ES2619658T3

ES2619658T3 - Válvula de mando, particularmente para la dosificación de un fluido para una bomba de alimentación dispuesta aguas abajo

Info

Publication number: ES2619658T3
Application number: ES15174143.6T
Authority: ES
Inventors: Erik Thorwirth; Christian Heinen; Winfried Eckart; Dominik Brunner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2017-06-26
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: EP2507504A1; EP2507504B1; US20120247592A1; KR20120085926A; KR101506474B1; EP2966293A1; US9719475B2; JP2013512399A; ES2548028T3; WO2011067026A1; DE102010039691A1; US20160010612A1; CN102639861B; PL2966293T3; PL2507504T3; CN102639861A; JP5599468B2; US9181910B2; EP2966293B1

Abstract

Válvula de mando (10), particularmente para la dosificación de un fluido para una bomba de alimentación (2) dispuesta aguas abajo, con un canal de flujo (20), una aguja de válvula (14) que puede moverse axialmente, un elemento de válvula (16) dispuesto en el canal de flujo (20) que puede ser impulsado por la aguja de válvula (14) en una dirección de apertura, pudiendo fluir el fluido por el canal de flujo (20) al menos provisionalmente en contra de la dirección de apertura del elemento de válvula (16) (flujo de retorno) cuando el elemento de válvula (16) está accionado por la aguja de válvula (14) en la dirección de apertura, presentando el canal de flujo (20), observado en la dirección del flujo de retorno (22), aguas arriba del elemento de válvula (16) un apantallamiento (24) fluídicamente eficaz que mantiene al menos parcialmente alejado el flujo de retorno de una superficie (36) del elemento de válvula (16), comprendiendo la válvula de mando (10) al menos un canal (28) que conecta una zona de flujo situada fuera del apantallamiento (24), en la que con un flujo de retorno impera una presión estática relativamente baja, con un zona (26) situada dentro del apantallamiento (24), estando el elemento de válvula realizado como placa de válvula que presenta dos posiciones finales axiales, concretamente, en primer lugar, un asiento de reposo con el que hace tope la placa de válvula cuando la válvula de mando (16) está cerrada, y, en segundo lugar, un tope para una posición de apertura de la válvula de mando (16), tocando la placa de válvula el apantallamiento (24) en esta posición de apertura, caracterizada porque el canal (28) se forma por una rendija periférica entre el elemento de válvula (16) y el apantallamiento (24) cuando el elemento de válvula (16) se encuentra en su posición de apertura.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

DESCRIPCION

Valvula de mando, particularmente para la dosificacion de un fluido para una bomba de alimentacion dispuesta aguas abajo

Estado de la tecnica

La invencion se refiere a una valvula de mando de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.

Las valvulas de mando, particularmente para la dosificacion de un fluido para una bomba de alimentacion dispuesta aguas abajo, son conocidas en el mercado. Por ejemplo, se utilizan en sistemas de combustible common-rail de vehlculos de motor como valvula reguladora de cantidad para controlar el flujo de combustible alimentado por una bomba de alimentacion de alta presion al common-rail. Este tipo de valvulas reguladoras de cantidad pueden estar realizadas como valvulas de mando electromagneticas, actuando un electroiman y un resorte sobre un elemento de valvula de la valvula de mando. Se remite, por ejemplo, al documento DE 198 34 121 A1.

Otras valvulas de mando se conocen de los documentos US 2008/237518 A1 y EP 1 471 248 A1.

Divulgacion de la invencion

El problema sobre el que se basa la invencion se resuelve por medio de una valvula de mando de acuerdo con la reivindicacion 1. Perfeccionamientos ventajosos se indican en las reivindicaciones dependientes. Caracterlsticas importantes de la invencion se encuentran, ademas, en la siguiente descripcion y en los dibujos, pudiendo ser importantes las caracterlsticas para la invencion tanto de forma autonoma como en diferentes combinaciones, sin que se haga referencia expllcita de nuevo a esto.

La valvula de mando de acuerdo con la invencion tiene la ventaja de que se reducen las fuerzas de flujo en el elemento de valvula cuando la valvula de mando esta accionada en la direccion de apertura sin que disminuya la robustez de la valvula de mando. De esta manera, tambien puede reducirse la induccion de ondas acusticas. Ademas, puede reducirse la perdida de presion que se produce al fluir un fluido a traves de la valvula de mando.

La valvula de mando, que se utiliza como una valvula reguladora de cantidad para dosificar una cantidad de combustible para una bomba de alimentacion de alta presion con embolo de un motor de combustion interna, funciona, por ejemplo, de la manera siguiente:

En la fase de succion de la bomba de alimentacion de alta presion, el elemento de valvula dispuesto en un canal de flujo, que esta realizado, por ejemplo, como una placa de valvula, es llevado a una posicion abierta como consecuencia de diferencias de presion que se producen mas alla del elemento de valvula, como en una valvula de admision normal accionada por diferencias de presion, conforme a, por ejemplo, el documento DE 198 34 121 A1. Esta posicion de apertura de la valvula de mando puede ser apoyada por una aguja de valvula accionada electromagneticamente. Si en una carrera de alimentacion subsiguiente de la bomba de alimentacion de alta presion se invierten las relaciones de presion, la valvula de mando puede seguir permaneciendo accionada provisionalmente en la posicion de apertura mediante la accion de la aguja de valvula sobre el elemento de valvula. En esta fase, tiene lugar un flujo de retorno parcial del combustible ya presente en la bomba de alimentacion de alta presion. El combustible fluye a este respecto a traves de la valvula de mando en contra de su direccion de flujo "normal". A este respecto, el combustible que fluye de retorno genera -sin la medida de acuerdo con la invencion- una presion sobre una superficie frontal axial del elemento de valvula. Esta presion debe compensarse mediante la accion de la aguja de valvula al menos temporalmente.

La invencion parte de la consideracion de que la presion que actua durante el flujo de retorno sobre la superficie frontal axial del elemento de valvula puede reducirse mediante un apantallamiento. De este modo puede reducirse la fuerza de accionamiento que ha de proporcionar la aguja de valvula y un electroiman de la valvula de mando puede disenarse mas debil. De igual modo puede reducirse la velocidad de impacto de la aguja de valvula o del elemento de valvula contra un tope que limita su movimiento. De esta manera, tambien se abarata la valvula de mando y esta trabaja de modo mas silencioso.

A este respecto, el apantallamiento esta dispuesto preferentemente de tal modo que apantalla la superficie frontal axial del elemento de valvula esencialmente frente al combustible que fluye de retorno, pero obstaculizando por si mismo solo de manera irrelevante el combustible que fluye de retorno. De acuerdo con la invencion, el elemento de valvula esta realizado, por ejemplo, como placa de valvula alrededor de la cual, mediante el apantallamiento, es guiado con pocas perdidas el combustible que fluye de retorno. La placa de valvula prevista de acuerdo con la invencion presenta dos posiciones finales axiales. En primer lugar, un asiento de reposo contra el que hace tope la placa de valvula cuando la valvula de mando esta cerrada y, en segundo lugar, un tope para una posicion de apertura de la valvula de mando.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

La valvula de mando se construye de manera mas sencilla si el apantallamiento comprende un segmento de apantallamiento periferico, por ejemplo, con forma anular. As! se obtiene una configuration constructiva sencilla del apantallamiento. Este puede insertarse casi siempre en una valvula reguladora de cantidad y, dado el caso, tambien puede insertarse sin modificaciones constructivas en configuraciones existentes. De esta manera, la valvula de mando se simplifica y su fabrication se abarata.

Una configuracion de la valvula de mando preve que el segmento de apantallamiento sea conico. Asl, la valvula de mando puede disenarse de tal manera que las perdidas de flujo del combustible que fluye se reduzcan de una manera particularmente considerable. Esto se refiere tanto a la direction de alimentation como al flujo de retorno.

De forma complementaria se propone que el apantallamiento de la valvula de mando, o al menos el segmento de apantallamiento, sea una pieza de chapa conformada. Una pieza de chapa conformada de este tipo puede fabricarse de forma particularmente sencilla y es barata.

Otra configuracion de la valvula de mando preve que comprenda al menos un canal que conecte una zona de flujo situada fuera del apantallamiento, en la que en el caso de un flujo de retorno impera una presion estatica relativamente menor, con una zona situada dentro del apantallamiento. Preferentemente el canal esta orientado esencialmente de forma ortogonal respecto al flujo de retorno. El canal tambien puede estar realizado de diferente forma y/o estar dispuesto en diferentes y casi en cualesquiera segmentos del canal de flujo, como se explica mas adelante. De esta manera, el dispositivo electromagnetico de accionamiento que mueve la aguja de valvula puede construirse con menor tamano. En consecuencia, puede reducirse adicionalmente la demanda de potencia del electroiman y se genera menos calor, por ejemplo, en el devanado de inducido.

La configuracion de la valvula de mando de acuerdo con la invention preve que el canal este formado al menos en algunas zonas como una rendija de manera preferente radialmente periferica entre el elemento de valvula y el apantallamiento o el segmento de apantallamiento. La rendija periferica o el canal se forma de acuerdo con la invencion cuando el elemento de valvula se encuentra en su position de apertura. A este respecto, los elementos de la valvula de mando se dimensionan de tal modo que se obtiene el efecto de chorro de suction en una intensidad y direccion deseadas, sin que sea necesario fabricar un canal separado. De este modo, el canal puede realizarse de forma particularmente sencilla y economica.

Otra configuracion de la valvula de mando preve que el canal este formado, al menos en algunas zonas, por al menos una abertura en el apantallamiento y/o en el segmento de apantallamiento. La abertura puede estar orientada de manera radial u oblicua o paralela a un eje de la valvula de mando y, ademas, puede presentar diferentes tipos de forma en la section transversal. Por ejemplo, la abertura puede estar realizada como taladro. Con ello se obtienen una multitud de posibilidades para unir en comunicacion de fluido la zona situada dentro del apantallamiento con el canal de flujo, de tal manera que -adaptado a la respectiva forma constructiva de la valvula de mando- se obtenga el efecto de chorro de succion deseado. Asimismo pueden preverse tambien varias aberturas que, por ejemplo, esten dispuestas con simetrla radial respecto al eje de la valvula de mando. En este caso, el canal esta disponible de manera permanente e independiente de la posicion del elemento de valvula. Esto tiene ventajas funcionales.

Otra configuracion de la valvula de mando preve que el canal este formado, al menos en algunas zonas, por al menos una abertura en el elemento de valvula. El elemento de valvula presenta, por ejemplo, una geometrla esencialmente con simetrla de revolution y con forma de disco, fluyendo el flujo o flujo de retorno a traves del canal de flujo radialmente, al menos por segmentos, alrededor de una superficie axial del elemento de valvula. En este caso, el canal puede estar formado por aberturas axiales en el elemento de valvula, preferentemente por una serie de aberturas en la cercanla del borde del elemento de valvula. Esta configuracion presenta la ventaja de que a lo largo del canal de flujo no se requiere ningun punto de estrangulacion adicional, con lo que se evitan las correspondientes perdidas por estrangulacion en la direccion de succion.

Otra configuracion mas de la valvula de mando preve que la zona de flujo situada fuera del apantallamiento, en la que desemboca el canal, este formada de tal modo que se desvle el flujo de retorno. De este modo, el canal desemboca en la zona radialmente interior del flujo curvado, en la que puede ajustarse un gradiente de presion en direccion radial. De esta manera se obtiene en la zona de flujo radialmente interior una presion relativamente menor que puede transmitirse a traves del canal a la zona situada dentro del apantallamiento. Con ello se crea otra alternativa ventajosa de la valvula de mando.

La valvula de mando de acuerdo con la invencion trabaja particularmente bien si el flujo de retorno es guiado esencialmente de forma ortogonal respecto al canal. De esta manera se consigue, entre otras cosas, que la funcion del canal sea esencialmente independiente de la direccion de flujo en el canal de flujo, de tal manera que, en caso de un cambio de la direccion de flujo, no se produzca esencialmente una redistribution de fluido, o solo se produzca una relativamente pequena, a traves del canal. De este modo pueden evitarse perdidas hidraulicas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

La valvula de mando se construye de manera particularmente sencilla si al menos algunos elementos de la valvula de mando, particularmente la aguja de valvula, el elemento de valvula y/o el apantallamiento, presentan una forma esencialmente con simetrla de revolucion. Una forma con simetrla de revolucion representa una realizacion particularmente favorable para una valvula de mando, pudiendo adaptarse el apantallamiento de acuerdo con la invencion tambien bien a esta forma. De manera correspondiente, tambien los flujos en la zona de la valvula de mando, particularmente en la zona de la placa de valvula, presentan un comportamiento esencialmente con simetrla de revolucion.

La valvula de mando puede aplicarse de manera particularmente ventajosa si es una valvula reguladora de cantidad para dosificar combustible en un sistema de combustible de un motor de combustion interna. A este respecto, son particularmente elevadas la frecuencia de trabajo de la valvula de mando as! como las presiones que se producen y las diferencias de presion imperantes. Para estas y similares condiciones de funcionamiento, es particularmente apropiada la valvula de mando de acuerdo con la invencion.

A continuation se explican formas de realizacion de la invencion a modo de ejemplo haciendo referencia al dibujo. En el dibujo muestran:

la Figura 1 una representation general de un sistema de combustible con una bomba de alta presion, un sistema common-rail y una valvula reguladora de cantidad;

la Figura 2 una valvula de mando en una representacion en section en una primera forma de realizacion con una representacion de velocidades de flujo;

la Figura 3 una valvula de mando en una representacion en seccion en una segunda forma de realizacion con una representacion de velocidades de flujo;

la Figura 4 una valvula de mando de acuerdo con la figura 3 con una representacion de una distribution estatica de presion;

la Figura 5 una valvula de mando en una representacion en seccion en una tercera forma de realizacion con una representacion de una distribucion estatica de presion;

la Figura 6 una valvula de mando en una representacion en seccion en una cuarta forma de realizacion con una representacion de una distribucion estatica de presion;

la Figura 7 una valvula de mando en una representacion en seccion en una quinta forma de realizacion con una representacion de una distribucion estatica de presion; y

la Figura 8 una valvula de mando en una representacion en seccion en una sexta forma de realizacion con una representacion de una distribucion estatica de presion.

Para elementos y magnitudes con funciones equivalentes se utilizan en todas las figuras, tambien en diferentes formas de realizacion, las mismas referencias.

La figura 1 muestra un sistema de combustible 1 de un motor de combustion interna en una representacion muy simplificada. Una bomba de alta presion 2 (no explicada con mas detalle) configurada como bomba de embolo esta conectada aguas arriba con un deposito de combustible 6 a traves de un conducto de suction 3, una bomba de prealimentacion 4 y un conducto de baja presion 5. Aguas abajo esta conectado a la bomba de alta presion 2, a traves de un conducto de alta presion 7, un acumulador de alta presion 8 ("common-rail’). Una valvula de mando 10 configurada como valvula reguladora de cantidad con un dispositivo electromagnetico de accionamiento 11 - designado en lo que sigue como electroiman 11- esta dispuesta hidraulicamente entre el conducto de baja presion 5 y la bomba de alta presion 2 y constituye su valvula de admision. Otros elementos como, por ejemplo, la valvula de escape de la bomba de alta presion 2, no se han dibujado en la figura 1. Se entiende que la valvula reguladora de cantidad 10 puede estar configurada como una unidad constructiva junto con la bomba de alta presion 2.

Durante el funcionamiento del sistema de combustible 1, la bomba de prealimentacion 4 alimenta combustible desde el deposito de combustible 6 al conducto de baja presion 5. A este respecto, la valvula reguladora de cantidad 10 determina la cantidad de combustible alimentada por la bomba de alta presion 2 al acumulador de alta presion 8, permaneciendo obligatoriamente abierta de manera temporal durante una carrera de alimentation.

La figura 2 muestra un segmento de la valvula reguladora de cantidad 10 en el lado de succion de la bomba de alta presion 2. Puede observarse que la valvula reguladora de cantidad 10 comprende una carcasa 12, una aguja de valvula 14, un elemento de valvula 16 con forma de placa, un asiento de valvula 17 ("asiento de reposo”) que coopera con este y un apantallamiento 24. En relation con el dibujo, la bomba de alta presion 2 esta dispuesta a la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

derecha de la valvula de mando 10 y el conducto de baja presion 5, que procede de la bomba de prealimentacion 4, a la izquierda. Un canal de flujo 20 se encuentra en la zona superior o central de la figura 2 y presenta un paso, esencialmente horizontal respecto al dibujo, para el combustible. El canal de flujo 20 presenta en su recorrido diferentes formas de seccion transversal y superficies de seccion transversal.

El apantallamiento 24 comprende un segmento central 23 y un segmento de apantallamiento 25 con forma anular, que esta formado en el presente caso conicamente y forma por zonas una pared radialmente interior del canal de flujo 20, que tiene forma anular al menos en este lugar. Es concebible que el apantallamiento 24 se cree tambien como una pieza de chapa conformada. Sin embargo, esto no esta representado en la figura 1. Una zona 26 presente radialmente dentro del apantallamiento 24 forma en el presente caso un “espacio de fluido” y es rodeada por el apantallamiento 24 con el segmento de apantallamiento 25 y el segmento central 23, as! como por el elemento de valvula 16. La zona 26 esta rellenada con combustible y conectada con el canal de flujo 20 a traves de un estrechamiento 27 que esta formado entre el elemento de valvula 16 y el segmento de apantallamiento 25 incluso con el elemento de valvula 16 situado en posicion de apertura, como se representa en la figura 2. El estrechamiento 27 esta realizado en la figura 2 como una rendija radialmente periferica y forma al mismo tiempo un canal 28.

Los elementos de la valvula de mando 10 presentan en el presente caso una forma esencialmente con simetrla de revolution en torno a una llnea central 18. En el dibujo solo se ha reproducido una mitad de una vista en seccion. Esto tambien es aplicable a las figuras 3 a 8 descritas mas abajo.

La representation en seccion de la figura 2 -as! como la de las figuras 3 a 8 descritas mas abajo- corresponde a un modelo de simulation para calcular velocidades de flujo o distribuciones de presion, y no muestra en el presente caso ningun tope para la aguja de valvula 14 o el elemento de valvula 16 para la posicion de apertura de la valvula de mando 10. Un tope de este tipo podrla crearse, por ejemplo, mediante una conformation con simetrla radial del segmento central 23, de tal manera que el elemento de valvula 16 en la posicion de apertura mostrada pueda asentarse directamente sobre el segmento central 23 del apantallamiento 24. De la misma manera, en la zona 26 puede estar alojado un resorte helicoidal (no representado), que impulse el elemento de valvula 16 en direction a la posicion de cierre. Sin embargo, ninguna de las dos cosas es obligadamente necesaria.

La representacion de la figura 2 corresponde -como se ha mencionado mas arriba- a una valvula de mando o reguladora de cantidad 10 que se encuentra en posicion de apertura. El asiento de reposo 17 define una posicion de cierre del elemento de valvula 16 no explicada con detalle. La aguja de valvula 14 y el elemento de valvula 16 pueden moverse axialmente y se encuentran en una posicion extrema a la derecha en relation con el dibujo. El apantallamiento 24 esta dispuesto fijado a la carcasa.

La bomba de alta presion 2 con la valvula reguladora de cantidad 10 trabajan de la manera siguiente: en una fase de suction de la bomba de alta presion 2 se alimenta combustible desde la izquierda hacia la derecha en el dibujo. Esto se corresponde con la direccion de flujo “normal” a traves de la valvula de mando 10. A este respecto, la funcion de la valvula reguladora de cantidad 10 se corresponde esencialmente con la de una valvula de admision-succion normal impulsada por resorte, como es habitual y conocido en las bombas de embolo. En una fase de alimentation subsiguiente, en la bomba de alta presion 2 se produce una presion de combustible. De esta manera, una parte del combustible previamente succionado fluye de retorno en el sentido de las flechas 22 (flujo de retorno) durante el tiempo en que el elemento de valvula 16 se encuentra obligatoriamente en la posicion de apertura representada debido a la impulsion mediante la aguja de valvula 14, que a su vez es llevada a esta posicion por el dispositivo electromagnetico de accionamiento 11.

En el canal de flujo 20, como consecuencia de efectos hidraulicos se producen diferentes velocidades de flujo del combustible que fluye de retorno, sobre todo durante el flujo de retorno que se acaba de explicar. Las diferentes velocidades de flujo se han representado en el dibujo de la figura 2 mediante diferentes ennegrecimientos. Hay zonas de velocidades de flujo relativamente bajas 30, velocidades de flujo medias 32 y velocidades de flujo relativamente altas 34. Otros grados de sombreado presentes en la figura 2 y velocidades de flujo asociadas a ellos aparecen representados sin referencias. A este respecto, grados de ennegrecimiento iguales no significan necesariamente tambien velocidades de flujo iguales. Como consecuencia de la presente representacion en blanco y negro, el dibujo de la figura 2 no es convertible de manera unlvoca en todos sus aspectos. De forma simplificada y generalizada puede establecerse que las zonas de velocidades de flujo relativamente altas se situan mayoritariamente cerca del centro de una respectiva seccion transversal del canal de flujo 20.

Puede observarse que el flujo de retorno definido mediante las flechas 22 permanece alejado esencialmente de una superficie frontal axial 36 del elemento de valvula 16 mediante la action del apantallamiento 24 o del segmento de apantallamiento 25. El flujo es guiado por lo tanto alrededor del elemento de valvula 16. De esta manera, la presion del combustible, que actua sobre la superficie frontal axial 36, es relativamente pequena. La perdida de presion durante el paso del combustible a traves del canal de flujo 20 es en conjunto relativamente baja.

La figura 3 muestra una forma de realization de la valvula de mando 10 similar a la figura 2, presentando la carcasa 12, el elemento de valvula 16, el apantallamiento 24 y el segmento de apantallamiento 25 una geometrla diferente a

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

la de la figura 2. De la misma manera, son diferentes las geometrlas del canal de flujo 20, el estrechamiento 27, el canal 28 y la zona 26 rellenada de combustible. Particularmente, el canal de flujo 20 en la zona del estrechamiento

27 o del canal 28 presenta un punto de estrangulacion 38 que estrecha la seccion transversal para el flujo de retorno. Las velocidades de flujo del fluido o del combustible aparecen representadas de forma similar a la figura 2. Correspondientemente, las limitaciones antes mencionadas respecto a la representacion del dibujo tambien son aplicables en este caso.

La funcion basica de la valvula de mando 10 segun la figura 3 es equiparable a la de la figura 2, aunque son diferentes en algunas zonas las velocidades de flujo y los efectos hidraulicos y presiones como consecuencia de las geometrlas diferentes. Particularmente la zona del punto de estrangulacion 38 presenta, en comparacion con los demas segmentos del canal de flujo 20, una mayor velocidad de fluido. Esto tiene como consecuencia que una presion estatica del combustible en la zona del estrechamiento 27 es relativamente baja. Con ello se produce, en la direccion de la flecha 40, un efecto de succion sobre el combustible que se encuentra en la zona 26. Como consecuencia, se reduce la presion hidraulica en la zona 26 y, correspondientemente, se reduce la fuerza axial que actua sobre la superficie frontal axial 36 del elemento de valvula 16. Globalmente, la superficie frontal axial 36 se descarga as! de manera doble. Por un lado, debido a la accion del segmento de apantallamiento 25, que mantiene alejado esencialmente el flujo de retorno de la superficie frontal axial 36. Por otro lado, debido al efecto de succion y a la reduccion asociada a ello de la presion hidraulica en la zona 26. De forma similar a la realizacion de la valvula de mando 10 de acuerdo con la figura 2, la perdida de presion durante el paso del combustible a traves del canal de flujo 20 es relativamente baja.

A diferencia de lo representado en la figura 2, el segmento de apantallamiento 25 “abarca” el elemento de valvula 16 en direccion radial y, correspondientemente, el canal 28 esta orientado de manera diferente en relacion con la llnea central 18, en concreto esencialmente de forma axial. Para que se produzca el efecto de chorro de succion esto tiene poca relevancia siempre y cuando las velocidades de flujo del flujo de retorno sean suficientemente altas en la zona del punto de estrangulacion 38.

La figura 4 muestra una valvula de mando 10 de acuerdo con la figura 3, con una representacion de una distribucion estatica de la presion del combustible que fluye, en lugar de velocidades de flujo. En relacion con la representacion del dibujo, se aplican de manera analoga las limitaciones mencionadas en la descripcion de la figura 2. Las condiciones de funcionamiento exteriores (hidraulicas) de la valvula de mando 10 de la figura 4 se corresponden con las de la figura 3. En un segmento del canal de flujo 20, superior en el dibujo de la figura 4, se da una presion relativamente alta 46, en una zona abajo a la izquierda, as! como en la zona 26 se da una presion media 44, y en una zona a la izquierda en el dibujo se da una presion relativamente baja 42. Se entiende que la “presion media 44” no describe necesariamente un valor medio exacto entre la presion relativamente alta 46 y la presion relativamente baja 42, sino que puede situarse, por ejemplo, sustancialmente por debajo.

A continuacion se presentan con las figuras 5 a 8 otras distribuciones estaticas de presion durante el flujo de retorno del fluido en otras formas de realizacion de la valvula de mando 10. De forma similar a las figuras 2 a 4, estas estan realizadas esencialmente con simetrla de revolucion. En relacion con la representacion de los dibujos, se aplican de manera analoga las limitaciones mencionadas en la descripcion de la figura 2. Todas las figuras 5 a 8 tienen en comun que en la parte derecha de los dibujos -a diferencia de las figuras 2 a 4 - tambien pueden verse otras zonas del canal de flujo 20 con flujos que discurren en parte radialmente.

La funcion fundamental de la valvula de mando 10 de acuerdo con las figuras 5 a 8 es equiparable con las representadas en las figuras 3 y 4, es decir, que junto con la accion del apantallamiento 24 o del segmento de apantallamiento 25 se obtiene adicionalmente un efecto de succion mediante el canal 28. A este respecto, las velocidades de flujo y los efectos hidraulicos y presiones son en parte diferentes como consecuencia de las geometrlas diferentes. De forma similar a las figuras 2 a 4, la perdida de presion durante el paso del combustible a traves del canal de flujo 20 es en cada caso relativamente baja.

Ademas, las formas de realizacion de acuerdo con las figuras 5 a 8 tienen en comun que el segmento de apantallamiento 25 forma adicionalmente un tope para el elemento de valvula 16, hacia la derecha en cada caso en relacion con los dibujos. De esta manera, tiene lugar una limitacion de carrera del elemento de valvula 16. El estrechamiento 27 definido en las figuras 2 a 4 se convierte en las figuras 5 a 8 en una rendija remanente 27 que queda eventualmente. La rendija remanente 27, dado el caso, puede provocar pequenas fugas de la zona 26, lo cual, sin embargo, puede ser compensado mediante la accion del canal 28.

La figura 5 muestra una tercera forma de realizacion de la valvula de mando 10, presentando la carcasa 12, el elemento de valvula 16, el apantallamiento 24 y el segmento de apantallamiento 25 una geometrla diferente respecto a la de las figuras 2 y 3. De la misma manera, son diferentes las geometrlas del canal de flujo 20, del canal

28 y de la zona 26 rellenada con combustible. La rendija remanente 27 se produce en la figura 5 en un tope del elemento de valvula 16 en el segmento de apantallamiento 25 y, en el estado representado en el dibujo, es fluldicamente ineficaz.

5

10

15

20

25

30

El canal 28 esta formado en el presente caso por una serie de aberturas axiales -por ejemplo, taladros- en la proximidad del borde del elemento de valvula 16, de las que solo es visible una en la vista de seccion de la figura 5. El punto de estrangulacion 38 se encuentra en la zona del asiento de reposo 17 del elemento de valvula 16 y en un entorno del canal 28 que -de forma similar a las demas figuras 2 a 8- esta orientado esencialmente de forma ortogonal respecto al flujo de retorno.

En la figura 5, a lo largo del canal de flujo 20 se da, en la direccion de flujo de retorno 22, una reduccion de presion desde una presion relativamente alta 46, pasando por una presion media 44, hasta una presion relativamente baja 42 en la parte izquierda del dibujo. En la zona 26 impera una presion relativamente baja 42. De forma similar a la figura 2 o 3, la perdida de presion durante el paso del combustible a traves del canal de flujo 20 es en su conjunto relativamente baja. Dado que el canal 28 desemboca en la zona 42 con elevada velocidad de flujo y, por tanto, con una presion estatica relativamente baja, se produce de nuevo el efecto de succion ya descrito anteriormente, que provoca una reduccion de presion en la zona 26.

La figura 6 muestra una cuarta forma de realizacion de la valvula de mando 10, guiandose el canal 28 a traves del segmento de apantallamiento 25 radialmente hacia fuera hacia el canal 20. El punto de estrangulacion 38 esta formado en el presente caso por dos conformaciones perifericas a modo de resaltes (referencia 38) del segmento de apantallamiento 25. La distribution de presion representada es -con exception del entorno del punto de estrangulacion 38- casi equiparable a la de la figura 5, veanse al respecto las referencias 42, 44 y 46 en el dibujo. Dado que el canal 28 desemboca en la zona del punto de estrangulacion 38 con una alta velocidad de flujo y, por tanto, una presion estatica relativamente baja, se produce de nuevo el efecto de succion ya descrito anteriormente que provoca una reduccion de presion en la zona 26.

La figura 7 muestra una quinta forma de realizacion de la valvula de mando 10, desviandose el flujo de retorno en una zona de flujo, arriba a la derecha en el dibujo, aproximadamente en angulo recto. A este respecto, el canal 28 desemboca en la zona radialmente interior del flujo curvado, en la que puede ajustarse por tanto un gradiente de presion en direccion radial. Esto se muestra en el dibujo por medio de una flecha 48. De este modo, se obtiene en la zona de flujo radialmente interior una presion relativamente menor que se prolonga mediante el canal 28 a la zona 26 situada dentro del apantallamiento 24.

La figura 8 muestra una sexta forma de realizacion de la valvula de mando 10, estando formado el canal 28 por una o varias aberturas del apantallamiento 24 orientadas axialmente. La funcion es analoga a la de las otras formas de realizacion.

Se entiende que las figuras 2 a 8 solo son ejemplos de la valvula de mando 10. Los efectos descritos del apantallamiento 24 y/o del efecto de succion tambien pueden ser implementados con geometrlas diferentes de las de las figuras 2 a 8. Particularmente tambien son posibles de acuerdo con la invention combinaciones de las formas de realizacion representadas en las figuras 2 a 8.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Valvula de mando (10), particularmente para la dosificacion de un fluido para una bomba de alimentacion (2) dispuesta aguas abajo, con un canal de flujo (20), una aguja de valvula (14) que puede moverse axialmente, un elemento de valvula (16) dispuesto en el canal de flujo (20) que puede ser impulsado por la aguja de valvula (14) en una direccion de apertura, pudiendo fluir el fluido por el canal de flujo (20) al menos provisionalmente en contra de la direccion de apertura del elemento de valvula (16) (flujo de retorno) cuando el elemento de valvula (16) esta accionado por la aguja de valvula (14) en la direccion de apertura, presentando el canal de flujo (20), observado en la direccion del flujo de retorno (22), aguas arriba del elemento de valvula (16) un apantallamiento (24) fluldicamente eficaz que mantiene al menos parcialmente alejado el flujo de retorno de una superficie (36) del elemento de valvula (16), comprendiendo la valvula de mando (10) al menos un canal (28) que conecta una zona de flujo situada fuera del apantallamiento (24), en la que con un flujo de retorno impera una presion estatica relativamente baja, con un zona (26) situada dentro del apantallamiento (24), estando el elemento de valvula realizado como placa de valvula que presenta dos posiciones finales axiales, concretamente, en primer lugar, un asiento de reposo con el que hace tope la placa de valvula cuando la valvula de mando (16) esta cerrada, y, en segundo lugar, un tope para una posicion de apertura de la valvula de mando (16), tocando la placa de valvula el apantallamiento (24) en esta posicion de apertura, caracterizada porque el canal (28) se forma por una rendija periferica entre el elemento de valvula (16) y el apantallamiento (24) cuando el elemento de valvula (16) se encuentra en su posicion de apertura.
2. Valvula de mando (10) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el apantallamiento (24) comprende un segmento de apantallamiento (25) periferico.
3. Valvula de mando (10) de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizada porque el segmento de apantallamiento (25) es conico.
4. Valvula de mando (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque el apantallamiento (24) o al menos el segmento de apantallamiento (25) es una pieza de chapa conformada.
5. Valvula de mando (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el canal

(28) esta formado, al menos por zonas, por una rendija de manera preferente radialmente periferica entre el

elemento de valvula (16) y el apantallamiento (24) o el segmento de apantallamiento (25).
6. Valvula de mando (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el canal

(28), al menos por zonas, esta formado por al menos una abertura en el apantallamiento (24) y/o el segmento de

apantallamiento (25).
7. Valvula de mando (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el canal (28), al menos por zonas, esta formado por al menos una abertura en el elemento de valvula (16).
8. Valvula de mando (10) de acuerdo una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la zona de flujo situada fuera del apantallamiento (24), en la que desemboca el canal (28), esta formada de tal manera que se desvla el flujo de retorno.
9. Valvula de mando (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el flujo de retorno se gula esencialmente de manera ortogonal respecto al canal (28).
10. Valvula de mando (10) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos algunos elementos de la valvula de mando (10), particularmente aguja de valvula (14), elemento de valvula (16) y/o apantallamiento (24), presentan una forma esencialmente con simetrla de revolution.
11. Valvula de mando (10) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la valvula de mando (10) es una valvula reguladora de cantidad para la dosificacion de combustible en un sistema de combustible (1) de un motor de combustion interna.
12. Bomba de alimentacion (2), particularmente bomba de combustible para un sistema de combustible common-rail (1) de un motor de combustion interna, con una valvula reguladora de cantidad, particularmente en lugar de una valvula de admision, caracterizada porque la valvula reguladora de cantidad esta configurada como una valvula de mando (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.