ES2876156T3 - Válvula de entrada directa controlada magnéticamente para bomba de combustible - Google Patents
Válvula de entrada directa controlada magnéticamente para bomba de combustible Download PDFInfo
- Publication number
- ES2876156T3 ES2876156T3 ES17764302T ES17764302T ES2876156T3 ES 2876156 T3 ES2876156 T3 ES 2876156T3 ES 17764302 T ES17764302 T ES 17764302T ES 17764302 T ES17764302 T ES 17764302T ES 2876156 T3 ES2876156 T3 ES 2876156T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- valve member
- fuel
- housing
- supply module
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000037361 pathway Effects 0.000 claims 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
- F02M59/46—Valves
- F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/366—Valves being actuated electrically
- F02M59/368—Pump inlet valves being closed when actuated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
- F02M59/48—Assembling; Disassembling; Replacing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/108—Valves characterised by the material
- F04B53/1082—Valves characterised by the material magnetic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
- F04B7/0076—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the members being actuated by electro-magnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
- F16K27/029—Electromagnetically actuated valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/04—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
- F16K27/048—Electromagnetically actuated valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0644—One-way valve
- F16K31/0648—One-way valve the armature and the valve member forming one element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/08—Fuel-injection apparatus having special means for influencing magnetic flux, e.g. for shielding or guiding magnetic flux
Abstract
Una bomba de combustible que comprende: una carcasa (102); una lumbrera de entrada (104) para recibir combustible de alimentación a baja presión; una cámara de bombeo (108) dentro de la carcasa para presurizar el combustible de alimentación; una lumbrera de salida (110) para descargar el combustible de alimentación después de la presurización; un módulo de suministro de combustible (112) montado en la carcasa, que incluye un paso de entrada (114) para recibir combustible de alimentación desde la lumbrera de entrada, un paso de suministro (116) para enviar combustible de alimentación a la cámara de bombeo, un asiento de válvula (118) entre el paso de entrada (114) y el paso de suministro (116), y un miembro de válvula (120) que se puede mover entre una primera posición apoyado contra el asiento (118) por lo que el miembro de válvula (120) cierra el flujo de combustible al paso de suministro (116) y una segunda posición alejada del asiento (118) mediante la cual el miembro de válvula (120) se retrae del asiento (118) para abrir el flujo de combustible al paso de suministro (116); un módulo de accionamiento (122) unido a al menos uno del módulo de suministro (112) y la carcasa (102), que incluye un conjunto de bobina electromagnética (124) que está asociado operativamente con el miembro de válvula (120) para mover el miembro de válvula (120) entre la primera y la segunda posiciones; en donde el módulo de accionamiento (122) está aislado hidráulicamente del módulo de suministro de combustible (112), caracterizado por que el módulo de suministro (112) es interno respecto de la carcasa (102) y tiene una parte inferior (138) que está obturada hidráulicamente (136, 140) contra la carcasa; el módulo de accionamiento (122) está unido (148) a la parte inferior (138) del módulo de suministro (112) y sobresale completamente hacia el exterior de la carcasa (102); el módulo de accionamiento (122) tiene un primer polo magnético (130), una bobina circundante (126) y una camisa exterior magnéticamente conductora (134); la parte inferior (138) del módulo de suministro (112) define un segundo polo magnético acoplado magnéticamente al primer polo magnético (130) e incluye dicho asiento de válvula (118); el miembro de válvula (120) es ferromagnético; y el miembro de válvula (120) tiene una cara de obturación (30) acoplada magnéticamente directamente a la bobina electromagnética (126) a través del primer y segundo polos magnéticos (130, 138), por lo que la bobina (126) es activada selectivamente para generar una vía de flujo magnético directamente a través de la cara de obturación (30) del miembro de válvula (120) y una superficie de obturación (20) del asiento (118).
Description
DESCRIPCIÓN
Válvula de entrada directa controlada magnéticamente para bomba de combustible
Antecedentes
La presente invención se refiere a bombas de combustible de alta presión y, en particular, a la válvula de entrada para alimentar combustible de baja presión a la cámara de bombeo de alta presión.
Se han implementado bombas de combustible de conducto común de alta presión de pistón único y pistón múltiple para proporcionar las altas presiones de combustible requeridas por los motores modernos de gasolina y diésel de inyección directa. Estas bombas montadas en el motor tienen control de volumen para minimizar las pérdidas parásitas mientras se mantiene la presión del conducto. El control de volumen se logra mediante el estrangulamiento de la entrada mediante una válvula de control proporcional magnética o mediante el control digital indirecto de la válvula de entrada mediante un accionador magnético. Cualquiera de las ejecuciones requiere que la bomba sea controlada por una señal eléctrica de la ECU del motor.
Debido a que el control del accionador de la válvula de entrada indirecta requiere un accionador separado para cada pistón de la bomba, se ha vuelto común que las bombas de pistones múltiples utilicen una válvula proporcional de estrangulamiento de entrada única, para evitar un alto coste y el elevado número de piezas. Muchas bombas modernas de un solo pistón utilizan un accionador de válvula de entrada indirecta con un conjunto de armadura independiente controlado magnéticamente. Estos dispositivos emplean típicamente tres componentes separados: válvula de entrada, armadura magnética y el miembro de acoplamiento o de conexión intermedio. Diferentes variantes de este concepto se pueden ver en las Patentes de Estados Unidos N.°s 6526947, 7513240, 6116870, y 7819637. Debido a la alta complejidad y precisión de estos dispositivos, por lo general representan al menos 1/3 del coste de una bomba de un solo pistón. Estos dispositivos de tipo digital también padecen los efectos de una gran masa recíproca y ruido debido al impacto de la armadura y los conjuntos de válvulas durante los eventos de activación y desactivación.
Como dictan los requisitos de seguridad, es necesario asegurarse de que, en caso de colisión, el compartimento del motor que se colapsa no dañe la válvula de entrada hasta el punto de que se produzcan fugas de combustible de la bomba, lo que representa un riesgo de incendio. Una parte vulnerable de la bomba es el accionador electromagnético de la válvula de control de entrada.
El documento US 2006/0159573 A1 describe una bomba de alta presión que presuriza el fluido mediante un émbolo. La bomba está provista de una disposición en la que un solenoide está al menos parcialmente dentro del cuerpo de la carcasa de la bomba en un orificio o rebaje de carcasa.
Compendio
La invención está definida por las reivindicaciones. Las realizaciones de esta divulgación que no caen dentro del alcance de las reivindicaciones solo tienen una finalidad explicativa y no forman parte de la invención.
El propósito principal de la presente invención es reducir el coste y el ruido de un accionador de válvula de entrada controlado magnéticamente para bombas de combustible. Además, la presente invención puede reducir el riesgo de fuga de combustible de la válvula de control de entrada en caso de daño al accionador electromagnético de la válvula de control de entrada. Esto se consigue aislando hidráulicamente un módulo de accionamiento que contiene la bobina electromagnética de un módulo de suministro que contiene las vías de flujo hidráulico, y proporcionando una conexión de separación entre el módulo de accionamiento y el módulo de suministro.
El conjunto de válvula de entrada mejorado y la bomba asociada dirigen una vía de flujo magnético de manera que se aplica directamente una fuerza magnética al miembro de válvula de entrada cuando se activa una bobina. Como resultado, se consigue el accionamiento directa de la válvula de entrada, eliminando así la armadura y la armadura separada del miembro de conexión de la válvula de entrada, y reduciendo el coste. Al eliminar la armadura separada y el miembro de conexión, se reducen las masas en movimiento alternativo. La reducción de masa minimiza el ruido generado por el impacto y reduce el tiempo de respuesta para una mejor capacidad de control y un menor consumo de energía.
La realización descrita de un conjunto de válvula de entrada de combustible comprende una vía de entrada de conjunto de válvula y una vía de flujo de salida de conjunto de válvula; un miembro de válvula magnética situado en una vía de flujo intermedia que une de forma fluida la vía de entrada y la vía de salida; un polo magnético adyacente al miembro de válvula; y una bobina activable selectivamente para generar un flujo magnético que acopla magnéticamente directamente el polo y el miembro de válvula; por lo que el miembro de válvula abre y cierra la comunicación de fluido entre la vía de entrada y la vía de salida como respuesta al estado activado de la bobina.
La realización de la bomba de combustible descrita comprende una carcasa de bomba; una conexión de entrada de combustible en la carcasa para suministrar combustible de alimentación a una vía de flujo de entrada en la carcasa; una cámara de bombeo y un mecanismo de bombeo asociado en la carcasa para recibir combustible de alimentación desde la vía de flujo de entrada a través de un conjunto de válvula de entrada, aumentando la presión del combustible
y suministrando combustible bombeado a una vía de flujo de descarga; una conexión de salida en la carcasa, en comunicación de fluido con la vía del flujo de descarga a través de una válvula de salida; en donde el conjunto de la válvula de entrada incluye un miembro de válvula acoplado magnéticamente directamente a una bobina, por lo que la bobina se activa selectivamente para generar una vía de flujo magnético directamente a través del miembro de la válvula de entrada, aplicando así una fuerza magnética al miembro de la válvula para abrir y cerrar selectivamente el miembro de válvula contra una superficie de obturación en la vía del flujo de entrada.
Preferiblemente, el conjunto de válvula de entrada incluye un polo magnético central situado coaxialmente dentro y que sobresale desde la bobina; una parte de la vía del flujo de entrada pasa hacia dentro a través del saliente del polo hacia un orificio central que se abre al final del saliente; la superficie de obturación está formada integralmente en el polo alrededor de la abertura del orificio central; y el miembro de válvula de entrada es una placa plana que tiene una periferia con un reborde que proporciona vías de flujo magnético transversalmente a través del miembro de válvula y muescas que forman una parte de la vía de flujo de entrada cuando el miembro de válvula está abierto.
El módulo de accionamiento se puede unir a la parte inferior del módulo de suministro de modo que sobresalga por completo hacia el exterior de la carcasa. La conexión de ruptura o de interrupción preserva la integridad hidráulica de la bomba.
En una realización, la válvula de entrada comprende un módulo de suministro de combustible montable en la carcasa de la bomba, que incluye un paso de entrada para recibir combustible de alimentación desde una lumbrera de entrada, un paso de suministro para enviar combustible de alimentación a la cámara de bombeo, un asiento de válvula entre el paso de entrada y el paso de suministro, y un miembro de válvula que se puede mover entre una primera posición contra el asiento para cerrar el flujo de combustible al paso de suministro y una segunda posición para abrir el flujo de combustible al paso de suministro. Un módulo de accionamiento está unido al módulo de suministro, el cual incluye un conjunto de bobina electromagnética que está asociado operativamente con el miembro de válvula para mover el miembro de válvula entre la primera y la segunda posiciones. El módulo de accionamiento está aislado hidráulicamente del módulo de suministro de combustible, de modo que incluso si el módulo de accionamiento está completamente separado de la bomba, no se escapará combustible por la válvula de control.
Otra realización está dirigida a una bomba de combustible que comprende una carcasa, una lumbrera de entrada para recibir combustible de alimentación a baja presión, una cámara de bombeo dentro de la carcasa para presurizar el combustible de alimentación, una lumbrera de salida para descargar el combustible presurizado, un módulo de suministro de combustible y un módulo accionador. El módulo de suministro de combustible está montado en la carcasa e incluye un miembro de válvula que se puede mover entre una primera posición y una segunda posición para controlar el flujo de entrada a la cámara de bombeo. Un módulo de accionamiento está unido a al menos uno del módulo de suministro y la carcasa, que incluye un conjunto de bobina electromagnética que está asociado operativamente con el miembro de válvula para mover el miembro de válvula entre la primera y la segunda posiciones. El módulo de accionamiento está aislado hidráulicamente del módulo de suministro de combustible.
El módulo de accionamiento se fija preferiblemente al módulo de suministro con una conexión de desconexión rápida, sirviendo así como un cuerpo de sacrificio para minimizar las fuerzas de colisión transferidas al módulo de suministro, que contiene combustible. Por ejemplo, el módulo de accionamiento se puede soldar por puntos al módulo de suministro.
La presente invención puede incorporarse a muchos tipos de válvulas de control de entrada, pero se incorpora más fácilmente al tipo de válvula accionada magnéticamente que se describe en dicha solicitud pendiente. Según la invención, el módulo de accionamiento tiene un primer polo magnético, una bobina circundante y una camisa exterior magnéticamente conductora. El miembro de válvula en el módulo de suministro es ferromagnético, y la parte inferior del módulo de suministro define un segundo polo magnético acoplado magnéticamente al primer polo magnético. Partes de la carcasa, el módulo de accionamiento y el módulo de suministro definen un circuito magnético, mediante el cual el accionamiento de la bobina electromagnética aplica o elimina una fuerza para mover el miembro de válvula entre la primera y la segunda posiciones. El módulo de suministro es interno a la carcasa; la parte inferior está hidráulicamente obturada contra la carcasa. El módulo de accionamiento está unido a la parte inferior del módulo de suministro y sobresale completamente hacia el exterior de la carcasa, de modo que puede romperse mientras la carcasa protege el módulo de suministro.
Breve descripción de los dibujos
Se describirá en detalle una realización representativa con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
La Figura 1 es una vista en sección de una bomba de combustible de conducto común de un solo pistón adecuada para incorporar la invención;
La Figura 2 es una vista en sección transversal de la bomba de la Figura 1, en un plano diferente, que muestra una realización del conjunto de válvula de entrada según la invención;
La Figura 3 es una vista en sección ampliada del conjunto de válvula de entrada de la Figura 2;
La Figura 4 es una vista en sección a través de la bomba, ortogonal a la vista de la Figura 3, que muestra la vía del flujo de combustible de entrada desde el acople de entrada hasta el conjunto de válvula de entrada;
La Figura 5 es una vista oblicua del miembro de válvula, que muestra una periferia que incluye una parte de reborde para acomodar vía de flujo transversales y muescas para acomodar el flujo hidráulico;
La Figura 6 es una vista en sección de una válvula de control del tipo descrito con respecto a las Figuras 1-5, modificada para incorporar una realización preferida de la presente invención; y
La Figura 7 es una vista más detallada de la válvula de control de la Figura 6.
Descripción detallada
Los aspectos funcionales básicos son evidentes en las Figuras 1 y 2. Durante la fase de carga de la bomba cuando el pistón 10 se mueve recíprocamente alejándose de la cámara de bombeo 7, el combustible de baja presión se introduce en la bomba a través del acople de entrada 1, pasa alrededor del amortiguador de presión 2 y después en la carcasa de la bomba 3 y una serie de pasos de baja presión. Después entra en el conjunto del anillo de entrada 4 para el conjunto de la válvula de entrada directa 5 controlada magnéticamente , pasa alrededor de la válvula 22 de entrada controlada magnéticamente directa a través del paso 6 y hacia la cámara de bombeo 7. Una vez completada la fase de carga, el árbol de levas de bombeo actúa sobre un empujador 12, que impulsa al pistón 10, a deslizarse en el manguito del pistón 11. Cuando el conjunto de válvula de entrada directa 5 controlada magnéticamente se energiza con una corriente eléctrica al conjunto de bobina 15, se genera una fuerza magnética que insta a la válvula de entrada 22 a cerrar y obturar en la superficie 20, permitiendo así que el combustible atrapado en la cámara de bombeo 7 sea comprimido y acumule presión. Cuando se genera suficiente presión, la válvula de salida 9 se abre, permitiendo que el flujo de descarga de alta presión pase desde la cámara de bombeo a través de los pasos de alta presión 8 pasando la válvula de salida 9 y hacia la línea de alta presión, el conducto y finalmente para alimentar los inyectores de combustible. La bomba está equipada con una válvula de alivio 13 en caso de que haya un mal funcionamiento del sistema.
Las Figuras 3 y 4 proporcionan más detalles sobre los aspectos funcionales de la realización preferida. Cuando el conjunto de válvula de entrada directo controlado magnéticamente 5 es activado durante la fase de carga de la bomba, el miembro de válvula 22 se abre y se permite que el combustible pase a lo largo del circuito de vía de flujo de fluido de entrada 19. Durante la fase de carga, el combustible fluye a lo largo de la parte de la vía 19a desde el acople de entrada 1 al anillo de entrada 4 de la válvula de entrada, a través de la válvula de entrada 5, después a lo largo de la parte de vía 19b a través del paso 6 hacia la cámara de bombeo. En la realización descrita, el conjunto de válvula 5 funciona como una válvula de retención de entrada y una válvula dosificadora de cantidad. Durante la fase de carga, el movimiento descendente del pistón de bombeo llena la cámara de bombeo con combustible a baja presión procedente del circuito de entrada 19. Durante la fase de bombeo a alta presión del pistón, no se puede permitir que el combustible altamente presurizado refluya a través del paso 19' hacia el acople de entrada. Durante esta fase, el miembro de válvula 22 se cierra contra la superficie de obturación 20, debido tanto a la activación de la bobina como al combustible a alta presión que actúa sobre la superficie superior del miembro de válvula 22. Para controlar la cantidad (volumen) bombeada a alta presión, la activación de la bobina se sincroniza para cerrar el miembro de válvula 22 correspondiente a una determinada posición en la carrera ascendente de la leva / pistón. Antes del cierre de la válvula, cuando el pistón se mueve hacia arriba, la baja presión es empujada hacia atrás desde la cámara de bombeo pasando la válvula de entrada 22 hasta los amortiguadores de presión 2 y el acople de entrada 1. Los amortiguadores absorben gran parte del pico de presión asociado con este reflujo. Esto se puede considerar una fase de "derivación de bombeo" del ciclo general de movimiento alternativo del pistón. Por tanto, el ciclo general comprende una fase de carga, una fase de derivación de bombeo y una fase de bombeo a alta presión.
De una manera conocida, el conjunto de bobina electromagnética 15 es análogo a un solenoide, con una bobina de múltiples devanados situada alrededor de un cilindro o vástago ferromagnético 21 que se extiende axialmente (en lo sucesivo denominado polo magnético). Un extremo del polo sobresale de la bobina. Cuando una corriente eléctrica pasa a través del conjunto de bobina 15, se genera un campo magnético, que fluye alrededor del circuito magnético a lo largo de líneas de flujo magnético a través del espacio de aire radial 23, generando una fuerza axial sobre la cara de la válvula 22 a través del espacio de aire magnético variable 16. Cuando la fuerza magnética excede la fuerza del resorte de retorno de la válvula de entrada 24, la válvula 22 se cerrará contra la superficie de obturación de la válvula 20. El polo magnético 21 define integralmente la superficie de obturación 20 y también es parte de la vía de flujo magnético 32. Preferiblemente, un tope de la válvula de entrada 14 ayuda a posicionar la válvula 22 para un control preciso de la carrera.
El primer elemento de interrupción magnética 17 y el segundo elemento de interrupción magnética 18 rodean la cara de obturación 20 para dirigir la trayectoria de flujo magnético correcta y evitar un cortocircuito magnético. Ambos elementos de interrupción 17 y 18 deben ser fabricados con un material no magnético y, para un mejor rendimiento, el tope 14 de la válvula también se debe fabricar con un material no magnético. Los elemento de interrupción 17 y 18 rodean la parte sobresaliente del polo magnético para evitar que el flujo magnético se desplace radialmente hacia la carcasa desde el polo y, por lo tanto, provoque un cortocircuito en el miembro de válvula 22. Los elementos de interrupción aseguran que el circuito de flujo pase a través de las bobinas, el polo magnético, a través de la superficie
de obturación 20 y el espacio de aire 16, a través del miembro de la válvula de entrada 22, a través del espacio de aire radial 23, a través del anillo conductor 31 y la carcasa de la bomba 3, de regreso a la bobina 15. En una realización alternativa, la superficie de obturación 20' no es unitaria con el polo 21; podría integrarse con el segundo elemento de interrupción magnética 18.
La Figura 5 muestra características adicionales que contribuyen al funcionamiento eficiente del conjunto de válvula de entrada descrito. La periferia del miembro de válvula 22 incluye una pluralidad de secciones de reborde de flujo magnético o lóbulos 26 que controlan el entrehierro radial 23, y una pluralidad de muescas de flujo hidráulico 25 que facilitan un flujo de combustible adecuado a lo largo de la vía de flujo de fluido 19 cuando se abre la válvula. Los lóbulos tienen un diámetro de reborde (diámetro exterior, OD, máximo) y las muescas tienen un diámetro de base (diámetro exterior, OD, mínimo). El diámetro de base es mayor que el diámetro interior de la superficie de obturación de válvula 20, por lo que cuando la válvula 22 se cierra durante la carrera de bombeo, no puede pasar flujo desde la cámara de bombeo a través de la válvula 22 de regreso al anillo de entrada 4'. El diámetro exterior mínimo también debe ser aproximadamente del mismo diámetro que el diámetro de la superficie de obturación 20 para permitir suficiente fuerza magnética a través del espacio de aire magnético 16. Cuando la válvula 22 se abre durante la carrera de carga, el combustible fluye desde el anillo de entrada 4' a través de las muescas y a través del espacio de aire radial 23. Las muescas se proporcionan porque el espacio de aire 23 se debe minimizar para mantener una fuerza magnética suficiente, pero como resultado, el área de flujo anular sería, de otro modo, demasiado pequeña para permitir el caudal de entrada necesario a la cámara de bombeo.
Como una unidad autónoma, el conjunto de válvula de entrada de combustible 5 descrito que se muestra en las Figuras 3 y 4 puede considerarse que proporciona una vía de flujo intermedio controlado dentro de la vía de flujo de entrada de la bomba general 19. Un miembro de válvula magnética 22 está situado dentro de la vía de flujo intermedio. La vía de flujo intermedia comprende una vía de flujo de entrada del conjunto de válvula 19' conectada fluidamente a la vía de entrada 19a y que comienza en el anillo de entrada 4, y la vía de flujo de salida del conjunto de válvula 19” que comienza aguas abajo del miembro de válvula 22 y termina en la vía de flujo 19b en el paso 6. El polo magnético 21 es una varilla o cilindro o similar situado coaxialmente dentro de la bobina magnética 15 e incluye un extremo 27 que sobresale de la bobina 15. Una parte 19' de la vía de entrada pasa a través de los orificios transversales 28 en el saliente del polo y dentro un orificio central 29, que se abre a través de una cara de obturación 20 formada integralmente en el extremo del saliente. El miembro de válvula de entrada 22 es una placa plana que constituye una armadura con respecto a la bobina 15 y tiene una cara de obturación 30 que se enfrenta a la superficie de obturación 20 a través de un espacio de aire magnético 16. Cuando se levanta de la superficie de obturación 20, el miembro de válvula 22 abre la comunicación de fluido desde la vía de entrada 19' (aguas arriba de la superficie de obturación 20) hasta la vía de salida 19” (aguas abajo de la superficie de obturación). El miembro de válvula 22 incluye una periferia con un reborde 26 que proporciona vías de flujo magnético transversalmente a través del miembro de válvula y muescas 25 que forman otra parte de la vía de flujo de salida del conjunto de válvula cuando el miembro de válvula está abierto.
Las Figuras 6 y 7 muestran una realización de bomba 100 de la presente invención que mejora la válvula de entrada mostrada en las Figuras 1-5, en donde la válvula de entrada presenta un módulo de accionador distinto que contiene el conjunto de la bobina y un módulo de suministro distinto que contiene todas las vías de flujo hidráulico de la válvula de entrada general.
La bomba comprende una carcasa 102, una lumbrera de entrada 104 para recibir combustible de alimentación a baja presión, una cámara de bombeo 108 dentro de la carcasa para presurizar el combustible de alimentación y una lumbrera de salida 110 para descargar el combustible presurizado. Un módulo de suministro de combustible 112 está montado en la carcasa, que incluye un paso de entrada 114 para recibir el combustible de alimentación desde la lumbrera de entrada, un paso de suministro 116 para enviar el combustible de alimentación a la cámara de bombeo, un asiento de válvula 118 entre el paso de entrada y el paso de suministro, y un miembro de válvula 120 que se puede mover entre una primera posición apoyándose contra el asiento por lo que el miembro de válvula cierra el flujo de combustible al paso de suministro y una segunda posición alejada del asiento por lo que el miembro de válvula se retrae del asiento para abrir el flujo de combustible al paso de suministro. Un módulo de accionamiento 122 está unido a al menos uno del módulo de suministro 112 y la carcasa 102, e incluye un conjunto de bobina electromagnética 124 que está asociado operativamente con el miembro de válvula para mover el miembro de válvula entre la primera y la segunda posiciones. El módulo de accionamiento está aislado hidráulicamente del módulo de suministro de combustible.
El módulo de accionamiento 122 tiene una bobina 126 soportada por una carcasa de bobina 128, un polo central 130 dentro de la carcasa de bobina, una base 132 y una camisa conductora 134 que rodea la carcasa de bobina y la base.
El módulo de suministro 112 es interno respecto a la carcasa 102 y el módulo de accionamiento 122 es externo respecto a la carcasa. El módulo de suministro está montado y obturación radialmente, como en 136, en un orificio perfilado 155 en la carcasa. Una parte axialmente externa 138 constituye un polo que se enfrenta coaxialmente al polo central 130 del módulo de accionamiento, y un anillo de obturación externo 140 con una superficie radialmente interna que se alinea y obtura el polo a través de un labio 142 y un hombro 144 y una superficie radialmente externa que se apoya herméticamente contra la pared del orificio de la carcasa en 146 como un ajuste a presión o una soldadura.
Juntos, el polo y el anillo del módulo de suministro y la pared del orificio de la carcasa aíslan hidráulicamente las partes internas hidráulicas del módulo de suministro 112 del módulo de accionamiento 122.
De una manera fácilmente derivable de las Figuras 1 -5, partes de la carcasa 102, el módulo de accionamiento 122 y el módulo de suministro 112 definen un circuito magnético, mediante el cual el accionamiento de la bobina electromagnética aplica o elimina una fuerza para mover el miembro de válvula 120 entre la primera y segunda posiciones.
El módulo 122 de accionamiento está unido a la parte axialmente exterior 138 del módulo 112 de suministro, de manera que sobresale completamente hacia el exterior de la carcasa 102. El módulo de accionamiento 122 está unido al módulo de suministro 112 con una conexión de desacoplamiento o ruptura. Por ejemplo, el polo 130 del módulo de accionamiento está soldado por puntos 148 al polo 138 del módulo de suministro. La camisa 134 tiene un extremo superior que incluye un labio 150 que está capturado entre un hombro 152 en la carcasa y un contrahombro 154 en la carcasa de la bobina. La bobina, la carcasa de la bobina, la camisa conductora y la base forman una unidad que se sujeta al polo central 130 con una soldadura 156 o similar.
Claims (4)
1. Una bomba de combustible que comprende:
una carcasa (102);
una lumbrera de entrada (104) para recibir combustible de alimentación a baja presión;
una cámara de bombeo (108) dentro de la carcasa para presurizar el combustible de alimentación;
una lumbrera de salida (110) para descargar el combustible de alimentación después de la presurización;
un módulo de suministro de combustible (112) montado en la carcasa, que incluye un paso de entrada (114) para recibir combustible de alimentación desde la lumbrera de entrada, un paso de suministro (116) para enviar combustible de alimentación a la cámara de bombeo, un asiento de válvula (118) entre el paso de entrada (114) y el paso de suministro (116), y un miembro de válvula (120) que se puede mover entre una primera posición apoyado contra el asiento (118) por lo que el miembro de válvula (120) cierra el flujo de combustible al paso de suministro (116) y una segunda posición alejada del asiento (118) mediante la cual el miembro de válvula (120) se retrae del asiento (118) para abrir el flujo de combustible al paso de suministro (116);
un módulo de accionamiento (122) unido a al menos uno del módulo de suministro (112) y la carcasa (102), que incluye un conjunto de bobina electromagnética (124) que está asociado operativamente con el miembro de válvula (120) para mover el miembro de válvula (120) entre la primera y la segunda posiciones;
en donde el módulo de accionamiento (122) está aislado hidráulicamente del módulo de suministro de combustible (112),
caracterizado por que
el módulo de suministro (112) es interno respecto de la carcasa (102) y tiene una parte inferior (138) que está obturada hidráulicamente (136, 140) contra la carcasa;
el módulo de accionamiento (122) está unido (148) a la parte inferior (138) del módulo de suministro (112) y sobresale completamente hacia el exterior de la carcasa (102);
el módulo de accionamiento (122) tiene un primer polo magnético (130), una bobina circundante (126) y una camisa exterior magnéticamente conductora (134);
la parte inferior (138) del módulo de suministro (112) define un segundo polo magnético acoplado magnéticamente al primer polo magnético (130) e incluye dicho asiento de válvula (118);
el miembro de válvula (120) es ferromagnético; y
el miembro de válvula (120) tiene una cara de obturación (30) acoplada magnéticamente directamente a la bobina electromagnética (126) a través del primer y segundo polos magnéticos (130, 138), por lo que la bobina (126) es activada selectivamente para generar una vía de flujo magnético directamente a través de la cara de obturación (30) del miembro de válvula (120) y una superficie de obturación (20) del asiento (118).
2. La bomba de la reivindicación 1, en donde
partes de la carcasa (102), el módulo de accionamiento (122) y el módulo de suministro (112) definen un circuito magnético;
por lo que el accionamiento de la bobina electromagnética (126) aplica o elimina una fuerza para mover el miembro de válvula (120) entre la primera y la segunda posiciones.
3. La bomba de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde el módulo de accionamiento (122) está unido al módulo de suministro (112) con una conexión de desacoplamiento (148).
4. La bomba de la reivindicación 3, en donde dicha camisa (134) tiene un extremo superior que incluye un labio (150) que está capturado entre un hombro (152) en dicha carcasa (102) y un contrahombro (154) en el módulo de accionamiento (122).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/411,142 US20170254306A1 (en) | 2016-03-07 | 2017-01-20 | Inlet Control Valve With Snap-Off Coil Assembly |
| PCT/US2017/022735 WO2017156552A1 (en) | 2016-03-07 | 2017-03-16 | Direct magnetically controlled inlet valve for fuel pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2876156T3 true ES2876156T3 (es) | 2021-11-12 |
Family
ID=64948909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES17764302T Active ES2876156T3 (es) | 2017-01-20 | 2017-03-16 | Válvula de entrada directa controlada magnéticamente para bomba de combustible |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170254306A1 (es) |
| EP (1) | EP3426909B1 (es) |
| JP (1) | JP6957494B2 (es) |
| KR (1) | KR102208593B1 (es) |
| CN (1) | CN109196212B (es) |
| ES (1) | ES2876156T3 (es) |
| WO (1) | WO2017156552A1 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10591081B2 (en) * | 2016-04-01 | 2020-03-17 | Emerson Electric Co. | Solenoid coil including bobbin with moisture barrier |
| GB2566291A (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-13 | Artemis Intelligent Power Ltd | Valve assembly |
| CN209164045U (zh) * | 2018-11-19 | 2019-07-26 | 浙江锐韦机电科技有限公司 | 泵阀一体机构 |
| EP3891379A1 (en) | 2018-12-07 | 2021-10-13 | Stanadyne LLC | Inlet control valve for high pressure fuel pump |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624108B2 (es) * | 1974-06-14 | 1981-06-04 | ||
| US3985333A (en) * | 1975-09-02 | 1976-10-12 | Spraying Systems Co. | Solenoid valve |
| DE2822142C2 (de) * | 1978-05-20 | 1985-05-30 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Magnetventil |
| US4308475A (en) * | 1978-07-18 | 1981-12-29 | Sundstrand Corporation | Solenoid pump adapted for noiseless operation |
| US4711269A (en) * | 1981-11-06 | 1987-12-08 | Akos Sule | Solenoid valve |
| CH655984A5 (de) * | 1982-04-07 | 1986-05-30 | Sulzer Ag | Magnetventil mit leistungsverstaerker. |
| US5593132A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-14 | Siemens Electric Limited | Electromagnetic actuator arrangement for engine control valve |
| US6085615A (en) * | 1997-02-12 | 2000-07-11 | Rostra Precision Controls, Inc. | Bracket for solenoids on vehicle transmissions |
| US6840229B1 (en) * | 2000-08-14 | 2005-01-11 | Stanadyne Corporation | Magnetically coupled fuel injector pump |
| JP3944413B2 (ja) * | 2002-05-24 | 2007-07-11 | 株式会社日立製作所 | 高圧燃料供給ポンプ |
| US7819637B2 (en) * | 2004-12-17 | 2010-10-26 | Denso Corporation | Solenoid valve, flow-metering valve, high-pressure fuel pump and fuel injection pump |
| US7488161B2 (en) | 2005-01-17 | 2009-02-10 | Denso Corporation | High pressure pump having downsized structure |
| JP4221760B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2009-02-12 | 株式会社デンソー | 高圧燃料ポンプ |
| US7334770B2 (en) * | 2005-08-22 | 2008-02-26 | Wei-Ching Wang | Solenoid isolation valve |
| US7717441B2 (en) * | 2006-12-12 | 2010-05-18 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Suspension mounting crossmember with integrated cab mounts for vehicle having front multilink suspension |
| JP4701227B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2011-06-15 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | プランジャ式高圧燃料ポンプ |
| CN202165674U (zh) * | 2011-05-11 | 2012-03-14 | 陈国顺 | 自保式电动电磁动双用电磁阀 |
| JP5537498B2 (ja) * | 2011-06-01 | 2014-07-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電磁吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ |
| ES2464523T3 (es) * | 2011-06-15 | 2014-06-03 | Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. | Dispositivo de válvula de entrada para una bomba de combustible |
| US9644585B2 (en) * | 2011-11-17 | 2017-05-09 | Stanadyne Llc | Auxiliary pressure relief valve in single piston fuel pump |
| CN202549532U (zh) * | 2011-12-30 | 2012-11-21 | 成都威特电喷有限责任公司 | 快速响应电控燃油喷射的电磁铁 |
| JP5677329B2 (ja) * | 2012-01-20 | 2015-02-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電磁駆動型の吸入弁を備えた高圧燃料供給ポンプ |
| US20140255219A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-11 | Stanadyne Corporation | Valve Configuration For Single Piston Fuel Pump |
| DE102013210792A1 (de) * | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Elektromagnetisch ansteuerbares Saugventil |
| FR3009363B1 (fr) * | 2013-07-31 | 2016-06-03 | Delphi Tech Holding S A R L | Agencement clipse d'une vanne sur une pompe |
| DE102014200695A1 (de) * | 2014-01-16 | 2015-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetischen Saugventil |
| US9694854B2 (en) * | 2015-03-27 | 2017-07-04 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle structural reinforcing device |
| DE102015212387A1 (de) * | 2015-07-02 | 2017-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Elektromagnetisch betätigbares Saugventil für eine Hochdruckpumpe sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Saugventils |
| CN205207027U (zh) * | 2015-11-25 | 2016-05-04 | 哈尔滨工程大学 | 常开式重油用单阀电控单体泵 |
-
2017
- 2017-01-20 US US15/411,142 patent/US20170254306A1/en not_active Abandoned
- 2017-03-16 KR KR1020187028791A patent/KR102208593B1/ko active IP Right Grant
- 2017-03-16 CN CN201780015335.2A patent/CN109196212B/zh active Active
- 2017-03-16 WO PCT/US2017/022735 patent/WO2017156552A1/en active Application Filing
- 2017-03-16 JP JP2018546853A patent/JP6957494B2/ja active Active
- 2017-03-16 ES ES17764302T patent/ES2876156T3/es active Active
- 2017-03-16 EP EP17764302.0A patent/EP3426909B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102208593B1 (ko) | 2021-01-28 |
| EP3426909A1 (en) | 2019-01-16 |
| JP2019511667A (ja) | 2019-04-25 |
| KR20190065978A (ko) | 2019-06-12 |
| WO2017156552A1 (en) | 2017-09-14 |
| JP6957494B2 (ja) | 2021-11-02 |
| CN109196212B (zh) | 2021-02-09 |
| EP3426909A4 (en) | 2020-01-15 |
| EP3426909B1 (en) | 2021-05-05 |
| CN109196212A (zh) | 2019-01-11 |
| US20170254306A1 (en) | 2017-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2876156T3 (es) | Válvula de entrada directa controlada magnéticamente para bomba de combustible | |
| ES2683312T3 (es) | Bomba de combustible de colector común dotada de válvulas combinadas de descarga y de limitación de la sobrepresión | |
| US9803635B2 (en) | High pressure pump | |
| CN105849402A (zh) | 高压燃料供给泵 | |
| US11098710B2 (en) | Inlet control valve for high pressure fuel pump | |
| US20120301340A1 (en) | Electromagnetic flow rate control valve and high-pressure fuel supply pump using the same | |
| US10006423B2 (en) | Automotive fuel pump | |
| US20130118451A1 (en) | Fuel injector with injection control valve assembly | |
| KR20150130301A (ko) | 송출 챔버와 배출부 사이에 배치된 배출 밸브를 구비한 고압 연료 펌프 | |
| US9932949B2 (en) | High pressure pump | |
| JP6171884B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
| US10584668B2 (en) | High-pressure fuel pump and method for producing same | |
| US9890753B2 (en) | High-pressure fuel supply pump | |
| EP3653867B1 (en) | High-pressure fuel pump | |
| US10330065B2 (en) | Direct magnetically controlled inlet valve for fuel pump | |
| JP5851942B2 (ja) | 高圧ポンプ | |
| US20220131440A1 (en) | Fuel Pump | |
| KR101412481B1 (ko) | 내연기관용 고압 펌프 | |
| KR20190015491A (ko) | 단일 피스톤 연료 펌프의 부분 충전 | |
| JP6175567B2 (ja) | ポンプ、特に燃料高圧ポンプ | |
| JP2017210935A (ja) | 燃料供給ポンプ | |
| JP6439618B2 (ja) | 高圧ポンプ |