ES2244798T3 - Dispositivo de inyeccion de combustible para motores de combustion interna. - Google Patents
Dispositivo de inyeccion de combustible para motores de combustion interna.Info
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Abstract
Dispositivo de inyección de combustible (1) para motores de combustión interna, con varias válvulas de inyección (5), que están previstas en cada caso en un conducto de inyección (4) del combustible, en el que cada válvula de inyección (5) presenta una cámara de toberas (12) y una cámara de control (15), que están conectadas ambas con el conducto de inyección (4), un miembro de válvula (7) que controla los orificios de inyección (11) de la cámara de toberas (12), que se puede activar a través de una primera superficie de control (13)que se encuentra en la cámara de toberas (12) y que actúa en la dirección de apertura de la válvula y a través de una segunda superficie de control (14) que se encuentra en la cámara de control (15) y que actúa en la dirección de cierre de la válvula, una primera válvula (18) para el control de la presión que predomina en la cámara de presión (15) y una segunda válvula (28) para la conmutación de la presión de inyección, caracterizado porque está previsto un cuerpo de válvula (30) común para las dos válvulas (18, 28) y porque la carrera (H2), que es necesaria para el cierre de la primera válvula (18), es mayor que la carrera (H1) que es necesaria para la apertura de la segunda válvula (28).
Description
Dispositivo de inyección de combustible para
motores de combustión interna.
La invención parte de un dispositivo de inyección
de combustible del tipo de la reivindicación 1 de la patente.
En un dispositivo de inyección de combustible
conocido de este tipo (DE 199 10 970 A1), la cámara de control se
puede conectar a través de una válvula de 2/2 pasos con un conducto
de descarga. Otra válvula de 2/2 pasos sirve para la activación de
un transductor de presión, con el que se genera una presión de
inyección alta (ver también el documento DE 10008268 A1).
El dispositivo de inyección de combustible según
la invención con los rasgos característicos de la reivindicación 1
de la patente tiene, en cambio, la ventaja de que el cuerpo común de
la válvula puede ser activado por un único servo accionamiento y de
esta manera se pueden ahorrar un cuerpo de válvula y un servo
accionamiento.
De una manera preferida, la válvula para el
control de la presión que predomina en la cámara de control está
configurada como válvula de corredera y la válvula para la
conmutación de la presión de inyección está configurada como válvula
de asiento.
Otras ventajas y configuraciones ventajosas del
objeto de la invención se pueden deducir a partir de la descripción
del dibujo y de las reivindicaciones.
Un ejemplo de realización del dispositivo de
inyección de combustible según la invención se representa en el
dibujo y se explica en detalle en la descripción siguiente. En este
caso:
La figura 1 muestra los componentes esenciales de
un dispositivo de inyección de combustible según la invención con
una válvula de control de 4/3 pasos para el control del proceso de
inyección.
La figura 2 muestra un diagrama, que indica para
el dispositivo de inyección de combustible representado en la figura
1, sobre el eje del tiempo, la carrera (H) del cuerpo de la válvula
de control de 4/3 pasos, la presión de inyección (P) y la carrera
(h) del miembro de la válvula de inyección.
El dispositivo de inyección de combustible 1
mostrado en la figura 1 para motores de combustión interna comprende
un acumulador de alta presión 2 (Common Rail), en el que está
alojado combustible bajo una presión del combustible P1. Desde el
acumulador de alta presión 2 se descarga el combustible en cada caso
a través de conductos de presión 3 y de conductos de inyección 4
hacia las válvulas de inyección (inyectores) 5 individuales, que se
proyectan en la cámara de combustión del motor de combustión interna
a alimentar, solamente una de las cuales se representa en la figura
1.
En un taladro de guía axial 6 de la válvula de
inyección 5 está alojado de forma desplazable un miembro de válvula
(aguja de tobera) 7 en forma de pistón con una superficie cónica de
obturación de la válvula 8, que es presionada por medio de un muelle
de cierre 9 contra una superficie cónica de asiento de la válvula 10
de la carcasa de la válvula y que tiene los orificios de inyección
11 que están previstos allí. El conducto de inyección 4 desemboca en
la válvula de inyección 5 en una cámara de toberas 12 en forma de
anillo, desde la que conduce un intersticio anular, que se extiende
entre el taladro de guía 6 y el miembro de válvula 7, hasta la
superficie de asiento de la válvula 10. El miembro de válvula 7
tiene, en la zona de la cámara de toberas 12, una primera superficie
de control 13, que está configurada como saliente de presión, en la
que el combustible alimentado a través del conducto de inyección 4
incide en el sentido de apertura (es decir, hacia abajo) en el
miembro de válvula 7. El lado frontal del miembro de válvula 7, que
está alejado de la superficie de obturación de la válvula, forma una
segunda superficie de control 14, que delimita una cámara de control
15 y que actúa en la dirección de cierre de la válvula. La cámara de
control 15 está conectada a través de una válvula de
estrangulamiento Z con el conducto de inyección 4 así como se puede
conectar a través de una válvula de estrangulamiento A 17 y una
válvula de corredera 18 con un conducto de descarga (aceite de fuga)
19. La segunda superficie de control 14 es mayor que la primera
superficie de control 13, de manera que cuando la válvula de
corredera 18 está cerrada, es decir, cuando existe la misma presión
en la cámara de toberas 12 y en la cámara de control 15, el miembro
de la válvula 7 cierra los orificios de inyección 11. La válvula de
inyección Z 16 es menor que la válvula de inyección A 17, de manera
que cuando la válvula de corredera 18 está abierta, se descarga la
presión que predomina en la cámara de control 15 a través del
conducto de descarga 19 y se controla por encima de una presión de
apertura P_{S} el miembro de válvula 7 a través de la presión que
predomina en la cámara de toberas 12 contra la acción del muelle de
cierre 9.
Para cada válvula de inyección 5 está prevista
una unidad de transmisión de la presión 20 con un pistón de
transmisión 22, que es desplazable axialmente contra la acción de un
muelle de recuperación 21, que delimita, en el lado primario, una
cámara primaria 23, en el lado secundario una cámara secundaria 22 y
en el lado de la presión una cámara de presión 25. La cámara de
presión 23 está conectada directamente, la cámara secundaria 24 está
conectada a través de la válvula de estrangulamiento 26 y la cámara
de presión 25 está conectada a través de una válvula de retención 27
con el conducto de presión 3, partiendo el conducto de inyección 4
desde la cámara de presión 25. A través de una válvula de asiento 28
se puede conectar la cámara secundaria 24 con el conducto de
descarga 19. Cuando la válvula de conmutación 28 está cerrada,
predomina en todas las tres cámaras 23, 24, 25 la presión del
combustible P1 del acumulador de presión 2, de manera que el pistón
de transmisión 22 es presionado a través del muelle de recuperación
21 a su posición de partida. Si se descarga de presión la cámara
secundaria 24 a través de la apertura de la válvula de asiento 28,
se desplaza el pistón de transmisión 22 en la dirección de
compresión y de esta manera, de acuerdo con la relación de la
sección transversal del pistón en la cámara primaria y en la cámara
de presión 23, 25, se comprime el combustible que se encuentra en la
cámara de presión 25 a una presión más elevada del combustible. La
válvula de retención 27 impide en este caso el reflujo de
combustible comprimido de retorno al conducto de presión 3.
La válvula de corredera 18 y la válvula de
asiento 28 están agrupadas en una válvula de control de 4/3 pasos
con un cuerpo de válvula 30 común. El cuerpo de válvula 30 está
alojado de forma desplazable en un taladro de guía axial 31 de la
carcasa de la válvula y se puede desplazar axialmente por medio de
un servo accionamiento piezoeléctrico.
La válvula de corredera 18 presenta, en el lado
de entrada, una cámara anular 33, que está prevista en la pared del
taladro de guía, en la que desemboca el conducto que parte desde la
cámara de control 15. En el lado de salida, la válvula de corredera
18 presenta una cámara anular inferior 34, que está prevista en el
cuerpo de la válvula 30, que se abre hacia la cámara anular 33. La
cámara anular inferior 34 del cuerpo de la válvula 30 está conectada
a través de un taladro transversal 35 y de un taladro longitudinal
36 del cuerpo de la válvula 30 con el conducto de descarga 19 que
parte, en el lado frontal, desde el taladro de guía 29. La válvula
de corredera 18 bloquea cuando, con una carrera H_{2} del cuerpo
de la válvula 30, el canto de control 37 de la cámara anular 34
solapa el canto de obturación superior 38 de la cámara anular
33.
La válvula de asiento 28 presenta en el lado de
entrada una cámara anular superior 39, que está prevista en la pared
del taladro de guía 29, con una superficie cónica de asiento de la
válvula 40, en la que desemboca el conducto que parte desde la
cámara secundaria. El cuerpo de la válvula 30 tiene una superficie
cónica de obturación de la válvula 41, que colabora con la
superficie de asiento de la válvula 40, que se amplía hacia abajo
hacia una cámara anular 42, desde la que parte el conducto de
descarga 19.
En la posición de partida, mostrada en la figura
1, de la válvula de control de 4/3 pasos 29 está abierta la válvula
de corredera 18, de manera que la cámara de control 15 está
descargada de presión, y la válvula de asiento 28 está cerrada, de
manera que la cámara secundaria 24 no está descargada de presión. La
carrera H_{1} del cuerpo de la válvula 30, que es necesaria para
la apertura de la válvula de asiento 28, es menor que la carrera
H_{2} que es necesaria para el cierre de la válvula de corredera
18.
En la figura 2 se representa en un diagrama el
desarrollo temporal del proceso de inyección. El comienzo del
proceso de inyección se inicia en el instante t0 a través de la
carrera H_{1} del cuerpo de la válvula 30, de manera que se abre
la válvula de asiento 28 y la válvula de corredera 18 permanece
abierta. La cámara secundaria 24 es descargada de presión, y se
forma una presión elevada del combustible en la cámara de presión 25
y, por lo tanto, en la cámara de toberas 12. Cuando en el instante
t1 se alcanza en la cámara de toberas 12 la presión de apertura
P_{S}, entonces se abre el miembro de válvula y contra la acción
del muelle de cierre 9 de una manera controlada por la presión y se
activa la carrera máxima h_{max}, de manera que se lleva a cabo la
inyección con la presión del combustible que predomina en la cámara
de toberas 12. La presión de inyección máxima P_{max} se consigue
a partir de la relación de la sección transversal del pistón en la
cámara primera y en la cámara de presión 23, 25. En el instante t2,
en el que la presión que predomina en la cámara de toberas 12 es
todavía mayor que la presión de apertura P_{S}, se cierra la
válvula de corredera 18 a través de una carrera H_{2} del cuerpo
de la válvula 30. La cámara de control 15 no está ya descargada de
presión, y se eleva la presión en la cámara de control 15, de manera
que el miembro de válvula 7 cierra los orificios de inyección 11 de
una manera controlada por la carrera. En el instante t3, a través de
la reposición del cuerpo de la válvula 30 a su posición de partida,
se abre la válvula de corredera 18 y se cierra la válvula de asiento
28. La cámara de control 15 está de nuevo descargada de presión, y
el miembro de válvula 7 se abre controlado por la carrera, de manera
que se lleva a cabo una reinyección con la presión de combustible
que predomina en la cámara de inyección 12, por ejemplo con
P_{max}. El proceso de inyección se termina en el instante t4,
cuando la presión del combustible que predomina en la cámara de
toberas 12 es menor que la presión de apertura P_{S}. En virtud de
la cámara secundaria 24 no descargada ya de la presión, el pistón de
transmisión 22 es presionado a su posición de partida a través del
muelle de recuperación 21 y la cámara de presión 25 se llena con
combustible desde el acumulador de presión 2.
Claims (6)
1. Dispositivo de inyección de combustible (1)
para motores de combustión interna, con varias válvulas de inyección
(5), que están previstas en cada caso en un conducto de inyección
(4) del combustible, en el que cada válvula de inyección (5)
presenta una cámara de toberas (12) y una cámara de control (15),
que están conectadas ambas con el conducto de inyección (4), un
miembro de válvula (7) que controla los orificios de inyección (11)
de la cámara de toberas (12), que se puede activar a través de una
primera superficie de control (13)que se encuentra en la
cámara de toberas (12) y que actúa en la dirección de apertura de la
válvula y a través de una segunda superficie de control (14) que se
encuentra en la cámara de control (15) y que actúa en la dirección
de cierre de la válvula, una primera válvula (18) para el control de
la presión que predomina en la cámara de presión (15) y una segunda
válvula (28) para la conmutación de la presión de inyección,
caracterizado porque está previsto un cuerpo de válvula (30)
común para las dos válvulas (18, 28) y porque la carrera (H_{2}),
que es necesaria para el cierre de la primera válvula (18), es mayor
que la carrera (H_{1}) que es necesaria para la apertura de la
segunda válvula (28).
2. Dispositivo de inyección de combustible según
la reivindicación 1, caracterizado porque la primera válvula
(18) está configurada como válvula de corredera.
3. Dispositivo de inyección de combustible según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la segunda
válvula (28) está formada como válvula de asiento.
4. Dispositivo de inyección de combustible según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el servo accionamiento, que está previsto para el cuerpo de la
válvula (30), está configurado como servo accionamiento (32)
piezoeléctrico.
5. Dispositivo de inyección de combustible según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
al menos una presión más baja del combustible (P1) está almacenada
en un acumulador de presión central (2).
6. Dispositivo de inyección de combustible según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el conducto de inyección (4) está conectado tanto a través de una
válvula de retención (27) con una presión más baja del combustible
(P1) como también con la cámara de presión (25) de un pistón de
intensificación de la presión (22) que puede ser activado a través
de la segunda válvula (28).
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