IT202100004613A1

IT202100004613A1 - Dispositivo per un flusso di fluido attraverso una valvola di iniezione

Info

Publication number: IT202100004613A1
Application number: IT102021000004613A
Authority: IT
Inventors: Diego Donfrancesco; Luca Revelli; Danilo Ceratto
Original assignee: Westport Fuel Systems Italia S R L
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-08-26
Also published as: EP4298333A1; WO2022180593A1; CN116964315A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"DISPOSITIVO PER UN FLUSSO DI FLUIDO ATTRAVERSO UNA VALVOLA DI INIEZIONE"

Campo dell'invenzione

La presente domanda riguarda un apparecchio per l'erogazione di fluido attraverso una valvola di iniezione e in particolare ai lati a monte della valvola di iniezione e attraverso la valvola di iniezione a un lato a valle.

Background dell'invenzione

Gli iniettori di carburante gassoso sono noti impiegare una tecnica nota come doppio vulcano, in cui il carburante passa attraverso una valvola di iniezione da due lati a monte, in cui un primo lato a monte pu? essere considerato un lato circonferenziale esterno e un secondo lato a monte pu? essere considerato un lato circonferenziale interno. Questa tecnica consente una lunghezza di corsa ridotta di un elemento di valvola mobile per aprire la stessa area di flusso in sezione trasversale rispetto alle valvole di iniezione con un solo lato a monte. Negli iniettori ad alimentazione dall'alto, in cui il carburante entra nell'iniettore dall'alto, ? relativamente semplice erogare il carburante a entrambi i lati a monte della valvola di iniezione. Negli iniettori ad alimentazione dal basso, il carburante entra nell'iniettore da o vicino ad un lato inferiore dell'iniettore. In tali iniettori ad alimentazione dal basso che impiegano uno stelo di stantuffo (un elemento allungato), ? semplice praticare fori nello stantuffo per raggiungere la parte interna dell'iniettore per accedere al lato circonferenziale interno della valvola di iniezione. In tali iniettori ad alimentazione dal basso che impiegano un otturatore fluttuante (un elemento relativamente piatto), non ? facile praticare fori nell'otturatore. ? una sfida con la tecnica a doppio vulcano nei cosiddetti iniettori ad alimentazione dal basso che impiegano un otturatore fluttuante portare il carburante gassoso in una regione centrale o interna dell'iniettore di carburante in cui si trova il lato circonferenziale della valvola di iniezione.

Lo stato della tecnica ? privo di tecniche per erogare fluido ai lati a monte di una valvola di iniezione e attraverso la valvola di iniezione a un lato a valle. Il presente apparecchio fornisce una tecnica per migliorare l'erogazione di carburante ai lati a monte di una valvola di iniezione e attraverso la valvola di iniezione ad un lato a valle.

Riepilogo dell'invenzione

Un apparecchio di valvola migliorato per una valvola di iniezione include un corpo avente una superficie di tenuta esterna circonferenziale per la valvola di iniezione in corrispondenza di una prima estremit? distale del corpo e una superficie di tenuta interna circonferenziale per la valvola di iniezione in corrispondenza della prima estremit? distale del corpo. Vi ? una cavit? interna che si estende longitudinalmente dalla prima estremit? distale nel corpo all'interno della superficie di tenuta interna circonferenziale. Un passaggio radiale si estende da un perimetro esterno del corpo attraverso il corpo verso la cavit? interna; e un passaggio longitudinale si estende attraverso il corpo dalla prima estremit? distale ad una seconda estremit? del corpo tra le superfici di tenuta esterna e interna circonferenziali.

Una valvola di iniezione migliorata include l'apparecchio di valvola migliorato e un elemento di valvola. L'elemento di valvola ? in battuta con la superficie di tenuta esterna circonferenziale e la superficie di tenuta interna circonferenziale quando la valvola di iniezione ? in una posizione chiusa e l?elemento di valvola ? distanziato dalla superficie di tenuta esterna circonferenziale e dalla superficie di tenuta interna circonferenziale quando la valvola di iniezione ? in una posizione aperta.

Un iniettore di carburante migliorato per un motore a combustione interna include la valvola di iniezione migliorata. Vi ? una molla che spinge la valvola di iniezione migliorata verso la posizione chiusa e un attuatore per muovere selettivamente l'elemento di valvola. Un corpo di iniettore superiore circonda l'attuatore. Un ugello di uscita include un passaggio di uscita, in cui l'apparecchio di valvola migliorato ? collegato all?ugello di uscita in corrispondenza di un'estremit? del passaggio di uscita. Il passaggio longitudinale dell'apparecchio di valvola migliorato ? in comunicazione di fluido diretta con il passaggio di uscita. Un collettore di ingresso di carburante include almeno un passaggio di ingresso e circonda l'ugello di uscita in corrispondenza dell'estremit? del passaggio di uscita. Vi ? una cavit? di flusso circonferenziale che circonda l'apparecchio di valvola migliorato e che ? definita all'interno del corpo di iniettore superiore e del collettore di ingresso di carburante. La cavit? di flusso circonferenziale ? in comunicazione di fluido con il passaggio di ingresso e con il passaggio dell'apparecchio di valvola migliorato.

Breve descrizione dei disegni

La figura 1 ? una vista in prospettiva di un apparecchio di valvola secondo una forma di realizzazione.

La figura 2 ? una vista in sezione trasversale dell'apparecchio di valvola della figura 1 presa lungo la linea 3A-3A nella figura 3.

La figura 3 ? una vista in pianta dell'apparecchio di valvola della figura 2.

La figura 4 ? una vista ingrandita dell'apparecchio di valvola della figura 1.

La figura 5 ? una vista in pianta dall'alto di un iniettore di carburante che impiega l'apparecchio di valvola della figura 1 secondo una forma di realizzazione.

La figura 6 ? una vista in sezione trasversale dell'iniettore di carburante della figura 5 presa lungo la linea 5A-5A.

La figura 7 ? una vista ingrandita di una porzione dell'iniettore di carburante della figura 6 con una valvola di iniezione mostrata in una posizione chiusa.

La figura 8 ? una vista ingrandita di una porzione dell'iniettore di carburante della figura 6 con una valvola di iniezione mostrata in una posizione aperta.

La figura 9 ? una vista in sezione trasversale dell'iniettore di carburante della figura 6 presa lungo la linea 6A-6A.

La figura 10 ? una vista in prospettiva di un ugello dell'iniettore di carburante della figura 6 collegato all'apparecchio di valvola della figura 1.

La figura 11 ? una vista in sezione trasversale dell'ugello della figura 10 presa lungo la linea 10A-10A.

La figura 12 ? una vista in prospettiva di un apparecchio di elemento di valvola dell'iniettore di carburante della figura 6.

La figura 13 ? una vista in sezione trasversale dell'apparecchio di elemento di valvola della figura 12 presa lungo la linea 12A-12A.

La figura 14 ? una vista in sezione trasversale dell'apparecchio di elemento di valvola della figura 12 presa lungo la linea 12A-12A mostrato in una posizione di lavoro.

La figura 15 ? una vista in sezione trasversale dell'apparecchio di elemento di valvola della figura 12 presa lungo la linea 12A-12A mostrato senza un elemento di valvola.

La figura 16 ? una vista in prospettiva in sezione trasversale dell'apparecchio di elemento di valvola della figura 12 presa lungo la linea 12A-12A mostrato senza un elemento di valvola.

La figura 17 ? una vista in prospettiva in sezione trasversale dell'apparecchio di elemento di valvola della figura 12 presa lungo la linea 12A-12A mostrato con un elemento di valvola.

Descrizione dettagliata della forma di realizzazione preferita (delle forme di realizzazione preferite)

Facendo dapprima riferimento alle figure 1, 2 e 3, ? mostrato un apparecchio o componente di valvola 10 impiegato in una valvola, in particolare una valvola di iniezione di un iniettore di carburante come verr? descritto in maggiore dettaglio di seguito, per indirizzare il flusso di fluido attraverso la valvola da un lato a monte ad un lato a valle della valvola. L'apparecchio di valvola 10 ? un nuovo tipo di inserto a doppio vulcano o inserto a doppia sede. Per iniziare a descrivere la struttura dell'apparecchio di valvola 10, vi ? il corpo 20 includente la superficie di tenuta esterna circonferenziale 30 e la superficie di tenuta interna circonferenziale 40 disposte in corrispondenza dell'estremit? distale 22 del corpo. In una forma di realizzazione esemplificativa, il corpo 20 e le superfici di tenuta esterna e interna 30, 40 sono di forma cilindrica e preferibilmente sono coassiali rispetto ad un asse longitudinale comune 15, sebbene questi non siano requisiti. La superficie di tenuta esterna 30 ? anche indicata come sede di valvola esterna 30 e la superficie di tenuta interna 40 ? anche indicata come sede di valvola interna 40. Le due sedi di valvola 30 e 40 alludono al nome colloquiale del componente 10 come inserto a doppio vulcano, in cui il flusso scorre sulle due superfici di tenuta separate, come verr? descritto in maggiore dettaglio di seguito. Una cavit? interna 50 si estende nel corpo 20 dall'estremit? distale 22 all'interno della superficie di tenuta interna circonferenziale 40 e preferibilmente ? di forma cilindrica e coassiale con l'asse 15. La cavit? interna 50 include una superficie circonferenziale 52 che si estende dalla superficie radiale o laterale 54 del corpo 20 verso l'estremit? distale 22. Il passaggio radiale 60 si estende dalla superficie o dal perimetro esterno 26 del corpo 20 nella cavit? interna 50, superando radialmente le sporgenze longitudinali delle superfici di tenuta 30 e 40. Nella forma di realizzazione illustrata, vi sono tre passaggi radiali 60, sebbene questo non sia un requisito, e in altre forme di realizzazione vi pu? essere un solo passaggio radiale 60 o generalmente una pluralit? di passaggi radiali 60 (il che significa due o pi? passaggi radiali). Il passaggio radiale 60 ? anche indicato come estendentesi attraverso la sezione laterale 28 del corpo 20. Il passaggio 60 collega a livello di fluido la cavit? interna 50 ad un volume radialmente all'esterno del perimetro esterno 26. Il passaggio longitudinale 70 si estende attraverso il corpo 20 dall'estremit? distale 22 all'estremit? 24 del corpo tra la prima e la seconda superficie di tenuta 30 e 40. Nella forma di realizzazione illustrata, vi sono tre passaggi longitudinali 70, sebbene questo non sia un requisito, e in altre forme di realizzazione vi pu? essere soltanto un passaggio longitudinale 70 o in generale una pluralit? di passaggi longitudinali 70. Un'area in sezione trasversale del passaggio longitudinale 70 ? a forma di fagiolo (visibile meglio nella figura 3), che pu? essere descritto come un lato esterno concavo e un lato interno convesso con estremit? arrotondate, sebbene questo non sia un requisito, e in altre forme di realizzazione i passaggi longitudinali 70 possono avere altre forme, per esempio circolare. Preferibilmente, i passaggi radiali 60 sono equidistanziati angolarmente attorno all'asse 15 e i passaggi longitudinali 70 sono equidistanziati angolarmente attorno all'asse 15 e i passaggi 60 e 70 sono interlacciati come mostrato nella forma di realizzazione illustrata. Una flangia circonferenziale 80 si estende attorno al corpo 20, in modo che le superfici di tenuta 30 e 40 e i passaggi radiali 60 siano su uno stesso lato longitudinale della flangia. La flangia 80 funge da caratteristica di assemblaggio per collocare e assicurare l'apparecchio di valvola 10, per esempio, su un ugello, come verr? descritto in maggiore dettaglio di seguito. Nella forma di realizzazione illustrata, la flangia 80 ? di forma anulare o ad anello. In una forma di realizzazione esemplificativa, l'apparecchio di valvola 10 ? un componente integrato, realizzato in metallo o plastica, che pu? essere fabbricato, per esempio, mediante lavorazione a macchina, stampaggio, stampaggio a iniezione, forgiatura, colata e stampaggio 3D.

Facendo riferimento ora alla figura 4, nella forma di realizzazione illustrata, la superficie di tenuta esterna 30 ? una superficie piatta collocata in corrispondenza di una corona, che ? il punto pi? alto o lo zenit di una parete esterna circonferenziale 31 che si estende (anche visibile nella figura 2). Analogamente, la superficie di tenuta interna 40 ? una superficie piatta collocata in corrispondenza di una corona o dello zenit della parete interna circonferenziale 41. In altre forme di realizzazione, le superfici di tenuta 30 e 40 possono avere altre forme, per esempio possono essere superfici curve che hanno vari contorni, quali superfici circolari, ellittiche, paraboliche o iperboliche. Le pareti esterna e interna 31 e 41 hanno rispettivamente diverse lunghezze longitudinali in prossimit? del passaggio radiale 60 rispetto a quelle in prossimit? dei passaggi longitudinali 70, che ? visibile meglio nella figura 2, in cui il lato destro illustra la prossimit? del passaggio radiale 60 e il lato sinistro illustra la prossimit? del passaggio longitudinale 70. In riferimento alla figura 4, nella forma di realizzazione illustrata, l'elemento aggettante 33 in corrispondenza dell'estremit? distale 32 della parete esterna 31 sporge radialmente verso l'interno dalla porzione longitudinale 34 della parete esterna 31 e l'elemento aggettante 43 in corrispondenza dell'estremit? distale 42 sporge radialmente verso l'esterno dalla porzione longitudinale 44 della parete interna 41. In alcune applicazioni, ? desiderabile avere un apparecchio di valvola 10 relativamente piccolo e pertanto il diametro d30 della superficie di tenuta esterna 30 (visibile nella figura 3) ? realizzato ridotto. Corrispondentemente, il diametro d40 della superficie di tenuta interna 40 ? realizzato, preferibilmente, simile al diametro d30, in modo tale che la larghezza W70 del passaggio 70 (visibile nella figura 4) tra gli elementi aggettanti 33 e 43 sia ridotta e un'area di flusso in sezione trasversale sulla superficie di tenuta 40 sia minore, ma pi? simile ad un'area di flusso in sezione trasversale sulla superficie di tenuta 30 (attraverso gli spazi vuoti 48 e 38 rispettivamente come si vede nella figura 8 come verr? spiegato in maggiore dettaglio di seguito). Una larghezza del passaggio 70 tra le porzioni longitudinali 34 e 44 pu? essere maggiore della larghezza W70. Affinch? le superfici di tenuta 30 e 40 non siano troppo appuntite, durante la chiusura a tenuta contro una superficie morbida quale una superficie di gomma, l'estremit? distale 32 della parete esterna 31 include sezioni inclinate 36 e 37 rispetto a e su entrambi i lati della superficie di tenuta piatta 30 e l'estremit? distale 42 della parete interna 41 include sezioni inclinate 46 e 47 rispetto a e su entrambi i lati della superficie di tenuta piatta 40. Le sezioni inclinate 36, 37 e 46, 47 possono anche contribuire a un impegno di chiusura a tenuta con tale superficie morbida. Le sezioni inclinate 36, 37 e 46, 47 possono anche migliorare il flusso di fluido attraverso e attorno alle rispettive superfici di tenuta 30 e 40. Come vantaggio secondario, gli elementi aggettanti 33 e 43 sono entrambi aggettanti dal passaggio longitudinale 70, il che pu? avere vantaggi di comportamento dinamico di flusso di fluido benefici. Per esempio, quando correnti di fluido scorrono sulle superfici di tenuta 30 e 40 nel passaggio longitudinale 70, queste correnti di fluido collidono, il che pu? creare turbolenza e cali di pressione indesiderabili in e attraverso una zona di intersezione 90. Tuttavia, quando il fluido scorre nel passaggio longitudinale 70, si formano zone a bassa pressione 35 e 45 sotto gli elementi aggettanti 33 e 43 rispettivamente, il che ha l'effetto di attirare il fluido che avanza sulla superficie di tenuta 30 nella o verso la zona 35 e di attirare il fluido che avanza sulla superficie di tenuta 40 nella o verso la zona 45, il che tende a ridurre la turbolenza nella o il calo di pressione attraverso la zona di intersezione 90. Gli elementi aggettanti 33 e 43 non sono necessariamente richiesti, soprattutto in altre forme di realizzazione in cui l'apparecchio di valvola 10 pu? essere relativamente grande, dato che il fluido scorrer? ancora nei passaggi longitudinali 70 senza di essi. Un altro vantaggio di avere le estremit? distali allargate 32 e 42 rispetto alle porzioni longitudinali 34 e 44 rispettivamente ? che ci? slega la superficie di tenuta 30 e le sezioni inclinate 36 e 37 dalla porzione longitudinale 34, in modo che le dimensioni delle prime possano essere impostate indipendentemente dalla dimensione della seconda e slega la superficie di tenuta 40 e le sezioni inclinate 46 e 47 dalla porzione longitudinale 44 modo tale che le dimensioni delle prime possano essere impostate indipendentemente dalla dimensione della seconda. In tali forme di realizzazione in cui l'elemento aggettante 33 si estende tutto intorno alla circonferenza della parete esterna 31, l'elemento aggettante pu? consentire che la superficie di tenuta 30 sia sfalsata radialmente verso l'interno rispetto alla porzione longitudinale 34, il che pu? contribuire a ridurre il colpo quando la superficie di tenuta 30 entra in contatto con un otturatore, come verr? spiegato in maggiore dettaglio di seguito, fornendo un momento di flessione tra la superficie di tenuta 30 e la porzione longitudinale 34. Analogamente, in quelle forme di realizzazione in cui l'elemento aggettante 43 si estende tutto intorno alla circonferenza della parete interna 41, l'elemento aggettante pu? consentire che la superficie di tenuta 40 sia sfalsata radialmente verso l'esterno rispetto alla porzione longitudinale 44, il che pu? contribuire a ridurre il colpo quando la superficie di tenuta 40 entra in contatto con un otturatore fornendo un momento di flessione tra la superficie di tenuta 40 e la porzione longitudinale 44.

Facendo riferimento ora alla figura 6, ? mostrato un iniettore di carburante gassoso 100 che impiega l'apparecchio di valvola 10 nella valvola di iniezione 110. Un carburante gassoso ? qualsiasi carburante che ? nello stato gassoso alla temperatura e alla pressione standard, che sono definite qui come temperatura di 0 gradi Celsius (0?C) e una pressione assoluta di 100.000 Pascal (100 kPa) rispettivamente. Una pressione di 100 kPa ? uguale a 1 bar, che ? leggermente pi? di un'atmosfera (1 atm). Sebbene si possa impiegare qualsiasi tipo di carburante gassoso nell'iniettore di carburante 100, metano, propano (in particolare GPL), gas naturale (in particolare GNC), idrogeno o loro combinazioni sono carburanti gassosi che sono contemplati. L'iniettore 100 include un corpo di iniettore superiore 120, un collettore di ingresso 130 e un ugello 140. Il corpo di iniettore superiore 120 contiene in parte l'attuatore 122 che, nella forma di realizzazione illustrata, ? un solenoide includente bobine 124 collegate ad un ingresso elettrico 126. Il corpo di iniettore superiore 120 funziona anche da percorso di flusso nel solenoide per il flusso magnetico generato quando una corrente elettrica da un dispositivo di pilotaggio di iniettore (non mostrato) collegato all'ingresso elettrico 126 ? inviata attraverso le bobine 124.

Facendo riferimento ora alle figure 6, 7 e 9, il collettore di ingresso 130 include almeno un passaggio di ingresso di carburante 132 in comunicazione di fluido con una sorgente di carburante in corrispondenza dell'apertura 134, quale un collettore (rail) di carburante (non mostrato) e in comunicazione di fluido con la cavit? di flusso circonferenziale 146 (visibile meglio nelle figure 7 e 9). Nella forma di realizzazione illustrata, il collettore di ingresso 130 include otto passaggi di ingresso di carburante 132 (visibili meglio nella figura 9). Facendo di nuovo riferimento alla figura 6, il passaggio di uscita 142 si estende longitudinalmente attraverso l'ugello 140 rispetto all'asse 115. L'apparecchio di valvola 10 ? collegato all?ugello 140 in corrispondenza di un'estremit? del passaggio di uscita di carburante 142 (visibile meglio nelle figure 10 e 11). Per esempio, l'estremit? 24 del corpo 20 pu? essere inserita nel passaggio di uscita 142, in modo che la flangia 80 sia in battuta con l'estremit? distale 144 dell?ugello (visibile meglio nella figura 11) in cui ? quindi saldata, per esempio saldata a laser, in posizione per formare una tenuta a prova di fluido. Nella forma di realizzazione illustrata, il passaggio di uscita 142 si allarga vicino all'estremit? 144 mediante la sezione rastremata 145. Pu? essere possibile impiegare altre tecniche per collegare l'apparecchio di valvola 10 all?ugello 140, quali per esempio accoppiamento a pressione, accoppiamento bloccato e/o serraggio quando una tenuta a prova di fluido pu? essere creata tra l'apparecchio di valvola 10 e l'ugello 140 utilizzando queste altre tecniche. Il passaggio di uscita 142 ? in comunicazione di fluido diretta con e a valle dei passaggi longitudinali 70 dell'apparecchio di valvola 10.

Facendo riferimento ora alla figura 7, la valvola di iniezione 110 ? descritta in maggiore dettaglio. La valvola di iniezione 110 include l'elemento o l'otturatore di valvola 152 che lavora in combinazione con l'apparecchio di valvola 10. L'otturatore 152 pu? essere un elemento simile a piastra relativamente sottile che non ha sufficiente materiale per poter essere adatto a praticare passaggi radiali o laterali con un'area di flusso in sezione trasversale totale richiesta per i requisiti di alcune applicazioni di iniettore. La superficie di tenuta 154 dell'otturatore 152 ? in battuta con le sedi di valvola 30 e 40 dell'apparecchio di valvola 10 quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione chiusa (come visibile nella figura 7) ed ? distanziata dalle sedi di valvola 30 e 40 quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione aperta (come visibile nella figura 8). Nella forma di realizzazione illustrata, la superficie 154 ? una superficie piatta parallela alle superfici di tenuta 30 e 40. L'attuatore 122 ? azionato per muovere l'otturatore 152 tra la posizione chiusa e la posizione aperta, che verr? descritto in maggiore dettaglio di seguito. ? vantaggioso che l'otturatore 152 sia relativamente sottile, dato che ha una massa ridotta rispetto ad un otturatore relativamente spesso e pertanto richiede meno energia per muovere l'otturatore. In altre forme di realizzazione, ? possibile che l'otturatore 152 sia fissato in posizione e l'apparecchio di valvola 10 sia configurato per muoversi tra la posizione chiusa e la posizione aperta, come per esempio quando l'apparecchio di valvola 10 ? fissato su un ago che si apre verso l'esterno in un iniettore che si apre verso l'esterno, sebbene questa configurazione richieda una configurazione di attuatore diversa che potrebbe non essere adatta per applicazioni automobilistiche e a tale proposito non ? nella configurazione preferita per gli iniettori di carburante, ma pu? essere adatta per un altro tipo di applicazioni di iniettore. L'otturatore 152 fa parte di un apparecchio di elemento di valvola 150 (visibile meglio nelle figure 13 e 14) che ? un gruppo di componenti nella forma di realizzazione illustrata. L'apparecchio di elemento di valvola 150 include anche un?armatura o una piastra magnetica 156 e una molla piatta o a disco 158 che sono assicurate insieme mediante un dispositivo di fissaggio 160. Nella forma di realizzazione illustrata, il dispositivo di fissaggio 160 ? un rivetto che serra insieme l'armatura 156 e la molla piatta 158 (visibile meglio nelle figure 15 e 16) tra la flangia 162 del rivetto e la sezione svasata 164 del rivetto. La porzione svasata 164 si serra all'interno di un'area 153 della molla piatta 158, in cui l'area 153 ? circolare nella forma di realizzazione illustrata e fa parte della molla piatta 158 che non ? flessa quando la molla piatta ? in una posizione di lavoro. Preferibilmente, l'otturatore 152 ? realizzato con un materiale di gomma che ? sovrastampato, per esempio stampato a iniezione, sull'area 153 della molla piatta 158 e attraverso i fori 155 nel canale anulare 157 nell'armatura 156 e nel foro 166 del dispositivo di fissaggio 160. In altre forme di realizzazione, l'otturatore 152 pu? essere realizzato con altri materiali, quale metallo o plastica, e fissato meccanicamente all'armatura 156, alla molla piatta 158 e al dispositivo di fissaggio 160 e questi otturatori di metallo o plastica potrebbero includere un elemento sovrastampato, per esempio gomma. Una porzione perimetrale esterna 159 della molla piatta 158 (visibile meglio nella figura 7) ? assicurata tra il corpo di iniettore superiore 120 e il collettore di ingresso 130, assicurando cos? l'apparecchio di elemento di valvola 150 all'interno dell'iniettore di carburante 100. In riferimento alle figure 6 e 7, la molla 170 ? trattenuta dall'elemento di trattenimento di molla 175 (visibile nella figura 6) e spinge l'apparecchio di elemento di valvola 150 premendo contro il dispositivo di fissaggio 160 (che funge anche da elemento di trattenimento di molla) per spingere l'otturatore 152 sulle sedi di valvola 30 e 40 dell'apparecchio di valvola 10, in modo che la valvola di iniezione 110 sia spinta nella posizione chiusa. Nella forma di realizzazione illustrata, l'elemento di trattenimento di molla 175 ? configurato per impostare un precarico fisso sulla molla 170 essendo assicurato mediante un cappuccio di estremit? 121; tuttavia, in altre forme di realizzazione, l'elemento di trattenimento di molla 175 pu? essere configurato per impostare un precarico regolabile, per esempio essendo ricevuto in modo filettato all'interno del corpo di iniettore superiore 120. In una forma di realizzazione esemplificativa, la molla 170 ? una molla di compressione elicoidale. Come si vede nelle figure 7 e 14, la molla piatta 158 ? in una posizione di lavoro in cui ? flessa lontano da una posizione neutra quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione chiusa. La posizione neutra per la molla piatta 158 si verifica quando la molla a disco ? piatta (come si vede nelle figure 13 e 15). La molla piatta 158 e la molla 170 spingono entrambe l'elemento di valvola 152 verso le sedi di valvola 30 e 40 quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione chiusa. Quando la valvola di iniezione 110 ? aperta, come mostrato nella figura 8, la flessione della molla piatta 158 aumenta e la molla 170 si comprime. La molla piatta 158 e la molla 170 possono avere flessibilit? diverse per migliorare la stabilit? del movimento di controllo dell'elemento di valvola 152. Facendo di nuovo riferimento alla figura 7, la cavit? di flusso 146 ? definita dal collettore di ingresso 130 e dal corpo di iniettore superiore 120 dato che il fluido dai passaggi di ingresso 132 pu? scorrere attraverso la molla piatta 158 nella cavit? superiore 125 al di sopra dell'apparecchio di elemento di valvola 150.

Durante il funzionamento, quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione chiusa, il fluido dai passaggi di ingresso 132 riempie la cavit? di flusso 146 (inclusa la cavit? superiore 125) e riempie la cavit? interna 50 dell'apparecchio di valvola 10 attraverso i passaggi radiali 60, in modo che la cavit? di flusso e la cavit? interna siano alla pressione di alimentazione ed entrambi i lati a monte delle sedi di valvola 30 e 40 siano anch'essi alla pressione di alimentazione. L'attuatore 122 ? azionato per inviare una corrente elettrica attraverso le bobine 124 per creare un flusso magnetico che attira l'armatura 156 pi? vicino al corpo di iniettore 120 lungo l'asse longitudinale 115 dell'iniettore di carburante 100 (visibile nella figura 6), aprendo cos? la valvola di iniezione 110. Durante l'azionamento, quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione aperta e l'otturatore 152 ? distanziato dalle sedi di valvola 30 e 40, il fluido dalla cavit? 146 e dalla cavit? interna 50 scorre tra l'otturatore e le sedi di valvola 30 e 40 attraverso i passaggi longitudinali 70 nel passaggio di uscita 142 dell?ugello 140. Questo flusso di fluido assomiglia all'esplosione di lava da due vulcani affiancati, in un modo, e pertanto l'apparecchio di valvola 10 ? indicato come inserto a doppio vulcano. L'otturatore 152 ? indicato come otturatore fluttuante o mobile per via di questo funzionamento della valvola di iniezione 110.

Quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione aperta, l'area di flusso in sezione trasversale attraverso lo spazio vuoto circonferenziale 48 (visibile nella figura 8) tra la sede di valvola 40 e l'otturatore 152 preferibilmente ? minore della somma delle aree di flusso in sezione trasversale attraverso i passaggi radiali 60 nell'apparecchio di valvola 10. Ovvero, la limitazione di flusso, se presente, ? tipicamente in corrispondenza dello spazio vuoto 48. Analogamente, quando la valvola di iniezione 110 ? nella posizione aperta, l'area di flusso in sezione trasversale attraverso gli spazi vuoti circonferenziali 38 e 48 tra le sedi di valvola 30 e 40 rispettivamente e l'otturatore 152 preferibilmente ? minore dell'area di flusso in sezione trasversale attraverso la cavit? di flusso 146 e anche minore dell'area di flusso in sezione trasversale attraverso la somma delle aree di flusso in sezione trasversale attraverso i passaggi 132 nel collettore di ingresso 130.

Un vantaggio di avere due sedi di valvola a monte 30 e 40 rispetto alla valvola di iniezione 110 ? che la valvola di iniezione 110 pu? avere una lunghezza di corsa ridotta per la stessa area di flusso in sezione trasversale attraverso la valvola di iniezione. Ovvero, se vi fosse soltanto la sede di valvola 30, allora l'otturatore 152 dovrebbe essere distanziato maggiormente dalla sede 30 (lunghezza di corsa maggiore) quando la valvola di iniezione 110 era aperta per avere la stessa area di flusso in sezione trasversale rispetto a quando vi sono entrambe le sedi di valvola 30 e 40. La progettazione dell'otturatore 152 ? semplificata quando il fluido ? erogato al lato a monte della sede di valvola 40 attraverso i passaggi radiali 60 nell'apparecchio di valvola 10, rispetto alle progettazioni che alimentano fluido attraverso uno stantuffo ad un lato a monte di una seconda sede di valvola interna (corrispondente alla sede di valvola 40 nella presente invenzione). La semplificazione dei componenti favorisce la standardizzazione dell'apparecchio di valvola 10 e dell'otturatore 152 per altre applicazioni. Questa tecnica consente di standardizzare l'otturatore 152 su varie piattaforme di iniettore, per esempio l'otturatore pu? anche essere utilizzato cos? com?? per versioni di iniettore con singolo vulcano in cui ? specificato che l?iniettore abbia una portata minore, un intervallo di pressione minore e costi ridotti.

Elenco dei segni di riferimento:

10: apparecchio di valvola

15: asse longitudinale comune

20: corpo

22: estremit? distale del corpo 20

24: estremit? del corpo 20

26: perimetro esterno

28: sezione laterale del corpo 20

30: superficie di tenuta esterna circonferenziale 31: parete esterna circonferenziale

32: estremit? distale della parete 31

33: elemento aggettante radialmente verso l'interno 34: porzione longitudinale della parete esterna 31 35: zona a bassa pressione

36: sezione inclinata a monte

37: sezione inclinata a valle

38: spazio vuoto circonferenziale

40: superficie di tenuta interna circonferenziale 41: parete interna circonferenziale

42: estremit? distale della parete 41

43: elemento aggettante radialmente verso l'esterno 44: porzione longitudinale della parete esterna 41 45: zona a bassa pressione

46: sezione inclinata a monte

47: sezione inclinata a valle

48: spazio vuoto circonferenziale

50: cavit? interna

52: superficie circonferenziale

54: superficie laterale del corpo 20

60: passaggio radiale

70: passaggio longitudinale

80: flangia circonferenziale

90: zona di intersezione

100: iniettore di carburante gassoso

110: valvola di iniezione

115: asse longitudinale

120: corpo di iniettore superiore

122: attuatore

124: bobine

125: cavit? superiore

126: ingresso elettrico

130: collettore di ingresso

132: passaggio di ingresso

134: apertura del passaggio di ingresso 132 140: ugello

142: passaggio di uscita

144: estremit? distale dell?ugello 140 145: sezione rastremata

146: cavit? di flusso circonferenziale 150: apparecchio di elemento di valvola 152: elemento di valvola o otturatore 153: area circolare della molla piatta 158 154: superficie di tenuta

155: fori nell'area 153

156: armatura o piastra magnetica

157: canale anulare nell'armatura 156 158: molla piatta o a disco

159: porzione perimetrale esterna

160: dispositivo di fissaggio

162: flangia del dispositivo di fissaggio 160

164: porzione svasata del dispositivo di fissaggio 160 166: foro del dispositivo di fissaggio

170: molla

175: elemento di trattenimento di molla

Sebbene siano stati mostrati e descritti particolari elementi, forme di realizzazione e applicazioni della presente invenzione, si comprender? che l?invenzione non ? limitata a questi, dato che ? possibile apportare modifiche da parte degli esperti nella tecnica senza scostarsi dall'ambito di protezione della presente descrizione, in particolare alla luce degli insegnamenti di cui sopra.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Apparecchio di valvola per una valvola di iniezione comprendente:

un corpo;

una superficie di tenuta esterna circonferenziale per la valvola di iniezione in corrispondenza di una prima estremit? distale del corpo;

una superficie di tenuta interna circonferenziale per la valvola di iniezione in corrispondenza della prima estremit? distale del corpo;

una cavit? interna estendentesi longitudinalmente dalla prima estremit? distale nel corpo all'interno della superficie di tenuta interna circonferenziale;

un passaggio radiale estendentesi da un perimetro esterno del corpo attraverso il corpo verso la cavit? interna; e

un passaggio longitudinale estendentesi attraverso il corpo dalla prima estremit? distale verso una seconda estremit? del corpo tra le superfici di tenuta esterna e interna circonferenziali.

2. Apparecchio di valvola secondo la rivendicazione 1, in cui:

il passaggio radiale ? uno di una pluralit? di passaggi radiali, ogni passaggio radiale estendendosi dal perimetro esterno del corpo attraverso il corpo verso la cavit? interna; e

il passaggio longitudinale ? uno di una pluralit? di passaggi longitudinali, ogni passaggio longitudinale estendendosi attraverso il corpo dalla prima estremit? distale alla seconda estremit? del corpo tra le superfici di tenuta esterna e interna circonferenziali.

3. Apparecchio di valvola secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre:

un secondo passaggio radiale che si estende dal perimetro esterno del corpo attraverso il corpo verso la cavit? interna;

un terzo passaggio radiale che si estende dal perimetro esterno del corpo attraverso il corpo verso la cavit? interna;

un secondo passaggio longitudinale che si estende attraverso il corpo dalla prima estremit? distale alla seconda estremit? del corpo tra le superfici di tenuta esterna e interna circonferenziali; e

un terzo passaggio longitudinale che si estende attraverso il corpo dalla prima estremit? distale alla seconda estremit? del corpo tra le superfici di tenuta esterna e interna circonferenziali.

4. Apparecchio di valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'apparecchio di valvola ? un componente integrato.

5. Apparecchio di valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una flangia circonferenziale sporgente radialmente verso l'esterno dal corpo.

6. Apparecchio di valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'apparecchio di valvola ? realizzato in metallo o plastica.

7. Apparecchio di valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo comprende inoltre una parete esterna circonferenziale e una parete interna circonferenziale e la superficie di tenuta esterna circonferenziale comprende una prima superficie piatta o una prima superficie curva in corrispondenza di una corona della parete esterna circonferenziale e la superficie di tenuta interna circonferenziale comprende una seconda superficie piatta o una seconda superficie curva in corrispondenza di una corona della parete interna circonferenziale.

8. Apparecchio di valvola secondo la rivendicazione 7, in cui la parete esterna circonferenziale comprende un elemento aggettante sporgente radialmente verso l'interno in corrispondenza di un'estremit? distale della parete esterna circonferenziale o la parete interna circonferenziale include un elemento aggettante sporgente radialmente verso l'esterno in corrispondenza di un'estremit? distale della parete interna circonferenziale, in cui l'elemento aggettante sporgente radialmente verso l'interno e l'elemento aggettante sporgente radialmente verso l'esterno sono entrambi aggettanti dal passaggio longitudinale.

9. Apparecchio di valvola secondo la rivendicazione 8, in cui l'estremit? distale della parete esterna circonferenziale include sezioni inclinate su entrambi i lati della superficie di tenuta esterna circonferenziale o l'estremit? distale della parete interna circonferenziale include sezioni inclinate su entrambi i lati della superficie di tenuta interna circonferenziale.

10. Apparecchio di valvola secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo ? cilindrico e la superficie di tenuta esterna circonferenziale e la superficie di tenuta interna circonferenziale sono circolari.

11. Valvola di iniezione comprendente:

l'apparecchio di valvola come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; e

un elemento di valvola;

in cui l'elemento di valvola ? in battuta con la superficie di tenuta esterna circonferenziale e la superficie di tenuta interna circonferenziale quando la valvola di iniezione ? in una posizione chiusa e l'elemento di valvola ? distanziato dalla superficie di tenuta esterna circonferenziale e dalla superficie di tenuta interna circonferenziale quando la valvola di iniezione ? in una posizione aperta.

12. Valvola di iniezione come rivendicato nella rivendicazione 11, in cui

un lato a monte della valvola di iniezione include la cavit? interna e il passaggio radiale; e

un lato a valle della valvola di iniezione include il passaggio longitudinale.

13. Valvola di iniezione secondo la rivendicazione 11, in cui l'elemento di valvola ? mobile tra la posizione chiusa e la posizione aperta.

14. Valvola di iniezione come rivendicato nella rivendicazione 11, in cui l'elemento di valvola include una superficie piatta come terza superficie di tenuta, la superficie piatta ? in battuta con la superficie di tenuta esterna circonferenziale e la superficie di tenuta interna circonferenziale quando la valvola di iniezione ? nella posizione chiusa e la superficie piatta ? distanziata dalla superficie di tenuta esterna circonferenziale e dalla superficie di tenuta interna circonferenziale quando la valvola di iniezione ? nella posizione aperta.

15. Valvola di iniezione secondo la rivendicazione 11, in cui l'elemento di valvola fa parte di un apparecchio di elemento di valvola, l'apparecchio di elemento di valvola comprendendo inoltre:

un'armatura;

una molla piatta;

e un dispositivo di fissaggio che assicura insieme l'elemento di valvola, l'armatura e la molla piatta;

in cui una porzione perimetrale della molla piatta ? fissa quando in funzione.

16. Iniettore di carburante per un motore a combustione interna comprendente:

la valvola di iniezione come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 11, 12, 13, 14 e 15;

una molla che spinge la valvola di iniezione nella posizione chiusa;

un attuatore per muovere selettivamente l'elemento di valvola;

un corpo di iniettore superiore che circonda l'attuatore;

un ugello di uscita includente un passaggio di uscita, l'apparecchio di valvola collegato all?ugello di uscita in corrispondenza di un'estremit? del passaggio di uscita, il passaggio longitudinale dell?apparecchio di valvola ? in comunicazione di fluido diretta con il passaggio di uscita;

un collettore di ingresso di carburante includente almeno un passaggio di ingresso e che circonda l?ugello di uscita in corrispondenza dell'estremit? del passaggio di uscita; e

una cavit? di flusso circonferenziale che circonda l'apparecchio di valvola e definita all'interno del corpo di iniettore superiore e del collettore di ingresso di carburante, la cavit? di flusso circonferenziale in comunicazione di fluido con il passaggio di ingresso e il passaggio dell'apparecchio di valvola.

17. Iniettore di carburante secondo la rivendicazione 16 e valvola di iniezione secondo la rivendicazione 14, in cui la porzione perimetrale della molla piatta ? serrata tra il corpo di iniettore superiore e il collettore di ingresso di carburante.