ES2246216T3 - Inyector de combustible gaseoso. - Google Patents
Inyector de combustible gaseoso.Info
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Abstract
Un inyector de combustible gaseoso para su utilización en la alimentación de combustible gaseoso, comprendiendo el inyector: un alojamiento (11); un inyector controlado eléctricamente, que tiene un inducido (13) y una bobina (12) de solenoide montados en el citado alojamiento; un miembro único (15) de asiento de válvula; teniendo el citado inducido (13) una superficie sustancialmente plana en relación de oposición sustancialmente paralela al citado miembro de asiento de válvula; medios (23, 24) para forzar al citado inducido y llevar la superficie plana del mismo a una posición de apoyo contra el miembro de asiento de válvula para proporcionar una posición de válvula cerrada; una entrada (11a) para combustible gaseoso en un extremo del citado alojamiento y un único pasaje (11b) de salida en el extremo opuesto de la misma; y en el que la citada bobina de solenoide es operativa para accionar el citado inducido separándolo del citado miembro de asiento de válvula a una posición abierta con locual se abre la válvula formada de esta manera para permitir que el combustible gaseoso pase desde la citada entrada (11a) al citado pasaje de salida (11b) del citado alojamiento, que se caracteriza porque el citado inducido es generalmente rectangular y está situada dentro de un anillo separador (14), y se definen espacios laterales (10a, 10b) a través de los cuales puede fluir el combustible desde la entrada (11a) al miembro (15) de asiento de válvula cuando el inducido (13) se encuentra en su posición abierta, entre los bordes laterales del inducido y el anillo separador (14).
Description
Inyector de combustible gaseoso.
Esta invención se refiere a inyectores de
combustible gaseoso para sistemas de propulsión y, más en
particular, se refiere a un inyector de este tipo que utiliza un
solenoide electromagnético que tiene un inducido plano que forma una
válvula para el inyector.
Normalmente se utilizan sistemas de inyección de
combustible gaseoso en el suministro de combustible a los motores.
Tales sistemas utilizan generalmente una válvula de tipo bola
esférica que está unida a un vástago que se desplaza en la porción
central del solenoide, Se describe un inyector típico de este tipo
de la técnica anterior en la patente norteamericana número
5.775.599, concedida el 7 de julio de 1998 a Smith et al, y
transferida a Impco Technologies Inc., que es el cesionario de la
presente solicitud. Para que tales sistemas funcionen eficazmente,
el combustible debe proporcionar suficiente lubricación para evitar
la detención del émbolo durante su funcionamiento. Cuando se utiliza
combustible líquido se proporciona fácilmente tal lubricación pero
con combustible gaseoso, se depende de la existencia de trazas de
aceite del compresor. Debido a la exigencia de incrementar la pureza
del combustible gaseoso, se están utilizando extensivamente
compresores que no utilizan aceite como lubricante, con lo que se
elimina la entrada de este lubricante en el combustible. Sin
embargo, la eliminación del lubricante ha producido el deterioro del
rendimiento de los inyectores gaseosos típicos de la técnica
anterior.
Para resolver este problema se ha desarrollado un
inyector de combustible gaseoso que tiene un inducido plano de
solenoide que se asienta directamente en un miembro de asiento para
formar la válvula de combustible. Se describe este dispositivo en la
patente norteamericana número 5.348.233, concedida el 20 de
septiembre de 1994 a Roman Press, et al., siendo el citado
Roman Press el inventor de la presente invención. Esta invención
anterior, aunque resuelve el problema de desgaste en el mecanismo de
válvula, presenta la desventaja de tener una boquilla de descarga
que no está integrada en el inyector y, por lo tanto, no es
fácilmente adaptable a la producción en masa. Además, el dispositivo
de esta invención de la técnica anterior está adaptado al suministro
de combustible en su porción central, no desde la parte superior,
como en la presente invención. Adicionalmente, el dispositivo de
esta invención anterior no está diseñado para instalarse entre un
carril de combustible y un puerto inyector, de una forma similar a
un inyector de gasolina, como es el caso del dispositivo de la
presente invención.
El dispositivo de la presente invención supera
las desventajas de la técnica anterior mencionadas anteriormente al
utilizar un inyector de combustible gaseoso de acuerdo con la
Reivindicación 1. El inyector está adaptado para alimentar
combustible desde un carril de combustible a un puerto inyector de
la misma manera general que un inyector de gasolina. El dispositivo
utiliza un solenoide montado en el interior de un alojamiento. El
solenoide tiene un inducido rectangular con una superficie plana que
en su posición "normal" o cerrada se apoya contra un miembro de
asiento para formar una válvula de fluido. El inducido está retenido
en esta posición cerrada por el diferencial de presión existente
entre la presión de gas y la presión atmosférica, en conjunto con la
fuerza proporcionada por un resorte. Cuando se actúa sobre el
solenoide por impulsos de control de inyección, la válvula se abre
en respuesta a dichos impulsos para permitir que se inyecten desde
el inyector impulsos de gas. El inducido tiene una abertura en su
porción central para permitir el flujo de fluido incrementado y para
reducir la fuerza requerida para accionar el inducido. Además, la
configuración rectangular del inducido permite un flujo de fluido
adicional a lo largo de los lados del inducido. Se alimenta el
combustible al inyector en un extremo del mismo y sale a través del
otro extremo. Cuando se proporcionan a la bobina del solenoide
impulsos eléctricos correspondientes a la inyección de combustible
deseada, se actúa de manera correspondiente sobre el inducido para
proporcionar una inyección de combustible desde el inyector.
Por lo tanto, es un objetivo de esta invención
proporcionar un inyector de combustible gaseoso mejorado en el cual
la vida de funcionamiento de los componentes se incrementa
sustancialmente.
Es un objetivo adicional de esta invención
mejorar la eficiencia de funcionamiento de un inyector de
combustible gaseoso.
Otros objetivos de la invención serán evidentes
considerando la descripción que sigue tomada en conjunto con los
dibujos que se acompañan.
La Figura 1 es una vista en alzado lateral de una
Realización preferente de la invención;
La Figura 2 es una vista en sección transversal
tomada por el plano indicado por 2-2 en la Figura
1;
La Figura 3 es una vista es sección transversal
tomada por el plano indicado por 3-3 en la Figura
1;
La Figura 4 es una vista en sección transversal
que muestra la válvula de fluido de la Realización preferente en una
posición cerrada;
La Figura 5 es una vista en sección transversal
que muestra la válvula de fluido de la Realización preferente en una
posición abierta; y
La Figura 6 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado de la válvula de fluido de la Realización
preferente.
Haciendo referencia a continuación a la Figura 1,
se ilustra una Realización preferente de la invención.
El inyector tiene un alojamiento 11 en el cual se
montan los componentes. Se monta en el interior del alojamiento un
solenoide electromagnético que tiene una bobina de accionamiento 12
y un inducido 13. El inducido 13, como mejor se puede apreciar en
las Figuras 3 y 6, tiene una configuración generalmente rectangular
con una abertura central 13a. La abertura 13a y los espacios
laterales 10a y 10b situados entre los lados del inducido y el
anillo separador 14 proporcionan aberturas para la descarga de flujo
gaseoso. El inducido 13 está soldado a un resorte de hojas 24, como
se indica por la pareja derecha de líneas de trazos en la Figura 6.
Esto asegura el posicionado repetible del inducido en relación con
el anillo separador 14 y con el asiento 15 de válvula. Se alimenta
combustible gaseoso en una abertura en el poste magnético central 29
a través de una entrada 11a y sale del alojamiento a través de la
salida 11b. Unas ranuras radiales formadas en el orificio roscado
internamente de la pieza de poste 29 y que se extienden por encima y
por debajo del tornillo 22 proporcionan un trayecto de gas más allá
del tornillo 22.
El resorte 23 se apoya contra el inducido, siendo
ajustable la tensión del resorte por medio de un tornillo de ajuste
22. Las señales eléctricas de control para controlar el solenoide, y
por lo tanto, la inyección, se alimentan a través de terminales
eléctricos 30 y desde estos terminales a la bobina 12 del solenoide.
Una pieza cilíndrica central 29 del poste magnético tiene una
abertura 21 formada en la misma para proporcionar una descarga de
flujo de combustible adicional. Se proporciona una reducción de
ruido por medio de una cámara resonante 18 y de un canal 16. El
flujo de gas desde el inyector se puede ajustar por medio de la
válvula de control 17.
La altura del separador de control 14 se elige
para proporcionar la carrera deseada del inducido fijando la
distancia entre el poste central 29 y el asiento de válvula 15,
determinando de esta manera el flujo de combustible desde el
inyector.
Cuando se proporciona una señal de control de
inyección a la bobina 12, el inducido 13 se empuja hacia arriba
contrarrestando la acción del resorte 23 y las presiones
diferenciales en los lados opuestos del inducido y la acción del
resorte 24. Se empuja el inducido contra el tope dispuesto en el
alojamiento para abrir la válvula al retirar el inducido del asiento
15 de válvula, con lo cual se permite que el gas fluya a través del
inyector, como se muestra en la Figura 5.
En ausencia de una señal de control, se mantiene
la válvula de inducido en su posición cerrada debido a la acción del
resorte de bobina 23 y del resorte de hojas 24, estando el inducido
apoyado contra el asiento 15 de válvula, como se muestra en la
Figura 4.
Debe hacerse notar que aunque el dispositivo de
la invención se ha descrito para su utilización en la alimentación
de combustible a un motor, también se puede usar en otras
aplicaciones que requieran la inyección de combustible gaseoso, por
ejemplo, tales como los sistemas de propulsión que utilizan células
de combustible.
Aunque la invención se ha descrito e ilustrado en
detalle, se debe entender que esto se pretende solamente a título de
ilustración y ejemplo, estando limitado el alcance de la invención
por los términos de las Reivindicaciones que siguen.
Claims (8)
1. Un inyector de combustible gaseoso para su
utilización en la alimentación de combustible gaseoso, comprendiendo
el inyector:
un alojamiento (11);
un inyector controlado eléctricamente, que tiene
un inducido (13) y una bobina (12) de solenoide montados en el
citado alojamiento;
un miembro único (15) de asiento de válvula;
teniendo el citado inducido (13) una superficie
sustancialmente plana en relación de oposición sustancialmente
paralela al citado miembro de asiento de válvula;
medios (23, 24) para forzar al citado inducido y
llevar la superficie plana del mismo a una posición de apoyo contra
el miembro de asiento de válvula para proporcionar una posición de
válvula cerrada;
una entrada (11a) para combustible gaseoso en un
extremo del citado alojamiento y un único pasaje (11b) de salida en
el extremo opuesto de la misma; y
en el que la citada bobina de solenoide es
operativa para accionar el citado inducido separándolo del citado
miembro de asiento de válvula a una posición abierta con lo cual se
abre la válvula formada de esta manera para permitir que el
combustible gaseoso pase desde la citada entrada (11a) al citado
pasaje de salida (11b) del citado alojamiento,
que se caracteriza porque el citado
inducido es generalmente rectangular y está situada dentro de un
anillo separador (14), y se definen espacios laterales (10a, 10b) a
través de los cuales puede fluir el combustible desde la entrada
(11a) al miembro (15) de asiento de válvula cuando el inducido (13)
se encuentra en su posición abierta, entre los bordes laterales del
inducido y el anillo separador (14).
2. El inyector de combustible de la
Reivindicación 1, en el que el citado inducido tiene una segunda
superficie plana opuesta a la superficie plana en relación de
oposición con el miembro (15) de asiento de válvula, y que incluye,
además, un resorte de hojas (24) fijado a la citada segunda
superficie plana para posicionar el inducido en relación con el
miembro (15) de asiento de válvula y con el anillo separador (14), y
para forzar resilientemente el citado inducido hacia el miembro de
asiento de válvula.
3. El inyector de combustible de la
Reivindicación 1 o de la Reivindicación 2, que incluye, además, un
medio (18) de cámara resonante y un canal (16) que se comunica con
la salida (11b) para reducir el ruido.
4. El inyector de combustible de cualquiera de
las Reivindicaciones precedentes en el que el citado separador (14)
tiene una altura predeterminada que determina la distancia de
carrera del citado inducido (13) entre sus posiciones abierta y
cerrada.
5. El inyector de combustible de cualquiera de
las Reivindicaciones precedentes en el que el citado inducido tiene
una abertura central (13a) formada en el mismo para el paso de
combustible adicional a través suyo, cuando el citado inducido se
encuentra en su posición abierta.
6. El inyector de combustible de cualquiera de
las Reivindicaciones precedentes, en el que el citado inyector está
formado integralmente.
7. Un inyector de acuerdo con de la
Reivindicaciones 1 a 5, en el que el alojamiento comprende dos
porciones (11, 15) de alojamiento separadas por un separador (14), y
el inducido (13) está montado entre las dos porciones de
alojamiento.
8. Un sistema de inyección de combustible, que
comprende:
al menos un inyector de combustible de acuerdo
con cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 7;
un medio para suministrar combustible gaseoso a
la entrada (11a) de combustible del inyector;
un medio para conducir combustible gaseoso desde
el pasaje (11b) de salida del inyector; y
un medio de control para suministrar impulsos de
control a la citada bobina (12) de solenoide y accionar el citado
inducido (13) desde su posición cerrada a su posición abierta.
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