KR930006060B1 - 전자식 연료 분사밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자식 연료 분사밸브

제1도는 본 발명의 일실예에 관한 전자식 연료 분사밸브의 종단면도.

제2도는 연료선회소자, 밸브가이드조립구조를 설명하기 위한 종단면도.

제3도는 제2도의 A방향에서 본 도면.

제4도는 제3도의 B-B 단면도.

제5도는 홈폭과 유량의 관계를 나타낸 실험예.

제6도는 홈깊이와 유량의 관계를 나타낸 실험예.

제7도는 본 발명의 실시예에 관한 연료선회강도와 유량계수의 관계를 나타낸 도면.

제8도는 홈의 편심량과 유량의 관계를 나타낸 도면.

제9도는 밸브스트로크와 유량의 관계를 나타낸 도면.

제10도는 볼과 밸브시트 사이에 생기는 환상간극의 설명도.

제11도는 오리피스 지름과 유량의 관계를 나타낸 도면.

제12도는 원료의 유로와 유속과의 관계를 나타낸 도면.

제13도, 제14도는 본 발명의 다른 실시예의 볼밸브체부분의 단면도.

제15도는 본 발명의 다른 실시예의 요부 확대단면도.

제16도는 제15도의 B-B단면도.

본 발명은 내연기관용 전자식(電磁式) 연료분사밸브에 관한 것이며, 특히 정적유량(靜的流量)의 조정을 필요로 하지 않고, 매우 생산성이 양호하고, 또한 미립화(微立化)특성이 우수한 전자식 연료분사 밸브에 관한 것이다.

종래의 장치는 일본국 특개소 56(1081)-75955호에 기재된 바와같이 볼을 수납하는 안내공과, 이 안내공에 대략 그 접선방향으로부터 연료를 도입하는 스월통로를 가지는 스월플레이트를 하우징내에 설치한 구성에 의해 연료의 무화(霧化)를 향상시킬 수 있도록 되어 있었다.

상기 종래의 장치는 스월플레이트에 배설한 연료통로로부터 안내공에 대략 그 접선방향으로부터 연료를 도입하는 스월통로가 형성된다. 또, 볼의 이동은 스토퍼의 경사면에 의해 규제되어 수십미크론 이동한다. 볼의 면과 경사면의 간격은 쉽게 의해 조정되며, 안내공의 부분에서 선회류를 발생하여 연료의 무화가 촉진된다.

상기 종래의 장치에는 분사공으로부터 분사되는 분무류가 보유하는 선회에너지에 관한 상세한 설명은 기재되어 있지 않다. 즉, 선회통로(연료통로 : 안내공,시트면,분사공에 이르는 유로구성)에 있어서의 흐름손실의 개념에 관한 상세한 기재는 없고, 연료의 미립화에 있어서 충분한 배려라고는 하기 어렵다.

상기 종래 기술은 스월통로 및 이 스월통로에 연통되는 4개의 연료통로공을 가압연료가 통과할 때에 손실이 없이 충분한 선회속도에너지로 변환한다고 하는 점에 대해 배려되어 있지 않으며, 연료의 무화가 효율좋게 행하여지지 않는다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 가압연료를 손실없이 선회연료로 변환하여 우수한 미립화 특성을 가지고 분사공급을 할 수 있는 전자식 연료분사밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 코일조립체와, 상기 코일조립체의 전자력(電磁力)에 의해 구동되는 플런저와, 이 플런저에 연결된 로드와, 미리 조정된 일정 스트로크를 가진 볼밸브를 가진 가동부와, 리프트된 볼밸브의 하류측에 형성된 연료선회실에 연료를 공급하기 위한 편심된 복수의 지름방향 홈을 가진 연료선회소자와, 선회된 연료를 미리 설정된 양으로 분사하기 위한 밸브시트와, 미리 내연기관의 용량에 의해 설정되는 분사공 지름을 가진 연료분사공을 가진 노즐부재를 구비하고, 상기 연료분사공이 상기 밸브시트의 하류측에 배치되어 있으며, 분사되는 연료의 미리 설정된 양이 상기 가동부의 개폐시간에 의해 제어되는 전자식 연료분사밸브에 있어서, 상기 볼밸브가 미리 조정된 양으로 스트로크 했을 때에, 리피트된 볼밸브와 상기 밸브시트와의 사이에 형성된 환상간극의 단면적 A₂은 연료 분사공의 횡단면적 A₃보다 크고, 상기 연료선회소자의 상기 복수의 지름장향 홈의 횡단면적 A₁은 상기 환상간극의 단면적 A₂보다 크게 한 것에 있다.

연료선회소자는 노즐체의 급격 확대공을 축 아래쪽으로 향하는 연료흐름과 밸브시트 및 연료분사공으로 향하는 지름방향의 연료흐름과 그 손실을 작게 제어하는 것이다. 연료선회소자에 의해 가압되어 선회력이 부여된 연료는 연료선회소자의 유료보다도 좁은 볼과 밸브 시트에 의해 형성되는 환상 간극을 흘러서, 다시 단면적이 작은 연료 분사공을 통하여 분사된다. 따라서, 가압연료를 효울좋게 선회속도 에너지로 변환하여 연료분사공으로 도입할 수 있고, 연료 분사공으로부터 충분한 선회력을 가지고 분사공급할 수 있다.

다음에, 본 발명의 일실시예에 대하여 제1도 내지 제9도에 따라서 설명한다. 제1도를 이용하여 전자식(電磁式) 연료분사밸브(이하 "분사밸브"라고 함)(1)의 구조와 동작에 대하여 설명한다. 이 분사 밸브(1)는 콘트롤유니트(도시하지 않음)에 의해 연산된 듀티의 온·오프신호에 의해 시트부를 개폐함으로써 연료를 분사하는 것이다. 자기회로는 유저통(有低筒) 형상의 요크(3), 요크(3)의 개구끝을 닫는 꼭지체부(2a)와 요크(3)의 중심으로 뻗는 기동부(2b)로 이루어지는 코어(2)에 간극을 두고 대면하는 플런저(4)로 이루어진다. 코어(2)의 기둥부(2b)의 중심에는 플런저(4)와 로드(5)와 볼밸브(6)로 이루어지는 가동부(4A)를 노즐부재인 밸브가이드(7)에 형성된 오리피스(orifice)(8)의 시트면(9)에 누르는 탄성부재로서의 스프링(10)을 삽입지지하기 위한 구멍이 형성되어 있다. 스프링(10)의 상단은 설정하중을 조정하기 위해 코어(2)의 중심에 삽통된 스프링어저스터(11)의 하단에 맞닿아 있다. 코어(2)와 어저스터(11)사이의 간극으로부터 외부로 연료가 유출되는 것을 방지하기 위해 양자 사이에 O링(12)이 설치되어 있다. 그리고, 코어(2)와 요크(3) 사이에는 코어(2)와 요크(3)의 간극으로부터 외부로 연료가 유출되는 것을 방지하기 위해 O링(13)이 개재되어 있다. 자기회로를 여자(勵磁)하는 코일(15)은 보빈(14)에 감겨지고, 그 외측은 플라스틱재로 몰드되어 있다. 이들로 이루어진 코일조립체(16)의 단자(18)는 코어(2)의 콜러(coller)부에 형성된 구멍(17)에 삽입되고, 단자(18)와 코어(2) 사이에는 O링(19)이 재배되어 있다. 분사밸브(1)의 외측의 몰드수지(이하 요크몰드라고 함)(19a)가 성형시에 분사밸브(1) 내부에 들어가지 않도록 하기 위한 콜러(20)가 구멍(17)의 입구에 위치한다. 연료나 연료증기의 통로로서 코어(2)와의 간극(21), 상부통로(22), 하부통로(23)가 배설되어 있다.

요크(3)의 외주에는 환상(環狀)의 홈(25)이 형성되어 있어서 분사밸브(1)와 상자체로서의 도시하지 않은 소켓과의 간극으로부터 연료가 유출되는 것을 방지하는 O링(24)이 거기에 지지되어 있다. 요크(3)의 주위에는 연료가 유입되는 유입통로(26) 및 분사밸브(1)내에 모인 기포를 함유하는 여분의 연료를 유출시키는 유출통로(27)가 열려있다. 그리고, 요크(3)의 유저부(有底部)에는 가동부(4A)를 수용하는 플런저수용부(28)가 열려 있으며, 또한 플런저수용부(28)의 지름보다 큰 지름이고, 거기에 스토퍼(29) 및 밸브가이드(7)를 수용하는 밸브가이드수용부(30)가 요크선단까지 관통 설치되어 있다. 그리고, 요크(3) 외주에는 연료유입 통로(26)로부터 연료내 또는 배관내의 먼지나 이물질이 밸브스트측으로 침입하는 것을 방지하는 환상필터(31)가 설치되어 있다. 코일(15)에 콘트롤유니트로부터의 신호를 전달하는 단자(32)는 단자(18)에 접합되어 있다. 이들 단자(32)는 몰드수지에 의해 전자밸브조립체의 상단에 몰드되어 몰드코넥터(33)를 형성한다. 가동부(4A)는 자성재로 된 플런저(4)와, 일단이 플런저(4)에 접합된 로드(5)와, 로드(5)의 타단에 접합된 볼과, 플런저(4)의 상단 개구부에 고정된 비자성재로 된 가이드링(34)으로 구성되어 있다. 가이드링(34)은 코어(2)의 선단에 개방된 중공부(中空部)의 내벽(35)에서, 또한 볼밸브(6)는 밸브가이드(7)의 중공부의 내벽(36)에 삽입되는 원통형의 연료선회소자(37)의 내주면(38)에서 각각 가이드되어 있고, 밸브가이드(7)에는 볼밸브(6)를 가이드하는 원통형의 연료선회소자(37)에 이어서 볼밸브(6)를 시트하는 시트면(9)이 형성되어 있으며, 시트면(9)의 중앙에는 연료분사공(8)이 뚫려 있다. 밸브가이드(7)에는 다시 시트면(9)과는 반대방향으로 통형상부(39)가 형성되어 있다. 도시하지 않은 소켓과 밸브가이드(7)의 외주면 사이에는 연료를 밀봉하는 O링(40)이 개재되어 있다. 실시예에서는 밸브가이드(7)의 외주의 환상홈으로서 O링 수용부(41)가 형성되어 있다.

다음에, 분사밸브의 조립방법 및 유량의 조정방법에 대하여 설명한다. 먼저, 전자석부(電磁石部)의 조립체의 조립방법에 대하여 설명한다. 코일조립체(16)의 단자(18)부에 O링(19)을 부착한 후, 코어(2)의 콜러부의 구멍(17)에 단자(18)부에 O링(19)을 부착한 후, 코어(2)의 콜러부의 구멍(17)에 단자(18)를 삽입하고, 다음에 단자(18)의 위로부터 콜러(20)를 삽입한다. 그 후, 코어의 꼭지체부의 외주 하부에 O링(13)을 부착하여 요크(3)내에 끼워넣는다. 이 상태로 요크(3) 내주의 상단 예지의 코어접촉면부(42)를 축방향으로 누르고, 코어(2)의 꼭지체부의 외주에 형성된 홈(43)에 요크(3)의 재료를 소성유동에 의해 반경방향으로 유입하여 그 긴박력(緊迫力)으로 고정한다. 이른바 메탈플로를 행한다. 가동부는 그 볼 밸브(6)를 연료서회소자(37)의 내벽면(38)에서 가이드하는 동시에 코어(2)의 선단 내벽면(35)에서 비자성 링(34)을 가이드하여 결국 2개소에서 가이드하여 축방향으로 진퇴하므로, 요크(3)의 밸브가이드(7) 수용부(30)의 내경과 코어(2)의 내벽면(35)의 동축도(同軸度)를 정확하게 얻는 것이 중요하다. 그래서, 밸브가이드(7)의 수용부(30)의 내경 및 코어(2)의 내벽면(35)을 정밀도 높게 지지한 상태에서 메탈플로를 행한다. 그 후, 단자(18)에 단자(32)를 코킹 또는 납땜, 용접 등에 의해 고정하고, 그 후 수지에 의해 몰딩한다. 다음에, 밸브가이드 조립체의 조립에 대하여 설명한다. 밸브가이드는 가동부(4A)와 연료선회소자(37)와 밸브가이드(7)로 이루어진다. 가동부(4A)는 볼밸브(6)와 열처리 경화한 스테인레스제의 로드(5)를 저항용접 또는 레이저용접 등에 의해 플런저(4)의 내벽을 유동 압착함으로써 고정한다. 그리고, 가이드링(34)과 플런저(4)의 결합은 플런저(4)의 볼밸브측의 면(45)으로 받어서, 플런저(4)의 선단 내주에이지의 가이드링 접촉부(46)를 축방향으로 누르고, 가이드링에 반경방향의 긴 박력을 부여함으로써 메탈플로로 행할 수 있다.

연료선회소자(37)는 소결합금을 사용하여 원통형으로 형성되고, 밸브가이드(7)의 내벽면(36)에 압착 고정된다. 즉, 연료선회소자(37)의 외주면(47)(4개소)을 밸브가이드(7)의 홈(48)의 메탈폴로에 의해 유동 압착한다(제2도 및 제2도를 A방향에서 본 제3도). 또한, 본 실시예에서는 상기와 같이 메탈플로로 압착고정하는 방법에 대하여 설명하지만, 이 연료선호소자(37)는 탄성부재에 의해 제2도에 나타낸 A방향에서 고정해도 그 기능은 마찬가지로 만족할 수 있다.

이 연료선회소자(37)에는 축방향 홈(49)과 지름방향 홈(50)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 축방향 홈(49)은 D자형의 단면으로 형성하였다. 이러한 홈(49), (50)은 축방향에서 도입되는 연료통로이며, 홈(49)을 통과한 연료는 홈(50)에서 축 중심으로부터 편심 도입된다. 이른바 연료에 선회력이 부여되어 밸브가이드(7)에 형성한 출구 오리피스의 연료분사공(8)으로부터 분출될 때의 미립화를 촉진하는 작용이 있다.

여기서, 연료선회소자(37)는 다음에 기술하는 사항을 배려하여 설계 제작되어, 밸브가이드(7)의 내벽면(36)에 압착 고정되는 것이다.

연료의 정적유량(靜的流量)에 영향을 주는 인자로서, 이 연료선회소자(37)의 유료의 압력손실로 부여되는 선회력이 있다. 유료의 압력손실은 홈의 단면적에 의해 주로 지배된다. 본 실시예에 있어서 지름방향 홈(50)의 단면형상을 제4도(제3도 B-B방향 단면도)에 나타냈다. 제4도에 있어서의 홈의 폭 W과 홈이 깊이 H로 표시되는 유체학적 상당 지름을 적용하면 단면적 A₁은

으로 된다. 여기서, n : 홈의 수이다.

이 단면적 A₁은 원료분사공(8)의 단면적 A₃

와의 비 σ=A₁/A₃가 1.5＜σ＜6.5로 되도록 치수결정되어 있으며, 압력손실을 가능한 한 방지할 수 있도록 설계되어 있다. 발명자들의 실험결과를 제5도, 제6도에 나타냈으며, 이것에 의해 손실에 의한 영향이 극히 근소하다는 것이 증명될 것이다.

제5도는 홈폭 W이 정적유량에 미치는 영향을 나타낸 것이며, 기준 홈폭 Wo에 대한 공자 ±a에 있어서 유량의 변화율은 0.2% 약이다. 제6도의 홈깊이 H가 정적유량에 미치는 영향을 나타낸 것이며, 기준 홈깊이 Ho에 대한 공차 ±a에 있어서 유량의 변화율은 0.1%약이다. 따라서, 홈이 정적유량에 미치는 영향은 상기 설계조건에 있어서 무시도리 정도로 근소하다. 또한, 제5도, 제6도에 있어서 정적유량 Qo은 목표량이며, Qmax는 Qo의 ±3%를 나타내고 Qmin은 Qo의 -3%를 나타내고 있다. 그리고, 공차 ±a는 본 실시예의 경우 20㎛정도이다.

다음에, 선회력이 정적유량에 미치는 영향에 대하여 기술한다. 선회강도를 나타내는 파라미터로서 부여하는 스월수 S는 다음식으로 주어진다.

여기서, L : 홈의 편심량(제4도 참조), d_S: 유체학적 등가 직경으로 홈지름 W과 홈깊이 H를 사용하여 표시된다(식(1)참조), n : 홈의 수이다. 이 스월수 S의 크기가 정적유량에 주는 영향을 다음 식에 의해 설명하는 동시에, 발명자들의 실험 결과와 함게 기재한다. 먼저, 유량 Q은(4)식으로 주어진다.

여기서, Q : 유량, Co : 유량계수, d : 오리피스지름, γ :비중량, P : 연료압력이다. (4)식에 있어서의 유량계수 Co는 (3)식에 의해 구할 수 있는 스월수 S의 역수로 표시되는 특성치 K로 표시되며, 이것을 도면에 나타내면 제7도와 같이 된다. 도면에서 명백한 바와같이, 본 실시예에서는 유량계수 Co의 변화율이 작아지는 영역에서 연료의 통과가 허용되도록 설계되어 있다. 환원하면, (3)식에 있어서의 스월수 S의 대소는 홈의 편심량 L에 의해 선택할 수 있다. 이 편심량 L은 유량계수 Co의 변화율을 작게하는 치수로 결정되어 있는 것은 당연하나, 발명자들의 실험결과를 나타낸 제8도에 의해 이것이 증명될 것이다.

제8도에 있어서, 기준편심량 Lo에 대한 공차 ±a에 있어서 정적유량의 변화율은 ±1%약이다. 도면에 있어서, 사선부의 유량변화에 상당하며, 이 유량변화는 제7도에 나타낸 유량계수 Co의 변화 Co_min내지 Co_max에 상당한다고 할 수 있다.

이상 설명한 바와같이, 연료선회소자(37)가 정적유량의 변화에 주는 영향은 비교적 적고, 그 제적성밀도를 완화한 단순한 구성에 의해 염가의 연료선회소자(37)를 제공할 수 있게 된다. 이 연료선회소자(37)는 여유있는 제작정밀도로 원하는 치수로 제작된 다음, 밸브가이드(7)의 내벽면(36)의 홈(48)에 메탈폴로에 의해 유동 압착함으로써 고정된다.

다음에, 가동부(4A)의 스트로크의 조정에 대하여 기술한다. 스트로크는 로드(5)의 머리부의 받이면(5a)과 스토퍼(29) 사이의 간극의 치수로 결정된다.

이 스트로크 l가 정적유량에 주는 영향에 대한 실험결과를 제9도에 나타낸다. 도면에서 명백한 바와같이, 스트로크 l의 증가에 따라서 유량은 급격히 상승을 시작하여 점차 구배가 완만하게 되어 대략 일정한 유량 Qo으로 된다. 이 스트로크에 의해 볼(6)과 밸브 시트(9) 사이에 형성되는 환상 간극의 면적 A₂은 제10도를 참조하며, (5)식으로 주어진다.

여기서, D₁: 도면중 대형(坮刑)의 하변, D : 도면중 대형의 상변 즉 시트지름, h : 도면중 대형의 높이이다.

일정한 유량 Qo으로 되기 위한 면적 A₂은 연료분사공(8)의 면적 A₃과의 비 δ=A₂/A₃로 나타낼 때 1＜δ이다. 본 실시예에서는 제9도에 나타내며, 기준스트로크 l o에 대한 공차 ±a에 있어서, 충분히 여유있는 치수로 결정된다는 것을 알 수 있다. 이 스트로크 l o의 공차 -a에 있어서의 비 δ는 2이상이다. 또한, 치수 a는 전술한 바 약 20㎛정도이다.

이상과 같이, 가동부(4A)의 스트로크량은 정적유량에 영향을 미치지 않는 절대량이며, 더욱이 충분히 여유있는 치수공차로 결정된다. 따라서, 종래와 같이 가동부(4A)와 밸브가이드(7)를 조합한 상태로 일단 리프트량을 측정하고, 밸브가이드의 끝면 또는 로드(5)의 머리부의 받이면(5a)을 연마하여 목표범위의 스트로크로 조정할 필요가 없고, 부품치수의 관리만으로 좋다. 따라서, 조립작업이 용이하고, 또한 단순화된다.

다음에, 밸브가이드(7)에 배설한 연료의 분출구인 연료분사공(8)의 정적유량에의 영향에 대하여 설명한다. 단일 연료분사공(8)을 통과하는 연료의 정적유량은 제11도에 나타낸다. 기준 오리피스지름 do에 대한 공차 ±b에 있어서의 정적유량이 변화율은 ±1.5%약이다. 여기서, b치수는 5㎛정도이다.

전술한 바와같이, 연료분사공(8)의 단면적 A₃은 가동부(4A)의 스트로크시의 환상 간극 면적 A₂및 연료 선회소자(37)의 홈면적 A₁을 이용하여 그 관계를 나타내면

로 된다. 이른바, 본 실시예에 있어서늬 분사밸브(1)는 오리피스의 연사분사공(8)에 의해 연료가 계량된다.

A₂/A₃로 되는 비 δ는 상기한 바와같이 2이상의 값을 취하나, 이때 연료분사공(8)의 유체손실이 전체손실의 95% 이상을 점하고 있으며, 상기 계량이 이 연료분사공(8)에 의해 이루어지고 있다는 것을 뒷받침한다.

또한, 제5도 내지 제8도를 이용하여 설명하였으나, 연료선회소자(37)의 유량에의 영향과 제9도, 제10도를 이용하여 스트로크의 유량에의 영향을 고려한 유량변화율은 ±1%정도인 것도, 유량의 조정이 출구오리 피스의 연료분사공(8)에 의해 행하여지는 것을 의미한다.

이상과 같이, 정적유량은 스트로크에 의해 거의 영행받지 않으며, 연료선회소자(37)에 의해 ±1%정도, 오리피스에 의해 ±1.5%정도로 변화하나, 분사밸브 조립체에 있어서 목표로 하는 ±3%를 충분히 만족시킬 수 있다.

즉, 정적유량의 조정을 분해조립이나 높은 경비를 들여 다시 제조할 필요가 없는 염가의 분사밸브로 이루어진다. 그리고, 밸브가이드(7)에 배설된 오리피스의 정적유량이 밸브가이드(7)에 연료선회소자(37)를 압착 고정하기 전에 측정됨으로써도, 목표정밀도내로 관리되는 것은 물론이다.

상기와 같이, 조립된 밸브가이드 조립체를 스토퍼(29)와 함께 전자석 조립체의 요크(3)의 밸브가이드 수용부(30)에 삽입하여 양자를 조립한다. 양자의 고정은 밸브가이드(7)의 외주에 형성된 홈(51)에 요크(3)의 선단 내주벽을 메탈플로로 소성 유동에 의해 유입하여 고정한다. 그 때, 스토퍼(29)는 가동부가 흡인되었을 때 플런저(4)의 선단과 코어(2)의 선단이 직접 접촉되지 않도록 소정의 에어갭을 갖는 두께로 설정한다. 다음에, 전자석 조립체의 코어(2)의 중심에 형성한 구멍에 밸브가이드(7)와는 반대방향에서 선단에 스프링(10)을 지지하며, 외주에 O링(12)을 부착한 어저스터(11)를 삽입하는 한편, 요크(3)의 외주에 필터(31) 및 O링(24)을 장착하고, 일단 수납하여, 거기서 분사령의 시험에 들어간다. 분사령 시험은 먼저 가동부를 풀스트로크시킨 상태에서 측정하고, 그 때의 분사량이 규정분사량으로 되는 것을 확인한다.

그후, 일정주기, 일정밸브개방시간의 분사량을 규정분사량으로 되도록 가동부의 응답성을 스프링(10)의 하중을 변화시켜 결정하고, 그 다음 코어(2)의 상부 돌출부(52)의 외주를 몰드수지의 구멍으로부터 반경방향으로 누르고, 어저스터의 홈부(53)에 코어의 내벽이 파고들어 결합되도록 하여 고정한다.

이상과 같이 구성된 본 분사밸브의 동작에 대하여 설명한다. 분사밸브(1)는 전자코일(15)에 부여되는 전기적인 온·오프신호에 의해 가동부를 조작하여 밸브시트를 개폐하고, 그것에 의해 연료를 분사한다. 전기 신호는 코일(15)에 펄스로서 부여된다. 코일(15)에 전류를 흐르게 하면 코어(2), 요크(3), 플런저(4)로 자기회로가 구성되고, 플런저(4)가 코어(2)측에 흡인된다. 플런저(4)가 이동하면 이것과 일체로 되어있는 볼밸브(6)도 이동하여 밸브가이드(7)의 밸브시트(9)의 시트면에서 떨어져서 연료분사공(8)을 개방한다. 연료는 도시하지 않은 연료펌프나 연압(然壓)레귤레이터에 의해 가압 조정되어, 필터(31)를 통해 유입통로(26)에서 전자밸브 조립체의 내부로 유입되고, 코일조립체(16)의 하부통로(23), 플런저(4)의 외주, 스토퍼(29)와 로드(5)의 간극, 연료선회소자(37)의 홈(49),(50)을 통하여, 시트부로 선화공급되어, 밸브개방시에 연료 분사공(8)을 통하여 흡기관내에 분사된다.

전자코일(15)의 소세(消勢)되면 가동부(4A)는 스프링(10)에 눌려서 밸브시트쪽으로 이동하고, 볼밸브(6)가 밸브시트(9)의 시트면을 폐색한다.

이상의 설명으로, 유량의 조정수단을 필요로 하지 않는다는 것은 명백해졌으나, 여기에 연료의 미립화에 기여하는 점에 대하여 기술한다.

연료는 연료선회소자(37)에 이르면, 이 선회소자에 형성된 축방향 홈(49), 이것에 연통되는 지름방향 홈(50)에서 밸브시트(9)의 시트면으로 향해 흐르며, 이 때에 축 중심으로부터 편심하여 구성되는 지름방향 홈의 출구에 있어서 선회흐름이 발생한다. 이 선회흐름은 밸브시트(9)의 시트면에 형성되는 손실이 없는 환상 간극을 거쳐 하류로 흐르며, 그 흐름은 조장되어서 충분한 선회에너지를 유지한 채 연료분사공(8)에 이른다.

그리고, 홈(49), (50) 및 볼(6) 이 리프트했을 때에 밸브시트(9)의 시트면 사이에 생기는 환상 간극을 흐를 때의 연료의 압력강하는 이제까지의 설명에서 명백한 바와같이 극히 근소하다. 따라서 공급되는 연료압력을 유지한 채로 연료의 선회공급이 행하여져서, 연료분사공(8)부에서 충분한 선회력으로 분사되므로, 우수한 미립화연료를 얻을 수 있게 된다.

여기서, 제12도에 본 발명의 분사밸브를 사용한 경우의 연료의 유로와 유속과의 관계를 나타낸다. 제12도에서도 명백한 바와같이, 연료의 도입부에 출구까지 연료분공의 부분이 유속이 가장 크다. 따라서, 연료 분사공 즉 출구 오리피스만으로 유량을 계측할 수 있게 된다. 설계상은 출구오리피스를 정밀도 높게 만들면 유량을 정밀도 높게 계측할 수 있게 된다는 것이다.

제13도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것이며, 연료선회소자(37)는 연료의 통로로서 충분한 간극을 가진 축방향 홈(49)과 연료 흐름 손실이 발생하지 않는 스로틀 형상으로 되는 지름방향 홈(50)에 의해서 그 통과시의 압력손실이 극히 근소하게 되도록 구성되어 있으며, 연료는 제1의 연료선회실(54)로 유입된다.

제14도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 노즐장치의 단면도이다. 제14도에 있어서, (37)은 별개의 연료선회소자, (49)는 축방향홈, (50)은 지름방향 홈이다.

본 실시예에 있어서도 제1실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 구조가 비교적 간단하고, 염가로 구성할 수 있다는 것이다.

또한, 본 실시예에 있어서의 축방향 홈(49) 및 지름방향 홈(50)은 실시예에서 명백한 바와같이 임의의 형태를 취할 수 있다. 즉, 분사압 및 연료선회력을 조정하는 것이 가능하고, 연료분사공(8)에서 분사되는 분무의 패턴을 선택할 수도 있게 된다. 또한, 축방향 홈(49)은 모접기에 의한 구성에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.

다음에, 제15도는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전자식 연료분사밸브의 요부 확대도, 제16도의 제15도의 B-B화살표로부터 본 단면도이다.

제15도에 있어서, (37)은 플랜지(151)를 가진 연료선회소자이며, 이 플랜지(151)의 외주면이 노즐장치(107)의 급격 확대공의 내면에 고착된다.(152)는 플랜지(151)하부에 형성되는 연료저류부이고, 이것에서 연료는 밸브시트(9)면과의 대응면에 형성되는 지름방향홈(50)으로부터의 제1의 연료선회실(54)에 이른다. (55)는 제16도에 나타낸 바와같이 플랜지(151)에 형성된 복수개의 절결부이고, 연료저류부(152)에 연통된다.

(57)은 볼(6) 하부에 원추형의 밸브시트(9)로 형성되는 제2의 연료선회실이며, 제1의 연료선회실(54)에서 유입되는 연료의 선회흐름을 조장한다.

(56)은 요크(3)의 지지면과 상기 노즐장치(107)의 지지면과의 사이에 삽입되는 스페이서부재이고, 이 스페이서부재(56)는 상기 밸브장치의 돌기면(8a)과의 간극을 규제하여 이 밸브장치의 위쪽으로의 이동, 즉 리프트량을 확보하는 것이다.

본 실시예에 있어서도, 제1의 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 특히 지름방향(50) 직전에 있어서 가압연료의 균일한 배분이 얻어지므로, 효율좋게 선회연료로 치환할 수 있는 것이다.

Claims (6)

1. 코일조립체(16)와, 상기 코일조립체(16)의 전자력(電磁力)에 의해 구동되는 플런저(4)와, 이 플런저(4)에 연결된 로드(5)와, 미리 조정된 일정 스트로크를 가진 볼밸브(6)를 가진 가동부(4A)와, 리프트된 볼밸브(6)의 하류측에 형성된 연료선회실(54)에 연료를 공급하기 위한 편심된 복수의 지름방향 홈(50)을 가진 연료선회소자(37)와, 선회된 연료를 미리 설정된 양으로 분사하기 위한 밸브시트(9)와, 미리 내연기관의 용량에 의해 설정되는 분사공 지름을 가진 연료분사공(8)을 가진 노즐부재(7)를 구비하고, 상기 연료분사공(8)이 상기 밸브시트(9)의 하류측에 배치되어 있으며, 분사되는 연료의 미리 설정된 양이 상기 가동부(4A)의 개폐시간에 의해 제어되는 전자식 연료분사밸브에 있어서, 상기 볼밸브(6)가 미리 조정된 양으로 스트로크했을 때에, 리프트된 볼밸브(6)와 상기 밸브시트(9)와의 사이에 형성된 환상(環狀) 간극의 단면적 A₂은 연료분사공(8)의 횡단면적 A₃보다 크고, 상기 연료선회소자(37)의 상기 복수의 지름방향 홈(50)의 횡단면적 A₁은 상기 환상간극의 단면적 A₂보다 크게 한 것을 특징으로 하는 전자식 연료분사밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 지름방향 홈(50)에 연결되는 축방향 홈(49)은 상기 연료선회소자(37)의 외주에 형성되고, D자형의 단면형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전자식 연료분사밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 지름방향 홈(50)은 연료선회소자(37)의 하단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 연료분사밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 지름방향 홈(50)은 연료선회실에 향해 테이퍼로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 연료분사밸브.
5. 제1항에 있어서, 상기 연료선회소자(37)는 복수의 절결부(55)와, 상기 절결부(55)와 상기 지름방향 홈(50)을 연결하는 환상의 연료저류부(152)를 가지는 것을 특징으로 하는 전자식 연료분사밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 연료선회소자(37)는 밸브시트(9)의 상류의 노즐부재(7)에 있어서의 상방부의 원통형의 홈의 내벽(36)에 배설하는 것에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전자식 연료분사밸브.

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