KR20150054762A

KR20150054762A - 분사 밸브를 위한 밸브 조립체와 분사 밸브

Info

Publication number: KR20150054762A
Application number: KR1020157003140A
Authority: KR
Inventors: 스테파노 필립피; 마르코 메치; 발레리오 폴리도리; 마우로 그란디
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-05-20
Also published as: CN104541049A; KR102096125B1; EP2700807A1; WO2014029619A1; EP2888470B1; US10578066B2; US20150260138A1; CN104541049B; EP2888470A1

Abstract

본 발명은, 분사 밸브(10)를 위한 밸브 조립체(11)로서, 중심 종축(L)을 포함하는 밸브 몸체(12) - 밸브 몸체(12)는 유체 입구 부분(42) 및 유체 출구 부분(40)을 갖춘 캐비티(18)를 포함함 - ; 캐비티(18) 내에서 축방향으로 이동가능한 밸브 니들(20) - 밸브 니들(20)은 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방지하고, 또 다른 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방출함 - ; 및 캐비티(18) 내에 배치되고 밸브 몸체(12)에 대해 밸브 니들(20)을 안내하도록 설계되는 안내 장치(46)를 포함하는 밸브 조립체(11)에 관한 것이다. 안내 장치(46)는 밸브 몸체(12)에 확고하게 결합되는 제1 가이드 요소(48)와 밸브 니들(20)에 확고하게 결합되는 제2 가이드 요소(50)를 구비한다. 제1 가이드 요소(48)는 제1 자기장을 갖는 자성 재료를 포함하고, 제2 가이드 요소(50)는 제2 자기장을 갖는 자성 재료를 포함하며, 제2 자기장은 제1 자기장과 반대 방향으로 배향된다.

Description

분사 밸브를 위한 밸브 조립체와 분사 밸브{VALVE ASSEMBLY FOR AN INJECTION VALVE AND INJECTION VALVE}

본 발명은 분사 밸브를 위한 밸브 조립체와 분사 밸브에 관한 것이다.

분사 밸브는 특히 그것들이 유체를 내연 기관의 흡기 매니폴드 내로 또는 직접 내연 기관의 실린더의 연소실 내로 주입하기 위해 배치될 수 있는 내연 기관용으로 널리 사용되고 있다.

분사 밸브는 다양한 연소 엔진의 다양한 요구를 충족시키기 위해 다양한 형태로 제조된다. 따라서, 예를 들어, 유체가 주입되는 방식에 기여하는 그것들의 길이, 그것들의 직경 및 또한 분사 밸브의 다양한 요소가 넓은 범위 내에서 변할 수 있다. 그것에 더하여, 분사 밸브는 예를 들어 전자기 액추에이터 또는 압전 액추에이터일 수 있는, 분사 밸브의 니들을 작동시키기 위한 액추에이터를 수용할 수 있다.

원하지 않는 배출물의 생성을 고려하여 연소 공정을 향상시키기 위해, 각각의 분사 밸브는 매우 높은 압력 하에서 유체를 주입하기에 적합할 수 있다. 이러한 압력은 가솔린 엔진의 경우에 예를 들어 최대 200 바의 범위 내이고 디젤 엔진의 경우에 2000 바 초과의 범위 내일 수 있다.

본 발명의 목적은 신뢰성 있고 정확한 기능을 용이하게 하는 분사 밸브와 분사 밸브를 위한 밸브 조립체를 생성하는 것이다.

이들 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시 형태가 종속항에 주어진다.

제1 태양에 따르면, 분사 밸브를 위한 밸브 조립체가 개시된다. 제2 태양에 따르면, 분사 밸브가 개시된다. 분사 밸브는 밸브 조립체와 전자기 액추에이터 유닛을 포함한다.

밸브 조립체는 중심 종축을 포함하는 밸브 몸체를 포함한다. 밸브 몸체는 유체 입구 부분과 유체 출구 부분을 갖춘 캐비티를 포함한다.

밸브 조립체는 또한 캐비티 내에서 축방향으로 이동가능한 밸브 니들을 포함하며, 이때 밸브 니들은 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방지하고, 또 다른 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방출한다. 액추에이터 유닛은 밸브 니들을 작동시키도록 설계된다.

밸브 조립체는 또한 캐비티 내에 배치되고 밸브 몸체에 대해 밸브 니들을 안내하도록 설계되는 안내 장치를 포함한다. 안내 장치는 밸브 몸체에 확고하게 결합되는 제1 가이드 요소와 밸브 니들에 확고하게 결합되는 제2 가이드 요소를 구비한다. 제1 가이드 요소는 제1 자기장을 갖는 자성 재료를 포함하고, 제2 가이드 요소는 제2 자기장을 갖는 자성 재료를 포함한다. 제2 자기장은 제1 자기장과 반대 방향으로 배향된다.

이는 안내 장치의 영역에서 밸브 니들과 밸브 몸체 사이의 접촉이 회피될 수 있는 이점을 갖는다. 특히, 안내 장치는 제1 및 제2 가이드 요소 사이의 갭을 포함한다.

그 결과, 밸브 니들과 밸브 몸체 사이의 총 마찰이 작게 유지될 수 있다. 그 결과, 밸브 니들과 밸브 몸체 사이의 마모가 적게 유지될 수 있다. 이는 분사 밸브의 우수한 동적 성능을 가져올 수 있다. 또한, 분사 밸브의 매우 우수한 장기 내구성 성능이 얻어질 수 있다. 또한, 안내 장치의 치수 정확도에 대한 요건이 작게 유지될 수 있다.

제2 자기장이 제1 자기장과 반대 방향으로 배향되는 것은 특히 제1 및 제2 자기장에 의해 제1 가이드 요소와 제2 가이드 요소 사이에 자기 척력(repellant magnetic force)이 달성되는 방식으로 제1 및 제2 가이드 요소가 자화됨을 의미한다. 바꾸어 말하면, 제1 가이드 요소는 특히 제1 및 제2 가이드 요소 사이의 갭을 유지시키기 위해 제1 및 제2 자기장의 상호작용에 의해 제2 가이드 요소를 밀어내도록 작동가능할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 가이드 요소는 편리하게는 영구 자석을 나타낼 수 있고, 제1 및 제2 가이드 요소의 동일한 명칭의 극 - 즉, 북극 또는 남극 - 이 서로 대면하도록 배치될 수 있다.

유리한 실시 형태에서, 제1 가이드 요소와 제2 가이드 요소는 서로 동축으로 배치된다. 유리하게는, 제1 및 제2 가이드 요소는 갭에 의해 서로 반경 방향으로 이격될 수 있다. 이는 안내 장치의 영역에서 밸브 니들과 밸브 몸체 사이의 접촉이 회피될 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 안내 장치의 소형의 구성이 얻어질 수 있다.

또 다른 유리한 실시 형태에서, 제1 가이드 요소는 요홈을 갖춘 링으로서 형상화되고, 제2 가이드 요소는 요홈 내부에 적어도 부분적으로 배치된다. 요홈은 특히 제1 가이드 요소의 중심 개구이고, 편리하게는 축방향으로 완전히 제1 가이드 요소를 통해 연장될 수 있다. 이는 밸브 몸체와 밸브 니들 사이의 마모 효과가 회피될 수 있는 이점을 갖는다. 밸브 니들과 밸브 몸체 사이의 영역에서의 마찰이 작게 유지될 수 있다.

제2 가이드 요소도 또한 링, 즉 특히 슬리브의 형상을 가질 수 있다. 밸브 니들은 편리하게는 링의 개구 내에 배치될 수 있다.

또 다른 유리한 실시 형태에서, 제2 가이드 요소는 밸브 니들의 폐쇄 방향으로 밸브 니들에 힘을 제공하기 위해 제1 가이드 요소에 대해 축방향으로 배치된다. 이는 밸브 조립체의 폐쇄가 안내 장치의 제1 가이드 요소와 제2 가이드 요소 사이의 자력에 의해 지원될 수 있는 이점을 갖는다.

또 다른 유리한 실시 형태에서, 제1 가이드 요소와 제2 가이드 요소는 반경 방향으로 자화된다. 특히, 제1 가이드 요소의 자북극(magnetic north pole)으로부터 제1 가이드 요소의 자남극(magnetic south pole)으로의 방향은 반경 방향 외향 방향이고, 제2 가이드 요소의 자북극으로부터 제2 가이드 요소의 자남극으로의 방향은 반경 방향 외향 방향과 반대되는 반경 방향 내향 방향이다. 남극과 북극은 교환돼도 좋다.

일 실시 형태에서, 밸브 몸체는 폴 피스(pole piece)를 포함한다. 예를 들어, 폴 피스는 밸브 몸체의 본체(base body) 내에 수용되고, 위치에 있어 본체에 대해 고정된다. 제1 가이드 요소는 폴 피스의 요홈 내에 수용된다.

일 실시 형태에서, 밸브 니들은 리테이너(retainer)를 구비한다. 리테이너는 밸브 니들의 샤프트와 일체일 수 있다. 대안적으로, 그것은 샤프트에 고정되는 별개의 피스일 수 있다. 리테이너는 특히 유체 입구 부분을 향하는 밸브 니들의 축방향 단부에 위치된다. 리테이너는 반경 방향으로 밸브 니들의 샤프트를 지나 돌출될 수 있다. 리테이너는 유체 입구 부분을 향하는 밸브 니들의 축방향 변위를 제한하기 위해 밸브 몸체, 특히 폴 피스와 상호작용하도록 작동가능할 수 있다. 리테이너는 밸브 조립체의 주 스프링을 위한 스프링 시트(seat)를 포함할 수 있다. 주 스프링은 밸브 니들을 유체 출구 부분을 향하여 편향시키도록 작동가능할 수 있다. 제2 가이드 요소는 바람직하게는 리테이너에 인접하거나 그것에 바로 인접하게 위치된다.

일 실시 형태에서, 밸브 조립체는 전기자를 포함한다. 전기자는 특히 밸브 니들의 폐쇄 위치 밖으로의 축방향으로, 예컨대 유체 출구 부분으로부터 멀어지는 축방향으로 밸브 니들을 변위시키기 위해 밸브 니들에 기계적으로 결합된다. 전기자는 밸브 니들의 샤프트에 고정될 수 있다. 대안적으로, 전기자는 밸브 니들에 대해 축방향으로 변위가능할 수 있다. 밸브 니들에 대한 전기자의 축방향 변위는 밸브 니들에 의해 포함되는 리테이너에 의해 제한될 수 있다. 전기자는 리테이너와의 기계적 상호작용에 의해 축방향으로 밸브 니들을 변위시키도록 작동가능할 수 있다.

일 실시 형태에서, 안내 장치는 유체 입구 부분을 향하여 축방향으로 전기자에 후속하여 위치된다. 특히, 제1 및 제2 가이드 요소 각각은 유체 입구 부분을 향하여 축방향으로 전기자에 후속하여 위치된다.

이러한 방식으로, 안내 장치는 비교적 무거운 전기자로부터 특히 작은 토크에 노출될 수 있다. 안내 장치가 밸브 니들의 유체 입구 단부에 인접하게 배치될 때 안내 장치에 의한 축방향 안내가 특히 정확할 수 있다.

대안적인 실시 형태에서, 안내 장치는 유체 출구 부분을 향하여 축방향으로 전기자에 후속하여 위치된다. 이러한 방식으로, 밸브 니들의 니들 팁의 특히 정확한 안내가 달성가능하다.

다른 실시 형태에서, 밸브 조립체는 유체 입구 부분을 향하여 축방향으로 전기자에 후속하여 위치되는 전술된 실시 형태 중 하나에 따른 제1 안내 장치와 유체 출구 부분을 향하여 축방향으로 전기자에 후속하여 위치되는 제2 안내 장치를 포함한다. 이러한 방식으로, 밸브 니들의 안내가 특히 정확한 안내일 수 있고, 마찰에 의한 특히 작은 손실을 수반할 수 있다.

본 발명에 의하면, 신뢰성 있고 정확한 기능을 용이하게 하는 분사 밸브와 분사 밸브를 위한 밸브 조립체가 제공된다.

이하에서는 본 발명의 예시적인 실시 형태가 개략적인 도면의 도움으로 설명된다.
도 1은 제1 예시적 실시 형태에 따른 밸브 조립체를 갖춘 분사 밸브를 종단면도로 도시한다.
도 2는 제1 실시 형태의 밸브 조립체의 단면의 확대도이다.
도 3은 종방향에 수직한 단면 평면 내에서의 제1 실시 형태에 따른 밸브 조립체의 안내 장치의 단면도이다.
도 4는 제2 예시적 실시 형태에 따른 밸브 조립체의 단면도이다.
도 5는 제2 예시적 실시 형태에 따른 밸브 조립체의 동적 거동의 다이어그램이다.
상이한 도면에 나타나는 동일한 설계와 기능의 요소는 동일한 도면 부호에 의해 식별된다.

특히 연료를 내연 기관에 주입하기에 적합한 분사 밸브(10)는 특히 밸브 조립체(11)를 포함한다.

밸브 조립체(11)는 중심 종축(L)을 갖는 밸브 몸체(12)를 포함한다. 밸브 몸체(12)는 본체(base body), 입구 관(14) 및 폴 피스(pole piece)(37)를 포함한다. 하우징(16)이 밸브 몸체(12) 주위에 부분적으로 배치된다.

캐비티(18)가 밸브 몸체(12) 내부에 배치된다. 폴 피스(37)는 캐비티(18) 내에 수용된다. 캐비티(18)는 밸브 니들(20)과 전기자(22)를 수용한다.

전기자(22)는 캐비티(18) 내에서 축방향으로 이동가능하다. 전기자(22)는 축방향으로 밸브 니들(20)로부터 분리된다. 밸브 니들(20)에 대한 전기자(22)의 축방향 변위는 유체 입구 부분(42)을 향하는 방향으로 리테이너(retainer)(23)에 의해 그리고 유체 출구 부분(40)을 향하는 방향으로 디스크 요소(21)에 의해 제한된다. 리테이너(23)는 밸브 니들(20) 주위에 칼라(collar)로서 형성된다. 리테이너(23)는 밸브 니들(20)에 확고하게 결합된다.

주 스프링(24)이 폴 피스(37) 내에 제공되는 요홈(26) 내에 배치된다. 주 스프링(24)은 리테이너(23)에 기계적으로 결합된다. 필터 요소(30)가 입구 관(14) 내에 배치되고, 주 스프링(24)을 위한 또 다른 시트(seat)를 형성한다. 분사 밸브(10)의 제조 공정 중에, 필터 요소(30)는 원하는 방식으로 주 스프링(24)에 예비하중을 인가하기 위해 입구 관(14) 내에서 축방향으로 이동될 수 있다. 이에 의해, 주 스프링(24)은 분사 밸브(10)의 분사 노즐(34)을 향하여 밸브 니들(20)에 힘을 가한다.

밸브 니들(20)의 폐쇄 위치에서, 그것은 시트 플레이트(32) 상에 밀봉가능하게 놓이며, 이에 의해 적어도 하나의 분사 노즐(34)을 통한 유체 유동을 방지한다. 분사 노즐(34)은 예를 들어 분사 구멍일 수 있다. 그러나, 그것은 또한 유체를 주입하기에 적합한 어떤 다른 유형을 가질 수 있다.

밸브 조립체(11)는 액추에이터 유닛(36)을 구비한다. 도시된 실시 형태에서, 액추에이터 유닛(36)은 전자기 액추에이터이다. 또 다른 실시 형태에서, 액추에이터 유닛(36)은 다른 유형, 예를 들어 압전 액추에이터일 수 있다. 액추에이터 유닛(36)은 바람직하게는 하우징(16) 내부에 배치되는 코일(38)을 포함한다. 또한, 전자기 액추에이터 유닛(36)은 전기자(22)를 포함한다. 하우징(16), 밸브 몸체(12)의 부품 - 특히 폴 피스(37) - 및 전기자(22)는 전자기 회로를 형성한다. 코일(38)이 통전될(energized) 때, 전기자(22)는 폴 피스(37)를 향하여 끌어당겨진다.

캐비티(18)는 시트 플레이트(32) 부근에 배치되는 유체 출구 부분(40)을 포함한다. 유체 출구 부분(40)은 밸브 몸체(12) 내에, 특히 입구 관(14) 내에 제공되는 유체 입구 부분(42)과 연통된다. 본 실시 형태에서, 폴 피스(37)는 유체 입구 부분(42)을 향하여 축방향으로 밸브 몸체(12)의 본체를 지나 입구 관(14) 내로 돌출된다.

단차부(step)(44)가 밸브 몸체(12) 내에 배치된다. 캐비티(18)의 직경은 단차부(44)의 상류에서의 - 즉, 유체 입구 부분(42)을 향하는 방향으로의 - 캐비티(18)의 직경이 단차부(44)의 하류에서의 - 즉, 유체 출구 부분(40)을 향하는 방향으로의 - 캐비티(18)의 직경보다 큰 방식으로 단차부(44)에서 변화한다.

밸브 조립체(11)는 캐비티(18) 내에 배치되는 안내 장치(46)를 구비한다. 안내 장치(46)는 밸브 몸체(12)에 대해 밸브 니들(20)을 안내할 수 있다.

안내 장치(46)는 제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)를 포함한다. 제1 가이드 요소(48)는 밸브 몸체(12)에 확고하게 결합된다. 도시된 실시 형태에서, 제1 가이드 요소(48)는 밸브 몸체(12) 내에 배치되는 단차부(44)에 확고하게 결합된다. 제2 가이드 요소(50)는 밸브 니들(20)에 확고하게 결합된다.

도시된 실시 형태에서, 제1 가이드 요소(48)는 요홈(52)을 갖춘 링으로서 형상화된다. 제2 가이드 요소(50)는 제1 가이드 요소(48)의 요홈(52) 내부에 부분적으로 배치된다. 제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)는 서로 동축으로 배치된다. 도 3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2 가이드 요소(48, 50)는 갭(49)에 의해 반경 방향으로 이격된다. 도시된 실시 형태에서, 제2 가이드 요소(50)는 축방향으로 밸브 몸체(12) 내의 유체 출구 부분(40)과 제1 가이드 요소(48) 사이에 배치된다.

제1 가이드 요소(48)는 제1 자기장을 갖는 자성 재료를 구비한다. 제2 가이드 요소(50)는 제2 자기장을 갖는 자성 재료를 구비한다. 각각의 자성 재료에 의해, 제1 및 제2 가이드 요소(48, 50)는 특히 영구 자석을 나타낸다.

제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)는 반경 방향으로 자화된다. 제2 가이드 요소(50)의 제2 자기장의 배향은 제1 가이드 요소(48)의 제1 자기장의 배향과 반대이다. 이는 본 실시 형태에서 제1 및 제2 가이드 요소(48, 50)의 자북극(magnetic north pole)(48N, 50N)이 서로 대면함으로써, 즉 그것들이 갭(49)을 향함으로써 달성된다. 제1 및 제2 가이드 요소(48, 50)의 자남극(magnetic south pole)(48S, 50S)은 서로 반대쪽을 향한다. 제1 가이드 요소(48)의 자남극(48S)은 종축(L)으로부터 멀리 떨어진 측에 배치되는 반면, 제2 가이드 요소(50)의 자남극(50S)은 종축(L)을 향하는 제2 가이드 요소(50)의 내주 표면에 배치된다. 따라서, 제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50) 사이의 척력(repulsive force)이 얻어질 수 있다. 제2 가이드 요소(50)는 이러한 척력에 의해 반경 방향으로 제1 가이드 요소(48)에 대해 중심 설정될 수 있다.

이하에서는, 분사 밸브(10)의 기능이 상세히 기술된다:

유체가 유체 입구 부분(42)으로부터 유체 출구 부분(40)을 향하여 안내된다.

밸브 니들(20)은 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치에서 밸브 몸체(12) 내의 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방지한다. 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치를 제외하고는, 밸브 니들(20)은 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 가능하게 한다.

코일(38)을 갖춘 전자기 액추에이터 유닛(36)이 통전되는 경우에, 액추에이터 유닛(36)은 전기자(22)에 전자기력을 인가할 수 있다. 전기자(22)는 코일(38)을 갖춘 전자기 액추에이터 유닛(36)에 의해 끌어당겨지고, 유체 출구 부분(40)으로부터 멀어지게 축방향으로 이동한다. 그 결과, 전기자(22)가 밸브 몸체(12)와 접촉하고, 전기자(22)의 운동이 중단된다. 전기자(22)는 밸브 니들(20)이 폐쇄 위치 밖으로 축방향으로 이동하도록 밸브 니들(20)을 그것과 함께 이동시킨다. 밸브 니들(20)의 폐쇄 위치를 제외하고는, 액추에이터 유닛(36)의 반대쪽을 향하는 분사 밸브(10)의 축방향 단부에서의 밸브 몸체(12)와 밸브 니들(20) 사이의 갭이 유로를 형성하고, 유체가 분사 노즐(34)을 통과할 수 있다.

액추에이터 유닛(36)이 통전해제되는(de-energized) 경우에, 주 스프링(24)은 밸브 니들(20)을 그것의 폐쇄 위치로 축방향으로 이동하도록 가압시킬 수 있다. 그것은 밸브 니들(20)이 그것의 폐쇄 위치에 있건 없건 간에 주 스프링(24)에 의해 유발되는 밸브 니들(20)에 대한 힘과 코일(38)을 갖춘 액추에이터 유닛(36)에 의해 유발되는 밸브 니들(20)에 대한 힘 사이의 힘 평형에 의존한다.

제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)의 반대 자기장으로 인해, 안내 장치(46)의 영역에서 밸브 니들(20)과 밸브 몸체(12) 사이의 접촉이 회피될 수 있다. 이에 의해, 밸브 니들(20)과 밸브 몸체(12) 사이의 마찰력이 작게 유지될 수 있다. 안내 장치(46)의 영역에서 밸브 몸체(12)와 밸브 니들(20) 사이의 접촉의 회피로 인해, 적어도 안내 장치(46)의 영역에서 밸브 몸체(12)와 밸브 니들(20) 사이의 마모가 회피될 수 있다. 따라서, 밸브 조립체(11)의 장기간의 적용 중에, 밸브 몸체(12)와 밸브 니들(20) 사이의 마찰력의 매우 낮은 변화가 얻어질 수 있다.

제1 가이드 요소(48)와 유체 출구 부분(40) 사이의 제2 가이드 요소(50)의 위치로 인해, 제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50) 사이의 자기 척력이 밸브 니들(20)을 그것의 폐쇄 위치에 이르도록 가압시키는데 지원할 수 있다.

제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)를 갖춘 안내 장치(46)로 인해, 분사 밸브(10)의 고장이 적게 유지될 수 있고, 분사 밸브(10)의 긴 수명이 가능하다.

도 4는 제2 예시적 실시 형태에 따른 분사 밸브(10)의 밸브 조립체(11)의 단면도를 도시한다. 이러한 제2 실시 형태의 밸브 조립체(11)와 분사 밸브(10)는 일반적으로 제1 실시 형태의 밸브 조립체(11)와 분사 밸브에 상응한다.

그러나, 본 실시 형태에서는, 안내 장치(46)가 유체 출구 부분(40)을 향하여 축방향으로 전기자(22)에 후속하여 위치되지 않는다. 오히려, 안내 장치(46)는 유체 입구 부분(42)을 향하여 축방향으로 전기자(22)에 후속하여 위치된다.

구체적으로, 제1 가이드 요소(48)는 폴 피스(37)의 요홈(26) 내에 수용된다. 특히, 축방향(L)으로 폴 피스(37)를 통해 완전히 연장되는 요홈(26)은 유체 출구 부분(40)을 향하는 폴 피스(37)의 단부에 인접한 단차부를 구비한다. 제1 가이드 요소(48)는 유체 출구 부분(40)을 향하는 방향으로 상기 단차부에 후속하여 위치된다. 제1 가이드 요소(48)는 폴 피스(37)의 요홈(26)의 단차부에 바로 인접할 수 있다.

제2 가이드 요소(50)는 그것이 유체 출구 부분(40)을 향하는 그것의 측에서 리테이너(23)에 인접한 방식으로 밸브 니들(20)에 고정된다. 따라서, 제2 가이드 요소(50)는 유체 입구 부분(42)을 향하여 축방향으로 밸브 니들(20)에 대한 전기자(22)의 축방향 변위를 제한하기 위해 전기자와 기계적으로 상호작용하도록 작동가능하다.

제1 실시 형태와는 대조적으로, 리테이너(23)는 본 실시 형태에서 밸브 니들(20)의 샤프트와 일체이다. 그러한 리테이너는 또한 밸브 조립체(11)의 제1 실시 형태와 다른 실시 형태에 적합하다. 마찬가지로, 밸브 니들(20)의 샤프트에 고정되는 별개의 피스인 리테이너(23)도 또한 본 실시 형태에 사용될 수 있다. 그러나, 본 실시 형태에서 리테이너가 밸브 니들(20)의 샤프트와 일체인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 리테이너(23)의 특히 작은 축방향 치수가 달성가능하여, 제2 가이드 요소(50)가 유체 입구 부분(42)을 향하는 밸브 니들(20)의 단부와 전기자(22) 사이에 위치되지만 니들(20)의 상기 단부와 전기자(22) 사이의 거리가 특히 작다.

도 5는 제2 실시 형태에 따른 분사 밸브(10)의 하나의 분사 이벤트(injection event) 중에 초 단위의 시간(T)의 함수로서 밸브 니들(20)의 미터 단위의 축방향 변위(D)(선 M)를 도시한다. 밸브 니들을 위한 종래의 안내 장치를 갖춘 유사한 분사 밸브에 대한 시간(T)의 함수로서의 축방향 변위(D)(선 C)가 그것과 비교된다.

도 5로부터 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 개방 과도(opening transient) - 좌측의 상승하는 측면(flank)에 해당함 - 와 폐쇄 과도(closing transient) - 우측의 하강하는 측면에 해당함 - 가 본 발명에 따른 분사 밸브(10)에 대해 더욱 빠르다. 이러한 방식으로, 유체의 특히 정확한 주입이 달성가능하고, 분사 이벤트당 특히 작은 최소 유체 주입량이 분배가능하다.

10: 분사 밸브 11: 밸브 조립체
12: 밸브 몸체 18: 캐비티
20: 밸브 니들 22: 전기자
23: 리테이너 36: 액추에이터 유닛
37: 폴 피스 40: 유체 출구 부분
42: 유체 입구 부분 46: 안내 장치
48: 제1 가이드 요소 50: 제2 가이드 요소
52: 요홈

Claims

분사 밸브(10)를 위한 밸브 조립체(11)로서,
- 중심 종축(L)을 포함하는 밸브 몸체(12) - 밸브 몸체(12)는 유체 입구 부분(42) 및 유체 출구 부분(40)을 갖춘 캐비티(18)를 포함함 - ;
- 캐비티(18) 내에서 축방향으로 이동가능한 밸브 니들(20) - 밸브 니들(20)은 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방지하고, 또 다른 위치에서 유체 출구 부분(40)을 통한 유체 유동을 방출함 - ; 및
- 캐비티(18) 내에 배치되고 밸브 몸체(12)에 대해 밸브 니들(20)을 안내하도록 설계되는 안내 장치(46)
를 포함하고,
안내 장치(46)는 밸브 몸체(12)에 확고하게 결합되는 제1 가이드 요소(48)와 밸브 니들(20)에 확고하게 결합되는 제2 가이드 요소(50)를 구비하며, 제1 가이드 요소(48)는 제1 자기장을 갖는 자성 재료를 포함하고, 제2 가이드 요소(50)는 제2 자기장을 갖는 자성 재료를 포함하며, 제2 자기장은 제1 자기장과 반대 방향으로 배향되고, 제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)는 반경 방향으로 자화되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체(11).
제1항에 있어서,
제1 가이드 요소(48)와 제2 가이드 요소(50)는 서로 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체(11).
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 가이드 요소(48)는 요홈(52)을 갖춘 링으로서 형상화되고, 제2 가이드 요소(50)는 요홈(52) 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체(11).
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
제2 가이드 요소(50)는 밸브 니들(20)의 폐쇄 방향으로 밸브 니들(20)에 힘을 제공하기 위해 제1 가이드 요소(48)에 대해 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체(11).
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 몸체(12)는 폴 피스(37)를 포함하고, 제1 가이드 요소(48)는 폴 피스(37)의 요홈 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체(11).
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 니들(20)은 유체 입구 부분(42)을 향하는 밸브 니들(20)의 축방향 단부에 위치되는 리테이너(23)를 구비하고, 제2 가이드 요소(50)는 리테이너(23)에 인접하게 또는 그것에 바로 인접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 니들(20)을 변위시키기 위해 밸브 니들(20)에 기계적으로 결합되는 전기자(22)를 추가로 포함하고, 안내 장치(46)는 유체 입구 부분(42)을 향하여 축방향으로 전기자(22)에 후속하여 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
밸브 니들(20)을 변위시키기 위해 밸브 니들(20)에 기계적으로 결합되는 전기자(22)를 추가로 포함하고, 안내 장치(46)는 유체 출구 부분(40)을 향하여 축방향으로 전기자(22)에 후속하여 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 따른 밸브 조립체(11)와 밸브 니들(20)을 작동시키도록 설계되는 전자기 액추에이터 유닛(36)을 구비하는 분사 밸브(10).