KR20160057477A - 유체 분사 밸브 - Google Patents

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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

밸브 니들(20)을 구비하고, 극편(34)과 전기자(36)를 포함하는 전자기 작동체 조립체(30)를 구비하는 유체 분사 밸브(1)가 개시된다. 상기 밸브 니들(20)은 상기 밸브 니들(20)에 대해 상기 전기자(36)가 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하는 리테이너 부재(24)를 포함한다. 상기 극편(34)은, 상기 리테이너 부재(24)의 제1 부분(242)이 배열된 제1 구획(342)과, 상기 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)을 수용하는 제2 구획(344)을 구비하도록 하는 단차(346)를 갖는 중심 개구(340)를 구비한다. 상기 중심 개구(340)의 제1 구획(342)은 상기 제2 구획(344)보다 더 작은 단면적을 구비한다.

Description

유체 분사 밸브{FLUID INJECTION VALVE}
본 발명은 특히 내연 엔진을 위한 유체 분사 밸브에 관한 것이다.
유체 분사 밸브는, 예를 들어, 내연 엔진의 연소 챔버로 연료를 분배하는데 사용될 수 있다. 이 유체 분사 밸브는, 유체 분사 밸브의 분사 개구를 밀봉(seal)하고 밀봉해제(unseal)하는 밸브 니들(valve needle)을 구비할 수 있다. 밸브 니들은 전기자를 포함하는 전자기 작동체 조립체에 의해 작동될 수 있다.
예를 들어, EP 2333297 A1은 스프링을 통해 밸브 니들에 결합된 전기자를 구비하는 분사 밸브를 개시한다. 밸브 니들과 전기자가 서로에 대해 이동하는 것은 분사 밸브의 개방 단계 동안 니들의 움직임이 제어가능하지 않은 것과 관련될 수 있다.
EP 2634412 A1은 분사 개구를 갖는 하우징, 상기 하우징에 대해 위치 고정된 내부 극(internal pole), 상기 내부 극에 자기적으로 작용하는 솔레노이드, 및 상기 하우징에 대해 선형으로 이동가능한 자성 전기자를 포함하는 분사 밸브를 개시한다. 밸브 니들은 하우징에 대해 선형으로 자성 전기자로 이동가능하고, 하우징과 함께 밸브 안착부(valve seat)를 형성한다. 제1 정지 표면은 내부 극에서 하우징에 대해 고정된 위치에 형성된다. 제2 정지 표면은 밸브 니들에 형성된다. 밸브 니들이 최대로 리프트된 때 밸브 니들의 단부 위치에서 제2 정지 표면은 제1 정지 표면에 인접한다.
그리하여, 본 발명의 목적은 신뢰성 있고 정밀한 기능을 제공하는 유체 분사 밸브를 제시하는 것이다.
본 목적은 독립 청구항 1의 특징을 구비하는 유체 분사 밸브에 의해 달성된다. 유체 분사 밸브의 유리한 실시예와 개선은 종속 청구항, 이하의 상세한 설명 및 도면에 제시된다.
유체 분사 밸브가 제시된다. 상기 유체 분사 밸브는 밸브 몸체를 포함한다. 상기 밸브 몸체는 중심 길이방향 축을 구비한다. 이 밸브 몸체는 상기 유체 분사 밸브의 유체 입구 부분을 상기 유체 분사 밸브의 유체 출구 부분에 유압적으로 결합시키는 공동(cavity)을 획정한다. 특히, 상기 공동은 상기 유체 입구 부분으로부터 상기 밸브 몸체를 통해 상기 유체 출구 부분으로 연장된다.
상기 유체 분사 밸브는 밸브 니들을 더 포함한다. 상기 밸브 니들은 상기 공동에 배열된다. 이 밸브 니들은 폐쇄 위치에서 상기 유체 출구 부분을 밀봉하도록 동작가능하다. 상기 밸브 니들은, 상기 밸브 몸체에 대해 제1 축방향으로 축방향 변위되어 상기 유체 출구 부분을 밀봉해제가능하다. 내부쪽으로 개방되는 밸브의 경우에, 상기 제1 방향은 상기 유체 출구 부분으로부터 상기 유체 입구 부분 쪽으로 향한다. 특히, 상기 밸브 니들은 니들 첨단(needle tip)을 구비하며, 이 니들 첨단은 밸브 안착부와 상호작용하며 상기 유체 출구 부분을 밀봉하고 밀봉해제하여, 특히 상기 유체 분사 밸브의 하나 이상의 분사 개구를 통해 유체 흐름을 제어한다.
상기 유체 분사 밸브는 전자기 작동체 조립체를 더 포함한다. 상기 전자기 작동체 조립체는 극편(pole piece)과 전기자를 포함한다. 상기 극편은 상기 밸브 몸체에 대해 위치 고정된다. 상기 전기자는 상기 공동 내에 배열되고, 상기 극편에 대해 그리고 상기 밸브 니들에 대해 축방향으로 변위 가능하다. 상기 전기자는 특히 상기 작동체 조립체가 통전될 때 상기 극편에 의해 끌어당겨져서, 전기자는 상기 제1 축방향으로 상기 극편 쪽으로 유리하게 이동할 수 있다. 상기 극편에 대해 상기 전기자가 축방향으로 변위되는 것은 특히 상기 전기자가 상기 극편과 기계적으로 접촉하는 것에 의해 제한된다. 바람직하게는 상기 전기자가 상기 극편과 기계적으로 접촉하는 동안 상기 밸브 니들이 상기 전기자에 대해 축방향으로 변위 가능하도록 상기 극편과 상기 밸브 니들이 구성된다.
상기 밸브 니들은 리테이너 부재(retainer element)를 포함한다. 상기 리테이너 부재는 상기 전기자와 상호작용하며 상기 밸브 니들에 대해 상기 전기자가 상기 제1 축방향으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능하다. 특히, 상기 리테이너 부재는 직접 기계적으로 접촉하는 것에 의해 상기 밸브 니들에 대해 상기 전기자가 축방향으로 변위되는 것을 제한한다. 상기 리테이너 부재는 상기 극편과 접촉하여 상기 극편에 대해 상기 밸브 니들이 상기 제1 축방향으로 축방향변위되는 것을 제한하도록 동작가능하다. 일 실시예에 따라, 상기 리테이너 부재는 상기 밸브 니들의 샤프트 주위로 원주방향으로 연장되는 칼라(collar) 형상이다.
이런 방식으로, 상기 유체 분사 밸브의 개방이 과도상태(opening transient)인 동안, 상기 전기자가 상기 극편과 접촉한 후에 계속되는 니들의 진행은, 상기 리테이너 부재가 상기 극편과 상호작용하는 것에 의해 정지될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 전기자에 대해 상기 니들이 진행하는 것이 특히 고속으로 정지될 수 있고 특히 잘 제어될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 유체 분사 밸브의 개방이 과도상태인 것이 특히 매우 반복가능할 수 있다. 상기 유체 분사 밸브의 성능은 특히 안정될 수 있고 특정 작은 유체 분배량(fluid dose)이 분사가능할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 밸브 니들은 디스크 부재(disc element)를 더 포함한다. 상기 디스크 부재는 상기 밸브 니들에 대해 상기 전기자가 상기 제1 축방향과 반대 방향인 제2 축방향으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 구성된다. 상기 디스크 부재는 특히 상기 리테이너 부재와는 반대쪽을 향하는 상기 전기자 측에 위치된다. 다시 말해, 상기 전기자는 상기 리테이너 부재와 상기 디스크 부재 사이에 소정의 유격을 구비하도록 상기 리테이너 부재와 상기 디스크 부재 사이에 축방향으로 위치되어, 상기 밸브 니들에 대해 상기 전기자는 축방향으로 이동할 수 있다.
상기 전기자와 상기 리테이너 부재가 모두 상기 극편과 기계적으로 접촉하여 상기 밸브 니들과 상기 전기자가 상기 제1 축방향으로 각각 축방향 변위되는 것이 제한될 때 상기 디스크 부재는 상기 전기자로부터 이격되도록 위치된다. 다시 말해, 상기 전기자가 상기 극편과 기계적으로 접촉하여 상기 전기자가 제1 축방향으로 상기 극편에 대해 이동하는 것을 상기 극편이 차단하고, 상기 리테이너 부재가 상기 전기자와 기계적으로 접촉하여 상기 밸브 니들이 상기 제2 축방향으로 이동하는 것을 상기 전기자가 차단할 때, 상기 리테이너 부재와 상기 극편 사이에 제1 높이를 가지는 잔류 축방향 갭이 있고, 상기 디스크 부재와 상기 전기자 사이에 제2 높이를 가지는 추가적인 잔류 축방향 갭이 있는데, 여기서 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 더 크다. 상기 밸브 니들의 변위와 간섭할 수 있는 상기 유체 분사 밸브의 다른 부재들이 없는 경우, - 상기 제1 높이의 경우에 - 상기 극편 또는 - 상기 제2 높이의 경우에 - 상기 극편 또는 상기 전기자에 대해 상기 밸브 니들이 각각 더 이동하는 것을 상기 전기자가 차단하기 전에, 상기 잔류 축방향 갭들의 높이는 특히 상기 밸브 니들이 제1 축방향으로 진행될 수 있는 각 거리에 의해 한정된다.
이런 방식으로, 상기 리테이너 부재가 상기 극편에 도달하는 경우 상기 전기자와 상기 디스크 부재 사이에 유체 갭이 유지된다. 이것에 의해 상기 밸브 니들의 디스크 부재가 상기 전기자에 점착(stick)하여 제2 축방향으로 상기 밸브 니들이 이동하는 것을 감속시킬 수 있는 것을 유리하게 회피할 수 있다. 따라서, 상기 리테이너 부재는 상기 극편으로부터 특히 신속히 맞물림해제될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 리테이너 부재는 상기 밸브 니들을 축방향으로 가이드하기 위해 상기 극편의 중심 개구로 연장되는 제1 부분을 구비한다. 바람직하게는, 상기 리테이너 부재는 상기 제1 부분(portion)을 넘어 방사방향으로 돌출하는 제2 부분을 구비한다. 일 실시예에 따라, 상기 극편의 중심 개구는 단차(step)를 구비한다. 상기 단차에 의해, 상기 리테이너 부재의 제1 부분이 배열되는 상기 중심 개구의 제1 구획이 획정되고, 상기 리테이너 부재의 제2 부분을 수용하도록 구성된 상기 중심 개구의 제2 구획이 획정된다. 상기 제1 구획은 상기 제2 구획보다 더 작은 단면적을 구비한다. 상기 리테이너 부재의 제2 부분은 상기 극편의 중심 개구의 제1 구획을 넘어 방사방향으로 유리하게 돌출할 수 있다. 유리하게는, 상기 단차는 이런 방식으로 상기 극편에 대해 상기 밸브 니들이 제1 축방향으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작할 수 있다.
바람직하게는, 상기 리테이너 부재는 상기 리테이너 부재의 제2 부분과 상기 중심 개구의 단차 사이에 형상 맞춤 맞물림에 의해 상기 극편에 대해 상기 밸브 니들이 제1 축방향으로 축방향 변위하는 것을 제한하도록 동작가능하다. 상기 리테이너 부재의 제2 부분과 상기 극편이 형상 맞춤 방식으로 맞물리는 것은 상기 전기자와는 반대쪽을 향하는, 제2 부분의 표면과 수립될 수 있다. 상기 리테이너 부재는 바람직하게는 또한 상기 제2 부분과 상기 전기자 사이에 형상 맞춤 맞물림에 의해 상기 밸브 니들에 대해 상기 전기자가 제1 축방향으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 구성된다. 따라서, 상기 축방향 변위를 제한하는 특히 비용 효율적인 구현이 가능하다.
상기 유체 분사 밸브의 추가적인 장점과 유리한 실시예 및 개선은 도면을 참조하여 아래에 설명된 예시적인 실시예로부터 명백해질 것이다.
도 1은 폐쇄된 형태에서 예시적인 실시예에 따른 유체 분사 밸브의 일부 길이방향 단면도; 및
도 2는 개방된 형태의 도 1의 유체 분사 밸브의 길이방향 단면도.
예시적인 실시예와 도면에서, 동일하거나, 유사하거나 또는 유사하게 작용하는 구성 부분은 동일한 참조 부호를 구비한다.
도 1은 폐쇄된 형태의 유체 분사 밸브(1)의 일부의 길이방향 단면도를 도시한다.
유체 분사 밸브(1)는 밸브 몸체(10)를 포함한다. 밸브 몸체(10)는 길이방향 축(L)을 구비한다. 밸브 몸체(10)는, 길이방향 축(L)을 따라 연장되고 유체 분사 밸브(1)의 유체 입구 부분(12)을 유체 출구 부분(14)에 유압적으로 결합시키는 공동(16)을 획정한다. 본 실시예에서, 유체 분사 밸브(1)는 유체 입구 부분(12) 쪽 길이방향 방향(L)으로 밸브 몸체(10)를 연장시키는 입구 튜브(18)를 더 포함한다.
밸브 니들(20)은 공동(16) 내에 배열된다. 폐쇄 위치에서, 밸브 니들(20)은 유체 출구 부분(14)을 밀봉하도록 동작가능하다. 구체적으로, 폐쇄 위치에서, 밸브 니들(20)의 니들 첨단은 밸브 안착부(미도시)에서 정지한다. 바람직하게는, 밸브 안착부는 유체 출구 부분(14)에서 밸브 몸체(10)에 고정된 안착부 부재(미도시)에 포함된다. 안착부 부재는 바람직하게는 하나 이상의 분사 홀(injection hole)(미도시)을 포함하고, 이 분사 홀을 통해 유체 분사 밸브(1)는 연료와 같은 유체를 외부, 특히 내연 엔진의 연소 챔버에 분배하도록 동작될 수 있다.
유체 분사 밸브(1)는 밸브 니들(20)을 폐쇄 위치 쪽으로 바이어스시키는 리턴 스프링(40)을 더 포함한다. 밸브 니들(20)은 밸브 몸체(10)에 대해 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되며, 리턴 스프링(40)의 바이어스에 대항하여 유체 출구 부분(14)을 밀봉해제할 수 있다. 구체적으로, 밸브 니들(20)이 제1 축방향(D1)으로 폐쇄 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동될 때, 니들 첨단은 밸브 안착부로부터 멀어지는 방향으로 이동하여, 유체 출구 부분(14)이 밀봉해제되어 유체 분사 밸브(1)는 분사 홀 또는 분사 홀들을 통해 유체를 분배한다.
나아가, 유체 분사 밸브(1)는 전자기 작동체 조립체(30)를 포함한다. 작동체 조립체(13)는 코일(32), 극편(34), 전기자(36), 및 하우징(38)을 포함한다. 극편(34)은 밸브 몸체(10)의 공동(16)에 수용된다. 이 극편은, 예를 들어, 억지 끼워맞춤에 의해 밸브 몸체(10)에 대해 위치 고정된다. 코일(32)은 밸브 몸체(10)와 극편(34) 주위에 원주방향으로 연장된다. 이 코일은 하우징(38)에 배열되어 전자기 작동체 조립체(30)의 요크(yoke)를 나타낼 수 있다.
전기자(36)는 공동(16)에 배열된다. 이 전기자는, 극편(34)에 대해 - 그리고 그리하여 또한 극편(34)에 대해 위치 고정된 밸브 몸체(10)에 대해 - 그리고 밸브 니들(20)에 대해 왕복운동 방식으로 축방향으로 변위 가능하다. 구체적으로, 전기자(36)는 밸브 니들(20)의 니들 샤프트(22) 주위로 원주방향으로 연장된다. 다시 말해, 니들 샤프트(22)는 전기자(36)의 중심 개구를 통해 축방향으로 연장된다.
밸브 니들(20)은 리테이너 부재(24)를 포함하고 이 리테이너 부재는 전기자(36)와 상호작용하며 밸브 니들(20)에 대해 전기자(36)가 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능하다. 본 실시예에서, 리테이너 부재(24)는 유체 입구 부분(12) 쪽을 향하는 니들 샤프트(22)의 단부에서 니들 샤프트(22)에 고정되는 별도로 제조된 부품이다. 바람직하게는, 리테이너 부재(24)는 니들 샤프트(22) 주위에 연장되는 칼라 형상이다. 대안적인 실시예에서, 리테이너 부재(24)는 니들 샤프트(22)와 하나의 부재인 칼라이다.
유리하게는, 리테이너 부재(24)는 또한 리턴 스프링(40)을 위한 스프링 안착부를 나타낸다. 리턴 스프링(40)을 위한 제2 스프링 안착부로서, 유체 분사 밸브(1)는, 본 실시예에서, 억지 끼워맞춤에 의해 극편(34)에 고정되는 교정 튜브(calibration tube)(42)를 포함할 수 있다. 연료 필터(미도시)는 교정 튜브(42)에 포함될 수 있다.
전기자(36)는 리테이너 부재(24)의 다운스트림 표면과 형상 맞춤 맞물림에 의해 제1 축방향(D1)으로 밸브 니들(20)을 취하도록 동작가능하다. 이런 방식으로, 전자기 작동체 조립체(13)는 폐쇄 위치로부터 멀어지는 방향으로 밸브 니들(20)을 변위시키도록 동작가능하다.
리테이너 부재(24)는 극편(34)의 중심 개구(340)에 수용된다. 보다 구체적으로, 리테이너 부재(24)는 제1 부분(242)과 제2 부분(244)을 구비한다. 제2 부분(244)은 전기자(36) 쪽을 향하고, 제1 부분(242)은 전기자(36)와 반대쪽 축방향으로 제2 부분(244)에 후속해서 배열된다. 리테이너 부재(24)의 다운스트림 표면은 본 실시예에서 제2 부분(244)에 포함된다. 극편(34)의 중심 개구(340)는 단차(346)를 구비하고, 이 단차는 중심 개구(314)를 축방향으로 제1 구획(342)과 제2 구획(344)으로 분할한다. 중심 개구(340)의 제2 구획(344)은 전기자(36) 쪽을 향하고, 제1 구획(342)은 상기 전기자(36)와는 반대쪽 방향으로 제2 구획(344)에 후속해서 축방향으로 배열된다. 리테이너 부재(24)의 제1 부분(242)은 극편(34)의 중심 개구(340)의 제1 구획(342)에 배열되어 밸브 니들(20)을 축방향으로 가이드한다.
리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)은 리테이너 부재(24)의 제1 부분(242)을 넘어 방사방향으로 돌출하고, 또한 극편(34)의 중심 개구(340)의 제1 구획(342)을 넘어 방사방향으로 돌출한다. 제2 구획(344)은 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)을 수용하도록 구성된다. 그리하여, 제2 구획(344)은 제1 구획(342)보다 더 큰 단면적을 구비한다. 단차(346)는 제2 구획(344)의 바텀 표면(bottom surface)을 나타낼 수 있다. 제2 부분(244)은 길이방향 축(L)을 따라 상면도에서 제2 구획(344)의 바텀 표면과 오버랩한다.
극편(34)과 상기 밸브 니들(20)은 전기자(36)가 극편(34)과 기계적으로 접촉하는 동안 밸브 니들(20)이 전기자(36)에 대해 축방향으로 변위 가능하도록 구성된다.
이것은 도 2의 길이방향 단면도에서 보다 상세히 도시된다. 도 2는 유체 분사 밸브(1)의 개방된 형태의 도 1의 밸브 니들(20), 극편(34), 및 전기자(36)를 도시하고, 여기서 전기자(36)는 극편(34)과 직접 기계적으로 접촉한다. 유체 분사 밸브(1)의 추가적인 부재는 더 나은 도시 및/또는 이해를 위하여 도 2에서 생략되었다.
이 형태에서, 전기자(36)는 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)과 기계적으로 상호작용하는 것에 의해 폐쇄 위치로부터 멀어지는 방향으로 제1 축방향(D1)으로 밸브 니들(20)을 변위시켰다. 리턴 스프링(14)의 힘은 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)의 다운스트림 표면을 전기자(36)로 가압한다.
본 실시예에서, 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)은 극편(34)의 중심 개구(340)의 제2 구획(344)에 완전히 위치된다. 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)의 업스트림 표면과 단차(346) 사이에 잔류 축방향 갭(G1)이 있도록 단차(346)가 위치된다. 잔류 축방향 갭(G1)에 의해, 밸브 니들(20)은 전기자(36)와 접촉하지 않게 극편(34)의 중심 개구(340)의 단차(346) 쪽으로 이동할 수 있다. 리테이너 부재(24) - 구체적으로 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)의 업스트림 표면 - 는 극편(34) - 구체적으로 극편(34)의 단차(346) - 와 접촉하여, 극편(34)에 대해 밸브 니들(20)이 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능하다. 특히, 극편(34)에 대해 - 그리고 그리하여 밸브 몸체(10)에 대해 - 밸브 니들(20)이 축방향 변위되는 것은 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)의 업스트림 표면과 극편(34)의 단차(346) 사이에 형상 맞춤 맞물림에 의해 제한된다.
밸브 니들(20)은 리테이너 부재(24)와는 반대쪽을 향하는 전기자(36) 측에 있는 니들 샤프트(22)에 고정된 디스크 부재(26)를 더 포함한다. 전기자(36)가 소정의 축방향 유격을 구비하는 방식으로 리테이너 부재(24)와 디스크 부재(26)가 니들 샤프트(22)에 위치되어서, 전기자는 리테이너 부재(24)와 디스크 부재(26) 사이에서 왕복운동 방식으로 니들 샤프트(22)를 따라 축방향으로 이동할 수 있다. 디스크 부재(26)는 밸브 니들(20)에 대해 전기자(36)가 제1 축방향(D1)과 반대방향인 제2 축방향(D2)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능하다.
디스크 부재(26)는 전기자(36)로부터 이격되고 전기자(36)와 리테이너 부재(24)는 모두 극편(34)과 기계적으로 접촉하여 밸브 니들(20)과 전기자(36)가 각각 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 위치된다. 다시 말해, 전기자(36)가 극편(34)에 인접하고 리테이너 부재(24)가 전기자(36)에 인접하여 극편(34)의 단차(346)와 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244) 사이에 잔류 축방향 갭(G1)이 있을 때, 전기자(36)와 디스크 부재(26) 사이에 추가적인 잔류 축방향 갭(G2)이 있다. 추가적인 잔류 축방향 갭(G2)의 높이는 잔류 축방향 갭(G1)의 높이보다 더 크다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 유체 분사 밸브(1)의 기능이 보다 상세히 설명된다.
도 1의 폐쇄된 형태로부터 시작하여, 작동체 조립체(30)는 전류를 코일(32)에 공급하는 것에 의해 통전되어서, 코일이 자기장을 생성한다. 생성된 자기장에 의해, 극편(34)은 제1 축방향(D1)으로 전기자(36)에 영향을 미친다. 전기자는 리테이너 부재(24)와 접촉할 때까지 밸브 몸체(10)와 밸브 니들(20)에 대해 제1 축방향(D1)으로 이동한다. 전기자가 제1 축방향(D1)으로 더 진행함에 따라, 전기자(36)는 리테이너 부재(24)와 형상 맞춤 연결에 의해 리턴 스프링(40)의 바이어스에 대항하여 밸브 니들(20)을 취한다.
제1 축방향(D1)으로 전기자(36)가 진행하는 것은 전기자(36)가 극편(34)과 접촉할 때 정지된다. 그러나, 이것은 제1 축방향(D1)으로 밸브 니들(20)의 진행을 정지시키지는 않는다. 오히려, 밸브 니들(20)은 리턴 스프링(40)의 바이어스에 대항하여 그 관성으로 인해 그 방향으로 계속 진행한다. 잔류 축방향 갭(G1)은, 밸브 니들(20)의 운동 에너지가 리턴 스프링(40)의 위치 에너지로 완전히 소비되거나 및/또는 변환되기 전에, 전기자(36)와 밸브 몸체(10)에 대해 밸브 니들(20)이 제1 축방향(D1)으로 진행하는 것을 정지시키도록 크기 정해진다. 다시 말해, 극편(34)의 단차(346)와 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244) 사이에 형상 맞춤 연결이 없는 경우, 밸브 니들은 전기자(36)와는 반대 방향으로 더 먼 거리를 진행할 수 있고, 그리하여 잔류 축방향 갭(G1)의 높이에 의해 한정된 거리만큼 진행할 수 있다.
이후, 리턴 스프링(40)에 의해 밸브 니들(20)은 리테이너 부재(24)가 다시 전기자(36)와 접촉할 때까지 제2 축방향(D2)으로 되이동할 수 있다. 이런 개방된 형태에서, 유체 - 특히 연료 - 는 유체 분사 밸브(1)의 하나 이상의 분사 홀을 통해 분배될 수 있다.
작동체 조립체(30)가 통전 해제될 때, 극편(34)은 전기자(36)를 더 이상 끌어당기지 않고, 리턴 스프링(14)에 의해 밸브 니들(20)은 폐쇄 위치로 제2 축방향(D2)으로 되이동할 수 있다. 리테이너 부재(24)와 전기자(36) 사이의 형상 맞춤 맞물림에 의해, 밸브 니들(20)은 제2 축방향(D2)으로 전기자(36)를 취한다.
밸브 니들(20)의 니들 첨단이 밸브 안착부에 도달하면, 제2 축방향(D2)으로 밸브 니들(20)의 진행이 정지된다. 전기자(36)는 그 관성으로 인해 리테이너 부재(24)로부터 분리되어, 밸브 몸체(10)와 밸브 니들(20)에 대해 제2 축방향(D2)으로 디스크 부재(26) 쪽으로 더 진행한다.
전기자(36)가 이동하는 것은, 예를 들어, 디스크 부재(26)와 상호작용하는 것에 의해 유압 댐핑에 의해 댐핑되어, 전기자(36)는 마지막으로 디스크 부재(26)에 인접하여 정지된다. 유체 분사 밸브(1)는 리테이너 부재(24)와는 반대 방향으로 그리고 디스크 부재(26) 쪽으로 전기자(36)를 바이어스시키는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 예시적인 실시예에 기초한 상세한 설명에 의해 특정 실시예로 제한되지 않는다.
예를 들어, 유체 분사 밸브(1)는 리테이너 부재(24)와 접촉하게 전기자를 바이어스시키는 탄성 부재를 포함할 수 있다. 이 경우에, 전기자는 유체 분사 밸브(1)의 폐쇄된 형태에서 리테이너 부재(24)에 인접할 수 있다. 탄성 부재에 의해, 리테이너 부재(24)로부터 전기자(36)가 분리되고 나서, 폐쇄가 과도상태인 동안 밸브 니들(20)에 대해 제2 축방향(D2)으로 진행된 후에 유체 분사 밸브(1)의 폐쇄된 형태에서 리테이너 부재(24)와 접촉할 때까지 전기자(36)가 제1 축방향(D1)으로 리턴할 수 있다.
또한 예를 들어, 리테이너 부재(24)의 제2 부분(244)은 극편(34)의 중심 개구(340)에 수용되지 않고, 예를 들어, 전기자(36)의 리세스에 수용되는 것도 가능하다.

Claims (4)

  1. 유체 분사 밸브(1)로서,
    - 중심 길이방향 축(L)을 구비하고, 상기 유체 분사 밸브(1)의 유체 입구 부분(12)을 유체 출구 부분(14)에 유압적으로 결합시키는 공동(cavity)(16)을 획정하는 밸브 몸체(10),
    - 상기 공동(16)에 배열되고, 폐쇄 위치에서 상기 유체 출구 부분(14)을 밀봉하고 상기 밸브 몸체(10)에 대해 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위 가능하여 상기 유체 출구 부분(14)을 밀봉해제하도록 동작가능한 밸브 니들(valve needle)(20), 및
    - 극편(34)과 전기자(36)를 포함하는 전자기 작동체 조립체(30)를 포함하되, 상기 극편(34)은 상기 밸브 몸체(10)에 대해 위치 고정되고, 상기 전기자(36)는 상기 공동(16)에 배열되고, 상기 극편(34)과 상기 밸브 니들(20)에 대해 축방향 변위 가능하고,
    - 상기 밸브 니들(20)은 리테이너 부재(retainer element)(24)를 포함하고, 상기 리테이너 부재(24)는 상기 전기자(36)와 상호작용하며 상기 밸브 니들(20)에 대해 상기 전기자(36)가 상기 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능하고, 상기 리테이너 부재(24)는 상기 극편(34)과 접촉하여 상기 극편(34)에 대해 상기 밸브 니들(20)이 상기 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능하고,
    - 상기 리테이너 부재(24)는 상기 밸브 니들(20)의 니들 샤프트(22) 주위로 원주방향으로 연장되는 칼라(collar) 형상이고,
    - 상기 리테이너 부재(24)는 상기 밸브 니들(20)을 축방향으로 가이드하기 위해 상기 극편(34)의 중심 개구(340)로 연장되는 제1 부분(242)과, 상기 제1 부분(242)을 넘어 방사방향으로 돌출하는 제2 부분(244)을 구비하고,
    - 상기 극편(34)의 상기 중심 개구(340)는 상기 리테이너 부재(24)의 상기 제1 부분(242)이 배열된 제1 구획(342)과, 상기 리테이너 부재(24)의 상기 제2 부분(244)을 수용하는 제2 구획(344)을 구비하도록 하는 단차(346)를 포함하고, 상기 제1 구획(342)은 상기 제2 구획(344)보다 더 큰 단면적을 구비하는, 유체 분사 밸브(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기자(36)가 상기 극편(34)과 기계적으로 접촉하는 동안 상기 밸브 니들(20)이 상기 전기자(36)에 대해 축방향 변위 가능하도록 상기 극편(34)과 상기 밸브 니들(20)이 구성된, 유체 분사 밸브(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸브 니들(20)은 상기 밸브 니들(20)에 대해 상기 전기자(36)가 상기 제1 축방향(D2)과 반대방향인 제2 축방향(D2)으로 축방향 변위되는 것을 제한하는 디스크 부재(disc element)(26)를 더 포함하고, 상기 전기자(36)와 상기 리테이너 부재(24)가 상기 극편(34)과 기계적으로 접촉하여 상기 밸브 니들(20)과 상기 전기자(36)가 상기 제1 축방향(D1)으로 각각 축방향 변위되는 것을 제한할 때 상기 디스크 부재(26)는 상기 전기자(36)로부터 이격되도록 위치된, 유체 분사 밸브(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리테이너 부재(24)는 상기 리테이너 부재(24)의 상기 제2 부분(244)과 상기 단차(346) 사이에 형상 끼워 맞춤 맞물림에 의해 상기 극편(34)에 대해 상기 밸브 니들(20)이 상기 제1 축방향(D1)으로 축방향 변위되는 것을 제한하도록 동작가능한, 유체 분사 밸브(1).
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