ES2237440T3 - Dispositivo que permite analizar instantaneamente el caudal de inyeccion impulso a impulso suministrado por un sistema de inyeccion utilizado en un motor termico. - Google Patents
Dispositivo que permite analizar instantaneamente el caudal de inyeccion impulso a impulso suministrado por un sistema de inyeccion utilizado en un motor termico.Info
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Abstract
Dispositivo de medida de una cantidad de carburante inyectada por un inyector (2) utilizado en un motor térmico que comporta: - una primera cámara de medida (8) en la cual se inyecta el carburante, un captador de presión (62) y un captador de temperatura (60) que miden respectivamente la presión y la temperatura reinante en la primera cámara de medida (8), - más debajo de la primera cámara de medida (8), una segunda cámara de medida (20) que está unida a la primera cámara (8) por un conducto de vaciado (18) y cuyo volumen es variable según el movimiento de un pistón (38) cuyo desplazamiento se mide con ayuda de un captador de desplazamiento (46), - una sección electrónica que gobierna el sistema y analiza informaciones recibidas de los captadores (46, 60, 62), - una electroválvula rápida (32) gobernada por una parte de la sección electrónica y un vertedor (34) que están dispuestos entre las dos cámaras de medida (8, 20) para vaciar parcialmente la primera cámara de medida (8) después de unainyección hasta volver a encontrar en la primera cámara e medida (8) sensiblemente la presión reinante en aquélla antes de esta inyección, caracterizado porque la sección electrónica comporta un dispositivo de compensación que permite tener en cuenta una eventual diferencia de presión en la primera cámara de medida (8) después de dos vaciados sucesivos.
Description
Dispositivo que permite analizar instantáneamente
el caudal de inyección impulso a impulso suministrado por un sistema
de inyección utilizado en un motor térmico.
La presente invención se refiere a un dispositivo
y a un procedimiento que permite analizar instantáneamente el caudal
de la inyección por impulsos proporcionada por un sistema de
inyección utilizado en un motor térmico. Los sistemas de inyección
implicados son todos los que se encuentran en los vehículos
provistos de un motor Diesel, de un motor de gasolina, de un motor
que funciona con GPL (gases licuados del petróleo) o cualquier otro
tipo de motor.
Los sistemas de inyección comportan normalmente
una o varias bombas de inyección encargadas de someter al carburante
a una presión que puede ser actualmente de 100 a 2.500 bars, uno o
varios depósitos de carburante a presión, uno o varios inyectores
por cada cilindro del motor a alimentar y un sistema de pilotaje,
cada vez más de tipo electrónico, encargado de gobernar el valor de
las masas o volúmenes de carburante inyectado en función de las
condiciones de ambiente del motor, de las características del
carburante y de las necesidades de funcionamiento del motor.
La evolución actual de los sistemas de inyección
se encamina al aumento de la presión del carburante y de la
precisión del control de las cantidades inyectadas. Se intenta
optimizar cualquier parámetro que permita mejorar el rendimiento del
motor y disminuir el impacto de su funcionamiento sobre el medio
ambiente, especialmente en forma de contaminaciones gaseosas y
sonoras.
Se han diseñado dispositivos de medida para
permitir a los constructores de sistemas de inyección y de motores
térmicos efectuar la puesta a punto de los inyectores, así como los
reglajes y las verificaciones de conformidad en curso de fabricación
y a raíz de la instalación para su utilización final.
Los dispositivos de mediad conocidos se utilizan
en combinación con un banco de pruebas específico cuya función es
esencialmente la de asegurar la rotación de una bomba de inyección y
la fijación de los diferentes elementos del sistema de inyección
bajo prueba. Estos dispositivos no son utilizables en un motor
térmico de inyección en funcionamiento nominal. Las medidas se
efectúan a menudo utilizando un fluido diferente del carburante para
cuya inyección se ha diseñado el sistema de inyección. Ese fluido se
escoge para que presente unas características hidráulicas próximas a
las del carburante, pero con una temperatura de punto de encendido
más elevada, a fin de minimizar los riesgos de incendio y de
explosión. Así, por consiguiente, el término carburante se utilizará
igualmente para designar el fluido utilizado para realizar medidas
de caudal.
El aparato de medida comprende una sección
mecánica y una sección electrónica. La sección mecánica comprende un
sistema de fijación para recibir uno o varios inyectores, una célula
de medida por inyector para la elaboración de una imagen eléctrica
de la cantidad de fluido inyectado y un sistema de evacuación del
fluido.
La sección electrónica presenta generalmente la
forma de una arqueta provista de diferentes medios de interfaz con
el operador, tales como una pantalla y un teclado, así como otros
sistemas de tratamiento exterior. La sección electrónica trata una
señal eléctrica suministrada por la sección mecánica, controla y
gobierna diferentes elementos de servicio que concurren en el
proceso de medida.
La técnica de base utilizada para la realización
de estos aparatos de medida descansa sobre la medida del
desplazamiento de un pistón deslizante en una camisa, delimitando el
conjunto un espacio de medida deformable en el cual se introduce el
carburante inyectado. Cualquier cantidad de carburante añadida a ese
volumen provoca un desplazamiento del pistón que puede convertirse
con facilidad en una señal eléctrica por la utilización de uno de
los numerosos tipos de captador disponibles para este uso. Se trata
de una medida de volúmenes. La conversión en medida de masa se hace
por cálculo, utilizando el valor de la densidad del carburante. Para
garantizar un cálculo preciso, la temperatura del carburante se mide
en el espacio de medida.
Para obtener informaciones de tipo temporal,
cuando se refiere a una escala temporal, o angular cuando se refiere
a una escala unida a la rotación del árbol motor, se utilizan otros
métodos. Principalmente se utilizan dos métodos. Éstos se basan en
una medida de la variación de la presión instantánea y se ponen en
servicio en aparatos de medida de estructura geométrica diferentes
de las que se emplean un pistón. El método llamado "de Bosch"
utiliza un largo tubo enrollado y el llamado "de Zuech" un
volumen de algunos centenares de mm^{3}. Estos métodos permiten
saber en qué momento preciso se inyecta carburante, pero aportan una
mala precisión en cuanto a la amplitud del caudal de carburante.
Estos métodos no permiten, pues, conocer con precisión la cantidad
de carburante inyectada.
La solicitud de patente alemana DE 4.130.394
describe un dispositivo de medida de una cantidad de carburante,
inyectado por un inyector utilizado en un motor térmico, poniendo en
juego una primera cámara para la medida de la presión y de la
temperatura de inyección, una segunda cámara para la medida del
volumen de carburante inyectada, y una electroválvula rápida
pilotada para vaciar parcialmente la primera cámara después de una
inyección hasta reencontrar la presión que reina en aquella antes de
la inyec-
ción.
ción.
Este dispositivo permite conocer a la vez la
cantidad precisa de carburante inyectado y el caudal del fluido en
función del tiempo, a condición de obtener, en la primera cámara de
medida, una presión final, tras el vaciado, estrictamente igual a la
presión inicial nominal, lo cual es difícil, por lo menos al nivel
de precisión deseado. El dispositivo proporciona entonces unos
resultados de medida imprecisos cuando se realiza imperfectamente el
vaciado de la primera cámara.
La presente invención contempla evitar ese
inconveniente al proporcionar un dispositivo de medida preciso y
capaz de tener en cuenta variaciones relativamente importantes de
ese parámetro.
A dicho fin, el dispositivo que propone es un
dispositivo de medida de una cantidad de carburante inyectado por un
inyector utilizado en un motor térmico que comporta:
- una primera cámara de medida en la cual se
inyecta el carburante, un captador de presión y un captador de
temperatura que miden respectivamente la presión y la temperatura
reinante en la primera cámara de medida,
- más debajo de la primera cámara de medida, una
segunda cámara de medida que está unida a la primera cámara por un
conducto de vaciado, y cuyo volumen es variable según sea el
movimiento de un pistón del cual se mide el desplazamiento con ayuda
de un captador de desplazamiento,
- una sección electrónica que pilota el sistema y
analiza las informaciones recibidas de los captadores,
- una electroválvula rápida pilotada por una
parte de la sección electrónica y un vertedero que están dispuestos
entre las dos cámaras de medida para vaciar parcialmente la primera
cámara de medida después de una inyección hasta reencontrar en la
primera cámara de medida sensiblemente la presión reinante en
aquélla antes de esa inyección,
en el cual la sección electrónica comporta un
dispositivo de compensación que permite tener en cuenta una eventual
diferencia de presión en la primera cámara de medida después de dos
vaciados sucesivos.
Así, la idea inventiva consiste en dotar a la
sección electrónica de un dispositivo electrónico de compensación
recíproca de las medidas, compensación permitida gracias al
tratamiento simultáneo de las medidas obtenidas en cada cámara para
cada inyección individual. El dispositivo de compensación permite
tener en cuenta una posible imperfección de la fase de vaciado de la
primera cámara de medida y suministrar resultados de medida precisos
incluso si la presión final en la primera cámara, tras el vaciado,
no es estrictamente igual a la presión inicial nominal, antes de la
inyección.
El funcionamiento de ese dispositivo de medida
es, por ejemplo, el descrito en el párrafo siguiente.
Cuando el dispositivo está preparado para
efectuar una medida, es decir, cuando existe fluido en las cámara de
medida primera y segunda y se ha establecido una presión de consigna
predeterminada en la primera cámara de medida, se realiza una
inyección. Ésta provoca un aumento de presión en la primera cámara
de medida, ligada a la cantidad de fluido inyectada, a las
características del fluido, a las condiciones ambientales,
especialmente la temperatura, la presión inicial y al volumen de la
cámara. Al final de la inyección, el fluido que se ha inyectado se
envía hacia la segunda cámara de medida. La presión en la primera
cámara de medida es devuelta así a su valor inicial y esa primera
cámara está preparada para recibir una segunda inyección. El fluido
que llega a la segunda cámara de medida hace aumentar el volumen de
esa cámara, empujando el pitón. Se mide ese desplazamiento y,
conociendo el diámetro del pistón, una parte de la sección
electrónica calcula el volumen exacto del fluido. Esa medida permite
a la sección electrónica calibrar, en todo momento, muy exactamente
las medidas que se realizan para la primera cámara de medida.
La primera cámara de medida permite, pues,
proporcionar con precisión la "forma" de la inyección, mientras
que la segunda permite medir la cantidad de carburante inyectado. El
tratamiento efectuado por la sección electrónica permite compensar
los defectos de cada una de las medidas por las cualidades de la
otra. La concepción mecánica del dispositivo es más robusta que los
dispositivos del técnica anterior existente. No es necesario,
especialmente, utilizar un dispositivo de equilibrado de la presión
en la segunda cámara de medida. La contrapresión es proporcionada
directamente por la presión de inyección en la primera célula que
actúa en su vaciado. El pistón puede entonces ser solicitado
simplemente por un resorte. Siendo las tensiones en la segunda
cámara de medida sensiblemente menores que en una cámara del mismo
tipo según la técnica anterior, esa cámara resiste mucho mejor y se
gasta menos rápidamente.
Para poder realizar un vaciado de la segunda
cámara de medida después de cada desplazamiento del pistón, y así
efectuar las medidas partiendo siempre sensiblemente de la misma
posición inicial del pistón, se prevé ventajosamente una
electroválvula de vaciado rápido más debajo de la segunda cámara de
medida, así como un vertedor destinado a mantener la presión en la
segunda cámara de medida a un valor de consigna.
Como se ha evocado ya más arriba, el pistón puede
estar preempujado por un resorte hacia la segunda cámara de
medida.
En una forma de realización ventajosa, el pistón
se desplaza en un cilindro de pared lisa y comporta una garganta
anular abierta hacia la pared del cilindro. Esa garganta permite
compensar eventuales fugas de gas o de fluido evitando que esas
fugas puedan perturbar la medida. Igualmente permite aligerar el
pistón. Permite también limitar la superficie del pistón que debe
ser ajustada y apareada. En fin, aumenta la flexibilidad del pistón,
lo cual permite perjudicar menos el deslizamiento de éste en el
cilindro.
El captador de desplazamiento del pistón
utilizado es, por ejemplo, un captador inductivo, pero aquí puede
utilizarse cualquier otro tipo de captador. Se puede también, por
ejemplo, utilizar un captador óptico o de tipo interferométrico. Un
tal captador es más preciso, lineal y no añade masa móvil a la mase
del pistón. Por el contrario, su coste es más elevado y su puesta a
punto es más delicada.
El dispositivo de medida según la invención puede
ventajosamente comportar un sistema de refrigeración para enfriar el
inyector, la primera cámara de medida, el pistón y el captador de
desplazamiento del pistón. Así, la temperatura en el dispositivo de
medida se uniformiza y se limitan sus variaciones, lo cual permite
aumentar la precisión de las medidas efectuadas. Entonces se utiliza
ventajosamente en el sistema de refrigeración el mismo fluido que se
emplea para realizar las inyecciones.
La invención tiene igualmente por objeto un
procedimiento de medida de las características de una inyección de
carburante efectuada por un inyector del tipo consistente en poner
en concurso una primera cámara para la medida de la presión y de la
temperatura de inyección y una segunda cámara de volumen variable
para la medida del volumen de carburante inyectado, y para cada
inyección:
- medir la presión y la temperatura en la primera
cámara antes de la inyección,
- inyectar, por medio del inyector, carburante en
la primera cámara,
- durante la inyección, medir, por lo menos
regularmente, la presión y la temperatura en la primera cámara,
- al final de la inyección, vaciar en la segunda
cámara una parte del carburante contenido en la primera cámara hasta
restablecer en la primera cámara sensiblemente la presión de antes
de la inyección,
- medir el volumen del carburante y deducir de
ello el volumen de inyección,
- vaciar el carburante contenido en la segunda
cámara,
en la cual se realiza una compensación que
permite tener en cuenta una eventual diferencia de presión en la
primera cámara de medida después de dos vaciados consecutivos.
Según una posibilidad, el procedimiento de medida
consiste igualmente en corregir las medidas relativas a cada
inyección a partir de datos de calibrado principalmente
preregistrados.
El procedimiento de medida puede consistir
también, a raíz del vaciado de la segunda cámara, en efectuar ese
vaciado hasta establecer en ella una presión de consigna.
De todos modos, la invención se comprenderá bien
con ayuda de la descripción que sigue, con referencia a la figura
única adjunta, que representa a título de ejemplo no limitativo una
forma de realización de un dispositivo y de un procedimiento de
medida según la invención.
La figura única muestra de manera muy esquemática
la parte mecánica de un dispositivo de medida de la cantidad de
carburante inyectada por un inyector según la invención.
La figura única representa un inyector 2 montado
sobre un soporte de inyector 4. Ese inyector 2 comporta un bus de
inyección 6 que se halla en una primera cámara de medida 8. Esa
cámara de medida es una cámara de volumen constante. Se llena de un
fluido que presenta unas características hidráulicas próximas a las
de un carburante, pero con una temperatura de punto de encendido
mucho más elevada que un carburante a fin de minimizar los riesgos
de incendio y de explosión. Ese fluido es igualmente el fluido que
se utiliza en el inyector 2. En el dispositivo representado en el
dibujo se ha previsto un depósito 10 de ese fluido.
La primera cámara de medida 8 presenta varias
entradas y varias salidas. Presenta primero una entrada de llenado
12, una salida de purga 14, una salida de vaciado rápido 16, y una
salida 18 hacia una segunda cámara de medida 20.
Para llenar la primera cámara de medida 8, se
bombea fluido en el depósito 10 con ayuda de una bomba 22 accionada
por un motor 24. Entre la bomba 22 y la entrada de llenado 12 se ha
montado una electroválvula 26 de llenado rápido a fin de gobernar el
llenado de la primera cámara de medida. Igualmente se ha previsto
una electroválvula 28 a nivel de la salida 14 de purga. Para el
vaciado de la cámara 8 se prevé una electroválvula 30 de vaciado
rápido. Se puede observar aquí que la salida de vaciado rápido 16 se
coloca ventajosamente en un punto bajo de la primera cámara de
medida 8, mientras que la salida de purga 14 se coloca en un punto
alto de esa cámara 8.
Entre la primera cámara de medida 8 y la segunda
cámara de medida 20 se disponen una electroválvula de vaciado 32 y
un vertedor 34 de presión regu-
lable.
lable.
La segunda cámara de medida 20 presenta un
volumen variable. Se realiza en un cilindro 36 en el cual se mueve
un pistón 38. Este pistón presenta un fondo 40 y un faldón 42. El
fondo 40 es abombado y forma una pared que cierra la cámara de
medida 20. Para mantener el pistón 38 en equilibrio, un resorte 44
se apoya contra el fondo 40 en el lado opuesto a la cámara de medida
20. Se puede igualmente tener un pistón de fondo abombado, convexo o
cóncavo, que un pistón de fondo plano.
El desplazamiento del pistón de medida 38 es
suministrado por un captador de desplazamiento 56, en unión con una
punta de contacto 48 con la cara del fondo 40 opuesta a la cámara de
medida 20. ese captador de desplazamiento 46 es, por ejemplo, un
captador inductivo.
La segunda cámara de medida 20 comporta
igualmente un canal de vaciado 50 cuya apertura y cierre son
realizados por una electroválvula de vaciado 52 asociada a un
vertedor 54. El fluido vaciado retorna al depósito 10. La pared del
cilindro 36 a lo largo de la cual se desplaza el pistón 38 es una
pared lisa. Ese cilindro puede estar provisto de una camisa o no. El
faldón 42 presenta en su cara exterior una garganta anular 56. Esa
garganta se extiende por sensiblemente la mitad de la altura del
pistón 38 y es centrada con relación a la altura de éste. Se
realizan así dos superficies anulares de guiado 58.
Ese dispositivo mecánico descrito más arriba va
asociado a un dispositivo electrónico no representado aquí y que
recibe informaciones de dos captadores de temperatura 60, estando
cada cámara provista de un captador de temperatura 60 de respuesta
rápida, así como de un captador de presión 62 situado a nivel de la
primera cámara de medida 8.
En el dispositivo de medida se ha previsto
igualmente un sistema de refrigeración. El fluido de enfriamiento es
el mismo que el que se inyecta a nivel del inyector 2. Más arriba de
la bomba 22 se halla un cambiador de calor 64. El mismo recipiente
10 sirve, pues, para el fluido inyectado y para el líquido de
refrigeración. Ese fluido de enfriamiento se envía a nivel del
soporte del inyector 4 después seguidamente alrededor de la primera
cámara de medida 8, a nivel del captador de desplazamiento 46 y a
nivel del pistón 38. Una cámara anular 66 rodea el captador de
desplazamiento 46 y comporta un canal de alimentación de fluido de
refrigeración y un canal para el retorno de ese fluido hacia el
depósito 10. Se prevé una garganta 68 en el soporte del inyector 4
para permitir la circulación alrededor de éste del líquido de
refrigeración. Esa garganta 36 se alimenta de líquido de
enfriamiento por un conducto, y el líquido de enfriamiento, tras
haber abandonado la garganta 36, pasa a una cámara anular 70 situada
alrededor de la primera cámara de medida 8 antes de volver al
depósito 10.
La garganta anular 56 del pistón 38 se alimenta
igualmente de fluido de refrigeración. Se prevé un canal de
alimentación a este efecto en el cilindro 36. Se prevé igualmente
otro canal para el retorno de fluido de refrigeración hacia el
depósito 10. Ese canal de retorno está ventajosamente desplazado en
altura con relación al canal de alimentación y se halla de
preferencia por encima de este último, diametralmente opuesto al
mismo.
A continuación se describe el funcionamiento de
ese dispositivo.
De entrada se llena la primera cámara de medida
con fluido bombeado del depósito 10 con ayuda de la bomba 22 y
abriendo la electroválvula 26. Una vez llena la cámara, se purga
ésta con ayuda de la electroválvula 28 para garantizar que en el
interior de aquélla no exista ninguna burbuja de aire o de otro gas.
Para llenar la segunda cámara de medida se puede, en el curso de
este llenado, abrir la electroválvula 32 hacia la segunda cámara de
medida 20.
Para poner la primera cámara de medida 20 bajo
presión se inyecta fluido por el inyector 2 en la primera cámara de
medida 8 hasta obtener una presión por encima de la presión de
consigna. Gracias a la electroválvula de vaciado 32 y al vertedor 34
se devuelve la presión en la primera cámara de medida a la presión
de consigna. Entonces puede comenzar la medida propiamente dicha. El
inyector 2 realiza entonces una inyección de fluido en la primera
cámara de medida 8. Gracias a los captadores, especialmente al
captador de presión 62, se puede así determinar la curva de caudal
del fluido inyectado en función del tiempo. Esa inyección provoca en
efecto un aumento de la presión en la primera cámara de medida.
Cuando la presión en esa cámara ya no aumenta más, se deduce de ello
que la inyección ha terminado. Entonces la electroválvula 32 se abre
y queda abierta hasta que la presión en la primera cámara de medida
recupera sensiblemente la presión de consigna inicial. El vertedor
34 permite mantener esa presión de consigna residual en la primera
cámara de medida 8. El fluido que sale de la primera cámara de
medida 8 se envía a la segunda cámara de medida 20. El volumen de
esa segunda cámara de medida 20 aumenta en consecuencia, lo cual
provoca un desplazamiento del pistón 38. El captador de
desplazamiento 46 mide ese desplazamiento del pistón 38, y
conociendo gracias al captador de temperatura 60, la temperatura del
fluido que se encuentra en la cámara 20, resulta posible determinar
la cantidad de fluido que se ha introducido en la segunda cámara de
medida 20.
Todos los datos obtenidos se envían entonces a
una unidad de tratamiento electrónico. Los principales datos son la
presión inicial en la primera cámara de medida, la presión final en
esa cámara y la diferencia de presiones en el curso de la inyección,
así como el desplazamiento del pistón. Con ayuda de un método de
tratamiento llamado de "matrices cruzadas" se obtienen entonces
los resultados de la medida. Estos resultados se obtienen ya antes
de una segunda inyección. En efecto, en el curso de la segunda
inyección el fluido se inyecta en la primera cámara de medida.
Después se transfiere el fluido hacia la segunda cámara de medida
20. Entonces puede tener lugar una segunda inyección en la segunda
cámara de medida 8. Los resultados se obtienen en cuanto termina la
transferencia de la primera cámara de medida 8 hacia la segunda
cámara de medida 20, o sea justo antes de la segunda inyección.
La segunda cámara de inyección se vacía gracias a
la electroválvula 52. El segundo vertedor 54 permite mantener en la
segunda cámara de medida 20 una segunda presión de consigna.
En la primera cámara 8, la relación entre el
aumento de la presión y el volumen inyectado no es lineal. Depende
principalmente de las características del fluido, de la temperatura
y de la presión. Esa presión varía durante la inyección y este
fenómeno se utiliza para la medida. El calibrado se efectúa
inyectando volúmenes pequeños, pero no muy pequeños a fin de
conservar una precisión en la medida, 10 mm^{3} por ejemplo, para
una escala de medida de 200 mm^{3}. Se efectúan varias inyecciones
sucesivamente y comenzando la inyección con presiones diferentes,
escogidas para cubrir toda la gama de las presiones encontradas
durante el funcionamiento nominal. Cada inyección se mide
precisamente por la segunda cámara 20. Se obtiene una serie de
puntos de correspondencia entre una presión de partida en la cámara,
una pequeña variación de presión debida a la inyección y el volumen
inyectado, a la temperatura nominal de las medidas con el fluido de
ensayo real, en su estado actual. La unidad de cálculo memoriza,
periódicamente, una tabla de valores que permite linealizar y
corregir en tiempo real las medidas ulteriores. La ventaja de este
procedimiento es que no hace uso de ningún dispositivo exterior. La
exploración de las diferentes presiones departida se efectúa
simplemente acumulando algunas inyecciones sin abrir la
electroválvula de transferencia hacia la segunda cámara, lo cual
tiene por efecto aumentar progresivamente la presión en la primera
cámara 8 hasta cerca de cada valor deseado para memorizar una curva
de linealización. Este procedimiento de calibrado se indica a título
de ejemplo y aquí son previsibles otros procedimientos.
Este dispositivo de medida permite obtener con
precisión la cantidad de fluido inyectada por el inyector y
proporciona igualmente con precisión la curva de caudal en función
del tiempo.
Se prevé un dispositivo electrónico de
compensación para tener en cuenta una posible imperfección de la
fase de vaciado de la primera cámara de medida 8 y proporcionar
resultados de medida precisos incluso si la presión final en esa
cámara, tras el vaciado, no es estrictamente igual a la presión
inicial nominal. El sistema es capaz de tener en cuenta variaciones
relativamente importantes de ese parámetro. Esa función de
compensación es importante porque, entre otros factores, los tiempos
de respuesta al cierre y a la apertura de la electroválvula no son
absolutamente estables ni previsibles, incluso si su valor medio es
tenido en cuenta por el sistema de la secuencia de pilotaje de esa
electroválvula.
El desplazamiento del pistón medido por el
captador de desplazamiento 46, por ejemplo, un captador inductivo,
permite, conociendo el diámetro exacto del pistón, calcular el
volumen inyectado. Esta medida permite a la sección electrónica
calibrar, en todo momento, muy exactamente las medidas que se
realizan por la primera célula. La garganta 56 realizada en el
pistón presenta varias ventajas. Permite primeramente compensar
eventuales fugas de gas o de fluido, evitando que éstas puedan
perturbar la medida. Permite igualmente aligerar el pistón y por lo
tanto limitar los efectos indeseables debidos a su inercia mecánica.
Permite finalmente reducir la superficie del pistón, que debe estar
perfectamente rodada y apareada con la superficie interior del
cilindro que limita esa superficie de guiado de dos coronas situadas
en los extremos del pistón. El pistón, especialmente a nivel de su
faldón, presenta una flexibilidad superior a la de los pistones
utilizados en los dispositivos de la técnica anterior gracias al
adelgazamiento del faldón. Todo esto se realiza sin hacer más
difícil la realización del pistón y permitiendo además reducir las
tensiones que dificultan el desplazamiento del pistón 38 en el
cilindro 36.
Por la concepción de este sistema es inútil
prever una contrapresión sobre el pistón de medida con ayuda de
nitrógeno a presión. Se evita así cualquier riesgo de fuga de ese
gas. Además, la medida del volumen y de la masa de carburante
inyectado a nivel del inyector 2 se hace a temperatura estabilizada.
Esto aporta fiabilidad y precisión a la medida efectuada.
El tratamiento efectuado por la sección
electrónica reúne las informaciones obtenidas a nivel de las dos
cámaras de medida y permite compensar los defectos de cada una por
las cualidades de la otra. Los resultados proporcionados al operador
o a los sistemas exteriores de tratamiento e datos conectados son
completamente pretratados por la sección electrónica e integran
todas las compensaciones.
La concepción mecánica de este dispositivo de
medida es mucho más robusta que en los sistemas de la técnica
anterior. Especialmente, ya no es necesario utilizar el dispositivo
de equilibrado de presión en la primera cámara de medida. Esa
contrapresión es proporcionada directamente por la presión de
inyección en esta cámara actuando sobre su vaciado. La segunda
cámara de medida con pistón no necesita ser especialmente
"rápida", puesto que es llenada por la electroválvula de
vaciado de la primera cámara de medida, cuyo funcionamiento se
domina. No requiere tampoco trabajar con una contrapresión y por
ello basta con un simple resorte para asegurar su retorno.
Trabajando el pistón con tensiones de presión menos elevadas, las
tensiones entre el pistón y su camisa son limitadas y el desgaste se
reduce muy sensiblemente.
Como es obvio, la invención no se limita al modo
de realización descrito más arriba a título de ejemplo no
limitativo; abarca, por el contrario, todas las variantes en el
marco de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Dispositivo de medida de una cantidad de
carburante inyectada por un inyector (2) utilizado en un motor
térmico que comporta:
- una primera cámara de medida (8) en la cual se
inyecta el carburante, un captador de presión (62) y un captador de
temperatura (60) que miden respectivamente la presión y la
temperatura reinante en la primera cámara de medida (8),
- más debajo de la primera cámara de medida (8),
una segunda cámara de medida (20) que está unida a la primera cámara
(8) por un conducto de vaciado (18) y cuyo volumen es variable según
el movimiento de un pistón (38) cuyo desplazamiento se mide con
ayuda de un captador de desplazamiento (46),
- una sección electrónica que gobierna el sistema
y analiza informaciones recibidas de los captadores (46, 60,
62),
- una electroválvula rápida (32) gobernada por
una parte de la sección electrónica y un vertedor (34) que están
dispuestos entre las dos cámaras de medida (8, 20) para vaciar
parcialmente la primera cámara de medida (8) después de una
inyección hasta volver a encontrar en la primera cámara e medida (8)
sensiblemente la presión reinante en aquélla antes de esta
inyección,
caracterizado porque la sección
electrónica comporta un dispositivo de compensación que permite
tener en cuenta una eventual diferencia de presión en la primera
cámara de medida (8) después de dos vaciados sucesivos.
2. Dispositivo de medida según la reivindicación
1, caracterizado porque comporta una electroválvula de
vaciado rápido (52) más debajo de la segunda cámara de medida
(20).
3. Dispositivo de medida según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comporta un
vertedor (54) destinado a mantener la presión en la segunda cámara
de medida (20) a un valor de consigna.
4. Dispositivo de medida según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el pistón (38)
está preempujado por un resorte (44) hacia la segunda cámara de
medida (20).
5. Dispositivo de medida según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pistón (38)
se desplaza en el interior de un cilindro (36) de pared lisa, y
porque comporta una garganta anular (56) abierta hacia la pared del
cilindro (36).
6. Dispositivo de medida según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comporta un
sistema de refrigeración para enfriar el inyector (2), la primera
cámara de medida (8), el pistón (38) y el captador de desplazamiento
(46) del pistón.
7. Dispositivo de medida según la reivindicación
6, caracterizado porque el fluido utilizado en el sistema de
refrigeración es el mismo que el que se utiliza para realizar las
inyecciones.
8. Procedimiento de medida de las características
de una inyección de carburante efectuada por un inyector (2) del
tipo que consiste en poner en uso una primera cámara (8) para la
medida de la presión y de la temperatura de inyección y una segunda
cámara (20) de volumen variable para la medida del volumen de
carburante inyectado, y para cada inyección:
- medir la presión y la temperatura en la primera
cámara (8) antes de la inyección,
- inyectar, por medio del inyector (2),
carburante en la primera cámara,
- durante la inyección, medir, por lo menos con
regularidad, la presión y la temperatura en la primera cámara
(8),
- al final de la inyección, vaciar en la segunda
cámara (20) una parte del carburante contenido en la primera cámara
(8) hasta restablecer en la primera cámara (8) sensiblemente la
presión de antes de la inyección,
- medir el volumen del carburante vaciado y
deducir de ello el volumen de la inyección,
- vaciar el carburante contenido en la segunda
cámara (20),
caracterizado porque se realiza una
compensación que permite tener en cuenta una eventual diferencia de
presión en la primera cámara de medida (8) después de dos
vaciados sucesivos.
9. Procedimiento de medida según la
reivindicación 8, caracterizado porque consiste en corregir
las medidas relativas a cada inyección a partir de datos de
calibrado principalmente prerregistrados.
10. Procedimiento de medida según las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque consiste, a raíz
del vaciado de la segunda cámara (20), en efectuar ese vaciado hasta
establecer en aquélla una presión de consigna.
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