ES2289503T3 - Sistema de inyeccion de combustible para motores de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Sistema de inyección de combustible para motores de combustión interna con varios inyectores de combustible (38), en donde los inyectores de combustible (38) presentan cada uno una conexión de alta presión (40) y una conexión de baja presión (2) y las conexiones de baja presión (2) desembocan en al menos un conducto colector (3), y los inyectores de combustible (8) pueden accionarse a través de un actuador (11) piezoeléctrico, con un medio (6, 8) dispuesto entre el conducto colector (3) y un conducto de retorno de combustible (5), (35) sin presión para mantener la presión de combustible y el inyector de combustible (38) contiene una cámara de sistema (20), en la que reina un nivel de presión adecuado para llenar una cámara de acoplamiento hidráulica (14), caracterizado porque entre la desembocadura de las conexiones de baja presión (2) de los inyectores de combustible en el conducto colector (3) y la entrada (41) del lado de inyector del medio (6, 8) para mantener la presión de combustibleen el conducto colector (3) está dispuesto un estrangulador (7).
Description
Sistema de inyección de combustible para motores
de combustión interna.
En el caso de la inyección de acumulador o
"inyección Common-Rail" están desacopladas la
generación de presión y la inyección. La presión de inyección se
genera con independencia del número de revoluciones del motor y del
volumen de inyección y está preparada en el "Rail" -el
acumulador de combustible- para la inyección. El punto de inyección
y el volumen de inyección se calculan en el aparato de control
electrónico y se trasladan de un inyector a cada cilindro de motor.
El inyector tiene la tarea de ajustar el inicio de inyección y el
volumen de inyección.
Aparte de la activación del inyector a través de
un piezoelemento se conoce la activación del inyector a través de
una válvula magnética. Mientras que en las válvulas magnéticas
pueden generarse carreras de válvula suficientemente grandes para
utilizar la válvula magnética como válvula de control, en el caso de
un control de un inyector con un piezoelemento deben adoptarse
medidas adicionales. Esto tiene como motivo que con un piezoelemento
sólo puede generarse una carrera muy reducida, que está situada en
el margen de los tantos por mil con relación a la longitud del
piezoelemento. Esta reducida carrera debe transformarse para el
accionamiento de la válvula de ajuste en el caso de un
funcionamiento continuo del inyector. Con este fin se utiliza por
ejemplo un intensificador hidráulico.
En el estado de la técnica se evacuan volúmenes
de control y fugas del inyector o de los inyectores a través de un
conductor de retorno de combustible sin presión y se alimentan al
depósito de combustible. En algunos inyectores para motores diesel,
sin embargo, el aceite de fuga en el inyector tiene que tener una
presión definida. Entre estos inyectores se encuentran inyectores
Common-Rail piezo-controlados. En el
caso de estos inyectores está dispuesto entre el piezoactuador y la
válvula de control un acoplador hidráulico, que aumenta el
recorrido de ajuste del piezoactuador. Para esto se dispone de una
cámara de acoplamiento, cuyo llenado exige una presión de aceite de
fuga definida, situada por encima de la presión ambiente.
Del documento DE-A 199 52 513 se
conoce un sistema de inyección de combustible para motores de
combustión interna con al menos un inyector, que está(n)
unido(s) a un conducto de retorno de combustible sin presión.
Entre el inyector o los inyectores y el conducto de retorno de
combustible se dispone de medios para mantener una presión de
aceite de fuga en el inyector o los inyectores. En especial están
los medios para mantener una presión de aceite de fuga en el
inyector o los inyectores de una o varias válvulas de mantenimiento
de presión.
El documento DE-A 101 04 634 se
refiere a un sistema de inyección de combustible para motores de
combustión interna con varios inyectores, en donde los inyectores
presentan cada uno una conexión de alta presión y una conexión de
baja presión, en donde las conexiones de baja presión desembocan en
un conducto colector, con una válvula de mantenimiento de presión
dispuesta entre el conducto colector y un conducto de retorno de
combustible sin presión, en donde el conducto colector está
configurado como acumulador de presión.
En el caso de estos sistemas de inyección de
combustible según el estado de la técnica es muy alta la aplicación
de presión sobre la válvula de mantenimiento de presión, para
mantener la presión en el lado de baja presión de los inyectores
con hasta 20 bares. Igualmente se exponen a cargas elevadas el
conducto colector (Rail de retorno) así como el actuador y un
fuelle, disponible dado el caso a causa de esta presión.
El sistema de inyección de combustible conforme
a la invención evita los inconvenientes que se producen en el
estado de la técnica y hace posible un alivio de presión de varios
componentes de sistema, en especial del actuador y/o del conducto
colector y/o de la válvula de mantenimiento de presión y/o del
fuelle. Es además ventajoso que el sistema de inyección de
combustible conforme a la invención pueda usarse para sistemas
Common-Rail, en los que o bien al menos una válvula
de mantenimiento de presión o al menos una bomba de combustible
eléctrica ajusta la cámara de acoplamiento de inyector para llenar
por debajo de una presión necesaria para ello. Con ello puede
prescindirse dado el caso de la válvula de mantenimiento de presión
y de aquí puede prescindirse de un ahorro de costes, en donde el
campo de funciones se mantiene también sin válvulas de mantenimiento
de presión. Otras ventajas del sistema de inyección de combustible
conforme a la invención son que no se necesita ninguna pieza
interior desplazada adicionalmente y, de este modo, se evitan el
desgaste y una elevada complejidad de fabricación. Asimismo no se
necesita ningún proceso de ajuste adicional con respecto al sistema
de inyección de combustible según el estado de la técnica.
Estas ventajas se obtienen conforme a la
invención mediante un sistema de inyección de combustible para
motores de combustión interna con varios inyectores, en donde los
inyectores presentan cada uno una conexión de alta presión y una
conexión de baja presión, en donde las conexiones de baja presión
desembocan en un conducto colector, con un medio para mantener la
presión dispuesto entre el conducto colector y un conducto de
retorno de combustible sin presión, en donde entre la conexión de
baja presión de cada inyector y el medio para mantener la presión
de combustible está dispuesto al menos un estrangulador.
Mediante al menos un estrangulador se garantiza
que la presión necesaria en el lado de baja presión del inyector se
ajuste en puntos de carga elevados. En el caso de puntos de carga
bajos esto lo garantiza el medio para mantener la presión de
combustible. Debido a que mediante el estrangulador se representan
las altas presiones, después del estrangulador ya sólo se necesitan
las presiones reducidas del medio para mantener la presión de
combustible, lo que produce después también el alivio fundamental de
todo el sistema de baja presión.
Aparte de las ventajas antes citadas el sistema
de inyección de combustible conforme a la invención tiene la
ventaja adicional de que la exigencia de fabricación para al menos
un estrangulador es muy reducida.
En el caso de una variante de la invención está
previsto que todos los inyectores estén unidos a un conductor
colector común a través de sus conexiones de baja presión. Con ello
puede disponerse entre el conducto colector y el inyector
respectivo de un conducto de unión, para poder configurar el
conducto colector corto y con geometría sencilla. En la variante
del sistema de inyección de combustible conforme a la invención con
un único conducto colector para todos los inyectores es suficiente
prever un estrangulador entre la conexión de baja presión del
inyector y el medio para mantener la presión de combustible, en
especial en el conducto colector común.
En el caso de otra configuración de la invención
están previstos varios conductos colectores. Por ejemplo puede
asociarse en cada caso a una bancada de cilindros de un motor en V
su propio conducto colector. Esta forma de ejecución del sistema de
inyección de combustible conforme a la invención tiene, dado el
caso, ventajas con relación al espacio constructivo necesario y a
los costes para la unión de las conexiones de baja presión de los
inyectores al respectivo conducto colector. El uso de varios
conductos colectores independientes entre sí exige la disposición
de al menos un estrangulador por cada conducto colector, entre la
conexión de baja presión del respectivo inyector y del respectivo
medio para mantener la presión de combustible, en especial la
disposición de en cada caso un estrangulador en cada conducto
colector.
En una forma de ejecución preferida de la
presente invención el medio para mantener la presión de combustible
es una válvula de mantenimiento de presión. Las válvulas de
mantenimiento de presión son componentes valorados y madurados, a
los que se puede recurrir. En el caso del sistema de inyección de
combustible conforme a la invención con válvula de mantenimiento de
presión se dispone un estrangulador delante de la entrada de la
válvula de mantenimiento de presión en el lado del inyector. También
con el estrangulador posicionado delante de la válvula de
mantenimiento de presión se conserva el ámbito de funcionamiento de
la válvula de mantenimiento de presión, en donde se ajusta sin
embargo un alivio de presión de la válvula de mantenimiento de
presión en comparación con el estado de la técnica. Mediante el
estrangulador se obtiene además un alivio de presión de otros
componentes del sistema, en especial del conducto colector, del
actuador y del fuelle.
El fuelle está configurado de tal modo que puede
absorber la carrera axial del actuador para controlar el inyector,
en especial de un piezoactuador. Aquí el fuelle está unido fijamente
al actuador y al taladro de actuador, de tal modo que se obtiene
una obturación estanca a los fluidos del módulo de actuador con
relación a las otras regiones del inyector.
En otra forma de ejecución preferida de la
presente invención el medio para mantener la presión de combustible
es una bomba de combustible eléctrica. Las bombas de combustible
eléctricas son bombas conocidas y valoradas en el estado de la
técnica, que están dispuestas en el depósito de un vehículo de motor
ejecutadas en modo constructivo modular, y que se usan en especial
en motores de combustión interna, para alimentar a estos en
cualquier estado operativo suficiente combustible. En el caso del
sistema de inyección de combustible conforme a la invención con
bomba de combustible eléctrica está dispuesto con preferencia un
estrangulador en el conducto colector delante de la bomba de
combustible eléctrica. En esta variante de la presente invención se
dispone del ámbito de funcionamiento incluso sin válvula de
mantenimiento de presión, de tal modo que no se necesita ninguna
válvula de mantenimiento de presión y de este modo pueden ahorrarse
costes.
En una variante de la invención se abastecen de
combustible las conexiones de alta presión de los inyectores desde
al menos un Common-Rail, de tal modo que las
ventajas del sistema de inyección de combustible conforme a la
invención también se obtienen en los llamados sistemas de inyección
de Common-Rail.
De forma complementaria a la invención se ha
previsto que los inyectores contengan en cada caso un piezoelemento
para controlar el inyector y un intensificador hidráulico para
intensificar la carrera del piezoelemento. A través de esta
configuración de la invención la carrera del piezoelemento puede
transmitirse con preferencia a través de un medio hidráulico, en
especial combustible, en una cámara de acoplamiento del
intensificador hidráulico a una aguja de inyector, en donde la
cámara de acoplamiento puede llenarse con el medio hidráulico a
través de al menos un estrangulador. Mediante al menos un
estrangulador disponible en el sistema de inyección de combustible
conforme a la invención, entre la conexión de baja presión del
inyector y el medio para mantener la presión de combustible (en
especial la válvula de mantenimiento de presión o la bomba de
combustible eléctrica), se ajusta la presión necesaria para llenar
la cámara de acoplamiento en puntos de carga elevados. En el caso
de puntos de carga bajos esto lo garantiza la válvula de
mantenimiento de presión o la bomba de combustible eléctrico.
Debido a que mediante el estrangulador se representan las altas
presiones de llenado de acoplador, después del estrangulador ya
sólo se necesitan las presiones reducidas de la válvula de
mantenimiento de presión o de la bomba de combustible eléctrica, lo
que produce después también el alivio fundamental de todo el sistema
de baja presión. Con la elección del diámetro de estrangulador, de
la presión de apertura de la válvula de mantenimiento de presión o
de la presión de la bomba de combustible eléctrica puede aplicarse
en caso necesario la presión para el llenado del acoplador.
A continuación se explica con más detalle la
invención con base en el dibujo.
Aquí muestran:
la figura 1 una representación esquemática de un
sistema de inyección de combustible conforme al estado de la
técnica,
la figura 2 un sistema de inyección de
combustible conforme a la invención con bomba de combustible
eléctrica,
la figura 3 un sistema de inyección de
combustible conforme a la invención con válvula de mantenimiento de
presión y
la figura 4 un corte a través de un inyector de
combustible, que recibe combustible a alta presión a través de una
cámara colectora de alta presión (Common Rail) y es activado
mediante un actuador configurado como piezoactuador.
La figura 1 muestra una representación
esquemática de un sistema de inyección de combustible según el
estado de la técnica.
Con ello se trata de un sistema de inyección de
combustible con seis cilindros 1, que se han representado
esquemáticamente como círculos. A cada cilindro 1 está asociado en
cada caso un inyector (no representado), que presenta una conexión
de baja presión 2. Las conexiones de baja presión 2 desembocan en un
conducto colector 3. Con ello el conducto colector 3 está
configurado como acumulador de presión, en el que se mantiene la
presión necesaria en el lado de baja presión del inyector. El
conducto colector 3 está unido a través de una válvula de
mantenimiento de presión 4 representada esquemáticamente a un
conducto de retorno de combustible 5 sin presión, de tal modo que
en todos los inyectores se dispone de una misma presión de
combustible, situada por encima de la presión ambiente. Por ejemplo
la válvula de mantenimiento de presión no se abre hasta una presión
de 10 bar, de tal modo que la presión de combustible en el conducto
colector 3 es de al menos 10 bar.
La figura 2 muestra un sistema de inyección de
combustible conforme a la invención con bomba de combustible
eléctrica.
Un motor de combustión interna 36 indicado en la
figura 2 sólo esquemáticamente comprende seis cilindros 1, que
reciben combustible a alta presión a través de un inyector de
combustible 38 representado con más detalle en la figura 4. Los
inyectores de combustible representados con más detalle en la figura
se disponen en la región de cabeza de cilindro 37 del motor de
combustión interna 36. Entre el conducto colector 3 y el conducto
de retorno de combustible 5 sin presión, que está unido a un
depósito de combustible 35 de un vehículo, en esta variante de
ejecución de la invención está dispuesta como medio para mantener la
presión de combustible una bomba de combustible eléctrica 6. Además
de esto se encuentra en el conducto colector 3, delante de la bomba
de combustible eléctrica 6, un estrangulador 7. En esta combinación
de estrangulador 7 y bomba de combustible eléctrica 6 no se
necesita ninguna válvula de mantenimiento de presión, para mantener
la presión de fuerza en el lado de baja presión de los inyectores.
Además de esto la bomba de combustible eléctrica 6 sólo tiene que
impeler combustible con una presión reducida. Por ejemplo, en el
caso de una sección transversal del estrangulador 7 de 0,5 mm es
suficiente con una bomba de combustible eléctrica 6 de 5 bar.
La figura 3 muestra un sistema de inyección de
combustible conforme a la invención con válvula de mantenimiento de
presión.
El motor de combustión interna 36 puede estar
configurado por ejemplo como motor de combustión interna de 6
cilindros, en donde la variante de ejecución como motor de 6
cilindros sólo se ha representado a modo de ejemplo. De forma
correspondiente al diseño pueden abastecerse con el sistema de
inyección de combustible propuesto conforme a la invención también
motores de combustión interna con cuatro, cinco, ocho o 10/12
cilindros. Entre el conducto colector 3 y el conducto de retorno 5
sin presión, que desemboca en el depósito de combustible 35 de un
vehículo de motor, se ha previsto en esta forma de ejecución de la
presente invención, como medio para mantener la presión de
combustible, una válvula de mantenimiento de presión 8. Además de
esto se encuentra en el conducto colector 3 delante de la válvula
de mantenimiento de presión 8 un estrangulador 7. En esta
combinación de estrangulador 7 y válvula de mantenimiento de presión
8 se alivia la presión en la válvula de mantenimiento de presión 8,
de tal modo que puede presentar una menor presión de apertura. Por
ejemplo, en el caso de un estrangulador 7 con una sección
transversal de 0,5 mm es suficiente con una válvula de mantenimiento
de presión de 5 bar, para mantener la presión de combustible
necesaria en el lado de baja presión de los inyectores.
De la representación conforme a la figura 4
puede deducirse un inyector de combustible, que está unido a una
cámara colectora de alta presión (Common Rail) y que puede
accionarse a través de un actuador ejecutado como piezoactuador.
El inyector de combustible 38 representado en la
figura 4 comprende un sistema de alta presión 9 y un sistema de
baja presión 10. El accionamiento del inyector de combustible 38 se
produce a través de un actuador 11 que, en la representación
conforme a la figura 4, está dotado de una pila de piezocristales 12
indicada esquemáticamente, que se alarga al recibir corriente. La
pila de piezocristales 12 actúa sobre un émbolo de ajuste 18. El
émbolo de ajuste 18 impulsa un intensificador hidráulico 13. El
intensificador hidráulico 13 intensifica la carrera tan solo
reducida de la pila de piezocristales 12 cuando el actuador 11
recibe corriente. El intensificador hidráulico 13 comprende un
émbolo de accionamiento 15, cuya superficie frontal 16 penetra en la
cámara de acoplamiento hidráulica 14 del intensificador hidráulico
13. La pila de piezocristales 12 del actuador 11 y la cámara de
acoplamiento 14 del intensificador hidráulico 13 pueden estar
abrazadas por una pared delgada 43 o por un fuelle 42, con el que
se hace posible el movimiento relativo de la pila de piezocristales
12 al recibir corriente y del émbolo de ajuste 18 unido a la misma
con relación a la cámara de acoplamiento hidráulica 14.
Al usar un fuelle 42 se obtiene, por un lado, un
movimiento relativo de la pila de piezocristales 12 con relación a
la cámara de acoplamiento hidráulica 14, que está integrada en la
carcasa del inyector de combustible 31 y, por otro lado, una
obturación entre los componentes 12 y 14 que pueden moverse uno con
relación al otro. La cámara de acoplamiento hidráulica 14 está
abrazada por una carcasa 44, y a la misma se aplica la presión de
cámara de acoplamiento p_{K}. Desde una cámara de sistema 20, que
abraza tanto la pila de piezocristales 12 como el intensificador
hidráulico 13, 44, se extiende la conexión de baja presión 2 hasta
el conducto colector 3. En el conducto colector 3 desembocan
conforme a la representación en las figuras 2 y 3 las respectivas
conexiones de baja presión 2 de los otros cilindros 1 del motor de
combustión interna 36. El conducto colector 3 se extiende hasta el
medio para mantener la presión de combustible que, conforme a las
variantes de ejecución indicadas esquemáticamente conforme a las
figuras 2 y 3, puede estar configurado como una válvula de
mantenimiento de presión 8 o bien puede estar formado por la bomba
de combustible eléctrica 6 para abastecer de combustible el motor
de combustión interna 36 para impulsar una bomba de alta presión 34.
En el conducto colector 3, en el que desembocan las respectivas
conexiones de baja presión 2 de los cilindros 1, partiendo de los
inyectores de combustible 38, y los medios 6, 8 para mantener la
presión de combustible en la cámara de sistema 20 está alojado el
elemento estrangulador 7. La conexión de baja presión 2 puede estar
configurada por ejemplo como un enroscado 17, de tal modo que en el
caso de las presiones reinantes dentro de la cámara de presión de
sistema 20 se garantiza una obturación sin fugas entre la cámara de
sistema 20 y la conexión de baja presión 2.
Conforme a la representación en la figura 4 el
intensificador hidráulico 13 comprende una carcasa 44, que delimita
la cámara de acoplamiento hidráulica 14. La carcasa 44 se apoya por
un lado, a través de un muelle helicoidal, en una arandela de apoyo
alojada en el émbolo de ajuste 18 del actuador 11 y, por otro lado,
pretensada a través de otro muelle helicoidal, en una arandela de
apoyo que está alojada en el émbolo de accionamiento 15. El
diámetro del émbolo de ajuste 18 está dimensionado más grande que el
diámetro del émbolo de accionamiento 15, de tal modo que se obtiene
una intensificación de presión hidráulica mediante la intercalación
de la cámara de acoplamiento hidráulica 14. El émbolo de
accionamiento 15 actúa sobre un émbolo de guiado 23. El émbolo de
guiado 23 es guiado por su parte en un canal de descarga 22, que
está previsto en la carcasa 39 del inyector de combustible 38. A
través del canal de descarga 22 están unidas entre sí la cámara de
sistema 20 y la cámara de control 24. El canal de descarga 22, que
une entre sí la cámara de sistema 20 y la cámara de control 24, se
cierra o desbloquea a través de un elemento de cierre 19. El
elemento de cierre 19 se ha situado en la representación conforme a
la figura 4 en su posición de cierre, es decir, su asiento de
elemento de cierre 21, que está configurado en el punto de
desembocadura del canal de descarga 22 en la cámara de control 24.
En un lado frontal está pretensado el elemento de cierre 19, que
puede configurarse por ejemplo en forma de semiesfera, a través de
un elemento elástico 26. El elemento elástico 26, en el que puede
tratarse de un muelle de platillo, se apoya en un lado frontal 29
de un elemento de válvula de inyección 27 configurado en forma de
aguja. La cámara de control 24 recibe continuamente, a través de un
conducto de alta presión que está conectado a una de las conexiones
de alta presión 40 de una cámara colectora de alta presión (Common
Rail), combustible sometido a alta presión. La cámara colectora de
alta presión 31 recibe por su lado combustible sometido a alta
presión a través de un conducto de alimentación 2, a través de una
bomba de alta presión 34, y almacena el mismo. A la bomba de alta
presión 34 puede estar preconectada - según la configuración del
sistema de inyección del motor de combustión interna 36 - una bomba
de combustible eléctrica 6 que actúa como bomba previa de
impul-
sión.
sión.
La cámara de sistema 20 del inyector de
combustible 38 en su lado de baja presión 10 puede estar delimitada,
por un lado, por una pared 43 configurada con pared delgada y, por
otro lado, la cámara de sistema 20 también puede estar obturada
mediante un fuelle 42. En especial la configuración de una
delimitación de la cámara de sistema 20 a través de un fuelle
deformable 42 ofrece a posibilidad, de modo ventajoso, de compensar
alargamientos al recibir corriente el actuador 11 a causa de una
dilatación longitudinal de la pila de piezocristales 12,
manteniendo al mismo tiempo la acción obturadora. A través de la
presión reinante en la cámara de sistema 20 se produce un llenado
de la cámara de acoplamiento hidráulica 14. Entre la carcasa 44, que
comprende la cámara de acoplamiento hidráulica 14, y el émbolo de
accionamiento 15 así como el émbolo de ajuste 18 están configuradas
rendijas, a través de las cuales el volumen de combustible en el
lado de baja presión 10 del inyector de combustible 38 entra en la
cámara de acoplamiento hidráulica 14 para el primer llenado de la
misma.
En primer lugar se contempla el caso en el que
el sistema de inyección de combustible representado en la figura,
para motores de combustión interna de inyección directa, comprende
una válvula de mantenimiento de presión 8 en el lado de baja
presión 10 del inyector de combustible.
Si en un sistema de inyección de combustible
configurado de este modo para motores de combustión directa 36 se
alivia la presión en la cámara de control 24 al recibir corriente el
actuador 11, rebosa desde la cámara de control 24 combustible a
través del canal de descarga 22 hasta la cámara de sistema 20. Desde
la cámara de sistema 20 rebosa el volumen de combustible evacuado
desde la cámara de control 24, a través de la conexión 17, hasta la
conexión de baja presión 2. Todas las conexiones de baja presión 2
de los inyectores de combustible 38 desembocan en el conducto
colector 3. Los otros inyectores de combustible 38 del motor de
combustión interna 36 se han indicado en la figura 4 sólo
esquemáticamente. En el conducto colector 3 está alojado el
estrangulador 7 delante de la entrada 41 de la válvula de
mantenimiento de presión 8 en el lado del inyector. Mediante el
punto de estrangulamiento 7 en el conducto colector 3 puede
garantizarse de forma ventajosa que se ajuste la presión, necesaria
para llenar la cámara de acoplamiento hidráulica 14, en puntos de
carga elevados. En el caso de puntos de carga bajos, por el
contrario, el nivel de presión necesario para llenar la cámara de
acoplamiento hidráulica 14 puede llevarse por encima de la válvula
de mantenimiento de presión 8. En el caso de puntos de carga bajos
el nivel de presión en el lado de baja presión 10 del inyector de
combustible 38 en la cámara de sistema 20 está dimensionado de tal
modo, que un llenado de la cámara de acoplamiento hidráulica 14
puede realizarse a través de las rendijas entre la carcasa 44 y el
émbolo de ajuste 18, por un lado, y a través de la rendija entre el
émbolo de accionamiento 15 y la carcasa 44 del intensificador de
presión 13, por otro lado. En puntos de carga bajos reinan después
del estrangulador 7 ya sólo las presiones reducidas, que pueden
generarse mediante la válvula de mantenimiento de presión, con lo
que se obtiene el alivio esencial del lado de baja presión 10 del
inyector de combustible 38. Con el dimensionamiento del diámetro de
estrangulador del punto de estrangulamiento 7, o de la presión de
apertura de la válvula de mantenimiento de presión 8 - en esta
configuración de un sistema de inyección de combustible - puede
ajustarse en caso necesario la presión necesaria para el llenado de
la cámara de acoplamiento hidráulica 14 a través de la cámara de
sistema 20.
En la variante de ejecución descrita
anteriormente de un sistema de inyección de combustible para motor
de combustión interna se produce la impulsión de combustible desde
el depósito de combustible 35 hasta la bomba de alta presión 34, en
la que se produce una compresión del combustible a una presión muy
elevada de unos 1.500 bar y más, a través de un primer conducto de
alimentación de combustible 8.1.
Si conforme a una variante de un sistema de
inyección de combustible está prevista una bomba de combustible
eléctrica 6, que en este caso representa el medio para mantenerla
presión, en el caso de un alivio de presión de la cámara de control
24 por medio de que el actuador 11 recibe corriente se produce un
arrastre por corriente de volumen de combustible desde la cámara de
control 24 a la cámara de sistema 20, de forma análoga a la variante
de ejecución representada anteriormente de un sistema de
combustible con válvula de mantenimiento de presión 8. Desde la
cámara de sistema 20 el combustible fluye el combustible a través de
la conexión 17 hasta la conexión de baja presión 2, lo que es
válido para todos los inyectores de combustible 38, que están
previstos de forma correspondiente al número de cilindros del motor
de combustión interna 36 a abastecer con combustible en el mismo.
En este caso se ha configurado igualmente un punto de
estrangulamiento en el conducto colector 3, en el que desembocan
todas las conexiones de baja presión 2 de los inyectores de
combustible 38. El punto de estrangulamiento se encuentra en el
punto de desembocadura de todas las conexiones de baja presión 2 en
el conducto colector 3, delante del extremo 41 del lado de entrada
de la bomba de combustible eléctrica 6 que sirve de bomba de
impulsión de avance. La bomba de combustible eléctrica 6 impele
combustible desde el depósito de combustible 35 y, a través del
segundo conducto de alimentación de combustible 6.1, hasta la bomba
de alta presión 34. La bomba de alta presión entrega a su vez a la
cámara colectora de alta presión 31 (Common Rail), a través del
conducto de alistamiento 32, combustible sometido a muy alta
presión. El nivel de combustible está situado en un margen de entre
1.500 y 1.600 bar.
En este caso se consigue mediante el punto de
estrangulamiento 7 en puntos de carga elevados, que se ajuste, a
causa de la presión reinante en la cámara de sistema 10, un llenado
de la cámara de acoplamiento hidráulica 14 a través de la rendija
de fuga entre el émbolo de desplazamiento 18 y la carcasa 44 o el
émbolo de accionamiento 15 y la carcasa 44. En el caso de puntos de
carga pequeños puede mantenerse la presión necesaria para llenar el
acoplador mediante la bomba de combustible eléctrica 6 que sirve de
grupo de impulsión previo. Por medio de esto después del punto de
estrangulamiento 7 ya sólo reinan las presiones reducidas de la
bomba de combustible eléctrica, que pueden ser aproximadamente de
entre 3 y 8 bar. Por medio de esto puede obtenerse una descarga
esencial del lado de baja presión 10 del inyector de combustible 10.
Mediante la elección del diámetro del punto de estrangulamiento 7
en el conducto colector 3 o de la presión de impulsión de la bomba
de combustible eléctrica 6 puede modificarse, en caso necesario, la
presión en la cámara de sistema 20 para llenar la cámara de
acoplamiento hidráulica 14 a través de sus rendijas de guiado. Si se
usa una bomba de combustible eléctrica 6 junto con una bomba de
alta presión 34, la bomba de combustible eléctrica 6 asociada al
depósito de combustible sirve de grupo de impulsión previo para la
bomba de alta presión 34, que no está configurada con
autoaspiración. El conducto de alimentación 6.1 se deriva en este
caso del conducto de combustible, que está asociado al depósito de
combustible 35, y conduce a la bomba de alta presión 34.
Mediante el dimensionamiento del diámetro de
estrangulador del estrangulador 7 en el conducto colector 3, el
ajuste de la presión de apertura de la válvula de mantenimiento de
presión 8 y la presión de impulsión de la bomba de combustible
eléctrica 6 pueden preajustarse diferentes presiones de llenado para
llenar la cámara de acoplamiento hidráulica 14 del intensificador
hidráulico 13, según sea necesario.
Mediante el alojamiento propuesto conforme a la
invención de un punto de estrangulamiento 7 en el conducto colector
3 puede descargarse mecánicamente tanto una bomba de combustible
eléctrica 6 como una válvula de mantenimiento de presión 8 en
cuanto a su carga de presión en puntos de carga elevados del motor
de combustión interna 36, lo que tiene como consecuencia una
descarga esencial del sistema de baja presión 10 del inyector de
combustible 38. La válvula de mantenimiento de presión 8 y la bomba
de combustible eléctrica 6 pueden por ello dimensionarse más
pequeñas con relación a su resistencia. En especial se evita
mediante la solución propuesta conforme a la invención usar
componentes mecánicos que deban confeccionarse o desplazarse
adicionalmente, con lo que también puede prescindirse de procesos
de ajuste en estas piezas internas a prever adicionalmente.
- 1
- Cilindro
- 2
- Conexión de baja presión
- 3
- Conducto colector
- 4
- válvula de mantenimiento de presión
- 5
- Conducto de retorno de combustible
- 6
- Bomba de combustible eléctrica
- 6.1
- Primer conducto de alimentación
- 7
- Estrangulador
- 8
- válvula de mantenimiento de presión
- 8.1
- Segundo conducto de alimentación
\vskip1.000000\baselineskip
- 9
- Sistema de alta presión-inyector de combustible
- 10
- Sistema de baja presión-inyector de combustible
- 11
- Actuador
- 12
- Pila de piezocristales
- 13
- Intensificador hidráulico
- 14
- Cámara de acoplamiento hidráulica
- p_{K}
- Presión de cámara de acoplamiento
- 15
- Émbolo de accionamiento
- 16
- Superficie frontal-émbolo de accionamiento
- 17
- Conexión
- 18
- Émbolo de ajuste
- 19
- Elemento de cierre
- 20
- Cámara de sistema
- 21
- Asiento de elemento de cierre
- 22
- Canal de descarga
- 23
- Émbolo de guiado
- 24
- Cámara de control
- 25
- Conducto de alimentación de cámara de control
- 26
- Elemento elástico
- 27
- Elemento de válvula de inyección
- 29
- Lado frontal del elemento de válvula de inyección
- 31
- Cámara colectora de alta presión (Common Rail)
- 32
- Conducto de alimentación
- 34
- Bomba de alta presión
\vskip1.000000\baselineskip
- 35
- Depósito de combustible
- 36
- Motor de combustión interna
- 37
- Región de cabeza de cilindro
- 38
- Inyector de combustible
- 39
- Carcasa
- 40
- Conexiones de alta presión
- 41
- Entrada del lado de inyector de 6, 8
- 42
- Fuelle
- 43
- Pared
- 44
- Cámara de acoplamiento de carcasa
Claims (10)
1. Sistema de inyección de combustible para
motores de combustión interna con varios inyectores de combustible
(38), en donde los inyectores de combustible (38) presentan cada uno
una conexión de alta presión (40) y una conexión de baja presión
(2) y las conexiones de baja presión (2) desembocan en al menos un
conducto colector (3), y los inyectores de combustible (8) pueden
accionarse a través de un actuador (11) piezoeléctrico, con un
medio (6, 8) dispuesto entre el conducto colector (3) y un conducto
de retorno de combustible (5), (35) sin presión para mantener la
presión de combustible y el inyector de combustible (38) contiene
una cámara de sistema (20), en la que reina un nivel de presión
adecuado para llenar una cámara de acoplamiento hidráulica (14),
caracterizado porque entre la desembocadura de las conexiones
de baja presión (2) de los inyectores de combustible en el conducto
colector (3) y la entrada (41) del lado de inyector del medio (6, 8)
para mantener la presión de combustible en el conducto colector (3)
está dispuesto un estrangulador (7).
2. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizado porque el medio para
mantener la presión de combustible en el lado de baja presión está
ejecutado como válvula de mantenimiento de presión (8).
3. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizado porque el medio para
mantener la presión de combustible en el lado de baja presión está
representado por una bomba de combustible eléctrica (6).
4. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizado porque las conexiones de
alta presión (40) de los inyectores de combustible (38) reciben
combustible sometido a alta presión desde al menos una cámara
colectora de alta presión (31).
5. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizado porque la carrera del
piezoactuador (11, 12) puede transmitirse a través de un medio
hidráulico, en especial combustible, mediante una cámara de
acoplamiento hidráulica (14) del intensificador hidráulico (13) a un
elemento de válvula de inyección (27), en donde la cámara de
acoplamiento hidráulica (14) puede llenarse con medio hidráulico a
través de al menos un estrangulador (7).
6. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizado porque en márgenes de
carga superiores de un motor de combustión interna (36) puede
mantenerse, a través del estrangulador (7) en el conducto colector
(3), una presión de cámara de acoplamiento p_{K}.
7. Sistema de inyección de combustible conforme
a las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la presión
necesaria para llenar la cámara de acoplamiento hidráulica (14), en
el caso de puntos de carga pequeños del motor de combustión interna
(36), se mantiene mediante la válvula de mantenimiento de presión
(8) o la bomba de combustible eléctrica (6).
8. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizado porque el primer llenado
de la cámara de acoplamiento hidráulica (14) se produce a través de
rendijas de fuga entre un émbolo de accionamiento (15) y una
carcasa (44) y/o a través de rendijas de fuga entre un émbolo de
ajuste (18) y la carcasa (44), en donde la carcasa (44) está
abrazada por la cámara de sistema (20.
9. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 3, caracterizado porque la bomba de
combustible eléctrica (6) está preconectada en el lado de baja
presión (10) del inyector de combustible (38) a una bomba de alta
presión (34).
10. Sistema de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 2, caracterizado porque la válvula de
mantenimiento de presión (8) está preconectada en el conducto
colector (3) a un depósito de combustible (35).
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