KR20150044002A

KR20150044002A - 연소 기관용 인젝터의 제조방법, 전기자-니들 조립체 및 유체 인젝터

Info

Publication number: KR20150044002A
Application number: KR20140138567A
Authority: KR
Inventors: 스테파노 필립피; 발레리오 폴리도리; 마우로 그란디; 프랑세스코 렌치
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2015-04-23
Also published as: CN104564467A; EP2863045A1; EP2863045B1; CN104564467B; US9175655B2; KR102220596B1; US20150102134A1

Abstract

연소 기관용 인젝터의 제조방법, 전기자-니들 조립체 및 유체 인젝터
연소 기관의 인젝터(100)의 제조방법이 제시된다. 상기 방법은 인젝터(100)의 밸브 니들(5)을 위한 제1 기체 및 제2 기체를 제공하는 단계, 제1 정지면(11)을 갖는 제1 기부(10)가 형성되도록 제1 기체를 형성하는 단계, 보어를 갖는 전기자(2)를 제공하는 단계, 제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)을 갖는 제2 기부(20)가 형성되도록 제2 기체를 형성하는 단계, 전기자(2)의 보어에 제1 기부(10)의 섹션 및 제2 기부(20)의 섹션을 배치하는 단계, 제1 정지면(11) 및 제2 정지면(12)이 접경하도록 제1 기부(10) 및 제2 기부(20)를 서로에 대해 배치하는 단계 및 제1 기부(10)와 제2 기부(20) 사이에 고정 결합을 설정하고, 전기자(2)가 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이에서 이동 가능한 단계를 포함한다. 또한 전기자-니들 조립체(200) 및 인젝터(100)가 구체화된다.

Description

연소 기관용 인젝터의 제조방법, 전기자-니들 조립체 및 유체 인젝터{METHOD OF FABRICATING AN INJECTOR FOR A COMBUSTION ENGINE, ARMATURE-NEEDLE ASSEMBLY AND FLUID INJECTOR}

본 발명은 연소 기관용 인젝터의 제조방법, 인젝터용 전기자-니들 조립체 및 유체 인젝터에 관한 것이다.

인젝터는 특히 내연 기관에 널리 사용되고 있는데, 이것은 연료를 내연 기관의 흡기 매니폴드 내에 또는 직접 내연 기관의 실린더의 연소실 내에 투여하기 위해서 배열될 수 있다. 이러한 인젝터는 그 수명에 걸쳐 높은 신뢰성과 매우 정확한 분사량을 가져야 한다.

본 발명의 목적은 인젝터의 비용 효율적인 및/또는 정확한 제조를 가능하게 하는 방법을 구체화하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 개선된 유체 인젝터용 전기자-니들 조립체를 구체화하는 것이다.

상기 목적은 독립항의 특징을 갖는 인젝터의 제조방법 및 전기자-니들 조립체에 의해 달성된다. 유리한 실시형태 및 개선안들이 종속항의 내용이다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 연소 기관 특히 내연 기관용 인젝터를 위한 전기자-니들 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 일 실시형태에 따르면, 상기 방법은 연소 기관용 인젝터를 제조하는 방법이다.

상기 방법은 인젝터의 밸브 니들을 위한 제1 기체(base body) 및 제2 기체를 제공하는 단계, 제1 정지면을 갖는 제1 기부(base part)가 형성되도록 제1 기체를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 보어를 갖는 전기자를 제공하는 단계와 제2 정지면 및 제3 정지면을 갖는 제2 기부가 형성되도록 제2 기체를 형성하는 단계, 전기자의 보어에 제1 기부의 섹션 및 제2 기부의 섹션을 배치하는 단계와 제1 정지면 및 제2 정지면이 접경하도록 제1 기부 및 제2 기부를 서로에 대해 배치하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 제1 기부와 제2 기부 사이에 고정 결합을 설정하고, 전기자가 제1 정지면과 제3 정지면 사이에서 이동 가능한 단계를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 전기자가 제1 정지면과 제3 정지면 사이에서 소정의 또는 자유 리프트(free lift) 거리 동안 이동 가능하다.

주어진 방법에 의해, 전기자가 이동 가능한 거리는 유리하게도 특히 정확하게 조정될 수 있다. 예를 들면, 그것은 그 종단 값(end value)에서, 예를 들면 제1 정지면과 제3 정지면의 임의의 지점으로부터 10 ㎛ 미만까지 벗어나도록 조정될 수 있다.

일 실시형태에서, 전기자가 제1 정지면과 제3 정지면 사이에서 밸브 니들의 종축을 따라 이동 가능하도록 제1 정지면 및 제3 정지면이 구성된다. 상기 종축은 인젝터의 종축과 일치할 수 있다.

제1 정지면과 제3 정지면 사이의 축 방향 거리는 편리하게는, 특히 적어도 전기자가 제1 및 제2 정지면과 측면에서 겹치는 영역에서 전기자의 축 방향 연장 또는 높이보다 더 크다.

일 실시형태에서, 제1 기체의 형성 및 제2 기체의 형성은 절삭 가공 또는 기계가공(subtractive manufacturing or machining) 과정을 수반하거나 절삭 가공 또는 기계가공에 의해 수행된다.

일 실시형태에서, 제1 기체의 형성 및/또는 제2 기체의 형성은 연삭(grinding)을 수반한다. 이것은 특히 용접을 포함하는 일반적인 제조 과정에 동반되는 부정확성의 제거를 가능하게 한다.

일 실시형태에서, 고정 결합의 형성은 샷 용접(shot welding)과 같은 용접에 의해 수행된다. 바람직하게는, 용접 연결이 제1 기부와 제2 기부 사이에서 제1 및 제3 정지면에 대향하는 전기자의 측면에 위치하는 제1 및 제2 기부의 종 방향 단부에 형성된다.

종래 기술의 인젝터와 비교하여, 인젝터의 다른 부품, 예를 들면 전기자에 대한 밸브 니들의 상대 운동 또는 상호작용이 또한 더 정확하게 수행될 수 있도록 기재된 방법으로 인젝터의 전기자-니들 조립체가 유리하게는 더 높은 정확도로 제조될 수 있다. 그럼으로써, 인젝터 수명이 증가되는 점뿐만 아니라 인젝터가 더 정확하고 효율적으로 작동될 수 있는 점이 달성될 수 있다.

일 실시형태에서, 인젝터의 전기자의 축 방향 높이 또는 길이와 같은 치수가 측정되고, 제2 기체의 형성이 전기자의 치수를 기초로 수행된다. 이 실시형태에 따르면, 제1 기부 및/또는 제2 기부의 제조가 각 전기자 치수로 개별적으로 조정될 수 있고, 그럼으로써, 예를 들면 소정 거리가 정확하게 및/또는 낮은 제조 공차로 차례로 조정될 수 있다.

일 실시형태에서, 제1 정지면은 제1 기부의 칼라에 의해 제공된다. 칼라는 제1 기체의 형성 중에 또는 그 전에 형성될 수 있다.

일 실시형태에서, 제2 기체의 형성 후, 제1 기부의 섹션은 제2 기부의 보어에 배열된다. 이 실시형태는 제2 기부의 종 방향 축을 갖는 제1 기부의 종 방향 축 및 전기자의 주축의 평행 배열을 가능하게 한다. 제1 기부의 종 방향 축 및 제2 기부의 종 방향 축은 바람직하게는 밸브 니들의 종 방향의 축을 구성한다.

예를 들면, 제2 기부는 특히 슬리브의 축 방향 일단부에서 슬리브로부터 방사상으로 돌출된 칼라를 갖는 슬리브의 형상을 갖는다. 보어는 편리하게는 슬리브의 중앙 축 방향 개구에 의해 표현될 수 있다. 제2 정지면은 제2 기부의 칼라로부터 떨어져 있는 슬리브의 단부면에 의해 표현될 수 있다. 일 방법 단계에서, 제1 기부의 섹션은 제2 정지면이 제1 정지면과 접경하도록 슬리브가 제1 기부의 칼라와 접촉할 때까지 슬리브의 중앙 축 방향 개구 내로 이동될 수 있다. 슬리브는 제1 기부의 섹션이 슬리브 내로 이동과 동시에 또는 그 전에 전기자의 보어 내로 이동될 수 있다. 조립이 되면, 제1 기부의 섹션, 슬리브 및 전기자는 특히 제1 기부, 제2 기부 및 전기자의 공통의 종 방향 축에 대해 방사상 외측으로 이 순서로 서로 이어진다.

일 실시형태에서, 제2 정지면 및 제3 정지면은 동일 방향을 가리킨다. 다른 실시형태에서, 제1 정지면 및 제3 정지면은 반대 방향을 가리킨다. 제1 및 제2 정지면은 전기자의 축 방향 일면에 배열될 수 있고, 제3 정지면은 전기자의 축 방향 반대면에 배열될 수 있다. 이 실시형태에 따르면, 예를 들면 소정 거리를 위한 전기자의 축 방향 이동은 편리하게는 제1 정지면 및 제3 정지면 사이의 공간으로 그 범위가 정해질 수 있다.

일 실시형태에서, 전기자가 제1 정지면과 제3 정지면 사이에서 이동 가능한 거리(소정 거리)는 30 ㎛과 50 ㎛ 사이의 값이 된다. 이 실시형태는 인젝터의 효율면에서 특히 편리한, 인젝터에 의해 분사되는 유체량의 조정을 가능하게 한다. 상기 거리는 바람직하게는 약 40 ㎛이다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 제시된 방법에 의해 제조되는 인젝터에 관한 것이다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 연소 엔진용 인젝터를 위한 전기자-니들 조립체에 관한 것이다. 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 내연 기관용 유체 인젝터에 관한 것이다. 특히 유체 인젝터는 전기자-니들 조립체를 포함한다.

전기자-니들 조립체는 제1 정지면을 갖는 제1 기부를 포함한다. 전기자-니들 조립체는 제2 정지면 및 제3 정지면을 갖는 제2 기부를 추가로 포함한다. 전기자-니들 조립체는 보어를 갖는 전기자를 추가로 포함하며, 제1 기부의 섹션 및 제2 기부의 섹션이 전기자의 보어에 배열된다. 제2 정지면 및 제3 정지면은 서로로부터 이격되어 배치되며, 제1 정지면 및 제2 정지면은 접경하고, 제1 기부 및 제2 기부는 고정 결합되며, 전기자는 제1 정지면과 제3 정지면 사이에서 이동 가능하다.

전기자-니들 조립체의 실시형태, 특히 예를 들면 주어진 거리로 분리 또는 이격되어 있는 제2 정지면 및 제3 정지면을 갖는 제2 기부의 구성은 유리하게는 인젝터 제조 시에 제1 기부의 제1 정지면과 제2 기부의 제3 정지면 사이의 거리를 정확하게 조정하는 것을 가능하게 한다. 상기 조정은 제1 기부와 제2 기부의 접경, 특히 제1 정지면과 제3 정지면의 접경으로 인해 정확해질 수 있다. 결과적으로, 상술한 소정 거리도 또한 정확하게 조정될 수 있다.

상이한 양태 또는 실시형태와 결합하여 본 명세서에서 상술 및 후술되는 특징들은 또한 다른 양태 및 실시형태에 적용될 수 있다. 상기 방법과 결합하여 상술 및 후술되는 특징들은 또한 전기자-니들 조립체에 관한 것일 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

본 발명에 따르면, 인젝터의 비용 효율적인 및/또는 정확한 제조가 가능하고, 개선된 유체 인젝터용 전기자-니들 조립체를 구현할 수 있다.

본 발명의 내용의 다른 특징들 및 유리한 실시형태는 도면과 결합하여 예시적인 실시형태의 다음 기재로부터 명확해질 것이며, 도면에 있어서:
도 1은 종래 기술의 인젝터의 종단면도를 도시한다.
도 2A는 제2 기부의 개략적인 측면도 또는 종단면도를 도시한다.
도 2B는 제1 기부의 개략적인 측면도 또는 종단면도를 도시한다.
도 3은 전기자-니들 조립체의 개략적인 측면도 또는 종단면도를 도시한다.

동일 요소, 동종 요소 및 동일하게 작용하는 요소는 도면에서 동일한 참조 부호로 제공될 수 있다. 또한 도면은 실축척이 아닐 수 있다. 오히려, 특정 특징은 중요한 원리의 더 나은 도시를 위해 과장된 방식으로 도시될 수 있다.

도 1은 특히 내연 기관에 연료를 투여하는데 적합한 종래 기술의 인젝터(100)의 종단면도를 도시한다. 인젝터(100)는 종축(X)을 포함한다. 인젝터는 인젝터 밸브 공동(cavity)을 갖는 인젝터 밸브 하우징(16)을 추가로 포함한다. 인젝터 밸브 공동은 인젝터 밸브 공동 내에서 축 방향으로 이동 가능한 밸브 니들(5)을 수용한다. 인젝터(100)는 밸브 니들(5)이 폐쇄 위치에서 안착하고 밸브 니들(5)이 개방 위치를 위해 리프트되는(자유 리프트 개념), 밸브 시트(18)를 추가로 포함한다.

인젝터(100)는 폐쇄 위치로 밸브 니들(5)을 가압하도록 작용하는 밸브 니들 상의 힘을 가하도록 설계 및 배열된 스프링 부재(17)를 추가로 포함한다. 밸브 니들(5)의 폐쇄 위치에서, 밸브 니들(5)은 밸브 시트(18)에 밀봉되게 안착하고, 이에 의해 적어도 하나의 분사 노즐을 통과하는 유체 흐름을 방지한다. 분사 노즐은 예를 들면 인젝터 홀일 수 있다. 그러나 이것은 또한 유체를 투여하기에 적합한 임의의 다른 유형일 수도 있다.

인젝터(100)는 밸브 니들(5)을 작동하도록 설계된 전자기 액추에이터 유닛(electromagnetic actuator unit)을 추가로 포함한다. 전자기 액추에이터 유닛은 바람직하게는 솔레노이드(15)인 코일을 포함한다. 그것은 분사 밸브 하우징(16)에 대해 고정 결합된 자극편(1)을 추가로 포함한다. 전자기 액추에이터 유닛은 전자기 액추에이터 유닛의 활성화에 의해 분사 밸브 공동 내에서 축 방향으로 이동 가능한 전기자(2)를 추가로 포함한다. 전기자(2)는 밸브 니들(5)과 기계적으로 결합 또는 해제된다. 바람직하게는, 전기자는 특정 한계치 내에서만 밸브 니들(5)에 대해 이동 가능하다. 인젝터는 바람직하게는 전자기 운동량(momentum)이 인젝터(100) 또는 밸브 니들(5)의 개방을 일으키는데 사용되는 개념("킥(kick)", 아래 참조)을 적용한다. 이러한 이동 시, 밸브 시트(18) 상의 유압 부하가 극복되어야 한다.

밸브 니들(5)은 밸브 니들(5)의 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(명시적으로 표시되지 않음)과 분사 밸브 하우징(16)을 통과하는 유체 흐름을 방지한다. 밸브 니들(5)의 폐쇄 위치의 외부로, 밸브 니들(5)은 연료 출구 부분을 통과하는 유체 흐름을 가능하게 한다.

밸브 니들(5)은 그것의 폐쇄 시 인젝터(100)의 다른 부품 접경할 수 있고 그럼으로써 밸브 니들(5)의 축 방향 이동 범위를 정할 수 있는, 정지 부재(3)를 추가로 포함한다. 정지 부재(3)는 밸브 니들(5)에 용접될 수 있다. 밸브 니들은 니들 섹션(4)을 추가로 포함한다.

코일(15)을 갖는 전자기 액추에이터 유닛이 전원공급되는 경우, 전자기 액추에이터 유닛은 전기자(2) 상의 전자기력에 영향을 미칠 수 있다. 전기자(2)는 전기자(2)에 작용하는 전자기력으로 인해 연료 출구 부분에서 떨어진 방향으로, 특히 유체 흐름의 상류로 이동할 수 있다. 밸브 니들(5)과의 기계적 결합으로 인해, 전기자(2)는 그와 함께 밸브 니들(5)을 이동시켜, 밸브 니들(5)은 폐쇄 위치로부터 축 방향으로 이동한다. 밸브 니들(5)의 폐쇄 위치의 외부로, 전자기 액추에이터 유닛으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 밸브 니들(5)의 축 방향 단부에서 분사 밸브 하우징(16)과 밸브 니들(5) 사이의 간극은 유체 경로를 형성하고, 유체는 분사 노즐을 통과할 수 있다.

전자기 액추에이터 유닛이 전원차단되는 경우에는, 스프링 부재(17)는 밸브 니들(5)이 그 폐쇄 위치에서 축 방향으로 이동하도록 강제할 수 있다. 밸브 니들(5)이 그 폐쇄 위치에 있는지 여부는 적어도 코일(15)을 갖는 전자기 액추에이터 유닛에 의해 야기되는 밸브 니들(5) 상의 힘 및 스프링 부재(17)에 의해 야기되는 밸브 니들(5) 상의 힘을 포함하는 밸브 니들(5)의 힘 균형에 종속한다.

자극편(1)에 대한 밸브 니들(5)의 이동이 정확하게 제어 가능한 인젝터의 적절한 작동을 달성하기 위해, 밸브 니들(5)은 일정한 정확도로 제조되어야 한다. 그러나 니들 섹션(4)에 정지 부재의 용접에 의한 밸브 니들(5)의 제조는 상기 용접 과정에 내재하는 상당한 제조 공차를 제공한다.

10 ㎛의 최대 공차가 준수될 수 있는 것이 바람직한데, 그러한 제조 공차가 인젝터의 수명 및/또는 분사량의 정확도에 더욱 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

도 2A, 도 2B 및 도 3에 의해, 내연 기관용 유체 인젝터의 제조방법의 예시적인 실시형태가 설명된다.

인젝터(100)는 도 1과 관련하여 상술된 것과 일반적으로 대응하는 반면, 상기 방법은 인젝터(100)를 위한 개선된 전기자-니들 조립체(200)를 제조하는 것을 포함한다.

전기자-니들 조립체(200)는 특히 도 1의 종래 기술의 인젝터(100)의 밸브 니들(5)을 대신하는, 제1 기부(10) 및 제2 기부(20)를 갖는 밸브 니들(5)을 포함한다. 또한 전기자-니들 조립체(200)는 전기자(2)를 포함한다. 상기 방법은 제1 기체 및 제2 기체를 제공하는 단계와 각 기체로부터 제1 기부(10) 및 제2 기부(20)를 형성하는 단계를 포함한다.

도 2B는 본 실시형태에 따른 인젝터의 밸브 니들(5)를 위한 제1 기부(10)를 도시한다. 제시된 방법에 의해, 제1 기부(10)는 바람직하게는 연삭(grinding), 밀링(milling) 및/또는 선삭(lathing)과 같은 기계 가공(machining process)에 의해 제1 기체(명시적으로 표시되지 않음)로부터 형성된다. 제1 기체는 미리 제조될 수 있다. 제1 기부(10)는 칼라(8)를 포함한다. 링일 수 있는 칼라(8)는 제1 정지면(11)을 제공하거나 포함할 수 있다. 칼라(8)는 종래 기술의 인젝터의 밸브 니들(5)의 정지 부재(3)에 대응하거나 관한 것일 수 있다(상기 도 1의 설명 참조). 제1 기부(10)는 니들 섹션(4)을 추가로 포함한다. 제1 기체의 형성은 제1 정지면(11)을 갖는 제1 기부(10)가 형성되도록 수행된다.

도 2A는 인젝터용 밸브 니들(5)을 위한 제2 기부(20)를 도시한다. 제2 기부(20)에는 슬리브 형상으로 슬리브의 축 방향 일단부에 칼라가 존재한다. 칼라는 슬리브로부터 방사상 외측으로 돌출된다. 본 발명의 방법에 의해, 제2 기부(20)는 바람직하게는 제1 기체와 관련하여 언급한 바와 같이 기계 가공에 의해, 제2 기체(명시적으로 표시되지 않음)로부터 형성된다. 제2 기체는 추가로 미리 제조될 수 있다. 제2 기부(20)는 유리하게는 제조 공차면에서 정확하게 제조될 수 있다. 상기 공차는 10 ㎛ 미만, 바람직하게는 5 ㎛ 미만에 관한 것일 수 있다.

제2 기부(20)는 제2 정지면(12)을 포함한다. 제2 기부(20)는 제3 정지면(13)을 추가로 포함한다. 제2 정지면(12)과 제3 정지면(13)은 제2 기부(20)의 종축(X)을 따라 이격되어 있다. 제2 정지면(12)과 제3 정지면(13)은 바람직하게는 서로에 대해 평행하게 그리고 종축(X)에 수직으로 정렬된다. 거리(H)는 제2 정지면(12)과 제3 정지면(13) 사이의 축 방향 거리를 나타낸다.

제시된 방법은 인젝터의 전기자(2)의 축 방향 길이 또는 높이(AH)(다음 도 3 참조)를 측정하는 것을 포함한다. 제2 기체의 형성은 전기자(2)의 측정된 축 방향 높이(AH)를 기초로 수행될 수 있다. 특히, 슬리브의 축 방향 연장은 제2 정지면(12)과 제3 정지면(13) 사이의 거리(H)가 전기자(2)의 높이(AH)에 소정의 자유 리프트 거리(PD)를 더한 것에 대응할 때까지 -예를 들면 연삭에 의해- 감소된다.

상기 방법은 제1 정지면(11)과 제2 정지면(12)이 접경하도록 서로에 대해 제1 기부(10)와 제2 기부(20)를 배치하는 것을 추가로 포함한다. 상기 접경은 제1 기부(10)와 제2 기부(20)의 상대적인 이동을 회피하고 및/또는 제1 및 제3 정지면(11, 13) 사이의 소정 거리를 특히 정확하게 설정하는데 특히 중요하다.

도 3은 제1 기부(10), 제2 기부(20) 및 전기자(2)를 포함하는 전기자-니들 조립체(200)를 추가로 도시한다. 전기자-니들 조립체(200)에서, 제1 정지면(11)과 제2 정지면(12)은 접경하고, 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이의 축 방향 거리는 거리(H)가 된다. 제1 기부(10)의 섹션과 제2 기부(20)의 섹션-제2 기부(20)의 섹션은 특히 슬리브에 의해 포함된다-은 전기자(2)의 보어에 배치 또는 배열된다(섹션들은 도 3에 명시적으로 표시되지 않음). 제1 기부(10)의 섹션은 그럼으로써 제2 기부(20)의 보어(19)에 추가로 배열된다. 따라서 제1 기부(10)의 섹션, 제2 기부(20)의 슬리브 및 전기자는 종축(X)으로부터 떨어져 방사상 외측 방향으로 이러한 순서로 서로 이어진다.

전기자-니들 조립체(200)에서, 제1 정지면(11)은 특히 제2 기부(20)의 제2 정지면(12)과 제3 정지면(13)과 평행하다. 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13)의 평행위치는 연소 엔진 내로 재현 가능하고 양호하게 살포되는 유체량의 분사와 관련해서 특히 중요한다.

제1 기부(10)와 제2 기부(20)의 배치 후에, 상기 방법은 밸브 니들(5)이 제1 기부(10)와 제2 기부(20)로부터 형성되도록 제1 기부(10)와 제2 기부(20) 사이에 고정된 특히 견고한 접착(bond) 또는 결합(coupling)을 설정하는 것을 포함한다(도 3 참조). 고정 결합은 샷 용접(shot welding)과 같은 용접에 의해 형성되고, 용접부(14)가 형성된다.

용접부(14)는 특히, 인젝터(100)의 밸브 시트(18)로부터 멀어지는 쪽을 향하도록 구성된 밸브 니들(5)의 축 방향 단부에 형성된다. 이러한 축 방향 단부는 전기자-니들 조립체(200)의 제조 시 용이하게 접근할 수 있다.

고정 결합은 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이에 배열된 전기자(2)가 밸브 니들(5)의 종축(X)을 따라 소정 거리(PD) 때문에 그 사이에서 이동 가능하도록 바람직하게는 형성된다. 소정 거리(PD)는 전기자(2)의 자유 리프트 거리일 수 있다. 소정 거리(PD)는 바람직하게는 30 ㎛과 50 ㎛ 사이, 가장 바람직하게는 약 40 ㎛ 또는 약 40 ㎛이다. 40 ㎛의 소정 거리는 전기자(2)의 질량 및/또는 밸브 니들(5)의 질량을 고려하에 제시된 개념을 위한 최적값이 될 수 있다. 대안의 인젝터 설계에서, 소정 거리의 조정은 최적의 방법으로 인젝터의 개방을 위한 전기자 운동량을 활용할 필요가 있을 수 있다.

제2 정지면(12)과 제3 정지면(13)은 편리하게는 동일 방향을 가리키고, 반면 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13)은 반대 방향을 가리킨다.

제시된 방법으로, 소정 거리(PD)는 그것이 예를 들면 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13)의 임의의 지점에서 그 값에서 10 μm 미만까지 벗어나도록 조정될 수 있다.

제시된 방법은 제1 정지면(11), 제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)이 매우 낮은 표면 조도(roughness)를 포함하도록 그리고 상기 정지면들이 서로에 대해서 평행하게 배열되도록(전기자-니들 조립체(200) 참조) 인젝터의 밸브 니들(5)을 형성하게 할 수 있다. 다른 이점으로서, 인젝터(100) 및/또는 전기자-니들 조립체(200)는 제시된 방법으로 제조될 수 있고, 그것은 예를 들면 특정 제조 정확성을 포함하지 않는 인젝터에 적용할 수 없을 수도 있는 유압 감쇠 메카니즘의 적용이 가능하게 될 수도 있다.

전기자 높이는 도 3에서 AH로 표시되어 있다. 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이의 거리(H)는 바람직하게는 소정 거리(PD)에 전기자 높이(AH)를 더한 것과 동일하게 한다.

전기자(2)는 전자기 액추에이터 유닛이 활성화 또는 전원공급이 되었을 때 밸브 니들(5) 상에 운동량과 상술된 "킥"을 일으키기 위해 그것이 밸브 니들(5)의 제2 기부(20)의 제3 정지면(13)과 접촉할 때까지 축 방향으로 이동 가능하다. 그 후, 전기자(2)의 총 이동 가능 거리가 약 120 ㎛ 또는 130 ㎛에 관한 것일 수 있도록 전기자(2)는 그것과 함께 예를 들면 약 80 ㎛ 내지 90 ㎛ 동안 밸브 니들(5)을 이동시킨다(밸브 개방). 전자기 액추에이터 유닛에 의해 영향을 받은 전기자의 전체 힘 F _tot 은 밸브 니들의 개방을 위한 운동량을 제공한다(상술한 바와 같은 밸브 니들의 "킥" 참조). 운동량은 다음 식에 의해 주어진다.

여기서 m _A 는 전기자 질량이고, v _T 는 밸브 니들(5)과 전기자(2)의 접촉하는 경우(T)에 밸브 니들(5)의 속도이다.

상기 이동의 운동 에너지가 수신 또는 소산될 수 있도록 그리고 니들 반동력(bounce)이 방지될 수 있도록 인젝터의 폐쇄 시 밸브 니들(5) 및/또는 전기자(2)의 이동이 감쇠 부재에 의해 감쇠되는 것이 추가로 제공될 수 있다.

보호 범위는 앞서 본 명세서에 주어진 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 특히 청구항에 기재된 모든 특징들의 모든 조합을 포함하는, 각 신규한 특징 및 각 특징들의 조합에서 구현되고, 이러한 특징 또는 이러한 특징들의 조합이 청구항 또는 실시예에 명시적으로 기재되어 있지 않을 수 있다.

Claims

연소 기관용 인젝터(100)의 제조방법으로서,
- 인젝터(100)의 밸브 니들(5)을 위한 제1 기체(base body) 및 제2 기체를 제공하는 단계,
- 제1 정지면(11)을 갖는 제1 기부(base part)(10)가 형성되도록 제1 기체를 형성하는 단계,
- 보어를 갖는 전기자(2)를 제공하는 단계,
- 제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)을 갖는 제2 기부(20)가 형성되도록 제2 기체를 형성하는 단계,
- 전기자(2)의 보어에 제1 기부(10)의 섹션 및 제2 기부(20)의 섹션을 배치하는 단계,
- 제1 정지면(11) 및 제2 정지면(12)이 접경하도록 제1 기부(10) 및 제2 기부(20)를 서로에 대해 배치하는 단계 및
- 제1 기부(10)와 제2 기부(20) 사이에 고정 결합을 설정하고, 전기자(2)가 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이에서 이동 가능한 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
인젝터(100)의 전기자(2)의 치수(AH)가 측정되고, 제2 기체의 형성이 전기자(2)의 치수(AH)를 기초로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
전기자(2)가 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이에서 밸브 니들(5)의 종축(X)을 따라 이동 가능하도록 제1 정지면(11) 및 제3 정지면(13)이 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 정지면(11)은 제1 기부(10)의 칼라(8)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제2 기체의 형성 후, 제1 기부(10)의 섹션은 제2 기부(20)의 보어(19)에 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)은 동일 방향을 가리키고, 제1 정지면(11) 및 제3 정지면(13)은 반대 방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
전기자(2)가 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이에서 이동 가능한 거리는 30 ㎛과 50 ㎛ 사이의 값이 되고, 한계치가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제1 기체의 형성 및 제2 기체의 형성은 절삭 가공 또는 기계가공(subtractive manufacturing or machining)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
제1 기체의 형성 및/또는 제2 기체의 형성은 연삭(grinding)을 수반하는 것을 특징으로 하는 방법.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
고정 결합의 형성은 용접 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
연소 기관용 인젝터를 위한 전기자-니들 조립체(200)로서,
전기자-니들 조립체(200)는 제1 정지면(11)을 갖는 제1 기부(10)를 포함하며, 전기자-니들 조립체(200)는 제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)을 갖는 제2 기부(20)를 추가로 포함하며, 전기자-니들 조립체(200)는 보어를 갖는 전기자(2)를 추가로 포함하고, 제1 기부(10)의 섹션 및 제2 기부(20)의 섹션이 전기자(2)의 보어에 배열되며, 제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)은 서로로부터 이격되어 배열되며, 제1 정지면(11) 및 제2 정지면(12)은 접경하고, 제1 기부(10) 및 제2 기부(20)는 고정 결합되며, 전기자(2)는 제1 정지면(11)과 제3 정지면(13) 사이에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전기자-니들 조립체(200).
제11항에 있어서,
제1 정지면(11)은 제1 기부(10)의 칼라(8)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 전기자-니들 조립체.
제11항 또는 제12항에 있어서,
제1 기부(10)의 섹션은 제2 기부(20)의 보어(19)에 배열되는 것을 특징으로 하는 전기자-니들 조립체.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제2 정지면(12) 및 제3 정지면(13)은 동일 방향을 가리키고, 제1 정지면(11) 및 제3 정지면(13)은 반대 방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 전기자-니들 조립체.
제11항 내지 제14항에 따른 전기자-니들 조립체(200)를 포함하는 내연 기관용 유체 인젝터(100).