ES2271163T3 - Valvula de inyeccion de combustible. - Google Patents
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Abstract
Una válvula de inyección de combustible que comprende: una boquilla (6) provista de un taladro de inyección y que tiene una aguja (11) que se puede mover en dirección axial para abrir y cerrar el taladro de inyección; una cámara (15) de control de presión a la que se suministra combustible de alta presión, cuya presión de combustible en la cámara (15) de control de presión es operativa para impulsar la aguja (11) en una dirección de cerrar el taladro de inyección; un conducto (25) de flujo saliente de combustible provisto en una descarga del mismo de un orificio (26), introduciéndose el combustible de alta presión de la cámara (15) de control de presión en el conducto (25) de flujo saliente de combustible y expulsándose a través del orificio (26) y una válvula de control (28) instalada de tal manera que se asiente en la descarga del conducto (25) de flujo saliente de combustible y que funcione para abrir y cerrar el conducto (25) de flujo saliente de combustible, en el que el orificio (26)tiene una parte recta cilíndrica lisa cuyo diámetro interior es menor que el del conducto (25) de flujo saliente de un lado de aguas arriba del mismo, y una relación entre el diámetro interior (D) y una longitud axial (L) de la parte recta cilíndrica lisa se controla dentro de un intervalo de L/D = 1, 2, caracterizado porque el orificio (26) está unido al conducto (25) de flujo saliente de un lado de aguas arriba del mismo por medio de una superficie estrechada progresivamente, en el que el orificio (26) está provisto de un borde circunferencial de admisión alrededor de una periferia de una abertura de admisión inmediatamente adyacente a la parte recta cilíndrica lisa, y una relación entre un radio de esquina (R) del borde circunferencial de admisión y el diámetro interior (D) se controla dentro de un intervalo de R/D = 0, 2, y en el que el orificio (26) guía un flujo del combustible introducido desde la cámara (15) de control de presión al mismo de tal manera que, en primer lugar, se formaexclusivamente un estado de flujo turbulento y luego se mantiene, siempre en tanto que la temperatura del combustible esté dentro de un intervalo desde - 30ºC hasta 80ºC y la presión del combustible esté dentro del intervalo de 10 a 50 MPa.
Description
Válvula de inyección de combustible.
El presente invento se refiere a una válvula de
inyección de combustible cuya cantidad y tiempos de inyección se
ajustan de tal manera que una válvula de control controle la presión
de combustible de una cámara de control de presión.
Una válvula convencional de inyección de
combustible, que se aplica a un sistema de inyección de combustible
del tipo de presión acumulada. tiene una cámara de control de
presión a la que se suministra combustible de alta presión
acumulado en un distribuidor común, un conducto estrangulado de
descarga de combustible a través del cual se descarga el
combustible de alta presión, y una válvula electromagnética que
funciona para abrir y cerrar el conducto estrangulado de descarga
de combustible. Con esta válvula electromagnética, se ajustan la
cantidad y los tiempos de inyección de la válvula de inyección de
combustible mediante el control de la presión de combustible de la
cámara de control de presión.
La válvula convencional de inyección de
combustible tiene un inconveniente en el sentido de que, cuando se
descarga combustible de la cámara de control de presión a través del
conducto estrangulado de descarga de combustible en condiciones en
las que tanto la temperatura como la presión del combustible son
relativamente bajas, el estado del flujo de combustible no es
uniforme y tiene probabilidades de cambiar entre flujo turbulento y
flujo laminar. Como resultado, la inyección de combustible en cada
ciclo de inyección es inestable, y cada cantidad de inyección tiene
tendencia a fluctuar.
En la técnica anterior, el documento
WO-A-99 66 191 describe una válvula
de inyección de combustible que tiene un conducto en una descarga
de una cámara de control de presión. El conducto está unido a un
orificio o estrangulamiento en una descarga del mismo. El conducto
está unido a un orificio mediante una región de transición
redondeada por medio de la cual se reduce la constricción de la
corriente de combustible con el fin de reducir las pérdidas de
flujo.
El documento DE 100 55 714 muestra unos bordes
afilados en un conducto de salida de flujo.
Un objeto del presente invento es proveer una
válvula de inyección de combustible en la que un estado de flujo
del combustible descargado de una cámara de control de presión a
través de un conducto estrangulado no varía entre flujos turbulento
y laminar, resultando en menos fluctuación de la cantidad de
inyección por cada ciclo.
Este objeto se resuelve mediante una válvula de
inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1 que se
adjunta.
Los desarrollos ventajosos adicionales
constituyen el tema de las otras reivindicaciones.
Otras características y ventajas del presente
invento se apreciarán, así como los métodos de operación y la
función de las partes relacionadas, a partir de un estudio de la
siguiente descripción detallada, de las reivindicaciones incluidas
como apéndice, y de los dibujos, todos los cuales forman una parte
de esta solicitud, En los dibujos:
La Figura 1 es una vista en corte transversal de
un inyector de acuerdo con una primera realización del presente
invento;
La Figura 2 es una vista en corte transversal a
escala parcialmente ampliada del inyector mostrado por el círculo
\pi en la Figura 1;
La Figura 3 es una vista entera de un sistema de
inyección de combustible del tipo de presión acumulada al que se ha
aplicado el inyector de la Figura 1;
La Figura 4 es una vista en corte transversal de
una segunda placa que constituye los medios de formación de flujo
turbulento de acuerdo con la primera realización;
La Figura 5 es otra vista en corte transversal
de la segunda placa de acuerdo con la primera realización;
La Figura 6 es una vista en corte transversal de
una segunda placa que constituye unos medios de formación de flujo
turbulento de acuerdo con una segunda realización;
La Figura 7A es una vista en corte transversal
de una segunda placa que constituye unos medios de formación de
flujo turbulento de acuerdo con una tercera realización;
La Figura 7B es una vista en perspectiva de un
miembro de perturbación de flujo incorporado en la segunda placa de
la Figura 7A;
La Figura 8 es una vista en corte transversal de
una segunda placa que constituye unos medios de formación de flujo
turbulento de acuerdo con una cuarta realización;
La Figura 9 es una vista en corte transversal de
una segunda placa que constituye unos medios de formación de flujo
turbulento de acuerdo con una quinta realización;
La Figura 10A es una vista en corte transversal
de una segunda placa que constituye unos medios de formación de
flujo turbulento de acuerdo con una modificación de la segunda
realización;
La Figura 10B es una vista en corte transversal
de una segunda placa que constituye unos medios de formación de
flujo turbulento de acuerdo con una modificación de la quinta
realización;
La Figura 11 es una vista en corte transversal a
escala parcialmente ampliada de un inyector que no está de acuerdo
con el presente invento; y
La Figura 12 es una vista en corte transversal
de una segunda placa que constituye unos medios de formación de
flujo laminar de acuerdo con la Figura 11.
Primera
realización
En las Figuras 1 a 5 se describe una válvula de
inyección de combustible (inyector) de acuerdo con una primera
realización del presente invento.
La válvula de inyección de combustible se puede
incorporar en un sistema de inyección del tipo de presión
acumulada, aplicable, típicamente, para un motor diesel de 4
cilindros. Como se ha mostrado en la Figura 3, el sistema de
inyección del tipo de presión acumulada se compone de una bomba 2 de
combustible que aspira combustible de un depósito 1 de combustible
y comprime y descarga el combustible bajo alta presión, un
distribuidor común 3 que acumula el combustible a alta presión
descargado de la bomba 2 de combustible, unos inyectores 4 cada uno
de los cuales inyecta el combustible de alta presión suministrado
del distribuidor común 3 a cada cilindro del motor, y un
dispositivo electrónico de control (en adelante ECU) 5 que controla
las operaciones de la bomba 2 de combustible y de los inyectores
4.
El inyector 4 se compone de una boquilla 6, un
portaboquilla 7, un pistón hidráulico 8, y una válvula
electromagnética (válvula de control) 9.
Como se muestra en la Figura 1, la boquilla 6
tiene un cuerpo 10 de boquilla provisto en un extremo axial de la
misma de un taladro de inyección (no mostrado) y una aguja 11
ajustada deslizablemente a un interior del cuerpo 10 de boquilla.
La boquilla 6 está conectada a través de una empaquetadura 12 de
punta a un extremo del portaboquilla 7 mediante una tuerca de
retención 13.
El portaboquilla 7 está provisto de un conducto
14 de combustible y de un conducto 16 de combustible a través de
los cuales el combustible de alta presión suministrado desde el
distribuidor común 3 se descarga a la boquilla 6 y a una cámara 15
de control de presión, respectivamente.
El pistón hidráulico 8 está ajustado de forma
deslizable a un cilindro 17 provisto en el portaboquilla 7 y está
conectado a través de un bulón 18 de presión a la aguja 11. El bulón
18 de presión, cargado por un muelle 19, presiona la aguja 11 en
una dirección de cierre de válvula (descendente en la Figura 1).
Como se muestra con más claridad en la Figura 2,
la cámara 15 de control de presión está formada dentro del cilindro
17 por encima del pistón hidráulico 8, y la presión del combustible
de alta presión suministrado a la cámara 15 de control de presión
actúa sobre una cara de extremo superior del pistón hidráulico
8.
Una primera placa 20 y una segunda placa 21, que
están instaladas una encima de otra, están dispuestas encima de la
cámara 15 de control de presión.
La primera placa 20 está provista de un conducto
22 de flujo entrante que comunica con el conducto 16 de
combustible del portaboquilla 7 y de un conducto 22 de combustible
a través del cual el conducto 22 de flujo entrante comunica con la
cámara 15 de control de presión. En el conducto 22 de flujo entrante
se ha provisto un orificio de entrada 24.
La segunda placa 21 está provista de un conducto
25 de flujo saliente que comunica con la cámara 15 de control de
presión a través del conducto 22 de combustible provisto en la
primera placa 20. El conducto 25 de flujo saliente está provisto,
en un lado de aguas abajo del mismo, de un orificio de salida
(taladro de estrangulación) 26. El orificio de salida 26 tiene una
parte recta cilíndrica lisa cuyo diámetro interior es menor que el
del conducto 25 de flujo saliente de un lado de aguas arriba del
mismo, pero mayor que el del orificio de entrada 24. El orificio de
salida 26 está provisto, alrededor de una periferia de una abertura
de entrada del mismo, de un borde circunferencial de entrada con el
que al combustible que se va a descargar de la cámara 15 de control
de presión a través del orificio de salida 26 se le somete a un
movimiento de remolino para que se forme un flujo turbulento.
Luego, el flujo turbulento así formado se mantiene hasta que el
combustible se descarga a través del orificio de salida 26 al
conducto de baja presión 31.
\newpage
El orificio de salida se forma de manera que
cumpla las siguientes fórmulas (1) y (2), como se muestra en las
Figuras 4 y 5.
(1)R / D
\leq
0,2
(2)L / D
\leq
1,2
donde R es un radio de esquina del
borde circunferencial de entrada del orificio de salida 26, D es el
diámetro interior de una parte recta cilíndrica lisa del orificio
de salida 26 y L es la longitud axial de la parte recta cilíndrica
lisa del orificio de salida
26.
Si el radio de esquina R es demasiado largo con
respecto al diámetro interior D, es decir, R/D es mayor de 0,2, el
combustible circula suavemente en el orificio de salida 26 a través
del borde circunferencial de entrada, de tal manera que un flujo
del combustible en el orificio de salida 26 (la parte recta
cilíndrica lisa) tiende a ser un flujo laminar. Sin embargo, cuando
R/D es relativamente pequeño, es decir, se cumple la fórmula (1),
el flujo del combustible en el orificio de salida 26 se convierte en
flujo turbulento, porque el combustible experimenta un movimiento
de remolino en el borde circunferencial de entrada del orificio de
salida 26. De acuerdo con ello, el borde circunferencial de entrada
del orificio de salida 26 cuyo perfil se ha conformado para
satisfacer la fórmula (1) constituye los medios de formación de
flujo turbulento.
Además, si la longitud axial L de la parte recta
cilíndrica lisa del orificio de salida 26 es demasiado grande con
relación al diámetro interior D de la misma, el flujo turbulento en
la entrada del orificio de salia 26 vuelve a ser flujo laminar
durante la circulación de combustible a lo largo de la parte
cilíndrica del orificio de salida 26. Sin embargo, cuando se
satisface la fórmula (2), el flujo turbulento se mantiene durante la
circulación de combustible a lo largo de la parte recta cilíndrica
lisa del orificio de salida 26. De acuerdo con ello, la parte recta
cilíndrica lisa del orificio de salida 26 cuya geometría satisface
la fórmula (2) constituye los medios de mantenimiento de flujo
turbulento.
Como se ha mencionado anteriormente, una
combinación de los medios de formación de flujo turbulento y de los
medios de mantenimiento de flujo turbulento constituye un miembro de
guiado que guía al combustible que se va a descargar de la cámara
15 de control de presión a través del orificio de salida 26 de
manera que forme a la fuerza un estado de flujo turbulento en su
camino, y, luego, mantenga el estado de flujo turbulento.
Los fenómenos anteriormente descritos se han
demostrado mediante un ensayo experimental en unas condiciones en
las que la presión es de 12 MPa y la temperatura (-) 30ºC.
Como se muestra en la Figura 1, la válvula
electromagnética 9 se compone de un cuerpo 27 de válvula, una
válvula 28 y un mecanismo de accionamiento electromagnético 29. La
válvula electromagnética 9 está conectada a través de las placas
primera y segunda 20 y 21 a un extremo superior del portaboquilla 7
mediante una tuerca de retención 30.
El cuerpo 27 de válvula está instalado encima de
la segunda placa 21 y está provisto de un conducto 31 de baja
presión que puede comunicar con el conducto de flujo saliente 25
provisto en la segunda placa 21 de acuerdo con un movimiento de la
válvula 28. El conducto de baja presión 31 comunica con un drenaje
de baja presión a través de un espacio 32 de forma anular
conformado alrededor de la circunferencia exterior de las placas
primera y segunda 20 y 21.
La válvula 28 es retenida por el cuerpo 27 de
válvula de manera que se mueva en las direcciones ascendente y
descendente en el mismo. Cuando un extremo inferior de la válvula 28
se asienta sobre una periferia de apertura (superficie de asiento)
del orificio de salida 26 (salida del conducto 25 de flujo
saliente), se interrumpe la comunicación entre el conducto 25 de
flujo saliente y el conducto 31 de baja presión.
El mecanismo de accionamiento electromagnético
29 funciona para impulsar la válvula 28 con el uso de una fuerza
magnética. El mecanismo de accionamiento electromagnético 29 tiene
una bobina 33 para generar fuerza magnética y un muelle 34 para
impulsar a la válvula 28 en una dirección de cierre de válvula
(descendente en la Figura 1).
A continuación se describe el funcionamiento del
inyector 4.
El combustible de alta presión que se va a
suministrar desde el distribuidor común 3 al inyector 4 se introduce
a un conducto interior 35 y a la cámara 15 de control de presión.
Cuando la válvula electromagnética 9 está en un estado de cierre de
válvula (cuando la válvula 28 interrumpe la comunicación entre el
orificio de salida 26 y el conducto de baja presión 31), la presión
del combustible de alta presión introducido en la cámara 15 de
control de presión actúa sobre la aguja 11 a través del pistón
hidráulico 8 y del bulón de presión 18 y, conjuntamente con la
fuerza de carga del muelle 19, impulsa a la aguja 11 en una
dirección de cierre de válvula.
La presión alta del combustible introducido en
el conducto interior 35 de la boquilla 35 (véase Figura 1) actúa
sobre una superficie receptora de presión de la aguja 11 de tal
manera que la aguja 11 es impulsada en una dirección de apertura de
válvula. Sin embargo, cuando la válvula electromagnética 9 está en
un estado de cierre de válvula, una fuerza de impulsión a la aguja
11 en la dirección de cierre de válvula es mayor que la fuerza de
impulsión en la dirección de apertura de válvula. De acuerdo con
ello, la aguja 11 nunca se eleva, y el taladro de inyección está
cerrado, con lo que no se inyecta combustible.
Cuando la válvula electromagnética 9 pasa a un
estado de apertura de válvula activando la bobina 33 (cuando la
válvula 28 se eleva), el orificio de salida 26 comunica con el
conducto 31 de baja presión, con lo que el combustible de la
cámara 15 de control de presión se descarga a través del orificio de
salida 26 y del conducto 32 de baja presión al drenaje de baja
presión. Incluso después de que la válvula electromagnética 9 pase
al estado de apertura de válvula, continúa el suministro del
combustible de alta presión a la cámara 15 de control de presión.
Sin embargo, el diámetro interior del orificio de salida 26 a través
del cual se descarga el combustible de la cámara 15 de control de
presión es mayor que el del orificio de entrada 23 a través del que
el combustible se suministra a la cámara 15 de control de presión,
con lo que se reduce la presión de combustible de la cámara 15 de
control de presión que actúa sobre el pistón hidráulico 8.
Como resultado, se reduce una suma de las
fuerzas que impulsan a la aguja 11 en la dirección de cierre de
válvula debidas a la presión de combustible de la cámara de control
y la fuerza de carga del muelle 19 y, en un instante en el que la
fuerza de impulsión de la aguja 11 en la dirección de apertura de
válvula excede de la suma de las fuerzas de impulsión de la aguja
11 en la dirección de cierre de válvula, la aguja 11 empieza a
elevarse para abrir el taladro de inyección con el fin de que
comience la inyección de combustible. En este momento, el flujo de
combustible descargado de la cámara 15 de control de presión a
través del orificio de salida 26 al conducto 31 de baja presión es
obligado a formar el flujo turbulento y, una vez formado, a
mantener el flujo turbulento, puesto que la geometría del conducto
25 de flujo saliente incluyendo al orificio de salida 26 satisface
las fórmulas (1) y (2) anteriormente mencionadas.
De acuerdo con la primera realización, cada
inyección de combustible se puede controlar de forma estable y la
fluctuación de la cantidad de inyección es menor, puesto que el
flujo turbulento, una vez formado por el borde circunferencial de
entrada del orificio de salida 26, nunca cambia a flujo laminar
siempre que el orificio de salida 26 esté abierto por la válvula 28
y el combustible circule desde la cámara 15 de control de presión a
través del conducto 25 de flujo saliente al conducto 31 de baja
presión.
Segunda
realización
Un injector de acuerdo con una segunda
realización tiene unos salientes (o rebajos) 36 provistos en el
conducto 25 de flujo saliente en unas posiciones aguas arriba del
orificio de salida 26, como se muestra en la Figura 6. Los
salientes (o rebajos) 36 se podrían formar adicionalmente a - o en
vez de - los medios de formación de flujo turbulento de la primera
realización, y guían al combustible que se va a descargar de la
cámara 15 de control de presión a través del conducto 25 de flujo
saliente de tal manera que se forme un estado de flujo turbulento.
El inyector de acuerdo con la segunda realización dispone además de
medios de mantenimiento de flujo turbulento. Los medios de
mantenimiento de flujo turbulento son una parte recta cilíndrica
lisa del orificio de salida 26 cuya longitud axial es corta hasta
una extensión que el flujo turbulento formado por los medios de
formación de flujo turbulento se puedan mantener sin convertirse al
flujo laminar. Es preferible que la geometría del orificio 26 de
salida de acuerdo con la segunda realización satisfaga la fórmula
(2) mencionada anteriormente. Sin embargo, un grado de turbulencia
del flujo turbulento formado por los salientes (o rebajos) 36
además de - o en vez de - los medios de formación de flujo
turbulento de la primera realización en la entrada del orificio 26
de salida de la segunda realización, es mayor que el formado por la
primera realización, un valor de L/D podría ser mayor de 1,2.
Tercera
realización
Un inyector de acuerdo con una tercera
realización tiene un miembro 37 de perturbación de flujo
introducido en el conducto 25 de flujo saliente de un lado de aguas
arriba del orificio 26 de salida, en lugar de los salientes (o
rebajos) de la segunda realización, como los medios de formación de
flujo turbulento, como se muestra en la Figura 7. El miembro 37 de
perturbación de flujo está fijado a - o se puede instalar de modo
que se pueda mover axialmente con respecto a -
un interior del conducto 25 de flujo saliente y guía al combustible que se va a descargar de la cámara 15 de control de presión. A través del conducto 25 de flujo saliente con el fin de formar el estado de flujo turbulento. Las ventajas y demás estructuras de la tercera realización son las mismas que las de la segunda realización.
un interior del conducto 25 de flujo saliente y guía al combustible que se va a descargar de la cámara 15 de control de presión. A través del conducto 25 de flujo saliente con el fin de formar el estado de flujo turbulento. Las ventajas y demás estructuras de la tercera realización son las mismas que las de la segunda realización.
Cuarta
realización
Un inyector de acuerdo con una cuarta
realización tiene una parte de flexión 38 provista en el conducto de
flujo saliente 25 en un lado de aguas arriba del orificio de salida
26, en lugar del miembro 37 de perturbación de flujo de la tercera
realización, como se muestra en la Figura 8. Las ventajas y otras
estructuras de la cuarta realización son las mismas que las de la
tercera realización.
Quinta
realización
Un inyector de acuerdo con una quinta
realización tiene una parte de pequeño diámetro 39 provista en el
conducto de flujo saliente 5 en un lado de aguas arriba del
orificio de salida 26, en lugar de la parte de flexión de la cuarta
realización, como medios de formación de flujo turbulento, como se
ha mostrado en la Figura 8. En lugar de la parte de pequeño
diámetro 39, se podría proveer una parte de mayor diámetro en el
conducto de flujo saliente 25, como medios de formación de flujo
turbulento. Es decir, el conducto de flujo saliente 25 cuyo
diámetro interior se varía escalonadamente constituye los medios de
formación de flujo turbulento. Las ventajas y otras estructuras de
la quinta realización son las mismas que las de la cuarta
realización.
Como una modificación de cualquiera de las
realizaciones segunda a quinta, los medios de formación de flujo
turbulento se podrían proveer en el orificio de salida 26 en lugar
de en el conducto de flujo saliente de un lado de aguas arriba del
orificio de salida 26. Por ejemplo, como se ha mostrado en las
Figuras 10A ó 10B, los salientes 36 o la parte de pequeño diámetro
39 se han provisto en el orificio de salida 26, no en el conducto
de flujo saliente 25 de un lado de aguas arriba del orificio de
salida 26 de acuerdo con la segunda o quinta realización. En este
caso, la longitud axial L de la parte recta cilíndrica lisa del
orificio de salida 26 significa una longitud que se extiende
inmediatamente después de los medios de formación de flujo
turbulento hasta la descarga del orificio de salida 26, como se ha
mostrado en las Figuras 10A y 10B.
Un inyector de acuerdo con el presente invento
tiene medios de formación de flujo laminar para formar a la fuerza
el estado de flujo laminar cuando el combustible introducido en el
conducto 25 de flujo saliente de combustible desde la cámara 15 de
control de presión pasa a través del orificio de salida 26 de un
lado de aguas arriba del mismo, y unos medios de mantenimiento de
flujo laminar para mantener el flujo laminar así formado cuando el
combustible de la misma pasa a través del orificio de salida 26 en
un lado de aguas abajo del mismo, como se ha mostrado en las
Figuras 11 y 12.
El orificio de salida 26 tiene una parte recta
cilíndrica lisa cuyo diámetro interior es menor que el del conducto
25 de flujo saliente de combustible de un lado de aguas arriba del
mismo. Una longitud axial L de la parte recta cilíndrica lisa tiene
una medida suficiente con respecto a un diámetro interior D de la
parte recta cilíndrica lisa.
La segunda placa 21 mostrada en la Figura 12
tiene un conducto 25 de flujo saliente en el lado de aguas arriba
cuyo diámetro interior es mayor que el diámetro (D) de la parte
recta cilíndrica lisa y cuya longitud axial es notablemente menor
que la longitud (L) de la parte recta cilíndrica lisa. Sin embargo,
la longitud axial del conducto 25 de flujo saliente en el lado de
aguas arriba podría ser cero, de tal manera que la segunda placa 21
esté provista solamente del orificio de salida 26.
Cuando la válvula 28 se encuentra en un estado
de apertura de válvula, un flujo del combustible introducido al
orificio de salida 26 desde la cámara 15 de control de presión se
forma a la fuerza en un flujo laminar y luego, se mantiene en un
estado de flujo laminar en el orificio de salida 26, puesto que la
longitud axial L de la parte recta cilíndrica lisa tiene una medida
suficiente con respecto al diámetro interior D de la misma. De
acuerdo con ello, la inyección de combustible es estable con menos
fluctuación de la cantidad de inyección en cada ciclo, porque el
estado del flujo del combustible que pasa a través del orificio de
salida 26 siempre es uniforme y no presenta un cambio entre los
flujos laminar y turbulento en cada ciclo de inyección.
Es preferible proveer los medios de formación y
de mantenimiento de flujo laminar en la segunda placa 21 solamente
en un caso en el que la máxima presión demandada de combustible
(presión de distribuidor común) sea relativamente baja, por
ejemplo, 50 MPa. Es decir, si la máxima presión demandada de
combustible es mayor de 50 MPa, es preferible, con idea de lograr
una inyección de combustible más estable, proveer los medios de
formación y de mantenimiento de flujo turbulento, de acuerdo con
las realizaciones primera y quinta.
Además, para hacer más fiable la formación y el
mantenimiento del flujo laminar, la presión del conducto de baja
presión (conducto de drenaje) 31 podría ser relativamente alta hasta
un valor tal que la diferencia de presiones entre la cámara 15 de
control de presión y el conducto de baja presión 31 sea lo más
pequeña posible.
Claims (5)
1. Una válvula de inyección de combustible
que comprende:
una boquilla (6) provista de un taladro de
inyección y que tiene una aguja (11) que se puede mover en dirección
axial para abrir y cerrar el taladro de inyección;
una cámara (15) de control de presión a la que
se suministra combustible de alta presión, cuya presión de
combustible en la cámara (15) de control de presión es operativa
para impulsar la aguja (11) en una dirección de cerrar el taladro
de inyección;
un conducto (25) de flujo saliente de
combustible provisto en una descarga del mismo de un orificio (26),
introduciéndose el combustible de alta presión de la cámara (15) de
control de presión en el conducto (25) de flujo saliente de
combustible y expulsándose a través del orificio (26) y
una válvula de control (28) instalada de tal
manera que se asiente en la descarga del conducto (25) de flujo
saliente de combustible y que funcione para abrir y cerrar el
conducto (25) de flujo saliente de combustible,
en el que el orificio (26) tiene una parte recta
cilíndrica lisa cuyo diámetro interior es menor que el del conducto
(25) de flujo saliente de un lado de aguas arriba del mismo, y una
relación entre el diámetro interior (D) y una longitud axial (L) de
la parte recta cilíndrica lisa se controla dentro de un intervalo de
L/D \leq 1,2,
caracterizado porque
el orificio (26) está unido al conducto (25) de
flujo saliente de un lado de aguas arriba del mismo por medio de
una superficie estrechada progresivamente,
en el que el orificio (26) está provisto de un
borde circunferencial de admisión alrededor de una periferia de una
abertura de admisión inmediatamente adyacente a la parte recta
cilíndrica lisa, y una relación entre un radio de esquina (R) del
borde circunferencial de admisión y el diámetro interior (D) se
controla dentro de un intervalo de R/D \leq 0, 2, y
en el que el orificio (26) guía un flujo del
combustible introducido desde la cámara (15) de control de presión
al mismo de tal manera que, en primer lugar, se forma exclusivamente
un estado de flujo turbulento y luego se mantiene, siempre en tanto
que la temperatura del combustible esté dentro de un intervalo desde
- 30ºC hasta 80ºC y la presión del combustible esté dentro del
intervalo de 10 a 50 MPa.
2. Una válvula de inyección de combustible de
acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:
al menos uno de unos salientes y rebajos (36) en
el conducto (25) de flujo saliente de combustible aguas arriba de
la parte recta cilíndrica lisa,
en la que con el al menos uno de los salientes y
rebajos (36), el flujo del combustible introducido en el conducto
(25) de flujo saliente de combustible desde la cámara (15) de
control de presión se perturba de tal manera que se forma a la
fuerza un estado de flujo turbulento adicionalmente a un estado de
flujo turbulento formado por el borde circunferencial del orificio
(26).
3. Una válvula de inyección de combustible de
acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:
un miembro (37) de perturbación de flujo en el
conducto (25) de flujo saliente de combustible aguas arriba de la
parte recta cilíndrica lisa,
en la que, con el miembro (37) de perturbación
de flujo, el combustible introducido en el conducto (25) de flujo
saliente de combustible procedente de la cámara (15) de control de
presión se agita de tal manera que se forma a la fuerza un estado
de flujo turbulento adicionalmente a un estado de flujo turbulento
formado por el borde circunferencial del orificio (26).
4. Una válvula de inyección de combustible de
acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:
una parte de flexión (38) en el conducto (25) de
flujo saliente de combustible aguas arriba de la parte recta
cilíndrica lisa,
en la que, con la parte de flexión (38), el
combustible introducido en el conducto (25) de flujo saliente de
combustible procedente de la cámara (15) de control de presión, es
guiado para circular en una curva de tal manera que se forma a la
fuerza un estado de flujo turbulento adicionalmente a un estado de
flujo turbulento formado por el borde circunferencial del orificio
26.
5. Una válvula de inyección de combustible de
acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:
una parte escalonada (39) en el conducto (25)
de flujo saliente de combustible aguas arriba de la parte recta
cilíndrica lisa, en la que un diámetro de la parte escalonada (39)
se varía escalonadamente y en la que, con la parte escalonada (39),
el combustible introducido en el conducto (25) de flujo saliente de
combustible procedente de la cámara (15) de control de presión es
guiado para circular en una curva de tal manera que se forma a la
fuerza un estado de flujo turbulento adicionalmente a un estado de
flujo turbulento formado por el borde circunferencial del orificio
(26).
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