KR20040091522A - 엔진용 연료 분사 밸브 - Google Patents

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KR20040091522A
KR20040091522A KR10-2003-7013406A KR20037013406A KR20040091522A KR 20040091522 A KR20040091522 A KR 20040091522A KR 20037013406 A KR20037013406 A KR 20037013406A KR 20040091522 A KR20040091522 A KR 20040091522A
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valve needle
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데트레프 포츠
페터 뵈란트
토마스 퀴글러
안드레아스 쾨니거
프레드라크 누닉
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

보어(16) 내에 외부 밸브 니들(20) 및 그 내부에서 안내되는 내부 밸브 니들(22)이 배치되어 있는 하우징(1)을 갖는 엔진용 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 외부 밸브 니들(20)은 종방향 이동을 통해 외부 분사 개구열(130)을 제어하고, 내부 밸브 니들(22) 또한 종방향 이동을 통해 내부 분사 개구열(230)을 제어하고, 하우징(1) 내에 형성된 고압 채널(10)을 통해 연료는 분사 압력에 의해 분사 개구열(130, 230)로 유입된다. 하우징(1) 내에는 제어 압력실(52)이 형성되고, 상기 제어 압력실은 고압 채널(10)과 연결 가능하고 상기 고압 채널의 압력을 통해 적어도 간접적으로 내부 밸브 니들(22)에 폐쇄력이 가해진다. 고압 채널(10)은 제어실(50)과 연결되고 상기 제어실의 압력을 통해 적어도 간접적으로 외부 밸브 니들(20)에 폐쇄력이 가해지고 제어실(50)은 제어 압력실(52)과 연결된다. 하우징(1) 내에는 제어 밸브(58)가 배치되고 상기 제어 밸브를 통해 제어실(50)은 누출유 챔버(78)와 연결 가능하다.

Description

엔진용 연료 분사 밸브 {FUEL INJECTION VALVE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES}
상기 유형의 연료 분사 밸브는 예를 들어 독일 특허 제41 15 477호의 공개공보에 공지되어 있다. 하우징 내에는 외부 밸브 니들 및 그 내부로 안내되는 내부 밸브 니들이 있다. 2개의 밸브 니들의 연소실측 단부는 밸브 시트면과 상호 작용하고, 상기 밸브 시트면에는 2열의 분사 밸브 개구가 형성되어 있다. 외부 분사 개구열은 외부 밸브 니들에 의해 제어되고, 내부 분사 개구열은 그에 상응하게 내부 밸브 니들에 의해 제어된다. 하우징 내에 형성된 고압 채널을 통해 연료는 고압 하에 분사 개구에 안내되고, 상기 연료는 밸브 니들에 의해 제어되어 분사 개구를 통해 유출하고 거기서부터 엔진의 연소실 내로 분사된다.
연료 분사 밸브의 하우징 내에는 제어실이 형성되고, 상기 제어실의 압력은 내부 밸브 니들과 연결된 압력 피스톤의 단면에 작용한다. 이러한 방법으로, 제어실 내의 압력을 통해 내부 밸브 니들에 대한 폐쇄력이 발생하고 상기 폐쇄력은 밸브 시트면에 내부 밸브 니들을 밀착 유지한다. 제어실은 제어 밸브를 통해 분사압력과 연결되고 또는 누출유 챔버 내로 유출됨으로써, 이러한 방법으로 제어실 내의 압력은 제어될 수 있다. 내부 또는 외부 밸브 니들에 대한 개방력은 상술된 배경 기술에서 밸브 니들에 형성된 각각의 압력면의 연료 압력에 의한 가압을 통해 생성되고, 밸브 니들을 개방하는 압력은 개방 압력으로서 표시된다.
그러나, 공지된 연료 분사 밸브는 외부 밸브 니들에 대한 폐쇄력이 유압식으로 생성되지 않고 고정 인장된 폐쇄 스프링을 통해 생성되는 단점을 갖는다. 따라서, 외부 밸브 니들의 개방 압력은 조절 가능하지 않고, 외부 밸브 니들의 개방 압력에 상응하는 최소 압력을 갖는 외부 분사 개구열을 통해 분사될 수 있다. 또한, 배경 기술은 제어실 내의 압력을 조절하는 제어 밸브가 슬라이딩 밸브 시트를 갖는 3/2방 밸브로서 형성됨으로써, 비교적 복잡하고 생산에 있어서 비싸다는 단점을 갖는다. 따라서, 공지된 연료 분사 밸브에서는 분사 횡단면을 임의적으로 제어하는 것은 불가능하다.
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 엔진용 연료 분사 밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 실시예는 도면에 도시되어 있다.
도1은 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 중요 영역에 대한 종단면도이다.
도2는 분사 밸브의 연소실측 단부 영역의 도1의 확대도이고, 도1의 Ⅱ로 표시되는 부분도이다.
도3은 도1의 Ⅲ으로 표시되는 영역의 확대도이다.
도4는 도3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 표시된 부분의 횡단면도이다.
청구범위 제1항에서 나타내어지는 특징부를 갖는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브는 내부 및 외부 밸브 니들이 제어 밸브를 통해 제어 가능하다는 장점을 갖는다. 고압 채널 및 제어 압력실과 연결된 제어실이 하우징 내에 형성된다. 제어실 내의 압력을 통해 적어도 간접적으로 외부 밸브 니들에 대한 폐쇄력이 가해진다. 하우징 내에 구성된 제어 밸브를 통해 제어실이 누출유 챔버와 연결 가능하게 형성됨으로써, 제어실 내의 압력 및 제어실과의 연결로 인한, 제어 압력실 내의 압력은 제어 밸브를 통해 명확히 분사 압력 이하로 감소 가능하기 때문에 내부 또는 외부밸브 니들에 대한 폐쇄력이 제어될 수 있다. 제어 밸브의 적합한 연결 특성을 통해 그리고 제어 압력실과 연결되고 적합하게 구성된 제어실의 유입부 또는 유출부를 통해, 외부 밸브 니들 또는 선택적으로 2개의 밸브 니들의 분리된 제어가 달성될 수 있다.
본 발명의 대상의 바람직한 실시예에서, 제어 밸브는 제어실과 연결된 밸브실 및 액추에이터를 통해 제어되는 밸브 부재를 포함한다. 상기 액추에이터는 바람직하게는 전기 액추에이터로서 특히 피에조-액추에이터로서 형성된다. 이를 통해 밸브 부재는 정밀하게 제어될 수 있고, 상기 밸브 부재는 직접 소정의 위치로 작동 할 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 밸브 부재는 제1 연결 위치에서 제1 밸브 시트와, 제2 연결 위치에서 제2 밸브 시트와 함께 작용하고, 밸브실은 제1 연결 위치에서 누출유 챔버에 대해 밀폐되고, 제2 연결 위치에서 누출유 챔버와 연결된다. 상기 밸브 부재를 통해 제어실 내의 압력은 정밀하게 그리고 특별한 시간 지연 없이 제어될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 제어 밸브의 밸브실은 연결 채널을 통해 고압 채널과 연결 가능하고, 밸브 부재는 제2 밸브 시트에 접할 경우에 연결 채널을 폐쇄한다. 제어실의 압력 해제 시 연결 채널은 작동하지 않고 제어실 내의 다른 압력 조절 기능을 방해하지 않는다. 제어 밸브의 작동 시 그리고 제1 밸브 시트로 밸브 부재의 운동 시 고압 채널은 해제되고, 분사 압력에 의해 연료는 밸브실로 그리고 밸브실로부터 제어실로 유입될 수 있다. 이를 통해, 분사 종료 후에 고압이 매우신속히 제어실 내에 구축됨으로써, 외부 밸브 니들 및 내부 밸브 니들에 대한 강한 폐쇄력이 생성된다.
다른 바람직한 실시예에서, 하우징 내에 외부 압력 피스톤이 배치되고, 상기 압력 피스톤은 외부 밸브 니들과 연결되고 그 단부면은 제어실을 제한한다. 이러한 방법으로, 유압력이 제어실 내의 압력을 통해 외부 압력 피스톤의 단부면으로 생성됨으로써, 폐쇄력이 외부 밸브 니들에 가해진다. 압력으로 작동되는 압력면 및 밸브 니들의 기능 분리를 통해, 2개의 부분은 분리되어 서로 최적화될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 외부 압력 피스톤은 외부 밸브 니들의 개방 행정 운동 시에 제어실 벽에 밀착됨으로써, 고압 채널로의 제어실 연결은 차단된다. 이를 통해, 개방된 연료 분사 밸브에서 연료가 제어실로 더 이상 유입되지 않기 때문에 연료 분사 밸브의 누출유 손실이 최소화된다.
다른 바람직한 실시예에서, 제어 압력실이 외부 압력 피스톤 내에 형성되고 외부 압력 피스톤 내의 보어를 통해 제어실과 연결된다. 이러한 구조는 외부 밸브 니들 내에 존재하는 내부 밸브 니들의 직접 제어를 가능케 하고, 더욱이, 매우 챔버 절약형 구조를 형성한다.
바람직한 실시예에서, 누출유 챔버 내에는 분사 압력에 비해 확실히 더 낮은 압력, 바람직하게는 대기압이 존재한다. 누출유 챔버 내의 압력이 낮을수록 분사 압력에 대한 압력 차이가 더 커짐으로써, 그에 상응하게 더 큰 힘이 내부 또는 외부 밸브 니들에 구현될 수 있고 따라서 연결 시간은 더 짧다.
본 발명에 따른 다른 장점 및 바람직한 실시예는 도면 및 명세서에서 알 수있다.
도1에는 본 발명에 따른 연료 분사 밸브의 종단면도가 도시되어 있다. 연료 분사 밸브는 밸브 몸체(3), 중간 몸체(7), 와셔(9), 제어 몸체(12) 및 유지 몸체(14)를 포함하는 하우징(1)을 포함하고, 이 부품들은 열거된 순서에 있어서 각각 서로 인접되어 있다. 하우징(1)의 이 모든 부분들은 인장 너트(5)를 통해 접촉면과 서로 압착된다. 하우징(1) 내에 고압 채널(10)이 형성되고, 상기 고압 채널의 일 단부에는 도면에 도시되지 않은 연료 고압원이 연결되고, 고압 채널은 유지 몸체(14), 제어 몸체(12), 와셔(9) 및 중간 몸체(7)를 통해 밸브 몸체(3)까지 도달한다. 밸브 몸체(3) 내에서 고압 채널(10)은 밸브 몸체(3) 내에 형성된 보어(16)의 반경 방향 확장부로서 구성된 압력실(26)로 통한다. 보어(16)는 연소실측 단부에서 시트면(24)에 의해 폐쇄되고, 상기 시트면(24)에는 보어(16)를 엔진의 연소실과 연결시키는 분사 개구(30)가 형성되어 있다. 보어(16) 내에는 보어(16)의 연소실 반대측 부분에서 밀폐 안내되는 원통형 외부 밸브 니들(20)이 배치된다. 외부 밸브 니들(20)은 압력 견부(27)의 형성 하에 연소실 쪽 안내 부분으로부터 점차 가늘어지고, 연소실측 단부에서 밸브 밀폐면(32)으로 연장되고, 폐쇄 위치에서 상기 밸브 밀폐면과 시트면(24)에서 인접된다. 외부 밸브 니들(20)과 보어(16)의 벽 사이에는 압력실(26)과 시트면(28)을 연결하는 환형 채널(28)이 형성되고, 압력 견부(27)는 압력실(26)의 높이로 배치된다. 폐쇄 위치에서 외부 밸브 니들(20)은 분사 개구(30)를 환형 채널(28) 내의 연료에 대해 폐쇄함으로써, 외부 밸브 니들(20)이 시트면(24)으로부터 상승된 경우에만 연료가 분사 개구(30)로 유입할 수 있다.
외부 밸브 니들(20)은 중공 니들로서 구성되고 종방향 보어(21)를 포함한다. 종방향 보어(21)에서 내부 밸브 니들(22)은 종방향으로 이동 가능하게 배치되고, 폐쇄 위치에서 내부 밸브의 연소실측 단부와 시트면(24)에 접한다. 도2에는 도1에 Ⅱ로 표시된 부분의 확대도 즉, 시트면(24)의 영역이 도시되어 있다. 시트면(24) 내의 분사 개구(30)는 외부 분사 개구열(130) 및 내부 분사 개구열(230) 내에 배열되어 있다. 외부 밸브 니들(20)은 연소실측 단부에 원추형 밸브 밀폐면(32)을 포함하고, 상기 밸브 밀폐면은 원추형으로 형성된 시트면(24)보다 더 큰 개구각을 포함한다. 이를 통해, 밀폐면(32)의 외부 에지에는 외부 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치에서 시트면(24)에 접하는 밀폐 에지(34)가 형성된다. 밀폐 에지(34)는 외부 분사 개구열(130)의 상류에 배치됨으로써, 시트면(24)에 밀폐 에지(34)가 접할 경우 외부 분사 개구열(130)의 분사 개구는 환형 채널(28)에 대해 밀폐된다. 내부 밸브니들(22)의 단부를 형성하는 원추형 원추면(38)에 접하는, 원추형 압력면(36)이 내부 밸브 니들(22)의 연소실측 단부에 형성된다. 원추면(38)으로의 압력면(36)의 전환부에는, 내부 밸브 니들(22)의 폐쇄 위치에서 시트면(24)에 접하는 밀폐 에지(37)가 형성된다. 밀폐 에지(37)의 밀착이 외부 분사 개구열(130)과 내부 분사 개구열(230) 사이에서 수행됨으로써, 시트면(24)에 내부 밸브 니들(22)이 접할 경우에 내부 분사 개구열(230)만이 환형 챔버(28)에 대해 밀폐되는 반면, 외부 분사 개구열(130)에 대해서는 밀폐되지 않는다.
도3은 도1의 Ⅲ으로 표시된 부분의 확대도, 즉 중간 몸체(7), 와셔(9) 및 제어 몸체(12)를 나타낸다. 그 내부에 압력 피스톤(40)이 배치된 피스톤 보어(45)가 중간 몸체(7) 내에 형성되고, 상기 압력 피스톤의 연소실측 단부는 외부 밸브 니들(20)에 인접된다. 피스톤 보어(45)의 반경 방향 확장을 통해 스프링 챔버(43)가 형성되고, 스프링 챔버 내에는 스프링 챔버(43)의 접합면(41)과 외부 압력 피스톤(40)의 환형면(39) 사이에 종방향 일부분 상에서 외부 압력 피스톤(40)을 둘러싸는 폐쇄 스프링(44)이 압력 인장 하에 배치된다. 폐쇄 스프링(44)의 인장을 통해 외부 압력 피스톤(40)은 밸브 몸체(3)의 방향으로 가압되고, 따라서 외부 밸브 니들(20)도 시트면(24) 방향으로 가압된다. 그 내부에서 내부 압력 피스톤(42)이 안내되는 안내 보어(47)가 외부 압력 피스톤(40) 내에서 종방향으로 형성되고, 압력 피스톤의 연소실측 단부는 내부 밸브 니들(22)에 인접된다. 내부 압력 피스톤(42)은 외부 압력 피스톤(40) 내에서 종방향으로 이동 가능하고 내부 밸브 니들(22)과 함께 이동한다.
외부 압력 피스톤(40) 내에 형성된 연결 보어(55)을 통해 제어 압력실(52)과 연결된 제어실(50)은 피스톤 보어(45), 외부 압력 피스톤(40)의 연소실 반대측 단부(51) 및 와셔(9)을 통해 제한되고, 제어 압력실은 안내 보어(47) 및 내부 압력 피스톤(42)의 연소실 반대측 단부(53)에 의해 제한된다. 제어실(50)은 유입 스로틀(70)을 통해 고압 채널(10)과 연결되고, 유출 스로틀(72)을 통해 제어 몸체(12)내에 형성된 밸브실(68)과 연결된다. 밸브실(68) 내에는 실제로 반구형으로 형성되고 제어 밸브(58)를 형성하는 밸브 부재(60)가 배치된다. 평평한 면은 와셔(9)를 향하는 반면에, 밸브 부재(60)의 반구형 면은 유지 몸체(14) 내에 배치되어 있는 수납 몸체(13)에 안내되는 압력편(48)과 연결된다. 압력편(48)은 액추에이터(46)를 통해 종방향으로 이동 가능하고, 이에 의해 밸브 부재(60)도 밸브실(68) 내에서 이동 가능하고, 상기 액추에이터는 예를 들어 피에조-액추에이터로서 형성된다. 압력편(48)은 누출유 챔버(78)에 의해 둘러싸이고, 상기 누출유 챔버는 도면에 도시되지 않은 누출유 시스템과 연결되어 있기 때문에 항상 낮은 압력을 갖는다. 와셔(9) 반대측 밸브실(68) 내에는 제1 밸브 시트(62)가 형성되고, 구형 밸브 밀폐면(66)을 갖는 밸브 부재(60)는 상기 밸브 시트에 접할 수 있다. 제1 밸브 시트(62)에 대향하여 위치한 밸브실(68) 내에는 제2 밸브 시트(64)가 형성되고, 평평한 면을 갖는 밸브 부재(60)는 상기 제2 밸브 시트에 접할 수 있다. 밸브 부재(60)가 제2 밸브 시트(64)에 밀착됨으로써, 밸브실(68)로 유입하고 횡채널(76)을 통해 고압 채널(10)과 연결되는 연결 채널(74)이 폐쇄된다. 도4는 도3의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 횡단면도이다. 와셔(9)의 중간 몸체(7)로 향하는 접촉면의 반구형으로서의 횡채널(76)의 형태는 명확해진다. 도시된 횡단면에서 유입 스로틀(70), 유출 스로틀(72), 연결 채널(74) 및 고압 채널(10)을 볼 수 있다.
연료 분사 밸브의 기능은 이하와 같다. 분사 싸이클의 개시에서 연료 분사 밸브는 폐쇄 위치 즉, 외부 밸브 니들(20) 및 내부 밸브 니들(22)이 시트면(24)에 밀착되어 내부 분사 개구열(230) 및 외부 분사 개구열(130)을 폐쇄한다. 밸브 부재(60)가 제1 밸브 시트(62)에 인접하기 때문에, 제어실(50) 및 제어 압력실(52)은 유입 스로틀(70)을 통해 고압 채널(10)과 연결됨으로써, 제어실(50) 및 제어 압력실(52) 내에 고압 채널(10)의 분사 압력에 상응하는 높은 연료 압력이 존재한다. 외부 압력 피스톤(40)의 단부면(51)은 외부 밸브 니들(20)의 압력 견부(27)보다 더 큰 유압 작용면을 포함함으로써, 외부 밸브 니들(20)은 폐쇄 위치에 유지된다. 폐쇄 스프링(44)의 힘은 부가적인 역할만 한다. 엔진이 작동하지 않으면 폐쇄 스프링(44)은 주로 폐쇄 위치에 외부 밸브 니들(20)을 유지하는데 사용된다. 또한, 밸브실(68) 내에는 연결에 의해 연결 채널(74) 및 유입 스로틀(72)을 통해 고압 채널(10) 내의 압력이 존재한다. 누출유 챔버(78) 내에는 통상적으로 대략 대기압에 상응하는 낮은 압력이 존재한다.
분사가 실행되면, 액추에이터(46)가 작동되고 밸브 부재(60)는 제1 밸브 시트(62)로부터 제2 밸브 시트(64)로 압력편(48)과 함께 이동한다. 이를 통해 밸브실(68)은 누출유 챔버(78)와 연결됨으로써, 밸브실(68) 및 제어실(50)은 배출 스로틀(72)을 통해 압력 배출된다. 밸브 부재(60)가 제2 밸브 시트(64)에 밀착되어 연결 채널(74)이 폐쇄됨으로써, 연료는 횡채널(76)을 통해 밸브실(68) 내로 유입될수 없다. 유입 스로틀(70) 및 유출 스로틀(72)은, 제어실(50) 내의 압력이 감소되지만 누출유 챔버(78) 수준으로 감소되지 않도록 구성된다. 제어실(50) 내의 감소하는 압력을 통해 외부 압력 피스톤(40)의 단부(51)에 대한 유압력이 감소함으로써, 압력 견부(27)에 대한 유압력이 상승한다. 외부 밸브 니들(20)은 시트면(24)으로부터 상승됨으로써, 연료는 환형 챔버(28)으로부터 외부 분사 개구열(130)로 유입하고, 상기 분사 개구열로부터 엔진의 연소실로 분사된다. 외부 밸브 니들(20)이 상승됨으로써 내부 밸브 니들(22)의 압력면(36)은 연료에 의해 작동되지만, 제어실(50) 내의 압력이 너무 높기 때문에 이 힘도 내부 압력 피스톤(42)의 단부(53)에 대한 유압력을 극복하기에는 충분치 않다. 외부 압력 피스톤(40)의 단부가 와셔(9)에 접할 때까지 외부 밸브 니들(20) 또는 외부 압력 피스톤(40)은 연소실로부터 멀리 이동한다.
파일럿 분사의 예에서, 외부 분사 개구열(130)을 통해 엔진의 연소실 내로 연료를 분사하는 것을 목적으로 하면, 이 시점에서 밸브 부재(60)는 액추에이터(46)의 작동을 통해 새로 이동되어야 함으로써, 누출유 챔버(78)로의 밸브실(68) 연결은 차단된다. 이를 통해, 고압 채널(10)의 연결은 밸브실(68)로의 연결 채널(74)을 통해 다시 달성됨으로써, 분사 압력에 의해 연료는 고압 채널(10)로부터 유출 스로틀(72) 및 유입 스로틀(70)을 통해 제어실(50)로 유입된다. 제어실에는 외부 압력 피스톤(40) 및 외부 밸브 니들(20)을 폐쇄 위치로 다시 가압하는 높은 연료 압력 수준이 새로 구축된다.
반면, 전체 분사 횡단면을 통해, 즉 전체 분사 개구(30)를 통한 분사가 제공되면, 밸브 부재(60)는 제2 밸브 시트(64)와 접한다. 와셔(9)에 외부 압력 피스톤(40)의 단부(51)가 접함으로써 유입 스로틀(70)은 폐쇄된다. 내부 밸브 니들(22)의 압력면(36)에 대한 유압력이 내부 압력 피스톤(42)의 단부(53)에 대한 유압력보다 커질 때까지 제어 압력실(52) 내의 압력은 유출 스로틀(72) 및 누출유 챔버(78)로의 밸브실(68) 연결을 통해 더 감소된다. 내부 밸브 니들(22)은 시트면(24)의 밀폐 에지(37)와 상승되고, 연료는 추가적으로 내부 분사 개구열(230)을 통해 분사된다. 분사는, 액추에이터(46)가 작동되어 밸브 부재(60)가 다시 제1 밸브 시트(62)에 접함으로써 종료된다. 상술된 방법으로, 다시 연료 고압은 제어실(50)로 그리고 연결 보어(55)을 통해 제어 압력실(52)로 안내된다. 내부 밸브 니들(22) 및 외부 밸브 니들(20)은 다시 환형 채널(28)에 대해 분사 개구(30)를 폐쇄한다.
외부 분사 개구열의 개방만을 위한 시간 제어 이외에, 선택적 개방이 제어 밸브(58)의 중간 위치를 통해 이루어질 수 있다. 밸브 부재(60)는 피에조-액추에이터(48)에 의해 제1 밸브 시트(62)와 제2 밸브 시트(64) 사이의 중간 위치로 이동함으로써 밸브실(68)로의 전체 연결부가 개방된다. 한편으로는 연료가 밸브실(68)로부터 누출유 챔버(78)로 유입하고, 다른 한편으로는 연결 채널(74)을 통해 항상 밸브실(68)로 유입됨으로써 밸브실(68) 내의 소정의 압력 감소가 조정되나 압력 감소는 명확하게 누출유 챔버(78)의 압력보다 높다. 이 압력은 내부 밸브 니들(22)을 폐쇄 위치에 유지하기 위해 충분하고, 외부 밸브 니들(20)에 대한 폐쇄력은 외부 밸브 니들이 개방되도록 감소한다. 분사는 다시 상술된 유형과 방법으로 제어밸브(58)의 연결을 통해 종료된다.
본 실시예에서, 액추에이터(46)는 바람직하게는 피에조-액추에이터이다. 밸브실(68) 내의 밸브 부재(60)는 작동을 위해 행정이 통상적으로 피에조-액추에이터에 의해 제공될 수 있는 바와 같이 단지 적은 행정을 필요로 한다. 필요한 경우에 유압 부스터로 더 큰 행정이 구현될 수 있고, 배경 기술로부터 충분히 공지된 유압 부스터가 제공될 수 있다. 또한, 피에조-액추에이터는 매우 신속히 조작될 수 있다는 장점을 제공한다. 상술된 유형 및 방법으로 외부 분사 개구열(130)을 통해 정확한 사전 분사를 수행하는 것이 가능하다.

Claims (11)

  1. 보어(16) 내에 외부 밸브 니들(20) 및 그 내부에서 안내되는 내부 밸브 니들(22)이 배치되는 하우징(1)을 구비하고, 외부 밸브 니들(20)은 폐쇄 위치에서 하우징(1)의 연소실측 단부에 배치된 밸브 시트(24)에 접하고 개방 방향으로의 종방향 이동을 통해 외부 분사 개구열(130)을 개방 제어하고, 내부 밸브 니들(22)도 폐쇄 위치에서 밸브 시트(24)에 접하고 개방 방향으로의 종방향 이동을 통해 내부 분사 개구열(230)을 개방 제어하고, 압력 하의 연료가 밸브 니들(20, 22)의 개방된 상태에서 하우징(1) 내에 형성된 압력실(26)로부터 상기 분사 개구열(130, 230)로 유입되어 엔진의 연소실 내로 분사되고, 압력 견부(27)는 외부 밸브 니들(20)에 형성되고 압력실(26) 내의 연료 압력에 의해 작동됨으로써 개방 방향으로 작용하는 힘을 외부 밸브 니들(20)에 가하고, 내부 밸브 니들(22)의 압력면(36)은 외부 밸브 니들(20)이 밸브 시트(24)로부터 상승됨에 따라 연료 압력에 의해 개방 방향으로 작동되고, 하우징(1) 내에서 연장되는 고압 채널(10)은 압력실로 유입하고 연료가 항상 고압하에 존재하고, 연료 충전된 제어 압력실의 압력은 제어 가능하고 제어실의 압력을 통해 적어도 간접적으로 내부 밸브 니들(22)에 폐쇄력이 가해지는, 엔진용 연료 분사 밸브에 있어서,
    하우징(1) 내에 연료 충전된 제어실(50)이 형성되고, 제어실의 압력을 통해 적어도 간접적으로 외부 밸브 니들(20)에 폐쇄력이 가해지고, 유입 스로틀(70)은제어실(50)을 고압 채널(10)에 연결시키고, 유출 스로틀(72)은 제어실(50)을 진공의 누출유 챔버(78)에 연결시킬 수 있고, 유출 스로틀(72)은 제어 밸브(58)를 통해 폐쇄 가능하고 유출 스로틀(72) 및 유입 스로틀(70)은, 유출 스로틀(72)의 개방시 유입 스로틀(70)을 통해 유입되는 것보다 더 많은 연료가 제어실(50)로부터 유출되도록 구성되고, 제어실(50)과 제어 압력실(52) 사이에는 연결부(55)가 마련되고, 제어 압력실(52)은 연결부(55)까지 폐쇄되고, 연결부(55)는 유출 스로틀(72)의 개방시 제어 밸브(58)를 통해 우선 제어실(50) 내의 압력이 감소하고 제어 압력실(52) 내에서 시간 지연을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 제어 밸브(58)는 제어실(50)과 연결된 밸브실(68) 및 액추에이터(46)를 통해 제어 가능한 밸브 부재(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 제어 밸브(58)의 밸브 부재(60)는 전기 액추에이터(46)를 통해 작동되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 전기 액추에이터(46)는 피에조-액추에이터인 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  5. 제2항에 있어서, 밸브 부재(60)는 제1 연결 위치에서 제1 밸브 시트(62)와 상호 작용하고 제2 연결 위치에서 제2 밸브 시트(64)와 상호 작용하고, 밸브실(68)은 제1 연결 위치에서 누출유 챔버(78)에 대해 밀폐되고 제2 연결 위치에서 누출유 챔버(78)와 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  6. 제5항에 있어서, 밸브실(68)은 연결 채널(74, 76)을 통해 고압 채널(10)과 연결 가능하고, 밸브 부재(60)는 제2 밸브 시트(64)에 접할 경우 연결 채널(74)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  7. 제5항에 있어서, 밸브 부재(60)가 중간 위치로 이동될 수 있음으로써 밸브 부재(60)는 제1 밸브 시트(62)에도 그리고 제2 밸브 시트(64)에도 인접하지 않는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  8. 제1항에 있어서, 하우징(1) 내에 외부 압력 피스톤(40)이 배치되고, 상기 압력 피스톤은 외부 밸브 니들(20)과 연결되고 상기 압력 피스톤의 단부면(51)은 제어실(50)을 제한함으로써 상기 단부면(51) 상으로의 유압력을 통해 외부 밸브 니들(20)에 폐쇄력이 가해지는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  9. 제8항에 있어서, 외부 압력 피스톤(40)은 외부 밸브 니들(10)의 개방 작동시에 압력실(50)의 벽에 접하고, 제어실(50)을 고압 채널과 연결하는 유입스로틀(70)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  10. 제8항에 있어서, 제어 압력실(52)은 외부 압력 피스톤(40) 내에 형성되고, 제어실(50)과의 연결부는 연결 보어(55)로서 외부 압력 피스톤(40) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
  11. 제1항에 있어서, 누출유 챔버(78) 내에는 항상 분사 압력에 비해 확실히 더 낮은 압력, 바람직하게는 대기압이 존재하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
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