IT9053353U1 - Perfezionamenti al sistema di tenuta ad alta pressione della valvola p ilota di un iniettore elettromagnetico per sistemi di iniezione del co mbustibile di motori a combustione interna - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente innovazione si riferisce ad un iniettore elettromagnetico per sistemi di iniezione di combustibile di motori a combustione interna.

Normalmente questi iniettori comprendono un corpo cavo avente un ugello, il quale viene aperto per iniettare il combustibile, azionando una valvola pilota che mette in comunicazione una camera di controllo dell'ugello con un condotto di scarico. La valvola comprende un corpo valvolare portante tale camera, il quale è collegato al corpo cavo mediante mezzi di accoppiamento a tenuta del combustibile in pressione, per isolare la camera di controllo da una camera di scarico collegata al condotto di scarico.

In un iniettore noto, la valvola pilota comprende normalmente una superficie conica, la quale si accoppia a tenuta con una superficie conica complementare del corpo cavo. Questo tipo di accoppiamento risulta di fabbricazione relativamente complicata e costosa, giacché è sempre difficile lavorare delle superfici coniche su pezzi diversi, in modo da ottenere conicità sostanzialmente identiche per ottenere tenuta a pressioni molto elevate (ad esempio fino a 1500 bar).

Sono anche note delle guarnizioni ad anello o rosetta disposte tra due superfici parallele. Queste guarnizioni tuttavia possono supportate pressioni relativamente basse, ad esempio dell'ordine di 400 bar, insufficienti per i normali iniettori di combustibile.

Scopo dell'innovazione è quello di realizzare un iniettore elettromagnetico avente un accoppiamento a tenuta tra la valvola pilota e il corpo dell'iniettore della massima semplicità e tale da eliminare i suddetti inconvenienti.

Questo scopo viene raggiunto con l'iniettore elettromagnetico secondo l'innovazione, il quale comprende un corpo cavo munito di un ugello di iniezione e una valvola pilota per l'apertura di detto ugello, e in cui detta valvola include un corpo valvolare avente un foro di comunicazione tra una camera di controllo e un condotto di scarico, detto corpo valvolare essendo alloggiato in detto corpo cavo attraverso mezzi di accoppiamento a tenuta, ed è caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento comprendono una coppia di superfici coniugate portate da detti corpi, le quali sono lavorate con elevata precisione in modo da ottenere tra loro un gioco ridottissimo, ed un anello di tenuta compresso tra due altre superfici di detti corpi sostanzialmente parallele tra loro ed adiacenti a detta coppia di superfici.

Per una migliore comprensione dell'innovazione vengono qui descritte due forme preferite di realizzazione dell'iniettore, fatte a titolo esemplificativo con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

Figura 1 è una vista parzialmente sezionata di un iniettore elettromagnetico secondo l'innovazione;

Figura 2 è una sezione parziale dell'iniettore di Figura 1 in scala ingrandita, secondo una prima forma di esecuzione ;

Figura 3 è la sezione di Figura 2, secondo un'altra forma di esecuzione.

Con riferimento alla Figura 1, con 10 è genericamente indicato un iniettore per sistemi di iniezione di combustibile di motori a combustione interna, il quale comprende un corpo cavo 11 avente una forma esterna affusolata. Il corpo 11 è munito inferiormente di un ugello di iniezione 12, il quale è in comunicazione con l'usuale camera di alta pressione (ad esempio fino a 1500 bar), non visibile nei disegni.

Come è noto, la camera di alta pressione viene alimentata da un condotto di ingresso 13 del combustibile in pressione, tramite una camera anulare 14 e un condotto interno non visibile nei disegni. Il condotto 13 è alimentato, in modo noto, da una pompa di alta pressione (ad esempio a 1500 bar).

Il corpo 11 è inoltre munito internamente di una bussola 15 avente una cavità cilindrica assiale 16, in cui è scorrevole assialmente un'asta 17, la quale è spinta in basso e si prolunga verso il basso terminando inferiormente con una punta che funge da otturatore per l'ugello 12.

L'asta 17 viene controllata da una valvola pilota, genericamente indicata con 19, la quale è comandata da un elettromagnete 20 portato dal corpo 11 e tenuto fisso mediante un cappellotto 23. L'elettromagnete 20 comanda un'ancora 28 che porta un gambo 37 di comando di un otturatore a piastrina 67 per la valvola pilota 19. Questa comprende un corpo valvolare 38 di forma sostanzialmente cilindrica, il quale è alloggiato in un vano 39 delimitato da una superficie cilindrica 40, che si estende superiormente alla camera anulare 14.

Il corpo 38 è munito inferiormente di uno spallamento 41 inserito a tenuta in una sede dell'estremità superiore della bussola 15. Superiormente il corpo 38 è munito di una flangia 42 avente una superficie piana 68 su cui si appoggia l'otturatore 67 e su cui sbocca un foro calibrato 49, atto a mettere in comunicazione una camera di controllo 47 con un condotto di scarico 33 del combustibile. La camera di controllo 47 comunica inferiormente con la cavità 16 e, tramite un foro radiale 48, con la camera anulare 14, per cui essa è atta a ricevere il combustibile in pressione dal condotto 13 .

La flangia 42 del corpo 38 è alloggiata in un allargamento della camera 39 formato da uno spallamento 44. In particolare, la flangia 42 è solidale con un organo a campana 51, il quale viene fissato al corpo cavo 11 mediante una ghiera filettata 52 avvitata in una sede filettata 53 del corpo 11. L'organo 51 comprende un manicotto 54, il quale forma con la superficie interna della ghiera 52 una camera anulare 56 di scarico. La superficie interna del manicotto 54 costituisce una guida di precisione per il gambo di azionamento 37 della valvola 19.

L'organo a campana 51 comprende inoltre un anello 57 (Figure 2 e 39) che abbraccia la flangia 42 del corpo 38, in modo tale che l'organo 51 tenga il manicotto 54 centrato rispetto al corpo 38. Infine l'organo 51 comprende una flangia 58, la quale viene tenuta dalla ghiera 52 in impegno con la flangia 42. Tra la flangia 42 e la flangia 58 è ricavata una camera anulare 64, che comunica con la camera anulare 56 mediante due o più fori inclinati 65, che attraversano la flangia 58.

Il corpo valvolare 38 è collegato al corpo cavo 11 mediante mezzi di accoppiamento a tenuta comprendenti una coppia di superfici coniugate, di cui una è costituita da una superficie 70 (Figure 2 e 3) di una porzione 71 del corpo valvolare 38, mentre l'altra è costituita da una porzione superiore 72 della superficie 40 del vano 38 del corpo 11. Le superfici 70 e 72 sono rettificate con elevata precisione, in modo da ottenere tra un gioco radiale inferiore a 0,05 mm, preferibilmente compreso tra 0,02 e 0,03 mm.

I mezzi di accoppiamento a tenuta comprendono inoltre un anello di tenuta di materiale deformabile, compresso tra due altre superfici dei corpi 11 e 38, le quali sono sostanzialmente parallele tra loro e sono adiacenti alla coppia di superfici 70 e 72.

Secondo una prima forma di esecuzione dell'innovazione, il corpo 38 presenta una superficie cilindrica 73 parallela alla superficie cilindrica 40 del vano 30 del corpo 11. Il corpo 38 presenta inoltre uno spallamento 74 disposto tra la superficie 70 e la superficie 73 del corpo 38 stesso.

Tra le superfici 40 e 73 e lo spallamento 74 viene di disposto un anello 75 di materiale elastico ad esempio gomma, avente una sezione sostanzialmente circolare, generalmente noto come "0 Ring". Le due superfici 40 e 73 sono dimensionate in modo da lasciare tra loro un'intercapedine sostanzialmente più stretta del diametro dell'anello 75. Inoltre una superficie anulare 76 della flangia 42 è atta ad appoggiarsi contro lo spallamento 44 del corpo 11.

Inserendo nella sede 39 il corpo 38, munito dell'organo a campana 51 e dell'anello 75, si avvita la ghiera 52 nella sede filettata 53 finché la superficie 76 si arresta contro lo spallamento 44. La superficie 70 si dispone allora in corrispondenza della superficie 73, mentre l'anello 75 viene compresso tra le superfici 40 e 73 e si deforma fino ad assumere una sezione sostanzialmente rettangolare come indicato in Figura 2.

La pressione del combustibile nel vano 39 tiene l'anello 75 costantemente contro lo spallamento 74, per cui esso è appoggiato su tre lati. L'anello 75 non è soggetto all'estrusione dalla sua sede e può facilmente supportare la pressione in gioco (anche fino a 1500 bar), molto maggiore della pressione che può normalmente supportare una guarnizione di tipo "0 Ring".

Secondo la forma di realizzazione di Figura 3, lo spallamento 44 del corpo 11 presenta una risega 77 avente una superficie piana 78 e una superficie cilindrica 79. La risega 77 è atta ad alloggiare una rosetta 80 di metallo deformabile, ad esempio ferro dolce. La rosetta 80 ha una sezione rettangolare ed un'altezza maggiore della superficie 79 della risega 77 ed è atta ad essere compressa dalla superficie anulare 76 della flangia 42.

In questo caso, dopo avere inserito la rosetta 80 nella risega 77, il corpo 38 assieme all'organo a campana 51 viene inserito nel vano 39. Si avvita indi la ghiera 52 portando la flangia 42 a premere contro la rosetta 80. Questa viene compressa tra la superficie 76 della flangia 42 e la superficie 78 della risega 77 e si deforma entro certi limiti in modo da assicurare la tenuta.

La rosetta 77 così compressa rimane tuttavia sempre di un'altezza leggermente maggiore dell'altezza della superficie 79 della risega stessa 77. Poiché la rosetta 80 è contornata da due pareti del corpo 11 e due pareti del corpo 38, essa non è soggetta ad estrusione per eccesso di serraggio e può facilmente sopportare la suddetta pressione del combustibile.

Da quanto visto sopra risultano evidenti i vantaggi dell'iniettore secondo l'innovazione rispetto agli iniettori noti. Infatti la rettifica di precisione delle superfici cilindriche coniugate 70 e 72, nonché la lavorazione della superfici cilindriche 40 e 73 di Figura 2 e delle superfici piane 76 e 78 di Figura 3 risulta molto più economica della lavorazione delle superfici coniche degli iniettori noti. Inoltre la disposizione della guarnizione 75, 80, in aggiunta alle superfici coniugate 70, 73, consente di supportare pressioni molto più elevate di quelle normalmente ammesse per simili guarnizioni.

Si intende che alle forme di realizzazione dell'iniettore descritte possono essere apportate varie modifiche e perfezionamenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, il collegamento a tenuta può incorporare sia l'anello elastico 75 che la rosetta metallica 80.

Claims (9)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Iniettore elettromagnetico per sistemi di iniezione di combustibile di motori a combustione interna, comprendente un corpo cavo (11) munito di un ugello di iniezione (12) e una valvola pilota (19) per l'apertura di detto ugello (12), e in cui detta valvola (19) include un corpo valvolare (38) avente un foro (49) di comunicazione tra una camera di controllo (47) e un condotto di scarico (33), detto corpo valvolare (38) essendo alloggiato in detto corpo cavo (11) attraverso mezzi di accoppiamento a tenuta, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento comprendono una coppia di superfici coniugate (70, 72) portate da detti corpi (38, 11), le quali sono lavorate con elevata precisione in modo da ottenere tra loro un gioco ridottissimo, ed un anello di tenuta (75, 80) compresso tra due altre superfici (73, 40; 76, 78) di detti corpi (38, 11) sostanzialmente parallele tra loro ed adiacenti a detta coppia di superfici (70, 72).
2. 2. Iniettore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette superfici coniugate (70, 72) è cilindrica, e che detto gioco è inferiore a 0,05 mm.
3. 3. Iniettore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto corpo valvolare (38) è fissato in detto corpo cavo (11) mediante una ghiera filettata (52) avvitata in una sede (53) di detto corpo cavo (11), un organo a campana (51) disposto tra detta ghiera (11) e detto corpo valvolare (38) essendo atto a premere su una flangia (42) di detto corpo valvolare (38) in direzione parallela all'asse di dette superfici cilindriche (70, 72).
4. 4. Iniettore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette altre due superfici (73, 40) sono pure cilindriche e che detto anello (75) è costituito da materiale elastico, uno di detti corpi (38, 11) comprendendo uno spallamento (74) per supportare detto anello (75) su un piano perpendicolare a dette altre due superfici (73, 40).
5. 5. Iniettore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto spallamento (74) è portato da detto corpo valvolare (38), detto anello (75) avendo una sezione sostanzialmente circolare, dette altre due superfici (73, 40) essendo distanziate in modo da deformare la sezione di detto anello (75) in un una sezione sostanzialmente rettangolare.
6. 6. Iniettore secondo le rivendicazioni 3 e 5, caratterizzato dal fatto che detta flangia (42) si appoggia inoltre contro uno spallamento (44) di detto corpo cavo (11).
7. 7. Iniettore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che dette altre due superfici (76, 78) sono piane e anulari, detto anello essendo costituito da una rosetta (80) di materiale metallico deformabile, ad esempio ferro dolce.
8. 8. Iniettore secondo le rivendicazioni 3 e 7, caratterizzato dal fatto che detta rosetta (80) è disposta tra detta flangia (42) e una risega (77) di uno spallamento (44) di detto corpo cavo (11).
9. 9. Iniettore elettromagnetico per sistemi di iniezione di combustibile di motori a combustione interna, sostanzialmente come descritto con riferimento agli annessi disegni.