KR100202216B1 - 전자기적으로 작동가능한 연료 분사 밸브 - Google Patents

Abstract

공지된 연료 분사 밸브에 있어서는 밸브 니이들의 정지 견부와 밸브 케이싱의 내부 견부 사이에 밸브 니이들의 행정을 제한하는 정지판이 배열되어 있으며, 이는 관통 개구와 외주 사이에 조립 슬롯을 갖는다. 밸브 케이싱의 플랜징(flanging) 동안 이와 관련된 높은 축방향 힘이 작용하고, 조립 슬롯에서 높은 엣지 압력이 발생하며 밸브 케이싱의 비균일한 변형이 발생할 수 있다.

새로운 연료 분사 밸브에 있어서는 두 개 이상의 요홈(75)이 정지판의 상부 정지면(73)에 형성되고, 이 정지면은 밸브 케이싱의 내부 견부에 대해 놓여 있고, 이들 홈은 조립 슬롯(70)의 중심선(76)에 대칭적으로 놓여 있으며, 조립 슬롯(70)이 형성되어 있지 않은 정지판(16)의 반부에 놓여 있다. 요홈(75)은 밸브 케이싱에 정지판(16)이 압입되는 것을 감소시키고, 균일하게 한다.

연료 분사 밸브의 구성은 불꽃 점화 내연기관의 연료 분사 시스템용으로 특히 적합하다.

Description

[발명의 명칭]

전자기적으로 작동가능한 연료 분사 밸브

[발명의 상세한 설명]

[종래기술]

본 발명은 청구범위 제1항에 기재된 형식의 전자기적으로 작동 가능한 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 독일연방공화국 특허 제2,905,099호에는 정지판(stop plate)이 밸브 니이들의 정지 견부(shoulder)와 밸브 케이싱의 내부 견부 사이에 배열되어서 밸브 니이들의 행정을 한정하는 전자기적으로 작동가능한 연료 분사 밸브가 이미 기술되어 있다.

정지판은 관통 개구와 외주 사이에 조립 슬롯을 가지며, 그 개방 폭은 대응 영역에 있는 밸브 니이들의 직경보다 크다. 연료 분사 밸브의 조립시에, 밸브 니이들을 안내하는 노즐 본체 둘레에서 밸브 시트와 직면하는 밸브 케이싱 단부의 플랜지에 의하여 밸브 케이싱, 정지판 및 노즐 본체상에 축방향으로 큰 힘이 작용한다. 정지판의 압입에 의하여, 강자성 재료로 설계된 금속성의 연질인 밸브 케이싱의 소성 변형이 유발된다. 조립 슬롯의 엣지에서의 높은 압력이 밸브 케이싱 내부 견부에 상술한 변형을 유발하고, 형성을 비균일하게 한다. 이 결과 정지판, 밸브 케이싱 및 밸브 니이들의 치수와 위치가 변화되고, 예를들어, 연료 분사 밸브의 작동시에 배출량을 변경시키는 등의 형태로 영향을 미치게 된다.

[발명의 장점]

대조적으로, 청구범위 제 1 항의 특성을 갖는 본 발명에 따른 연

정지판에 부가적으로 형성된 요홈(recess)은 조립 슬롯의 영역에서 밸브 케이싱의 내부 견부에 대한 정지판의 압입을 감소시키고 균일하게하며, 정지판과, 밸브 케이싱과, 노즐 본체 및 밸브 니이들의 치수와 위치 변화를 감소시킨다.

청구범위 제 1 항에 기술된 연료 분사 밸브의 다른 장점의 전개와 개량점은 종속항에 기술된 특징에 의하여 가능하다.

요홈의 폭이 조립 슬롯의 폭에 대응하다면 조립 슬롯 영역에서 밸브 케이싱의 내부 견부로의 정지판의 변형을 특별히 작고 균일하게 한다.

요홈이 홈으로써 설계되고 홈은 정지판의 외주를 향해 관통 개구로부터 방사 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 이것은 정지판 정지면이 밸브 케이싱의 내부 견부에 대해 완전히 동축으로 놓이는 것을 가능하게 하고, 때문에 조립 슬롯 영역에서 내부 견부에 대한 정지판의 압입을 특히 작고, 균일하게 하는 것을 가능하게 한다.

그러나, 요홈이 정지판의 외주를 향해 개방되어 정지판을 통과하는 포켓(pocket)으로 설계되는 것도 바람직하며, 그결과로서 상기 요홈은 간단한 방법으로 제조될 수 있고, 조립 슬롯의 영역에서 정지판에 의한 밸브 케이싱의 내부 견부의 변형이 감소되고 균일하게 되게 한다.

포켓은 원형으로 설계되는 것이 바람직하고, 이들은 밀링 커터나 드릴에 의하여 간단한 방법으로 제조될 것이다.

[도면]

본 발명의 양호한 실시예를 첨부 도면을 참조로 하여 하기에서 상세히 설명한다.

제1도는 연료 분사 밸브를 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따라 설계된 정지판의 제 1 실시예를 도시한 도면.

제3도는 제2도의 III-III선을 따라 취한 단면도.

제4도는 본 발명에 따라 설계된 정지판의 제 2 실시예를 도시한 도면.

제5도는 제4도의 V-V선을 따라 취한 단면도.

[양호한 실시예의 설명]

제1도의 실시예로 도시된 내연기관의 연료 분사 시스템에 의해 전자기적으로 작동가능한 연료 분사 밸브는 관형 밸브 케이싱(1)을 가지며, 관형 밸브 케이싱(1)의 내부에는 자성 코일(3)이 코일 성형체(2)상에 배열되어 있다. 코일 성형체(2)는 계단형 코어(4)를 부분적으로 에워싸고, 상기 계단형 코어는 종방향 밸브축(7)에 동심적으로 연장되어 있고 관형이며 이를 경유하여 연료가 공급된다. 자성코일(3)의 반대방향을 향한 단부에서 단부에서, 밸브 케이싱(1)은 감소된 벽 두께를 가지는 플랜지 림(9; flanged rim)으로 노즐 본체(6)의 유지 플랜지(5 ; retention flange)를 에워싼다. 노즐 본체(6)에 밸브 케이싱(1)을 연결하는 것은 노즐 본체(6)의 유지 플랜지(5) 주위에서 플랜지 림(9)을 플랜지 이음하므로 달성 된다. 밸브 케이싱(1)과 노즐 본체(6) 사이의 유체 누설 방지를 달성하기 위하여, 밀봉링(11)이 배열된 환형홈(10)이 유지 플랜지(5)의 외주상에 형성된다.

자성 코일(3)을 향하는 유지 플랜지(5)의 단부면(13)과 축방향으로 단부면(13)에 대향하여 놓여 있는 밸브 케이싱(1)의 내부 견부(15) 사이에 정지판(stop plate ; 16)이 배치되어 있으며, 상기 정지판(16)은 노즐 본체(6)의 계단식 종방향 보어(17)에 배열된 밸브 니이들(21)의 이동을 제한하는 역할을 하고, 상기 보어는 안내부(19)를 가지며 밸브 케이싱(1)의 계단식 종방향 보어(18)안으로 돌출되어서 밸브 니이들(21) 행정의 정확한 세팅을 위하여 특정 두께를 갖는다. 밸브 니이들(21)은 방사방향 간극이 형성된 상태로 정지판(16)의 관통 개구를 통과하고, 노즐본체(6)의 분사 오리피스(26)로부터 핀틀(pintle; 25)이 돌출되어 있다. 유지 플랜지(5)로부터 반대 방향을 향하는 단부에는 밸브 니이들(21)의 외부 원추면(29)과 상호 작동하는 절두 원추 시트(28)가 노즐 본체(6)의 내부 견부(27)상에 형성되어 있다. 다른 단부에서는 밸브 니이들(21)이 관형 전기자(armature; 30)에 연결되어 있으며, 관형 전기자(30)는 밸브 니이들(21)의 유지 단부(33) 주위에서 시트(28)와 직면하는 변형부(32)와 결합되어 있다. 복귀 스프링(37)은 코어(4)에 면한 유지 단부(33)의 평탄한 단부면(34)상에 놓여서 전기자(30)의 계단식 내부 보어(35)에 의하여 방사 방향으로 안내된다. 나머지 단부에서, 복귀 스프링(37)은 코어(4)의 계단식 관통 보어(41)안으로 통과하는 관형 조절 슬리브(40)의 하류 단부면(39)에 대해 놓여 있다. 조절 슬리브 (40)가 코어(4) 안으로 압입되는 깊이는 전기자(30)와 밸브 니이들(21)상에서 작용하고 밸브 니이들(21)의 개방 행정을 역작동시키는 복귀 스프링(37)의 스프링 력을 결정한다.

복귀 스프링(37)의 내경보다 작은 직경의 동축 막힘 보어(43)는 코어(4)와 면하는 유지 단부(33)의 단부면(34)에 형성되어 있고, 그 바닥부(44)에는 예를들어 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 관통 흐름 개구(45)가 있고, 이는 밸브 케이싱(1)과 노즐 본체(6)에 의해 에워싸인 내부 공간(46)에 연결부를 설치하여 밸브 니이들(21)을 조절하고, 코어(4)의 관통 보어(41)로부터 노즐 본체(6)의 시트(28)까지 연료가 통과하는 것을 허용한다.

외부 원추면(29)으로부터 시작되는 밸브 니이들(21)과 전기자(30)의 길이는 자성 코일(3)이 여자되지 않을 때 전기자(30)가 코어(4)의 단부면(49)에 대해 작업갭을 자유로이 이탈하도록 치수 결정되고, 상기 단부면은 전기자(30)와 면한다. 밸브 니이들(21)은 정지 견부(51)를 가지고, 그 정지 전방면(52)은 정지판(16)과 상호 작동하며 자성 코일(3)이 여자될 때 그리고 연료 분사 밸브가 개방될 때 밸브니이들(21)의 행정을 제한한다.

자성 코일(3)이 여자될 때 전기자와 코어 사이에 작업 갭이 항상 있으므로 전기자(30)와 코어(4)가 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다.

밸브 니이들(21)은 두 안내부(53, 54)를 가지며, 상기 두 안내부(53, 54)는 종방향 보어(17)의 안내부(19)내에서 밸브 니이들(21)을 안내하고, 예로서, 정사각형으로 연료용 축방향 통로를 자유롭게 남겨두고 설계된다.

자속은 전기자(30)를 직접 에워싸는 자속 전도체(56)를 경유하여 밸브 케이싱(1)의 셀(shell)에 의하여 전기자(30)에 연결되며, 연료 입구 연결부로써 제공된 코어(4)를 경유하고 코어(4)의 전도체 플랜지(57)를 경유하여 밸브 케이싱 (1)으로 돌아간다.

적어도 일부분의 코어(4)와 밸브 케이싱(1)은 플라스틱 외장(58)에 의하여 축방향으로 에워싸여 있다. 전기 전도체(59)가 플라스틱 외장(58)상에 성형되어 있으며, 이를 경유하여 자성 코일(3)이 전기적으로 접촉되고, 이로 인해 여자상태가 된다.

본 발명에 따른 정지판(16)의 제1실시예가 제2도에 도시되어 있다. 관통 개구(23)와 정지판(16)의 외주 사이에 조립 슬롯(70)이 제공되어 있고, 그 여유폭(71)은 유지 단부(33)와 정지 견부(51) 사이에 있는 밸브 니이들(21)의 대응부(72)에서 밸브 니이들(21)의 직경보다 크다.

이 조립 슬롯(70)으로부터 떨어진 곳에서 정지판(16)의 상부 정지면(73)에 형성된 두 요홈(75)이 있으며, 상기 정지면은 밸브 케이싱(1)의 내부 견부(15)에 대해 놓여 있고 이들 요홈은 종방향 밸브 축(7)을 지나는 조립 슬롯(70)의 중심선(76)에 대해 대칭으로 배열되어 있으며, 종방향 밸브축(7)을 통과하고 조립 슬롯(70)의 중심선(76)에 수직으로 연장되는 평면에 의해 경계지어지면서 조립 슬롯(70)이 형성되어 있지 않은 정지판(16)의 반부에 형성된다.

제2도에 도시된 제1실시예의 III-III 선을 따라 취한 단면을 도시한 제3도를 참조하면, 두 요홈(75)은 정지판(16)의 외주를 향해 관통 개구(23)로부터 방사 방향으로 연장된 홈(77) 형상을 갖는다. 요홈(75)에 의해 정지판(16)의상부 정지면(73)의 대치 설계가 달성되고, 밸브 케이싱(1)의 내부 견부(15)에 대해 정지판(16)이 약간의 가압으로 균일하게 도입되고, 그런후 축방향으로 큰 힘이 작용하더라도 조립 슬롯 영역에 있는 정지판(16)과 밸브 케이싱(1)과 노즐 본체(6) 및 밸브 니이들(21)의 치수와 자세 변화가 감소되게 하며, 요홈(75) 또는 홈(77)의 폭이 조립 슬롯(70)의 여유폭(71)에 대응한다면 제1실시예로 도시된 바와 같이 부가적으로 개량된다.

제4도는 본 발명에 따른 제2실시예를 도시하며, 동일 부분 및 동일한 효과를 갖는 부분은 제1도 내지 제3도와 동일한 부호를 사용했다. 정지판(16)은 관통 개구(23)와 외주 사이에 조립 슬롯을 가지며, 그 여유폭 (71)은 밸브 니이들(21)의 대응 영역(72)에 있는 밸브 니이들(21)의 직경보다 크다.

다수의 요홈(75) 예를들어 두 개의 요홈은 조립 슬롯(70)의 종방향 밸브축(7)을 통과하는 중심선(76)에 대칭적으로 형성되고, 종방향 밸브축(7)을 통과하고 조립 슬롯(70)의 중심선(76)에 수직으로 연장되는 평면에 의해 경계지어지면서 조립 슬롯(70)이 형성되어 있지 않는 정지판(16)의 반부에 형성된다.

요홈(75)은 제4도의 V-V 선을 따라 취한 단면을 도시한 제5도에 도시된 바와같이, 예를들어 반원형 형상을 가지며 외주를 향해 개방되고 정지판(16)을 통과하는 포켓(pocket; 78)과 같이 정지판(16)의 외주상에 형성된다. 조립과 작동중에 축방향으로 큰 힘이 작용하더라도, 밸브 케이싱(1)의 내부 견부(15)와 상호 작용하는 정지판(16)의 대칭적으로 형성된 상부 정지면(73)은 밸브 케이싱(1)의 내부견부(15)로 균일하게 도입되어 조립 슬롯(70)의 영역에 있는 정지판(16)의 경미한 흔적만을 남기며, 그결과 정지판(16), 밸브 케이싱(1), 노즐 본체(6) 및 밸브 니이들(21)의 작은 치수 및 위치 변화만을 발생한다.

본 발명에 따른 정지판(16)이 사용될 때 치수 및 위치 변화가 작으며, 정지판(16)과 노즐 본체(6)가 정확한 위치에 설치되기 때문에, 연속적인 운용 상태하에서 연료 분사 밸브가 높은 안정성을 갖게 한다.

Claims (7)

1. 강자성재로 구성된 밸브 케이싱과, 자성 코일과, 코어와, 이 코어와 상호 작동하면서 정지 견부를 구비한 밸브 니이들에 견고하게 연결되어 있는 전기자와, 정지판을 포함하고, 상기 정지판은 밸브 니이들을 안내하는 노즐 본체와 밸브 케이싱의 내부 견부 사이에 클램프되어 있고, 밸브 니이들의 원통형 영역을 수용하면서 종방향 밸브축에 동심적으로 연장되는 중심 관통 개구를 구비하며, 상기 중심 관통 개구로부터 정지판의 외주를 향해 방사방향으로 연장되는 조립 슬롯을 구비하는 내연기관의 연료 분사 시스템용의 전자기적으로 작동 가능한 연료 분사 밸브에 있어서, 밸브 케이싱(1)의 내부 견부(15)에 대하여 놓여진 정지판(16)의 상부 정지면(73)내에 두 개이상의 요홈(recess; 75)이 형성되어 있고, 상기 요홈(75)은 종방향 밸브 축(7)을 통과하는 조립슬롯의 중심선(76)에 대칭적으로 놓여 있고, 종방향 밸브 축(7)을 통과하고 조립 슬롯(70)의 중심선(76)에 수직으로 연장되는 평면에 의해 경계지어지는 정지판의 반부 중 조립 슬롯(70)이 형성되어 있지 않은 정지판의 반부에 형성되어 있으며, 정지판(16)의 외주로부터 관통 개구(23)로 향하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 요홈(75)의 폭은 상기 조립 슬롯(70)의 폭에 거의 대응하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요홈(75)은 홈(77)으로 설계된 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 홈(77)은 관통 개구(23)로부터 정지판(16)의 외주를 향해 방사 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요홈(75)은 상기 정지판(16)의 외주를 향해 개방되어 있는 포켓(78)으로 설계된 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.
6. 제5항에 있어서, 상기 포켓(78)은 상기 정지판(16)을 관통하는 것을 특징으로 하는 연료 분사밸브.
7. 제6항에 있어서, 상기 포켓(78)은 원형으로 설계된 것을 특징으로 하는 연료 분사 밸브.