ITRM980550A1 - Procedimento e dispositivo per il controllo, dal punto di vista della tenuta di un liquido sotto alta pressione in un impianto - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo:''Procedimento e dispositivo per il controllo, dal punto di vista della tenuta, di un liquido sotto alta pressione in un impianto''

L'invenzione concerne un procedimento e un dispositivo per il controllo, dal punto di vista della tenuta, di un liquido sotto alta pressione in un impianto di iniezione di carburante di un motore a combustione interna.

Dalla DE 3713 255 Al è noto un procedimento per il controllo della tenuta stagna di contenitori chiusi. Come esempio di contenitore è citato, in questo caso, un bagagliaio di un autoveicolo. Il contenitore e rispettivamente il bagagliaio è privo di pressione e nell'interno viene prodotto un gas presentante una temperatura nettamente inferiore alla temperatura ambiente del contenitore. Al di fuori del contenitore è previsto un dispositivo per il rilevamento delle immagini termiche che rileva le anermeticità del contenitore attraverso i gas di uscita con un temperatura sostanzialmente inferiore alla temperatura ambiente. A questo scopo vengono proposte, ad esempio, macchine da presa a raggi infrarossi.

Nella WO 96/30748 è descritto un procedimento per l'individuazione di irregolarità in un contenitore dove, attraverso le differenze di pressione e di temperatura sulla parete del contenitore, si riconoscono i punti di perdita.

Dalla DE 3305 005 C2 è noto un procedimento e un dispositivo per la determinazione della distribuzione della temperatura lungo un tratto di tubazione, dove la distribuzione della temperatura dev'essere rilevata con l'aiuto di uno o più elementi termici o termistori disposti in modo equidistante lungo il tratto. A questo scopo vengono propposte pure camere da ripresa a raggi infrarossi.

Nella GB l 480 173 viene descritto un procedimento con cui in una pompa a pistone si individuano perdite di valvole attraverso un aumento di temperatura della valvola difettosa. Qui, l'aumento di temperatura si basa però sul calore di attrito che viene prodotto da un riflusso di liquido nella valvola guasta .

Per quanto riguarda lo stato della tecnica dei controlli di tenuta si rimanda anche alle domande di brevetto JP 08247885 A, JP 2-287135 A, JP 2-78927 A.

In impianti ad alta pressione, come avviene per impianti di iniezione di carburante con più di 1000 bar, è particolarmente importante effettuare un controllo della tenuta stagna dal momento che, in questo caso, in tutti i punti di tenuta e rispettivamente in tutti i raccordi di tenuta vi è un'alta pressione costante. In tali impianti ad alta pressione, i punti di perdita, che nei sistemi convenzionali e rispettivamente in presenza di bassa pressione vanno ancora considerati stagni, debbono essere individuati però in modo preciso.

A questo scopo è noto determinare la tenuta di un impianto di iniezione di carburante mediante misurazioni della caduta di pressione. A questo riguardo, il sistema viene portato a pressione e, successivamente, si osserva la rapidità con cui la pressione si abbassa. Siccome in determinati punti di un impianto di iniezione normalmente vi sono inevitabilmente punti di perdita, come ad esempio nel dispositivo a iniettore/cursore, è inevitabile una certa caduta di pressione. Ciò significa che questo sistema di misura della caduta di pressione noto nella pratica è relativamente impreciso poiché i punti critici di perdita possono eventualmente scendere nella caduta complessiva della pressione.

In alternativa a questo, dalla pratica è noto eseguire controlli visivi. In questo caso però una perdita viene scoperta solo quando il carburante in uscita ha riempito tutte le cavità ed esce dal collegamento a vite. In caso di piccole perdite, ciò può richiedere, in parte, molto tempo. Ciò significa che questo procedimento è pure molto impreciso ed è difficilmente automatizzabile.

Pertanto, la presente invenzione si prefigge il compito di realizzare un procedimento e un dispositivo per il controllo,dal punto di vista della tenuta, di un carburante in liquidi sotto alta pressione in un impianto di iniezione relativo di un motore a combustione interna, mediante il quale dispositivo poter individuare, con accorgimenti relativamente semplici, in modo molto preciso e, prima di tutto, in modo molto ràpido, anermeticità eventualmente presenti nell'impianto.

Secondo l'invenzione, questo compito viene risolto con i particolari indicati nella rivendicazione 1.

Nella soluzione del compito prefisso, gli inventori hanno sfruttato il fatto che un liquido sotto alta pressione, come avviene con il carburante in un impianto di iniezione relativo, durante la sua uscita si riscalda notevolmente a seconda della differenza di pressione in corrispondenza di un punto privo di tenuta durante l'espansione. Questo effetto viene ora usato per riconoscere e rispettivamente rilevare tecnicamente il riscaldamento che si determina. A questo scopo è soltanto necessario prevedere, nei punti in cui può verificarsi una perdita, opportuni dispositivi di misura e far sorvegliare questi punti con detti apparecchi di misura. A questo scopo sono possibili, ad esempio, camere da ripresa di immagini termiche e/o termoelementi di per sè noti che riconoscono immediatamente come perdita gli aumenti di temperatura anormali.

I punti non accessibili o difficilmente accessibili possono essere riconosciuti da un mezzo volatile da alimentare separatamente dall'esterno nella fessura di tenuta. Se sulla fessura di tenuta vi è un'anermeticità, il carburante che fuoriesce e che in questo modo si riscalda aumenta di temperatura e fa evaporare il mezzo volatile. L'indice di evaporazione può essere poi osservato opportunamente tramite una striatura.

Ciò significa, vantaggiosamente, che non si deve attendere fino a quando la fessura di tenuta sia completamente piena di carburante e che la sua uscita possa poi essere individuata. Specialmente per la individuazione di anermeticità negli iniettori, questo procedimento è particolarmente indicato dato che questi, generalmente, sono difficilmente accessibili.

Il procedimento secondo l'invenzione e un dispositivo relativo, quale è descritto nelle rivendicazioni da 5 a 8, possono essere impiegati sia per il controllo di singole parti di un impianto ad alta pressione sia per il controllo dell'impianto ad alta pressione nel suo complesso allo stato montato.

In seguito sono rappresentati in linea di principio esempi di esecuzione dell'invenzione con riferimento ai disegni. In essi:

La figura 1 mostra una rappresentazione prospettica schematica di un impianto di iniezione di carburante di un motore a combustione interna con camera da ripresa di immagini termiche ;

la figura 2 mostra una rappresentazione prospettica schematica di un impianto di iniezione di carburante di un motore a combustione interna con termoelementi; e

la figura 3 mostra una sezione lungo un iniettore dell'impianto di iniezione di carburante rappresentato nelle figure 1 e 2.1

L’invenzione viene descritta a titolo esemplificativo in seguito con riferimento ad un impianto di iniezione dicarburante di un autoveicolo, però essa è adatta, naturalmente, in linea di massima, anche per il controllo di altri impianti sottoposti ad una pressione ugualmente alta.

Un impianto di iniezione di carburante presenta, come elementi strutturali essenziali, una pompa ad alta pressione 1 da cui un tubo di alimentazione di carburante 2 porta ad un distributore di carburante 3. Dal distributore di carburante 3, singoli tubi di diramazione 4 portano ad iniettori 5. Nell'esempio di esecuzione sono previsti quattro iniettori 5 con relativi singoli tubi di diramazione 4. L'impianto di iniezione presenta raccordi di alta pressione 6, minacciati da perdite, nella giunzione del tubo di adduzione 2 con la pompa ad alta pressione 1 e con il distributore di carburante 3, nonché altri raccordi di alta pressione 6 sulla giunzione tra il distributore di carburante 3 e i tubi di diramazione 4 nonché tra i tubo di diramazione 4 e gli iniettori 5 di volta in volta relativi. Tali raccordi di alta pressione sono provvisti, generalmente, di dadi a risvolto su cui, in caso di montaggio non a regola d'arte, si può formare una mancanza di tenuta.

Per la sorveglianza dell'impianto, specialmente dei raccordi di alta pressione 6, è prevista, secondo l'esempio di esecuzione secondo la figura 1, una o più camere da ripresa di immagini termiche 7 distribuite intorno all'impianto.

A seconda della qualità della camera da ripresa delle immagini termiche 7 e rispettivamente della sua capacità di risoluzione e della grandezza dell'impianto, per la sorveglianza è sufficiente, eventualmente, un'unica camera da ripresa di immagini termiche 7.

Se 1'impianto o singole parti di esso vengono controllati prima del montaggio in un autoveicolo, allora generalmente si farà passare, davanti ad una camera da ripresa di immagini termiche 7, il dispositivo da controllare in modo che i punti da controllare in successione vengano rilevati da detta camere o da dette camere da ripresa di immagini termiche :

Se è previsto prima un controllo allo stato montato o premontato, allora si debbono distribuire opportunamente camere da ripresa di immagini termiche 7 intorno all'impianto.

In alternativa o anche in connessione con camere da ripresa di immagini termiche secondo la figura 2, invece di un controllo della tenuta mediante camere da ripresa di immagini termiche 7 si possono prevedere termoelementi 8. In questo caso, sui raccordi di mandata 6 o molto vicino ai raccordi di mandata 6 si poggiano e rispettivamente si dispongono termoelementi 8 collegati elasticamente tramite barre 9 a forma di molle a lamina con un dispositivo di fissaggio sotto forma di barra di fissaggio 10. Grazie alle barre 9 a forma di molla a lamina si ottiene una spinta elastica e quindi sicura dei termoelementi 8 sui punti da misurare, cioè sui raccordi di alta pressione 6 Attraverso le barre a forma di molla a lamina 9 e il dispositivo di fissaggio 10 si possono inviare, per una valutazione dei dati termici misurati, anche tramite fili per comandi (non rappresentati), impulsi e rispettivamente segnali che si manifestano in caso di anermeticità dei termoelementi 8 che si riscaldano.

Il procedimento e rispettivamente il dispositivo secondo l'invenzione secondo le figure 1 e 2 può essere combinato, anche per una classificazione automatica, con una separazione di parti non stagne.

In caso di impiego di camere da ripresa di immagini termiche 7 è possibile individuare gli aumenti di temperatura, che in caso di carburante in un impianto di iniezione possono essere di 70°K, che si determinano a causa di una perdita nei punti in questione attraverso differenze di luminosità che si sviluppano sulla macchina da ripresa di immagini termiche 7 e rispettivamente in dette camere. Attraverso algoritmi di valutazione delle immagini è possibile anche automatizzare questo processo.

Per punti difficilmente accessibili, in cui vi sono, ad esempio, anche fessure di tenuta e rispettivamente tratti di tenuta più. lunghi, come avviene ad esempio negli iniettori 5, si può eseguire, in alternativa o in aggiunta, ancora un altro procedimento con l’aiuto di un mezzo volatile per il controllo della tenuta. Questo procedimento è rappresentato in linea di massima nella figura 3. L'iniettore 5 presenta un corpo 11 nel cui interno si trova un polverizzatore 12. L'iniettore 5 viene posizionato tramite una staffa 13 e una vite di fissaggio 15 della stessa in un coperchio testa cilindri 15. Tramite fori di connessione non rappresentati, il polverizzatore 12 riceve carburante ad alta pressione che esso deve iniettare all'estremità inferiore in una camera di combustione di un motore a combustione interna pure non rappresentato. Per la chiusura stagna tra il polverizzatore 12 e il corpo 11 dell'iniettore, nella zona inferiore è previsto un anello di tenuta 16. In caso di anermeticità in una fessura 17 tra il polverizzatore 12 e il corpo il dell'iniettore, che cinge detto polverizzatore può salire carburante verso l'alto ed ivi uscire. A seconda della entità dell'anermeticità, ciò può durare a lungo. Però per individuare in modo nettamente più rapido una anermeticità in questo punto, nella fessura 17 si introduce, dall'alto e rispettivamente dall'esterno, un mezzo volatile che nella fessura si espande verso il basso fino all'anello di tenuta 16. Se in corrispondenza dell'anello di tenuta 16 vi è una anermeticità e dal polverizatore 12 esce adeguatamente carburante ad alta pressione, detta zona si riscalda notevolmente durante l'espansione a pressione ambiente. A causa di questo riscaldamento, il mezzo volatile può evaporare e l'indice di evaporazione può essere determinato opportunamente dalla macchina da ripresa di immagini termiche 7 all'uscita dalla fessura 7 attraverso una striatura 18.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il controllo, dal punto di vista della tenuta, di un liquido sotto alta pressione in un impianto di iniezione di carburante di un motore a combustione interna, mediante punti fissi del calore che si sviluppa su una anermeticità per effetto di una espansione del liquido sotto pressione nell'impianto al momento dell'uscita da un punto non stagno.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la mancanza di tenuta stagna viene individuata'mediante una o più macchine da ripresa di immagini termiche (7).
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la mancanza di tenuta stagna viene individuata da termoelementi (8).
4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che in una fessura di tenuta (17) viene immesso, per il controllo della stessa, un mezzo volatile che, in caso di riscaldamento da parte del liquido in arrivo, evapora.
5. 5. Dispositivo per l'esecuzione del procedimento secondo una delle rivendicazioi da 1 a 4, catterizzato dal fatto che una o più macchine da ripresa di immagini termiche (7) sono previste intorno all'impianto per la sorveglianza di punti di raccordi di mandata (6).
6. 6. Dispositivo per l ' esecuzione del procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che è previsto uno o più termolementi (8) in punti di raccordi di mandata (6) dell'impianto per la sorveglianza della tenuta.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 oppure 6 per la sorveglianza di un impianto di iniezione di un motore a combustione interna con una pompa ad alta pressione, un tubo di alimentazione di caburante che porta ad un distributore di carburante, e con tubi di diramazione che dal distributore di carburante porta ad iniettori, caratterizzato dal fatto che per la sorveglianza di punti di raccordi di mandata (8) del tubo di alimentazione (2) del carburante sono perviste macchine da ripresa di immagini termiche (7) e/o termoelementi sul distributore di carburante (3), sui tubi di diramazione (4) e sugli iniettori (5).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i termoelementi (8) stanno accanto ai raccordi di mandata (6) degli stessi e sono fissati ad fissaggio (10) tramite elementi elastici (9)