IT8323780A1 - ""ugello di iniezione di combustibile"" - Google Patents

Description

""UGELLO DI INIEZIONE DI COMBUSTIBILE""

R I A S S U N T O

Un ugello d'iniezione di combustibile del tipo con apertura verso l'esterno ha un corpo d'ugello 11 che definisce una camera cilindrica 13 in cui ? scorrevole l'alberino 28 di un elemento valvolare avente una testata 34. Una molla 33 spinge la testata in contatto con una sede 14 per impedire il flusso di combustibile attraverso un'apertura d'uscita 12 da un'entrata di combustibile 16 collegata ad una entrata d'ugello. Un inserto 19 presenta una parte di bordo 24 che si impegna con il corpo per definire una camera chiusa. L?alberino valvolare forma parte della parte della camera e quando l'elemento valvolare viene mosso verso la posizione aperta, il volume della camera viene aumentato causando pertanto che una forza di vincolo venga applicata all'elemento valvolare oltre alla forza esercitata dalla molla 33.

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione riguarda un ugello di iniezione di combustibile per fornire combustibile ad un motore a combustione interna, l'ugello essendo del tipo cosiddetto con apertura verso l'esterno e comprendendo un complesso valvolare comprendente un corpo che definisce un'apertura d'uscita, una camera cilindrica nel corpo che si prolunga nell'apertura d'uscita, un elemento valvolare comprendente un alberino nella camera cilindrica, una testata valvolare portata dall'alberino, detta testata essendo posizionata in detta apertura d'uscita ed essendo sagomata per cooperare con una sede definita all'entrata alla camera cilindrica dall'apertura, mezzi elastici che agiscono sull'elemento valvolare per spingere la testata in contatto con la sede, una entrata di combustibile a detta camera cilindrica, detta entrata di combustibile essendo collegata ad una entrata d'ugello che nel funzionamento ? collegata all'uscita di un dispositivo di alimentazione di combustibile ad alta pressione, detto elemento valvolare controllando il flusso di combustibile da detta entrata d'ugello ad una uscita.

Nelle forme note di tali ugelli il complesso valvolare ? portato entro una sede che definisce una cavit? in cui si apre l'entrata d'ugello. La cavit? alloggia una molla che costituisce i mezzi elastici e l'estremit? dell'alberino valvolare lontana dalla testata ? esposta entro la cavit?.

Come risultato quando viene ammesso combustibile in pressione alla cavit?, la pressione di combustibile agisce sull?area dell'alberino valvolare per sollevare la testata valvolare dalla sede e agisce anche quando la testata valvolare si ? leggermente sollevata dalla sede,sull'area anulare supplementare presentata dalla testata valvolare che ? quell'area che giace esternamente all'area proiettata della camera cilindrica.

La tendenza ? che l?elemento valvolare si muova velocemente contro l'azione della molla alla posizione completamente aperta con il risultato che l'effetto di ogni sagomatura speciale della testata valvolare e della parete dell'apertura d'uscita o di ogni altro dispositivo di orifizio che si prolunga dalle pareti dell'apertura o entrambi, e che ? progettato per fornire un graduale aumento nell'area della -corsa di flusso di combustibile si perde per la maggior parte.

Un modo per controllare l'apertura dell'elemento valvolare sarebbe di fornire una molla ad alta velocit?.

Tuttavia, la forma di tale molla che ? piccola abbastanza in dimensione fisica presenta difficolt? pratiche. Scopo dell'invenzione ? di fornire un ugello del tipo specificato in una forma in cui l'apertura dell'elemento valvolare pu? essere controllata in una forma semplice e conveniente.

In accordo all'invenzione un ugello d'iniezione di combustibile del tipo specificato comprende una parte di camera la cui parete ? definita dall'alberino valvolare, il volume di detta camera aumentando quando l'elemento valvolare viene mosso dal combusti-bile in pressione alla posizione aperta per cui una forza di vincolo supplementare alla forza esercitata dalla molla viene applicata all'elemento valvolare.

Esempi di ugello di iniezione di combustibile in accordo con l'invenzione saranno ora descritti con riferimento agli annessi disegni, nei quali:

- la figura 1 ? una vista in alzato laterale in sezione di un primo esempio di un ugello,

- la figura 2 ? una vista similare alla figura 1 che illustra modifiche all'ugello di figura 1,

- la figura 3 ? una vista similare alla figura 1 ma che illustra un dispositivo d'useita modificato,

- la figura 4 ? una vista similare alla figura 1 che illustra un ulteriore esempio di unit? d'ugello in accordo all'invenzione, e

- la figura 5 ? una vista similare alla figura 1 che illustra una modifica dell'unit? di ugello di figura 4. Con riferimento alla figura 1 dei disegni, l'ugello comprende un complesso valvolare generalmente indicato con 10 e comprendente un corpo flangiato 11 che definisce un'apertura d'uscita 12 in cui si prolunga una camera cilindrica 13. La parete dell'apertura 12 ? di forma cilindrica retta e una sede valvolare 14 ? definita all'entrata della camera cilindrica nell'apertura. La sede ? di forma troncoconica .

La flangia 15 del corpo ? dotata di una entrata di combustibile 16 che si prolunga nella camera cilindrica 13 e la flangia ? posizionata contro la parete estrema 17 di una parte di sede sagomata a coppa 18, la parete estrema 17 essendo dotata di un'apertura attraverso cui si prolunga il corpo 11.

La parte di sede 18 ? dotata di una filettatura a vite periferica in modo che l'ugello pu? essere avvitato su una camera cilindrica filettata in maniera complementare nella testata di cilindro di un motore, il corpo 11 prolungandosi attraverso una parte ridotta della camera cilindrica in una camera di combustione del motore.

Inoltre, la parte di sede 18 presenta una parte filettata internamente a vite con cui si impegna un inserto 19 avente una parte di bordo 20 che si impegna con la flangia 17 in impegno a tenuta con questa.

L?estremit? aperta della parte di sede 18 ? chiusa da un tappo 21 che definisce un'entrata di combustibile di ugello 22, quest?ultima essendo collegata da un passaggio con una scanalatura di trasferimento 23 che ? formata nella parte estrema dell'inserto 19 lontana dalla sua parte di bordo.

Inoltre, la scanalatura di trasferimento 23 comunica per mezzo di una scanalatura longitudinale 24 formata nella periferia della parte di bordo con la predetta entrata di combustibile 16.

L'inserto 19 ? dotato di un passaggio 25 che contiene una valvola di ritegno caricata elasticamente 26, il passaggio comunicando con l'interno di una camera 27 che ? collegata dalla parete dell'inserto 19 e dalla sua parte di bordo con il corpo 11 del complesso valvolare.

Il complesso valvolare comprende anche un elemento Valvolare avente un alberino 28 che ? di diametro minore della camera cilindrica 13 tranne per una parte svasata 29 e una parte cilindrica piana 30. Queste due parti cooperano con la parete della camera cilindrica 13 per guidare il movimento dell'elemento valvolare.

La parte 30 si prolunga oltre la camera cilindrica ed ? accoppiata ad un manicotto di appoggio elastico 31 che ? vincolato rispetto all'alberino per mezzo di un vincolo 32. L'appoggio elastico ? impegnato da una prima estremit? di una molla 33, la cui altra estremit? si impegna con la flangia 15.

L'elemento valvolare comprende anche una testata 34 che ? generalmente pi? larga in diametro della camera cilindrica 13. La testata comprende una prima parte 35 che ? di forma troncoconica avente un angolo di cono leggermente maggiore di quello della sede 14.

Questa si raccorda con una ulteriore parte troncoconica 36 avente un angolo di cono che ? apprezzabilmente minore di quello della parte 35 e la parte 36 si raccorda con una parte cilindrica retta 37 che definisce una piccola luce anulare con la parete dell'apertura di uscita 12.

Come precisato l'entrata di combustibile 16 si prolunga nella camera cilindrica 13 e questa coincide con la parte dell'alberino valvolare che giace fra le parti 29 e 30. La parte cilindrica 30 ? dotata di una scanalatura inclinata 38 o di una foratura. La scanalatura 38 o la foratura comunicano con l?interno della camera cilindrica 13 e nella posizione chiusa dell'elemento valvolare come illustrato sporge leggermente oltre una parte tubolare del corpo 11 oltre la flangia 15. La scanalatura 38 pertanto nella posizione chiusa dell'elemento valvolare ? in comunicazione con La camera 27.

Nel funzionamento, quando il combustibile sotto pressione da una pompa d'iniezione di combustibile viene fornito all'entrata d'ugello, il combustibile sotto pressione marcer? lungo la scanalatura di trasferimento 23 e in basso nella scanalatura longitudinale 24 all'entrata di combustibile 16. Dall'entrata 16 passer? nella cavit? 27 per mezzo della scanalatura 38 e fluir? anche oltre la parte svasata 29 alla testata valvolare.

Come risultato, la pressione di combustibile agisce sull'estremit? dell'alberino, la cui area ? equivalente all?area della camera cilindrica 13 e in virt? dei diversi angoli della sede e della parte 35 della testata valvolare su una prima area anulare che giace esternamente all?area proiettata della camera cilindrica 13. La forza esercitata sull'elemento valvolare muove l'elemento valvolare contro l'azione della molla 33 e immediatamente un'area anulare supplementare della testata valvolare viene esposta a combustibile in pressione. Il combustibile pertanto fluir? attraverso la luce anulare definita fra la parete dell'apertura 12 e la parte cilindrica 37 della testata valvolare.

Questo combustibile uscir? come un getto nella camera di combustione del motore associato. Comunque, quando l'elemento valvolare si muove contro l'azione della molla la scanalatura 38 sar? otturata dalla predetta parte tubolare del complesso valvolare con il risultato che la camera 27 che in effetti aumenta in volume quando l'elemento valvolare viene sollevato dalla sede, viene intercettata dall'entrata di combustibile 16. Il primo effetto di questo ? che un'area ridotta ? disponibile affinch? il combustibile sotto pressione agisca ivi per continuare a sollevare la testata valvolare dalla sua sede ma inoltre il fatto che la camera 27 ? ora tagliata fuori dall'alimentazione di combustibile significa che la pressione nella camera si riduce e questa pressione ridotta che agisce sull'estremit? dell'elemento valvolare vincola ulteriormente il movimento dell'elemento valvolare.

Come risultato, il movimento dell'elemento valvolare ? vincolato in modo che la sagomatura della parte troncata 36 in rapporto alla parete dell'apertura pu? avere un effetto desiderato nel variare l'area dell'apertura attraverso cui il combustibile fluisce al motore .

Si noter? che durante l?apertura dell'elemento valvolare la valvola ad una via 26 ? chiusa. Lo scopo della valvola ? di permettere un rapido richiamo dell'elemento valvolare alla posizione chiusa quando cessa l'alimentazione di combustibile da parte della pompa. E' inevitabile a causa della pressione ridotta nella camera 27 che una certa quantit? di combustibile si sperda nella camera lungo la luce di lavorazione fra la parte cilindrica 30 e la parete della camera cilindrica e questo volume supplementare di combustibile tender? ad arrestare il movimento di ritorno dell'elemento valvolare.

E' pertanto prevista la valvola ad una via 26 e questa si apre quando la pressione all'entrata d?ugello 22 scende per permettere un movimento di ritorno sostanzialmente senza arresto della testata valvolare verso la sede.

In figura 1, il movimento dell'elemento valvolare che avviene prima della chiusura della scanalatura 38 ? indicato dalla dimensione X2 e il movimento totale consentito dell'elemento valvolare ? indicato dalla dii mensione X1, questa essendo rappresentata dal contatto dell'appoggio elastico 31 con la predetta parte tubolare del corpo 11.

L'ugello che ? illustrato in figura 2 ? essenzialmente lo stesso che ? illustrato in figura 1. Tuttavia vi sono due differenze costruttive. La prima d? tali differenze ? in rapporto al tipo della valvola ad una via, la valvola 26, che comprende una piastra caricata elasticamente. Nell?esempio di figura 2 ? prevista una sfera 40 che nell?esempio particolare non ? caricata elasticamente. La sfera 40 tender? ad essere mossa per chiudere il passaggio 25 con l'azione della pressione di combustibile in aumento all'entrata e verr? tenuta in questa posizione dalla differenza di pressione quando l'elemento valvolare continua a muoversi. L'altra differenza ? in relazione alla scanalatura 38. Nell'esempio di figura 2 la scanalatura 38 ? sostituita da una scanalatura circonferenziale 41 che comunica con l?entrata 16. L'effetto pratico di questa scanalatura ? analogo a quello della scanalatura 38.

Riferendoci ora alla figura 3, l'ugello ivi illustrato ha una costruzione interna identica a quella dell'ugello di figura 1. La differenza sta nel fatto tuttavia che invece di prevedere un getto anulare di combustibile l'ugello ? costruito in modo da fornire uh getto o getti di combustibile come indicati con 42. . A questo scopo, la parte ci1indrica .43 della testata valvolare ? assialmente pi? lunga della parte 37 della testata valvolare di.figura 1 ed ha una luce di lavorazione chiusa con la parete 12 dell?apertura.

L'effetto di questo ? che sostanzialmente il combustibile non fluisce lungo la luce di lavorazione tra la parte cilindrica e la parete 12 dell'apertura. Tuttavia, la parte cilindrica 43 serve a controllare l'apertura degli orifizi di uscita distanziati assialmente 44 che sono forati nel corpo 45 del complesso valvolare. Come risultato, quando la testata valvolare 43 si muove inizialmente lontano dalla sede, un orifizio sar? scoperto per ricevere il combustibile derivato dall'entrata d?ugello 22 e quando un movimento continuo dell'elemento valvolare avviene un ulteriore orifizio sar? scoperto. Come risultato viene prodotto un getto penetrativo e questo ? particolarmente desiderabile in alcuni tipi di camera di combustione di motore. Dal momento che ? necessario garantire che gli orifizi 44 siano posizionati correttamente nella camera di combustione, la flangia del complesso valvolare ? dotata di un perno 46 che ? impegnato entro una scanalatura longitudinale formata nella parete della parte di sede. Inoltre, quest?ultima ? senza filettature a vite e sar? bloccata in una posizione prefissata nella camera cilindrica del motore.

Rispetto alle scanalature inclinate 38 negli esempi di figure 1 e 3, queste possono essere progettate per costituire orifizi cos? da fornire un ulteriore controllo del movimento d'apertura dell'elemento valvolare. Inoltre, ? possibile eliminare interamente le scanalature 38 in modo che la camera 27 non ha comunicazioni qualsivoglia con l'entrata d'ugello. La camera ? di volume apprezzabile ma come si rilever? questa ha l'effetto in primo luogo di impedire che il combustibile sotto pressione agisca sull'alberino valvolare per favorire l?apertura 'dell'elemento valvolare e in sec?ndo luogo appena* avviene il movimento dell'elemento valvolare un effetto di vincolo ? applicato al movimento dell'elemento valvolare. Pu? essere ancora necessario a causa dei predetti problemi di perdita prevedere una valvola ad una via attraverso cui la camera pu? sfogarsi all'entrata di combustibile quando cessa l'alimentazione di combustibile. Si apprezzer? che in tutti gli esempi nella posizione chiusa dell'elemento valvolare la pressione nei vari passaggi dell'ugello sar? la minima possibile all'entrata d'ugello, essendo pratica convenzionale ridurre la pressione nel condotto dopo l'erogazione di combustibile, al fine di garantire una rapida' chiusura dell?elemento valvolare. ;Ci si rivolge ora agli ugelli illustrati nelle figure 4 e 5. Questi ugelli hanno una costruzione generale che ? similare agli ugelli nelle precedenti figure. ;Una differenza tuttavia ? il fatto che la camera 49 che alloggia la molla ? in primo luogo in comunicazione permanente con l'entrata d'ugello 22 e anche l'entrata di combustibile 16 ? in comunicazione permanente con la camera 49. Questo ? come si ? trovato negli ugelli di iniezione di combustibile con apertura verso l'esterno convenzionali. Si noter? tuttavia che l'alberino valvolare ha una parte allungata oltre il fermo 32. La parte allungata ha il riferimento numerico 50 e costituisce uno stantuffo che ? scorrevole entro un elemento a manicotto flangiato esternamente mobile assialmente 51. Nell?esempio di figura 4 l'elemento a manicotto 51 ? spinto per mezzo di una molla 52 verso il complesso valvolare dell'ugello in contatto con un fermo 53A che ? costituito dall?equivalente dell'inserto 19 nei precedenti esempi. Inoltre ? previsto un elemento valvolare 53 che ? leggermente minore del diametro della camera cilindrica nel manicotto e che ? dotato di una flangia periferica impegnata da una molla 54. La flangia dell'elemento 53 si pu? impegnare con la superficie estrema del manicotto per impedire una ammissione di combustibile nella camera cilindrica formata dal manicotto. Questa camera cilindrica insieme con lo stantuffo 50 costituisce una camera il cui volume come sopra spiegato aumenta quando l'elemento valvolare dell'ugello si muove lontano dalla sua sede. Nella posizione di riposo come illustrato, l'elemento 53 ? impegnato dallo stantuffo 50 per creare una piccola luce indicata con il riferimento X2 fra la flangia dell?elemento e il manicotto. ;Quando viene fornito combustibile in pressione all'entrata d'ugello 22, la pressione agisce sull*alberino valvolare e anche sulla parte anulare della testata come discusso in relazione all'esempio di figura 1, e l'elemento valvolare si muover? contro l'azione della molla 33. Durante tale movimento, la luce X2 diminuisce finch? avviene un impegno a tenuta fra la flangia e il manicotto. Appena questo avviene, la camera non pu? pi? ricevere combustibile e l'effetto pratico ? che oltre ad impedire che il combustibile sotto pressione agisca sull'area de11'albe rino valvolare, viene creata una forza di vincolo alla luce del fatto che la camera aumenta in volume.

Quando l'alimentazione di combustibile attraverso l'entrata d'ugello cessa, l?elemento valvolare viene richiamato alla posizione chiusa e cos? facendo pu? avvenire il movimento assiale dell'elemento 53 e/o del manicotto 51 per consentire un rapido movimento dell'elemento valvolare alla posizione chiusa. Si anticipa che fra le erogazioni di combustibile, il manicotto 51 e l'elemento 53 ritorneranno alle loro posizioni di riposo come illustrato, sotto l'azione delle molle 52, 53. Questo garantisce che la camera venga depressurizzata al valore della pressione residua nell'entrata 22. Il manicotto 51 ha una luce radiale con l'apertura nel fermo?53A al fine di ovviare difficolt? di allineamento .

Un dispositivo leggermente diverso ? illustrato in figura 5. L'elemento valvolare 53 ? sostituito da una sfera 55 e il manicotto 51 non ? pi? dotato di una molla. La sfera 55 tuttavia ? spinta in contatto con il manicotto dalla molla 54. Tuttavia si noter? che lo stantuffo 50 ? leggermente pi? corto in modo che non contatta la sfera.

Nel funzionamento pertanto la sfera 55 protegge l'alberino dell'elemento valvolare dal combustibile sotto pressione e come risultato l?elemento? valvolare pu? solo aprirsi sotto l'azione del combustibile in pressione che agisce sulla parte tronca della testata valvolare. Inoltre, la camera che ? definita dallo stantuffo e il manicotto ? bloccato ma aumenta in volume e pertanto agir? per vincolare il movimento dell'elemento valvolare. Durante il movimento di ritorno dell'elemento valvolare alla sua sede, la.molla che spinge la sfera 55 sar? compressa per permettere il movi

Claims (9)

1. R I V E N D I C A Z I O N I

   1} Ugello d'iniezione di combustibile per fornire combustibile ad un motore a combustione interna, l'ugello essendo del tipo con apertura cosiddetta verso l'esterno e comprendendo un complesso valvolare comprendente un corpo che definisce un'apertura d?uscita, una camera cilindrica nel corpo che si prolunga nell'apertura d'uscita, un elemento valvolare comprendente un alberino nella camera cilindrica, una testata valvolare portata dall'alberino , detta testata essendo posizionata in detta apertura d'uscita ed essendo sagomata per cooperare con una sede definita all'entrata della camera cilindrica dall'apertura, mezzi elastici che agiscono sull'elemento valvolare per spingere la testata in contatto con la sede, un'entrata di combustibile a detta camera cilindrica, detta entrata di combustibile, essendo collegata ad una entrata d'ugello che nel funzionamento ? collegata all'uscita di un dispositivo di alimentazione di combustibile ad alta pressione, detto elemento valvolare controllando il flusso di combustibile da detta entrata d'ugello ad una uscita, caratterizzato da una camera, parte della cui parete ? definita dall'alberino valvolare, il volume di detta camera aumentando quando l?elemento valvolare-viene mosso dal combustibile in pressione alla posizione aperta per cui una forza di vincolo supplementare alla forza esercitata dalla molla viene applicata all'elemento valvolare.
2. 2) Ugello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi valvolari azionabili per consentire al combustibile di fluire fuori da detta camera quando l'elemento valvolare viene mosso dalla molla alla posizione chiusa dopo la cessazione di erogazione di combustibile attraverso l?ugello.
3. 3) Ugello secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari quando aperti consentono il flusso di combustibile da detta camera all'entrata d'ugello.
4. 4) Ugello secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di passaggio di trasferimento attraverso cui il combustibile pu? entrare in detta camera da detta entrata d'ugello, detti mezzi di passaggio di trasferimento essendo chiusi dopo un movimento prefissato dell'elemento valvolare verso la posizione aperta.
5. 5) Ugello secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di passaggio di trasferimento comprendono una scanalatura o un passaggio formato in una parte di detto alberino, detta parte di detto alberino avendo la stesso diametro della camera cilindrica, la parte dell'alberino fra detta parte e la testata valvolare definendo una luce con la camera cilindrica, la luce comunicando con detta entrata d'ugello, detta scanalatura o passaggio comunicando con detta luce ed essendo esposta oltre l'estremit? di detta camera cilindrica nella posizione chiusa dell'elemento valvolare, la parete della camera cilindrica otturando detta scanalatura o passaggio durante il movimento dell'elemento valvolare alla posizione aperta.
6. 6) Ugello secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta camera ? definita da un inserto che definisce una parte di bordo, detta parte di bordo essendo in impegno a tenuta con una flangia su detto corpo, detti mezzi elastici essendo posizionati entro la camera e detta entrata di combustibile essendo formata in detta flangia.
7. 7) Ugello secondo la rivendicazione-1, caratterizzato dal fatto di comprendere una parte prolungata all'estremit? del1'alberino valvolare lontana dalla testata, un elemento valvolare posizionato scorrevolmente intorno a detta parte allungata dell'alberino un elemento valvolare mobile assialmente rispetto all'elemento a manicotto e posizionato all'estremit? dell'elemento a manicotto lontano dalla testata, una prima molla spingendo l'elemento valvolare verso l'elemento a manicotto, un fermo per limitare il movimento dell'elemento a manicotto, detta parte allungata dell'alberino definendo uno stantuffo, e lo stantuffo, la camera cilindrica nell'elemento a manicotto e l'elemento valvolare quando l'elemento valvolare ? in impegno con l'elemento a manicotto definendo detta camera.
8. 8) Ugello secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto elemento valvolare ? nella forma di una sfera.
9. 9) Ugello secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di.comprendere una seconda molla che spinge il manicotto in contatto con detto fermo, detto elemento valvolare nella posizione chiusa dell'elemento valvolare essendo impegnato dalla stantuffo e tenuto fuori dall'impegno di tenuta con il manicotto, 1'elemento valvolare muovendosi in impegno a tenuta con i manicotto dopo un movimento prefissa-to dell'elemento valvolare Verso la posizione aperta.