KR20060060659A

KR20060060659A - 유압 커플러 및 연료 분사 밸브

Info

Publication number: KR20060060659A
Application number: KR1020067001167A
Authority: KR
Inventors: 프리드리히 보에킹
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2003-07-19
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-06-05
Also published as: ATE487051T1; EP1651859A1; JP2006528295A; TW200504282A; WO2005010343A1; DE10332874A1; EP1651859B1; US20060214021A1; DE502004011854D1; JP4478681B2

Abstract

본 발명은 액튜에이터(4), 특히 압전 액튜에이터에 연결 가능한 교환 피스톤(6) 및 인젝터 니들에 연결 가능한 다른 교환 피스톤(7)을 포함하는 연료 분사 밸브용 유체 커플러에 관한 것이며, 두 개의 교환 피스톤(6, 7)을 서로 유압 결합하도록 두 개의 교환 피스톤(6, 7) 사이에 커플러의 수명 동안 유압 유체로 채워져 있다. 본 발명은 디자인이 간단하고 경제적으로 생산할 수 있는 커플러를 만드는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 교환 피스톤(7)의 일 단부는 다른 교환 피스톤(6)의 일 단부로 안내된다. 또한, 교환 피스톤(7)과 다른 교환 피스톤(6)의 정면 사이에 형성되는 교환 챔버(14)는 유압 유체용 추가 수용 챔버(15)와 연통하고, 스프링 작용으로 밀봉 요소(17)에 의해 밀봉된다.

액튜에이터, 교환 피스톤, 교환 챔버, 하우징, 밀봉 요소

Description

유압 커플러 및 연료 분사 밸브 {HYDRAULIC COUPLER AND FUEL INJECTION VALVE}

본 발명은, 액튜에이터, 특히 압전 액튜에이터에 연결 가능한 교환 피스톤 및 인젝터 니들에 연결 가능한 다른 교환 피스톤을 포함하고, 두 개의 교환 피스톤을 서로 유압 결합하도록 두 개의 교환 피스톤 사이가 커플러의 수명 동안 유압 유체로 채워져 있는 연료 분사 밸브용 유압 커플러에 관한 것이다. 본 발명은 또한 연료 분사 밸브에 관한 것이다.

유압 커플러는 액튜에이터와 인젝터 노즐 사이에서 온도 편차를 동일하게 하는 역할을 한다. 커플러는 점화 전에 유압 유체로 채워지고, 전체 지속기간 동안 충전은 더 이상 보충되거나 대체되지 않는다는 충전 지속의 개념은 명확하다. 따라서, 밀봉에 대한 높은 기준이 요구된다. 기존 커플러는 종종 복잡하게 구성되고고 및/또는 고비용으로 충전된다.

본 발명의 목적은, 유압 커플러 및 연료 분사 밸브를 도시된 방법으로 쉽게 제조하고 저비용으로 생산하는 것이다. 더욱이, 제조된 커플러는 낮은 비용으로 충전되어야 한다.

본 발명은 액튜에이터, 특히 압전 액튜에이터에 연결 가능한 교환 피스톤 및 인젝터 니들에 연결 가능한 다른 교환 피스톤을 포함하고, 두 개의 교환 피스톤을 서로 유압 결합하도록 두 개의 교환 피스톤 사이가 커플러의 수명 동안 유압 유체로 채워져 있는 연료 분사 밸브용 유압 커플러에 관한 것이며,

교환 피스톤의 일 단부는 다른 교환 피스톤의 일 단부로 안내되며, 교환 피스톤과 다른 교환 피스톤의 정면 사이에 형성되는 교환 챔버는 스프링 밀봉 요소에 의해 밀봉되는 유압 유체용 추가 수용 챔버(15)와 연통하는 것을 특징으로 한다. 스프링 밀봉 요소는, 한편으로는 유압 유체용 추가 수용 챔버를 밀봉하는 역할을 한다. 다른 한편으로, 스프링 밀봉 요소를 통해 충전 압력을 위한 초기 힘이 미리 설정될 수 있다.

커플러의 바람직한 실시예에서, 교환 챔버를 유압 유체용 추가 수용 챔버와 연통하게 하는 연통 채널이 교환 피스톤에 형성되는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 커플러의 조립은 더욱 쉽게 달성된다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 연통 채널은 스로틀을 제공하는 것을 특징으로 한다. 스로틀은 분사 후 교환 챔버의 충전을 가능하게 하고, 동시에 유압 유체의 큰 체적 흐름이 통제되지 않은 채 교환 챔버로부터 유출되는 것을 방지한다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 스로틀의 한 측면은 충전 방향으로 라운딩되어 있는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 교환 챔버의 충전은 더욱 용이해진다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 연통 채널은 교환 피스톤의 길이 방향으로 뻗어 있는 연결 보어를 포함하는 것을 특징으로 한다. 연결 보어를 통해 커플러는 제1 점화 전에 쉬운 방식으로 충전될 수 있다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 연결 보어는 교환 챔버의 반대편 교환 피스톤의 측면에서 밀봉 요소를 통해 닫히는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 밀봉 요소는 스크류에 의해 해당 시트에 압착된 구일 수 있다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 유압 유체용 추가 수용 챔버는, 피스톤의 반경 방향 외부로 배열되는 환형 챔버로 형성되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 환형 챔버는 피스톤에서 반경 방향으로 뻗어 있는 연결 보어에 의해 교환 챔버와 연통한다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 환형 챔버는, 다른 피스톤 및 고정된 하우징부를 통해 축 방향으로 제한되는 것을 특징으로 한다. 이 구성은 실현하기에 특히 쉬운 제조 기술이다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 다른 피스톤과 고정 하우징부 사이에 스프링 요소가 고정되는 것을 특징으로 한다. 스프링 요소는 다른 교환 피스톤을 위한 복원 스프링을 형성한다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 유압 유체용 추가 수용 챔버는, 벨로즈에 의해 반경 방향 외부로 제한되는 것을 특징으로 한다. 벨로즈는 밀봉 요소뿐만 아니라 스프링 요소로도 작용한다.

커플러의 더욱 바람직한 실시예에서, 벨로즈는 반경 방향으로 형성 가능한 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 벨로즈는 충전 압력의 초기 값을 미리 설정할 수 있다.

연료분사 밸브에서는 이미 기술된 커플러를 통해 언급된 문제점이 해결된다.

본 발명의 또 다른 장점, 구성, 상세한 점들은 도면을 참조하여 상세한 설명에 상세히 기술된 이하의 설명으로부터 나타난다. 청구항 및 상세한 설명에서 언급된 특징들은 각각 상세히 설명되거나 또는 임의의 조합인 본 발명의 특징이 될 수 있다.

도1은 유압 커플러를 구비한 연료 분사 밸브의 부분 종단면도이다.

도2는 도1의 벨로즈의 상세도이다.

도3은 도1의 스로틀의 상세도이다.

도1은 종방향으로 절단된 연료 분사 밸브의 부분을 도시한다. 연료 분사 밸브는 현대의 엔진, 특히 자동차의 연소 장치에서 연소실로 연료, 특히 가솔린을 분사하는 역할을 한다. 연료 분사 밸브는, 실질적으로 환형인 부분에서 수직한 종방향 단면으로 도1에 상세히 도시되어 있는 밸브 하우징(1)을 포함한다. 분사는 제1 교환 피스톤(6)을 구동하는 압전 액튜에이터(4)를 통해 달성된다. 제1 교환 피스톤(6)은 제2 교환 피스톤(7)과 유압으로 결합된다. 제1 교환 피스톤(6)의 일 단부에, 압전 액튜에이터(4)가 장착되는 실질적으로 원형의 정면(8)이 형성된다. 제1 교환 피스톤(6)의 다른 단부에, 실질적으로 원형인 형태를 가지는 중앙 블라인드 홀(9)이 형성된다.

블라인드 홀(9)에는 제2 교환 피스톤(7)의 단부가 밀봉되도록 안내된다. 안내를 통해, 두 개의 교환 피스톤(6, 7)의 축 방향으로 서로 상대적인 이동이 가능해진다. 제1 교환 피스톤(6)을 향하는 제2 교환 피스톤(7)의 면(12)은 블라인드 홀(9)에 교환 챔버(14)를 형성한다. 교환 챔버(14)는 두 개의 교환 피스톤(6, 7) 사이에 유압 결합을 가능하게 하기 위해 실리콘 오일과 같은 유압 유체로 충전된다.

교환 챔버(14)는 밸브 하우징(1)과 제1 교환 피스톤(6) 사이에서 제2 교환 피스톤(7)의 방사 방향 외부로 배열되는 추가 수용 챔버(15)와 연통한다. 추가 수용 챔버(15)는 제2 교환 피스톤(7)을 통해 방사 방향 내부로, 제1 교환 피스톤(6)과 밸브 하우징(1)을 통해 축 방향으로, 벨로즈(17)를 통해 방사 방향 외부로 제한되는 환형 챔버를 구비한다. 벨로즈(17)는 용접 시임(20)에 의해 제1 교환 피스톤(6)에 밀봉되도록 고정된다. 벨로즈(17)는 용접 시임(21)에 의해 다른 면 위에 밀봉되도록 밸브 하우징(1)에 고정된다.

추가 수용 챔버(15)에서, 복원 스프링(24), 예를 들어 스크류 압력 스프링은 제1 교환 피스톤(6)과 밸브 하우징(1) 사이에서 축 방향으로 미리 가압된다. 복원 스프링(24)은 압전 액튜에이터(4)의 동작 후에 제1 교환 피스톤(6)을 복귀시키는 역할을 한다.

제2 교환 피스톤(7)에서, 피스톤 길이 방향으로 뻗어 있는 중앙 연결 보어(28)가 배치되어 있다. 교환 챔버(14)를 향한 연결 보어(28)의 단부에는 스로틀 (29)이 좁은 단면으로 구성되어 있다. 연결 보어(28)의 다른 단부에는, 내부 쓰레드를 갖는 직경 확장부(30)가 배치된다. 벨로즈(17) 영역에서, 추가 수용 챔버(15)로 나오는 횡방향 보어(32)는 연결 보어(28)와 연통한다. 교환 챔버(14)를 향한 면에서, 중앙 연결 보어(28)가 구 형태의 밀봉 요소(34)를 통해 닫히는데, 일부 요소는 직경 확장부(30)의 내부 쓰레드에 결합되는 스크류(36)에 의해 해당 시트에 대해 압착된다.

교환 챔버(14) 및 추가 수용 챔버(15)는, 제1 점화 전에 연결 보어(28) 및 횡방향 보어(32)에 의해 실리콘 오일과 같은 유압 유체로 충전된다. 충전 후에 연결 보어(28)는 구 형태의 밀봉 요소(34) 및 스크류(36)에 의해 닫혀진다. 교환 챔버(14)는 연결 보어(28) 및 횡방향 보어(32)에 의해 추가 수용 챔버(15)와 연통된다.

도2에는 벨로즈(17)가 화살표(40) 방향으로 추가 교환 챔버(15)의 충전시 반경 방향으로 형성될 수 있다는 것을 도시한다. 벨로즈(17)의 이런 반경 방향으로의 사전 형성은 17'으로 표시된다. 벨로즈(17)의 사전 형성을 통해 17' 후에, 추가 교환 챔버(15)에서의 충전 압력의 초기 설정은 가능해진다. 이 사전 압력은 횡방향 보어(32),연결 보어(28) 및 스로틀(29)에 의해 교환 챔버(14)에서도 작용한다.

도3에는 스로틀(29)의, 교환 챔버(14) 반대측 면이 둥글게 형성되는 것을 도시한다. 교환 챔버(14)의 충전은 라운딩을 통해 용이해진다.

교환 챔버(14)는 두 개의 교환 피스톤(6, 7) 사이의 충전을 통해 밀봉된다. 스로틀(29)은 분사 이후 교환 챔버(14)를 빨리 충전하게 한다. 교환 챔버(14)의 충전을 위해 요구되는 압력 저하를 위한 초기 힘은 밀봉 작용 뿐만 아니라 스프링 작용에 의해 펼쳐지는 벨로즈(17)를 통해 제공된다. 벨로즈(17)는 축방향 뿐만 아니라 반경 방향으로도 뻗을 수 있도록 구성되어 있다.

Claims

액튜에이터(4), 특히 압전 액튜에이터에 연결 가능한 교환 피스톤(6) 및 인젝터 니들에 연결 가능한 다른 교환 피스톤(7)을 포함하고, 두 개의 교환 피스톤(6, 7)을 서로 유압 결합하도록 두 개의 교환 피스톤(6, 7) 사이가 커플러의 수명 동안 유압 유체로 채워져 있는 연료 분사 밸브용 유압 커플러에 있어서,

교환 피스톤(7)의 일 단부는, 다른 교환 피스톤(6)의 일 단부로 안내되며,

교환 피스톤(7)과 다른 교환 피스톤(6)의 정면(12) 사이에 형성되는 교환 챔버(14)는, 스프링 밀봉 요소(17)에 의해 밀봉되는 유압 유체용 추가 수용 챔버(15)와 연통하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제1항에 있어서, 교환 챔버(14)를 유압 유체용 추가 수용 챔버(15)와 연통하게 하는 연통 채널(28, 32)이 교환 피스톤(7)에 형성되는 것을 특징으로 하는 커플러.
제2항에 있어서, 연통 채널(28, 32)은 스로틀(29)을 제공하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제3항에 있어서, 스로틀(29)의 한 측면은 충전 방향으로 라운딩되어 있는 것을 특징으로 하는 커플러.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 연통 채널은 교환 피스톤(7)의 길이 방향으로 뻗어 있는 연결 보어(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플러.
제5항에 있어서, 연결 보어(28)는 교환 챔버(14)의 반대편 교환 피스톤(7)의 측면에서 밀봉 요소(34)를 통해 닫히는 것을 특징으로 하는 커플러.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 유체용 추가 수용 챔버(15)는, 피스톤(7)의 반경 방향 외부로 배열되는 환형 챔버로 형성되는 것을 특징으로 하는 커플러.
제7항에 있어서, 환형 챔버(15)는, 다른 피스톤(6) 및 고정된 하우징부(1)를 통해 축 방향으로 제한되는 것을 특징으로 하는 커플러.
제8항에 있어서, 다른 피스톤(6)과 고정된 하우징부(1) 사이에 스프링 요소(24)가 고정되는 것을 특징으로 하는 커플러.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 유압 유체용 추가 수용 챔버(15)는 벨로즈(17)에 의해 반경 방향 외부로 제한되는 것을 특징으로 하는 커플러.
제10항에 있어서, 벨로즈(17)는 반경 방향으로 형성 가능한 것을 특징으로 하는 커플러.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유압 커플러를 구비한 연료분사 밸브.