KR20170041882A

KR20170041882A - 제어 밸브 장치

Info

Publication number: KR20170041882A
Application number: KR1020177006756A
Authority: KR
Inventors: 마크 스미스; 세리아 소테리우; 마이클 쿠크; 마틴 하디; 앤드류 하그리브스; 애드리안 톨리데이
Original assignee: 델피 인터내셔널 오퍼레이션즈 룩셈부르크 에스.에이 알.엘.
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-04-17
Also published as: EP3183450A1; CN106795841A; CN106795841B; KR102293596B1; EP3183450B1; WO2016026595A1; GB201414669D0

Abstract

연료 인젝터(10)의 제어 밸브 장치(12)는 피스톤이 슬라이딩 가능하게 배치된 보어(18)를 포함하고, 피스톤은 분사 이벤트를 안내하고, 제1 제어 챔버(24)로 직접적이고 제한되지 않게 유체가 연통하도록 보어를 개방시킨다. 제어 밸브 장치는 고압 라인(20)에서 제2 제어 챔버(68)까지의 다른 유체 연통 유로를 포함하며, 다른 유체 연통 유로는 예를 들어 간극, 채널 또는 바이패스 오리피스를 포함한다.

Description

제어 밸브 장치 {Control Valve Arrangement}

본 발명은 디젤 인젝터와 같은 연료 인젝터(fuel injector)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료 인젝터용 제어 밸브 장치에 관한 것이다.

고압 연료 인젝터는 제어 밸브 장치를 통해 유압식으로 안내되는 니들(needle) 또는 샤프트를 구비한다. 바람직하지 않은 배기가스 배출을 최소화하기 위해 니들의 상승은 제어되는 속도로 일어나야 하며 그 폐쇄는 매우 신속하게 이루어져야 하는 것이 알려져 있다.

공지된 예에서, 연료 인젝터용 제어 밸브 장치는 양방향 제어 밸브로 구동되는 유압 서보(hydraulic servo)에 의해 작동되는 별도의 충전 밸브를 포함한다. 이는 3방향 밸브 기능을 제공하는데, 충전 밸브는 큰 유동 면적을 가질 수 있어 노즐의 니들을 신속하게 폐쇄하도록 구동시킬 수 있는 이점이 있다. 그러나, 더 큰 용적은 재가압하는 데에 더 오래 걸리고 이로써 작은 분사에 대해 급격한 이득 곡선(gain curves)을 초래하기 때문에, 이 예는 예컨대 제조를 단순화시키기 위해 요구되는 보다 큰 밸브 간 용적부(inter-valve volume)에는 적합하지 않다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 적어도 완화시키는, 개선된 연료 인젝터용 제어 밸브 장치를 제공하는 데에 있다.

따라서, 본 발명은 고압 연료 공급 라인으로부터, 제1 제어 챔버와 연통하는 제1 유체 연통부로 되는 충전 챔버까지 연장하는 충전 채널이 배치된 밸브 하우징을 포함하는 연료 인젝터의 제어 밸브 장치를 포함하며,

상기 제1 유체 연통부는 상기 밸브 하우징 내에 배치된 제1 시트로부터 멀어지는 방향으로 제1 스프링에 의해 통상적으로 편향되어 개방되는 충전 밸브와; 상기 제1 제어 챔버로부터, 저압 유출 라인과 연통하는 제2 유체 연통부로 되는 제2 제어 챔버로 연장하는 연통 채널에 의해 제어되며,

상기 충전 밸브는 스템을 구비하고, 상기 스템의 안내 영역이 상기 밸브 하우징의 안내부 내에 위치되며,

상기 제2 유체 연통부는 상기 하우징 내에 배치된 제2 시트에 대한 상보적인 접촉으로 제2 스프링에 의해 폐쇄 위치로 통상적으로 편향되고, 통상적인 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동시키는 액추에이터와 상호작용하는 제어 밸브와; 압축 챔버 내로 연료의 분사를 안내하는 피스톤이 슬라이딩 가능하게 배치된 보어(bore)에 의해 제어되며,

상기 보어는 상기 제1 제어 챔버와 연통하는 제3 유체 연통부로 되고, 상기 보어는 상기 제1 제어 챔버로 개방되어 상기 제3 유체 연통부가 제한받지 않으며,

제4 유체 연통부가 상기 고압 연료 공급 라인과 상기 제2 제어 챔버 사이에 구비된다.

상기 제4 유체 연통부는 충전 밸브의 스템과 밸브 하우징의 안내부 사이에 구비된 채널을 포함할 수 있다.

선택적으로, 상기 충전 밸브는 가늘고 긴 홈을 추가로 포함할 수 있으며, 인접한 간극이 홈의 양측에 있는 부위에서 밸브 하우징의 안내부와 스템의 안내 영역 사이에 유지되고, 상기 제4 유체 연통부는 홈과 밸브 하우징의 안내부 사이의 간극과, 홈의 양측에 있는 부위와 밸브 하우징의 안내부 사이의 누출 경로를 포함한다.

선택적으로, 상기 충전 밸브는 적어도 하나의 평탄부를 구비할 수 있으며, 상기 제4 유체 연통부는 평탄부와 밸브 하우징의 안내부 사이의 간극을 적어도 부분적으로 포함한다.

적어도 하나의 평탄부는 충전 밸브의 스템의 축 방향 길이를 따라 연장할 수 있다. 융기부가 평탄부에 구비될 수 있다.

선택적으로, 상기 제4 유체 연통부는 충전 밸브에 구비된 바이패스 오리피스(bypass orifice)를 포함할 수 있으며, 상기 바이패스 오리피스는 연통 채널로 개방된다. 상기 바이패스 오리피스는 유출 오리피스와 제2 제어 밸브 사이의 지점에서 연통 채널로 개방될 수 있다.

상기 바이패스 오리피스는 평탄부로부터 연장하거나, 평탄부에 인접한 스템에 구비된 홈으로부터 연장할 수 있다. 선택적으로, 상기 바이패스 오리피스는 안내부를 포함하지 않는 스템의 지점에서 스템으로부터 연장할 수 있으며, 충전 챔버로부터 연장할 수 있다.

상기 바이패스 오리피스는 충전 챔버와 연통 채널 사이에서 연장할 수 있으며, 제어 밸브 장치의 반경 방향 축에 대해 경사질 수 있다.

상기 바이패스 오리피스는, 스템에 인접하고 제2 제어 챔버로부터 멀리 떨어진 충전 밸브의 홈 영역에 천공될 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은, 가동 니들이 연료 분사를 가능하게 하거나 저지하기 위해 노즐과 상호작용하도록 된 연료 인젝터를 포함하며, 상기 니들은 전술한 단락들 중 어느 하나에 따른 제어 밸브 장치에 의해 유압식으로 안내된다.

또한, 본 발명은, 가동 니들이 연료 분사를 가능하게 하거나 저지하기 위해 노즐과 상호작용하도록 된 연료 인젝터에 관한 것이며, 상기 니들은 전술된 바와 같이 제어 밸브 장치에 의해 유압식으로 안내된다.

본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조로 하여 예로서 기술된다.
도 1a는 본 발명에 따른 제어 밸브 장치를 포함하는 연료 인젝터의 일부 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 연료 인젝터의 상세한 일부 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 제어 밸브 장치의 충전 밸브의 등각도이다.
도 2a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 다른 제어 밸브 장치의 도 1a 내지 도 1c에 상응하는 도면들이다.

본 발명은 피에조 인젝터(Piezo injector)와 같은 연료 인젝터를 제공하며, 추가적인 유체 유로가 고압 공급부로부터 밸브 간 용적부, 즉 제어 밸브와 충전 밸브 사이의 용적부까지 제공된다. 이하, 본 발명의 선택적인 실시예들이 설명된다.

명확히 하기 위해, 도면의 수직 방향이 언급될 것이나, 구성요소들의 상대적인 배치를 나타내는 용어들은 보호 범위를 제한하지 않는다.

도 1a만 완전히 설명되었는데, 표시된 경우를 제외하고 동일한 부호가 상응하는 도면들에 대해 사용될 수 있다.

도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 제어 밸브 장치(12)를 포함하는 연료 인젝터(10)를 포함한다. 또한, 연료 인젝터는, 니들(16)이 보어(18) 내에서 슬라이딩 가능하고 니들 시트(미도시)와 맞물릴 수 있도록 된 니들 가이드 하우징(14)을 포함하여, 이 니들 가이드 하우징(14)을 통해 고압 공급 라인(20)으로부터 유입된 연료 흐름을 제어하게 된다.

니들 가이드 하우징(14)의 위에는, 메인 수직축(A1)에 대해 약간 어긋난(offset) 밸브 수직축(A2)을 따라 연장하는 관통 구멍을 포함한 밸브 하우징(22)이 구비된다. 관통 구멍은 후술하는 바와 같이 하부에서 상부에 걸쳐 몇 개의 동축 영역들을 포함한다.

제1 관통 구멍 영역은 제1 제어 챔버(24) 및 제1 원추대형 밸브 시트(26)를 포함하고, 그 위에는 벽(30)에 의해 구획된 충전 챔버(28)가 구비된다. 충전 챔버(28)의 위에는, 제2 원추대형 밸브 시트(34)를 형성하도록 상부가 제한되는 원통형 안내부(32)가 구비된다. 제2 밸브 시트(34)의 중앙 구멍은, 저압 라인(38)에 연결되는 큰 저압 챔버(36)로 개방된다.

도시된 바와 같이, 축(A1)으로부터 축(A2)의 어긋남, 즉 관통 구멍으로부터의 보어(18)의 어긋남은, 제한되지 않은 유체 연통이 보어(18)와 제1 제어 챔버(24) 사이에서 이루어질 수 있게 한다.

충전 밸브(40)를 포함하는 제1 포핏 밸브(poppet valve)가 제1 밸브 시트(26)와 상호작용하도록 배치된다. 충전 밸브(40)는 디스크 플러그부(42), 이 디스크 플러그부(42)로부터 축 방향 위로 연장하는 스템(44), 및 디스크 플러그부(42)와 스템(44) 사이의 홈(43)을 포함한다. 스템(44)의 일부는 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 내에 수용되며; 스템(44)의 이 부분은 가이드로 작용하여, 충전 밸브(40)를 안내부(32)와 충전 밸브(40) 사이의 안내 간극 내에서 안내하게 된다.

코일 스프링(46)은 충전 챔버(28)에 구비되고, 이 코일 스프링(46)은 벽(30)의 상부와 디스크 플러그부(42)의 상부면 사이에서 압축된다. 코일 스프링(46)은 충전 밸브(40)를 제1 밸브 시트(26)로부터 떨어진 개방 위치에 유지시킨다.

충전 밸브(40)는, 디스크 플러그부(42)의 하부면으로부터 충전 밸브(40)를 통해 스템(44)의 상부면(50)까지 연장하는 내부 축 방향 연통 채널(48)을 추가로 구비한다. 연통 채널(48)은 상부 영역(48a) 및 하부 영역(48b)을 포함하고, 상부 및 하부 영역(48a, 48b)은 유출 오리피스(52)에 의해 제공되는 제한에 의해 분리된다. 연통 채널(48)은 제1 제어 챔버(24)로, 그리고 보어(18)로 아래를 향해 개방된다.

리프트 스톱(54; lift stop)이 디스크 플러그부(42)의 하면에 구비되고; 충전 밸브(40)가 개방될 때 리프트 스톱(54)은 니들 가이드 하우징(14)의 상면에 접하여 충전 밸브(40)의 변위 범위를 제한하게 된다.

제어 밸브(56)를 포함한 제2 포핏 밸브가 제2 밸브 시트(34)와 상호작용하도록 충전 밸브(40)의 위에 배치된다. 충전 밸브(40)와 유사하게, 제어 밸브(56)는 디스크 플러그부(58)와, 저압 챔버(36) 내에서 위로 연장하는 스템(60)을 포함한다.

스프링(62)은 스템(60) 주위의 저압 챔버(36)에 구비되고; 이 스프링(62)은, 디스크 플러그부(58)가 제2 밸브 시트(34)와 접촉하게 되는 폐쇄 위치에 제어 밸브(56)를 유지시킨다.

추진되는 액추에이터와 같은 액추에이터(도시되지 않으나, 참조부호 66으로 표시됨)는 제어 밸브(56)와 상호작용하여 제어 밸브(56)에 아래로 향한 힘을 제공하고, 제2 밸브 시트(34)로부터 멀리 떨어지도록 제어 밸브를 밀어붙임으로써 제어 밸브(56)를 개방시킨다.

제2 제어 챔버(68)는 충전 밸브의 스템(44)과 제어 밸브(56) 사이의 안내부(32) 내에 형성된다. 이로써, 제2 제어 챔버(68)는 밸브 간 용적부를 형성한다.

충전 채널(70)은 고압 공급 라인(20)으로부터 연장한다. 추가적인 제한 오리피스(72)가 충전 채널(70)과 충전 챔버(28) 사이에 구비되어, 제한 오리피스(72)가 충전 챔버(28)의 벽(30)에서 개방된다.

연료 인젝터(10)의 작동의 제1 단계에서, 니들(16)이 아래쪽 위치에 있고 니들 시트에 대해 접하여 있어 연료의 분사가 방지된다. 액추에이터(66)는 기동되지 않고, 이에 따라 제어 밸브(56)는 폐쇄 위치에 있으며 충전 밸브(40)는 개방 위치에 있다. 충전 채널(70), 제한 오리피스(72), 충전 챔버(28), 제1 제어 챔버(24), 연통 채널(48)을 통해, 고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68) 사이에 연속적인 유체 연통이 이루어진다. 이 용적부는 고압 연료로 채워져 있으며, 니들(16)을 아래쪽 위치에 유지한다.

추가적인 유체 연통 유로가 고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68) 사이에 제공되는데; 이 추가적인 유로는 후술한다.

연료 인젝터(10)의 작동의 제2 단계에서, 압축 챔버(도시되지 않음) 내로 연료를 분사하는 분사 이벤트가 액추에이터(66)의 가동에 의해 시작되고, 이로써 제어 밸브(56)를 개방 위치로 향해 아래로 가압한다. 제2 제어 챔버(68) 내부의 고압 연료는 저압 챔버(36)로 유동하여 제2 제어 챔버(68)의 감압을 일으키고, 이로써 충전 밸브(40)를 폐쇄 위치로 가압하여 전술한 유체 연통을 차단한다.

제1 제어 챔버(24) 내의 고압 연료는 연통 채널(48)을 통해 유동하는데, 연료 유동의 속도는 유출 오리피스(52)에 의해 제한되어, 연통 채널(48)을 통한 유동의 압력을 감소시킨다.

제1 제어 챔버(24) 내의 압력은 감소하고, 니들(16)은 제어된 속도로 위쪽으로 이동한다.

이어서, 액추에이터(66)에 동력이 차단됨으로써, 작동의 제2 단계가 종료된다. 작동의 제3 단계에서, 스프링(62)은 제어 밸브(56)를 위로 가압하여 제2 밸브 시트(34)에 대해 접근되게 한다. 제1 제어 챔버(24), 연통 채널(48) 및 제2 제어 챔버(68) 내 연료는 신속하게 공통 압력으로 조정된다. 코일 스프링(46) 및 충전 챔버(28) 내 고압 연료는 충전 밸브(40)를 개방시키게 되며, 이로써 전술한 유체 연통에서 전체 용적부를 복구시킨다. 이 용적부에서 연료의 재가압은 니들(16)을 니들 시트 쪽으로 밀어붙이도록 작용하여, 분사 이벤트를 종료시킨다.

추가적인 제한 오리피스(72)는 고압 공급 라인(20) 및 충전 채널(70)에서의 유체 파동의 작용을 감쇠시키는 역할을 한다.

전술한 바와 같은 전체 용적부의 복구와 유체 연통의 용적부에서의 재가압은, 고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68)의 사이, 즉 고압 공급 라인(20)과 밸브 간 용적부 사이에 있는 추가적인 유로에 의해 보조된다. 도 1a 내지 도 1c의 실시예에서, 추가적인 유로는 충전 밸브(40)의 스템(44)과 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 사이의 안내 간극에 의해 형성된 간극 채널(100)을 포함하고, 안내 간극은 종래 기술의 예와 비하여 증가되는데, 즉 안내 간극은 스템(44)과 안내부(32) 사이에서 유체가 흐를 수 있도록 충분히 증가된다.

도 1a 내지 도 1c에서는, 스템(44)과 안내부(32) 사이의 증가된 안내 간극이 설명을 위해 과장되어 있으며, 안내 간극의 직경은 3㎛ ~ 7㎛ 범위 내에 있을 수 있다.

간극 채널(100)은 충전 챔버(28)와 제2 제어 챔버(68) 사이에서 연장한다. 그러므로, 본 실시예에서 연료의 추가적인 유동이, 충전 채널(70), 제한 오리피스(72), 충전 챔버(28) 및 간극 채널(100)을 통해 고압 공급 라인(20)에서 제2 제어 챔버(68)까지 이루어질 수 있다.

따라서, 제2 제어 챔버(68), 즉 밸브 간 용적부는 종래 기술의 예보다 더욱 빠르게 충전하고 재가압할 수 있으며, 이로써 특히 예컨대 제조의 용이함을 위해 큰 밸브 간 용적부가 구비된 경우, 작은 분사에 대한 급격한 이득 곡선을 회피할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서는, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 원주방향의 긴 홈(205)이 스템(44) 상에 구비된다.

홈(205)의 위와 아래(즉, 양측)의 부위(230)에서 스템(44)과 안내부(32) 사이에 인접한 간극이 유지된다. 홈(205)이 연장하는 거리는 인접한 간극의 부위(230)가 연장하는 길이를 제한하면서, 인접한 간극의 부위(230)에서 스템(44)과 안내부(32) 사이의 누출이 가능하도록 충분히 길다.

그러므로, 제2 실시예에서의 추가적인 유로는 제1 실시예와 유사하지만, 채널(100) 대신에, 유로는 홈(205)의 길이를 따라 스템(44)과 안내부(32) 사이에 있는 간극과, 인접한 간극의 부위(230)에서 이루어질 수 있는 2개의 누출 경로를 포함한다.

부위(230)의 인접한 간극으로 인하여, 충전 밸브(40)의 안내는 제1 실시예와 비교하여 향상된다. 이러한 향상된 안내는, 충전 밸브(40)와 밸브 하우징(22) 사이의 간극 내에서 반경 방향으로 이동하는 충전 밸브(40)에 의해 일어날 수 있는 샷-투-샷(shot-to-shot)의 변화를 감소시킨다.

본 발명의 제3 실시예에서는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 평탄부(306)가 충전 밸브(40)의 스템(44)의 길이를 따라 구비된다. 그러므로, 추가적인 유로는, 평탄부(306)와 안내부(32) 사이의 간극에 의해 형성되는 채널(300)을 포함한다.

제3 실시예에서, 충전 밸브(40)와 안내부(32) 사이의 간극 내에서 충전 밸브(40)의 안내는, 스템(44)의 평탄하지 않은 영역 주위로 스템(44)과 안내부(32) 사이에 인접한 간극이 유지되기 때문에 제1 실시예와 비교하여, 다시금 향상된다.

또한, 제3 실시예는 안내 누출의 점성 민감도에 비해 평탄부의 점성 민감도가 감소하기 때문에 제1 및 제2 실시예보다 연료의 점성(및 이에 따라 온도)에 덜 민감하다.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예는 제3 실시예와 마찬가지로 적어도 하나의 평탄부(406)를 포함하고, 부가적으로 평탄부(406) 상에 구비된 국부적인 융기부(407)를 포함하여, 평탄부(406)가 2개의 부분(406a 및 406b)으로 분리된다. 형성된 채널(400)은 융기부(407)로 인해 이전의 실시예보다 더 오리피스와 유사하게 작용한다. 따라서, 제4 실시예는 연료의 점성 및 이에 따른 온도에 대한 민감도를 더욱 감소시킨다.

후술되는 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예들에서는, 연통 채널(48)로 개방되는 바이패스 오리피스가 구비된다.

본 발명의 제5 실시예에서, 바이패스 오리피스(510)는 스템(44)의 안내 부위에서 충전 밸브(40)를 통해 천공된다. 단지 바이패스 오리피스(510)가 유출 오리피스(52)의 상류, 즉 유출 오리피스(52)의 위에 천공될 수 있는 것을 확보하도록, 적어도 하나의 평탄부(506)가 구비된다.

따라서, 제5 실시예의 고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68) 사이의 추가적인 유로는 충전 채널(70), 제한 오리피스(72), 충전 챔버(28), 간극 채널(500; 평탄부(506)와 안내부(32)의 사이), 바이패스 오리피스(510) 및 연통 채널(48)의 상부 영역(48a)을 통해 이루어질 수 있다.

제5 실시예에서는 연료의 점성에 대한 민감도가 더욱 감소된다.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선택적인 제6 실시예는 제5 실시예와 유사하지만, 바이패스 오리피스(610)는 평탄부(606)에 인접한 스템(44)에 구비된 원주방향 홈(620)에 천공된다. 그러므로, 제5 실시예와 비교하여, 제6 실시예의 추가적인 유로는 홈(620)을 추가로 포함한다.

이 실시예에 따르면, 바이패스 오리피스(610)의 원주방향 정렬은 (평탄부(606)에 천공되면 될 것이기 때문에) 중요하지 않다.

도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선택적인 제7 실시예에서는 유출 오리피스(52)가 스템(44)의 안내 영역 아래의 지점, 즉 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 내에 수용되는 스템(44)의 영역 아래의 지점에서 이전의 실시예들보다 연통 채널(48)의 더 아래쪽에 위치한다.

제7 실시예의 바이패스 오리피스(710)는 충전 챔버(28)를 연통 채널의 상부 영역(48a)과 직접 연통시킨다. 이 실시예에서, 바이패스 오리피스(710)는 평탄부(706)에 천공된다.

이 실시예에서, 바이패스 오리피스(710)를 충전 밸브(40)에 천공하는 것은 스템(44) 또는 안내부(32)의 안내 누출에 영향을 미치지 않는다.

고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68) 사이의 추가적인 유로는 충전 채널(70), 제한 오리피스(72), 충전 챔버(28), 바이패스 오리피스(710) 및 연통 채널(48)의 상부 영역(48a)을 통해 이루어질 수 있다.

도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에서 유출 오리피스(52)는 제1 실시예 내지 제6 실시예에서와 같이 스템(44)의 안내 영역 내에 위치된다. 하지만, 충전 챔버(28)로부터 연통 채널(48)의 상부 영역(48a)까지 바로 경사진 바이패스 오리피스(810; 다시 말해 바이패스 오리피스(810)가 제어 밸브 장치의 반경 방향 축(R1)에 대해 경사짐)를 천공함으로써, 안내 누출에서 있을 수 있는 효과들이 다시금 방지된다.

따라서, 제8 실시예의 추가적인 유로는 제7 실시예의 추가적인 유로와 동일하다.

도 8a 내지 도 8c의 실시예에서, 경사진 바이패스 오리피스(810)는 제1 영역(812)과, 이 제1 영역(812)보다 작은 단면적을 갖는 제2 영역(814)을 포함한다.

도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예는 제7 및 제8 실시예의 일부 특징들의 조합이다. 유출 오리피스(52)는 제7 실시예와 유사하게 하부 위치에 있고, 바이패스 오리피스(910)는 제8 실시예와 유사하게 충전 챔버(28)로부터 연통 채널(48)의 상부 영역(48a)까지 바로 천공된다. 안내부(32) 내 스템(44)의 안내 간극에 영향을 미치지 않고서 이러한 조합을 가능하게 하기 위해, 바이패스 오리피스(910)는 충전 밸브(40)의 홈(43)에, 즉 디스크 플러그부(42)와 스템(44) 사이에 천공된다. 제8 실시예와 유사하게, 바이패스 오리피스(910)는 제어 밸브 장치(12)의 반경 방향 축(R1)에 대해 비스듬히 천공된다.

제1 실시예와 마찬가지로 전술된 본 발명의 선택적인 실시예들은 모두 고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68) 사이에 추가적인 유로를 제공하는데, 각 실시예에서는 제2 제어 챔버(68)를 종래 기술의 예보다 더욱 신속하게 재충전하고 재가압할 수 있다. 그러므로, 모든 실시예는 특히 큰 밸브 간 용적부가 존재하는 경우, 작은 분사에 대해 급격한 이득 곡선을 회피하게 된다.

전술된 실시예들은 단지 예로서 제공되며, 고압 공급 라인(20)과 제2 제어 챔버(68) 사이에 추가적인 유로를 가능하게 하는 상기 특징들의 조합을 포함한, 또 다른 대안적인 실시예들이 본 발명의 범위 내에 포함된다.

10: 연료 인젝터
12: 제어 밸브 장치
14: 니들 가이드 하우징
16: 니들
18: 보어
20: 고압 공급 라인
22: 밸브 하우징
A2: 밸브 수직축
A1: 메인 수직축
24: 제1 제어 챔버
26: 제1 밸브 시트
28: 충전 챔버
30: 벽
32: 안내부
34: 제2 밸브 시트
36: 저압 챔버
38: 저압 라인
40: 충전 밸브
42: 디스크 플러그부
44: 스템
43: 홈
46: 코일 스프링
48: 연통 채널
48a: 상부 영역
48b: 하부 영역
50: 스템의 상부면
52: 유출 오리피스
54: 리프트 스톱
56: 제어 밸브
58: 디스크 플러그부
60: 스템
62: 스프링
66: 액추에이터
68: 제2 제어 챔버 / 밸브 간 용적부
70: 충전 채널
72: 제한 오리피스
100, 300, 400, 500: 추가적인 유로
205: 원주방향 홈
306, 406, 406a, 406b, 506, 606, 706: 평탄부
407: 융기부
510, 610, 710, 810, 910: 바이패스 오리피스
620: 홈

Claims

고압 연료 공급 라인(20)으로부터, 제1 제어 챔버(24)와 연통하는 제1 유체 연통부로 되는 충전 챔버(28)까지 연장하는 충전 채널(70)이 배치된 밸브 하우징(22)을 포함하는 연료 인젝터(10)의 제어 밸브 장치(12)로서,
상기 제1 유체 연통부는 상기 밸브 하우징(22) 내에 배치된 제1 시트(26)로부터 멀어지는 방향으로 제1 스프링(46)에 의해 통상적으로 편향되어 개방되는 충전 밸브(40)와; 상기 제1 제어 챔버(24)로부터, 저압 유출 라인(38)과 연통하는 제2 유체 연통부로 되는 제2 제어 챔버(68)로 연장하는 연통 채널(48)에 의해 제어되며,
상기 충전 밸브(40)는 스템(44)을 구비하고, 상기 스템의 안내 영역이 상기 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 내에 위치되며,
상기 제2 유체 연통부는 상기 밸브 하우징(22) 내에 배치된 제2 시트(34)에 대한 상보적인 접촉으로 제2 스프링(62)에 의해 폐쇄 위치로 통상적으로 편향되고, 통상적인 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동시키는 액추에이터(66)와 상호작용하는 제어 밸브(56)와; 압축 챔버 내로 연료의 분사를 안내하는 피스톤(16)이 슬라이딩 가능하게 배치된 보어(18)에 의해 제어되며,
상기 보어(18)는 상기 제1 제어 챔버(24)와 연통하는 제3 유체 연통부로 되고, 상기 보어(18)는 상기 제1 제어 챔버(24)로 개방되어 상기 제3 유체 연통부가 제한받지 않으며,
제4 유체 연통부가 상기 고압 연료 공급 라인(20)과 상기 제2 제어 챔버(68) 사이에 구비되는 제어 밸브 장치.
제1항에 있어서,
상기 제4 유체 연통부는 상기 충전 밸브(40)의 스템(44)과 상기 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 사이에 구비된 채널을 포함하는 제어 밸브 장치.
제1항에 있어서,
상기 충전 밸브(40)의 스템(44)은 가늘고 긴 홈(205)을 추가로 포함하고,
인접한 간극이 상기 홈(205)의 양측에 있는 부위(230)에서 상기 밸브 하우징(22)의 안내부(32)와 스템(44)의 안내 영역 사이에 유지되고,
상기 제4 유체 연통부는, 상기 홈(205)과 상기 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 사이의 간극과, 상기 홈(205)의 양측에 있는 상기 부위(230)와 상기 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 사이의 누출 경로를 포함하는 제어 밸브 장치.
제1항에 있어서,
상기 충전 밸브(40)는 적어도 하나의 평탄부(206, 306, 406, 406a, 406b, 506, 606, 706)를 구비하고,
상기 제4 유체 연통부는 상기 평탄부(206, 306, 406, 406a, 406b, 506, 606, 706)와 상기 밸브 하우징(22)의 안내부(32) 사이의 간극을 적어도 부분적으로 포함하는 제어 밸브 장치.
제4항에 있어서,
적어도 하나의 평탄부(206)는 상기 충전 밸브(40)의 스템(44)의 축 방향 길이를 따라 연장한 제어 밸브 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
적어도 하나의 평탄부(406)에 융기부(107)가 구비된 제어 밸브 장치.
제1항에 있어서,
상기 제4 유체 연통부는 상기 충전 밸브에 구비된 바이패스 오리피스(510, 610, 710, 810, 910)를 포함하고,
상기 바이패스 오리피스(510, 610, 710, 810, 910)는 상기 연통 채널(48)로 개방된 제어 밸브 장치.
제7항에 있어서,
상기 바이패스 오리피스(510, 610, 710, 810, 910)는 유출 오리피스(52)와 상기 제2 제어 챔버(68) 사이의 지점에서 상기 연통 채널(48)로 개방된 제어 밸브 장치.
제4항 또는 제7항에 있어서,
상기 바이패스 오리피스(510, 710)는 평탄부(506, 706)로부터 연장한 제어 밸브 장치.
제4항 또는 제7항에 있어서,
상기 평탄부(606)에 인접한 상기 충전 밸브(40)의 스템(44)에 홈(620)이 구비되고,
상기 바이패스 오리피스(610)는 상기 홈(620)으로부터 연장한 제어 밸브 장치.
제7항에 있어서,
상기 바이패스 오리피스(710, 810, 910)는 안내부를 포함하지 않는 스템(44)의 지점에서 상기 스템(44)으로부터 연장한 제어 밸브 장치.
제11항에 있어서,
상기 바이패스 오리피스(710, 810, 910)는 상기 충전 챔버(28)와 상기 연통 채널(48) 사이에 구비된 제어 밸브 장치.
제12항에 있어서,
상기 바이패스 오리피스(810, 910)는 상기 제어 밸브 장치의 반경 방향 축(R1)에 대해 경사진 제어 밸브 장치.
제12항에 있어서,
상기 바이패스 오리피스(910)는 상기 충전 밸브(40)의 홈(43) 영역에 천공되고, 상기 홈(43) 영역은 스템(44)에 인접하고 상기 제2 제어 챔버(68)로부터 멀리 떨어진 제어 밸브 장치.
가동 니들이 연료 분사를 가능하게 하거나 저지하기 위해 노즐과 상호작용하도록 된 연료 인젝터(10)로서,
상기 니들은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제어 밸브 장치(12)에 의해 유압식으로 안내되는 연료 인젝터.