ES2831338T3 - Motor de combustión interna con boquilla de inyección de combustible con suministro adicional de un medio promotor de la combustión en la cámara de combustión - Google Patents

Abstract

Procedimiento para introducir combustible y un medio adicional que promueve la combustión en el cilindro (2) de un motor de combustión interna, en forma constructiva de émbolo de elevación, en el cilindro (2) de émbolo de elevación, en donde la cabeza de cilindro (1) presenta una boquilla de inyección (7) con una aguja de boquilla (6) y en donde el medio se suministra a través de la boquilla de inyección (7) del motor de émbolo de elevación, caracterizado porque el medio adicional es una mezcla de aire de combustión-combustible, que se extrae de un acumulador de presión (5) y se introduce en el cilindro (2) a través de la boquilla de inyección que suministra el combustible (7).

Description

DESCRIPCIÓN

Motor de combustión interna con boquilla de inyección de combustible con suministro adicional de un medio promotor de la combustión en la cámara de combustión

La invención se refiere a un procedimiento para introducir un medio promotor de la combustión en el cilindro de un motor de combustión interna, con las características según la reivindicación 1.

Se conocen motores de combustión interna de émbolo de elevación, en los que el aire de combustión necesario para la combustión se suministra al cilindro a través de una válvula de admisión en la cabeza del cilindro, en donde la válvula de admisión está dispuesta en el extremo de un conducto de admisión, a través del cual se puede suministrar al cilindro todo el aire de combustión, incluido el aire de barrido. En un modo constructivo convencional, los motores de combustión interna tienen una boquilla de inyección, que tiene una aguja de boquilla en su interior, a través de la cual se controla el suministro de combustible al cilindro. También se sabe que para controlar o aumentar el par motor del motor de combustión interna, así como para controlar y mejorar el comportamiento de arranque en frío de tales motores de combustión interna, se prevé un acumulador de aire comprimido, desde el cual se introduce aire de combustión adicional en el cilindro a través de la válvula de admisión dispuesta en la cabeza del cilindro. Este aire de combustión adicional se introduce o bien directamente a través de la válvula de admisión de aire en la cabeza del cilindro, o a través de una válvula de admisión de aire adicional.

De esta manera, en el documento DE 11 2007 000 944 T5 se describe un motor de combustión interna, en el que está previsto adicionalmente un recipiente de aire comprimido a una presión bastante alta de aproximadamente 200 bares, a partir del cual se realiza un insuflado de aire de combustión adicional durante la carrera de compresión, y en particular durante el inicio de la carrera de compresión. Ciertamente es posible con ello influir positivamente en las emisiones y, en el caso de los motores multicilíndricos, sobre todo en el comportamiento general de funcionamiento del motor de combustión interna. Sin embargo, para presiones tan altas en el recipiente de presión se requiere una proporción considerable de energía adicional, sobre todo porque a esas presiones tan altas deben mantenerse disponibles grandes cantidades de aire, que deben transportarse hasta los cilindros a la velocidad del motor de combustión interna en una secuencia correspondientemente rápida.

En el documento JP 2008 138 609 A se describe de manera similar una boquilla de inyección, que pretende evitar sedimientos en los orificios de la boquilla de inyección. Esta boquilla de inyección conocida realiza la introducción de combustible o aire en el cilindro. Ambos son esenciales para la combustión, en donde la cantidad de combustible necesaria para la combustión se introduce de manera convencional a través de la boquilla de inyección y, a través de la introducción adicional de aire, sólo se influye en la relación de aire de combustión A. Esto significa que sólo puede influirse en la combustión en términos de cuánto exceso de aire la misma tiene lugar en el cilindro.

En el documento DE 3936986 A1 también describe una válvula de combustible para un motor de combustión interna de inyección directa y compresión de aire, en la que está previsto un conducto de alimentación de aire a través del agujero ciego en la boquilla de inyección, que está conectado a ella y con el que se puede introducir aire adicionalmente en la cámara de combustión. También de este modo, la relación de aire de combustión sólo se logra con la cantidad habitual de combustible inyectado a través del suministro de aire de combustión adicional, que se introduce en el cilindro de la manera habitual a través de las válvulas de admisión.

En el documento DE 102013 014329 A1 se describe una disposición de inyector de combustible dual-fuel, en el que se pueden inyectar dos combustibles, y precisamente dependiendo del modo de funcionamiento del motor. Por un lado, puede introducirse combustible diesel en el cilindro a través de una primera disposición de boquillas. Por otro lado, puede introducirse combustible gaseoso a través de una segunda disposición de boquillas de gas. Además de esto, se puede introducir aire en la cámara de combustión de forma correspondiente al proceso de inyección de diesel. Incluso por encima de esto, solo puede influirse en el exceso de aire de combustión en el caso de una cantidad de combustible introducida en el cilindro de la manera normal.

También en el documento DE 102005 014644 A1 se describe un sistema de suministro de combustible para un motor de combustible, en el que se introduce aire comprimido y combustible en el cilindro. A este respecto, la relación de aire de combustión A también está influenciada únicamente por el exceso de aire.

Esto también se describe en el documento US 2014/0083397 A1 de forma similar.

En el documento DE 102010033591 A1 se describe un motor de combustión interna con un comportamiento mejorado de arranque en frío. Se suministra aire comprimido adicionalmente desde un acumulador de aire al cilindro inmediatamente antes del proceso de ignición propiamente dicho, después de que una mezcla de combustible y aire ya se haya comprimido en el cilindro. También para ello es necesario mantener unas presiones relativamente altas en el recipiente de aire comprimido. Se sabe por el documento DE 102004 047 975 A1 que el aire de combustión adicional en forma de aire comprimido desde un acumulador de aire se suministra al cilindro de forma sincronizada durante la fase de admisión. Como recipiente de presión se utiliza el recipiente de aire comprimido previsto de todas formas en un sistema de frenos de aire comprimido. Mediante el insuflado sincronizado de aire adicional, es posible influir en los parámetros de funcionamiento del motor de combustión interna, en lo que respecta a las características de potencia general, siempre que la cantidad y la duración del insuflado se ajusten en consecuencia. En este sistema, también, el aire adicional es suministrado al conducto de admisión, y precisamente durante la fase de admisión. Esto también significa que una cantidad relativamente grande de aire del recipiente de presión está disponible para cada tiempo de insuflado respectivo.

Otros sistemas de este tipo con un recipiente de aire comprimido adicional se conocen del documento DE 102012 014 204 B4 y del documento DE 102012 014205 B3 , en los que el motor de combustión interna puede ser alimentado con aire de combustión adicional desde un recipiente de presión, a través de unos canales de admisión divididos en dos ramales parciales, por medio de un elemento de bloqueo controlable, así como del documento DE 10200800326 A1, en cuyo conocido motor de combustión interna está previsto un dispositivo adicional para insuflar aire comprimido adicional entre un turbocompresor previsto y la válvula de admisión del motor de combustión interna también en el tracto de admisión de aire. En este caso, el aire comprimido no se introduce de forma permanente en el tracto de admisión, sino sólo si ello es práctico en términos de seguridad, comodidad de conducción y desgaste en función de la situación operacional real del vehículo.

Los otros sistemas conocidos según los documentos DE 102247 19 B4, DE 39063 12 C1 y EN 2008000324 A1 tienen en común que se recomienda un recipiente de presión adicional en diferentes puntos del sistema de admisión para los motores turboalimentados, así como para los motores de aspiración natural.

Una desventaja de estos conocidos motores de combustión interna con un acumulador de presión, que adicionalmente alimenta con aire de combustión adicional el conducto de admisión del motor de combustión interna, es la complejidad relativamente grande de los equipos requeridos y, debido a las grandes secciones transversales en el sistema de admisión, también las cantidades relativamente grandes de aire que tienen que ser transportadas, para que al menos una cierta parte del aire de combustión adicional llegue al cilindro.

La invención se basa en un motor de combustión interna en forma constructiva de émbolo de elevación descrito en el documento DE 691 00803 T2. El mismo tiene una válvula de admisión dispuesta en una cabeza del cilindro de un cilindro, a través de la cual se puede suministrar aire de combustión al cilindro desde un conducto de admisión conectado a la válvula de admisión, así como un acumulador de presión, desde el cual se puede suministrar al cilindro un medio adicional que promueva la combustión en el cilindro de manera controlada. El combustible puede ser inyectado aquí en el cilindro de manera controlada por medio de una boquilla de inyección, en donde el acumulador de presión está conectado a la boquilla de inyección que tiene una aguja de boquilla.

Diferentes formas constructivas de boquillas de inyección adecuadas se describen, por ejemplo, en los documentos DE 39 36986 A1 , DE 102013 014329 a 1 y DE 102014 002905 A. En contraste a esto, la tarea de la invención presente consiste en proporcionar un procedimiento para introducir un medio líquido o gaseoso a introducir adicionalmente al cilindro, que promueve la combustión, en el que pueda garantizarse una mejora fiable del comportamiento operacional del motor de combustión interna y, además de esto, la complejidad constructiva y de equipos para controlar el suministro del medio al cilindro de un motor de combustión interna puede ser mantenida tan sencillo como sea posible. Asimismo, la tarea del invención consiste en optimizar la potencia del motor con mejores valores de gases de escape.

Esta tarea se resuelve con un procedimiento que tiene las características de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen unos perfeccionamientos convenientes.

El motor de combustión interna en forma constructiva de émbolo de elevación, que implementa el procedimiento según la invención, tiene una válvula de admisión dispuesta en una cabeza de cilindro de un cilindro, a la cual se suministra el aire de combustión para ser introducido en el cilindro desde un conducto de admisión o, adicionalmente, un gas combustible/combustible o una mezcla de aire de combustión-gas combustible/combustible, y la cual suministra el aire de combustión, el gas combustible o la mezcla al cilindro de forma sincronizada por medio de un control de válvula apropiado. Asimismo, el motor de combustión interna tiene un acumulador de presión, desde el cual se puede suministrar al cilindro de manera controlada un medio adicional para promover la combustión y, si es necesario, la formación de la mezcla en el cilindro. Además de esto, el motor de combustión interna tiene una boquilla de inyección en la cabeza del cilindro, a través de la cual se puede inyectar combustible en el cilindro, en donde el combustible se atomiza de forma correspondiente por medio de la boquilla de inyección, para lograr un comportamiento óptimo de combustión. De acuerdo con la invención, el acumulador de presión está conectado a la boquilla de inyección que presenta una aguja de boquilla, en donde el medio adicional para ser introducido en el cilindro puede ser introducido en el cilindro de una manera controlada mediante la aguja de boquilla. En los motores de combustión interna convencionales con un sistema de inyección convencional se utilizan boquillas de inyección, que tienen en su interior una aguja de boquilla que, mediante una carrera adecuada, garantiza unas secciones transversales para inyectar el combustible presurizado.

De acuerdo con la invención, en el procedimiento está ahora previsto que la boquilla de inyección convencional del motor de combustión interna esté configurada adicionalmente de tal manera, que el medio adicional también se introduzca en el cilindro a través de la boquilla de inyección. Una boquilla de inyección de este tipo tiene una doble función, porque por un lado realiza la inyección del combustible conocida por sí misma y también la atomización del combustible, pero al menos parcialmente permite simultáneamente el suministro de medio adicional en forma de mezcla de aire de combustióncombustible desde un acumulador de presión adicional, de modo que no se requieren elementos adicionales para la introducción de este medio adicional para mejorar la combustión en el cilindro. Dado que en la boquilla de inyección se garantiza una controlabilidad relativamente buena, también puede prescindirse en gran medida en el motor de combustión interna de la manipulación y del transporte de grandes volúmenes, como es necesario si se quiere conseguir un suministro adicional de medio a través de los canales de admisión de gran volumen, sin tener que prescindir en el procedimiento conforme a la invención de la función deseada, a saber, el comportamiento operacional, el par de torsión y el comportamiento de arranque en frío. Esto puede ser controlado con precisión en la solución según la invención.

En el motor de combustión interna, la aguja de la boquilla se controla preferiblemente en su carrera de tal manera, preferiblemente en cuanto a la presión del combustible que, cuando se alcanza una presión de inyección definida dentro de la boquilla de inyección, mediante la aguja de la boquilla que se levanta de un asiento de obturación, este asiento de obturación se libera, de tal manera que el combustible y/o el medio puedan introducirse en el cilindro pasando el asiento de obturación. De acuerdo con la invención, el medio suministrado a través de la boquilla de inyección se introduce ahora de tal manera, que el medio adicional se introduce en el cilindro a través de este asiento de obturación, ya sea simultáneamente, con un retraso de tiempo o parcialmente de forma simultánea, atendiendo de forma correspondiente a las relaciones de presión en la boquilla de inyección y a las fuerzas de resorte que actúan sobre la aguja de la boquilla. Sin embargo, el movimiento en elevación de la aguja de la boquilla también puede realizarse con elementos piezoeléctricos o un imán de bobina o, en el caso de grandes motores, hidráulicamente.

Preferiblemente, la aguja de la boquilla tiene un canal de medio en su interior, a través del cual el medio adicional puede ser introducido en el cilindro. Este canal de medio puede ser obturado y cerrado a este respecto en el asiento de obturación anteriormente mencionado, o bien abierto cuando se levanta la aguja de la boquilla. Sin embargo, también es posible que se disponga preferiblemente una válvula adicional en el acumulador de presión o en la válvula de inyección, o bien entre el acumulador de presión y la válvula de inyección, la cual controle el suministro del medio adicional al cilindro mediante un dispositivo de control. En este caso, preferiblemente la cantidad de medio así como su corriente volumétrica hacia el cilindro se controla mediante un control de esta válvula en función del proceso de inyección de combustible, en particular en función de la cantidad de inyección de combustible. Al controlar el suministro del medio adicional en función del proceso de inyección de combustible, se puede asegurar, por ejemplo, que el medio adicional no sea admitido en el cilindro hasta el final del proceso de inyección de combustible, de modo que las presiones en la boquilla de inyección ya se reducen hasta tal punto, que la aguja de la boquilla sigue abierta, pero no hay reflujo del combustible presurizado en el canal de medio. A tal fin, es preferible prever de forma preferida que un mecanismo adicional mantenga la aguja de la boquilla todavía abierta en el asiento de obturación, aunque la presión del combustible, que normalmente garantiza la elevación de la aguja de la boquilla en la carcasa de la boquilla de inyección, ya se haya reducido hasta tal punto que, en circunstancias normales, la presión de resorte que actúa sobre la aguja de la boquilla llevaría a cabo su cierre.

El medio adicional introducido en el cilindro para promover la combustión es preferiblemente gaseoso, y más preferiblemente se trata de una mezcla de aire de combustión/gas combustible, de modo que el comportamiento operacional del motor puede ser directamente influenciado por las proporciones de ambos componentes de la mezcla. Según otro ejemplo de realización, también es posible que el medio adicional sea líquido, en donde el medio es preferiblemente líquido en el acumulador de presión y al canal de medio hasta la inyección o introducción en el cilindro del motor, en donde debido a las condiciones de presión y temperatura puede tener lugar una transición a una fase gaseosa, si es necesario también inmediata, se suministra en fase líquida. Preferiblemente, el medio líquido es el agua, cuyo efecto atomizador en el cilindro se conoce comúnmente cuando se inyecta por separado o cuando se inyecta como emulsión agua-combustible. También es posible un suministro de vapor de agua.

Preferiblemente, el suministro de medio a través de la carcasa de la boquilla de inyección a la aguja de la boquilla, dispuesta dentro de la boquilla de inyección, se realiza a través de un orificio transversal, que puede abrirse o cerrarse a través de la carrera de la aguja de la boquilla. Además de esto, también es posible que en la aguja de la boquilla y/o en la carcasa de la boquilla de inyección esté prevista una ranura radialmente periférica con la misma dimensión en anchura que el orificio correspondiente, de modo que, incluso si la aguja de la boquilla gira durante el funcionamiento, siempre se garantiza un suministro de medio a través de los canales radiales de medio al canal central de medio.

Preferiblemente la boquilla de inyección es una boquilla de múltiples agujeros con un agujero ciego. Sin embargo, también puede ser preferiblemente una boquilla de inyección en forma de boquilla de clavija de estrangulación. La configuración de una boquilla de inyección como una boquilla de múltiples agujeros con un agujero ciego puede ejecutarse a este respecto con un tamaño normal o con un tamaño reducido del agujero ciego. La estructura básica de estas boquillas de orificio ciego es conocida en sí mismo y se caracteriza por el hecho de que la aguja de la boquilla tiene una configuración cónica en su zona delantera, que realiza un efecto de obturación por encima del orificio ciego en el interior de la carcasa de la boquilla de inyección, si ninguna presión de combustible en un hombro de la aguja de la boquilla situado por encima la levanta del asiento de obturación. La punta cónica de la aguja de la boquilla obtura, por lo tanto, la cámara de presión del combustible respecto a agujero ciego, desde el cual varios orificios de inyección conducen al interior del cilindro en alineación radial. Por otro lado, en el caso de una boquilla de clavija de estrangulación se trata de las llamadas boquilla de un solo agujero, con una clavija en la aguja de la boquilla que se sumerge en el agujero de inyección del cuerpo de la boquilla. La ventaja de tales boquillas de clavija de estrangulación consiste en que se produce una cierta autolimpieza de la abertura de la boquilla.

También está previsto preferiblemente un conducto de medio entre el acumulador de presión y directamente en la conexión con la carcasa de la boquilla de inyección, a través del cual el medio adicional se alimenta a la boquilla de inyección y, por tanto, a través de la boquilla de inyección al cilindro. El diámetro del conducto de medio está configurado a este respecto de tal manera, que se corresponde al menos con la carrera máxima de la aguja de la boquilla. Esto asegura que con cada carrera de la aguja de la boquilla se garantiza que el canal de medio dispuesto dentro de la aguja de la boquilla reciba el medio adicional.

Las ventajas esenciales del procedimiento según la invención consisten en que, en el caso de un motor de combustión interna con una boquilla de inyección, a través de la cual se inyecta un medio adicional además del combustible inyectado de manera convencional, es posible un mejor comportamiento de control del motor de combustión interna en diferentes condiciones de funcionamiento, sin necesidad de un gran esfuerzo adicional constructivo y de equipamiento. Asimismo, un aumento considerable del potencia es posible con la misma cilindrada.

Sin embargo, la influencia no sólo permite lograr un aumento en el potencia del motor. Al influir específicamente en el comportamiento operacional del motor, la optimización de los gases de escape también puede lograrse en un alto grado.

Según la invención, el procedimiento implica la introducción de un medio adicional en el cilindro de este motor de combustión interna que promueve la combustión y, si es necesario, la formación de la mezcla en un cilindro de un motor de combustión interna. Según el procedimiento conforme a la invención, el medio es suministrado en forma de una mezcla de aire de combustión-combustible a través de una boquilla de inyección, presente de todas formas en la cabeza de cilindro de un motor de émbolo de elevación, la cual está especialmente adaptada para este procedimiento según la invención.

Preferiblemente, el medio se suministra al menos parcialmente al mismo tiempo que el combustible. Sin embargo, también es posible que el medio se suministre separadamente del combustible, de modo que no se requieran también las altas presiones necesarias para que el medio se introduzca en el cilindro, como ocurre con el suministro de combustible.

Según una configuración preferida, el medio se suministra controlado por válvula independientemente del movimiento en elevación de la aguja de la boquilla. Esto significa que se dispone una válvula en un canal de medio desde el acumulador de presión hasta la boquilla de inyección, que es controlada por un dispositivo de control, de modo que se controla la cantidad de medio adicional en el cilindro. Según una variante alternativa, la introducción del medio adicional durante la inyección de combustible se controla por medio de la carrera. Y también preferiblemente el medio adicional es un combustible gaseoso, que se introduce en el cilindro como medio adicional ya sea solo o en forma de una mezcla de aire de combustión-combustible. Sin embargo, también es posible utilizar combustible gaseoso y gases de la recirculación de gases de escape como mezcla. El aire comprimido adicional introducido en el cilindro a través de la boquilla de inyección garantiza que se proporcione un suministro adicional de oxígeno para la combustión que tiene lugar en el cilindro.

Otras ventajas, detalles y conformaciones de la invención se describen a continuación en detalle en los dibujos, sobre la base del ejemplo de realización que se explica a continuación. En el dibujo muestran:

la figura 1 una vista de principio de un cilindro de un motor de émbolo de elevación con conducto de entrada, conducto de gases de escape y recipiente de presión conectado a la boquilla de inyección para un medio que promueve la combustión en el cilindro;

la figura 2 una vista en corte a través del cilindro de un motor de émbolo de elevación con válvula de admisión, válvula de escape e boquilla de inyección;

la figura 3 una vista en corte a través de una boquilla de inyección en modo constructivo de clavija de estrangulación en la cabeza del cilindro, con conducto de alimentación para un medio que promueve la combustión en el cilindro;

la figura 4 una vista conforme a la figura 3, pero con asiento de obturación de la aguja de la boquilla liberado, en la posición elevada de la misma;

la figura 5 una vista en detalle aumentada de una boquilla de clavija de estrangulación como boquilla de inyección; y

la figura 6 una boquilla de agujero ciego como boquilla de inyección con agujero ciego más grande (izquierda) y más pequeño (derecha).

La figura 1 es una vista de principio de un cilindro 2 de un motor de émbolo de elevación con válvula de admisión 3 aplicada a la cabeza de cilindro 1 y válvula de escape 11. A través de un conducto de aire de carga 4 o conducto de admisión, el aire de admisión 15 es alimentado a través de un compresor 25 para aumentar la presión de sobrealimentación y desde allí a la válvula de admisión 3 y, con la válvula de admisión 3 abierta, al cilindro 2. Cuando la válvula de escape 11 está abierta, después de la combustión los gases quemados 16 fluyen a través de la válvula de escape 11 hasta el conducto de escape 12 y desde allí a través de la turbina de gases de escape 26, en la que se extrae la energía de los gases de escape 16 para accionar el compresor 25 dispuesto en el conducto de admisión 4.

En la cabeza de cilindro 1 está dispuesta asimismo una boquilla de inyección 7, a través de la cual se inyecta combustible a través de un conducto de combustible 24 en el cilindro para su combustión. Un conducto de medio 13 para un medio gaseoso o líquido está conectado a la boquilla de inyección 7, que se introduce en el cilindro 2 a través de la boquilla de inyección 7, es decir, a través del interior de la boquilla de inyección 7 mediante su aguja de boquilla 6, con el fin de promover la combustión. El medio gaseoso o líquido puede ser a este respecto una mezcla de aire de combustióncombustible, cuyo contenido de oxígeno contribuye a mejorar la combustión, o una mezcla de gas combustible y aire, que se enciende y quema incluso a las temperaturas creadas por la compresión en el cilindro 2 cuando el émbolo 20 se mueve hacia el punto muerto superior, de modo que se proporciona energía adicional para el tiempo de trabajo del émbolo 20 del motor de combustión interna. El trabajo resultante de la combustión se transfiere a través del émbolo 20, el muñón de la biela 19 y la biela 18 al árbol del cigüeñal, que no se muestra en la figura 1, para su accionamiento.

Un acumulador de presión 5 para el medio está conectado al conducto de medio 13 y por lo tanto a la boquilla de inyección 7. Entre el acumulador de presión 5 y la boquilla de inyección 7 está dispuesta una válvula 10, a través de la cual la cantidad de medio presurizado se alimenta a través de la boquilla de inyección 7 al cilindro 2 para mejorar la combustión. Esta válvula 10 es controlada por un dispositivo de control 21 en lo que respecta a la cantidad de medio que se permite pasar. El control se realiza en este sentido en función de los parámetros del motor deseados o monitorizados, como por ejemplo el comportamiento del arranque en frío, el potencia, el comportamiento de los gases de escape, etc.

La figura 2 muestra una sección transversal a través de un cilindro de émbolo de elevación. El cilindro 2 tiene una cabeza de cilindro 1, en la que se encuentran una válvula de admisión 3 y una válvula de escape 11, así como una boquilla de inyección 7. A través de un conducto de admisión 4, el aire de admisión 15 fluye a la válvula de admisión 3 y, cuando se abre durante el tiempo de barrido o de aspiración, al cilindro 2. En el cilindro 2, un émbolo 20 es guiado en la camisa del cilindro 17, que está conectado a través de un muñón de biela 19 y la biela 18 a un árbol de cigüeñal no mostrado. También se encuentra en la cabeza del cilindro 1 una válvula de escape 11 que, cuando está abierta, dirige el gas quemado resultante del proceso de combustión en el cilindro 2 al conducto de gases de escape 12 como gas de escape 16 en su ramal adicional, como por ejemplo, también a una turbina de gas de escape 26 dado el caso existente (véase la figura 1). La figura 2 muestra la estructura de principio de un cilindro 2 de este tipo, sin que se represente el conducto de conexión para el medio presurizado a la boquilla de inyección 7.

Esto se puede ver en el dibujo detallado de la figura 3. Allí, en una cabeza de cilindro 1 de un cilindro 2, se muestra en exposición de principio una vista en corte de una boquilla de inyección 7, que tiene una aguja de boquilla 6 en su interior en un modo constructivo habitual conocido. La boquilla de inyección 7 está configurada como una boquilla de clavija de estrangulación y, por lo tanto, sólo tiene un único asiento de obturación 8 y un único orificio de inyección. La ventaja de estas boquillas de clavija de estrangulación es que el único orificio de inyección permite cierta autolimpieza durante el proceso de combustión en el cilindro 2. Este asiento de obturación 8 está dispuesto en la zona en punta inferior de la aguja de la boquilla 6. Dentro de la aguja de la boquilla 6 está previsto un canal de medio 9, a través del cual el medio que promueve la combustión se introduce en el cilindro 2. Este agujero está dispuesto en la dirección longitudinal, y precisamente coincidiendo de forma conveniente con el eje longitudinal de la aguja de la boquilla 6. Además de esto, esta aguja de boquilla 6 tiene unos agujeros que discurren radialmente y que están conectados en posición a un conducto de alimentación, cuya dimensión de sección transversal del conducto de alimentación para el medio, que está presente en la dirección longitudinal de la aguja de boquilla 6, es de tal tamaño que los agujeros radiales de la aguja de boquilla 6 pueden recibir el medio en su zona de carrera. A fin de asegurar un mejor suministro del medio, en la aguja de la boquilla 6 y/o en la boquilla de inyección 7 está prevista una ranura de distribución radialmente periférica, que no se muestra por separado en la figura. El ancho de esta ranura corresponde al diámetro del correspondiente agujero de alimentación asociado. Esta ranura está aplicada al diámetro exterior de la aguja de la boquilla 6 y/o al diámetro interior de la boquilla de inyección 7, que se usa para alojar la aguja de boquilla 6. El medio se suministra a través de un conducto de medio 13, a través por medio de un tapón de conexión a la aguja de boquilla 6 dentro de la boquilla de inyección 7. En el conducto de medio 13, entre el recipiente de presión para el medio no mostrado en la figura 3, se encuentra una válvula 10 cuyo procedimiento de cierre y apertura es controlado por un dispositivo de control 21 en función de parámetros del motor como el comportamiento operacional, la potencia, el comportamiento de arranque en frío y el comportamiento de los gases de escape. Dentro de la boquilla de inyección 7 se encuentra un conducto de combustible 24, por medio de la cual el combustible es alimentado a la boquilla de inyección 7 y por lo tanto a la zona inferior de la aguja de boquilla 6. Cuando se presuriza adecuadamente, este combustible es guiado hacia la zona de la boquilla que tiene un asiento frustrocónico 8 y mediante el cual, a través de la presión del combustible mediante la acción de las fuerzas de presión resultantes de la misma en la dirección del eje longitudinal de la aguja de boquilla 6, se eleva la misma.

El estado de elevación de la aguja de boquilla 6, en el cual el asiento de obturación 8 en la punta de la aguja de boquilla 6 se libera, se muestra en la figura 4. Los demás componentes corresponden a los de la figura 3, por lo que no se volverán a explicar en detalle.

Para una mejor comprensión, se muestran dos tipos básicos de boquillas de inyección en la figura 5 y la figura 6 en una vista ampliada, a saber, una boquilla de clavija de estrangulamiento según la figura 5, como ya se ha descrito en relación con las figuras 3 y 4, y una boquilla de agujero ciego según la figura 6, que también se utiliza en una disposición según la figura 3 o la figura 4 en la boquilla de inyección 7.

Según la figura 5, la aguja de boquilla 6 es guiada por una punta de clavija con su zona de obturación hacia el asiento de obturación 8, de modo que debido a la fuerza de presión del combustible que actúa sobre la aguja de boquilla 6, la aguja de boquilla se levanta desde el asiento de obturación 8 y el combustible es alimentado a través del conducto de combustible 24 hasta la zona inferior de la aguja de boquilla 6. La zona inferior tiene una forma troncocónica y está sometida a una fuerza que actúa en dirección del eje longitudinal de la aguja de boquilla 6, cuando hay o se aplica la presión del combustible. La presión del combustible debe ser ahora de tal magnitud, que la fuerza resultante que actúa sobre la aguja de boquilla 6 sea lo suficientemente grande como para que se eleve desde su asiento en la boquilla de inyección 7.

En su función de principio, la boquilla de agujero ciego no difiere de la boquilla de clavija de estrangulación, excepto en que se forma un agujero ciego 22 por debajo del asiento de obturación 8 de la aguja de boquilla 6 en la boquilla de inyección 7, que realiza una liberación del asiento de obturación 8 después de la elevación de la aguja de boquilla 6 forzado por el combustible, de modo que el combustible, entonces en estas circunstancias con combustible presurizado conducido desde el conducto de combustible 24 al agujero ciego 22, hace que el mismo sea conducido en los agujeros de inyección 23 configurados radialmente hasta el cilindro 2, en donde se introduce en forma atomizada. El suministro del medio que promociona la combustión en forma de una mezcla de aire de combustión-combustible, a través del orificio interior 9 no mostrado en las figuras 5 y 6, puede tener lugar ahora a través de la válvula controlable 10.

Dependiendo de diferentes parámetros del motor, la liberación del asiento de obturación 8 puede ser controlada de tal manera que el combustible y el medio pueden ser inyectados o introducidos en el cilindro 2 en momentos definidos. Lista de símbolos de referencia

1 Cabeza de cilindro

2 Cilindro

3 Válvula de admisión

4 Conducto de admisión

5 Acumulador de presión para un medio que promueve la combustión

6 Aguja de la boquilla

7 Boquilla de inyección

8 Asiento de obturación

9 Canal de medio

10 Válvula

11 Válvula de escape

12 Conducto de gases de escape

13 Conducto de medio

14 Carcasa de la boquilla de inyección

15 Aire de admisión

16 Gas de escape

17 Camisa del cilindro

18 Biela

19 Muñón de la biela

20 Émbolo

21 Dispositivo de control

22 Agujero ciego

Orificio de inyección Conducto de combustible Compresor

Turbina de gas de escape

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. - Procedimiento para introducir combustible y un medio adicional que promueve la combustión en el cilindro (2) de un motor de combustión interna, en forma constructiva de émbolo de elevación, en el cilindro (2) de émbolo de elevación, en donde la cabeza de cilindro (1) presenta una boquilla de inyección (7) con una aguja de boquilla (6) y en donde el medio se suministra a través de la boquilla de inyección (7) del motor de émbolo de elevación, caracterizado porque el medio adicional es una mezcla de aire de combustión-combustible, que se extrae de un acumulador de presión (5) y se introduce en el cilindro (2) a través de la boquilla de inyección que suministra el combustible (7).

2. - Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el suministro del medio es al menos parcialmente simultáneo con el suministro del combustible al cilindro (2).

3. - Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el suministro del medio se realiza controlado por válvulas, independientemente del movimiento de elevación de la aguja de boquilla (6) de la boquilla de inyección (7).

4.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la introducción del medio adicional durante la inyección del combustible se controla por medio de la carrera.