록 설계된다. 상기 조치에 의해 큰 침투력과 작은 개방각(α)을 갖는 제 1 혼합물 구름(8)이 연소실(2) 내에서 생성될 수 있는 한편, 연료 분사밸브(10)의 폐쇄 과정에서는 보다 큰 개방각(α)을 갖는 제 2 혼합물 구름(9)이 단시간 동안 형성되고, 상기 제 2 혼합물 구름은 전극 영역에 있는 점화 플러그(7)를 지나 점화 가능한 혼합물을 점화 플러그(7)의 스파크 구간으로 이송한다. 상기 작동 방식에 적합한 연료 분사밸브(10)의 실시예는 도 2A 및 도 2B 에 도시되고 하기에서 설명된다.
도 2A는 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 시스템(1)에 사용하기에 적합한 연료 분사밸브(10)의 제 1 실시예의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.
연료 분사밸브(10)는 혼합기 압축식 외부 점화 내연기관의 연소실(2) 내로 연료를 직접 분사하는데 적합한 직접 분사식 연료 분사밸브(10)의 형태로 구현된다. 연료 분사밸브(10)는 유입측 단부(11)에 연료 분배관(12)에 대한 플러그 연결부를 갖고, 상기 연료 플러그 연결부는 연료 분배관(12)과 연료 분사밸브(10)의 공급 파이프(14) 사이의 밀봉부(13)에 의해 밀봉된다. 연료 분사밸브(10)는 연료 분사밸브(10)의 작동을 위한 전기 콘택용 전기 단자(15)를 갖는다. 연료 분사밸브(10)는 적어도 실린더 헤드(4)로 돌출하는 부분에 전기 단자(15)를 둘러싸는 플라스틱 사출 성형부(16)를 갖는다.
연료 분사밸브(10)는 예컨대 클램핑 죠와 같은, 도시되지 않은 조치에 의해 실린더 헤드(4)에 고정되고, 회전에 대해 고정된다. 수용홀(17)에는 연료 분사밸브(10)의 센터링과 지지를 위한 탄성 중합체링(18)이 제공된다. 연료 분사밸브(10)의 노즐 바디(19)에는 밀봉링(20)이 제공되고, 상기 밀봉링은 연료 분사밸브(10)를 내연기관의 실린더 헤드(4)에 대해 밀봉한다. 연료 분사밸브(10)의 밸브 시이트 바디(21)에 적어도 하나의 분사구(22)가 형성되고, 상기 분사구를 통해 연료가 연소실(2)로 분사된다. 밸브 시이트 바디(21)의 유입측에 예컨대 디스크 형태로 구현될 수 있는 선회 장치(23)가 배치된다. 선회 장치(23)는 가이드 소자(23a) 및 상기 가이드 소자(23a)와 밸브 시이트 바디(21) 사이에 배치된 선회 디스크(23b)를 포함한다. 선회 디스크(23b)는 밸브 니들(30)에 의해 관통되는 선회 챔버(24)를 갖는다.
연료 분배관(12)은 연료 파이프(25) 내에 제공되고, 상기 연료 파이프에는 예컨대 스로틀 포인트(26) 및 2/2 방향 밸브(27)가 서로 평행하게 장착된다. 이송 펌프(28)에 의해 탱크(29)로부터 이송된 연료가 2/2 방향 밸브의 스위칭 위치에 따라 스로틀 없이 2/2 방향 밸브를 통해 흐르거나 또는 스로틀 포인트(26)를 흐르므로, 연료 분사밸브(10)의 선회 장치(23) 앞에서 상이한 압력 상태가 주어진다.
연료 분사밸브(10)가 작동되면, 밸브 니들(30)이 밸브 시이트 바디(21)로부터 들어올려 지므로, 연료는 선회 디스크(23b)를 통해 선회 챔버(24)로 흐른다. 선회 챔버(24)의 체적으로 인하여 연료 분사밸브(10)의 개방 후, 선회 챔버(24)내의 유동 속도에 의해 사전 설정된 원주 속도가 선회 챔버(24) 및 분사구(22) 내에서 달성될 때까지 약간의 시간이 걸린다. 완전하게 형성된 선회 흐름에서 연료 유입이감소되면, 높은 원주 속도로 강하게 선회하는 연료는 선회 챔버(24)로부터 분사구(22)를 통해 낮은 축속도로 흘러 나가고, 분사된 혼합물 구름(9)의 보다 큰 개방각(α)이 일시적으로 달성된다. 강하게 선회하는 연료 체적이 흘러 나가면, 혼합물 구름(8)의 개방각(α)이 다시 작아진다.
본 제 1 실시예에서 연료압의 감소는 2/2 방향 밸브(27) 및 평행한 스로틀 포인트(26)의 배치에 의해 이루어질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 2/2 방향 밸브(27)가 그 개방 위치에 있으면, 연료압은 선회 장치(23) 앞에서 감소되지 않은 상태로 발생한다. 2/2 방향 밸브(27)가 폐쇄되면, 연료가 스로틀 포인트(26)를 통해 흐르고, 이것은 선회 장치(23) 앞에서 압력 강하를 야기한다.
도 2B는 본 발명에 따라 형성된 연료 분사 시스템(1)에 사용하기에 적합한 연료 분사밸브(10)의 제 2 실시예의 단면도를 도시한다. 명확히 나타낼 목적으로, 제 1 실시예의 도면 부호와 다른 새로운 도면 부호가 사용된다.
연료 분사밸브(10)는 밸브 니들(33)이 배치된 노즐 바디(32)로 이루어진다. 밸브 니들(33)은 밸브 시이트 바디(35)에 배치된 밸브 시이트면(36)과 함께 밀봉 시이트를 형성하는 밸브 폐쇄 바디(34)와 작용적으로 연결되어 있다. 본 실시예에서 연료 분사밸브(10)는 분사구(37)를 가진 내부로 개방하는 연료 분사밸브(10)이다. 노즐 바디(32)는 자기 코일(40)의 외극(39)에 연장된다. 자기 코일(40)은 코일 하우징(41) 내에 캡슐화 되어 있고 자기 코일(40)의 내극(43)에 접촉하는 코일 캐리어(42) 상에 감겨 있다. 내극(43) 및 외극(39)은 네로잉(56)에 의해 서로 분리되고, 비 강자성 연결 부품(59)에 의해 서로 연결된다. 자기 코일(40)은 관(49)을 통해, 전기 플러그 콘택(47)에 의해 공급될 수 있는 전류에 의해 여자된다. 플러그 콘택(47)은 내극(43)에 사출성형될 수 있는 플라스틱 외피(48)로 둘러싸인다.
밸브 니들(33)은 슬롯을 가진 스토퍼 디스크(63)에서 안내되고, 상기 스토퍼 디스크는 아마추어(50) 상에 링형으로 구현된다. 아마추어(50)는 링형 칼라의 형태로 아마추어(50) 상에 형성된 가이드 링(44)에 의해 연결 부품(59)에서 안내된다. 스토퍼 바디(45)는 밸브 니들(33) 상에 축방향으로 이동 가능하도록 배치된다. 스토퍼 바디(45)의 한측면에는 스프링(38)이 지지되는 한편, 다른 측면에는 플랜지(51)가 배치된다. 자기 코일(40)의 내극(43) 및 외극(39)과 작용적으로 연결된 아마추어(50)는 플랜지(51)와 일체형으로 형성되고, 용접 시임(52)에 의해 밸브 니들(33)과 연결된다. 아마추어(50) 상에는, 연료 분사밸브(10)의 본 구조에서 슬리브(54)에 의해 예응력을 받는 복귀 스프링(53)이 지지된다. 중앙 연료 공급구(46)를 통해 유입된 연료는 중공 실린더형으로 형성된 밸브 니들(33) 및 상기 밸브 니들(33)내의 홀(55)을 통해 분사구(37)로 안내된다. 연료 분사밸브(10)는 밀봉부(58)에 의해 본 실시예에 도시되지 않은 연료 분배관에 대해 밀봉된다.
밸브 시이트 바디(35)의 유입측으로 가이드 소자(60a) 및 선회 디스크(60b)를 포함하는 선회 소자(60)가 배치된다. 밸브 니들(33)은 예컨대 선회 챔버(61) 영역에 있는 선회 소자(60)를 관통하고, 상기 챔버는 제 1 실시예에서와 같은 동일한 기능을 수행한다.
연료 분사밸브(10)의 개방시 아마추어(50)는 복귀 스프링(53)의 힘에 대항해서 내극(43)으로 당겨지고, 따라서 밸브 니들(33)은 개방 방향으로 밀봉 시이트로부터 들어 올려진다. 스토퍼 바디(45)는 스프링(38)의 힘에 의해 마찬가지로 상기 스토퍼 바디가 슬롯을 가진 스토퍼 디스크(63)에 부딪힐 때까지 개방 방향으로 움직인다.
연료 분사밸브(10)의 폐쇄시 아마추어(50)는 부분 행정의 실시 후 스토퍼 바디(45)에 부딪히고, 따라서 밸브 니들의 폐쇄 운동은 일시적으로 제동되거나 또는 심지어 정지 상태에 놓인다. 밀봉 시이트에서 흐름이 스로틀링됨으로써 연료 흐름이 감소되고 따라서 분사된 혼합물 구름(8,9)의 개방각(α)이 단시간 동안 확대된다. 아마추어(50)가 스토퍼 바디(45)에 부딪힌 후 아마추어(50), 스토퍼 바디(45) 및 밸브 니들(33)은, 밸브 폐쇄 바디(34)가 밸브 시이트 면(36) 상에 놓일 때까지 함께 폐쇄 방향으로 이동된다. 스토퍼 바디(45)는 더욱 밸브 니들(33)에 대해 진동하고 노즐 바디(32)에 부딪힌다. 스프링(38)은 스토퍼 바디(45)가 플랜지(51)에 접촉할 때까지 스토퍼 바디(45)에 작용한다.
제 1 실시예에서 처럼 선회 챔버(61)의 체적으로 인하여 연료 분사밸브(10)의 개방 후, 선회 채널(62) 내의 유동 속도에 의해 사전 설정된 원주 속도가 선회 챔버(61) 및 분사구(37) 내에서 달성될 때까지 약간의 시간이 걸린다. 완전하게 형성된 선회 흐름에서 연료 유입이 감소되면, 먼저 높은 원주 속도로 강하게 선회하는 연료는 선회 챔버(61)로부터 낮은 축속도로 분사구(37)를 통해 흘러 나오고, 분사된 혼합물 구름(19)의 보다 큰 개방각(α)이 단시간 동안 달성된다. 강하게 선회하는 연료 체적이 흘러 나오면, 혼합물 구름(8)의 개방각(α)은 다시 작아진다.
소정의 효과는 단시간의 홀딩 전류에 의해서도 예컨대 압전식 또는 전자기식연료 분사밸브(10)에서 달성될 수 있는데, 이 경우에는 폐쇄 과정 동안 새로운 전유 공급에 의해 밸브 니들(30)이 부분 행정 위치에 유지되기 때문에 밀봉 시이트에서 유동의 스로틀링이 나타나고, 상기 스로틀링에 의해 유량이 감소하고 혼합물 구름(8,9)의 개방각(α)이 단시간 동안 확대된다.
도 3은 상기 언급된 효과를 상세히 설명하기 위해 연료 분사밸브(10)의 분사구(22)를 벗어난 연료 스트림의 속도 성분의 개략적인 도면을 도시한다. 개방각(α)은 축속도에 대한 연료 흐름의 원주 속도비에 따르기 때문에 혼합물 구름(8,9)의 개방각(α)은 주어진 축방향 속도에서 원주 속도가 클 때 커진다. 따라서 하기식이 성립된다:
tan α= u/vax '
상기 식에서, u는 연료의 원주 속도, vax '는 축방향 속도를 나타낸다. 도 3에서 ri는 분사구(22)의 직경을, z 는 시간(t)에 따른 축방향 귀환 거리를, Δr 은 시간(t)에 따른 전체 귀환 거리를, ri-δ/2 는 Δr의 방사방향 성분을 의미하다.
본 발명은 도시된 실시예에 제한되지 않고 예를 들어 외부로 개방하는 연료 분사밸브(10) 및 내연기관의 실린더 헤드(4) 내의 연료 분사밸브(10) 및 점화 플러그(7)의 상이한 배치에도 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 연소실(2) 내로 돌출한 연료 분사밸브(10)와, 실린더 벽(3)에서 안내되는 피스톤(6)과, 연소실(2) 내로 돌출한 점화 플러그(7)를 포함하고, 상기 연소실(2)은 실린더 벽(3) 및 실린더 헤드(4)에 의해 제한되고, 상기 연료 분사밸브(10)는 분사구(22;37) 및 상기 분사구(22;37)의 유입측에 배치된 선회 장치(23;60)를 포함하는, 내연기관용 연료 분사 시스템(1)에 있어서,
    상기 연료 분사밸브(10)에 의해 연소실(2) 내로 분사된 혼합물 구름(8,9)의 개방각(α)은 연료 분사밸브(10)의 선회 장치(23;60)에 유입된 연료 압력의 변동에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 개방각(α)은 연료 분사밸브(10)의 선회 장치(23;60)에 유입된 연료의 압력이 감소함으로써 확대될 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 연료 분사밸브(10)의 연료 공급 파이프(14)는 이송 펌프(28)에 의해 연료가 연료 탱크(29)로부터 이송되는 연료 파이프(25)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 연료 분사밸브(10)와 상기 이송 펌프(28) 사이의 상기 연료 파이프(25)에 스로틀 포인트(26)와 밸브(27)가 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 밸브(27)는 개방 위치 및 폐쇄 위치를 갖는 2/2 방향 밸브(27)로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 2/2 방향 밸브(27)의 개방 위치에서 연료는 2/2 방향 밸브(27)를 통해 스로틀 되지 않고 연료 분사밸브(10)로 흐르는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  7. 제 5항 또는 6항에 있어서, 상기 2/2 방향 밸브(27)의 폐쇄 위치에서 연료는 스로틀 포인트(26)를 통해 연료 분사밸브(10)로 흐르는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  8. 제 5항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료 분사밸브(10)의 선회 장치(23)에서의 연료압은 2/2 방향 밸브(27)의 스위칭 위치에 따르는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  9. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 연료 분사밸브(10)의 선회 장치(60) 앞에서의 압력 감소는 연료 분사밸브(10)의 폐쇄시 밸브 니들(33)의 제동에 의해 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 밸브 니들(33)은 폐쇄 과정에서 스토퍼 바디(45)에 부딪히며, 상기 스토퍼 바디(45)는 아마추어(50)의 유출측 밸브 니들(33)에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 스토퍼 바디(45)는 축방향으로 이동 가능하도록 밸브 니들(33)에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 아마추어(50)는 밸브 니들(33)과 용접된 플랜지(51)에 의해 스토퍼 바디(45)와 작용적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
  13. 제 9항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스토퍼 바디(45)는 스프링(38)에 의해 연료 분사밸브(10)의 노즐 바디(32)에 지지되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 시스템.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2853352B1 (fr) * 2003-04-04 2006-06-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a essence a injection variable
DE102012002897B4 (de) 2012-02-14 2016-02-11 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4899699A (en) 1988-03-09 1990-02-13 Chinese Petroleum Company Low pressure injection system for injecting fuel directly into cylinder of gasoline engine
DE3905992A1 (de) * 1989-02-25 1989-09-21 Mesenich Gerhard Elektromagnetisches hochdruckeinspritzventil
JPH09250428A (ja) * 1996-03-19 1997-09-22 Toyota Motor Corp スワール流強度可変式燃料噴射弁
DE19642653C5 (de) 1996-10-16 2008-02-21 Daimler Ag Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemisches
JPH1172067A (ja) 1997-06-24 1999-03-16 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射弁
US5941207A (en) 1997-09-08 1999-08-24 Ford Global Technologies, Inc. Direct injection spark ignition engine
DE10024258C2 (de) * 2000-05-17 2003-04-10 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur intermittierenden Zufuhr von Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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