KR100480850B1

KR100480850B1 - 엔진용연료분사밸브

Info

Publication number: KR100480850B1
Application number: KR1019970007229A
Authority: KR
Inventors: 호프만 카알; 필리즈 에르겐; 나우만 라이너; 보에킹 프리드리히
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 2005-08-01
Also published as: GB9702681D0; DE19608575A1; JPH09242649A; KR970065370A; FR2745852A1; GB2310890A; DE19608575B4; GB2310890B

Abstract

본 발명은 밸브 부재(13)가 축방향으로 슬라이딩 가능하게 안내되며 인장 너트(3)에 의하여 밸브 유지체(5)에 대하여 축방향으로 인장되는 밸브 몸체(1)를 구비하고, 단부면(47, 49)에서 밸브 몸체(1) 및 밸브 유지체(5)의 축방향 단부면(9, 51) 상에 밀접하게 접촉하는 중간 디스크(7)가 밸브 몸체(1)와 밸브 유지체(5) 사이에 삽입되는, 엔진용 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 중간 디스크(7)와 밸브 몸체(1) 사이의 밀봉 단면 상의 균일한 힘 도입을 위하여, 밸브 몸체(1) 및 중간 디스크(7) 상의 협동하는 단부면(9, 47)들 중 적어도 하나가 구형으로 외측을 향해 만곡된다.

Description

엔진용 연료 분사 밸브

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 엔진용 연료 분사 밸브에 관한 것이다. 독일 특허 출원 공개 제4408245호에서 공지된 그러한 연료 분사 밸브는 가동 밸브 부재가 축방향으로 슬라이딩 가능하게 안내되며 연료가 공급되는 엔진의 연소실 내로 돌출된 일단부를 구비한 밸브 몸체를 포함한다. 밸브 몸체는 조임 너트에 의하여 연소실에서 먼 단부가 밸브 유지체에 대해 축방향으로 지지되고, 밸브 몸체의 연소실에 대향된 단부면과 밸브 유지체의 연소실을 향한 아래의 단부면 사이에 중간 디스크가 삽입되어 있다. 이 중간 디스크는 그의 축방향의 단부면이 각각 밸브 몸체 및 밸브 유지체의 단부면 상에 밀접하게 접촉되고, 밸브 부재의 연소실에서 먼 단부 상에 축방향으로 끼워져 있는 압력편을 수용하기 위한 중심 관통개구를 포함한다. 또한, 중간 디스크 내에 경사지게 연장되는 연결 보어가 제공되어, 밸브 몸체 및 밸브 유지체 내의 연료 유입 보어의 양쪽 부분들과 연결된다.

연소실을 향한 단부면으로부터 연장되는 중심 포켓 보어가 밸브 몸체 내에 제공되어, 밸브 부재를 폐쇄 방향으로 이동시키는 밸브 스프링을 수용하기 위한 스프링 챔버를 형성한다.

여기서, 중간 디스크 및 밸브 몸체 또는 밸브 유지체의 대응하는 단부면에서의 밀봉은 조임 너트 상의 조이는 힘에 따른 단부면 상의 표면 압력에 의하여 달성된다. 여기서, 표면 상의 힘 도입 특성은 반경방향 외측의 범위 내에서 매우 높은 표면 압력이 생성되고, 중심을 향해서는 밸브 유지체 내의 포켓 보어에 의해서 유발되는 힘의 감소가 생기고, 이는 그러한 중심 범위에서는 힘의 도입이 수행될 수 없기 때문이다. 이러한 불균일한 힘의 도입은 중간 디스크 상의 밀봉 작용을 그의 반경방향 내측의 범위에서 저하시켜서, 공지된 밀봉은 특히 매우 높은 분사 압력으로 작동하는 분사 밸브에서의 높은 요구 조건을 충족시키지 않는다.

그러므로, 본 발명에 따른 청구범위 제1항의 특징을 갖는 엔진용 연료 분사밸브는, 중간 디스크 및 밸브 몸체 상에서 협동하는 단부면들 중 적어도 하나의 적절한 구형 형상에 의하여 균일한 힘의 분포가 밀봉 단면 상에서 달성되어 분사 밸브의 반경방향 내측 범위 내에서도 충분히 높은 밀봉 작용이 얻어지는 장점을 갖는다. 여기서, 밸브 몸체 상의 연소실에서 먼 단부면 또는 양쪽 단부면들을 외측을 향해 구형으로 형성하는 것도 가능하다. 분사 밸브축 내에 배치된 구형으로 형성된 단부면의 정점은 단지 하나의 만곡된 단부면을 구비하는 경우에, 단부면을 반경방향 외측에서 한정하는 환형 에지에 대하여 약 0.001 내지 0.002mm 돌출해야 한다. 양쪽의 협동하는 단부면들이 외측을 향해 구형으로 만곡되면, 이들 치수는 각각 약 0.0005 내지 0.001mm에 달한다. 여기서, 구성요소들이 지지된 조립 상태에서 구형 단부면 상의 탄성 변형이 생겨서, 평평한 밀봉 표면이 생성된다.

또는, 밸브 유지체를 향한 중간 디스크의 상부 단부면과 이와 협동하는 밸브 유지체의 연소실측 단부면의 구형 형성 또한 가능하지만, 밸브 유지체 내의 스프링 챔버로의 큰 개구에 의하여 비교적 작은 효과를 갖는다.

본 발명의 다른 장점 및 양호한 실시예는 상세한 설명, 도면 및 청구범위에서 주어진다.

본 발명에 따른 엔진용 연료 분사 밸브의 세 가지 실시예가 도면에 도시되어 있고, 이하의 설명에서 더욱 상세히 설명된다.

도1에서 조립된 상태로 도시된 엔진용 연료 분사 밸브는 조임 너트(3)에 의하여 밸브 유지체(5)에 대하여 축방향으로 지지되는 회전 대칭적인 밸브 몸체(1)를 포함하고, 밸브 몸체(1)와 밸브 유지체(5) 사이에 중간 디스크(7)가 삽입되어 있다. 연료를 공급받는 엔진의 상세히 도시되지 않은 연소실 내로 자유 단부에 의하여 돌출되는 밸브 몸체(1)는 그의 연소실에 대향되어 중간 디스크(7)에 접하는 단부면(9)으로부터 연장되는 포켓 보어(11)를 포함하고, 포켓 보어 내에서 피스톤형 밸브 부재(13)가 축방향으로 슬라이딩 가능하게 안내된다. 여기서, 포켓 보어(11)는 그의 폐쇄된 단부 내에 내측으로 향한 밸브 시트(15)를 형성하고, 밸브 시트는 엔진의 연소실 내로 돌출된 적어도 하나의 분사 개구(17) 전방에 위치되며 밸브 부재(13)의 단부면 상에 배치된 밸브 밀봉 표면(19)과 협동한다.

밸브 부재(13)를 위한 안내 보어로 작용하는 포켓 보어(11)는 압력 챔버(21)를 향한 위치에서 확대되어, 이러한 영역 내에서 밸브 부재(13)는 압력 견부(23)를 포함하고 밸브 몸체(1)와 밸브 유지체(5)를 축방향으로 관통하는 유입 보어(25)를 통해 밸브 유지체(5)에서 연결편(27)과 연결된다. 높은 연료 압력으로 분사 밸브를 교대식으로 작동시키는 고압 분사 펌프로의 도시되지 않은 연료 분사 도관이 연결편(27)에 연결되어 있다.

압축 코일 스프링으로 구성된 밸브 스프링을 수용하기 위하여, 중간 디스크(7)를 향해 개방된 중심 포켓 보어 형태의 스프링 챔버(31)가 밸브 유지체(5) 내에 형성되어 있고, 스프링 챔버의 바닥부 상에서 밸브 스프링(29)이 그의 일단부에서 환형 디스크(33)에 의하여 지지된다. 밸브 스프링(29)은 중간 디스크(7)에 가까운 타단부에서 예비 지지 하에서 스프링 받침(35)에 의하여 밸브 부재(13)를 밸브 시트(15)에 부착되도록 가압한다. 여기서, 밸브 부재(13)는 그의 연소실에서 먼 단부 상에서 중간 디스크(7) 내의 중심의 관통 개구(39)를 통해 돌출하며 밸브 부재 샤프트에 비해 직경이 감소된 압력편(37)을 포함한다.

밸브 몸체(1) 및 밸브 유지체(5) 내의 유입 보어(25)의 양쪽 부분들을 연결시키기 위하여, 밸브축에 대하여 경사지게 연장되는 연결 보어(41) 또한 중간 디스크(7) 내에 제공되어 되어 있다.

스프링 챔버(31)로부터의 누출 오일 배출은 스프링 챔버로부터 연장되어 밸브 유지체(5)의 외주 표면 상의 누출 오일 연결편(45)으로 개방된 누출 오일 통로(43)를 통해 수행된다.

연료가 통과하는 분사 밸브의 내측 챔버를 밀봉하기 위하여, 중간 디스크(7)의 연소실측 하부 단부면(47)과 연소실에서 먼 상부 단부면(49)이 각각 밸브 몸체(1)의 연소실에서 먼 단부면(9)과 밸브 유지체(5)의 연소실측 하부 단부면(51) 상에 밀접하게 접촉한다.

여기서, 중간 디스크(7)와 밸브 몸체(1) 사이의 밀봉 표면 상에 균일하게 힘을 도입하기 위하여, 협동하는 밀봉 표면들 중 적어도 하나가 구형으로 외측을 향해 만곡되어 형성된다.

이와 같은 밀봉 표면의 만곡된 구성은 도1의 확대되고 간략화된 절결도로서 도2 내지 도4에 도시된 세 개의 실시예가 가능하다.

도2에 도시된 제1 실시예에서, 밸브 몸체(1) 상의 연소실에 대향된 단부면(9)은 평탄하게 구성되어 있다. 이 단부면과 협동하는 중간 디스크(7)의 하부 단부면(47)이 외측(하부)을 향해 만곡된 구형 형상을 갖고, 이 만곡된 표면의 정점은 밸브 부재축 내에 놓인다. 단부면(47)을 반경방향 외측에서 한정하는 에지에 의한 구형 단부면(47)의 정점의 최대 높이(X)는 약 0.001 내지 0.002mm이다.

도3에 도시된 제2 실시예에서, 중간 디스크(7)의 하부 단부면(47)이 평평하고, 이 단부면(47)과 협동하는 밸브 몸체(1)의 연소실에 대향된 단부면(9)이 구형으로 외측(상부)을 향해 만곡되어 형성된다. 여기서, 구형 단부면(9)의 정점은 밸브축을 통하여 연장되고, 만곡된 표면의 최대 높이(X)는 약 0.001 내지 0.002mm이다.

도4에 도시된 제3 실시예에서, 중간 디스크(7) 및 밸브 몸체(1) 상의 협동하는 두 개의 단부면(47, 9)들 모두가 구형으로 만곡되어 형성되고, 만곡된 표면의 정점들은 모두 밸브축 내에 놓인다. 반경방향 외측 에지의 기본 직경부에 대한 만곡된 표면의 정점의 최대 높이(X)는 약 0.0005 내지 0.001mm이다.

분사 밸브의 조립 시에 그리고 밸브 유지체(5)에 대한 밸브 몸체(1) 및 중간디스크(7)의 축방향 고정 시에, 약간 만곡된 단부면 상에서 탄성 변형이 생기고, 이에 의해 밸브 몸체(1) 상에 중간 디스크(7)가 평평하고 양호하게 밀봉식으로 부착된다. 밀봉 표면의 만곡되거나 또는 구형 세그먼트형 구성에 의하여, 유리한 방식으로 전체 반경방향 범위에 걸쳐 균일한 힘 도입이 달성되고, 이는 밀봉 작용, 특히 반경방향 내측 범위 내의 밀봉 작용을 공지된 연료 분사 밸브에 비해 개선시킨다.

본 발명에 의하면, 엔진용 연료 분사 밸브 내의 밀봉 단면 상에서 분사 밸브의 반경방향 내측 범위 내에서도 충분히 높은 밀봉 작용이 얻어진다.

도1은 조립된 연료 분사 밸브의 종단면도.

도2는 단부면이 중간 디스크 상에서는 구형으로 그리고 밸브 몸체 상에서는 평평하게 형성되어 있는 제1 실시예를 도시한 도1의 절결도.

도3은 중간 디스크 상의 단부면은 평평하고 밸브 몸체 상의 단부면은 구형으로 형성되어 있는 도2와 유사한 제2 실시예의 도면.

도4는 중간 디스크 및 밸브 몸체 상의 단부면들이 구형으로 형성되어 있는 도2 및 도3의 도면과 유사한 제3 실시예의 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 밸브 몸체

3 : 조임 너트

5 : 밸브 유지체

7 : 중간 디스크

9 : 밸브 몸체의 단부면

11 : 포켓 보어

13 : 밸브 부재

15 : 밸브 시트

17 : 분사 개구

19 : 밸브 밀봉 표면

21 : 압력 챔버

23 : 압력 견부

25 : 유입 개구

27 : 연결편

29 : 밸브 스프링

31 : 스프링 챔버

33 : 환형 디스크

35 : 스프링 받침

37 : 압력편

39 : 관통 개구

41 : 연결 보어

43 : 누출 오일 통로

45 : 누출 오일 연결편

47, 49 : 중간 디스크의 단부면

51 : 유지체의 단부면

Claims

밸브 부재(13)가 축방향으로 이동 가능한 방식으로 안내되며 조임 너트(3)에 의하여 밸브 유지체(5)에 대하여 축방향으로 지지되는 밸브 몸체(1)를 구비하고, 중간 디스크(7)는 밸브 몸체(1)와 밸브 유지체(5) 사이에서 지지되고, 단부면(47, 49)에서 밸브 몸체(1) 및 밸브 유지체(5)의 축방향 단부면(9, 51)에 밀접하게 접촉되는 엔진용 연료 분사 밸브에 있어서,

밸브 몸체(1) 및 중간 디스크(7)의 협동하는 단부면(9, 47)들 중 적어도 하나가 구형으로 외측을 향해 만곡된 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제1항에 있어서, 밸브 몸체(1)의 연소실에 대향된 단부면(9)은 구형으로 형성되고, 이 단부면과 협동하는 중간 디스크(7)의 연소실측 하부 단부면(47)은 평평하게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제1항에 있어서, 밸브 몸체(1)의 연소실에 대향된 단부면(9)은 평평하게 형성되고, 이 단부면과 협동하는 중간 디스크(7)의 연소실측 하부 단부면(47)은 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제1항에 있어서, 밸브 몸체(1)의 연소실에 대향된 단부면(9)과 이와 협동하는 중간 디스크(7)의 연소실측 하부 단부면(47)이 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 구형으로 형성된 단부면(9, 47)은 정점에서 단부면을 반경방향 외측에서 한정하는 에지에 대하여 약 0.001 내지 0.002mm 돌출된 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제4항에 있어서, 구형으로 형성된 협동하는 단부면(9, 47)들은 그들의 정점에서 각각 해당 단부면들을 반경방향 외측에서 한정하는 에지에 대하여 약 0.0005 내지 0.001mm 돌출된 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제1항에 있어서, 밸브 몸체(1)는 밸브 부재(13)를 수용하기 위해서, 연소실에 대향된 단부면(9)으로부터 연장되는 축방향 포켓 보어(11)를 포함하고, 포켓 보어는 단면 확대부에 의하여 압력 챔버(21)를 형성하고, 포켓 보어(11)의 반경방향 외측에서 연소실에 대향된 단부면(9)으로부터 연장되는 유입 보어(25)가 압력 챔버 내로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제7항에 있어서, 중간 디스크(7)는 밸브 부재(13)의 연소실에 대향된 측면 상에 배치된 압력편(37)을 수용하기 위해서 밸브 몸체(1) 내의 포켓 보어(11)에 대하여 동축으로 관통 개구(39) 및 유입 보어(25)로 개방된 연결 보어(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.
제8항에 있어서, 밸브 유지체(5) 내에, 중간 디스크(7) 내의 연결 보어(41) 상으로 개방된 유입 보어(25)의 다른 부분과, 밸브 부재(13) 상에 작용하는 밸브 스프링(29)을 수용하기 위한 스프링 챔버(31)를 형성하는 중심 포켓 보어가 제공되고, 포켓 보어는 중간 디스크(7) 상에 접하는 단부면(51)으로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 엔진용 연료 분사 밸브.