BRPI0914857A2

BRPI0914857A2 - injetor de combustível

Info

Publication number: BRPI0914857A2
Application number: BRPI0914857-4A
Authority: BR
Inventors: Matthias Burger
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2020-08-18
Also published as: WO2009153087A1; RU2541484C2; EP2294309A1; DE102008002527A1; EP2294309B1; CN102066741B; RU2011101635A; CN102066741A

Abstract

INJETOR DE COMBUSTÍVEL. A presente invenção refere-se a um injetor de combustível, especialmente um injetor Common-Rail, para a injeção de combustível no compartimento de combustor de um motor de combustão, com uma conexão de reciclagem de combustível (10) e um elemento de válvula injetora (13), inteiriço ou de várias seções, regulável em uma posição aberta e uma posição fechada, elemento este que ao menos em determinados segmentos está integrado em um compartimento de alta pressão (8), previsto dentro de um corpo do injetor (19). De acordo com a invenção, está previsto em sentido radial entre o compartimento de alta pressão (8) e o corpo do injetor (19) um componente anelar (42) no qual durante a operação do injetor de combustível, a pressão de combustível, ao menos temporariamente, é menor do que a pressão de combustível do compartimento de alta pressão (8) e superior à pressão de combustível na conexão de reciclagem de combustível (10).

Description

Relatório Descritivo da Patente de lnvenção para "INJETOR DE

W

H . - - COMBUSTÍVEL". e Estado da Técnica A presente invenção refere-se a um injetor de combustivel, es- 5 pecialmente um injetor Common-Rail, para a injeção de combustível em um compartimento de combustão de um motor de combustão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Para a preservação de valores-limite de substâncias nocivas tem a mais alta prioridade no desenvolvimento dos motores de combustão. Pre- lO cisamente o sistema de in jeção Common-Rail contribui de maneira importan- te para reduzir as substâncias nocivas. A vantagem dos sistemas Common- w Rail reside na sua independência da pressão de injeção das rotações e da ~ m carga. Para a preservação de valores futuros de gases de escape, todavia, precisamente nos motores diesel torna-se necessário um aumento importan- 15 te da pressão de injeção. lnjetores de combustível mais recentes são mencionados no do- cumento DE 10 2077 021 330, relativamente a um injetor de combustivel ali indicado, são conformados com reduzido Índice de vazamento, sendo que é renunciado um estágio de baixa pressão no elemento da válvula injetora. 20 Componentes como o corpo do injetor (componente da carcaça) são sujeitos à alta pressão em toda a sua superfície, como que, em comparação com injetores de combustível anteriores, surge uma situação de carga totalmente nova. Precisamente nas pressões Rail, além de 200 MPa(2000 bar), não constitui problema, apenas deslocamentos de componentes de construção, 25 porém, também falhas de material em pontos e praticamente não chamam a atenção como, por exemplo, em uma perfuração central no corpo da unidade injetora resultam em falhas. Essas falhas são condicionadas a estatísticas, precisamente quando um componente for construído com pressão, em toda a sua área fica cada vez mais provável que este componente falhará em 30 condições de solicitação de pressão elevada, em virtude de uma falha na sua estrutura. Esta forma de falha pode ser apenas avaliada com dificuldade por processos de cálculos convencionais, porque a falha não se apresenta

""- ± em determinados pontos, caraderizados por um pico de tensão, porém se

+ . - - apresenta em pontos menos críticos em relação à distribuição da tensão. . Portanto, para a produção de injetores de combustível para pressões de injeções mais altas, essencialmente superiores a 200 MPa 5 (2000 bar), torna-se necessário empregar materiais especiais extremamente dispendiosos, sendo que não apenas o material em si, mas também o seu preparo está vinculado a custo elevados.

Descrição da Invenção Tarefa Técnica 10 A presente invenção tem como objetivo propor um injetor de combustível, configurado para pressões de injeção mais altas.

Preferencial- w mente esta unidade deve poder ser produzida com materiais convencionais

. como, por exemplo, aço C45. Solução Técnica 15 Esta solução será solucionada com injetor de combustivel com as características da reivindicação 1. Ampliações vantajosas da invenção são indicadas nas reivindicações dependentes.

Estão enquadradas no con- texto da invenção todas as demais combinações de, ao menos, duas carac- terísticas reveladas na descrição, nas reivindicações e/ou nas figuras. 20 A invenção tem como objetivo prever um compartimento anelar, em posição radial entre o corpo do injetor (parte da carcaça) e uma câmara de alta pressão preferencialmente configurada como acumulador de pressão Rail no lado do injetor (Minirail), sendo que neste compartimento anelar, de maneira permanente ou temporária, reina uma pressão de combustivel me- 25 nor do que no compartimento de alta pressão e uma pressão de combustível maior do que na faixa de baixa pressão do que no injetor de combustível.

Consegue-se desta maneira que na parede circunferencial que limita o com- partimento anelar em sentido radial na parte interna esteja atuante apenas a pressão d iferencial resultante da pressão do combustível no compartimento 30 de alta pressão e da pressão de combustível no compartimento anelar.

A carga atuante sobre o corpo da injeção situada externamente também é re- duzida, porque este está exposto apenas à pressão de combustlvel reinante

""- no compartimento anelar.

Pela previsão de um compartimento anelar com - - pressão hidráulica menor do que o compartimento de alta pressão, a pres- . - - são será, portanto, reduzida de uma posição radial interna para uma posição radial externa, de maneira gradual, de maneira que solicitações críticas de 5 material podem ser evitadas.

Torna-se possÍvel desta maneira que também o corpo de injeção possa ser utilizado para injetores de combustível configu- rados para cargas bem acima de 200 MPa (2000 bar), empregando materi- ais convencionais como aço C45, especialmente quando a pressão do com- bustível no compartimento anelar não ultrapassar eventualmente 180 MPa 10 (1800 bar). Caso a pressão no compartimento de alta pressão do injetor de combustível precise ser, por exemplo, no máximo de 200 MPa (2000 bar), ¶ será suficiente normalmente que o diferencial de pressão entre o comparti-

- mento anelar e o compartimento de alta pressão seja de aproximadamente 20 MPa (200 bar). 15 É especialmente preferida uma forma de realização do injetor do combustível na qual a pressão reinante no compartimento anelar durante a operação do injetor de combustível fica, no mínimo, na metade tão intensa como a pressão no compartimento de pressão, a fim de que desta maneira, a separação entre o compartimento anelar e o compartimento de alta pres- 20 são não seja solicitada além do aceitável.

É especialmente preferida uma forma de realização na qual a partir do volume de abastecimento de combustível oriundo de um reservató- rio de alta pressão de combustível externo (Rail) de onde é alimentada seja conduzido imediatamente no compartimento de alta pressão.

De preferência, 25 para tanto, está previsto um canal que transfixa o compartimento anelar em direção radial, e que, por exemplo, é formado pelo componente do injetor que limita em posição radial interna o referido compartimento anelar.

De maneira preferencial trata-se no injetor de combustível de um chamado injetor com reduzido Índice de vazamento, preferencialmente sem 30 estágio de baixa pressão permanente, atuante sobre o elemento da válvula configurada em uma ou em várias seções e que gera uma força de fecha- mento hidráulica.

Esses injetores de combustível serão preferencialmente

"- conformados com um elemento de válvula in jetora longo, cuja projeção axial

- preferencialmente é do mínimo de 50%, preferencialmente no mínimo 60 ou .. 70% da projeção axial do referido injetor de combustível.

No caso, é preferi- da uma forma de concretização especial na qual o compartimento de alta 5 pressão no qual está integrado o elemento da válvula injetora se estenda axialmente até um conjunto de orifício de bocal, sendo que o compartimento de alta pressão, em caso de necessidade, pode ser subdivido em dois seg- mentos espaciais axialmente adjacentes, entre os quais está integrado um estrangulador de fechamento a fim de reduzir a pressão do combustivel na 10 faixa de um pico de elemento de válvula injetora, sendo esta redução de a-

, proximadamente 10 (100 bar) até 20 MPa (200 bar), a fim de que, desta ma- neira, possa ser produzido um componente de força de fechamento hidráuli- co.

De modo especialmente preferido na forma de concretização, na qual o compartimento de alta pressão se projeta axialmente até em um corpo de 15 bocal vizinho em sentido axial relativamente do corpo do injetor, sendo que nesta hipótese também pode ser concretizada uma forma de realização, na quaí um compartimento anelar com pressão reduzida, conformado entre o corpo do injetor e o compartimento de alta pressão, se estende axialmente até o interior do corpo do bocal. 20 Para obter a necessária pressão no compartimento anelar, pode- se imaginar prover uma combinação de estrangulamento ligada em série que consiste ao menos em um estrangulador adutor do compartimento ane- lar e ao menos em um estrangulador de um escoamento de um comparti- mento anelar, sendo que através do estrangulador de alimentação do com- 25 partimento anelar, em regime de alta pressão, especialmente no mínimo a- proximadamente sob pressão de Rail, o combustível com estas especifica- ções possa afluir para o compartimento anelar.

Através do estrangulador de escoamento do compartimento anelar, pode, por sua vez, escoar combustí- vel do compartimento anelar na direção da região de baixa pressão do inje- 30 tor de combustível, sendo que as seções de fluxo de passagem de ao me- nos um estrangulador alimentador do compartimento anelar e ao menos de um estrangulador de escoamento anelar são de tal modo dimensionadas

""- que o diferencial de pressão desejado entre o compartimento anelar e o - . compartimento de alta pressão seja concretizado.

Este mecanismo de redu- -- ção de pressão pode ser comparado com a redução já conhecida da pres- são do compartimento de controle, como é conhecido de injetores de com- 5 bustível com comando auxiliar.

A diferença essencial reside em que a pres- são do compartimento anelar, comparada com a pressão de compartimento de controle, não exerce influência sobre o comportamento de injeção do inje- tor de combustível, de maneira que em relação ao menos a um estrangula- dor do compartimento anelar e ao menos um estrangulador do compartimen- lO to anelar, poderá ser formulada uma exigência de precisão menor na produ-

, ção.

Será especialmente vantajoso que ao menos um estrangulador alimen- tador do compartimento anelar e/ou ao menos um estrangulador de escoa- mento do compartimento anelar sejam construidos através de uma condu- ção e/ou uma fenda de vazamento, com o qual etapas adicionais de traba- 15 Ihos para a produção das perfurações do estrangulador podem ser poupa- das.

Naturalmente, também é possÍvel realizar ao menos um dos estrangu- ladores como perfuração de estrangulamento.

Ao menos um estrangulador de escoamento do compartimento anelar também poderá ser substituído ou formado por uma válvula de sobre- 20 pressão que posteriormente ainda será explicitada.

É especialmente preferida uma forma de realização do injetor de combustível, na qual a pressão reinante no compartimento anelar durante todo o tempo da operação não será reduzida em relação à pressão no com- partimento de alta pressão, porém, apenas em ocasiões nas quais a pressão 25 no compartimento de alta pressão ultrapassa o limite crítico.

Via de regra, isso apenas acontece quando o motor de combustão for operado em regime de plena carga.

Expresso de outra maneira é preferida uma forma de reali- zação na qual a pressão reinante no compartimento anelar, comparada com a pressão reinante no compartimento de alta pressão, somente está reduzi- 30 da, ou seja, será reduzida a ultrapassar uma pressão mínima, especialmente de aproximadamente 180 MPa (1800 bar)- Esta exigência pode ser concretizada em termo de construção

""· a pelo fato de que na direção do fluxo do combustível, entre o compartimento

· anelar e a faixa de baixa pressão do injetor de combustível seja integrada ao .- . " menos uma válvula de sobrepressão, preferencialmente conformada como válvula de repercussão- No caso, é preferida uma forma de realização espe- 5 cial na qual a válvula de sobrepressão é conformada de tal maneira que no estado aberto atua como estrangulador de escoamento do compartimento anelar, de maneira que é produzida de modo definitivo a desejada pressão do compartimento anelar.

Pela abertura apenas temporária da válvula de sobrepressão, a quantidade parasitária de escoamento pode ser reduzida 10 para o minimo absoluto.

Preferencialmente a válvula de sobrepressão abrange ao menos ¶ uma mola que sujeita com força molar um elemento de válvula regulável.

De - modo especialmente preferido, trata-se na mola em questão de uma mola de lâmina e/ou no elemento de válvula se trata especialmente de uma esfera de 15 válvula configurada como esfera de aço.

Com formas elegantes em termos de construção será uma forma de realização na qual o elemento de válvula é prensado a partir da mola para uma sede de válvula, conformada em um componente injetor que Iimita axialmente a faixa de baixa pressão.

No caso, a mola de iâmina pode, por exemplo, ser presa axialmente entre um parafu- 20 so tensor de válvula para fixar o componente do injetor no corpo do injetor e o componente do injetor.

Alternativamente pode ser concretizada uma forma de realização na qual o elemento de válvula regulável da válvula de sobrepressão é for- mado pelo componente de construção do injetor que limita axialmente a re- 25 gião de baixa pressão, sendo que este componente construído do injetor, nesta hipótese, é sujeito por uma mola, por exemplo, uma Iuva dúctil ou uma mola de disco contra o corpo do injetor com força elástica.

Será especial- mente preferido, no caso, que o combustível flua do compartimento anelar, com a válvula de sobrepressão aberta, atravessando uma fenda de vaza- 30 mento em formato anelar para penetrar na região de baixa pressão do injetor de combustível, sendo que a fenda de vazamento, de preferência axial, é formada entre o componente de construção do injetor e o corpo do injetor,

""- sendo que para garantir uma estanqueidade suficiente da válvula de sobre- . · pressão fechada no corpo injetor e/ou no componente de construção do inje- ., -" tor é conformada, preferencialmente ao menos uma aresta aguda.

Preferencialmente a mola de válvula de sobrepressão está dis- 5 posta de tal maneira que a protensão da mola e, portanto, a pressão máxima do compartimento anelar possa ser regulada através de um parafuso tensor de válvula, sendo que o parafuso tensor de válvula preferencialmente consti- tui uma segurança axial para o componente construído do injetor que limita axialmente a região de baixa pressão do injetor de combustível, 10 Breve Descrição dos Desenhos Outras vantagens, caracteristicas da invenção, resultam de e- h xemplos de execução preferidos e indicados na descrição seguinte, bem como baseadas nos desenhos.

Estes desenhos mostram: figura 1: uma primeira forma de realização de um injetor de 15 combustível com um compartimento anelar conformado entre um comparti- mento de alta pressão e um corpo do injetor, onde a pressão do combustí- vel, na região do injetor de combustível, comparada com a pressão do com- bustível no compartimento de alta pressão, está permanentemente reduzida, figura 2: uma segunda forma de realização alternativa de um in- 20 jetor de combustivel com uma válvula de sobrepressâo integrada entre o compartimento anelar e a região de baixa de pressão do injetor de combus- tível, atuante como válvula de repercussão, que tem a tarefa de reduzir a pressão do combustível reinante no compartimento anelar somente ao ser ultrapassada uma pressão mlnima, e 25 figura 3: uma terceira forma de realização alternativa de um inje- tor de combustível, no qual o elemento da válvula de sobrepressão é forma- do por um componente construído do injetor que limita uma câmara de con- trole.

Formas de Realização da lnvenção 30 Nas figuras, componentes construídos idênticos e componentes com a mesma função serão caracterizados com o mesmo número de refe- rência.

". Na figura 1 está representado um injetor de combustível, confi-

· gurado como injetor Common-Rail, destinado à injeção de combustível no - .-" compartimento combustor não mostrado de um motor de combustão de um veículo automotor.

Uma bomba de alta pressão 2 transporta cocombustível 5 de um reservatório 3 para um acumulador de alta pressão de combustível 4 (Rail). Nesta unidade o combustível, especialmente diesel ou gasolina, se encontra em regime de alta pressão, neste exemplo de execução, de apro- ximadamente 250 MPa (2500 bar). No reservatório de alta pressão de com- bustível 4, o injetor de combustível 1 está acoplado ao Iado de outros injeto- IO res não mostrados, através de uma linha de abastecimento 5. Esta linha de abastecimento 5 conduz para uma conexão de abastecimento de conibustl- vel 6 do injetor de combustível 1, o qual, através de um canal de abasteci- . - mento 7, se estende até um compartimento de alta pressão 8 cêntrico e ser- vindo de Minirail.

Neste compartimento de alta pressão 8 reina essencial- 15 mente pressão Rail de aproximadamente de 250 MPa (2500 bar). Em uma tampa do injetor 9 está prevista uma conexão de reciclagem de combustível 10, onde está acoplada uma linha de reciclagem 11. Através da conexão de reciclagem de combustível 10 e a linha de reciclagem 11 poderá escoar um volume de controle que posteriormente poderá ser explicitado, bem como 20 uma quantidade de vazamento de combustivel a partir da baixa pressão 12 do injetor de combustivel 1 até o recipiente de reserva 3 igualmente regis- trando uma baixa pressão de aproximadamente 0,1 a 1 MPa (1 a 10 bar). Dentro do compartimento de alta pressão 8, no exemplo de exe- cução niostrado, está integrado um elemento de válvula injetora 13 inteiriço, 25 axialmente regulável.

Alternativamente o elemento da válvula injetora 13 tem acabamento em várias seções e consiste, por exemplo, em uma barra de controle superior e em uma agulha de bocal inferior.

O elemento de válvula injetora 13 opera com possibilidade de deslocamento longitudinal em uma perfuração-guia 14 de um corpo de bocal 30 15 inferior no plano do desenho.

No caso, na circunferência externa do ele- mento da válvula de injeção 13 na região de sua condução inferior, são con- cretizados canais axiais 16 como saliências através das quais o combustível,

""- com o elemento de válvula injetora 13 aberto, pode axialmente fluir em dire- . · ção descendente até um conjunto de orifício de bocal 17. O corpo do bocal .- -" 15 está reforçado através de uma porca de capa 18 com um corpo de inje- ção 19. O corpo de injeção 19 forma, no exemplo de execução mostrado, a 5 parte maior de um alojamento 20. O elemento de válvula injetora 13 apresenta na sua ponta 21 uma face de fechamento 22 com a qual o elemento da válvula injetora 13 poderá vir a ser justaposto de modo adensado, em uma sede de elemento de válvula injetora 23conformada dentro do corpo do bocal 15. Quando o 10 elemento da válvula injetora 13 encostar de modo justaposto na sua sede de elemento de válvula injetora 23, isto é, encontrando-se em uma posição fe- chada, o escoamento de combustível do conjunto de orifício de bocal 17 es- tará bloqueado.

Se em sentido contrário, estiver suspenso da sua sede de elemento de válvula injetora 23, o combustível poderá fluir a partir do com- 15 partimento de alta pressão 8 axialmente através dos canais axiais 16 para penetrar em um compartimento de bocal 24 inferior, conformado como com- partimento anelar, passando ali ao longo da sede de elemento de válvula injetora 23 na direção do conjunto de orifício de bocal 17 onde será essenci- almente injetado, sob aita pressão (pressão Rail) no compartimento combus- 20 tor (não mostrado). A partir de um lado frontal superior 25 do elemento da válvula in- jetora 13 e um segmento do compartimento de controle 26 de um compo- nente injetor 27, será limitada uma câmara de controle 28 que através de um estrangulador de alimentação 29, integrado no elemento da válvula injetora 25 13, será abastecida com combustível oriundo no compartimento de alta pressão 8. A câmara de controle 28, através de um canal de escoamento 30, que se projeta axialmente no componente do injetor 27, com estrangulamen- to de escoamento 31 com a câmara de válvula 32 de uma válvula de contro- le 33 (servoválvula). A câmara da válvula 32 será limitada em posição exter- 30 na por um elemento de válvula de controle em formato de luva.

O elemento de válvula de controle 34 em formato de luva, na sua posição fechada, apre- senta essencialmente compensação de pressão.

A câmara de válvula 32

""- será limitada axialmente em direção ascendente por um pino de pressão 35 . q, · que se apoia axialmente na tampa do injetor 9, sendo conformado como - - componente construído separadamente do componente construído do in jetor

27. Uma sede de válvula de controle 36 que coopera com o elemento de 5 válvula de controle 34 em formato de luva (aqui sede achatada) está con- formada no componente construído do injetor 27. O elemento da válvula de comando 34 em formato de luva está conformado de modo inteiriço com uma placa de ancoragem 37 que coopera com um atuador 38 eletromagnético. Se esta unidade receber corrente, o 10 elemento de válvula de comando 34 será suspenso axialmente de sua sede de válvula de comando 36, de maneira que o combustível pode escoar da

B câmara de válvula 32 e, em seguida, da câmara de controle 28 para a região de baixa pressão 12 e, deslocando-se dali, através da conexão de recicla- gem de combustivel 10 e da linha de reciclagem 11, até o reseNatório 3. 15 Neste proces.so, as seções transversais de fluxo de passagem do estrangu- lador adutor 29, que pode alternativamente e, por exemplo, também ser con- formado no componente construído do injetor 27 e o estrangulador de esco- amento 31 serão de tal modo reciprocamente sintonizados que com a válvu- la de controle 33 aberta resulta um escoamento líquido de combustível a 20 partir da câmara de controle 28 com a consequência de que a pressão de combustível da câmara de controle 33 cai rapidamente e, portanto, uma for- ça de abertura hidráulica age sobre o elemento da válvula injetora 13, o qual, em seguida, se suspenda da sua sede de elemento de válvula injetora 23, liberando o conjunto de furos de bocais 12 para a injeção de combustível no 25 compartimento combustor. Para encerramento do processo de injeção, será interrompida a alimentação do atuador 38 eletromagnético. Com uma mola de fechamento de controle 39 que se apoia, em uma extremidade, em um ombro do pino de pressão 35 e, na outra extremidade, em um lado frontal superior da placa de 30 ancoragem 37, o elemento de válvula de controle 34 em formato de luva se- rá movido de volta para a sua sede de válvula de controle 36. O combustível que ainda flui pelo estrangulador alimentador 29 provê um aumento de pres-

""- são no interior da câmara de controle 28, com a consequência de que o e- - ¶, 0 lemento de válvula injetora 13, reforçado por uma mola de fechamento 40, -" será movido de volta para a sede do elemento da válvula injetora 23. No ca- so, a mola de fechamento 40 está integrada no compartimento de alta pres- 5 são 8, e se projeta dentro do corpo do bocal 15 e se apoia em uma extremi- dade em um lado frontal inferior do componente construído do injetor 27 e, na outra extremidade, em um colar circunferencial 41 do elemento da válvula injetora 13. Para gerar uma força de fechamento suficientemente intensa, os canais axiais 16 podem ser conformados como canais estranguladores a fim 10 de que, desta maneira, para reduzir um pouco a pressão no compartimento de bocal 24, em comparação com o compartimento de alta pressão 8. Toda-

V via, a pressão será vantajosamente reduzida apenas em aproximadamente 10 a 20 MPa (100 a 200 bar), de maneira que o compartimento de bocais 24 e o compartimento de alta pressão 8 podem ser considerados como um 15 compartimento conjunto. Pela queda abrupta da taxa de injeção produzida pelo fechamento do elemento da válvula injetora 13, é formado no compar- timento de bocais 24, e especialmente no compartimento de alta pressão 8, um choque de pressão (choque de Joukowski) que será refletido no reserva- tório de alta pressão de combustível 4. Estas ondas de volume resultam em 20 oscilações da pressão. As pressões de pico assim resultantes podem estar situadas várias centenas de bar além da pressão Rail máxima, com o que todo o injetor de combustível 1, bem como o sistema de abastecimento, te- rão de ser conformados de modo correspondente para as pressões de pico. Para possibilitar que um corpo injetor 19 não seja solicitado por 25 pressão acima das medidas e, em consequência, podendo ser produzido de aço convencional como, por exemplo, C45, o injetor de combustível 1, mos- trado na figura 1, prevê um compartimento anelar 42 que se encontra radi- almente entre um compartimento de alta pressão 8 e o corpo do injetor 19. O corpo anelar 42 que se estende acima da maior parte da projeção axial do 30 corpo do injetor 19 e, em caso de necessidade, também poderá se projetar axialmente até o corpo do bocal 15. O compartimento anelar 42 será limitado em posição radial in-

.& ""- terna diante do compartimento de alta pressão 8 por meio de um segmento ' 43 tubular do componente construído do injetor 27. No componente constru- ._ ' - ído no injetor 27 está previsto para isto uma perfuração gradual 44 que na sua extremidade superior, no plano do desenho, limita a câmara de controle 5 28. No interior do compartimento anelar 42 reina permanentemente uma pressão de combustível menor do que no compartimento de alta pressão 8 e permanentemente reina uma pressão de combustlvel mais alta do que na região de baixa pressão 12 do injetor de combustível 1. Através de um con- junto estrangulador que ainda será explicitado em seguida, a pressão do 10 compartimento anelar 42 é permanentemente menor do que no comparti- mento de alta pressão 8. As seções transversais de fluxo de passagem dos

3 estranguladores que a seguir ainda serão explicitadas, serão no caso sinto-

- nizadas de tal maneira que a pressâo no compartimento anelar 42 não ultra- passe 180 MPa (1800 bar). Desta maneira a solicitação de pressão do corpo 15 injetor 19 será reduzida ao menos em regiões criticas de pressão pela maior parte de sua projeção axial.

Como pode ser verificado a partir da figura 1, o canal de abaste- cimento 7, por segmentos, é conformado como perfuração em um compo- nente de conexão 60 em formato de luva e atarraxado com o corpo injetor 20 19, sendo que o canal de abastecimento 7 se prolonga radialmente no com- partimento de alta pressão 8, quando atravessa o compartimento anelar 42 em sentido radial, estando vedado em relação a este compartimento.

O componente construído do componente 22 possui, para tanto, na região do canal de abastecimento 7, uma saliência de diâmetro positivo 45 (colar cir- 25 cunferencial) na qual, nas distâncias são conformados recortes 46 que se projetam axialmente na direção do canal de abastecimento 7, sendo que através desses recortes o combustivel pode fluir a partir de um segmento inferior do compartimento anelar 42 para um segmento superior do compar- timento anelar 42, de modo desimpedido e preferencialmente sem estar es- 30 trangulado.

O componente construído do injetor 27, mostrado na figura 1, não precisa ser forçosamente inteiriço.

Assim, por exemplo, pode se imagi-

""- nar que o compartimento anelar 42 seja limitado por um elemento indepen- -- &— y dente em formato tubular que aqui é formado pelo segmento 43 em formato "" tubular, que se apoia axialmente em um componente aqui designado como segmento de placa 47 do componente construído do injetor 27, e que limita a 5 região de baixa pressão 12. Axialmente em direção ascendente, o compartimento anelar 42 será limitado pelo segmento de placa 47 do componente construído do inje- tor 27 já mencionado e que também pode ser conformado como componente de construção separado.

Esta unidade é prensada por um parafuso tensor 10 de válvula 48 contra um ombro anelar 49 do corpo do injetor 19. Axialmente em direção descendente o compartimento anelar 42 é limitado por um ele- mento vedante 50, o qual se encontra radialmente entre a região inferior do » segmento 43 tubular do componente construído do injetor 27 e o corpo do injetor 19. 15 Como também resulta da figura 1, em regime de alta pressão a partir do exemplo de execução mostrado, o combustível sob o regime de pressão de 250 MPa (2500 bar) poderá fluir radialmente através de um es- trangulador alimentador do compartimento anelar 51 para o compartimento anelar 42. A partir daquele compartimento cocombustível fluirá através de 20 um estrangulador de escoamento do compartimento anelar 52, previsto no componente construído do injetor 27, para alcançar a região de baixa pres- são 12 do injetor de combustível 1. As seções transversais de fluxo de pas- sagem do estrangulador alimentador do compartimento anelar 51 e do es- trangulador do compartimento anelar 52 são, no caso, de tal modo recipro- 25 camente sincronizadas que a pressão no compartimento anelar 42, como já acima explicado, não ultrapasse de uma pressão máxima de 180 MPa (1800 bar), com o que a solicitação de pressão do corpo injetor 19 será nitidamente reduzida.

Como pode ser verificado a partir da figura 1, o estrangulador ali- mentador do compartimento anelar 51 e o estrangulador de escoamento do 30 compartimento anelar 52 são conformados como perfurações estrangulado- ras, sendo que também podem ser concretizadas alternativamente possibili- dades de produção diversas.

Como a pressão no compartimento anelar 42

"- não exerce qualquer influência sobre o comportamento de injeção do injetor ¶ de combustível 1, o estrangulador alimentador do compartimento anelar 51 e .- - o estrangulador de escoamento do compartimento anelar 52 podem ser construídos com dimensões bastante reduzidas, com o que a quantidade de 5 escoamento parasitária, necessária para a redução da pressão, é reduzida.

Por outro lado a pressão no compartimento anelar 42 não reage a alterações de pressão altamente dinâmicas no compartimento de alta pressão 8, ser- vindo de Minirail, porém age somente sobre alterações da pressão Rail re- sultantes do funcionamento. 10 Em seguida, com base nas figuras 2 e 3, serão explicitados ou- tros exemplos de execução alternativos de um injetor de combustível 1. No caso, a constituição destas formas de concretização corresponde essenci- . almente à forma de realização mostrada na figura 1 e antes já descrita.

Para evitar repetições, em seguida serão explicitadas essencialmente apenas di- 15 ferenças em referência ao exemplo de execução mostrado na figura 1 e an- tes já descrito.

No tocante a fatores em comum, será feita a referência à figu- ra 1 bem como à descrição precedente de figura.

Contrário ao exemplo de execução de acordo com a figura 1, a pressão do compartimento anelar 42, no exemplo de execução de acordo 20 com a figura 2, em comparação com o compartimento de alta pressão 8, não é reduzida permanentemente- lsto deve ser atribuido ao fato de que o com- bustível do compartimento anelar 42 somente pode escoar temporariamente na região de baixa pressão 12 do injetor de combustível 1. O afluxo resultan- te do compartimento de alta pressão 8 para o compartimento anelar 42 se 25 verifica também no exemplo de execução mostrado na figura 2 através de um estrangulador alimentador de compartimento anelar 51, conformado co- mo uma perfuração estranguladora.

O estrangulador do escoamento do compartimento anelar 52, no exemplo de execução de acordo com a figura 2, é formado de uma válvula de sobrepressão 53, conformada como válvula 30 de repercussão, e projetada de tal maneira que ela somente se abre na dire- ção da região de baixa pressão 12 quando for ultrapassada uma pressão mínima no compartimento anelar 42. Desta maneira, portanto, uma redução

~ m "· da pressão no compartimento anelar 42 somente será concretizada quando m, " isto for necessário, ou seja, quando se apresentarem pressões críticas para -" a estabilidade.

Ao todo, desta maneira, a quantidade de escoamento parasi- tária também poderá ser reduzida adicionalmente.

A válvula de sobrepres- 5 são 53 abrange um elemento de válvula 54, conformado como esfera de a- ço, que é sujeita por uma mola 55 conformado como mola de placa, na dire- ção de uma sede de válvula 56 conformada no componente construído do injetor 27, mais precisamente no segmento de placa 47, sendo sujeita por força molar.

No caso, o lado inferior do segmento de válvula 54, através de 10 um canal 57 no componente do in jetor 27, está em ligação permanente com o voIume do compartimento anelar 42. Se a pressão reinante no comparti-

F· mento anelar 42 ultrapassar uma pressão mínima, o elemento de válvula 54

- esférico será suspenso contrário à força da mola 55 de +uma sede de válvu- la 56, de maneira que o combustível pode escoar estrangulado a partir do 15 compartimento anelar 42 para a região de baixa pressão 12. A válvula de sobre pressão 53 é dimensionada de tal modo que o efeito estrangulador da válvula sobrepressão 53 tem por consequência a medida desejada de redu- ção da pressão no compartimento anelar 42. Como também resulta adicionalmente à figura 2, a mola 55, con- 20 formada como mola de placa, está presa axialmente entre o parafuso tensor de válvula 48 e do componente construído do injetor 27, no pIano do dese- nho na parte superior do segmento de placa 47. O exemplo de execução mostrado na figura 3 de um injetor de combustível 1 funciona conforme o mesmo princípio do exemplo de execu- 25 ção já mostrado na figura 2 e já antes descrito.

Diferente ao exemplo de e- xecução de acordo com a figura 2, aqui o estrangulador alimentador do compartimento anelar 51 não é conformado como perfuração estrangulado- ra, porém, como fenda vazante entre um colar circunferencial 58 do segmen- to 43 tubular do componente construído do injetor 27 e do corpo do injetor 30 19. Outro estrangulador alimentador do compartimento anelar 51 está previs- to entre a saliência de diâmetro 45 superior positivo (colar circunferencial) e o corpo do injetor 19,

-- - O Também aqui não está previsto um canal estrangulador como " estrangulador de escoamento do compartimento anelar 52. Este será forma- " .-" do pela válvula de sobrepressão 53, através da qual o compartimento anelar 42 pode ser unido com a região de baixa pressão 12 do injetor de combustí- 5 vel 1. O elemento de válvula 54 será formado pelo segmento de placa 47 do componente construído do injetor 27. Esta unidade, em estado fechado da válvula de sobrepressão 53, descansa no ombro anelar 49 do corpo do inje- tor 9. Com a válvula de sobrepressão 53 aberta, o segmento de placa 47 está axialmente regulado para cima de maneira que é formada uma fenda 10 anelar axialmente entre o segmento de placa 47 e uma aresta saliente 59 do corpo injetor 19, sendo que a seção transversal do fluxo de passagem da

F fenda anelar é sincronizada de tal maneira que é logrado o estrangulamento - desejado. O segmento de pIaca 47 somente será suspenso de sua sede de 15 válvula 56, formado pela aresta saliente 59, no corpo do injetor 19, quando a força de pressão sobre ele atuante ultrapassar a força molar de uma mola 55 conformada como mola de disco, a qual se apoia axialmente em direção descendente no parafuso tensor de válvula 48. A mola 55 se esforça para prensar o segmento de placa 47 axialmente em direção descendente contra 20 o ombro anelar 49 do corpo do injetor 19. Pelo ajuste do parafuso tensor de válvula 48 poderá ser regulada a protensão da mola 55.

Claims

. REIVINDICAÇÕES -- B

1. lnjetor de combustível, especialmente injetor Common-Rail, m_ - - para injeção de combustível em um compartimento combustor de um motor de combustão, com uma conexão de reciclagem de combustível (10) e com 5 um elemento de válvula injetora (13), de uma ou de várias seções, regulável entre uma posição de abertura e uma posição de fechamento, que ao menos por segmentos está integrado em um compartimento de alta pressão (8) previsto em um corpo do injetor (19), caracterizado pelo fato de que em po- sição radial entre o compartimento de alta pressão (8) e o corpo do injetor 10 (19) está previsto um compartimento anelar (42) no qual a pressão do com- bustível durante a operação do injetor de combustível (1), ao menos tempo- - rariamente, é menor do que a pressão do combustível no compartimento de - t alta pressão (8) e é maior do que a pressão de combustível na conexão de reciclagem de combustível (10). 15 2. lnjetor de combustível de acordo com a reivindicação 1, carac- terizado pelo fato de que a pressão no compartimento anelar (42) é ao me- nos pela metade tão elevada como a pressão no compartimento de alta pressão (8).

3. lnjetor de combustível de acordo com uma das reivindicações 20 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o combustível que aflui a partir de um canal de abastecimento (7) é conduzido diretamente para o compartimento de alta pressão (8).

4. lnjetor de combustível de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o compartimento de alta pres- 25 são (8) se estende axialmente até um conjunto de orifícios de bocal (17).

5. lnjetor de combustivel de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o compartimento de alta pres- são (8) e/ou um canal de abastecimento (7) que conduz até o compartimento de alta pressão (8) estão unidos ao menos através de um estrangulador ali- 30 mentador do compartimento anelar (51), hidraulicamente, com o comparti- mento anelar (42).

6. lnjetor de combustível de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o compartimento anelar (42), ao ' menos sobre um estrangulador de escoamento do compartimento anelar (52), está unido com uma região de baixa pressão (12) do injetor de combus- tível (1), preferencialmente previsto sequencialmente em sentido hidráulico 5 de uma válvula de controle (33).

7. lnjetor de combustível de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o compartimento anelar (42) na parte radial interna é Iimitado por um componente construído injetor (27) ao menos por segmento em formato tubular, preferencialmente limitando uma 10 câmara de controle (28)-

8. Injetor de combustível de acordo com uma das reivindicações r precedentes, caracterizado pelo fato de que a pressão no compartimento anelar (42), comparada com a pressão reinante no compartimento de alta pressão (8), é reduzida somente na transposição de uma pressão mínima, 15 especialmente superior a 180 MPa (1800 bar).

9. lnjetor de combustível de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o compartimento anelar (42) pode ser unido hidraulicamente ao menos sobre uma válvula de sobrepres- são (53), preferencialmente de ação de estrangulamento de estado aberto, 20 sendo unida com a região de baixa pressão (12) do injetor de combustível (1). 10- lnjetor de combustível de acordo com uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que a válvula de sobrepressão (53) abrange uma mola (55), especialmente uma mola de lâmina, e um ele- 25 mento de válvula especialmente em formato esférico que é sujeito com força molar pela mola (55) preferencialmente contra um componente construído do injetor (27) que limita a região de baixa pressão (12).

11. lnjetor de combustivel de acordo com uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que um elemento de válvula 30 regulável da válvula de sobrepressão (53) é formado por um componente construído de um injetor (27) que limita a região de baixa pressão (12), sen- do que este componente por meio de uma mola (55), especialmente por meio de uma luva dúctil ou uma mola de disco é prensado contra o corpo do m " injetor (19). . 12. lnjetor de combustível de acordo com a reivindicação 11, ca- racterizado pelo fato de que com a válvula de sobrepressão (53) aberta, é 5 formada especialmente uma fenda de vazamento anelar, preferencialmente axialmente entre o componente construído do injetor (27) e o corpo do injetor (19).

13. Injetor de combustível de acordo com uma das reivindica- ções 11 a 12, caracterizado pelo fato de que a protensão da mola (55) da 10 mola de sobrepressão (53) pode ser controlada através de um parafuso ten- sor de válvula (48). G; -

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