KR20090018929A - 내연 기관용 분사 인젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 내연 기관용 분사 인젝터는 하우징 측에 수용된 삽입물(8)을 포함하며, 상기 삽입물은 지지 슬리브(18)를 통해 축 방향으로 지지가 되어 있고, 상기 지지 슬리브는 슬리브 벽을 향하고 있는 필터 면을 갖는 연료 필터로서 형성되었다.

Description

내연 기관용 분사 인젝터 {INJECTOR FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연 기관용 분사 인젝터와 관련이 있다.

DE 102 12 002 C1호에 공지된 서문에 언급된 유형의 분사 인젝터의 경우에, 삽입물은 예비 제조되어 하우징 보어 안으로 삽입될 조립 유닛에 의해 형성되었다. 상기 조립 유닛은 중앙 보어를 갖는 부시로 구성되었으며, 상기 부시는 베어링 슬리브를 통해 가이드 되고, 밸브 로드(valve rod)를 수용하며, 상기 밸브 로드를 작동시키는 조절기에 대하여 축 방향으로 마주 보면서 예비 제어 밸브의 적응된 시트 부재를 구비한다. 예비 제어 밸브를 통해서는 고압이 적용되는, 인젝터의 밸브 니들에 대하여 후방 측에 제공되는 상기 예비 제어 밸브의 제어 공간이 저압 측에 대해서 개방될 수 있다.

시트 부재는 플레이트 모양의 크로스 소자에 대하여 평탄하게 밀봉 작용하면서, 축을 따라 모듈 방식으로 구성된 그리고 통합된 인젝터 하우징의 한 모듈로서 지지가 되어 있다. 상기 지지 작용은 부시의 쇼울더와 상기 부시를 수용하는 하우징 보어의 쇼울더 사이에 배치된 지지 슬리브를 통해서 이루어지며, 축을 따라 통합된 인젝터 하우징을 기준으로 상기 지지 슬리브의 제작 재료-핀칭 한계 영역 안 에 공차 보상 방식으로 고정될 수 있을 때까지 지지 작용이 이루어진다.

DE 196 47 304 C1호에는 인젝터 내부에 구조적으로 통합된 양 제한 밸브를 갖춘 내연 기관이 공지되어 있다. 상기 양 제한 밸브 그리고 축 방향으로 이격되어 마주 놓인 제어 공간은 인젝터 하우징의 보어 내부에 수용되어 있으며, 상기 보어는 노즐 니들 시트 쪽으로 가면서 축소되는 노즐 니들 보어의 후방 연장부 내부에 배치되어 있고, 상기 양 제한 밸브의 차단 피스톤의 노즐 니들 보어로 넘어가는 영역 내에서 경로 제한된 상태로 이동 가능하게 가이드 된다.

노즐 니들은 자신의 샤프트에 의해 차단 피스톤을 관통하고, 하우징 내부의 후면에서 가이드 되며, 상기 제어 공간을 제한하는 제한부의 일부분인 제어 피스톤에 대해서 지지가 되어 있다. 상기 제어 공간 그리고 차단 피스톤에 대하여 후면에 놓여 있고 상기 제어 공간의 방향으로 노즐 니들 샤프트의 하우징 측 가이드부에 의해서 제한된 공간에는 고압이 적용된다. 노즐 니들을 압력에 따라 상기 노즐 니들의 개방 위치로 상승시켜 분사를 가능케 하기 위하여, 상기 제어 공간은 제어 밸브를 통해 저압 측에 연결될 수 있다.

분사를 위해 최대로 가능한 분사량은 스프링 하중을 받고, 노즐 니들의 폐쇄 위치에 상응하며, 스톱 제한된 상기 차단 피스톤의 출발 위치에 포함된 용적에 의해 노즐 니들 시트와 차단 피스톤 사이에서 사전에 결정된다. 노즐 니들이 개방되면, 상기 용적은 분사된 양에 상응하게 줄어들고, 차단 피스톤은 압력 작용에 의해서 스프링 하중과 반대로, 노즐 니들 시트 쪽으로의 관류를 차단하는 상기 차단 피스톤의 차단 위치 방향으로 이동하게 된다. 하지만, 이와 같은 차단 위치는 조절 동작 중에는 도달되지 않으며, 오히려 - 장애를 받지 않는 상태의 조절 동작을 위해서 제공되는 경우보다 - 더 많은 연료가 노즐 개구를 통해 배출되는 경우에만 도달된다. 조절 동작 중에는 노즐 니들의 폐쇄 후에 비로소 차단 피스톤과 노즐 니들 사이에 잔류 용적이 남겨지며, 상기 잔류 용적이 차단 피스톤의 차단 위치로의 이동을 저지한 다음에 고압 측의 조절된 공급 동작에 의해 채워짐으로써, 차단 피스톤은 스프링 지지 작용을 보완하면서 압력에 따라 재차 각각의 추가 분사를 위하여 출발 위치로 이동하게 된다.

또한, DE 103 23 430 A1호에는 연료가 별도의 고압 연결부를 통해 인젝터에 공급되는 내연 기관용 분사 시스템이 공지되어 있다. 상기 고압 연결부 내에는 양 제한 밸브 및 필터가 관류 방향으로 연달아 배치되어 있고, 이때 필터는 양 제한 밸브의 유입 측에 뿐만 아니라 유출 측에도 배치될 수 있으며, 이 경우 양 제한 밸브는 차단 피스톤에 의해서 동작하며, 상기 차단 피스톤은 스프링 하중에 의해서 자신의 출발 위치로 이동하고, 차단 피스톤이 자신의 출발 위치로부터 차단 위치로 이동할 때에 상기 차단 피스톤에 의해서 변위되는 용적보다 각각의 분사 과정에서 배출되는 연료 용적이 더 큰 경우에 차단 피스톤은 스프링 하중과 반대로 차단 위치로 이동할 수 있다. 연료 순환계 내에 있는 필터는 바람직하게 연장된 갭 필터로서 형성되었다.

또한, DE 44 27 607 C1호에는, 내연 기관의 분사 인젝터를 위하여 상기 인젝터에 할당된 양 제한 밸브를 각각의 분사 인젝터와 하나의 몸체로 연결하고 탄성력에 대항하여 자신의 출발 위치로부터 차단 위치로 이동할 수 있는, 상기와 같은 양 제한 밸브의 차단 피스톤에 연료 필터를 통합함으로써, 결과적으로 상기 연료 필터가 연료의 관류시에 차단 피스톤 위에 놓인 상기 차단 피스톤의 부분을 형성하고, 그에 상응하게 차단 피스톤과 함께 움직인다는 내용이 공지되어 있다.

본 발명의 과제는 서문에 언급된 유형의 분사 인젝터 내에서 현저한 추가 비용 없이 추가의 기능을 구현하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따른 청구항 1의 특징에 의해서 해결되며, 상기 특징에 따르면 지지 슬리브가 슬리브 벽을 향하고 있는 필터 면을 갖는 연료 필터로서 형성되었다.

슬리브는 지지 기능 외에 필터링 기능도 담당하며, 이 경우 상기 필터링 기능은 본 발명의 틀 안에서 볼 때 슬리브 벽이 예를 들어 레이저 광선을 이용해서 형성된 보어에 의해 적어도 부분적으로 상응하게 미세한 기공으로 천공됨으로써 추가의 부품 없이도 구현될 수 있다. 이를 위해 상기 보어가 임의의 방식으로 슬리브 벽에 분배되거나 또는 보어 패턴으로도 제공됨으로써, 슬리브 벽은 예를 들어 세로 방향으로 진행하는 및/또는 원주 방향으로도 진행하는 필터 스트립을 갖게 된다. 필터 구역을 예를 들어 필터 스트립의 형태로 슬리브 벽 둘레에 걸쳐서 배열하는 방식은 본 발명의 틀 안에서 볼 때 슬리브의 핀칭 한계에 원하는 방식으로 영향을 미치기 위해서도 이용될 수 있으며, 보어의 횡단면 형상에도 영향을 미칠 수 있다.

슬리브를 전체적으로 또는 단지 상기 슬리브의 필터 구역의 영역에서만 포움 형태의 기공성 재료, 예를 들어 개방 기공성 금속 포움으로 제조함으로써, 재료 선택에 의해서 이미 상응하는 필터링 기능에 추가적으로 도달할 수 있다는 내용도 또한 본 발명의 틀 안에 속한다. 또한, 지지 슬리브를 위해서는 전체적으로 또는 단지 상기 지지 슬리브의 필터 면을 형성하는 영역만 기공성으로 소결된, 특히 금속 재료로 이루어진 필터 구역으로서 사용되며, 그 결과 이중 기능 - 지지 기능 및 필터링 기능 - 을 위해서 필요한 슬리브의 형상은 경우에 따라서는 기공성 필터 구조물을 제조하기 위한 추가의 처리 비용 없이도 실현될 수 있다.

그러나 본 발명의 틀 안에서는 슬리브 벽에 관통 개구가 제공될 수도 있으며, 상기 관통 개구는 필터링 되지 않은 연료를 통과시킬 수 있고, 슬리브 벽에는 외부에 및/또는 내측에 필터링 지지부가 할당될 수 있다. 이와 같은 필터링 지지부는 예를 들어 소결된 필터 층으로 형성될 수 있거나, 또는 외측에서 혹은 내측에서 지지 슬리브의 슬리브 벽을 향하는 필터 삽입물로 형성될 수도 있다. 이와 같은 필터링 삽입물은 필터 슬리브로서 재차 전술된 방식으로 형성될 수 있으며, 특히 기공성 포움과 같은 필터링 재료로 구성될 수 있다.

상기와 같은 필터링 삽입물은 예를 들어 지지 슬리브 내에 삽입된 관형 필터 소자로 형성될 수 있거나, 또는 필터 슬리브를 둘러싸는 관형 필터 소자로도 형성될 수 있으며, 이 경우 특히 필터링 장치가 유입 방향으로 슬리브 벽 상에 제공된 경우에는 필터 구조물이 자체적으로 슬리브 벽 위에 실질적으로 지지가 되고, 그로 인해 부분적으로는 슬리브 벽 쪽으로 함몰된 상태로 진행하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 틀 안에는 지지 슬리브 상에 설치된 필터링 양말을 이용해서 필터링 기능을 구현하는 추가의 간단한 해결책이 존재하며, 상기 필터링 양말은 바람직하게 지지 슬리브 상에 탄성적으로 고정된 상태로 지지가 되어 있다.

본 발명의 추가의 세부 사항 및 특징들은 종속항에서 드러난다. 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

도 1은 분사 인젝터의 실질적인 횡단면이며,

도 2는 지지 슬리브의 영역을 포함하는 도 1에 따른 인젝터의 확대 단면도이다.

도면에 도시된 내연 기관용 분사 인젝터(1)는 하우징(2)을 포함하고, 본 경우에는 분사 노즐(3) 쪽으로 가면서 점차 좁아지는 구성 유닛으로 도시되어 있다. 상기 구성 유닛은 노즐 니들(4)을 포함하며, 상기 노즐 니들은 압력 하중 및 스프링 하중을 받아서 분사 개구를 차단하는 자신의 폐쇄 위치로 움직일 수 있고, 노즐 니들(4)의 후면에 놓인 제어 공간(5)이 도면에 상세하게 도시되지 않은 방식으로 저압 측에 연결된 경우에는 압력에 따라 탄성력과 반대로 자신의 개방 위치로 움직일 수 있다. 이와 같은 공지된 분사 인젝터의 구조에 상응하게, 하우징 보어(7)로부터 출발하는 고압 라인(6)은 파선으로 표시된 바와 마찬가지로 분사 노즐(3) 쪽으로 가면서 점차 좁아지며, 상기 하우징 보어 내부에서는 양 제한 밸브(9)가 고압 라인(6) 앞에 연결된, 상기 하우징 보어(7) 내부에 제공된 삽입물(8)로서 배치되어 있다.

양 제한 밸브(9)로서 형성된 삽입물(8)은 자신의 측에 슬리브 모양의 밸브 하우징(10)을 포함하고, 상기 밸브 하우징은 축을 따라 고압 라인(6)의 연결부 방향으로 하우징 보어(7) 내부에 밀봉 방식으로 고정되어 있으며, 상기 밸브 하우징의 중앙 보어(11)는 분사 인젝터의 고압 측 연결부(12)로부터 분사 노즐(13)까지 이르는 관류 연결부의 한 부분을 형성하고, 밸브 하우징(10)에 의해서 한정된 상기 하우징 보어(7)의 공간 부분(13) 쪽으로 가면서 점차 좁아지며, 상기 공간 부분으로부터는 분사 노즐(3)까지 이어지는 고압 라인(6)이 출발한다.

슬리브 모양의 밸브 하우징(10)의 보어(11)는 양 제한 밸브(8)의 사발 모양의 피스톤(14)을 위한 가이드부를 형성하고, 상기 사발 모양의 피스톤은 밸브 하우징(10)에 대하여 축 방향으로 지지가 된 스프링(15)을 통해 하중을 받아 관류 방향과 반대로 정렬된, 도면에서는 상부 스톱 위치로 움직인다. 피스톤(14)은 스프링(15)의 파워에 대항하여 경로 제한된 상태로 압력에 따라 조정될 수 있으며, 이 경우 조정 거리는 보어(14) 내부로 돌출하는 돌출부(16)에 의해서 제한된다. 피스톤(14)의 재킷이 상기 돌출부(16) 상에 지지가 되면, 연결부(12)로부터 분사 노즐(13)에까지 이르는 고압 측 관류 연결이 중단된다. 양 제한 밸브(8)가 개방된 경우에는 둘레 측에서 피스톤(14) 쪽으로 관류가 이루어지며, 이 경우에는 피스톤(14)과 피스톤을 가이드 하는 보어(11) 사이의 간극에 의해서 상기와 같은 피스톤(14)의 과류가 허용되고, 상기 간극의 치수는 분사 노즐(3)의 충분한 공급이 보장되도록 설정된다. 도면에 도시된 피스톤(14)을 위한 상부 스톱 위치는 링형 삽 입물(17)에 의해서 결정되며, 상기 링형 삽입물은 자신의 측에서 축을 따라 슬리브 모양의 밸브 하우징(10)과 지지 슬리브(18) 사이에 배치되고, 상기 지지 슬리브는 마주 보면서 밀봉 스토퍼(19)에 대하여 링형 삽입물(17) 쪽으로 지지가 되며, 상기 밀봉 스토퍼는 하우징 보어(7)를 밀봉 방식으로 폐쇄하고, 하우징(2)에 대하여 나사 결합된 압축 나사(20)를 통해 상기 지지 슬리브(18)를 지지하는 위치에 고정된다.

지지 슬리브(18)에 의해 관통된 하우징(2)의 영역에서는 하우징 보어(7)가 고압측 저장 공간을 형성하며, 이 경우에는 연결부(12)로부터 시작되어 둘레 측에서 지지 슬리브(18) 쪽으로 유입이 이루어지고, 연결부(12)를 통해 공급되는 연료는 본 발명에 따라 필터면으로 형성된 지지 슬리브(18)의 구역을 거쳐서 상기 지지 슬리브의 내부 공간(22)으로 흘러 넘치며, 상기 내부 공간은 양 제한 밸브(9)와 통한다.

양 제한 밸브(9)의 작동은, 피스톤(14)을 위하여 분사량이 최대인 경우에 분사 인젝터(1)의 조절되고 클록 제어된 작동 모드에서는 단지 밸브 하우징(10)의 쇼울더 형태로 돌출하는 돌출부(16) 방향으로만 이동이 나타나고 분사 노즐(3) 방향으로의 관류 경로를 차단하는 상기 돌출부(16)에 대한 인접 상태는 전혀 나타나지 않는 방식으로 이루어진다. 또한, 작동 모드가 장애를 받지 않는 상태에서 클록 시퀀스는 개별 분사량에 상응하는 연료 용적이 피스톤(14) 위로 넘쳐서 아래로 흐르는 형태로 나타나며, 그 결과 피스톤(14)은 재차 주어진 스프링 하중 때문에 도면에 도시된 상부 출발 위치로 리셋 될 수 있다. 분사 시퀀스에서의 장애에 의해 또는 노즐 니들(4)의 폐쇄 위치에서의 밀봉 부족에 의해 관류량이 더 크게 나타나면, 차단 작용하는 스톱 위치 방향으로의 피스톤(14)의 조절 동작에 상응하는 용적은 더 이상 보상되지 않으며, 피스톤은 스프링(15)을 통한 지지 작용에도 불구하고 압력 작용에 의해서 돌출부(16)에 대한 스톱 위치로, 즉 차단 위치로 내려가게 된다.

삽입물(8)을 형성하는 양 제한 밸브는 지지 슬리브(8)를 통해 바람직하게는 비교적 넓은 한계 안에서, 지지 슬리브가 자신의 핀칭 한계 범위 안까지 고정될 수 있음으로써, 특히 고정되어 있음으로써 공차와 무관하게 지지가 된다. 그와 동시에 지지 슬리브(18)는 필터로서 형성되었고, 이와 같은 형상은 지지 슬리브(18)가 미세한 보어(23)를 구비한 상태로 도면에 개략적으로 암시되어 있으며, 상기 보어는 예를 들어 레이저 보어로서 적은 비용으로 형성될 수 있다. 보어(23) 대신에 슬리브(18) 내에서 세로 방향으로 또는 가로 방향으로 진행하는 슬롯도 당연히 제공될 수 있다. 또한, 다른 종류 또는 다른 형태의 관통 개구도 제공될 수 있으며, 이 경우 관통 개구의 배열 상태뿐만 아니라 상기 관통 개구의 크기는 핀칭 한계의 영향과 관련해서도 선택될 수 있다.

기본적으로 보어(23)의 크기뿐만 아니라 다른 종류의 관통 개구의 크기도 이전에 이미 상응하는 필터 작용에 도달하도록 설정될 수 있다. 더 나아가서는 지지 슬리브(18)에 필터링 양말의 형태로 된 필터링 작용하는 코팅을 제공하거나, 또는 지지 슬리브(18) 위를 덮도록 필터 슬리브를 제공하는 것도 본 발명의 틀 안에 속한다. 지지 슬리브(18)의 내측에도 필터 삽입물 또는 필터 슬리브가 제공될 수 있 다.

본 발명의 틀 안에는 지지 슬리브(18) 자체를 필터링 특성을 갖는 재료로 구성할 수 있는 가능성이 존재하는데, 다시 말하자면 상응하는 필터링 특성을 갖는 개방 기공성 포움 또는 소결 재료로 지지 슬리브를 전체적으로 또는 부분적으로 구성할 수 있는 가능성이 존재한다. 개방 기공성 포움 또는 소결 재료와 같은 필터링 재료들은 지지 슬리브에 대한 단면을 형성하는 라이닝으로서도 지지 슬리브의 영역에 제공될 수 있으며, 이 경우 지지 슬리브는 또한 격자 형태의 구조, 예를 들어 금속 메시(metal mesh)와 유사한 구조를 가질 수도 있다.

따라서, 지지 슬리브를 통해서는 실질적으로 추가 비용 없이도 그리고 추가의 공간 수요 없이도 필터링 기능이 분사 인젝터에 통합될 수 있다.

Claims (20)

1. 하우징 그리고 하우징 보어 내에 배치된 삽입물을 구비하며,

   상기 삽입물은 자신과 상기 하우징 사이에 축을 따라 고정된, 특히 공차를 보상하면서 핀칭 한계 범위 안까지 하중을 받을 수 있는 지지 슬리브를 통해 축 방향으로 인접하지 않도록 지지가 된, 내연 기관용 분사 인젝터에 있어서,

   상기 지지 슬리브(18)는 슬리브 벽을 향하고 있는 필터면을 갖는 연료 필터로서 형성된 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브 벽에 필터 개구가 제공된 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브 벽에 관통 개구(보어(23))가 제공되고, 상기 관통 개구의 횡단면이 필터 재료를 수용하는 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지 슬리브(18)는 포움 형태의 기공성 재료로 이루어진 필터 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 필터 구역은 개방 기공성 금속 포움으로 형성된 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지 슬리브(18)는 기공성으로 소결된 재료로 이루어진 필터 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 필터 구역은 기공성으로 소결된 금속 재료에 의해서 형성된 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브 벽에는 관통 개구(보어(23))가 제공되며,

   상기 지지 슬리브(18)에는 외측에서 및/또는 내측에서 필터링 작용하는 지지부가 할당된 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 필터링 작용하는 지지부가 필터 슬리브로서 형성된 것을 특징으로 하는,

   분사 인젝터.
10. 제 8 항에 있어서,

    지지 슬리브(18)의 외측에 제공된 필터링 작용하는 지지부가 필터링 양말로 서 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 필터링 작용하는 지지부는 적어도 부분적으로 포움 형태의 기공성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 지지부는 개방 기공성 금속 포움으로 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 필터링 작용하는 지지부는 적어도 부분적으로 기공성으로 소결된 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 지지부는 기공성으로 소결된 금속 재료로 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
15. 제 2 항에 있어서,

    상기 필터 개구는 보어(23) 또는 슬롯으로서 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
16. 제 3 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 관통 개구가 슬롯으로서 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 관통 개구는 지지 슬리브(18)의 세로 방향으로 진행하는 슬롯으로 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 관통 개구는 지지 슬리브(18)의 세로 연장부에 대하여 가로로 진행하는 슬롯으로서 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 지지 슬리브(18)를 수용하는 하우징 보어(7)가 연료 저장기를 형성하는 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

    삽입물(8)이 양 제한 밸브(9)로 형성된 것을 특징으로 하는,

    분사 인젝터.

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