ITRM990011A1

ITRM990011A1 - Sistema di iniezione di carburante per motori a combustione interna.

Info

Publication number: ITRM990011A1
Application number: IT1999RM000011A
Authority: IT
Inventors: Volker Schwarz
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-07-11
Also published as: FR2773593A1; GB9900213D0; GB2333328B; FR2773593B1; GB2333328A; DE19801169C1; US6062194A; IT1306575B1

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: “'SISTEMA DI INIEZIONE DI CARBURANTE PER MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA''

L'invenzione concerne un sistema di iniezione di carburante per motori a combustione interna secondo il tipo definito più dettagliatamente nel preambolo della rivendicazione -1.

Un sistema di iniezione del tipo in questione è noto dalla DE 37 ;22 965 Al. In questo caso, per l'iniezione del carburante; uno stantuffo mobile verso il basso all'interno di una pompa di iniezione aspira carburante attraverso un tubo di adduzione. Dopo la chiusura di .una valvola di comando nella pompa di iniezione, il tubo di adduzione viene separato dal tubo che dalla pompa di iniezione porta all'ugello d'iniezione e lo stantuffo che ora si muove verso l'alto sviluppa, in questo tubo che viene chiamato anche camera di alta pressione, un'alta'pressione. In questo modo, l'ugello di iniezione si apre, dando luogo all'iniezione di carburante nella camera di combustione del motore a combustione interna.

In questo caso, all'interno della pompa di iniezione, oltre alla valvola -di comando descritta, è prevista un'altra valvola. Qui, una delle due valvole di comando, durante tutto il processo di iniezione, è chiusa, mentre l'altra valvola di comando e rispettivamente la valvola supplementare per porre termine alla preiniezione viene aperta.

L'inconveniente del sistgema di iniezione ivi descritto sta però nel fatto che la sezione trasversale della valvola supplementare dev'essere concepita in modo da avere una dimensione ’tale che, in presenza di massimo numero di giri del motore, si possa avere con sicurezza una ;interruzione dell'iniezione e rispettivamente una conclusione della preiniezione. Questa grande sezione trasversale della valvola supplementare;provoca però, in presenza di basso numero di giri, una sovralimitazione svantaggiosa della camera di alta pressione attraverso la quale si formano vuoti che, infine, producono una iniezione principale instabile.

Un altro sistema di iniezione di carburante per motori a combustione intèrna è descritto nella DE 3601 710 Al. In questo caso, la sezione trasversale di flusso della valvola elettromagnetica è regolabile almeno in due stadi e la quantità di carburante iniettato è divisa in una quantità preiniettata e una quantità iniettata principale. Per ottenere una preiniezione si chiude brevemente la valvola e, successivamente, la si apre di nuovo per poi richiuderla e riaprirla per la iniezione principale'.

In un sistema di iniezione di questo genere, la camera di alta pressione, in presenza di basso numero di giri e per effetto della grande sezione trasversale della valvola, viene svantaggiosamente sovralimitata quando si apre la valvola e, come già descritto sopra, si formano vuoti che determinano una iniezione principale instabile. Inoltre, in presenza di alto numero di giri durante il servizio non balistico della valvola elettromagnetica, si produce, per effetto della velocità di alimentazione relativamente alta dello stantuffo, una quantità di carburante preiniettato troppo grande. In questo' caso> i minori urti della valvola che si hanno, cioè una battuta della valvola sulla sua sede, hanno notevoli effetti dal punto di vista delle diverse quantità di carburante iniettato.

Per quanto riguarda lo stato generale dèlia tecnica nei sistemi di iniezione di carburante si rimanda, inoltre, alla DE 31 47 467 CI e alla W089/00242 Al.

Compito della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di iniezione di carburante per motori a combustione interna in cui, nel campo di velocità inferiore, si evita una sovraiimitazione della camera di alta pressione e, nel campo di velocità superiore, si ha una quantità preiniettata sufficientemente bassa.

Secondo l'invenzione, questo compito viene risolto con i particolari citati nella parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Attraverso il controllo della preiniezione tramite la valvola di comando principale, nel'campo di velocità superiore; la durata di attivazione della valvola di comando principale viene prolungata, per cui l'influsso di urti della valvola sulle diverse quantità iniettate si riduce notevolmente. In questo modo, la sezione trasversale della valvola di comando supplementare può essere progettata, dall'altro lato, in modo da risultare tanto piccola da evitare con sicurezza, nel campo di velocità inferiore, una sovralimitazione della camera di alta pressione della pompa di iniezione. Nel campo di velocità inferiore, le due valvole di comando possono essere attivate poi allo stesso modo noto nello stato della tecnica.

Forme di realizzazione vantaggiose e ulteriori sviluppi dell'invenzione emergono dalle rivendicazioni dipendenti e dall’esempio di esecuzione rappresentato in linea di massima in seguito con riferimento ai disegni. In essi:

La figura 1 mostra una pompa di iniezione di carburante per il sistema di iniezione di carburante secondo l'invenzione;

la figura 2 mostra l'andamento temporale delta processo di iniezione in un primo sistema di iniezione di carburante noto dallo stato della tecnica;

la figura 3 mostra l'andamento temporale del processo di iniezione in un secondo sistema di i .ni .ezi.one di. carburante noto dalla stato della tecni.ca;

la figura 4 mostra l'andamento temporale del processo di ;iniezione nel sistema di iniezione di carburante secondo l'invenzione nel campo di velocità inferiore; e

la figura 5'mostra l'andamento temporale del processo di iniezione nel sistema di iniezione di carburante secondo l'invenzione nel campo di velocità superiore.

La figura 1 mostra una pompa di iniezione 1 per un motore a combustione interna non rappresentato nel suo complesso. In questo caso, la struttura principale della pompa di iniezione 1 di per sè è nota dallo stato della tecnica.

Sul lato inferiore della pompa di iniezione 1 si trova una punteria a rullo 2 che trasmette gli impulsi che agiscono su di esso attraverso una carnuta non rappresentata di un albero a camme del motore a combustione interna ad uno scodellino per molla 3 e quindi ad un elemento pompante 5, collegato con lo scodellino per molla -tramite un corsoio 4. L'elemento pompante 5 è disposto a molleggio grazie ad una molla di punteria a rullo 6 e le parti descritte sono cinte da un manicotto 7. Alla sua estremità opposta alla punteria a rullo 1, l'elemento pompante è accolto in una carcassa 8 in cui è disposta anche la valvola di comando principale 9.

La valvola di comando principale 9 è disposta, in questo caso, in un tubo 11 ché parte da un tubo di adduzione 10. Il tubo 11 si divide, dopo la valvola di comando principale 9, in una parte Ila e rispettivamente un tubo principale ila e una parte llb e rispettivamente un tubo secondario llb. Quando la valvola di comando principale 9 si trova in stato aperto, il tubo di adduzione 10 è collegato, tramite la parte di tubo 11a, direttamente con un'apertura 12 che, tramite un tubo non rappresentato, porta ad un ugello di iniezione anch'esso non rappresentato. Quando la valvola di comando principale 9 è in stato chiuso, la via che porta all'apertura 12 per il carburante che non si trova già nel tubo principale 11a conduce soltanto lungo il tubo secondario 11b in cui è disposta la valvola di comando supplementare 13.

La sezione trasversale di passaggio attraverso la valvola di comando supplementare 13 è minore della sezione traversale di passaggio lungo la valvola di comando principale 9, per cui la valvola di comando supplementare 13 è adattata ad una portata iniettore ridotta prevista nel campo di velocità inferiore. In questo caso si deve osservare che, contrariamente alla rappresentazione indicata 'solo 'schematicamente secondo la figura 1, le sezioni trasversali di passaggio lungo le valvole di comando 9 e 13 sono di volta in volta le minori sezioni trasversali delle parti di tubo 11a 1 11b

Alimentando corrente ad una magnete di commutazione 14 della valvola di comando principale 9, quest'ultima chiude la parte di tubo 11a mentre, alimentando corrente ad un magnete di commutazione 15 della valvola di comando supplementare 13, quest'ultima apre la parte di tubo 11b.

Il processo di iniezione principale attravèrso la pompa di iniezione 1 si svolge come segue: Attraverso la forza della molla 6 della punteria a rullo, l'elemento pompante 5 si sposta verso il basso e aspira carburante attraverso il tubo di adduzione 10. Il carburante scorre poi, attraverso il tubo principale 11a e il tubo secondario 11b, in direzione dell'apertura 12. Grazie alla bassa pressione nelle parti di tubo 11a e 11b, l'ugello di iniezione non può però aprirsi ancora.

Per l'avviamento dell'iniezione di carburante, la valvola di comando principale 9 viene chiusa e l'elemento pompante 5 che si muove verso l'alto attraverso l'azione della camma comprime il carburante nella parte di tubo 11a che viene chiamata anche camera di alta pressione. Attraverso questa alta pressione, l'ugello di iniezione si apre dando luogo all'iniezione nella camera di combustione del motore a combustione interna. Se la valvola di comando principale 9 oppure la valvola di comando supplementare 13 sono aperte, allora il carburante viene espulso, per mezzo dell 'elemento pompante 5 che si muove verso l'alto, nuovamente dalla pompa di iniezione 1 attraverso l'adduzione 10.

Per ottenere la preiniezione di una quantità di carburante relativamente piccola, nel procedimento noto dallo stato della tecnica, la valvola di comando principale 9 viene chiusa, come descritto in seguito, brevemente prima dell'iniezione vera e propria e, successivamente, viene di nuovo aperta.

La figura 2 mostra un andamento di iniezione noto dallo stato della tecnica, dove nella pompa di iniezione ivi impiegata è prevista soltanto una valvola di comando principale e .nessuna valvola di comando supplementare. Le curve da a a c mostrano l'andamento dell'iniezione in presenza di numero di giri al minimo di volta in volta sul tempo t. In questo caso, la valvola di comando principale viene alimentata brevemente con una corrente I secondo la linea a per l'esecuzione di una preiniezione dove l'alzata s della valvola di comando principale è rappresentata nella curva b. In questo caso, 'la valvola di comando principale si chiude per breve tempo e viene di nuovo aperta per porre termine alla preiniezione. La curva c rappresenta la pressione molto irregolare p sull'ugello di iniezione.

Nelle curve da d a f è rappresentato l'andamento di iniezione con la stessa pompa di iniezione indicata nelle figure da a a c in presenza di numero di giri nominale. Come rappresentato secondo la curva d, ivi si alimenta corrente, per un tempo t ancora minore, alla valvola di comando principale per una preiniezione, dopo di che essa si chiude brevemente secondo la curva e per rappresentare una preiniezione. Un'apertura della valvola di comando principale mette fine, come,indicato sopra, alla preiniezione: In questo caso però, la pressione p sull'ugello di iniezione, e quindi la quantità preiniettata, è troppo grande, come si nota dalla curva f:

Per l'esecuzione dell'iniezione principale, in entrambi i casi la valvola di comando principale viene alimentata di nuovo con corrente (curve a e d), secondo le curve b ed e la valvola 'di comando principale si chiude poi di volta in volta per aumentare la pressione p dell'ugello di iniezione e, in questo modo, per aprire detto ugello per l'iniezione di carburante, come si rileva dalla curva f. Anche l'iniezione principale, in questo caso, termina attraverso l'apertura della valvola di comando principale, dando luogo ad una pressione p troppo alta sull'ugello di iniezione e quindi ad una quantità di carburante iniettato principale troppo grande.

La figura 3 rappresenta l'andamento dell'iniezione’ in un altro sistema di iniezióne di carburante noto dallo stato della tecnica come mostra, ad esempio, la DE 3722 265 Al. Secondo le curve a e b, durante tutta l’iniezione, la valvola di comando principale è alimentata da corrente e quindi è chiusa, mentre la valvola di comando supplementare viene brevemente alimentata con corrente per porre fine,alla preiniezione e quindi viene aperta, come emerge dalle curve c e d. Per l'esecuzione dell'iniezione principale, la valvola di comando principale viene privata di corrente e quindi viene chiusa. Questo procedimento viene eseguito quasi allo stesso modo per tutto il campo di velocità e produce pressioni p molto alte, rappresentate nella curva e sull'ugello di iniezione e quindi quantità di carburante preini'èttàto e quantità di carburante iniettato principale molto alte.

La figura 4 mostra un andamento di iniezione nella pompa di iniezione 1 descritta sopra nel funzionamento al minimo e nel campo di velocità inferiore, il quale, in linea di massima, è analogo all'andamento rappresentato nella figura 3. Però, riducendo la sezione trasversale di passaggio si può evitare, attraverso la valvola di comando supplementare 13, una sovralimitazione della camera di alta pressione per cui, secondo la curva e, la pressione p in corrispondenza dell'ugello di iniezione è più bassa che secondo la curva e della figura 3.

Nella 1 figura 5 è descritto l'andamento dell'iniezione nella pompa di iniezione 1 descritta sopra nel campo di velocità superiore fino alla velocità nominale. In questo caso, per una preiniezione si chiude la valvola di comando 'principale 9. Per porre fine alla preiniezione si toglie la corrente I alla valvola di comando principale 9, come rappresentato nella curva a, e quindi detta valvola viene aperta e fornita di corrente per l'iniezione principale e quindi viene chiusa. In questo caso, durante la preiniezione, si apre la valvola di comando supplementare.

Attraverso l'alimentazione di corrente alla valvola di comando principale 10 per la conclusione della preiniezione e dell'alimentazione di corrente alla valvola di comando supplementare 13 e della sua apertura durante la preiniezione si può prolungare la durata di attivazione della valvola di comando principale 9 mentre, attraverso l'apertura della valvola di comando supplementare 13, si può ridurre l'aumento di pressione nella camera di alta pressione, come rappresentato nella curva e, dal momento che una parte del carburante può ritornare nel tubo secondario llb.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di iniezione di carburante per motori a combustione interna con una pompa di iniezione, con una preiniezione e una iniezione principale, dove 1.1 nella pompa di iniezione, un tubo di adduzione di carburante viene diviso in un tubo principale e un tubo secondario, 1.2 nel tubo principale si trova una valvola di comando principale e nel tubo secondario si trova una valvola di comando supplementare, 1.3 in presenza di valvola di comando principale in stato chiuso, periodicamente, nel tubo principale, viene prodotta un'alta pressione per l'apertura di un ugello di iniezione e per iniettare carburante, 1.4 nel campo di velocità inferiore del motore a combustione interna, viene chiusa la valvola di comando principale per la preiniezione e per l'iniezione principale, e 1.5 nel campò di velocità inferiore viene aperta la valvola di comando supplementare per la riduzione della pressione nel tubo principale e per la conclusione della preiniezione, 1.6 nel campo di velocità superiore viene chiusa la valvola di comando principale per la produzione di alta pressione per la preiniezione, caratterizzato dal fatto che 1.7 nel campo di velocità superiore, durante la preiniezione, viene aperta la valvola di comando supplementare (13) per il parziale riflusso del carburante , 1.8 nel campo di velocità superiore viene aperta la valvola di comando principale (9) per la riduzione della pressione e per la conclusione della preiniezione 1.9 nel campo di velocità'superiore di numeri di giri viene chiusa la valvola di comando principale (9) per la produzione dell'alta pressione per l’iniezione principale.
2. Sistema di iniezione di carburante secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'alta pressione nel tubo principale (Ila) della pompa di iniezione (1) viene prodotta tramite un elemento pompante (5).
3. Sistema di iniezione di carburante secondo la rivendicazione 1 oppure'‘2, caratterizzato dal fatto che la chiusura e l'apertura della valvola di comando principale (9) e della valvola di comando supplementare (13) vengono pilotate di volta in volta mettendo sotto corrente gli elettromagneti di commutazione (14, 15) delle valvole di comando (9, 13).