ITRM980095A1

ITRM980095A1 - Sistema di iniezione ad accumulo per motori a combustione interna a piu' cilindri con valvole ad azionamento magnetico

Info

Publication number: ITRM980095A1
Application number: IT98RM000095A
Authority: IT
Inventors: Ulrich Augustin
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-18
Also published as: ITRM980095A0; US5984200A; GB9803541D0; DE19706469A1; IT1298910B1; GB2322414A; FR2759741A1; GB2322414B; FR2759741B1

Description

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo

''SISTEMA DI INIEZIONE AD ACCUMULO PER MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA A PIU' CILINDRI CON VALVOLE DI INIEZIONE AD AZIONAMENTO MAGNETICO "

L'invenzione concerne un sistema di iniezione ad accumulo per un motore a combustione interna a più cilindri con valvole di iniezione di carburante ad iniezione diretta azionate da valvole magnetiche, con un tubo di alimentazione che, in ogni involucro di valvola, porta ad un ago di polverizzatore caricato da molla ed è intercettabile mediante uno stantuffo di comando con valvola integrata, con una molla di ago di polverizzatore che si sostiene in un vano relativo e spinge l'ago del polverizzatore su una sede relativa, inoltre con un vano di comando disposto sul lato posteriore dello stantuffo di comando sotto pressione del sistema nonché con una valvola magnetica che coopera con detto vano mediante la quale poter collegare il vano di comando con un tubo di scarico e, allo stesso tempo, poter eliminare l'intercettazione del tubo di alimentazione che porta all'ago del polverizzatore, il quale tubo è collegato anch'esso con il tubo di scarico tramite un racordo strozzato.

un tale sistema di iniezione ad accumulo con valvole di iniezione di carburante comandate da valvole magnetiche è noto dalla DE 19612 738 Al. Lo stantuffo di comando con valvola integrata è condotto in due parti di involucro ed è collegato tramite il vano della molla con. il lato posteriore dell’ago del polverizzatore. La valvola è formata da una superficie di sede conica anulare, sporgente dallo stantuffo di comando in un vano intermedio, con una sede conica adattata sulla parte dell'involucro.

L'invenzione si prefigge il compito di prevedere accorgimenti sulla valvola di iniezione di carburante del tipo in questione mediante i quali poter, da un lato, esercitare un influsso sull'andamento dell'iniezione e, dall'altro lato, ottenere un miglioramento del rendimento complessivo del sistema di iniezione.

Per la soluzione del compito sono previsti i particolari indicati nella parte caratterizzante della rivendicazione brevettuale 1.

Nelle rivendicazioni dipendenti sono rivendicati ulteriori sviluppi vantaggiosi dell'invenzione.

Attraverso la separazione spaziale del pistone di comando e dell'ago del polverizzatore si evita una perdita continua al di sotto dello stantuffo di comando, cioè una possibilità di perdita continua dall'entrata ad alta pressione al vano della molla, per cui si può migliorare il rendimento complessivo del sistema di iniezione ad accumulo.

Con la disposizione di un perno di strozzamento all'estremità libera dello stantuffo di comando è possibile rappresentare un andamento di iniezione desiderato per l'inizio dell'iniezione, con il risultato di un leggero aumento della pressione di combustione nel motore che, allo stesso tempo, porta alla riduzione delle emissioni di Nox.

La collocazione dello stantuffo di comando in un'unica parte dell'involucro ha il vantaggio di ridurre notevolmente il pericolo di inceppamento di detto stantuffo.

Nella esecuzione secondo la rivendicazion 6, lo stantuffo di comando è bipartito e presenta due segmenti di diametro diverso per la formazione di un vano anulare. Lo stantuffo di comando bipartito conferisce una migliore concentricità e quindi una chiusura stagna affidabile dal lato dell'alta pressione.

Per l'andamento dell'iniezione conforme al fabbisogno, la sezione trasversale di afflusso attiva all'inizio dell'iniezione può essere ottenuta con le forme di realizzazione secondo l'invenzione del perno di strozzamento.

L'invenzione è rappresentata nei disegni e viene illustrata più dettagliatamente in seguito con riferimento ad esempi di esecuzione. In essi:

La figura 1 mostra una valvola di iniezione di carburante secondo l'invenzione con uno stantuffo di comando bipartito,

la figura 2 mostra la parte inferiore dello stantuffo di comando con perno di strozzamento in rappresentazione ingrandita,

la figura 3 mostra il perno di strozzamento in un'altra forma di realizzazione della rappresentazione ingrandita e

la figura 4 mostra uno stantuffo di comando realizzato a pezzo unico con tirante caricato da molla.

Una valvola di iniezione di carburante 1 ad iniezione diretta comandata da valvola magnetica per sistemi di iniezione ad accumulo operanti secondo il principio del Common Rail è costituita da un ago di polverizzatore 2 caricato da molla nonché da uno stantuffo di comando 3 con valvola integrata 4 separato spazialmente da detto ago.

Lo stantuffo di comando 3 è realizzato in modo bipartito secondo la figura 1 ed è condotto in modo longitudinalmente mobile in un'unica parte 5 dell'involucro 6 della valvola. La parte superiore 7 dello stantuffo ha un diametro maggiore della parte inferiore 8 dello stesso che, alla sua estremità del lato valvola, presenta un perno di strozzamento 10 estraibile da un foro di adduzione 9. La parte di pistone inferiore 8 ha due segmenti 11, 12, dei quali il segmento 12 di diametro minore, contenente il perno di strozzamento 10, presenta una superficie di sede conica 14, adattata alla sede conica 13 della valvola. Il segmento minore 12 del pistone limita un vano anulare 16 situato tra la sede 13 della valvola e il sovrappasso 15 formato dal segmento piccolo 11 e dal segmento grande 12 dello stantuffo, dal quale parte un tubo di alimentazione 17 che si estende fino all'ago 2 del polverizzatore.

Il foro di adduzione 9, connesso con un accumulatore ad alta pressione (Common Rail) non rappresentato più dettagliatamente, è collegato tramite un tubo di connessione 18 e una valvola a farfalla 20 con un vano di comando 21 sul lato posteriore dello stantufo di comando 3. Questo stantuffo di comando 3 sta sotto pressione del sistema fino a quando una valvola elettromagnetica 22 tiene chiusa una valvola a farfalla di scarico 24 collegabile con un tubo di scarico 23, la quale valvola a farfalla sbocca nel vano di comando 21.

Lo stantuffo di comando 3 realizzato in modo bipartito spinge, con la sua parte sovrastante 7, la parte inferiore 8 di diametro inferiore sulla sede 13 della sua valvola e interrompe il collegamento ad alta pressione che dal foro di adduzione 9 porta, tramite il tubo di alimentzione 17, all'ago 2 del polverizzatore.

Il vano anulare 16 tra i due segmenti 11 e 12 del pistone e decompresso attraverso una disposizione di foro 26 che si estende nella parte inferiore 8 dello stantuffo e presenta una valvola a farfalla 25, la quale disposizione di foro è collegata tramite un tubo 27 con il tubo di scarico 23.

Nella figura 2 è mostrato un perno di strozzamento 10 che ha una struttura cilindrica in un segmento di foro cilindrico 28 del foro di adduzione 9. Il perno di strozzamento 10 e il segmento di foro 28 formano un vano anulare 29 che determina il passaggio.

Nella figura 3 è rappresentata una forma di realizzazione di un perno di strozzamento IO<1 >che, nel segmento cilindrico 28 del foro di adduzione, si rastrema in direzione dell'eletremità del perno.

Non appena la valvola elettromaghetica 22 viene attraversata da corrente, si ha una riduzione di pressione sopra lo stantuffo di comando 3 e, per effetto delle forze di compressione sulla sede 13 della valvola, si determina un'apertura di quest'ultima in modo da stabilire un collegamento tra l'accumulatore ad alta pressione e l'ago 2 del polverizzatore. L'ago 2 del polverizzatore si solleva contro la forza elastica dalla sede 30 della sua valvola.

L'alzata della valvola dello stantuffo di comando contraddistinta con h è maggiore dell'alzata dell'ago 2 del polverizzatore. Grazie a questa lunga alzata h della valvola è possibile rappresentare, durante la fase di apertura, una sezione trasversale di passaggio progressivamente crescente. La sezione trasversale di apertura che all'inizio determina il passaggio viene raggiunta, a seconda del bisogno, con riferimento all'esempio di esecuzione secondo la figura 2 oppure 3.<: >Attraverso l'andamento desiderato della sezione trasvesale si riempie prima lentamente il vano 31 del polverizzatore e anche la quota iniettata aumenta lentamente all'inizio dell'iniezione. Non appena il perno di strozzamento 10 esce dal segmento del foro di adduzione 9, tutta la sezione trasversale del foro si libera.

Con gli accorgimenti secondo l'invenzione si può realizzare un andamento di iniezione efficace, adeguato al fabbisogno, che provoca un dolce aumento di pressione della commbustione nel motore e, allo stesso tempo, emissioni ridotte di Nox.

Nella figura 4 è mostrato uno stantuffo di comando 3' a pezzo unico con un tirante 33 astiforme che sporge in un vano 32 della molla di compressione, il quale tirante si collega con il perno di strozzamento 10'. Lo stantuffo di comando 3' viene tirato tramite il tirante 33 attraverso una molla di compressione 34 condotta nel vano 32 di detta molla sulla sede 4 della sua valvola. Il vano 32 della molla di compressione è continuamente collegato con il foro di adduzione 9 e, allo stesso tempo, serve da accumulatore di pressione supplementare. La parte inferiore dello stantuffo di comando 3' a pezzo unico è realizzata allo stesso modo della parte inferiore 8 dello stantuffo di comando 3 realizzato in due parti. In questo modo, il perno di strozzamento può presentare, come nelle figure 2 oppure 3, una struttura cilindrica a forma di cono.

La disposizione della molla di compressione 34 ha il compito di tirare lo stantuffo di comando 3' sulla sede 4 della sua valvola poiché, durante la chiusura della valvola elettromagnetica 22, sul lato posteriore dello stantuffo di comando 3' si forma una pressione di sistema che fa in modo che lo stantuffo di comando venga equilibrato idraulicamente dal punto di vista della pressione.

- In questa esecuzione, lo stantuffo di comando 3· non contiene alcuna disposizione di foro che collega il tubo di alimentazione 17 continuamente tramite un tubo 27 con il tubo di scarico 23. Il tubo di alimentazione 27 è collegato direttamente con il tubo 27 che porta al tubo di scarico 23 tramite una valvola a farfalla 25’.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di iniezione ad accumulo per un motore a combustione interna a più cilindri con valvole di iniezione di carburante ad iniezione diretta, comandate da valvole elettromagnetiche, con un tubo di alimentazione che, in ogni involucro di valvola, porta a un ago di polverizzatore caricato da molla ed è intercettabile attraverso uno stantuffo di comando con valvola integrata, con una molla di ago di polverizzatore che si sostiene in un vano relativo e che spinge l'ago di detto polverizzatore sulla sua sede, inoltre con un vano di comando disposto sul lato posteriore dello stantuffo di comando sotto pressione del sistema nonché con una valvola elettromagnetica che coopera con questo vano, attravèrso la quale il vano di comando è collegabile con un tubo di scarico e, allo stesso tempo, si può eliminare l'intercettazione del tubo di alimentazione che porta all'ago del polverizzatore, il quale è collegato pure con il tubo di scarico tramite un raccordo di tubo strozzato, caratterizzato dal fatto che lo stantuffo di comando (3; 3') che è condotto in una unica parte (5) dell'involucro e che comanda il tubo di alimentazione (17) e l'ago (2) del polverizzatore caricato da molla sono separati spazialmente fra loro e dal fatto che lo stantuffo di comando (3; 3') presenta, alla sua estremità del lato valvola, un perno di strozzamento (10; 10') che emerge da un foro di adduzione (9) quando il pistone di comando si solleva dalla sua sede a forma di cono (4).
2. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo stantuffo di comando (3; 3') è costituito da un primo segmento (12) condotto nella parte (5) dell'involucro nonché da un secondo segmento (11) di diametro minore, che forma un vano anulare (16), con una superficie di sede conica (14) al quale si collega il perno di strozzamento (10), e dal fatto che dal vano anulare (16) situato tra la sede (4) della valvola e il primo segmento (11) dello stantuffo parte il tubo di alimentazione (17).
3. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che lo stantuffo di comando (3') è strutturato a pezzo unico e viene tirato da un tirante (33) e da una molla di compressione (34) sulla sede (4) della sua valvola.
4. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il tirante (33) che si collega al perno di strozzamento (10') ed ha sostanzialmente un diametro minore sporge in un vano di molla di compressione (32) in cui detta molla di compressione (34), da un lato, si sostiene alla parte (5) dell'involucro e, dall'altro lato, su uno scodellino (35) relativo, fissato all'estremità inferiore del tirante (33).
5. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il vano (32) della molla di compressione che, allo stesso tempo, agisce da accumulatore di pressione supplementare è sempre in collegamento con il foro di adduzione (9).
6. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che 10 stantuffo di comando (3) è realizzato in modo bipartito, la cui parte superiore (7) limita il vano di comando (21) e poggia sulla parte di diametro minore (8), dove entrambe le parti (7, 8) formano un vano anulare che, da un lato, è collegato con il tubo di alimentazione (17) e, dall'altro lato, è collegato con 11 tubo di scarico (23).
7. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il perno di strozzamento (10; 10') e un segmento (28) del foro di adduzione (9) che coopera’con detto perno sono realizzati a forma di cilindro.
8. Sistema di iniezione ad accumulo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il segmento (28) del foro di adduzione (9) è realizzato in modo cilindrico e il.perno di strozzamento (10·) è realizato in modo da rastremarsi in modo crescente verso la sua estermità libera.