KR102012546B1 - 연료분사 미터링 장치, 연료분사 노즐, 연료분사 미터링 장치 제조용 몰드 및 연료분사 미터링 장치의 제조 방법 - Google Patents

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스토바 홀딩 게엠베하 운트 코.카게
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 관통공을 갖는 메인 바디(10)를 포함하는 차량용 연료분사 미터링 장치(7)에 관한 것으로, 메인 바디(10)는 그것의 내측면(9) 상에 밸브 시트(8)를 형성한다. 밸브 시트는 관통공을 폐쇄 및 개방하기 위해 밸브 바디(5)와 상호작용하도록 구비되고, 메인 바디(10)의 내측면(9)은 전기화학적 가공된다. 또한, 본 발명은 몰드(22), 제조 방법 및 연료분사 노즐(1)에 관한 것이다.

Description

연료분사 미터링 장치, 연료분사 노즐, 연료분사 미터링 장치 제조용 몰드 및 연료분사 미터링 장치의 제조 방법 {FUEL-INJECTION METERING DEVICE, FUEL-INJECTION NOZZLE, MOULD FOR PRODUCING A FUEL-INJECTION METERING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A FUEL-INJECTION METERING DEVICE}
본 발명은 특히 적어도 하나의 관통공을 갖는 컵같은 메인 바디를 포함하여 메인 바디가 관통공을 폐쇄 및 개방하도록 바람직하게는 오목형, 라운드형, 구형 또는 볼형의 밸브 바디와 상호 작용하도록 제공되는 메인 바디의 내측면 상에 밸브 시트를 형성하는 자동차, 로리 또는 다른 다목적 차량과 같은 차량용 연료분사 미터링(fuel-injection metering) 장치에 관한 것이다.
DE 603 13 240 T2와 같은 본 기술 분야의 언급에 있어서, 연료 분사기에 가압된 연료를 공급하기 위한 것으로 연료분사 장치가 알려져 있는데, 연료분사 시스템은 연료 분사기를 함유하고 다음을 포함한다: 연료 공급 덕트를 통하여 연료 분사기에 초기 분사 압력 레벨에서 연료를 공급하기 위한 압력 저장 볼륨, 제2 분사 압력 레벨에 분사기로 공급되는 연료의 압력을 증가시키기 위한 펌핑 요소, 펌핑 요소는 플런저 보어(plunger bore) 내에 정의된 펌핑 챔버 및 펌핑 챔버에서 연료에 압력을 인가하기 위하여 플런저 보어 내측에서 이동 가능한 플런저 피스톤를 포함한다. 펌프 챔버와 압력 저장 볼륨 사이에서, 밸브 요소가 여전히 연료 공급 덕트 내에 위치하는 것이 중요한 것으로 강조되는데, 밸브 요소는 i) 제 분사 압력 레벨(P1)에서 연료가 분사기에 공급되고 ii) 펌프 챔버가 압력 저장 볼륨에 연결되어 제1 분사 압력 레벨(P1)에서 연료가 압력 저장 볼륨으로부터 펌프 챔버 내부로 흐르는, 제1 위치와 분사기와 압력 저장 본륨 간의 연결이 중단되어 제2 분사 압력 레벨(P2)에서 연료가 인젝터에 공급되는, 제2 위치 사이에서 스위칭될 수 있고, 펌핑 요소가 플런저 피스톤과 함께 작동될 수 있는 구동 요소를 포함하는 것을 지속하고, 구동 유닛의 움직임이 로커 암(rocker arm)의 피봇 움직임을 유발하는 방식으로 구동 유닛은 장비의 로커 암에 연결된다.
연료분사 밸브들은 또한 DE 60 2005 001 261 T2로부터 알려져 있다. 여기에 연소 엔진용 연료분사 장치가 존재하는데, 연료분사 장치는 또한 외측 밸브의 움직임과 셀에 있는 내측 밸브의 움직임을 결합시키는 커플링 요소를 나타내고, 외측 밸브는 미리 정해진 셀 크기를 초과하는 양에 의해 외측 밸브 시트로부터 빠져나오고, 내측 밸브가 내측 밸브 시트로부터 승강되도록 유발하여 연료 공급이 제1 및 제2 노즐 출구들에 의해 동일하게 될 수 있는 제3 분사 상태를 생성하는 효과를 갖는다.
금속 요소들을 제조하는 방법들은 DE 10 2009 028 105 A1로부터 잘 알려져 있다. 여기서, 금속 요소를 제조하기 위한 생성 방법은 다음의 단계들을 포함하여 나타내어진다: a) 제조되는 요소의 기하학적 구조 및 물질 분포를 포함하는 적어도 하나의 3D-CAD 데이터 세트를 스캔하는 단계, b) 적어도 하나의 금속성 메인 바디의 선택 단계, c) 추가 공정에 의해 금속성 메인 바디 상의 국부적 기하학적 구조의 배치 및/또는 제거 단계, 및 d) 필요하다면 미세 가공 단계, 특히 제거 공정 및 금속성 메인 바디의 재질 및 국부적 기하학적 구조의 재질이 상이한 금속 요소 및 방법의 실행을 위한 장치에 의한 고정밀 가공 단계.
연료분사 밸브는 또한 예를 들어, DE 10 2004 015 746 T2로부터 알려져 있다. 여기에 연소 엔진의 연료분사 밸브는 노즐 유닛을 포함하여 존재하는데, 외측 노즐 니들은 적어도 제1 분사 개구와 제2 분사 개구를 갖는 내측 노즐 니들과 상호 작용하고 내측 노즐 니들은 외측 노즐 니들을 축방향으로 관통하여 이동하는 것이 가능하도록 위치되고, 밸브 제어 챔버에 존재하는 유체 압력을 제어하고 그것의 레벨이 외측 및 내측 노즐 니들의 위치를 결정하는 밸브 제어 유닛을 갖는다. 압력 챔버는, 압력 챔버가 노즐 니들들 중 적어도 하나 상에 작용하는 압력 및 추가적인 힘의 변화를 겪는 방식으로, 그것의 부피가 2개의 노즐 니들들 중 적어도 하나의 움직임에 의해 교번될 수 있도록 제공된다.
본 기술 분야의 또 다른 언급들이 DE 100 46 304 C1, DE 196 33 260 A1, DE 10 2005 049 534 A1, EP 2 018 925 A2 및 DE 198 54 793로부터 잘 알려져 있다.
포괄적인 연료분사 미터링 장치들은 디젤 분사 시스템으로부터 및 휘발유 분사 시스템, , 소위 "GDI 시스템"으로부터 잘 알려져 있다. 가스 직접 분사 시스템으로 말하는, 이러한 GDI 시스템들은 500bar, 즉 50MPa까지의 압력을 핸들링할 수 있어야 한다. 이러한 이유로, 분사 시스템의 요소들은 압력 부하에 적합해야만 한다. 여기서, 스트레스 집중에 기인한 파손의 리스크를 감소시키거나 이상적으로 제거하기 위해 양호한 표면 품질을 보여주는 것이 제조되는 요소들에 중요하다.
이러한 목적을 위하여, 포켓들로도 언급될 수 있는 긴 그루브들이 메인 바디에 구비되고, 일반적으로 메인 홀로부터 반지름 방향으로 바깥쪽으로 확장한다. 종종 5개의 포켓들이 요구된다.
일반적으로 연료분사 미터링 장치들의 메인 바디들은 내측으로 그리고 외측으로 회전한다. 내측 상에서, 즉, 메인 바디의 내측면을 정의하는 내측 상에서, 밀링 공정 또는 다른 가공 공정이 적용되어 종방향 그루브들 또는 포켓들을 생성한다. 그러나, 이는 긴 처리시간을 요구하고, 버(burr) 형성을 유발하며 비용을 증가시킨다. 버 형성은 또한 좋지않은 표면 품질을 가져온다. 이는 단위 시간당 제조되는 부품들이 보다 고가이고 좋지않은 품질을 가지고 그리고 사용에 있어 제한되는 것을 의미한다.
그러므로 다른 방법들을 사용하여 적합한 메인 바디를 생성하고자하는 시도가 있었다. 보다 최근의 선택에서, MIM 방법, 즉 메탈 분사 몰딩 방법이 사용되었다. 구체적인 구성은 여기서 그 자체가 파우더 분사 몰딩 또는 유사한 분사 몰딩 방법들이라는 것이다. 그러나, 불행하게도 이 경우 물질이 더 취성이기 때문에 메인 바디들은 상당한 파손의 위험을 받는다. 요소 표면은 또한 원하지 않는 다공성이 될 수 있다.
냉간성형 방법들의 보다 대규모의 사용이 또한 테스트되었는데, 이러한 공정들은 근본적으로 양호한 결과물을 제조하지만 내측 리세스들 및 포켓들의 동심 및 위치가 특히 외측 둘레에 대하여 현재 너무 부정확하다. 내측 인그레이빙(engraving), 즉 내측 리세스들 또는 내측 리세스들의 공간 구조가 그러면 편심적이다.
그러나, 요소가 내구성이 있어야 하고 정확히 기능해야 한다면 워크피스 정확성은 필수적인 특성이고 중요하다. 이는 하나의 요소로부터 다른 것으로의 분사 패턴의 재생산성의 항목에서 중요하다. 이러한 재생산성은 매우 많이 요구된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 본 기술 분야에 언급된 불리한 점을 제거하거나 적어도 감소시키고 저가이고 고품질이면서 내구성이 있는 그리고 빠르게 제조될 수 있는 연료분사 미터링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1의 특징부의 특징점에 의해 포괄적인 연료분사 미터링 장치에서 달성된다.
전기화학적 처리법은 기술 문헌에서 또한 전기화학적 가공(electrochemical machining; ECM)으로 알려진 방법으로 이해된다. 이 방법의 구체적인 서브타입은 또한 이물질제거(deburring) 방법으로 사용된다. 이 전기화학적 제거 또는 전기화학적 가공은 매우 단단한 물질에 대하여 물질의 제거 방법으로 특별히 사용된다. 이것은 분리의 형태로 카테고리지어지고, 매우 복잡한 공간적 형상의 생성을 통하는 단순한 이물질제거 작업에 적합하다. 전기화학적 가공법들은 또한 잘 알려진 PECM(pulse electrochemical machining) 방법들 또는 정확한 전기화학적 가공을 포함한다. 이제 마이크로미터 범위 내에 있는 매우-정확한 요구를 충족하는 것이 가능하고 마이크로프로세싱이 또한 가능하다. ECM 방법의 경우, 절연부가 워크피스와 접촉하게 될 수 있음에도 불구하고 몰드와 워크피스 간의 접촉이 없으며, 이 케이스에서 절연부를 통하여 몰드와 워크피스 간의 접촉이 있다. 원칙적으로, 그러나 어떠한 기계적 힘도 인가되지 않고 경도 또는 탄성과 같은 물질 특성은 공정에 영향을 미치지 않는다. 그러나, 용융점, 열전도도 및 전기전도도와 같은 특성들은 중요하다. 일반적으로 얘기하면, 워크피스는 양(+)으로 대전되고 애노드로 작용하고, 반면 몰드는 음(-)으로 대전되고/극성화되고 그러므로 캐소드로 작용한다.
요구되는 전류를 생성하기 위해, 외부 전압 소스가 종종 사용된다. 몰드 캐소드의 형상은 종종 워크피스 상에, 워크피스 내에 및 워크피스에 적용되는 가공의 반대 형상으로 결정된다. ECM은 그러므로 맵핑(mapping) 공정이다.
이 프로세스는 몰드에 어떠한 마모나 찢어짐을 유발하지 않는다. 전기적 파라미터들 및 전해질의 흐름 조건들에 의존하여, 몰드와 워크피스 간에는 반드시 갭이 있어야 한다. 일반적인 갭의 폭은 0.05mm 내지 약 1mm와 같이 수 마이크로미터의 범위이다. 워킹 갭에서의 전하 수송은 염화나트륨(NaCl, 염 용액), 질산나트륨(NaNO3) 수용액 또는 다른 수용액들과 같은 전해질 용액에 의해 처리된다. 이에 의해 생성된 전자 흐름은 워크피스로부터 금속 이온을 제거한다. 릴리스된금속 이온들은 이후 스플릿 전해질 부분을 갖는 애노드 상에서 반응하게 된다. 캐소드에서, 잔류 전해질은 물과 반응한다. 최종 생성물은 슬러지로서 퇴적되고 제거되어야만 하는 금속 수산화물이다.
메인 바디의 내측면을 전기화학적 가공하는 것에 의해, 포켓들은 정의된 폭, 깊이 및 형상으로 적용될 수 있다. 에지들은 프로세싱 후 정의된 라운딩 반경(rounding radius)을 보여준다. 에지의 라운딩은 예를 들어 밸브 바디에 대한 유도 표면 영역에서의 후속의 내측면의 호닝(honing)의 경우에서도 어떠한 버를 생성하지 않는다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 구성의 연료분사 미터링 장치를 갖는 청구항 3에 따른 연료분사 노즐에 관한 것이다. 연료분사 노즐에는 연료분사 미터링 장치가 포함될 뿐만 아니라 구형의 방식으로 또는 바람직하게는 팁부에 라운드형, 오목형, 구형 또는 (부분적으로) 구의 부분같은(sphere-section-like) 형상을 갖는 태핏(tappet) 방식으로 그것의 내부에 위치되는 축방향으로 이동가능한 밸브 바디가 있다. 밸브 바디가 구형이라면, 변형예로 밸브 바디는 단지 부분적으로 구와 같이 형상화되는 표면을 갖는 것을 대신하여 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 부분적으로 중공인 전기적으로 대전가능한 캐소드를 갖는 연료분사 미터링 장치를 제조하기 위한 청구항 6에 따른 몰드에 관한 것이다. 고효율의 몰드를 제공하기 위해, 만약 캐소드가 한쪽 끝단에 전기적 절연 효과를 가지거나 또는 전기적 절연 물질로 제조되고/구조화된 전기적 절연층을 나타낸다면, 이를 관통하여 캐소드의 결합부가 돌출하는 케이스가 유리하다. 이 몰드를 사용하는 것에 의해, 본 발명에 따른 연료분사 미터링 장치는 저가이고 정확하고 빠른 방식으로 제조될 수 있다.
끝으로 본 발명은, 본 발명에 따른 연료분사 미터링 장치를 또한 제조하기 위한 청구항 8에 따른 방법에 관한 것이고, 적어도 하나의 관통공을 갖는 대략 컵같은 메인 바디의 내측면은 전기화학적 가공법으로 처리된다.
본 발명의 바람직한 실시에들은 종속 청구항들에 기재되어 있고, 이들은 아래에서 보다 상세히 설명된다.
예를 들어, 연료분사 미터링 장치의 특정한 실시예의 경우에, 축방향으로 또는 축방향에 대하여 비스듬하게 또는 횡으로와 같은 다른 어떠한 방향으로 확장하기 위한 메인 바디의 내측면 상의 하나 또는 몇몇의 종방향 그루브들에 대하여, 유리한데, 이러한 그루브들은 전기화학적 가공법에 의해 적용받는다. 밸브 바디의 가동 능력은 몇몇 그루브들의 존재에 의해 향상될 수 있다. 이 방식에서 현대 연소 엔진의 요구를 충족시키는 것이 가능하다.
만약 일부의 4, 5 또는 6개의 종방향 그루브들이 바람직하게는 메인 바디와 동일한 물질로 제조되는 리지들에 의해 서로 분리된, 그리고 전이 영역, 예를 들어 종방향 에지 영역에서 종방향 그루브들로 라운드화되는 메인 바디의 내측면 상에서 균등하게 또는 비균등하게 분산되거나 그룹화된다면 유리하다. 이 방식에서, 메인 바디의 내측면의 후속적인 호닝 공정이 있더라도, 원하지 않는 버(burr)가 피해질 수 있다. 리지들은 기능성을 향상시킨다. 이 방식에서 안정성 또는 향상된다.
유리한 실시예는 또한 메인 바디가 바람직하게는 부분적으로 중공-실린더형이고 한쪽 끝에서 베이스에 합쳐지는 벽부를 나타내는 것을 특징으로 한다. 이 방식에서, 메인 바디의 구조가 단순하게 유지되지만 지속 작동을 가능하게 한다.
기능성을 위하여 베이스가 메인 바디의 내측면 상에 홈을 나타낸다면 유리한데, 홈은 바람직하게는 다중 원뿔형으로 단차지거나 팬 모양의 형태를 나타낸다.
종방향 그루브들이 베이스에 인접한 중공-실린더형 벽부의 끝단으로부터 확장되고 바람직하게는 베이스까지 원뿔형 내측 윤곽을 정의하는 메인 바디의 전이 부분을 관통한다면 또한 편리하다.
관통공이 밸브 시트의 영역에 위치한다면 연료 공급이 중단될 수 있다는 것을 보장하는 것은 단순하다.
만약 4, 5, 6 또는 7개의 관통공들이 동일한 각도로 메인 바디의 중심축 주위에 분산되어 있고/있거나 메인 바디의 물질을 관통하여 서로에 대한 동일한 상대 각도로 횡방향으로/비스듬하게 중심축으로 뻗어있다면 또한 유리하다. 이 경우, 연료의 분사에 의해 생성되는 분사 패턴은 사전에 결정되는 것이 단순하다. 개별 분사 홀들의 각도적 위치들은 일부 실시예들에서 동일하지 않다. 특히, 선택적으로 연소 챔버의 정의된 영역으로 분사 제트가 향하도록 직각이 가변될 수 있다.
어셈블리는, 베이스가 그것의 외측면 상에 중앙에 위치하는 돌기, 바람직하게는 라운드-바디형, 오목형 또는 (부분적으로) 구형 형상을 포함한다면, 단순화된다.
구형으로 형상화된 밸브 바디가 물질적으로 필요에 따라, 밸브 바디와 접촉을 가져올 수 있고 니들로부터 분리된다면, 그리고 밸브 바디가 니들로부터 축방향으로 적어도 또한 쉬프트될 수 있는 방식으로 밸브 바디와 니들이 서로에 대하여 위치된다면 완전한 연료-분사 노즐이 향상될 수 있다. 만약 니들이 이제 예를 들어 구형으로 형상화된 밸브 바디 구조에 의해 승강된다면, 유체 즉 연료는 구형에 결합될 수 있고 연료가 관통공으로부터 탈출할 할 수 있도록 니들의 방향으로 관통공으로부터 그것을 제거할 수 있다.
여기서, 치수, 특히 메인 바디의 종방향 그루브의 축방향 길이와 밸브 바디의 외측 치수가, 관통공으로부터 가장 먼 메인 바디의 끝단으로부터 도입된 유체, 즉 휘발유나 디젤과 같은 액체 연료가 밸브 바디 주위로 흐르고 후속적으로 그것을 관통하여 탈출하도록 관통공으로부터 그것을 승강시키는 방식으로 조정된다면 특히 유리하다. 물론, 다중의 관통공의 경우에 밸브 바디가 모든 관통공들로부터 승강되고 이후 연료는 연료분사 미터링 장치로부터 모든 관통공들을 관통하여 탈출한다는 점이 고려될 수 있다. 연료분사 미터링 장치를 제조하기 위한 몰드가 또한 향상될 수 있다.
절연층의 표면 상에 적어도 하나의, 바람직하게는 반지름 방향으로 향하는 전해 유체 유도 그루브 및/또는 바람직하게는 폐쇄된, 예를 들어 원형의 (구멍이 있는) 단면을 갖는 물질을 관통하여 뻗어 있는 전해 유체 유도 채널이 있는 것이 유리하다.
전해 유체 유도 채널이 서로 직교하는 2개의 채널 부분들로부터 형성, 예를 들어 이들 중 하나가 축방향으로 뻗어있고 다른 하나가 반지름 방향으로 뻗어 있는 직교 방식으로 형성된다면 워크피스의 상측면 상의, 즉 연료분사 미터링 장치의 메인 바디의 변색부들(Discolourations)이 피해질 수 있다. 이 측면에서 채널 구성 그 자체가 유리하다. 직각성 또는 직교 방향에 기인하여, 낮은 레벨에서 유체 흐름 저항을 유지하는 것이 가능하다.
절연층 상에 돌출되는 결합부가 축방향으로 뻗어있는 세그먼트같은 절연부들에 의해 둘러싸이고, 이들 사이에서 캐소드의 액티브 영역들이 커버되지 않는다면, 유리하다. 이 방식에서, 제거 효과가 단지 특정 위치에서 발생할 수 있으며, 중공형 바디 어디에서든 발생하는 것은 아니다.
액티브 영역들이 캐소드 효과가 있고 전기적으로 대전되고/대전가능한 반지름 방향 외측 끝단면을 나타낸다면 유리하다.
만약 끝단면들이 오목형 또는 라운드형 형상인 경우, 캐소드의, 특히 결합부의 원래의 실리더같은 형상은 캐소드의 최종 형상이 가공에 의해 생성될 때 변화되지 않고 남겨질 수 있다.
몰드의 기능을 위하여, 연료분사 미터링 장치를 제조하는 방법에 있어서, 캐소드로 적용가능한 결합무의 중앙 바디로부터 반지름방향으로 돌출하는 날개같은 액티브 요소들에 의해 액트브 영역들이 형성된다면 유리하다.
여기서, 액티브 요소들이 중앙 바디의 일체형 요소들이거나 (대안적으로 또는 추가적으로) 포지티브-락킹, 강제-맞춤 또는 견고히 결합된 방식으로 분리된 요소들로서 메인 바디에 연결된다면 편리하다. 이 방식으로 이러한 몰드의 제조는 단순화될 수 있고 그것의 수명이 연장된다.
만약 액티브 요소들 간의 절연부들의 반지름 방향 외측 표면이 끝단면들과 플러쉬(flush)되거나 반지름 방향으로 쉬프트되거나 올려진다면, 바람직하다.
액티브 요소들이 그들의 단면에서 일정한 두께를 나타내거나 결합부 내를 향하여 더 두꺼워진다면, 유리하다.
두께가 유지되거나/ 축방향으로의 확장을 가로질러 동일하다면, 즉, 액티브 요소들은 종방향으로 보여질 때 일정한 두께를 나타낸다면, 제거 패턴은 예측가능하다.
유리한 실시예는 또한 몇몇의, 즉, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 그 이상의 액티브 요소들이 동일한 분포로 중앙 바디로부터 돌출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법은 예를 들어 단일 워크 스테이지에서, 적어도 하나의 종방향 그루브, 바람직하게는 복수의 종방향 그루브들이 메인 바디의 내측면 상에서 전기화학적 (가공) 방법에 의해 메인 바디에 적용되는 것으로 추가로 의도될 수 있다. 이 방식에서, 전류는 특정한 주기 내에서 완전한 종방향 그루브 또는 모든 종방향 그루브들을 생성하기 위해 캐소드에만 일단 인가되어야 한다. 여기서 캐소드를 갖는 몰드가 관통공이 외측면으로 확장되는 내측면으로부터, 예를 들어 터닝 또는 밀링과 같은 가공에 의해 생성된, 앞서 적용된 (포켓) 홀에 삽입되고, 위치가 정해진 후에 전해 유체의 삽입이 있는 (포켓) 홀에서는 전해 유체의 삽입을 가지고 메인 바디에 삽입될 때에도 캐소드 또는 (포켓) 홀의 내측면 상에 (정적) 제거 효과를 가지고 (포켓) 홀의 내측면 상에 (동적) 제거 효과를 가진다.
전해 유체가 우선 캐소드를 관통하여 메인 바디를 향하고 이후 그것 밖으로 이송된다면, 또는 (더 나은 옵션으로) 전해 유체가 우선 메인 바디 내로 향하고 이후 캐소드를 관통하여 그것 밖으로 이송된다면 또한 유리할 수 있다. 후자의 경우 특히, 제조동안 열의 생성이 낮은 레벨에서 유지될 수 있거나, 생성된 열이 분산될 수 있다. 이것은 워크피스의 정확성을 증대시킨다.
본 발명에 따른 몰드가 메인 바디에 삽입된다면, 결합부의 외측 표면과 메인 바디의 내측면 간의 갭이 대략 0.05mm 내지 0.5mm, 또는 바람직하게는 대략 0.1mm, 0.2mm 또는 0.3mm와 같이, 대략 수 마이크로미터인 것이 또한 유리하다.
궁극적으로 이것은 정적 ECM 공정 및 동적 ECM 공정을 가능하게 한다. 정적 ECM 공정의 경우에 있어서 캐소드는 워크피스(애노드)를 대신한다는 것이 주목된다. 캐소드는 완전히 절연된다. 그것은 단지 5개 내외의 커버되지 않은 포켓들이 회전 부분들에 적용되는 캐소드 표면을 갖는다. 동적 방식의 경우에 있어서, 캐소드는 미리 구멍이 형성된(pre-bored) 워크피스 내에 공급 속도에서 삽입되고, 이에 의해 삽입동안 포켓 윤곽(contour)이 생성된다. 바람직한 전해질 유도는 캐소드와 애노드 사이의 외측으로부터이고 이후 캐소드를 관통해 나간다.
캐소드의 파워 로스를 피하기 위하여 그리고 전해질/전해 보조제에 의한 파워 로스의 제거를 가능하게 하게 위해 적절한 물질이 선택되어야 한다. 전해질 흐름은 캐소드 형상의 조정/최적화에 의해 감소될 수 있다. 이것은 의도적이다.
캐소드 단면의 최적화는 메인 바디의 조정에 의해 달성될 수 있다.
밸브 바디가 리지들의 끝단면들을 따라 구르거나 활주하기 때문에, 내측으로 향하는 리지들의 끝단면들은 유도 표면들로 지정될 수 있다.
또한 본 발명은 이하와 같이 도면에 의해 보다 상세하게 설명된다. 도면은 서로다른 실시예를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료분사 미터링 장치를 나타내는데, 종방향 단면으로 묘사된 연료분사 노즐 내에 설치된 상태에 있다.
도 2는 연료 공급측으로부터 단지 연료분사 미터링 장치를 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 연료분사 미터링 장치를 관통하는 도 2의 라인 III를 따르는 종방향 단면도이다.
도 4는 도 3의 영역 IV의 확대도이다.
도 5는 도 3의 연료분사 미터링 장치를 관통하는 라인V를 따르는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 연료분사 미터링 장치를 제조하기 위한 본 발명에 따른 몰드의 사시도이다.
도 7은 캐소드로 작용하는 도 6a 및 도 6b의 몰드 구성의 결합부를 관통하는 단면도이다.
도 8은 캐소드로 작용하는 몰드 구성의 결합부의 도 7의 실시예의 변형예를 나타낸다.
도 9는 도 7의 결합부를 나타내는데, 날개 같은 액티브 요소들 간의 외측면 상에 절연 세그먼트가 없다.
도 10은 도 8의 결합부를 나타내는데, 도 9의 묘사와 유사하게, 절연 세그먼트들이 없다.
도 11은 연료분사 미터링 장치의 제조 방법의 초기 묘사를 나타낸다.
도 12는 연료분사 미터링 장치의 제조 방법의 변형예를 나타낸다.
도면들은 단지 개략적이고 본 발명을 설명하기 위해서만 제공된다. 동일한 요소들은 동일한 참조 번호가 붙여진다. 다양한 실시예들의 특징점들은 교환될 수 있다. 따라서 하나의 구체적 특징점은 다른 실시예에서 실현될 수 있다.
도 1은 연소 챔버에 가장 가까운 연료분사 노즐의 단면을 나타낸다. 이 연료분사 노즐(1)은 도시되지 않은 액추에이터에 의해 활성화될 수 있는데, 이는 솔레노이드, 마그네틱 컵, 오버몰드(overmould), 커넥터 핀들, 컨덕터 배럴들, 서포트 디스크들, O-링들, 클램핑 슬리브들, 조정 슬리브들, 내부 폴들, 커버들, 스톱 링들 및 유사한 요소들을 포함할 수 있다.
연료-분사 노즐(1)은 또한 밸브 슬리브(2)를 포함하고, 그 위에 실링 링과 같은 실리 요소(3)가 실장된다. 니들(4)과 같은 활성화 요소가 밸브 슬리브(2)의 내부에 위치될 수 있다. 니들(4)는 태핏으로 작용한다. 밸브 바디(5)는 연소 파워부에 가장 가까운 니들(4)의 끝단에 위치한다. 밸브 바디(5)는 구(6)로 설정되거나 구같은 형상이다. 밸브 바디(5)는 연료분사 미터링 장치(7) 내측에 위치한다. 여기서, 연료분사 미터링 장치(7)는 메인 바디(10)의 내측면(9) 상에 밸브 시트(8)를 형성한다. 메인 바디(10)는 밸브 슬리브(2)에 삽입되고, 바람직하게는 타이트하게 고정되고 추가적으로 또는 대안적으로 포지티브-락킹 방식(positive-locking manner)으로 고정된다. 메인 바디(10)는 근본적으로 견고하게 결합된, 강제-맞춤 또는 포지티브-락킹 방식으로 밸브 슬리브(2)에 부착될 수 있다.
컵같은 구성의 메인 바디(10)는 또는 확대된 형태로 도 2에 도시되어 있다. 그것은 베이스(12)에 의해 한쪽 끝단이 폐쇄된 둘레 벽(11)을 포함한다.
벽(11)이 있는 베이스(12)의 일체형 구조는 도 3에서 명확히 보여질 수 있다.
도 2로 돌아가서, 5개의 종방향 그루브들(13)이 도시된 것이 주목되고 이는 또한 포켓으로 지정될 수 있다. 종방향 그루브들(13)은 오목하고, 심지어 라운드형의 형상을 갖는다. 이들은 리지들(14)에 의해 서로로부터 분리된다. 리지(14)의 각 측면에 축방향으로 향하는 에지(15)가 있다.
에지들(15)는 구조에 있어서 뭉툭하고/라운드되어 있고, 특히 300~500㎛의 직경을 갖는다. 대략 100㎛ 내지 800㎛, 특히 대략 600㎛, 650㎛, 700㎛ 및 750㎛의 반지름값이 특별히 바람직하다. 종방향 그루브들(13), 에지들(15)의 곡률 및 그들에 의해 형성되는 리세스(16)의 형상은 정의되거나 전기화학적 가공법에 의해 단지 및/또는 확정적으로 야기된다.
또한 도 3에서 명확히 보여질 수 있는 바와 같이, 중앙 또는 중심 홈(17)이 배치된다. 홈(17)이 내측면(9) 상에 있는 반면, 홈(17)에 보완하여, 돌기(18)가 돔/볼 형상 또는 볼록체/돌출체의 형태로 외측면 상에 있다.
종방향 그루브들(13)은 내측면(9)의 전체 길이를 넘어 확장되지 않는 것이 도 3에서 명확하게 보여질 수 있다. 이 방식에서, 종방향 그루브들(13)은 종공-실린더형 벽부(19)와 베이스 가까이에 있는 전이 영역(21)까지의 챔퍼화된 영역(20) 사이에 뻗어있다. 종방향 그루브들/포켓들(13)이 (단지) 위치되는 챔퍼화된 영역(20)에 대한 적절한 경사각은 대략 5° 내지 10°이다.
이 각은 도 4에서 α로 표시되어 있다. 도 5는 또는 리지들(14)과 종방향 그루브들(13) 간의 규칙적인 교번을 나타낼 뿐만 아니라 리지들(14)의 영역에서 에지들/종방향 에지들(15)의 라운드 정도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 몰드(22)의 팁부를 나타낸다. 몰드(22)는 예를 들어 황동 재질의, 베이직 바디(23)를 나타낸다. 그것의 팁부를 향하여, 즉, 메인 바디로 삽입될 때, 돌기가 메인 바디(10) 내로 들어가도록, 베이직 바디(23)는 감소된 직경을 가지며 이 지점에서 결합부(24)로 정해진다. 결합부(24)는 베이직 바디(23)와 동일 물질, 바람직하게는 황동으로 제조된 중공형 코어(25)를 나타낸다. 외측면 상에서, 결합부(24)는 세그먼트 같은 절연부들(26)에 의해 둘러싸인다. 세그먼트 같은 절연부들(26)은 결합부(24)의 가까운쪽 끝단을 향하여 챔퍼화(chamfered) 또는 평평화(flattened)된다. 코어(25)로부터 돌출하는 액티브 요소들(28)의 반지름 방향 외측 끝단면(27)은 세그먼트 같은 결합부들(26) 사이의 표면으로 이동한다. 반지름 방향으로 끝단면들(27)로부터 유도하는, 전해 유체 유도 그루브들(30)이 링(29)에 구비된다. 링(29)은 절연 물질로 구조화되어 있고, 이에 의해 절연층(31)으로 작용한다. 링(29)은 캐소드로 작용하는 더 큰 직경의 베이직 바디(23)의 끝단에 있다. 결국 결합부(24)의 코어(25)를 형성하는 베이직 바디(23)는, 전기적으로 대전가능하고 보통 캐소드(32)로서 작용한다.
이 캐소드(32)는 또한 도 6b에 도시되어 있다.
도 7은 결합부(24)의 단면을 나타낸다. 여기서, 액티브 요소들(28)은 코어(25)의 튜브 같은 구조로부터 날개같이 돌출한다. 이 경우 코어는 예를 들어 0.2~0.3mm와 같은 상대적으로 얇은 벽 두께를 가진다.
일체형 액티브 요소들(28)은 그 후 그들의 끝단면들(27)에 전류를 전송하고, 캐소드(32)가 리세스/(포켓) 홀(16) 내부에 있거나 삽입되었을 때, 끝단면들(27)에서의 전류 발생 링은 메인 바디(10)의 내측면(9) 상에 있는 물질의 제거를 야기한다. 절연부들(26)은 이후 코어(25)와 연결된 2개의 일체형 액티브 요소들 사이에 항상 위치된다.
비록 이 케이스에서는 날개들/액티브 요소들(28)의 형상이 도 7에 도시된 실시예와는 다르지만, 이는 또한 도 8에 도시된 실시예의 케이스이다. 이 케이스에서 액티브 요소들(28)를 갖는 코어(25)의 단면은 보다 별-형상/포인세티아(poinsettia) 같아서, 액티브 요소들(28)이 코어(25)의 방향으로 확장된다.
도 9 및 도 10은 단면에서 결합부들(24)의 캐소드 물질들을 나타낸다. 공정동안 캐소드(32) 내에서, 전해 유체는 연료분사 미터링 장치(7)의 메인 바디(10) 내로 또는 그것의 외부로 흐른다. 이는 도 11 및 도 12에서 특히 명확하게 보여질 수 있다. 전해질 흐름은 화살표(33)에 의해 표시된다. 도 11 및 도 12에 도시된 실시예들에서, 전해 유체는 캐소드(32)의 내부를 관통하여 메인 바디(10)의 내부로 흐르고 그 후 전해 유체 그루브(30)를 통하여 바깥쪽으로(도 11 참조) 또는 전해 유체 채널(34)를 통하여 바깥쪽으로(도 12 참조) 흐른다. 그러나, 유체 흐름의 방향이 반전된다면 훨씬 큰 장점이 있다.
도 11에 따른 실시예에서, 절연층(31)과 마주보는 메인 바디(10)의 표면 상의 변색부는 위치 35로 도시되어 있다.
1 연료분사 노즐
2 밸브 슬리브
3 실링 요소
4 니들
5 밸브 바디
6 구
7 연료분사 미터링 장치
8 밸브 시트
9 내측면
10 메인 바디
11 벽
12 베이스
13 종방향 그루브/포켓
14 리지
15 에지 / 종방향 에지
16 리세스/(포켓)홀
17 홈
18 돌기
19 중공-실린더형 벽부
20 챔퍼화된 영역
21 전이 영역
22 몰드
23 기초 바디
24 결합부
25 코어
26 세그먼트같은 절연부
27 끝단면
28 액티브 요소
29 링
30 전해 유체 그루브
31 절연층
32 캐소드
33 전해 유체 흐름
34 전해 유체 채널
35 변색부

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 관통공을 갖는 메인 바디(10)를 포함하는 차량용 연료분사 미터링 장치로서, 상기 메인 바디(10)는 상기 관통공을 폐쇄 및 개방하기 위해 밸브 바디(5)와 상호작용하도록 구비되는, 메인 바디의 내측면(9) 상에 밸브 시트(8)를 형성하고, 축 방향으로 확장되는 복수의 종방향 그루브들(13)이 리지들(ridges)(14)에 의해 분리되는 메인 바디(10)의 내측면(9) 상에 구비되고, 상기 메인 바디(10)의 내측면(9)은 전기화학적 가공되어 있고,
    상기 리지들(14)이 전이 영역에서 상기 종방향 그루브들(13)로 전기화학적으로 라운드화되어 있으며, 상기 종방향 그루브들(13)은 중공-실린더형 벽부(19)와 챔퍼화된 영역(20) 내의 베이스에 인접한 전이 영역(21) 사이에 배열되어 있고, 상기 종방향 그루브들(13)이 위치하는 상기 챔퍼화된 영역(20)에 대한 상대적인 경사각이 5° 내지 10°사이인, 연료분사 미터링 장치(7).
  2. 제1항에 있어서,
    축 방향으로 확장되는 하나 이상의 종방향 그루브(13)가 전기화학적 가공법으로 상기 메인 바디(10)의 내측면(9) 상에 구비되는 것을 특징으로 하는, 연료분사 미터링 장치(7).
  3. 제1항에 따른 연료분사 미터링 장치(7) 및 팁부에 구형 방식으로 또는 라운드형, 오목형, 구형 또는 구의 부분 같은 형상을 갖는 태핏(tappet) 방식으로 그 내부에서 축방향으로 이동가능한 밸브 바디(5)를 갖는, 연료분사 노즐(1).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연료분사 노즐은 밸브 슬리브(2)를 포함하고, 상기 연료분사 미터링 장치(7)의 메인 바디(10)는 견고히 결합된, 포지티브-락킹(positive-locking) 또는 강제맞춤(force-fitting) 방식으로 상기 밸브 슬리브(2)의 끝단에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 연료분사 노즐(1).
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연료분사 노들은 니들(4)을 포함하고, 구형으로 형상화된 상기 밸브 바디(5)는 필요에 따라 상기 밸브 바디(5)와 접촉을 가져올 수 있는 상기 니들(4)로부터 분리된 물질로 형성되고, 상기 밸브 바디(5)가 상기 니들(4)로부터 축방향으로 적어도 쉬프트 될 수 있는 방식으로 상기 밸브 바디(5) 및 상기 니들(4)가 서로에 대하여 위치되는 것을 특징으로 하는, 연료분사 노즐(1).
  6. 제1항 또는 제2항에 따른 연료분사 미터링 장치(7)의 제조 방법으로서,
    적어도 하나의 관통공을 갖는 메인 바디(10)의 내측면(9)이 전기화학적 가공법에 의해 처리되고 상기 메인 바디(10)의 내측면(9) 상에 복수의 종방향 그루브들(13)이 축방향으로 확장되고 리지들(14)에 의해 서로 분리되도록 구비되고, 상기 리지들(14)은 종방향 그루브들(13)로의 전이 영역에서 전기화학적으로 라운드화되는, 방법.
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  8. 삭제
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