ES2320540T3 - Dispositivo de inyeccion de combustible para motores de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de inyección de combustible para motores de combustión interna con un inyector de combustible (2) que es alimentado con combustible a través una fuente de combustible de alta presión (1) y que presenta un émbolo del inyector móvil (3) para abrir y cerrar aberturas de inyección (6), una cámara de alta presión de inyectores (21) y una cámara de control de inyectores (20), con lo que entre el inyector de combustible (2) y la fuente de combustible de alta presión (1) se encuentra conectado un dispositivo multiplicador de presión (7), que presenta un émbolo multiplicador de presión móvil (8), una cámara de trabajo del multiplicador de presión (11) y una cámara de alta presión del multiplicador de presión (9), con lo que entre la cámara del multiplicador de presión (9) y la cámara de control de inyectores (20) se encuentra dispuesta una conexión de llenado (10), que cuando el inyector de combustible (2) se encuentra cerrado, se encuentra abierta para llenar la cámara de alta presión del multiplicador de presión (9), con lo que una modificación de presión en una cámara de control del multiplicador de presión (12) contenido en el dispositivo multiplicador de presión (7) y/o en la cámara de trabajo del multiplicador de presión (11) provoca una modificación de presión en la cámara de alta presión del multiplicador de presión (9), y con lo que la conexión de llenado (10) presenta una válvula estranguladora (23), caracterizado porque cuando el inyector de combustible (2) se encuentra abierto, la conexión de llenado (10) se encuentra cerrada con una pieza de presión (45) debido a la interacción del lado frontal del émbolo del inyector (3) dirigida hacia las aberturas de inyección con un ajuste de sellado (26) o debido a la interacción de un ajuste de sellado (26) conformado en el lado frontal del émbolo del inyector (3) dirigido hacia las aberturas de inyección (6) con una pieza de presión (45).
Description
Dispositivo de inyección de combustible para
motores de combustión interna.
La presente invención hace referencia a un
dispositivo de inyección de combustible conforme a las
características del concepto genérico de la reivindicación 1.
Un dispositivo de inyección de combustible con
las características del concepto genérico se conoce de la DE 199 39
428 A1. El dispositivo de inyección de combustible presenta un
inyector de combustible que se puede alimentar con combustible a
través una fuente de combustible de alta presión y el inyector de
combustible se encuentra equipado con una aguja de inyector móvil
con émbolos de inyector para abrir y cerrar las aberturas de
inyección. Una cámara de alta presión de inyectores y una cámara de
control de inyectores se encuentran asignadas al émbolo del
inyector. Entre el inyector de combustible y la fuente de
combustible de alta presión se encuentra conectado un dispositivo
multiplicador de presión, que presenta un émbolo multiplicador de
presión móvil que se encuentra expuesto a una cámara de trabajo del
multiplicador de presión y una cámara de alta presión del
multiplicador de presión. Entre la cámara de control del inyector
del émbolo del inyector y la cámara de alta presión del
multiplicador de presión se encuentra conectada una conexión de
llenado con una válvula estranguladora. Otra conexión de llenado, a
la que se encuentra integrada una válvula de retención, para la
cámara de alta presión del multiplicador de presión se encuentra
conectada entre la cámara de trabajo del multiplicador de presión y
la cámara de alta presión del multiplicador de presión La válvula de
retención bloquea en dirección a la cámara de trabajo del
multiplicador de presión. A través de una reducción en la cámara de
control del multiplicador de presión, debido a una conexión
hidráulica a través de una válvula de mando con una sistema de baja
presión/retención, el émbolo del multiplicador de presión se
desplaza en dirección a la cámara de alta presión del multiplicador
de presión, con lo que la presión en la cámara de alta presión del
multiplicador de presión aumenta. La presión del combustible,
incrementada múltiples veces por la alta presión aplicada, actúa
sobre la cámara de presión de inyección, de manera que la aguja de
inyector se abre y se inyecta combustible mediante la presión
incrementada.
Un dispositivo de inyección de combustible para
motores de combustión interna en el que se cierra una conexión de
llenado cuando el inyector de combustible se encuentre abierto se
conoce de la EP 548916 A1. Una varilla de mando que se encuentra
dispuesta entre la cámara de control y la aguja de inyector y que se
encuentra unida activamente a la aguja de inyector a través de un
acoplador hidráulico, sirve para cerrar la conexión de llenado.
Este dispositivo de inyección de combustible trabaja sin un
dispositivo multiplicador de presión interno.
De la DE 4311627 A1 se conoce otro dispositivo
de inyección de combustible para motores de combustión interna, en
los que las válvulas de inyección presentan un intensificador de
presión para aumentar la presión de inyección hasta los 2000 bar. A
consecuencia del movimiento de elevación de un émbolo de refuerzo la
presión de combustible en una cámara de inyección aumenta en un
múltiplo de la alta presión aplicada. Después de la inyección de
combustible desde la cámara de inyección a una cámara de combustión,
la presión en la cámara de inyección disminuye debido al movimiento
de retorno del émbolo de refuerzo. Debido a esto se abre una válvula
de retención, de manera que pueda ingresar combustible con la alta
presión aplicada a la cámara de inyección (relleno). La integración
de una válvula de retención de este tipo en un dispositivo de
inyección de combustible significa, sin embargo, un considerable
gasto en la técnica de fabricación. La colocación de una válvula de
retorno en el espacio de construcción existente es difícil de
realizar.
El dispositivo de inyección de combustible
conforme a la invención evita las desventajas que se presentan en
el estado actual de la técnica y hace posible garantizar un relleno
del reforzador de presión con un gasto reducido en la técnica de
fabricación. De manera ventajosa la colocación de una válvula de
retención para este fin ya no es necesaria en el dispositivo de
inyección de combustible conforme a la invención. Las ventajas se
logran a través de las características de la reivindicación 1.
El cierre de la conexión de llenado, abierta
durante el llenado, se encuentra acoplado al movimiento del émbolo
del inyector en la dirección de abertura para la liberación de las
aberturas de inyección.
En la presente invención la conexión de llenado
se encuentra cerrada a través del émbolo del inyector en el caso de
que el inyector de combustible se encuentre abierto.
Debido a que el émbolo del inyector cierra la
conexión de llenado cuando el inyector de combustible se encuentre
abierto, y en el caso de que el inyector de llenado de combustible
se encuentre cerrado lo vuelve a liberar después de la inyección de
combustible, para el llenado de la cámara de alta presión del
multiplicador de presión no se necesita una válvula de retención
para el retorno del émbolo del multiplicador de presión.
En el dispositivo de inyección de combustible
una modificación de presión en una cámara de control del
multiplicador de presión contenido en el dispositivo multiplicador
de presión y/o en la cámara de trabajo del multiplicador de presión
provoca una modificación de presión en la cámara de alta presión del
multiplicador de presión. Durante la inyección de combustible el
émbolo del multiplicador de presión comprime con su elevación el
combustible en la cámara de alta presión del multiplicador de
presión a una alta presión de inyección que es mayor a la alta
presión del combustible en la fuente de combustible de alta presión.
En el caso de que el inyector de combustible se encuentre abierto,
a través de las aberturas de inyección se inyecta combustible con
alta presión de inyección en la cámara de combustión del motor de
combustión interna.
En una forma de ejecución preferida de la
presente invención el abrir y cerrar de las aberturas de inyección
se puede controlar a través de una válvula de control. En ese caso
se trata, preferentemente de una válvula 3/2. En un inyector de
combustible controlado por presión, por ejemplo, la válvula de
control puede causar el abrir y cerrar de las aberturas de
inyección a través del accionamiento del dispositivo multiplicador
de presión.
A continuación la invención se explica más
detalladamente en base al dibujo.
Estos muestran:
Figura 1 un esquema de conexiones hidráulicas de
un dispositivo de inyección de combustible conforme a la invención
en estado de reposo o durante el retorno,
Figura 2 un esquema de conexiones hidráulicas de
un dispositivo de inyección de combustible conforme a la invención
durante la inyección,
Figura 3 un dispositivo de inyección de
combustible conforme a la invención en su forma de construcción
coaxial y
Figura 4 otra forma de ejecución de un
dispositivo de inyección de combustible conforme a la invención en
estado de reposo o durante el llenado.
La figura 1 muestra un esquema de conexiones
hidráulicas de un dispositivo de inyección de combustible conforme
a la invención, que se encuentra en estado de reposo o durante el
retorno. El sistema abarca una fuente de combustible de alta
presión 1, por ejemplo un acumulador de presión (common rail), que a
través de una bomba de alta presión acumula hasta 1600 bar de
combustible comprimido. El combustible es conducido por la fuente
de combustible de alta presión 1 a través de un conducto de alta
presión 27 hacia los inyectores, que en cada caso contienen una
válvula de control 14, un dispositivo multiplicador de presión 7 y
un inyector de combustible 2.
En esta forma de ejecución preferida de la
presente invención la válvula de control 14 es una válvula 3/2. En
la figura 1 la válvula de control 14 se encuentra en una primera
posición de conmutación 15, en la que el conducto de alta presión
27 se encuentra abierto hacia una cámara de control del
multiplicador de presión 12 del dispositivo multiplicador de
presión 7 y un conducto de baja presión 17, que conduce a un sistema
de baja presión no representado en detalle, se encuentra cerrado.
En la segunda posición de conmutación 16 (no representada en la
figura 1) la válvula de control 14 cierra la conexión entre el
conducto de alta presión 27 y la cámara de control del
multiplicador de presión 12 y establece una conexión entre la cámara
de control del multiplicador de presión 12 y el conducto de baja
presión 17. La válvula de control 14 puede ser, por ejemplo, una
piezo válvula o una válvula magnética. Con la utilización de una
piezo válvula de conmutación rápida como válvula de control se
pueden inyectar en la cámara de combustión 25 del motor de
combustión interna, incluso con una alta presión de abertura de
inyectores, pequeñas cantidades de inyección de manera definida y
con tolerancias de cantidad reducidas. Debido al rápido proceso de
conmutación resultan además menores las pérdidas por fugas. Además
la válvula de control 14 puede estar diseñada como válvula de
control directo o como servoválvula.
El dispositivo multiplicador de presión 7
contiene un émbolo multiplicador de presión 8, que se encuentra
alojado de manera amortiguada a través de un muelle de retorno 13.
El émbolo multiplicador de presión 8 separa una cámara de alta
presión del multiplicador de presión 9 de una cámara de trabajo del
multiplicador de presión 11, que se encuentra conectado a la fuente
de combustible de alta presión a través del conducto de alta presión
27. El muelle de retorno 13 utilizado para el alojamiento del
émbolo del multiplicador de presión 8 se encuentra dispuesto en la
cámara de control del multiplicador de presión 12. El émbolo del
multiplicador de presión 8 se puede dividir en dos áreas, una
primera área parcial de émbolo del multiplicador de presión (de
mayor diámetro) 18 y una segunda área parcial de émbolo del
multiplicador de presión (de menor diámetro) 19. Ambas áreas
parciales de émbolo del multiplicador de presión 18, 19 son
componentes separados, pero también pueden estar conformados como
una única pieza o unidos de manera fija. La carcasa 28 del
dispositivo multiplicador de presión 7 presenta una conicidad
escalonada. A través de la primera área parcial del émbolo
multiplicador de presión 18 del émbolo multiplicador de presión 8
alojado de manera desplazable en la carcasa 28, el espacio interior
del dispositivo multiplicador de presión 7 es dividido en dos áreas,
que salvo por pérdidas por fugas se encuentran separados de manera
estanca al líquido. Un área es la cámara de trabajo del
multiplicador de presión 17, unida con la fuente de combustible de
alta presión 1 a través del conducto de alta presión 27, la segunda
área presenta la conicidad escalonada antes mencionada, en la que
penetra de manera desplazable la segunda área parcial del émbolo
del multiplicador de presión 19. De esta forma el área estrechada es
separada de manera estanca al líquido del resto de la segunda área,
de manera que se forma una cámara de control del multiplicador de
presión 12 y una cámara de alta presión del multiplicador de presión
9. La cámara de trabajo del multiplicador de presión 11 se
encuentra unida con la fuente de combustible de alta presión 1 a
través del conducto de alta presión 27. A través de la válvula de
control 14, la cámara de control del multiplicador de presión 12 se
puede unir con la fuente de combustible de alta presión 1 (primera
posición de conmutación 15) o con el conducto de baja presión 17
(segunda posición de conmutación 16). La cámara de alta presión del
multiplicador de presión 9 se encuentra unido con una cámara de alta
presión de inyectores 21 del inyector de combustible 2 a través de
un conducto de inyección de alta presión 29 y a través de una
conexión de llenado 10 se puede unir con una cámara de control de
inyectores 20 contenido en el inyector de combustible 2. En esta
forma de ejecución preferida de la presente invención la conexión de
llenado 10 se encuentra dispuesta entre la cámara de alta presión
del multiplicador de presión 9 y la cámara de control de inyectores
20. La conexión de llenado 10 contiene preferentemente una válvula
estranguladora 23.
El inyector de combustible 2 abarca un émbolo
del inyector 3 y penetra con sus aberturas de inyección 6 en la
cámara de combustión 25 de un cilindro de un motor de combustión
interna. El émbolo del inyector 3 se puede dividir en dos áreas, la
primera área parcial superior del émbolo del inyector (de mayor
diámetro) 4 y la aguja de inyector (de menor diámetro) 5, con lo
que el área parcial superior del émbolo del inyector 4 se
transforma en la aguja de inyector 5 a través de un talón de
presión. En el área del talón de presión 30 el émbolo del inyector
3 se encuentra rodeado por la cámara de alta presión de inyectores
21.
En el estado de reposo (figura 1) a válvula de
control 14 no se encuentra accionada (primera posición de
conmutación 15) y no se produce una inyección. En esta forma de
ejecución preferida de la presente invención, con el inyector
combustible 2 cerrado, la cámara de alta presión del multiplicador
de presión 9 se encuentra conectada a través de una válvula de
control 14 (en una primera posición de conmutación 15), la cámara de
control del multiplicador de presión 12, la cámara de control de
inyectores 20 y la conexión de llenado 10 con la fuente de
combustible de alta presión. Entonces la alta presión de la fuente
de combustible de alta presión 1 se aplica a los siguientes
puntos:
- \bullet
- en el conducto de alta presión 27,
- \bullet
- en la cámara de trabajo del multiplicador de presión 11,
- \bullet
- a través del conducto de conexión de alta presión 31 a la válvula de control 14,
- \bullet
- a través del primer conducto de conexión 32 en la cámara de control del multiplicador de presión 12,
- \bullet
- a través del segundo conducto de conexión 33 en la cámara de control de inyectores 20,
- \bullet
- a través de la conexión de llenado 10 en la cámara de alta presión del multiplicador de presión 9 y
- \bullet
- a través del conducto de inyección de alta presión 29 en la cámara de alta presión de inyectores 21.
De esta manera en el estado de reposo todas las
cámaras de presión (11, 12, 9) del dispositivo multiplicador de
presión 7 se encuentran cargadas con alta presión y el émbolo
multiplicador de presión 8 se encuentra compensado. El dispositivo
multiplicador de presión 7 se encuentra desactivado y no tiene lugar
un refuerzo de presión. A través del muelle de retorno 13 el émbolo
multiplicador de presión 8 es mantenido en su posición inicial. La
alta presión en la cámara de control de inyectores 20 aplica una
fuerza de cierre hidráulica sobre el émbolo del inyector 3, que
mantiene cerrada al inyector de combustible 2 junto con la fuerza de
cierre del muelle de cierre 24. Ambas fuerzas juntas son mayores
que la fuerza hidráulica que actúa en la dirección de apertura
sobre el émbolo del inyector 3 en la cámara de alta presión de
inyectores 21, de manera que las aberturas de inyección 6 se
mantienen cerradas a través de la aguja de inyector 50 a pesar de la
alta presión constante que se aplica constantemente en la cámara de
alta presión de inyectores 1. En consecuencia no tiene lugar una
inyección.
La figura 2 muestra un esquema de conexiones
hidráulicas de un dispositivo de inyección de combustible conforme
a la invención durante la inyección.
El montaje del dispositivo de inyección de
combustible mostrado en la figura 2 corresponde al de la figura 1.
La inyección de combustible a la cámara de combustión 25 se
introduce a través de la activación de una válvula de control
distribuidora 3/2 14. Se conmuta desde la primera posición de
conmutación 15 (conexión cámara de control del multiplicador de
presión 12 a través del primer conducto de conexión 32, conducto de
conexión de alta presión 31 y conducto de alta presión 27 con la
fuente de combustible de alta presión 1) hacia la segunda posición
de conmutación 16. En la segunda posición de conmutación 16 la
cámara de control del multiplicador de presión 12 se encuentra
conectada con el conducto de baja presión 17. Con ello tiene lugar
una descarga de presión de la cámara de control del multiplicador de
presión 12, con lo que se activa el dispositivo multiplicador de
presión 7. Al mismo tiempo se descarga la presión de la cámara de
control de inyectores 20.
En la forma de ejecución preferida de la
presente invención representada en la figura 2, la fuente de
combustible de alta presión 1 se encuentra conectada (también
durante la inyección) con la cámara de trabajo contenida en el
dispositivo multiplicador de presión 7 a través de un conducto de
alta presión 27. En la cámara de trabajo del multiplicador de
presión 11 la alta presión de la fuente de combustible de alta
presión 1 actúa en la dirección de compresión sobre la gran
superficie del émbolo 35 de la primera área parcial del émbolo del
multiplicador de presión 18. Contra la dirección de compresión 36
actúa únicamente la baja presión en la cámara de control del
multiplicador de presión 12, la fuerza del muelle de retorno 13 y la
alta presión en la cámara de alta presión del multiplicador de
presión 9, que sin embargo sólo actúa sobre la pequeña superficie
del émbolo 37. Prevalece la fuerza en la dirección de compresión
36. Por ello el émbolo multiplicador de presión 8 se desplaza en la
dirección compresión 36 en la carcasa 28 del dispositivo
multiplicador de presión 7 y comprime el combustible en la cámara
de alta presión del multiplicador de presión 9 y aumenta con ello
también la presión en la cámara de alta presión de inyectores 21. A
través de la diferencia de presión entre la cámara de alta presión
de inyectores 21 y la cámara de control de inyectores 20 se desplaza
el émbolo del inyector 3 en dirección de apertura contra la fuerza
de cierre del muelle de cierre 24 y libera las aberturas de
inyección 6. En la cámara de combustión 25 se inyecta ahora
combustible 34 bajo una presión incrementada contra la presión en
la fuente de combustible de alta presión 1 a través del dispositivo
multiplicador de presión 7.
En estado abierto el inyector de combustible 2,
la conexión de llenado 10 entre la cámara de control de inyectores
20 y la cámara de alta presión del multiplicador de presión 9 se
encuentra cerrada a través del émbolo del inyector 3. Para ello un
extremo del émbolo del inyector 3 actúa junto con el ajuste de
sellado 26. En consecuencia, durante la inyección ninguna cantidad
en forma de pérdida puede escaparse de la cámara de alta presión del
multiplicador de presión 9 a través de la válvula estranguladora 23
contenida en la conexión de llenado 10.
Mientras que la cámara de control del
multiplicador de presión 12 se encuentra sin presión, el dispositivo
multiplicador de presión 7 permanece activado y el émbolo del
multiplicador de presión 8 comprime el combustible en la cámara de
alta presión del multiplicador de presión 9. El combustible
comprimido es conducido hasta la aguja de inyector 5 e inyectado en
la cámara de combustión 25.
Para finalizar la inyección la válvula de
control es conmutado nuevamente a la primera posición de conmutación
15 (figura 1), de manera que la cámara de control del multiplicador
de presión 9 y la cámara de inyectores 20 son separados del
conducto de baja presión 17 y se pueden conectar a la fuente de
combustible de alta presión 1. Por ello, en la cámara de control
del multiplicador de presión 9 se vuelve a establecer la alta
presión. En la cámara de alta presión del multiplicador de presión
9 la presión cae hasta la alta presión generada por la fuente de
combustible de alta presión 1. El émbolo del multiplicador de
presión 8 ahora se encuentra compensado hidráulicamente.
En la cámara de control de inyectores 20 y en la
cámara de alta presión de inyectores 21 también se establece la
alta presión de la fuente de combustible de alta presión, de manera
que también el émbolo del inyector 3 del inyector de combustible 2
se encuentre compensado hidráulicamente. El émbolo del inyector 3 es
desplazado entonces en la dirección de cierre por la fuerza del
muelle de cierre 24, hasta que las aberturas de inyección 6 son
cerradas por la aguja de inyector 5. La inyección finaliza y la
conexión de llenado 10 es liberada nuevamente a través del
movimiento del émbolo del inyector 3 en la dirección de cierre.
Después de la compensación de presión del
sistema el émbolo del multiplicador de presión 8 es desplazado en
la dirección de retorno 38 por la fuerza del muelle de retorno 13,
hasta que haya retornado a su posición inicial. Mientras tanto la
cámara de alta presión del multiplicador de presión 9 es llenada
nuevamente desde la cámara de control de inyectores 20 a través de
la válvula 23 estranguladora contenida en la conexión de llenado
10. El llenado se realiza automáticamente, sin que fuera necesaria
una válvula de retención adicional.
Para la estabilización de las secuencias de
conmutación se pueden tomar medidas adicionales a la amortiguación
entre la fuente de alta presión del combustible 1 y el inyector.
Esto se puede realizar, por ejemplo, a través de un diseño
optimizado de una válvula estranguladora 22 en el conducto de alta
presión 27. De manera alternativa, en cualquier punto de la
alimentación (27, 31, 32) se puede colocar una válvula de
estrangulación de retención (no representada).
La figura 3 muestra un dispositivo de inyección
de combustible conforme a la invención en una forma de construcción
axial.
En ella el dispositivo multiplicador de presión
y el inyector de combustible se encuentran dispuestos en una
carcasa de inyector común 39 de manera coaxial entre sí. En la
carcasa de inyector 39 se encuentran alojados de manera amortiguada
dos piezas que se pueden desplazar una hacia la otra: un émbolo
multiplicador de presión 8 y un émbolo del inyector 3. El émbolo
del multiplicador de presión 8 presenta una primera área parcial de
émbolo del multiplicador de presión (de mayor diámetro) 18 y una
segunda área parcial de émbolo del multiplicador de presión (de
menor diámetro) 19. La carcasa de inyector 39 también presenta una
conicidad escalonada 41. La primera área parcial de émbolo del
multiplicador de presión (de mayor diámetro) 19 conduce, de manera
axial y principalmente de forma estanca, al líquido por la parte de
mayor diámetro de la carcasa de inyector 39. La segunda área
parcial de émbolo del multiplicador de presión (de menor diámetro)
19 se encuentra parcialmente en la parte de mayor diámetro de la
carcasa de inyector 39 y se introduce parcialmente en la parte de
menor diámetro de la carcasa de inyector, donde se conduce, de
manera que se puede desplazar axialmente y en gran medida de forma
estanca, al líquido. La primera área parcial de mayor diámetro del
émbolo multiplicador de presión 18 separa, en el espacio interior
de la carcasa de inyector 39, la cámara de trabajo del multiplicador
de presión 11 y la cámara de control del multiplicador de presión
12. En la cámara de control del multiplicador de presión 12 se
encuentra dispuesto el muelle de retorno 13 que rodea a la segunda
área parcial de menor diámetro del émbolo multiplicador de presión
19. El muelle de retorno 13 se apoya, por un lado, en el área de
conicidad escalonada 41 de la carcasa de inyectores 39 y, por el
otro, en un área parcial del émbolo multiplicador de presión de
mayor diámetro 18. En estado de reposo presiona al émbolo
multiplicador de presión 8 contra un elemento de limitación 42
dispuesto en la carcasa de inyector 39 a la posición de reposo. El
émbolo multiplicador de presión 8 se encuentra conformado como
émbolo hueco: contiene una perforación central pasante 43. En esa
perforación 43, el émbolo del inyector 3 es conducido, en gran
medida de manera estanca, el líquido en un área a modo de guía
44.
En la carcasa de inyector 39, en el área de la
cámara de trabajo del multiplicador de presión 11 se encuentra
fijado una pieza de presión 45, en forma de un cilindro, que penetra
hacia la perforación 43. Sobre el lado dirigido hacia el émbolo del
inyector 3 la pieza de presión 45 presenta una conicidad, sobre la
que se encuentra colocado un muelle de cierre 24. El muelle de
cierre 24 se apoya, por un lado, contra la pieza de presión 45 y
presiona, por el otro lado, contra el extremo del émbolo del
inyector 3 que penetra en la perforación 42. Entre el émbolo del
inyector 3 y la pieza de presión 45 existe suficiente espacio libre
para permitir una elevación de la aguja de inyector 5 de las
aberturas de inyección 6, y contrapuesta a la fuerza del muelle de
cierre 24, durante el proceso de inyección.
En la perforación 43 el muelle de cierre 24 se
encuentra rodeado por la cámara de control de inyectores 20. Así,
en la forma de ejecución preferida de la presente invención
representada en la figura 3 la cámara de control de inyectores 20
se encuentra dispuesta en el émbolo multiplicador de presión 8
conformado como émbolo hueco. El émbolo multiplicador de presión 3
contiene al menos una abertura 46, a través de la cual la cámara de
control de inyectores 20 se encuentra conectada permanentemente con
la cámara de control del multiplicador de presión 12, de manera que
en ambas cámaras 12, 20 se compensa siempre la presión.
De manera alternativa a ello, la cámara de
control de inyectores 20 puede estar conectada con la cámara de
trabajo del multiplicador de presión 11, por ejemplo, en lugar de
con la cámara de control del multiplicador de presión 12. Entonces
la cámara de control de inyectores 20 no es descargada junto con la
cámara de control del multiplicador de presión 12, sino que
permanece siempre al nivel de presión de la cámara de trabajo 11.
Esto también sería posible, ya que en la cámara de alta presión de
inyectores 21 se establece una mayor presión a través del
dispositivo multiplicador de presión 7 y con ello se abre el
inyector de combustible 2. Para conectar la cámara de control de
inyectores 20 con la cámara de trabajo del multiplicador de presión
11 la pieza de presión 45, por ejemplo, se podría reducir en el
diámetro, de manera que ya no sea conducida de manera estanca a la
alta presión en el émbolo multiplicador de presión 8, sino que a lo
largo de la pieza de presión 45 existiría una unión entre ambas
cámaras 20, 11.
En la disposición conforme a la figura 3 la
cámara de alta presión del multiplicador de presión 9 y la cámara
de alta presión de inyector 21 se unen conforme a las figuras 1 y 2
y se encuentran conformadas por la cámara de alta presión 47. En
esta forma de ejecución preferida de la presente invención una
conexión de llenado 10 que contiene una válvula estranguladora 23
transcurre en el émbolo del inyector 3 entre la cámara de control
de inyectores 20 y la cámara de alta presión 47.
La dosificación de los combustibles en la cámara
de combustión 25 se realiza nuevamente a través de la activación de
la válvula de control distribuidora 3/2. Esto activa el dispositivo
multiplicador de presión y el combustible es comprimido en la
cámara de alta presión 47 a través del émbolo multiplicador de
presión 3. El combustible comprimido es conducido a lo largo de la
aguja de inyector 5. El émbolo del inyector 3 libera finalmente, a
consecuencia de la fuerza de presión en aumento que se abre en la
cámara de alta presión 47, las aberturas de inyección 6 y el
combustible es inyectado en la cámara de combustión 25. Cuando el
inyector de combustible se encuentra abierto, el émbolo del
inyector 3 se apoya en la pieza de presión 45 con el ajuste de
sellado 26 y cierra así la conexión de llenado 10 de manera que sea
estanca al líquido. De esta manera, el combustible comprimido no
puede retornar desde la cámara de alta presión 47 hacia la cámara de
control de inyectores 20.
Para finalizar la inyección, la cámara de
control del multiplicador de presión 12 es conectada nuevamente con
la fuente de combustible de alta presión 1 a través de la válvula de
control 14. Debido a esto, en la cámara de control del
multiplicador de presión 12 y a través de la abertura 46 en la
cámara de control de inyectores se establece la alta presión de
combustible generada por la fuente de combustible de alta presión.
La presión en la cámara de alta presión 47 cae hasta la presión de
la fuente de combustible de alta presión, tras lo cual el émbolo
multiplicador de presión 8 se encuentra compensado hidráulicamente,
al igual que el émbolo del inyector 3. A través de la fuerza de los
muelles 13, 24 ambos émbolos 3, 8 son desplazados a su posición de
reposo. La aguja del inyector cierra las aberturas de inyección 6 y
el émbolo del inyector 3 eleva el ajuste de sellado 26 de la pieza
de presión 45. De esta manera se abre la conexión de llenado 10, de
manera que la cámara de alta presión 47 se encuentre unida a través
de la conexión de llenado 10 y otras cámaras 20, 12 y conexiones
46, 32, 31, 27 con la fuente de combustible de alta presión 1. Así,
la cámara de alta pre-
sión 47 es llenada a través de la conexión de llenado 10 durante el retorno del émbolo del multiplicador de presión 8.
sión 47 es llenada a través de la conexión de llenado 10 durante el retorno del émbolo del multiplicador de presión 8.
Juntando la cámara de alta presión del
multiplicador de presión y la cámara de alta presión de los
inyectores, el émbolo multiplicador de presión conformado como
émbolo hueco y la conexión de llenado contenida en el émbolo del
inyector, en esta forma de ejecución preferida de la presente
invención, se puede lograr de manera ventajosa una construcción
especialmente compacta del dispositivo de inyección de
combustible.
La figura 4 muestra otra forma de ejecución
preferida de un dispositivo de inyección de combustible conforme a
la invención en estado de reposo o durante el llenado.
En estado de reposo (sin inyección) la válvula
de control 14 se encuentra en una primera posición de conmutación
15, en la que une la cámara de trabajo del multiplicador de presión
11 con el conducto de baja presión 17. La cámara de control de
inyectores 20, así como la cámara de alta presión del multiplicador
de presión 9, unida con ella a través de la conexión de llenado 10,
y la cámara de alta presión de inyectores 21 se encuentran unidas
con un área de baja presión no representada a través de un segundo
conducto de baja presión 48, así como la cámara de control del
multiplicador de presión 12 a través de un tercer conducto de baja
presión 49. En esta forma de ejecución preferida de la presente
invención entonces, cuando el inyector de combustible 2 se
encuentra abierto, la cámara de alta presión del multiplicador de
presión 9 se encuentra conectada a través de la conexión de llenado
10 y a través de la cámara de control de inyectores 20, la cámara de
control del multiplicador de presión 12 y la cámara de trabajo del
multiplicador de presión 11, con al menos un conducto de baja
presión 17, 48, 49. De esta manera tanto el émbolo multiplicador de
presión 8 como también el émbolo del inyector 3 se encuentra
compensado hidráulicamente en estado de reposo y ambos émbolos 8, 3
son mantenidos en su posición de reposo a través del muelle
asignado 13, 24. Las aberturas de llenado 6 se encuentran cerradas
a través de la aguja de inyección 5 hacia la cámara de combustión
25.
Para la inyección la válvula de control 14 es
conmutada desde la primera posición de conmutación 15 a la segunda
posición de conmutación 16. En la segunda posición de conmutación 16
la cámara de trabajo del multiplicador de presión 11 se encuentra
conectada con la fuente de combustible de alta presión 1. En la
cámara de trabajo del multiplicador de presión 11 se establece la
presión generada por la fuente de combustible de alta presión 1.
Por ello el émbolo multiplicador de presión 8 se desplaza en la
dirección de compresión y comprime el combustible en la cámara de
alta presión del multiplicador de presión 9 hasta la presión
multiplicada. Éste es conducido hacia la cámara de alta presión de
inyectores 21. Debido a la fuerza de presión generada el émbolo de
inyección 3 se desplaza en la dirección de apertura y libera las
aberturas de inyección 6. Al mismo tiempo, la conexión de llenado
10 desde la cámara de alta presión del multiplicador de presión 9
hacia la cámara de control de inyectores 20 es cerrada por el
émbolo del inyector 3. Así no se produce ninguna cantidad de pérdida
durante la inyección.
Para finalizar el proceso de inyección la
válvula de control 14 es conmutada nuevamente a la primera posición
de conmutación 15. La cámara de trabajo del multiplicador de presión
11 vuelve a estar unida con el conducto de baja presión 17. En la
cámara de alta presión del multiplicador de presión 9 también se
ajusta la baja presión y en consecuencia también en la cámara de
alta presión de inyectores 21. Por ello la aguja de inyector 5 se
cierra y el émbolo del inyector 3 libera la conexión de llenado.
Durante el retorno 38 del émbolo multiplicador de presión 8 la
cámara de alta presión del multiplicador de presión 9 es llenada
desde el sistema de baja presión a través de la conexión de llenado
10. La conexión de llenado 10 puede contener, de ser necesario, una
válvula estranguladora 23.
- 1
- Fuente de combustible de alta presión
- 2
- Inyector de combustible
- 3
- Émbolo del inyector
- 4
- Área parcial del émbolo del inyector superior
- 5
- Aguja de inyector
- 6
- Aberturas de inyección
- 7
- Dispositivo multiplicador de presión
- 8
- Émbolo multiplicador de presión
- 9
- Cámara de alta presión del multiplicador de presión
- 10
- Conexión de llenado
- 11
- Cámara de trabajo del multiplicador de presión
- 12
- Cámara de control del multiplicador de presión
- 13
- Muelle de retorno
- 14
- Válvula de control
- 15
- Primera posición de conmutación
- 16
- Segunda posición de conmutación
- 17
- Conducto de baja presión
- 18
- Primera área parcial del émbolo multiplicador de presión
- 19
- Segunda área parcial del émbolo multiplicador de presión
- 20
- Cámara de control de inyectores
- 21
- Cámara de alta presión de inyectores
- 22
- Primera válvula estranguladora
- 23
- Segunda válvula estranguladora
- 24
- Muelle de cierre
- 25
- Cámara de combustión
- 26
- Ajuste de sellado
- 27
- Conducto de alta presión
- 28
- Carcasa del dispositivo multiplicador de presión
- 29
- Conducto de inyección de alta presión
- 30
- Talón de presión
- 31
- Conducto de conexión de alta presión
- 32
- Primer conducto de conexión
- 33
- Segundo conducto de conexión
- 34
- Combustible inyectado
- 35
- Gran superficie de émbolo
- 36
- Dirección de compresión
- 37
- Pequeña superficie de émbolo
- 38
- Dirección de reposición
- 39
- Carcasa de inyector
- 41
- Conicidad escalonada
- 42
- Elemento de limitación
- 43
- Perforación
- 44
- Área de guía
- 45
- Pieza de presión
- 46
- Abertura
- 47
- Cámara de alta presión
- 48
- Segundo conducto de baja presión
- 49
- Tercer conducto de baja presión
Claims (9)
1. Dispositivo de inyección de combustible para
motores de combustión interna con un inyector de combustible (2)
que es alimentado con combustible a través una fuente de combustible
de alta presión (1) y que presenta un émbolo del inyector móvil (3)
para abrir y cerrar aberturas de inyección (6), una cámara de alta
presión de inyectores (21) y una cámara de control de inyectores
(20), con lo que entre el inyector de combustible (2) y la fuente
de combustible de alta presión (1) se encuentra conectado un
dispositivo multiplicador de presión (7), que presenta un émbolo
multiplicador de presión móvil (8), una cámara de trabajo del
multiplicador de presión (11) y una cámara de alta presión del
multiplicador de presión (9), con lo que entre la cámara del
multiplicador de presión (9) y la cámara de control de inyectores
(20) se encuentra dispuesta una conexión de llenado (10), que
cuando el inyector de combustible (2) se encuentra cerrado, se
encuentra abierta para llenar la cámara de alta presión del
multiplicador de presión (9), con lo que una modificación de presión
en una cámara de control del multiplicador de presión (12)
contenido en el dispositivo multiplicador de presión (7) y/o en la
cámara de trabajo del multiplicador de presión (11) provoca una
modificación de presión en la cámara de alta presión del
multiplicador de presión (9), y con lo que la conexión de llenado
(10) presenta una válvula estranguladora (23), caracterizado
porque cuando el inyector de combustible (2) se encuentra abierto,
la conexión de llenado (10) se encuentra cerrada con una pieza de
presión (45) debido a la interacción del lado frontal del émbolo
del inyector (3) dirigida hacia las aberturas de inyección con un
ajuste de sellado (26) o debido a la interacción de un ajuste de
sellado (26) conformado en el lado frontal del émbolo del inyector
(3) dirigido hacia las aberturas de inyección (6) con una pieza de
presión (45).
2. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el abrir
y cerrar de las aberturas de inyección (6) se puede controlar a
través de una válvula de control (14).
3. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque durante
la inyección la fuente de combustible de alta presión (1) se
encuentra conectada con la cámara de trabajo del multiplicador de
presión (11) contenida en el dispositivo multiplicador de presión
(7) a través de un conducto de alta presión (27).
4. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque en el
émbolo del inyector (3) se encuentra conformado un ajuste de
sellado (26), que actúa junto con una pieza de presión (45) para
cerrar la conexión de llenado.
5. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque la
conexión de llenado (10) se encuentra conformada en el émbolo del
inyector (3).
6. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque la
cámara de control de inyectores (20) se encuentra alojada en el
émbolo multiplicador de presión (8) conformado como un émbolo
hueco.
7. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque cuando
el inyector combustible (2) se encuentra cerrado, la cámara de alta
presión del multiplicador de presión (9) se encuentra conectada, a
través de una válvula de control (14), la cámara de control del
multiplicador de presión (12), la cámara de control de inyectores
(20) y la conexión de llenado (10), con la fuente de combustible de
alta presión (1).
8. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque cuando
el inyector de combustible (2) se está abriendo o se encuentra
abierto, la cámara de control del multiplicador de presión (12) y
la cámara de control de inyectores (20) se encuentran conectadas con
un conducto de baja presión (17).
9. Dispositivo de inyección de combustible
conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque cuando
el inyector de combustible (2) se encuentra abierto, la cámara de
alta presión del multiplicador de presión (9) se encuentra
conectada, a través de la conexión de llenado (10) y a través de la
cámara de control de inyectores (20), la cámara de control del
multiplicador de presión (12) y la cámara de trabajo del
multiplicador de presión (11), con al menos un conducto de baja
presión (17, 48, 49).
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