ES2305166T3 - Sistema de inyeccion de combustible. - Google Patents
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Abstract
Motor de combustión interna con un sistema de inyección de combustible, que tiene una bomba de alta presión no regulada, en cuyo conducto de alimentación de combustible (14) están insertados una prebomba (20) y un dispositivo de control (16) y en que la bomba de alta presión está conectada a través de un conducto de alta presión (12) a un dispositivo acumulador de alta presión (11) y éste está conectado a través de un conducto de inyección (17) así como a través de una válvula de control a una válvula de inyección, caracterizado porque detrás, respecto al flujo, de la prebomba (20) y delante del dispositivo de control está insertada una disposición de filtro (22) en el conducto de alimentación (14), porque la bomba de alta presión es un elemento de bomba individual (10), que tiene un alojamiento de bomba (19) colocado dentro del cárter de cigüeñal (3) del motor de combustión interna, y porque el elemento de bomba individual (10) tiene un empujador de rodillos (9) que rueda sobre una leva de inyección (7) de un árbol de levas de intercambio de gases (4), cuyo empujador esta unido al pistón de bomba.
Description
Sistema de inyección de combustible.
La invención se refiere a un motor de combustión
interna con un sistema de inyección de combustible, que tiene una
bomba de alta presión no regulada, en cuyo conducto de alimentación
de combustible están insertados una prebomba y un dispositivo de
control y en que la bomba de alta presión está conectada a través de
un conducto de alta presión a un dispositivo acumulador de alta
presión y éste está conectado a través de un conducto de inyección
así como a través de una válvula de control a una válvula de
inyección.
Un motor de combustión interna de este tipo es
conocido a partir del documento DE 42 33 273 A1. La disposición de
bomba de inyección de combustible representada tiene dos bombas de
alta presión, que llenan de combustible dispositivos acumuladores
de alta presión independientes. Las dos bombas de alta presión
tienen respectivamente un alojamiento con un árbol de levas
asociado para la activación de los empujadores de taza. Este
alojamiento debe estar fijado en un lugar adecuado del motor de
combustión interna y el árbol de levas debe ser accionado de modo
adecuado. Para ello son necesarias por ejemplo una correa dentada
con ruedas dentadas correspondientes o ruedas dentadas que engranan
entre sí en caso de accionamiento del árbol de levas por el cigüeñal
del motor de combustión interna.
Otro motor de combustión interna con un
dispositivo de inyección de combustible para un motor de combustión
interna de encendido por compresión es conocido a partir del
documento DE 195 08 445 A1. Este motor de combustión interna tiene
una bomba de alta presión, por parte de la que es impulsado
combustible hacia un depósito de suministro. Para el control de la
cantidad de combustible impulsada hacia el depósito de suministro,
la bomba de alta presión tiene un pistón de bomba con un borde
biselado para el control de cantidad. Este pistón de bomba es
girado por una cremallera, en que el desplazamiento de la cremallera
es producido por una disposición de ajuste, que evalúa la presión
existente en el depósito de suministro.
La invención tiene como base la tarea de poner a
disposición un motor de combustión interna con compresión de aire
con un sistema de inyección de combustible, que está diseñado como
sistema de conducto común (Common-Rail),
está estructurado de forma sencilla en particular en lo que se
refiere a la bomba de alta presión y su accionamiento, y tiene
piezas iguales que un sistema usual.
Esta tarea es resuelta mediante el recurso de
que detrás, respecto al flujo, de la prebomba y delante del
dispositivo de control está insertado un dispositivo de filtro en el
conducto de alimentación, de que la bomba de alta presión es un
elemento de bomba individual, que tiene un alojamiento de bomba
colocable dentro del cárter de cigüeñal, y de que el elemento de
bomba individual tiene un empujador de rodillos que rueda sobre una
leva de inyección de un árbol de levas de intercambio de gases, cuyo
empujador esta unido al pistón de bomba. Una ventaja de esta
conformación es la estandarización de componentes de inyección
esenciales al menos para una serie de un motor de combustión
interna estructurado de este modo. Aquí, el cárter de cigüeñal del
motor de combustión interna, el árbol de levas de intercambio de
gases y también piezas esenciales del elemento de bomba de
inyección, en particular el alojamiento de bomba y el empujador de
rodillos, están conformados sin modificaciones en comparación con
un motor de combustión interna equipado con un sistema de inyección
usual. Sólo el pistón de bomba, que en el sistema de inyección usual
está dotado de un borde de control, esta conformado en la
estructuración conforme a la invención en una realización preferida
como pistón de cilindro sin borde de control. Con ello, en ambas
variantes del sistema de inyección se emplea un gran número de
piezas iguales, que dado el caso también pueden emplearse en
diversas series de motores de combustión interna, y no se modifica
la concepción básica del motor de combustión interna con montaje y
accionamiento del sistema de inyección. Como resultado se consigue
una solución económica y técnicamente fiable mediante gran número
de unidades de componentes individuales. Al mismo tiempo, este
concepto tiene un elevado potencial de futuro, ya que se tiene una
capacidad de desarrollo para requisitos crecientes.
En otra estructuración de la invención, el
dispositivo de control es una válvula hidráulica activada
electromagnéticamente. Esta válvula hidráulica, o respectivamente
la válvula hidráulica que tiene una válvula reguladora de presión y
un estrangulador de caudal nulo, está insertada en un lugar
apropiado en el conducto de alimentación, que en una estructuración
adicional está integrado directamente dentro del cárter de cigüeñal
o está adaptado al cárter de cigüeñal. La válvula hidráulica, que
está dispuesta preferentemente fuera del cárter de cigüeñal en la
zona junto a un elemento de bomba individual, controla el flujo de
entrada de combustible al elemento de bomba individual. Con ello es
posible un control o regulación completos de la cantidad de
combustible a introducir en el dispositivo acumulador de alta
presión, con una estructura sencilla del elemento de bomba
individual. También pueden estar previstos dos elementos de bomba
individuales, estando dispuesta entonces la válvula hidráulica
entre los elementos de bomba individuales.
En otra estructuración de la invención, el
dispositivo de control tiene, además de la válvula hidráulica
activada electromagnéticamente, una válvula reguladora de presión y
un estrangulador de caudal nulo. A través de la válvula reguladora
de presión, en particular en caso de un desplazamiento constante de
combustible, se retira, de vuelta al depósito de combustible,
combustible impulsado en exceso a través de una prebomba. Aquí, la
prebomba está ajustada ventajosamente de tal modo que impulsa una
cantidad de combustible que es en cualquier caso mayor que la
cantidad de combustible inyectada por las válvulas de inyección como
máximo en las cámaras de combustión. La presión de impulsión en el
sistema de baja presión está ajustada por ejemplo a un valor entre
5 y 10 bares, preferentemente 7 bares. A través del estrangulador de
caudal nulo es descargado el conducto de alimentación entre la
válvula hidráulica y los elementos de bomba individuales y es
retirado combustible derramado que fluye a través de la válvula
hidráulica. Aquí, la cantidad de combustible que sale fluyendo por
el estrangulador de caudal nulo es sin embargo tan pequeña que no se
produce ningún perjuicio a la aportación de combustible a los
elementos de bomba individuales.
La válvula hidráulica es en otra estructuración
de la invención una válvula hidráulica con modulación de anchura de
impulsos o una válvula hidráulica de control proporcional. Ambas
variantes hacen posible un control de cantidad exacto y fiable del
combustible a aportar a los elementos de bomba individuales, de
forma que se garantizan en conjunto un suministro de combustible y
un ajuste de presión fiables y exactos en el dispositivo acumulador
de alta presión.
Aquí está previsto en otra estructuración
insertar un amplificador de presión en el conducto de inyección y/o
en la válvula de inyección. Con este amplificador de presión, la
presión de combustible existente en la aguja de la válvula de
inyección es aumentada adicionalmente. Con ello son posibles
reducciones adicionales de las emisiones de gases de escape y
pueden ser tratadas con este concepto generaciones futuras de un
sistema de inyección así.
Otras estructuraciones ventajosas de la
invención pueden deducirse de la descripción, en la que se describe
más detalladamente un ejemplo de realización de la invención
representado en las figuras.
Muestran:
la figura 1: el sistema de inyección adaptado al
motor de combustión interna y
la figura 2: un esquema de montaje del sistema
de inyección.
La figura 1 muestra un cárter de cigüeñal 3,
representado esquemáticamente, de un motor de combustión interna 1
de encendido por compresión con en total seis cilindros. El motor de
combustión interna 1 tiene un cigüeñal 2 soportado en el cárter de
cigüeñal 3, cuyo cigüeñal acciona el árbol de levas 4 a través de un
único engrane dentado, es decir a través de una rueda dentada de
árbol de levas 5b que encaja con una rueda dentada de cigüeñal 5a.
El árbol de levas 4 tiene zonas de soporte 8a, 8b asociadas a cada
cilindro, entre las que están dispuestas levas de intercambio de
gases 6a y 6b así como una leva de inyección 7. La leva de inyección
7 puede estar dispuesta aquí por supuesto también entre la leva de
intercambio de gases 6a y la leva de intercambio de gases 6b. Las
zonas de soporte 8a, 8b, las levas de intercambio de gases 6a, 6b y
la leva de inyección 7 tienen continuación una en otra
directamente, es decir sin entalladuras. A través de ello se forma
un árbol de levas 4 muy rígido.
En el cárter de cigüeñal 3 están realizados,
correspondientemente al número de cilindros y cerca de la cabeza de
los cilindros, rebajos en los que pueden colocarse un número
correspondiente de bombas de alta presión. En una forma de
realización convencional, estas bombas de alta presión están
conectadas por conductos de inyección cortos directamente a las
válvulas de inyección. En la presente invención, la bomba de alta
presión está realizada como elemento de bomba individual 10, que
tiene un alojamiento de bomba 19 que puede colocarse directamente
dentro del alojamiento de cigüeñal 3. Dentro del alojamiento de
bomba 19 está guiado un pistón de cilindro 13 sin borde de control,
en que el pistón de cilindro 13 coopera con un empujador de rodillos
9, que rueda sobre la leva de inyección 7. Dentro del cárter de
cigüeñal 3 está introducido además un conducto de alimentación 14
para combustible, que está unido a la conducción de combustible
hacia el elemento de bomba de inyección 10. Hay que resaltar que
dado el caso puede(n) existir un segundo u otros
elemento(s) de bomba individual(es), cuando esto sea
necesario por el diseño correspondiente del sistema de inyección
para el llenado del dispositivo acumulador de alta presión 11. Por
lo demás, los rebajos en el cárter de cigüeñal 3 para la recepción
de las bombas de alta presión (convencionales) están cerrados con
tapas de cierre 18.
En un lugar adecuado del conducto de
alimentación 14 está insertada una válvula hidráulica 16 activada
electromagnéticamente, que controla el flujo de entrada de
combustible al elemento de bomba individual 10. El elemento de bomba
individual 10 está conectado a través de un conducto de alta
presión 12 al dispositivo acumulador de alta presión 11 y llena
éste de combustible de forma regulada en cuanto a cantidad por la
válvula hidráulica 16. Desde el dispositivo acumulador de alta
presión 11 parten conductos de inyección 17, que están conectados a
las válvulas de inyección 15. En las válvulas de inyección 15 están
montadas válvulas de control, que controlan la cantidad de
combustible entregada por la respectiva válvula de inyección 15 a la
cámara de combustión.
En la figura 2 está representado el sistema de
inyección de combustible sin referencia al motor de combustión
interna. El combustible es conducido a la válvula hidráulica 16 por
una prebomba 20 desde un depósito de combustible 21 a través de una
disposición de filtro 22. La válvula hidráulica 16 está conectada a
través de un conducto de alimentación 14 a uno o varios elementos
de bomba individuales, en que los elementos de bomba individuales
10 impulsan a través de válvulas de retención 23 el combustible a
través de conductos de alta presión 12 hacia el dispositivo
acumulador de alta presión 11. Desde el dispositivo acumulador de
alta presión 11, el combustible es conducido a través de conductos
de inyección 17 a las válvulas de inyección 15. Desde un aparato de
control 24 es controlado todo el sistema, es decir en particular la
válvula hidráulica 16 y las válvulas de control de las válvulas de
inyección 15, en que los parámetros necesarios para el control, por
ejemplo la presión en el dispositivo acumulador de alta presión 11,
son aportados como datos de medida al aparato de control 24.
El detalle a escala aumentada A de la válvula
hidráulica 16 muestra la estructura preferida de esta válvula
hidráulica 16, que tiene adicionalmente una válvula reguladora de
presión 25 y un estrangulador de caudal nulo 26. Aquí, la cantidad
de combustible retirada por la válvula reguladora de presión 25 y el
estrangulador de caudal nulo 26 es devuelta al depósito de
combustible 26.
Claims (9)
1. Motor de combustión interna con un sistema de
inyección de combustible, que tiene una bomba de alta presión no
regulada, en cuyo conducto de alimentación de combustible (14) están
insertados una prebomba (20) y un dispositivo de control (16) y en
que la bomba de alta presión está conectada a través de un conducto
de alta presión (12) a un dispositivo acumulador de alta presión
(11) y éste está conectado a través de un conducto de inyección
(17) así como a través de una válvula de control a una válvula de
inyección, caracterizado porque detrás, respecto al flujo,
de la prebomba (20) y delante del dispositivo de control está
insertada una disposición de filtro (22) en el conducto de
alimentación (14), porque la bomba de alta presión es un elemento de
bomba individual (10), que tiene un alojamiento de bomba (19)
colocado dentro del cárter de cigüeñal (3) del motor de combustión
interna, y porque el elemento de bomba individual (10) tiene un
empujador de rodillos (9) que rueda sobre una leva de inyección (7)
de un árbol de levas de intercambio de gases (4), cuyo empujador
esta unido al pistón de bomba.
2. Motor de combustión interna según la
reivindicación 1, caracterizado porque el pistón de bomba es
un pistón de cilindro (13) sin borde de control.
3. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de control es una válvula hidráulica (16) activada
electromagnéticamente.
4. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo
de control tiene una válvula hidráulica (16) activada
electromagnéticamente así como una válvula reguladora de presión
(25) y un estrangulador de caudal nulo (26).
5. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la válvula
hidráulica (16) es una válvula hidráulica con modulación de anchura
de impulsos (16).
6. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque la válvula
hidráulica (16) es una válvula hidráulica de control proporcional
(16).
7. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
conducto de alimentación (14) está integrado dentro del cárter de
cigüeñal (3).
8. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado porque el conducto
de alimentación (14) está adaptado al cárter de cigüeñal (3).
9. Motor de combustión interna según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un
amplificador de presión está insertado en el conducto de inyección
(17) y/o en la válvula de inyección (15).
Applications Claiming Priority (2)
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