ES2279696A1 - Instalaciones de inyeccion de combustible para motores de combustion interna con agujas de toberas accionables directamente. - Google Patents
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Abstract
Instalación de inyección de combustible para motores de combustión interna con agujas de toberas accionables directamente con un inyector de combustible (1) que puede ser alimentado desde una fuente de combustible a alta presión (2), que presenta una válvula de inyección (9) con toberas de inyección (13, 14) que apuntan hacia una cámara de combustión. A las toberas de inyección (13, 14) está asociada una aguja interior de tobera (12) y, dispuesta coaxialmente con ella, una aguja exterior de tobera (11), que liberan y cierran, respectivamente, secciones transversales de inyección accionables en las toberas de inyección (13, 14). A la aguja exterior de la tobera (11) está asociado un espacio de control (20) y un pistón de amortiguación (22), así como a la aguja interior de la tobera (12) está asociado otro espacio de control (30). Para la activación de la aguja exterior de la tobera (11) y de la aguja interior de la tobera (12) están previstas válvulas de conmutación (8, 60) separadas respectivamente. El otro espacio de control (30) para la aguja interior de la tobera (12) está delimitado esencialmente por la aguja exterior de la tobera (11) y por el pistón de amortiguación (22).
Description
Instalación de inyección de combustible para
motores de combustión interna con agujas de toberas accionables
directamente.
La invención se refiere a una instalación de
inyección de combustible para motores de combustión interna según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Un inyector de combustible con dos series de
taladros de toberas de inyección, a las que están asociadas una
aguja interior de tobera y coaxialmente a ella una aguja exterior
de tobera, se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 102 05
970 A1. Tales toberas de inyección, que liberan diferentes secciones
transversales de inyección, accionables en función de la presión,
se designan también como variotoberas. Un pistón de control está
asociado, respectivamente, a las agujas interior e interior de las
toberas, que actúan, respectivamente, sobre un espacio hidráulico
lleno de combustible, de manera que los espacios hidráulicos actúan
como espacios de control conmutados activamente. Los dos espacios
de control están conectados hidráulicamente entre sí a través de un
canal de comunicación. El espacio de control de la aguja exterior
de la tobera se puede conectar a través de un estrangulador de
salida con un sistema de retorno de baja presión. El canal de
comunicación está dimensionado en este caso de tal forma que durante
la apertura del estrangulador de salida cae en primer lugar la
presión en el espacio de control de la aguja exterior de la tobera
y solamente con un retraso de tiempo cae la presión en el espacio
de control de la aguja interior de la tobera.
Para el incremento de la presión de inyección,
que está por encima del nivel de la presión del acumulador de
presión (Common Rail), se conoce a partir del documento DE 102 29
417 Al una instalación de inyección de combustible con instalación
reguladora de la presión, en la que se emplea adicionalmente una
variotobera con una aguja interior y una aguja exterior de la tobera
para la mejora de la curva característica de la inyección y para la
elevación del rendimiento. En este caso, se ajusta la presión de
apertura de la aguja interior de la tobera por apoyo de muelle a un
nivel constante o bien con la ayuda de una presión auxiliar
adicional en una relación determinada de presión del acumulador y
de presión de apertura. De esta manera es posible una adaptación de
la circulación hidráulica a través del inyector de combustible al
punto de carga del motor de combustión. En este caso, se ajusta la
aguja interior de la tobera de tal forma que solamente se abre a
presiones relativamente altas, por ejemplo, mayores que 1500 bares,
para alcanzar de esta manera buenos valores de emisión en el estado
de carga parcial del motor de combustión. El ajuste de la presión
de apertura constante para la aguja interior de la tobera se
realiza en este caso de una manera muy insensible a las tolerancias,
puesto que con la apertura de la aguja interior de la tobera va
acompañado un salto cuantitativo de la cantidad de inyección. A
este respecto, las dispersiones ejemplares se manifiestan de una
manera especialmente desagradable. En la otra variante para
alcanzar la presión de apertura de la aguja interior de la tobera
sobre la relación constante de la presión auxiliar y la presión de
las toberas, la aguja interior de la tobera se abre también ya con
carga parcial del motor de combustión.
Para evitar las repercusiones de las
dispersiones en la duración de la activación de la válvula de
control sobre la cantidad de inyección en instalaciones de
inyección de combustible con regulador de la presión, ya se ha
propuesto en el documento DE 102 29 415 A1 amortiguar la velocidad
de apertura de una aguja individual de la tobera, sin que se
perjudique un cierre rápido de la aguja de la tobera. En este caso,
en el espacio de cierre de las agujas de la tobera está dispuesto
un pistón de amortiguación guiado axialmente, que delimita un
espacio de amortiguación y está en comunicación con el espacio de
cierre de las agujas de la tobera a través de un canal de
rebosamiento.
Además, ya se ha propuesto en la solicitud de
patente alemana antigua DE 102004 107 305.2, prever para la
activación de la aguja interior de la tobera otra válvula de
control, que comunica un espacio de control, asociado a la aguja
interior de la tobera, para la apertura de la aguja interior de la
tobera, con un sistema de retomo / de baja presión. Las medidas
descritas aquí posibilitan con esta instalación de inyección de
combustible, en virtud de la utilización de las llamadas
variotoberas coaxiales sin fuga de aceite, la consecución de un
procedimiento de combustión homogéneo con alimentación de
combustible separada, respectivamente, para las toberas interior y
exterior de inyección. De esta manera, junto con la otra válvula de
conmutación se pueden activar ambas agujas de toberas de una manera
independiente entre sí. Esto tiene como consecuencia que se pueden
seleccionar de una manera en gran medida opcional tres series de
taladros con toberas de inyección (primera serie de taladros,
segunda serie de taladros o ambas series de taladros juntas) de una
inyección a otra. Esto posibilita, además, que se pueda trabajar con
diferentes ángulos de inyección. Así, por ejemplo, con presión
reducida con ángulos de inyección muy pequeños para un
procedimiento de combustión homogéneo, se puede realizar un inicio
precoz de la inyección sin humidificación de la pared del cilindro
(dilución de aceite). Puesto que estos procedimientos homogéneos
solamente se pueden emplear para determinadas cargas del motor,
resulta a través de la inyección flexible con diferentes presiones
y ángulos de inyección una capacidad de adaptación óptima a futuros
conceptos de combustión.
El cometido de la presente invención es crear
una activación flexible de las dos agujas de las toberas con un
gasto de construcción simplificado y una necesidad reducida de
espacio de construcción.
La instalación de inyección de combustible según
la invención con los rasgos característicos de la reivindicación 1
tiene la ventaja de que la aguja interior de la tobera o bien el
pistón de control de la aguja interior de la tobera no debe guiarse
a través del espacio de amortiguación de la aguja exterior de la
tobera, de manera que con ello se suprimen una guía doble mecánica
costosa por encima de los límites del componente y las medidas
necesarias de esta manera para evitar migraciones inferiores de la
presión. La invención posibilita que la presión en el espacio de
amortiguación para la aguja exterior de la tobera no tenga ninguna
influencia sobre el balance de fuerzas de la aguja interior de la
tobera. De esta manera es posible una activación más flexible de
las dos agujas de las toberas con un gasto de construcción
simplificado y una necesidad reducida de espacio de
construcción.
A través de las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes son posibles desarrollos ventajosos
de la invención. Una forma de realización conveniente consiste en
que el espacio de control para la aguja interior de la tobera se
forma por un espacio configurado al menos parcialmente dentro de la
aguja exterior de la tobera. Este espacio está separado
hidráulicamente en este caso por medio de una superficie de
obturación, configurada en el pistón de amortiguación y/o en la
superficie de presión de la aguja exterior de la tobera, de otro
espacio de control que está asociado a la aguja exterior de la
tobera. Para la activación de la aguja interior de la tobera por
medio de la segunda válvula de conmutación, el espacio de control
para la aguja interior de la tobera se puede acoplar a través de un
estrangulador de salida en el sistema de retorno / de baja presión.
Para llenar el espacio de control para la aguja interior de la
tobera, este espacio está conectado a través de un estrangulador en
un conducto de presión de acumulador o a través de un estrangulador
en un conducto de alta presión de una instalación reguladora de la
presión. Se realiza una variotobera sin fugas de aceite porque está
previsto para las toberas interiores de inyección un conducto de
alimentación de combustible separado, que conduce hacia un saliente
de presión, colocado delante de las toberas de inyección, en la
aguja interior de la tobera. En este caso, es conveniente que el
conducto de alimentación de combustible para las toberas interiores
de inyección esté configurado como un espacio intermedio entre la
aguja interior de la tobera y la aguja exterior de la tobera y un
canal de comunicación conduce a un espacio de toberas para la aguja
exterior de la tobera. La instalación de inyección de combustible
según la invención se puede emplear de una manera especialmente
conveniente en combinación con una instalación reguladora de la
presión.
Ejemplos de realización de la invención están
representados en el dibujo y se explican en detalle en la
descripción siguiente.
En este caso:
La figura 1 muestra una representación de
principio de una instalación de inyección de combustible según la
invención de acuerdo con un primer ejemplo de realización.
La figura 2 muestra una representación de
principio de una instalación de inyección de combustible según la
invención de acuerdo con un segundo ejemplo de realización.
La figura 3 muestra una representación de
principio de una instalación de inyección de combustible según la
invención de acuerdo con un tercer ejemplo de realización.
La figura 4 muestra una representación ampliada
del fragmento X en las figuras 1 y 2.
La figura 5 muestra una representación ampliada
del fragmento Y en la figura 3.
Las instalaciones de inyección de combustible
representadas en las figuras 1 a 3 comprenden un inyector de
combustible 1 y un acumulador de alta presión 2 (Common Rail),
siendo alimentado el inyector de combustible 1 a través del
acumulador de alta presión 2 con combustible que está a alta
presión. El inyector de combustible 1 contiene una instalación
reguladora de la presión 5, una válvula de control 8 así como una
válvula de inyección 9, a través de la cual se inyecta combustible
en una cámara de combustión no representada de un motor de
combustión interna en el extremo del lado de la cámara de
combustión.
La válvula de control 8 es una servoválvula, que
está realizada como válvula de 3/2 pasos. La válvula de control 8 es
activada por una primera válvula de conmutación no representada en
detalle, que se activa en el presente ejemplo de realización por un
electroimán. No obstante, el electroimán se puede sustituir también
por un piezo-actuador. Como otras formas de
realización para la válvula de control 8 se puede emplear también
una válvula magnética controlada directamente una válvula de 3/2
pasos compensada en la presión con
piezo-actuador.
La válvula de inyección 9 dispone de una
variotobera con una aguja exterior de la tobera 11 y una aguja
interior de la tobera 12. Las agujas de tobera 11, 12 están guiadas
coaxialmente una dentro de la otra y se pueden desplazar
longitudinalmente de una manera independiente entre sí. La
variotobera presenta en este caso dos series de taladros de toberas
de inyección con toberas de inyección exteriores 13 y toberas de
inyección interiores 14, estando asociada la aguja exterior de la
tobera 11 a las toberas de inyección exteriores 13 y estando
asociada la aguja interior de la tobera 12 a las toberas de
inyección interiores 14. La aguja exterior de la tobera 11 presenta,
además, un saliente de presión 16 dentro de un espacio de toberas
15.
La aguja interior de la tobera 12 posee otro
saliente de presión 17, que está antepuesto a las toberas de
inyección interiores 14. Entre la aguja exterior de la tobera 11 y
la aguja interior de la tobera 12 está configurado un conducto de
alimentación de combustible 18, que está realizado como espacio
intermedio o como intersticio anular entre la aguja interior de la
tobera 12 y la aguja exterior de la tobera 11. Adicionalmente, un
canal de comunicación 19 está guiado, por ejemplo, radialmente a
través de la aguja exterior de la tobera 11, que comunica el espacio
de toberas 15 con el conducto de alimentación de combustible 18, de
manera que en el saliente de presión 17 del lado de la cámara de
combustión de la aguja interior de la tobera 12 se encuentra
igualmente la presión de inyección que predomina en el espacio de
toberas 15. A través de esta forma de realización se consigue una
variotobera sin fugas de aceite conocida, en la que en la aguja
exterior de la tobera 11 está configurado adicionalmente un asiento
doble no representado en detalle, como asiento de obturación en el
lado de la cámara de combustión.
En el lado de la variotobera, que está alejado
de la cámara de combustión, está dispuesto un espacio de control 20
para la aguja exterior de la tobera 11 y otro espacio de control 30
para la aguja interior de la tobera 12. La aguja exterior de la
tobera 11 apunta con una superficie de presión 21 que actúa en
dirección de cierre hacia el espacio de control 20. A la aguja
exterior de la tobera 11 está asociado también un pistón de
amortiguación 22, que está guiado en un taladro 23 que se conecta en
el espacio de control 20. El pistón de amortiguación 22 actúa sobre
un espacio de amortiguación 24, en el que está pretensado el pistón
de amortiguación 22 por medio de un muelle de compresión 25 en la
dirección de cierre.
Las superficies que apuntan hacia el espacio de
amortiguación 24 configuran las superficies de amortiguación para
la aguja exterior de la tobera 11. Para la activación de la aguja
interior de la tobera 12 según las figuras 1 y 2 está prevista una
válvula de conmutación 60 separada y una válvula de conmutación 70
separada según la figura 3.
La realización del otro espacio de control 30
para la aguja interior de la tobera se deduce a partir de las
representaciones ampliadas en las figuras 4 y 5. En este caso, el
pistón de amortiguación 22 en la superficie del lado de la cámara de
combustión está realizado con una cavidad 26, que está rodeada por
un canto de obturación 27. Un taladro 28 configurado en la aguja
exterior de la tobera 11, en el que está guiada la aguja interior
de la tobera 12, forma hacia el espacio de control 20 un espacio
cilíndrico abierto 31, que forma junto con la cavidad 26 el otro
espacio de control 30, presentando la aguja interior de la tobera
11 de una manera más conveniente una sección realizada como pistón
de control 33, que colabora con el otro espacio de control 30. En
el espacio de control 30 está dispuesto un muelle de compresión 32
que se apoya en el pistón de amortiguación, que presiona la aguja
interior de la tobera 12 en la dirección de cierre. El canto de
obturación 27 dispuesto en el pistón de amortiguación 22 se apoya
sobre la superficie de presión 21 de la aguja exterior de la tobera
11, de manera que el espacio de control 20 está cerrado
herméticamente para la aguja exterior de la tobera 11 frente al otro
espacio de control 30 para la aguja interior de la tobera 12.
El combustible llega desde el acumulador de alta
presión 2 indicado de forma esquemática a través de una válvula de
estrangulación / retención 48 y un conducto de presión del colector
49 a un espacio de presión 35 de la instalación reguladora de la
presión 5. La instalación reguladora de la presión 5 comprende,
además del espacio de presión 35 mencionado, un espacio de retorno
36 y un espacio de alta presión 37. Dentro de la instalación
reguladora de la presión 5 está alojado un pistón escalonado 40
desplazable axialmente, que comprende un primer pistón parcial 41,
que está configurado, en comparación con un segundo pistón parcial
42, con un diámetro mayor que posibilita una guía. El pistón
escalonado 40 puede ser fabricado en este caso tanto por dos
componentes separados como también por un componente. El pistón
escalonado 40 presenta, además, un vástago de pistón 43 que se
proyecta dentro del espacio de presión 35, en el que incide un
muelle de recuperación 44. El segundo pistón parcial 42 del pistón
escalonado 40 delimita con su superficie frontal el espacio de alta
presión 37, en el que está conectado un conducto de alta presión
45, que impulsa el espacio de las toberas 15 de la válvula de
inyección 9 con combustible que está a presión muy alta. Desde el
espacio de retomo 36 de la instalación reguladora de la presión 5
se deriva un primer conducto de control 46 y un segundo conducto de
control 47, estando conectado el primer conducto de control 46 en
la válvula de control 8 y estando conectado el segundo conducto de
control 47 a través de un estrangulador del espacio de control 50
en el espacio de control 20 para la aguja exterior de la tobera 11.
El espacio de control 20 está conectado, además, a través de una
válvula de retención 53 en el conducto de alta presión 45.
El espacio de amortiguación 24 está conectado a
través de un estrangulador de salida 51 y a través de un conducto
81 con una válvula de retención 52 con el segundo conducto de
control 47. Un estrangulador de salida 54, que está asociado al
otro espacio de control 30, conduce desde el espacio de control 30 a
través del pistón de amortiguación 22, pasando por otro conducto
55, hacia un espacio de control 56 del lado del actuador de la
válvula de conmutación 60.
En el ejemplo de realización según la figura 1,
un conducto 57 conduce a través de un estrangulador de admisión 58
desde el conducto de alta presión 45 hasta el espacio de control
30, de manera que el espacio de control 30 puede ser alimentado con
presión del acumulador a través del conducto de alta presión 45 y
del espacio de toberas 15. En el ejemplo de realización según la
figura 2, el conducto 57 conduce hacia un conducto adicional 64,
que conecta el espacio de control 30 a través del estrangulador de
admisión 58 con el espacio de presión 35 de la instalación
reguladora de la presión 5. De esta manera, también en este ejemplo
de realización, el espacio de control 30 es alimentado con presión
del acumulador.
La segunda válvula de control 60, que es una
válvula de 2/2 pasos en los ejemplos de realización de las figuras
1 y 2, presenta un pistón de control 61 sobre el que separa el
espacio de presión 56 del lado del actuador de un espacio de baja
presión 62. Sobre el espacio de baja presión 62 está conectado un
conducto de retomo 69, que conduce al sistema de retomo de baja
presión 80.
En un estado básico, en el que las toberas de
inyección 13, 14 están cerradas por la aguja exterior y la aguja
interior de las toberas 11, 12, todos los espacios de presión están
impulsados con presión del acumulador y con presión del sistema,
respectivamente. Este estado se realiza por medio de una segunda
posición operativa no representada de la válvula de control 8. El
pistón escalonado 40 de la instalación reguladora de la presión 5
está en este caso compensada en la presión. En este estado, la
instalación reguladora de la presión 5 está desactivada, siendo
repuesto el pistón escalonado 40 a través del muelle de
recuperación 35 a su posición de partida y siendo llenado el
espacio de presión 35 en este caso a través de la válvula de
retención 48. En el estado básico, en el espacio de control 20, en
el espacio de amortiguación 24 así como en el otro espacio de
control 30 se encuentra igualmente presión del acumulador y presión
del sistema, respectivamente. En virtud de las relaciones
superficiales de las superficies frontales y de las superficies de
presión, respectivamente, y los salientes de presión 16, 17
configurados en las agujas de toberas 11, 12, actúa una fuerza de
cierre hidráulica sobre las agujas interior y exterior de las
toberas 11, 12. El muelle de compresión 25, que actúa sobre el
pistón de amortiguación 22 y, por lo tanto, sobre la aguja exterior
de la tobera 11 soporta, además, el proceso de cierre. Por lo
tanto, la presión del acumulador puede permanecer constantemente en
el espacio de toberas 15, sin que se abra la aguja exterior de la
tobera 11. En el estado sin presión, los espacios de control 20, 30
son cerrados herméticamente por medio del muelle de compresión
25.
Para realizar una apertura de la aguja exterior
de las toberas, debe incrementarse la presión en el espacio de
toberas 15, lo que se realiza a través de la conexión adicional de
la instalación reguladora de la presión 5 y a través de la descarga
de la presión del espacio de control 20. A tal fin, la válvula de
control 8 se lleva a la posición operativa representada en las
figuras 1 a 3. Por medio de la posición operativa representada de
la válvula de control 8 se establece a través de los
estranguladores del espacio de control 50 y el estrangulador 51 una
comunicación del espacio de control 20 y del espacio de
amortiguación 24 hacia el sistema de retomo / de baja presión 80.
Al mismo tiempo, se separa el espacio de retomo 36 de la
instalación reguladora de la presión 5 de la presión del acumulador
y se descarga la presión igualmente hacia el sistema de retomo / de
baja presión 80. La instalación reguladora de la presión 5 forma de
esta manera una presión que corresponde a la relación de
multiplicación del pistón escalonado 40, cerrando la válvula de
retorno 53.
La alta presión conducida a través del conducto
de alta presión 45 hacia el espacio de toberas 15 incide en el
saliente de presión 16 de la aguja exterior de la tobera 11 la
eleva desde el asiento de obturación, de manera que se liberan las
toberas exteriores de inyección 13. La inyección se realiza en este
caso con la alta presión multiplicada, que está por encima de la
presión del acumulador. El movimiento de apertura de la aguja
exterior de la tobera 11 se amortigua en este caso por medio del
pistón de amortiguación 22, siendo cerrada la otra válvula de
retención 52 a través de la formación de la presión en el espacio
de amortiguación 24. De esta manera, se realiza una inyección con
presión de inyección creciente en forma de rampa.
Para el cierre de la aguja exterior de la tobera
11, se cierra la válvula de control 8, siendo adoptada la segunda
posición operativa no representada, cayendo la presión de inyección
en las toberas exteriores de inyección 13 de nuevo al nivel de la
presión del acumulador. La aguja exterior de la tobera 11 se cierra
entonces, en virtud de la presión creciente en el espacio de
control 20. Un relleno rápido del espacio de amortiguación 24 se
realiza a través de la otra válvula de retención 52. La segunda
válvula de retención 52 no es absolutamente necesaria para el
relleno del espacio de amortiguación 24. En caso de caída, el
pistón de amortiguación 22 se cerraría más lentamente que la aguja
de la tobera 11, puesto que el estrangulador 52 está realizado con
un caudal de flujo menor que el estrangulador 50. Además, es
concebible adaptar adicionalmente el movimiento de las agujas de la
tobera /
amortiguador a través de un estrangulador adicional, que está conectado delante de la segunda válvula de retención 52.
amortiguador a través de un estrangulador adicional, que está conectado delante de la segunda válvula de retención 52.
La apertura de la aguja exterior de la tobera 11
tiene como consecuencia un incremento del espacio de control 30
para la aguja interior de la tobera 12. A partir de ello resultaría
una caída de la presión del espacio de control en el espacio de
control 30, que puede conducir a una apertura involuntaria de la
aguja interior de la tobera 12. No obstante, esto se impide porque,
según la figura 1, está prevista una conexión entre el conducto de
alta presión 45 y el espacio de control 30 a través del conducto 57
y el estrangulador de admisión 58, de manera que se puede compensar
la modificación del volumen que se produce de esta manera. No
obstante, de forma alternativa, se puede prever una conexión del
estrangulador de admisión 58 a la presión del acumulador a través
del conducto adicional 64, como se representa en la figura 2.
También aquí se compensa la modificación del volumen resultante.
Para la apertura de la aguja interior de la
tobera 12 se activa la aguja interior de la tobera 12 en los
ejemplos de realización según las figuras 1 y 2 a través de la
válvula de conmutación 60. La válvula de control 8 permanece en este
caso cerrada de acuerdo con el segundo estado operativo no
representado. A través de la activación de la válvula de control 60
se eleva el pistón de control 61, de manera que se establece una
comunicación del espacio de control 56 del lado del actuador a
través del espacio de baja presión 62 con el sistema de retorno / de
baja presión 80. De esta manera, se reduce la presión en el espacio
de control 30, se eleva la aguja interior de la tobera 12 y se
abren las toberas interiores de inyección 14.
El combustible para la inyección a través de las
agujas interiores de inyección 14 es transportado desde el conducto
de presión del acumulador 49 a través del espacio de presión 35,
los conductos de control 46, 47, el estrangulador 50, el espacio de
control 20, la válvula de retención 53, el conducto de alta potencia
45 en el espacio de toberas 15 y desde allí a través del canal de
comunicación 19 y el conducto de alimentación de combustible 18
hacia la tobera interior de inyección 14. La inyección a través de
las agujas interiores de las toberas 14 se realiza en esta
disposición de circuito con presión del acumulador.
En el caso de una caída demasiado grande de la
presión sobre el lado de alta presión, la instalación reguladora de
la presión 5 compensará la caída de la presión a través de un
movimiento descendente del pistón escalonado 41. Esto es posible
porque el espacio de retorno 36 de la instalación reguladora de la
presión 5 está por debajo de la presión del acumulador y solamente
de esta manera se puede conseguir una relación de multiplicación de
la presión de 1:1.
A través del cierre de la segunda válvula de
conmutación 60 se mueve la aguja interior de la tobera 12 en la
dirección de cierre y cierra las toberas interiores de inyección
14. Por medio de la selección adecuada del ángulo de inyección se
puede emplear el inyector aquí tanto para un procedimiento de
combustión convencional como también para un procedimiento de
combustión homogéneo.
Otro ejemplo de realización de una inyección de
combustible se deduce a partir de la figura 3. En este caso, se
lleva a cabo la activación de la aguja interior de la tobera 12 a
través de la válvula de conmutación 70, que está realizada como
válvula de 3/2 pasos. La válvula de conmutación de 3/2 pasos 70
presenta un pistón de control 71, un espacio de baja presión 72 del
lado del actuador, un espacio de cierre 73 y un espacio de presión
74. El espacio de baja presión 72 está conectado, como en la
válvula de conmutación 60 de los ejemplos de realización en las
figuras 1 y 2, en el conducto de retorno 63, que conduce hacia el
sistema de retorno / de baja presión 80. El conducto 55, guiado a
través del estrangulador de salida 54, hacia el espacio de control
30 está conectado al espacio de cierre 73. El espacio de presión 74
del lado del actuador está bajo la presión del acumulador a través
de un conducto de presión 65 del lado del actuador sobre el espacio
de presión 35 de la instalación reguladora de la presión 5.
Durante la activación de la válvula de
conmutación 70 se mueve el pistón de control 71 hacia arriba y
libera el espacio de baja presión 72. Al mismo tiempo, se separa el
espacio de presión 74 desde el espacio de cierre 73, de manera que
el combustible puede salir desde el espacio de control 30 a través
de la tobera de salida 54, el espacio de cierre 73 y el espacio de
baja presión 72 hasta el conducto de retomo 63 y, por lo tanto, al
sistema de retomo / de baja presión 80. De esta manera, la aguja
interior de la tobera 12 se eleva desde el asiento de obturación y
se lleva a cabo el proceso de inyección con la presión del
acumulador a través de las toberas interiores de inyección
14.
14.
El cierre de la aguja interior de la tobera 12
se inicia porque la válvula de conmutación 70 adopta la posición de
partida y se cierra en este caso el espacio de baja presión 72. En
esta posición operativa se lleva a cabo un llenado del espacio de
control 30 desde el espacio de presión 35 a través del conducto de
presión 65 del lado del actuador, desde el espacio de presión 74
del lado del actuador, desde el espacio de cierre 73 y el
estrangulador de salida 54.
La apertura de las toberas exteriores de
inyección 11 se realiza, como ya se ha descrito con relación a los
ejemplos de realización en las figuras 1 y 2. La ventaja esencial
del ejemplo de realización en la figura 3 consiste en que no es
necesario ningún estrangulador de admisión adicional 58 para el
llenado del otro espacio de control 30. El llenado del espacio de
control 30 se realiza desde el espacio de presión 35 que está bajo
presión del acumulador a través del circuito descrito de la segunda
válvula de conmutación
70.
70.
Los ejemplos de realización en las figuras 2 y 3
tienen, frente al ejemplo de realización mostrado en la figura 1,
la ventaja de que el otro espacio de control 30 para la aguja
interior de la tobera 12 no está en comunicación con el conducto de
alta presión 45, que conduce, en el ejemplo de realización según la
figura 1, durante la activación de la aguja exterior de la tobera
11, la alta presión a través del estrangulador 58 y el espacio de
control 30 y el conducto de control 55 hacia el espacio de presión
del lado del actuador de la válvula de conmutación 60. En los
ejemplos de realización mostrados en las figuras 2 y 3, la segunda
válvula de conmutación 60, 70 se desacopla de esta manera de la
alta presión, generada por la instalación reguladora de la presión
5, para la aguja exterior de la tobera 11.
Con los ejemplos de realización descritos, es
posible que a través de una activación de la segunda válvula de
conmutación 60, 70 para un procedimiento de combustión convencional,
se pueda conectar y desconectar opcionalmente una serie de taladros
de toberas de inyección 13, 14, de manera que para la carga completa
se puede realizar un caudal hidráulico alto. A través de un diseño
correspondiente del estrangulador del espacio de control 50 y de la
válvula de retención 52, delante de la cual puede estar conectado
adicionalmente otro estrangulador adicional, en virtud del espacio
de control 30 dependiente de la carrera de la aguja para la aguja
interior de las toberas 12, se puede realizar un arrastrador
hidráulico, que proporciona un cierre simultáneo de la aguja
exterior de la tobera 11 y de la aguja interior de la tobera 12.
Como variantes para la primera válvula de
conmutación de la válvula de control 8 y para las segundas válvulas
de conmutación 60, 70 se pueden utilizar tanto válvulas magnéticas
controladas directamente, compensadas en la presión como también
servocontroladas o válvulas de 3/2 pasos compensadas en la presión
con piezoactuador. Además, es concebible una disposición de la
segunda válvula de conmutación 60, 70 en un lugar discrecional del
inyector de combustible 1, como por ejemplo en el lado
superior.
superior.
- 1
- Inyector de combustible
- 2
- Fuente de alta presión
- 5
- Instalación reguladora de la presión
- 8
- Válvula de control
- 9
- Válvulas de inyección
- 11
- Aguja exterior de la tobera
- 12
- Aguja interior de la tobera
- 13
- Toberas exteriores de inyección
- 14
- Toberas interiores de inyección
- 15
- Espacio de toberas
- 16
- Saliente de presión
- 17
- Otro saliente de presión
- 18
- Conductos de alimentación de combustible
- 19
- Canal de comunicación
- 20
- Primer espacio de control
- 21
- Superficie de presión
- 22
- Pistón de amortiguación
- 23
- Taladro
- 24
- Espacio de amortiguación
- 25
- Muelle de compresión
- 26
- Cavidad
- 27
- Canto de obturación
- 28
- Taladro
- 30
- Otro espacio de control
- 31
- Espacio del cilindro
- 32
- Muelle de compresión
- 33
- Pistón de control
- 35
- Espacio de presión
- 36
- Espacio de retomo
- 37
- Espacio de alta presión
- 40
- Pistón escalonado
- 41
- Primer pistón parcial
- 42
- Segundo pistón parcial
- 43
- Vástago de pistón
- 44
- Muelle de recuperación
- 45
- Conducto de alta presión
- 46
- Primer conducto de control
- 47
- Segundo conducto de control
- 48
- Válvula de estrangulación / retención
- 49
- Conducto de presión del acumulador
- 51
- Estrangulador de salida
- 52
- Válvula de retención
- 53
- Otra válvula de retención
- 54
- Estrangulador de salida
- 55
- Otro conducto de control
- 56
- Espacio de presión del lado del actuador
- 57
- Conducto
- 58
- Estrangulador de admisión
- 60
- Válvula de conmutación separada
- 61
- Pistón de control
- 62
- Espacio de baja presión
- 63
- Conducto de retorno
- 64
- Conducto adicional
- 65
- Conducto del espacio de presión
- 70
- Válvula de conmutación separada
- 71
- Pistón de control
- 72
- Espacio de baja presión
- 73
- Espacio de cierre
- 74
- Espacio de presión del lado del actuador
- 80
- Sistema de retorno de baja presión
- 81
- Conducto
Claims (9)
1. Instalación de inyección de combustible para
motores de combustión interna con un inyector de combustible que
puede ser alimentado desde una fuente de combustible a alta
presión, que presenta una válvula de inyección (9) con toberas de
inyección (13, 14) que apuntan hacia una cámara de combustión, en la
que a las toberas de inyección (13, 14) está asociada una aguja
interior de tobera (12) y, dispuesta coaxialmente con ella, una
aguja exterior de tobera (11), que liberan y cierran,
respectivamente secciones transversales de inyección accionables en
las toberas de inyección (13, 14), siendo móviles la aguja exterior
de la tobera (11) y la aguja interior de la tobera (12) guiadas una
dentro de la otra relativamente entre sí, estando asociado a la
aguja exterior de la tobera (11) un espacio de control (20) y un
pistón de amortiguación (22), que actúa sobre un espacio de
amortiguación (24), en la que a la aguja interior de la tobera (12)
está asociado otro espacio de control (30), estando prevista una
válvula de control (8), que activa la aguja exterior de la tobera
(11), estando conectado el espacio de control (20) con un sistema de
retorno / de baja presión (80), y en la que para la activación de
la aguja interior de la tobera (12) está prevista una válvula de
conmutación (60, 70), con la que se puede conectar el otro espacio
de control (30) para la aguja interior de la tobera (12) con el
sistema de retorno / de baja presión (80), caracterizado
porque el otro espacio de control (30) para la aguja interior de la
tobera (12) está delimitado esencialmente por la aguja exterior de
la tobera (11) y por el pistón de amortiguación (22).
2. Instalación de inyección de combustible según
la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio de
control (30) para la aguja interior de la tobera (12) está formado
al menos parcialmente por un espacio (31) configurado en la aguja
exterior de la tobera (11).
3. Instalación de inyección de combustible según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el espacio de
control (30) para la aguja interior de la tobera (12) y el espacio
de control (20) para la aguja exterior de la tobera (11) están
separados hidráulicamente por medio de una superficie de obturación
(27) configurada en el pistón de amortiguación (24) y/o en la aguja
exterior de la tobera (11).
4. Instalación de inyección de combustible según
la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio de
control (30) para la aguja interior de la tobera (12) se puede
acoplar por medio de la válvula de conmutación (60, 70) a través de
un estrangulador de salida (54) en el sistema de retorno / de baja
presión (80).
5. Instalación de inyección de combustible según
la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio de
control (30) para la aguja interior de la tobera (12) está
conectado a través de un estrangulador (58) en un conducto (64) con
la presión de acumulador.
6. Instalación de inyección de combustible según
la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio de
control (30) para la aguja interior de la tobera (12) está
conectada a través de un estrangulador (58) en un conducto de alta
presión (45) de una instalación reguladora de la presión (5).
7. Instalación de inyección de combustible según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
para las toberas interiores de inyección (14) está previsto un
conducto de alimentación de combustible, que conduce hacia las
toberas de inyección (14) que están delante de un saliente de
presión (17), en la aguja interior de la tobera (12).
8. Instalación de inyección de combustible según
la reivindicación 7, caracterizada porque el conducto de
alimentación de combustible está configurado como un espacio
intermedio (18) entre la aguja interior de la tobera (12) y la aguja
exterior de la tobera (11) y conduce a través de un canal de
comunicación (19) a un espacio de toberas (15) para la aguja
exterior de la tobera (11).
9. Instalación de inyección de combustible según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
está prevista una instalación reguladora de la presión (5) con un
espacio de retomo (36), que se puede conectar con el sistema de
retomo / de baja presión (80), y porque el espacio de control (20)
para la aguja exterior de la tobera (11) está en comunicación a
través de un estrangulador del espacio de control (50) y un espacio
de amortiguación (24) para la aguja exterior de la tobera (11) a
través de un estrangulador de salida (51) con el espacio de retomo
(26).
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- 2005-08-04 ES ES200501965A patent/ES2279696B1/es not_active Expired - Fee Related
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