ITRM980232A1

ITRM980232A1 - Valvola ad azionamento elettromagnetico

Info

Publication number: ITRM980232A1
Application number: IT98RM000232A
Authority: IT
Inventors: Christoph Espey
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-10-15
Also published as: ITRM980232A0; US6068236A; GB2324355A; DE19716041A1; FR2779485A1; GB9808086D0; FR2779485B1; FR2762363B1; DE19716041C2; FR2762363A1; IT1299413B1; GB2324355B

Description

DESCRIZIONE

a corredo dì una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Valvola ad azionamento elettromagnetico"

L'invenzione si riferisce ad una valvola ad azionamento elettromagnetico secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Una valvola del genere di un dispositivo di iniezione è nota dalla pubblicazione DE 34 06 198 C2. La valvola ad azionamento elettromagnetico presenta una sede, un gambo con una parte di guida, una testa, un dispositivo di regolazione elettromagnetico e una molla. La valvola è guidata attraverso la parte di guida in modo assialmente spostabile nell'apposita guida. Il dispositivo di regolazione e la molla guidano la valvola alle posizione terminali. Nella posizione di chiusura della valvola la testa della valvola si poggia sulla sede di quest'ultima. La parte di guida presenta uno spallamento, che forma tra se stesso e la testa della valvola una camera di controllo con un foro di pressione di carburante. Nella camera di controllo sullo spallamento e sulla testa della valvola agiscono forze idrauliche.

Un inconveniente della suddetta valvola consiste nel fatto che durante il tempo di funzionamento della valvola le condizioni idrauliche nella camera di controllo variano verso uno squilìbrio. La testa della valvola si inserisce nel corso del suo funzionamento sempre di più nella sede della valvola, per cui aumenta il diametro ad azione idraulica della sede della valvola e quindi cresce notevolmente la forza idraulica agente sulla testa della valvola, causando un'apertura prematura della valvola oppure in casi estremi una indesiderata apertura della valvola già durante l'iniezione.

Quale stato della tecnica generale si rimanda anche alla pubblicazione DE 3006 576 C2.

Il compito dell'invenzione è quello di realizzare una valvola in maniera tale da assicurare una ottima funzione di chiusura e di apertura della valvola sul suo intero corso di funzionamento.

Questo compito viene risolto secondo l'invenzione mediante le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Un vantaggio essenziale dell'invenzione consiste nel fatto che mediante la limitazione del diametro ad azione idraulica della sede, le forze idrauliche si trovano sostanzialmente in equilibrio nella camera di controllo e in tale maniera può essere ridotta la forza magnetica del dispositivo di regolazione, responsabile per la posizione di chiusura della valvola. Una apertura involontaria della valvola nella fase di chiusura viene efficacemente evitata. La chiusura abrasiva sulla sede della valvola da parte di particelle, che vengono trasportate dal combustibile, esercita effetti solo trascurabili sulla funzione di chiusura e di apertura della valvola. Anche su un lungo tempo di funzionamento della valvola le condizioni idrauliche nella camera di controllo restano all'incirca uguali.

Altre forme di realizzazione ed altri vantaggi dell'invenzione risultano dalle sottorivendicazioni e dalla descrizione.

L'invenzione verrà descritta qui di seguito più da vicino e con altri particolari con riferimento a due esempi di realizzazione illustrati nei disegni, in cui:

la figura 1 mostra in una sezione una valvola ad azionamento elettromagnetico, simile a quella della pubblicazione DE 3406 198 C2 formante il prototipo, nella posizione di chiusura con una sede e con un corpo di valvola, la testa della valvola poggiandosi contro la sede di quest'ultima con la formazione di un diametro idraulicamente attivo, con una molla e con un dispositivo di regolazione elettromagnetico; la figura 2 rappresenta in un primo esempio di realizzazione un settore di una valvola ad azionamento elettromagnetico in vista in sezione, in cui secondo l'invenzione il diametro idraulicamente attivo della sede della valvola è delimitato dalla geometria del corpo di quest'ultima e

la figura 3 mostra in un secondo esempio di realizzazione un settore di una valvola ad azionamento elettromagnetico in una vista in sezione, in cui secondo l'invenzione il diametro idraulicamente attivo della sede della valvola è delimitato dalla geometria della detta sede.

Le figure da 1 a '3 mostrano una valvola ad azionamento elettromagnetico 1, 11, e 12, in cui la zona superiore delle figure mostra la valvola 1, 11, e 12/ allo stato iniziale, mentre la zona inferiore rappresenta la valvola 1, 11, e 12 dopo un certo tempo di funzionamento. Gli stessi componenti sono indicati nelle figure con gli stessi numeri di riferimento.

La figura 1 mostra una valvola 1 del tipo in questione, che è inserita in un involucro 2 ad esempio di una pompa di iniezione di carburante e una sede di valvola 3 nonché un corpo di valvola 4. Il corpo di valvola 4 comprende una testa di valvola 5 e un gambo di valvola 6 con un corpo di guida 7, la parte di guida 7 formando uno spallamento 8. La valvola è guidata in modo assialmente spostabile attraverso la parte di guida 7 in un'apposita guida 9 dell'involucro 2 e può essere aperta o chiusa, nella posizione di chiusura della valvola 1 la sua testa 5 poggiandosi a tenuta stagna contro la sede 3 della valvola con la formazione di un diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk.

Attraverso un dispositivo di regolazione elettromagnetico 10 nonché una molla 11, la valvola 1 può essere guidata alle sue posizioni terminali ossia alla posizione di apertura o alla posizione di chiusura, il dispositivo di regolazione elettromagnetico 10 agendo in direzione di chiusura 12 e la molla 11 in direzione di apertura 13 della valvola 1.

Tra lo spallamento 8 della parte di guida 7 e la testa di valvola 5 è formata una camera di controllo 14 con un foro di pressione di carburante 15, che porta alla pompa di iniezione. Alla tazza di valvola 5 si impegna una forza idraulica F0 hydr. in direzione di apertura 13 e allo spallamento 8 si impegna una forza idraulica Fs hydr. in direzione di chiusura 12 della valvola 1. Allo stato ideale della valvola 1 che nel presente caso è lo stato della valvola nuova 1, il diametro idraulicamente attivo dhydr.wirk della sede corrisponde al diametro D della guida o del foro 9 della valvola, per cui i rapporti idraulici F0 hydr. <F>s hydr. nella camera di controllo 14 si trovano in equilibrio. La forza idraulica Fs hydr. che agisce sullo spallamento 8 della parte di guida 7 nella posizione di chiusura 12 della valvola 1, corrisponde in questo stato ideale esattamente alla forza idraulica F0 hydr. ,che agisce sulla testa di valvola 5 in direzione di apertura 13 della valvola 1, la forza idraulica F0 hydr. essendo dipendente in direzione di apertura 13 dal diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede e la forza idraulica Fs hydr. in direzione di chiusura 12 essendo dipendente dal diametro D della guida 9 della valvola.

Durante la chiusura, la valvola 1 assialmente mobile viene sposta dalla forza magnetica F^ del dispositivo di regolazione elettromagnetico 10 contro la forza Fp della molla di apertura 11 in direzione di chiusura 12, in cui la testa 5 si poggia sulla sede 3 della valvola. Al movimento di apertura della valvola 1, la molla 11 comporta un movimento opposto della valvola 1 in direzione di apertura 13 e quindi un sollevamento della testa 5 dalla sede 3 della valvola.

Con la penetrazione della testa 5 nella sede 3 della valvola e con un allargamento a ciò dovuto della sede nel corso di funzionamento della valvola 1, come mostrato nella zona inferiore della figura 1, variano le relazioni idrauliche F0 hydr. : Fs hydr. e in tale maniera l'intero bilancio dinamico della valvola 1. L'allargamento della sede della valvola 1 comporta un aumento del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk.' come illustrato nella figura 1. In tale maniera la valvola 1 riceve una forza idraulica risultante F0 hydr. in direzione di apertura 13. Questa forza risultante F0 hydr. in direzione di apertura 13 agisce, oltre alla forza Fp della molla, contro la forza magnetica FM responsabile per la chiusura della valvola 1 e comporta una involontaria apertura prematura della valvola 1. Inserendo la valvola 1 in una pompa di iniezione, ciò significherebbe una involontaria apertura prematura durante l'iniezione. Già con un piccolo ingrandimento del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede, la forza magnetica FM viene superata dalla forza Fp della molla e dalla forza idraulica F0 hydr.

in direzione di apertura 13.

Per impedire che la forza idraulica F0 hydr. In direzione di apertura 13 aumenti eccessivamente nel corso di funzionamento della valvola 1, rendendo così necessario, per un funzionamento impeccabile della valvola 1, un aumento della forza magnetica responsabile della chiusura, secondo l’invenzione il diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede della valvola 1 viene necessariamente limitato. Nel caso ideale, la limitazione comporta un equilibrio dinamico tra le forze idrauliche F0 hydr. e Fs hydr. nella camera di controllo 14, per cui sulla valvola 1 agiscono solo la forza Ff della molla e la forza magnetica FM. Al di fuori del caso ideale, la limitazione del diametro idraulicamente attivo della sede della valvola comporta che la forza idraulica F0 hydr. posta in direzione di apertura 13 in un campo non critico e non ha quindi luogo una apertura involontaria della valvola. Una limitazione del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. bella sede può aver luogo, come illustrato nelle figure 2 e 3, mediante la geometria del corpo 4 o della sede 3 della valvola.

La figura 2 mostra la limitazione del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede mediante la geometria del corpo 41 della valvola. Una riduzione del diametro esterno da1 della testa 51_ nella zona della sede 31 della valvola comporta, contrariamente al diametro esterno da della testa 5 della valvola della figura 1, necessariamente ad una limitazione del diametro idraulicamente d^ydr. wirk. della sede, per cui sono sostanzialmente uguali le forze F0 hydr., <F>s hydr. agenti nella posizione di chiusura della valvola sullo spallamento 8 della parte di guida 7 e sulla testa 5χ della valvola. Il diametro idraulicamente d^ydr. wirk. della sede resta all’incirca uguale nel corso di funzionamento della valvola 11

Quale altra possibilità della limitazione del diametro idraulicamente attivo d^ydr. wirk. della sede di una valvola sarebbe possibile una valvola che chiude a tenuta stagna a forma di una linea circolare con un raggio esterno. In tale maniera si ottiene, partendo da una posizione iniziale dal punto di vista idraulico non ideale, però ciononostante non critica (stato della valvola nuova), dopo l'usura della valvola nel corso di suo funzionamento, una riduzione del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede, in quanto la valvola penetra dall'esterno verso l'interno nella sua sede e quindi un miglioramento dei rapporti idraulici. Il diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede presenta il suo valore massimo nella valvola nuova, che viene scelto in modo da trovarsi ancora nella zona non critica, ossia la forza idraulica F0 hydr. agente sulla testa della valvola non comporta ancora un'apertura involontaria della valvola.

Nella figura 3, la limitazione del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede avviene grazie alla geometria della sede 32 della valvola. La valvola I2 quando è nuova si poggia, con un diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. leggermente maggiore, su un bordo sporgente 16 della sede 32 il diametro dhydr. wirk. della sede trovandosi però ancora nella zona non critica. Nel corso di funzionamento della valvola 12 , la sua sede 32 penetra verso l'esterno e verso l'interno, per cui il diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede resta invariato e quindi ancora non critico. La forza idraulica F0 hydr. agente sulla testa 52 della valvola 12 nella posizione di chiusura di quest 'ultima è solo in misura non essenziale superiore della forza idraulica Fs hydr. agente sullo spallamento 8 della parte di guida 7 e non comporta un'apertura involontaria della valvola I2 nella fase di chiusura.

Quale altra possibilità per la limitazione del diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. della sede mediante la geometria di questa sede di valvola, sarebbe possibile un collare sull'involucro, fungente da sede di valvola, per cui la valvola potrebbe penetrare solo in una superficie limitata al collare e in tale maniera il diametro idraulicamente attivo dhydr. wirk. subirebbe una limitazione.

Inoltre, il diametro idraulicamente attivo dhydr wirk. potrebbe essere limitato dalla geometria del corpo oppure della sede della valvola in maniera da corrispondere al diametro D della guida 9 della valvola.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Valvola ad azionamento elettromagnetico con una sede e un corpo, che comprende un gambo di valvola formante una parte di guida munita di uno spallamento, attraverso la quale la valvola è guidata in modo assialmente mobile in una apposita guida e una testa di valvola, che si poggia nella posizione di chiusura della valvola contro la sede della valvola con la formazione di un diametro idraulicamente attivo della detta sede, con un dispositivo di regolazione elettromagnetico e con una molla, mediante i quali la valvola è guidabile alle posizioni terminali, in cui tra lo spallamento della parte di guida e la tazza della valvola è formata una camera di controllo con un foro di pressione di carburante e in cui nella camera di controllo sullo spallamento e sulla testa della valvola agiscono forze idrauliche, caratterizzata dal fatto che il diametro idraulicamente attivo (dhydr. wirk.) della sede della valvola (11, 11) è limitato in maniera tale che le forze idrauliche (F0 hydr.,<F>s hydr.) agenti sullo spallamento (8) della parte di guida (7) e sulla testa (51 52) della valvola si trovano sostanzialmente in equilibrio.
2. Valvola ad azionamento elettromagnetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il diametro idraulicamente attivo (dhydr. wirk.) della sede è limitato dalla geometria del corpo di valvola (41).
3. Valvola ad azionamento elettromagnetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il diametro idraulicamente attivo (dhydr. wirk) della sede è limitato dalla geometria della detta sede (32) della valvola.
4. Valvola ad azionamento elettromagnetico secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che il diametro idraulicamente attivo (dhydr. wirk. ) della sede corrisponde al diametro (D) della guida (9) della valvola.