KR20150029596A

KR20150029596A - 유체 분사 밸브

Info

Publication number: KR20150029596A
Application number: KR20140120176A
Authority: KR
Inventors: 마르코 바르톨리; 스테파노 필리피; 마우로 그란디; 프란세스코 렌지; 발레리오 폴리도리
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2015-03-18
Also published as: CN104421084B; CN104421084A; US20150069151A1; EP2846032B1; EP2846032A1

Abstract

유체 분사 밸브(10)는 오목부(44)를 구비한 유체 입구 튜브(12) 및 길이 방향 중심 축선(L)을 포함하는 밸브 본체(20)를 포함한다. 상기 밸브 본체(20)는 유체 출구 부분(28)을 구비한 공동(24)을 포함한다. 더욱이, 분사 밸브(10)는 오목부(44) 내 및 공동(24) 내에 수용된 밸브 니들(22)을 포함한다. 밸브 니들(22)은 폐쇄 위치에서 유체 출구 부분(28)을 통한 유체 유동을 방지하고 다른 위치들에서 유체 출구 부분(28)을 통한 유체 유동을 방출하기 위해 밸브 본체(20) 및 유체 입구 튜브(12)에 대해 축방향으로 변위 가능하다. 분사 밸브(10)는 오목부(44) 내에 배열되고 밸브 니들(22)을 축 방향으로 이의 폐쇄 위치를 향하여 편향시키기 위해 밸브 니들(22)과 상호 작용하도록 작동 가능하며, 상기 스프링 요소(30)의 스프링 강도가 오목부(44) 내의 유체 압력에 따르도록 스프링 요소(30)가 구성된다.

Description

유체 분사 밸브 {FLUID INJECTION VALVE}

본 발명은 유체 분사 밸브에 관한 것이다.

분사 밸브들은 특히 내연기관들용으로 널리 사용되고 있으며, 내연기관에서 분사 밸브들은 유체를 내연기관의 흡기 매니폴드 내로 또는 내연기관의 실린더의 연소 챔버 내로 직접 투여하기 위해 배열될 수 있다.

분사 밸브들은 다양한 타입들의 연소기관들에 대한 상이한 요구들을 만족시키기 위해 다양한 형태들로 제조된다. 따라서, 예를 들면, 분사 밸브들의 길이, 분사 밸브들의 직경 및 유체가 투여되는 통로를 담당하는 분사 밸브의 다양한 요소들 모두 넓은 범위로 변경될 수 있다. 이에 부가하여, 분사 밸브들은 분사 밸브의 니들을 작동시키기 위한 액추에이터를 수용할 수 있으며, 이 액추에이터는 예를 들면 전자기 액추에이터 또는 압전 액추에이터일 수 있다.

본 발명은 목적은 간단한 방식으로 제조될 수 있고 확실하고 정밀한 기능을 가능하게 하는 분사 밸브를 명시하는 것이다.

이러한 목적은 독립 청구항의 특징들을 가지는 유체 분사 밸브에 의해 달성된다. 유체 분사 밸브의 다양한 실시예들이 종속항들에서 주어진다.

유체 분사 밸브가 명시된다. 유체 분사 밸브는 오목부를 구비한 유체 입구 튜브 및 중앙 길이 방향 축선을 포함하는 밸브 본체를 포함한다. 밸브 본체는 유체 출구 부분을 구비한 공동을 포함한다. 특히 오목부는 공동의 유체 출구 부분과 반대의 축방향 단부에 유체 입구 부분을 갖는다. 유체 입구 튜브 및 밸브 몸체는 바람직하게는 서로에 대해 위치가 고정된다. 오목부 및 공동은 유압식으로 연결된다. 편의상, 유체가 오목부의 유체 입구 부분으로부터 오목부를 통하여 공동 내로 그리고 추가로 공동의 유체 출구 부분으로 유동할 수 있도록 유체 분사 밸브가 구성될 수 있다. 유체 분사 밸브는 특히 유체 출구 부분으로부터 유체를 분배하기 위해 구성된다. 더욱이, 유체 밸브는 밸브 니들을 포함한다.

밸브 니들은 유체 입구 튜브의 오목부 내에 그리고 밸브 본체의 공동 내에 수용된다. 바람직하게는, 밸브 니들의 제 1 축방향 단부는 유체 입구 튜브의 오목부 내에 배열되고 밸브 니들은 상기 단부로부터 밸브 본체의 공동 내로, 그리고 특히 유체 출구 부분을 통하여 밸브 니들의 제 2 축방향 단부로 연장한다. 특히 제 2 축방향 단부는 공동을 넘어 길이 방향으로 돌출하고 바람직하게는 상기 제 2 축방향 단부는 밸브 본체를 넘어 길이 방향으로 돌출한다.

이러한 경우, 유체 분사 밸브는 특히 외부 개방 밸브이다. 즉, 유체 분사 밸브는 특히 유체 출구 부분에서 유체의 유동 방향으로 개방되도록 구성된다.

밸브 니들은 폐쇄된 위치에서 유체 출구 부분을 통한 유체 유동을 방지하기 위하여 밸브 본체 및 유체 입구 튜브에 대해 축방향으로 변위가능하고 다른 위치들에서 유체 출구 부분을 통하여 유체 유동을 방출한다. 외부 개방 밸브의 경우, 밸브 니들은 특히 밸브를 개방하기 위해 폐쇄 위치로부터 유체 출구 부분에서 위에서 언급된 유동 방향으로 축방향으로 멀리 이동한다.

분사 밸브는 스프링 요소를 포함한다. 스프링 요소는 오목부 내에 배열되고 밸브 니들을 폐쇄 위치를 향하여 편향시키기 위해 밸브 니들과 기계적으로 상호 작용하도록 가동된다. 특히, 스프링 요소는 이의 폐쇄 위치에서 축방향으로 밸브 니들을 이동시키고 및/또는 밸브 니들을 이의 폐쇄 위치로 유지하기 위하여 밸브 니들 상에 작용하도록 가동된다. 외부 개방 밸브의 경우, 스프링 요소는 특히 위에서 언급된 유동 방향에 대해 반대의 길이 방향으로 밸브 니들을 편향시키도록 가동된다.

스프링 요소의 스프링 강도가 오목부 내의 유체의 압력에 따르도록 스프링 요소가 구성된다. 편의상, 이의 스프링 강도가 유체 압력이 증가함에 따라 증가하고 유체 압력이 감소함에 따라 감소하도록 스프링 요소가 구성될 수 있다.

더욱 상세하게는, 유체 분사 밸브는 유체 입구 부분을 통하여 가압된 유체를 공급하도록 구성될 수 있어(예를 들면 유체 분사 밸브가 연결될 수 있는 연료 레일로부터), 오목부가 유체 분사 밸브의 작동 동안 가압 유체로 채워진다. 스프링 요소는 이의 스프링 강도가 오목부 내의 가압 유체의 압력을 따라 변화하는 방식으로 오목부 내의 가압 유체와 상호 작용하도록 구성될 수 있다.

예를 들면, 스프링 요소는 가압 유체와 상호 작용하기 위한 탄성적으로 변형가능한 재료를 포함할 수 있다. 특히, 스프링 요소는 유체가 압력에 따라 탄성적으로 변형가능한 재료의 형상 및/또는 탄성 모듈을 변화시키도록 탄성적으로 변형가능한 재료와 상호 작용하는 방식으로 구성될 수 있다.

본 개시물에 따른 유체 분사 밸브에 의해, 선단 밀봉 기능 및 폐쇄 기능을 항상 보장하도록 연료 압력과 관계 없이 니들 부하를 제어하는 것이 가능하다. 연료 압력에 따라 스프링 강도는 분사기의 더 신뢰가능한 폐쇄를 허용하고 연료 압력이 증가하는 경우 제어되지 않은 밸브 니들 개방을 회피하는데 도움이 된다. 이에 따라, 연료 분사 밸브는 높은 유체 압력들에서 의도되지 않은 개방 위험이 특히 낮다.

본 발명의 유체 분사 밸브는 또한 유체 압력들에서 부가 에너지 없이 또는 적은 양의 에너지로 분사 밸브를 작동하는 것을 가능하게 하는데, 이 유체 압력들은 유체 분사 밸브가 특정하는 최대 유체 압력보다 낮다. 종래의 분사 밸브들에서, 스프링 요소의 일정한 스프링력은 밸브 니들을 폐쇄 위치로부터 멀리 이동시키는 경향이 있는 유압력을 저지하기에 충분하게 되도록 최대 유체 압력에서 특정되어야 한다. 유압력이 저 유체 압력에서 낮을 때, 액추에이터 유닛은 이 같은 종래의 분사 밸브에서 일정한 스프링력에 대해 밸브를 개방하기 위해 부가적으로 유압력 차이를 공급하여야 한다.

이의 결과로서, 액추에이터 유닛 치수들은 본 개시물에 따라 유체 분사 밸브에서 작게 유지될 수 있으며 이에 따라 액추에이터가 더 빨라지기 때문에 최소의 제어가능한 연료 양이 감소될 수 있다. 액추에이터 유닛이 더 빨라진다는 사실은 또한 연속 분사들 사이의 최고 정지 시간을 가지고 다수의 분사들을 수행하는 것을 용이하게 하며, 이에 따라 층상 연소 급기(stratified combustion charge)를 지지한다. 전체 분사 밸브 크기가 제한될 수 있다. 예를 들면, 벨로우즈들 또는 건조 액추에이터와 같은 유압적으로 균형이 잡힌 요소들이 불필요하게 된다.

유용한 일 실시예에서, 밸브 니들은 스프링 받침대를 포함하고 스프링 요소는 밸브 니들의 스프링 받침대와 밸브 본체 사이에 배열된다. 이는 스프링 요소의 신뢰가능하고 정확한 배열을 허용한다.

추가의 유용한 일 실시예에서, 스프링 요소는 주어진 개수의 스프링 턴(spring turn)들을 구비한 코일 스프링을 포함하며 여기에서 각각의 스프링 턴들 사이의 코일 스프링의 축방향 연장의 적어도 일 부분을 따라, 탄성적으로 변형가능한 재료가 배열된다. 이에 의해, 연료 압력에 대한 스프링 강도의 바람직한 의존성(특히 증가하는 연료 압력에 따라 증가하는 강도)이 용이하게 달성될 수 있다.

추가의 유용한 일 실시예에서, 스프링 요소는 탄성 링 형상 튜브를 포함한다. 이는 분사 밸브의 용이하고 비용 효율적인 조립을 허용한다.

튜브는 특히 중공형이고 오목부에 대해 밀봉되는 내부를 갖는다. 내부는 공기와 같은 가스, 또는 추가 유체로 채워질 수 있다. 튜브의 내부의 가스 또는 추가 유체는 바람직하게는 오목부 내의 가압 유체의 압력과 상이한(특히 낮은) 압력을 갖는다.

유체 분사 밸브의 예시적인 실시예들은 개략적인 도면들의 도움으로 아래에서 설명된다.

도 1은 예시적인 제 1 실시예에 따른 밸브 조립체를 구비한 유체 분사 밸브를 길이 방향 단면도로 도시하며,
도 2a는 도 1에 따른 유체 분사 밸브의 스프링 요소 상에 작용하는 힘들을 설명하는 시력도(force diagram)를 도시하며,
도 2b는 도 1에 따른 유체 분사 밸브의 스프링 요소의 개략적인 길이 방향 단면도를 도시하며,
도 3은 예시적인 제 2 실시예에 따른 밸브 조립체를 구비한 유체 분사 밸브를 길이 방향 단면도로 도시하며,
도 4a는 도 3에 따른 유체 분사 밸브의 스프링 요소를 길이 방향 단면도로 도시하며,
도 4b는 도 3에 따른 유체 분사 밸브의 스프링 요소의 개략적인 길이 방향 단면도를 도시하며,
도 5a는 종래의 유체 분사 밸브 내의 밸브 니들의 부하 분포들을 도시하며,
도 5b는 본 개시물에 따른 유체 분사 밸브의 부하 분포를 도시한다.

상이한 도면에서 나타나는 동일한 설계 및 기능의 요소들은 동일한 도면 부호들로 표시된다.

도 1은 유체들을 투여하기에 적합한 분사 밸브(10), 즉 유체 분사 밸브를 도시하며, 이 유체 분사 밸브는 밸브 조립체(14) 및 입구 튜브(12) 및 액추에이터 유닛(여기서 도시 안됨)을 포함한다. 이러한 실시예의 분사 밸브(10) 또는 본 개시물에 따른 임의의 다른 실시예는 특히 내연기관으로 연료를 투여하기에 적합할 수 있다.

밸브 조립체(14)는 중앙 길이 방향 축선(L)을 구비한 밸브 본체(20)를 포함한다. 공동(24)은 밸브 본체(20) 내에 배열된다. 축 방향으로 가동되는 밸브 니들(22)은 공동(24) 내에 배열된다.

유체 입구 튜브(12)는 하나의 축방향 단부에 유체 입구 부분을 가지며 이의 반대의 축방향 단부에서 밸브 본체(20)에 고정된다. 공동(24)은 유체 입구 튜브(12)의 오목부(44) 및 연료 커넥터(여기서 도시안됨)에 유압식으로 커플링된다. 연료 커넥터는 내연기관의 고압 연료 챔버에 연결되도록 설계되고, 이 내연기관의 챔버 내에 고압 하에서 연료가 저장된다. 고압 챔버는 예를 들면 연료 레일일 수 있다.

분사 밸브(10)는 외부 개방 타입이다.

공동(24)의 자유 단부들 중 하나 상에, 밸브 니들(22)의 축방향 위치에 따라 폐쇄되거나 개방되는 유체 출구 부분(28)이 형성된다. 밸브 니들(22)의 폐쇄 위치 외부에, 유체 입구 튜브(12)를 등지는 분사 밸브(10)의 축방향 단부에서 밸브 니들(22)과 밸브 본체(20) 사이에 간극이 있다. 상기 간극은 밸브 노즐을 형성한다.

또한, 밸브 니들(22)은 하부 니들 부분(42)을 갖는다. 하부 니들 부분(42)은 그루브(46)를 갖는다. 그루브(46)는 기본적으로 고리형 형상을 갖는다. 그루브(46)는 유체 출구 부분(28)으로의 유체 유동을 허용한다.

유체 입구 튜브(12)를 등지는 하부 니들 부분(42)의 축방향 단부에서, 밸브 니들(22)은 팁 부분(50)을 갖는다. 바람직하게는, 팁 부분(50)은 예를 들면, 원추형, 절두-원추형 또는 반구형일 수 있다. 팁 부분(50)은 유체 출구 부분(28)을 통한 유체 유동을 방지하거나 가능하게 하기 위하여 밸브 본체(20)와 협동한다.

유체는 유체 입구 튜브(12)의 유체 입구 부분으로부터 오목부(44)를 통하여 그리고 추가로 공동(24)을 통하여 하부 니들 부분(42)으로 안내되어 그루브(46)를 통하여 밸브 니들(22)의 팁 부분(50) 근처의 유체 출구 부분(28)으로 안내된다. 밸브 니들(22)은 밸브 니들(22)의 폐쇄 위치에서 밸브 본체(20) 내의 유체 출구 부분(28)을 통한 유체 유동을 방지한다.

밸브 니들은 유체 출구 부분(28)을 폐쇄 위치로부터 유체 유동 방향으로 멀리 축방향으로 즉, 도 1에서 하방으로 변위 가능하다. 밸브 본체(20)를 넘어 길이 방향으로 돌출하는 팁 부분(50)은 니들이 폐쇄 위치 밖으로 변위될 때 밸브 본체(20)로부터 더 멀리 하류 방향으로 이동된다.

밸브 조립체(14)는 바람직하게는 전자-자기 액추에이터인 액추에이터 유닛(여기서 도시 안됨)이 제공된다. 그러나, 액추에이터 유닛(16)은 또한 이러한 목적을 위해 당업자에게 공지되는 다른 타입의 액추에이터를 포함한다. 이 같은 다른 타입의 액추에이터는 예를 들면 압전 액추에이터일 수 있다.

전자-자기 액추에이터 유닛은 바람직하게는 하우징(여기서 도시 안됨) 내부에 배열되는 코일(여기서 도시 안됨)을 포함한다. 더욱이, 전자-자기 액추에이터 유닛은 전기자(여기서 도시 안됨)를 포함한다. 예를 들면, 전기자는 밸브 니들(22)과 기계적으로 커플링되고 중앙 길이 방향 축선(L)을 따라 축방향으로 가동된다. 코일은 전기자와 상호 작용하도록 배열된다. 코일은 전기자가 유체 출구 부분(28)의 방향으로 이동하도록 설계 및 배열된다.

전기자는 전기자(3)에 대해 코일에 의해 발생된 리프트의 적어도 일 부분이 밸브 니들(22)로 전달되도록 밸브 니들(22)과 협동하여, 밸브 니들(22)을 이의 개방 위치로 이동시킨다.

스프링 요소(30)는 유체 입구 튜브(12) 내에 제공된 오목부(44) 내에 배열된다. 예를 들면, 밸브 니들(22)은 스프링 받침대(34)를 포함하며 스프링 요소(30)는 밸브 니들(22)의 스프링 받침대(34)와 밸브 본체(20) 사이에 배열된다. 예를 들면, 밸브 본체(20)는 스프링 요소(30)에 대한 보강 요소(brace element)를 포함한다. 보강 요소는 밸브 본체(20)와 일체로 형성될 수 있다. 밸브 본체(20) 및 밸브 니들(22)의 스프링 받침대(34)는 스프링 요소(30)를 지지한다. 스프링 요소(30)는 밸브 니들(22)이 축 방향으로 이의 폐쇄 위치로 이동하고 밸브 니들이 유체의 유압력에 대해 이의 폐쇄 위치에서 유지하도록 밸브 니들(22) 상에 작용하도록 배열된다. 스프링 요소(30)는 스프링 요소(30)의 스프링 강도가 오목부(44) 내의 유체 압력에 따르도록 구성된다.

스프링 요소(30)는 상류 길이 방향으로 밸브 니들(22)을 강제할 수 있다. 액추에이터 유닛(16), 특히 코일에 전원이 끊어질 때, 스프링(30)은 상류 축방향에서 이의 폐쇄 위치(k)로 이동하도록 밸브 니들(22)이 강제되도록 작동 가능하다.

도 1에 도시된 실시예에서, 스프링 요소(30)는 탄성 링-형상 튜브(56)를 포함한다. 바람직하게는, 링-형상 튜브(56)는 중공형 튜브이다. 튜브의 내부는 특히 오목부(44)로부터 밀봉되며, 즉 오목부(44)로부터 유압적으로 분리된다. 예를 들면, 유체 분사 밸브(10)로부터 분배되는 유체와 동일한 유체 또는 다른 종류의 유체일 수 있는 추가 유체 또는 공기와 같은 가스로 채워질 수 있다.

도 2a는 오목부(44) 내의 유체의 연료 압력에 따라 스프링 강도의 변경을 설명하는 시력도의 일 예를 도시한다.

오목부(44) 내의 가압 유체의 연료 압력(p_F)은 링 형상 튜브(56)의 표면(A) 상에 작용하고 상기 표면(A) 상에 힘(F)을 발생시킨다. 힘(F)은 링 형상 튜브(56)의 주변을 따라 변형력(U)을 일으킨다. 변형력(U)은 이의 벡터 성분들로 분리될 수 있다. 이러한 구성요소들 중 하나는 길이방향 축력(V)이다.

결과적인 스프링 강도는 아래의 방정식(eq.)에 의해 계산된다:

여기서, p_F는 연료 압력이고 PO는 링 형상 튜브(56) 내부의 가스 또는 추가 유체의 압력이어서, p_F-PO는 유효 연료 압력을 나타낸다. Ao는 유효 표면이다. KO는 기본 스프링 강도이어서, p_F가 PO와 동일한 상태 하에서 부하(L)가 인가될 때 거리(δ)만큼 링 형상 튜브(56)의 압축을 나타낸다. K*는 p_F가 PO와 동일하지 않을 때 결과적인 스프링 강도이다.

길이 방향 축력(V)은 니들 폐쇄 기능을 지지하는 힘 구성성분이다. 결론적으로, 유체 압력(p_F)에서의 증가는 증가된 길이 방향 축력(V)을 초래한다.

방정식(eq.) 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 결과적인 스프링 강도(K*)는 길이방향 축력(V)에 따라 증가한다.

도 2b는 링 형상 튜브(56) 상의 유효 연료 압력(p_F-PO)으로부터 초래되는 힘들의 일 예를 도시한다. 상기 힘들은 도 2b에서 화살표들에 의해 대략적으로 표시된다.

도 3은 스프링 요소(30)의 다른 실시예를 구비한 분사 밸브(10)를 도시한다. 스프링 요소(30)는 주어진 개수의 스프링 턴(spring turn; 52)들을 구비한 코일 스프링을 포함하며, 여기에서 각각의 스프링 턴(52)들 사이의 코일 스프링의 축방향 연장부의 적어도 일 부분을 따라, 탄성적으로 변형가능한 재료(54)가 배열된다. 도 3에서, 탄성적으로 변형가능한 재료(54)는 예를 들면 각각의 스프링 턴(52)들 사이의 코일 스프링의 전체 축방향 연장부를 따라 배열된다. 스프링 턴(52)들은 예를 들면 길이 방향으로 각각 상류 및 하류를 향하는 상단 표면 및 하단 표면으로부터를 제외하고 바람직하게는 탄성적으로 변형가능한 재료(54) 내에 완전히 매립된다. 스프링 턴(52)들은 상단 표면 및 하단 표면에서 노출될 수 있다. 이는 스프링 요소(30)의 특히 정밀한 위치 설정을 허용할 수 있다.

도 4a는 향상된 예시를 위해 부분 절개된 탄성적으로 변형가능한 재료(54)를 구비한 코일 스프링의 사시도를 도시한다. 도 4b는 탄성적으로 변형가능한 재료(54)를 구비한 코일 스프링의 횡단면도를 도시한다.

편의적으로, 밸브 본체(20)의 스프링 시트와 밸브 니들(22)의 스프링 시트(34) 사이의 거리(d_H)가 최대일 때, 즉 밸브 니들(22)이 본 실시예에서 폐쇄 위치에 있을 때 스프링 요소가 압축되도록 스프링 요소(30)가 치수화될 수 있다.

탄성적으로 변형가능한 재료(54)는 고무를 포함할 수 있거나 고무로 이루어질 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 탄성적으로 변형가능한 재료(54)는 플라스틱을 포함할 수 있다. 연료 압력이 증가할 때, 스프링 턴(52)들 사이에 배열되는 탄성적으로 변형가능한 재료(54)는 더 강성이 된다. 또한, 이러한 배열에 의해, 연료 압력이 증가함에 따라 스프링 강도가 증가하는 것을 달성하며, 이는 연료 압력이 증가할 때 니들이 더 큰 힘에 의해 이의 폐쇄 위치에 유지되는 결과를 갖는다. 화살표들은 연료 압력의 방향을 표시한다.

도 5a 및 도 5b는 종래의 밸브(도 5a) 및 상기 실시예들에 따른 연료 분사 밸브들(도 5b)의 밸브 니들(22)의 부하 분포들을 도시한다. 밸브 니들(22) 상에 작용하는 뉴턴(N) 단위의 힘(F_N)은 이 도면들에서 바(bar) 단위의 연료 압력(p_F)에 따라 도시된다. 양의 부호를 구비한 힘(F_N)들은 밸브 니들(22)을 폐쇄 위치로부터 멀리 강제하는 경향이 있다. 음의 부호를 구비한 힘(F_N)들은 밸브 니들을 폐쇄 위치를 향하여 편향시킨다. 절대 힘 및 압력 값들은 단지 예시적인 것으로서 이해되어야 하고 유체 분사 밸브의 요구들에 따라 변화될 수 있다.

점선은 오목부(44) 내 및 공동(24) 내의 가압 유체에 의해 발생된 밸브 니들(22) 상의 유압 부하(H)를 나타낸다. 점선은 밸브 니들(22)을 폐쇄 위치를 향하여 편향하는 스프링 요소(30)의 스프링 부하(S)를 나타낸다. 실선은 유압 부하(H) 및 스프링 부하(S)를 부가하여 초래하는 밸브 니들(22)의 총 니들 부하(T)를 나타낸다.

도 5a에서, 종래 분사 밸브의 스프링 요소(30)는 일정한 스프링 강도를 갖는다.

총 니들 부하(T)를 나타내는 실선이 연료 압력(p_F)를 나타내는 x-축선을 횡단할 때, 코일 활성화 없이 분사 밸브를 개방한다(도 5a의 하방으로 향하는 화살표에 의해 표시된 위치 참조). 이는 제어가능하지 않은 작동 상태이다.

도 5b에서, 상기 실시예들에 따른 유체 분사 밸브(10)의 스프링 요소(30)는 가변 스프링 강도를 포함한다. 스프링 강도는 유체 압력(p_F)이 증가함에 따라 증가한다. 스프링 강도에서의 증가는 스프링 강도가 유체 압력(p_F)에 따른 유압 부하의 증가를 보충하거나 과잉 보충하도록 구성된다. 이러한 경우, 총 니들 부하(T)를 나타내는 실선은 어느 지점에서도 x-축선을 횡단하지 않는다. 분사 밸브는 코일 활성화 없이 개방되지 않는다. 스프링 강도 증가가 유압 로드 증가를 보충할 때, 스프링 요소(30)의 스프링 로드(S) 및 유압 로드(H)는 동일한 구배를 갖는다. 총 니들 부하(T)는 이러한 경우 연료 압력(pF)과 무관한다. 구배들이 상이한 경우, 즉 유압 부하 증가의 과잉 보충의 경우, 유체 분사 밸브의 작동 압력의 압력 범위가 추가로 증가될 수 있다.

Claims

유체 분사 밸브(10)로서,
오목부(44)를 구비한 유체 입구 튜브(12),
길이 방향 중심 축선(L)을 포함하는 밸브 본체(20)로서, 상기 밸브 본체(20)는 유체 출구 부분(28)을 구비한 공동(24)을 포함하는, 밸브 본체(20),
상기 유체 입구 튜브(12)의 오목부(44) 내 및 밸브 본체(20)의 공동(24) 내에 수용된 밸브 니들(22)로서, 상기 밸브 니들(22)은 폐쇄 위치에서 상기 유체 출구 부분(28)을 통한 유체 유동을 방지하고 다른 위치들에서 상기 유체 출구 부분(28)을 통한 유체 유동을 방출하기 위해 유체 입구 튜브(12) 및 밸브 본체(20)에 대해 축방향으로 변위 가능한, 밸브 니들(22), 및
상기 오목부(44) 내에 배열되고 상기 밸브 니들(22)을 이의 폐쇄 방향을 향하여 축 방향으로 편향시키기 위해 상기 밸브 니들(22)과 상호 작용하도록 작동 가능한, 스프링 요소(30)를 포함하며,
상기 스프링 요소(30)의 스프링 강도가 상기 오목부(44) 내의 유체 압력에 따르도록 상기 스프링 요소(30)가 구성되는,
유체 분사 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브 니들(22)은 스프링 받침대(34)를 포함하고, 상기 스프링 요소(30)는 상기 밸브 니들(22)의 스프링 받침대(34)와 상기 밸브 본체(20) 사이에 배열되는,
유체 분사 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스프링 요소(30)는 탄성적으로 변형가능한 재료(54, 56)를 포함하고 상기 스프링 요소(30)의 스프링 강도가 유체와 상호 작용하는 상기 탄성적으로 변형가능한 재료(45, 56)에 의해 상기 오목부(44) 내의 유체의 압력에 따르도록 구성되는,
유체 분사 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 스프링 요소(30)는 주어진 개수의 스프링 턴(52)들을 구비한 코일 스프링을 포함하며, 각각의 상기 스프링 턴(52)들 사이의 상기 코일 스프링의 축방향 연장부의 적어도 일 부분을 따라, 상기 탄성적으로 변형가능한 재료(54)가 배열되는,
유체 분사 밸브.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링 요소(30)는 탄성 링-형상 튜브(56)를 포함하는,
유체 분사 밸브.
제 5 항에 있어서,
상기 튜브(56)는 중공형이고 상기 오목부(44)에 대해 밀봉되는 내부를 갖는,
유체 분사 밸브.
제 6 항에 있어서,
상기 내부는 가스 또는 추가 유체로 채워지는,
유체 분사 밸브.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 출구 부분(28)에서 유체의 유동 방향으로 개방되도록 구성되고, 상기 스프링 요소(30)는 상기 유동 방향에 대해 반대의 길이 방향으로 상기 밸브 니들(22)을 편향시키도록 작동 가능한,
유체 분사 밸브.