ITTO940142U1

ITTO940142U1 - Dispositivo di registrazione della corsa dell'otturatore per un iniet- tore di combustibile.

Info

Publication number: ITTO940142U1
Application number: IT94TO000142U
Authority: IT
Inventors: Mario Ricco
Original assignee: Elasis Sistema Ricerca Fiat
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1996-01-01
Also published as: ES2157275T3; EP0690223A2; EP0690223A3; DE69520464T2; IT232490Y1; JP3811511B2; DE69520464D1; US5651503A; ITTO940142V0; EP0690223B1; JPH08165965A

Abstract

L'otturatore in forma di uno spillo (19) viene comandato da un'asta (8) sotto il controllo di una valvola di dosaggio (24) a comando elettromagnetico. L'asta (8) agisce sullo spillo (19) attraverso un piattello (47) di forma cilindrica, il quale viene realizzato in classi che differiscono per l'altezza (h). Il piattello (47) da montare tra l'asta (8) e lo spillo (19) viene scelto in una classe corrispondente alla corsa dello spillo (19) richiesta per aprire uno o più fori (11) dell'ugello (10). Per assorbire le eventuali componenti trasversali delle forze scambiate tra l'asta (8) e lo spillo (19), ed evitare quindi l'usura delle superfici a contatto tra lo spillo (19) e l'ugello (10), la guida del piattello (47) nel corpo (6) è realizzata con un gioco molto contenuto, ad esempio dell'ordine di 0,02 mm.(Figura 2)

Description

D E S C R I Z I O N E

del modello industriale di utilità

La presente innovazione si riferisce ad unn dispositivo di registrazione della corsa dell'otturatcore per un iniettore di combustibile.

La registrazione della corsa dell’ottura dell'ugello negli iniettori di combustibile è olto importante, in quanto determina la portata massimaa dell'iniettore e quindi anche il tempo di apertura ee chiusura dell'iniettore stesso.Negli iniettori noti,taale corsa viene registrata mediante rosette disposte iin corrispondenza dell'estremità dell'asta di azionammento dell'otturatore o spillo, su cui agisce il combus tibile in pressione.

Pertanto tali.rosette sono soggette ad usura, a causa delle notevoli sollecitazioni dinamiche aa cui sono sottoposte. Inoltre tali rosette non contribui scono in alcun modo a limitare od eliminare le eventuaali forze trasversali trasmesse dall'asta allo spillo , il cui effetto è quello di causare usura sulle superflci di accoppiamento tra spillo ed ugello.

Scopo dell'Innovazione è quello di realizzare un dispositivo di registrazione della corsa dell'otturatore dell'Iniettore, il quale sla della massima semplicità e sicurezza di funzionamento, ed elimini gli Inconvenienti dei dispositivi noti.

Questo scopo viene raggiunto dal dispositivo di registrazione della corsa dell’otturatore secondo l'innovazione, in cui l'otturatore è in forma di uno spillo atto a chiudere un ugello, e viene comandato da un'asta ad esso coassiale e controllata da una valvola di dosaggio a comando elettromagnetico, detta asta agendo su detto spillo attraverso un piattello di forma sostanzialmente cilindrica, una guida per detto piattello essendo formata da una sede coassiale a detta asta, ed è caratterizzato dal fatto che detta guida è realizzata con un gioco molto contenuto, in modo tale che detto piattello assorba eventuali componenti trasversali delle forze scambiate tra detta asta e detto spillo dovute ad un eventuale disassamento o disallineamento tra detta asta e detto spillo.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, detto piattello viene realizzato in classi che differiscono per il valore della sua altezza, detto piattello essendo scelto per il montaggio tra detta asta e detto spillo in una di dette classi, in modo da realizzare la registrazione della corsa di detto spillo richiesta per l'apertura di detto ugello.

Per una migliore comprensione dell'innovazione viene qui descritta una sua forma preferita di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

Figura 1 è una seziona mediana di un iniettore di combustibile incorporante un dispositivo di registrazione della corsa dell'otturatore, secondo l'innovazione;

Figura 2 è una sezione di un dettaglio di Figura 1 in scala ingrandita;

Figura 3 è una sezione secondo la linea III-III di Figura 2.

Con riferimento alla Figura 1, con 5 è genericamente indicato un iniettore di combustibile, ad esempio per un motore a combustione interna a ciclo diesel. L'iniettore 5 comprende un corpo cavo 6 munito di una cavità assiale 7, in cui scorre un'asta di comando 8. Inferiormente il corpo 6 è collegato, mediante una ghiera 9, con un ugello 10 terminate con uno o più fori di iniezione 11 in comunicazione con una sua cavità assiale Il corpo 6 presenta inoltre un'appendice 13 collegata ad un raccordo di ingresso 14 del combustibile ad elevata pressione, ad esempio 120 MPa. Il raccordo 14 è in comunicazione, attraverso un condotto 16 del corpo 6 ed un condotto 17 dell'ugello 10, con una camera di iniezione 18 comunicante con la cavità 12. Il foro 11 è normalmente tenuto chiuso da un otturatore in forma di uno spillo 19 coassia all'asta 8 e disposto nella cavità 12. Lo spillo 119 è munito di una porzione 21 di diametro maggiore, la equale è guidata scorrevolmente in una sede 22 dell'ugello 10, coassiale alla cavità 12. La porzione 21 forma uno spallamento 23, su cui agisce il combustibile in pressione della camera 18.

L'iniettore 5 com prende inoltre una valvola di 3 dosaggio# genericamente indicata con 24 , la quale è controllata da un elett romagnete 26 di comando di un'ancora 27. La valvola di dosaggio 24 comprende una testa 28 alloggiata in una seede 29 del corpo 6# coassiale con la cavità 7. La testa 228 è munita di un manicotto 30 in cui viene guidata, con accoppiamento di precisione# una porzione superiore 31 ddell'asta 8.

Il manicotto 30 rforma una camera di controllo 32 delimitata dalla superficie superiore 33 della porzione 31 dell’asta 8, la culi superficie è maggiore di quella dello spallamento 23 dello spillo 19. La camera di controllo 32 è in comunicazione, tramite un condotto di ingresso 34, con il combustibile ad alta pressione, proveniente dal raccordo 14. La camera di controllo 32 è inoltre in comunicazione, tramite un condotto di scarico 36, con una camera di scarico 37, comunicante con il serbatoio del combustibile.

A sua volta la porzione 31 dell'asta 8 presenta una scanalatura anulare 38, la quale consente una più uniforme distribuzione della pressione del combustibile dalla camera di controllo 32 ad alta pressione, verso una camera a bassa pressione 39. Questa è in comunicazione con la camera di scarico 37 attraverso un condotto 41 ricavato nel corpo 6, per cui tale bassa pressione è la pressione atmosferica.

La scanalatura 38 ha la funzione di eliminare, o ridurre, le componenti trasversali delle forze generate da tale riduzione di pressione attraverso l'accoppiamento di precisione 30-31. Pertanto viene eliminata l'usura dovuta allo strisciamento della superficie della porzione 31 lungo una generatrice della superficie interna del manicotto 30.

Inferiormente la camera 39 presenta una riduzione di diametro 42, in cui si impegna una porzione 43 dell'asta 8 avente diametro ridotto. La riduzione di diametro 42 forma inferiormente uno spallamento 45, che delimita un vano 44, in cui è alloggiata una molla di compressione 46. Questa si appoggia superiormente contro lo spallamento 45 ed inferiormente contro un piattello 47, disposto tra la porzione 31 dell'asta 8 e la porzione superiore 21 dello spillo 19.

Normalmente l'elettromagnete 26 è diseccitato, per cui l'ancora 27, per azione di un'altra molla 48, agisce su un otturatore a sfera 49, tenendo chiuso il condotto di scarico 36 della camera di controllo 32. In questa si ha quindi una pressione del combustibile, che agisce sulla superficie 33 della porzione superiore 31 dell'asta 8. Tale pressione, assieme all'azione della molla 48, vince la pressione del combustibile sullo spallamento 23 dello spillo 19. Pertanto l'asta 8 viene tenuta spostata in basso, assieme al piattello 47 ed allo spillo 19, che chiude così il foro 11 dell'ugello 10.

Quando viene eccitato l'elettromagnete 26, l'ancora 27 si sposta verso l'alto, per cui la pressione del combustibile nella camera 32 fa aprire la valvola di dosaggio 24. Il combustibile viene allora scaricato dalla camera 32, attraverso il condotto dì scarico 36, nella camera di scarico 37, ritornando nel serbatoio. La pressione del combustibile nella camera di iniezione 18 vince ora la pressione resìdua sulla superficie 33 dell'asta 8 e la forza della molla 37, facendo spostare verso l'alto lo spillo 19. Questo apre così il foro 11, per cui viene ora iniettato il combustibile contenuto nella camera 18 e nei condotti 16 e 17.

Infine, quando viene diseccitato l'elettromagnete 26, l'ancora 27 viene riportata rapidamente in posizione bassa dalla molla 48. Viene così richiusa la camera di controllo 32, per cui il combustibile in pressione, attraverso l'azione dell'asta 8 e della molla 46, riporta lo spillo 19 nella posizione bassa, richiudendo il foro 11.

Secondo l'innovazione, per la registrazione della corsa dello spillo 19, il piattello 47 viene realizzato in classi modulari, che differiscono per il valore h dell’altezza del piattello 47. Vantaggiosamente possono essere previste cinque diverse classi di piattelli 47, a cui variazione dell'altezza h sia di 0,02 mm. Il piattello 47 da montare di volta in volta tra l'asta 8 e lo spillo 19 viene scelto nella classe, il cui valore h dell'altezza corrisponda alla corsa voluta per lo spillo 19, ad esempio in base alla portata massima dell'iniettore

Inoltre, 11 piattello 47 è atto ad assorbire le eventuali componenti trasversali delle forze scambiate tra l ' asta 8 e lo spillo 19 L a causa di inevitabili piccoli disassamentl o disallineamenti tra essi. A tale scopo il piattello 47 è scorrevolmente guidato da una guida formata da una sede 51 (Figura 2) costituita da una porzione inferiore del vano 44. La superficie della porzione 51 è lavorata in modo da accoppiarsi con la superficie cilindrica del piattello 47, con elevata precisione, ossia con gioco molto contenuto, ad esempio dell'ordine di 0,02 mm.

Poiché il piattello 47 è disposto nella porzione del vano 44 a bassa pressione, a causa delle pressioni nella camera 32 e nella camera 18, l'asta 8, il piattello 47 e lo spillo 19 non sono mai soggetti a distacco, ma si muovono solidalmente, come se fossero un componente unico. In tal modo sull'elemento di registrazione 47 si eliminano le sollecitazioni dinamiche e quindi le usure sulle parti a contatto.

Come è noto, l'iniettore 5 lavora con una pressione di esercizio di oltre 120 MPa, agente nelle due camere 18 e 32 (Figura 1). Poiché le superfici 23 e 33, su cui insiste tale pressione, sono dell'ordine di 12-16 m m , le forze in gioco sono di circa 2000 N. Eventuali componenti trasversali di tali forze possono pertanto pregiudicare la buona scorrevolezza dell'asta 8 nel foro 7 e della porzione superiore 31 di detta asta 8 nel manicotto 30, e quella della porzione 21 dello spillo 19 nella sua sede 22, dove la tolleranza degli accoppiamenti è molto piccola, ad esempio accoppiamenti molto precisi dell'ordine di 0,001 mm radiale.

Secondo un altro aspetto dell'innovazione, la superficie cilindrica del piattello 47 presenta una sfaccettatura 52 (Figure 2 e 3). Questa crea un passaggio per il combustibile che trafila dalla camera 18 di alta pressione, attraverso l'accoppiamento tra la sede 22 e la porzione 21 dello spillo 19, verso il vano 44 di bassa pressione.

Inoltre il contatto del piattello 47 con l'asta 8 e/o con lo spillo 19 si effettua mediante almeno una coppia di superfici coniugate, comprendenti una superficie convessa ed una superficie piana.

In particolare, il piattello 47 è munito superiormente di una piccola porzione 53 tronco-conica, terminante superiormente con una superficie piana 54. Questa è in impegno con una superficie convessa 56 dell'estremità inferiore della porzione 43 dell'asta 8. La porzione tronco-conica 53 compie favorevolmente anche la funzione di centrare e guidare la molla 46 nel vano 44 per evitare strisciamenti di detta molla in detto vano. Inoltre il piattello 47 è munito inferiormente di una superficie leggermente convessa 57, mediante cui impegna una .superficie piana 58 della porzione 21 dello spillo 19. La trasmissione delle forze tra le due superfici coniugate 54, 56 e 57, 58 avviene in modo tale che le componenti trasversali delle forze scambiate tra l'asta 8 e lo spillo 19, dovuta all'eventuale disassamento o disallineamento reciproco vengono assorbite dal piattello 47.

Da guanto visto sopra risultano evidenti i vantaggi del dispositivo di registrazione dell'innovazione rispetto alla tecnica nota. Infatti esso consente di registrare la corsa dello spillo 19, in una zona non soggetta a sollecitazioni dinamiche. Inoltre esso consente di assorbire le eventuali componenti trasversali delle forze scambiate tra l'asta 8 e lo spillo 19.

Si intende che al dispositivo di registrazione descritto possono essere apportate varie modifiche e perfezionamenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, il piattello 47 può essere munito di due superfici piane in impegno con superfici coniugate convesse dell'asta 8 e dello spillo 19, e viceversa. Inoltre, le superfici coniugate 54,56 e 57,58 di una o delle due coppie possono essere entrambe bombate convesse, oppure una convessa ed una concava. A sua volta il piattello 47 può essere munito di un numero diverso di sfaccettature 52, ad esemplo due diametralmente opposte. Infine, tali sfaccettature possono essere sostituite da scanalature assiali o elicoidali.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di registrazione della corsa di un otturatore per un iniettore di combustibile, in cui l'otturatore è in forma di uno spillo (19) atto a chiudere un ugello (10, 11), e viene comandato da un'asta (8) ad esso coassiale e controllata da una valvola di dosaggio (24) a comando elettromagnetico, detta asta (8) agendo su detto spillo (19) attraverso un piattello (47) di forma sostanzialmente cilindrica, una guida per detto piattello (47) essendo formata da una sede (51) coassiale a detta asta (8), caratterizzato dal fatto che detta guida è realizzata con un gioco molto contenuto, in modo tale che detto piattello (47) assorba eventuali componenti trasversali delle forze scambiate tra detta asta (8) e detto spillo (19) dovute ad un eventuale disassamento o disallineamento tra detta asta (8) e detto spillo (19).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto gioco è dell'ordine di 0,02 mm.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto piattello (47) viene realizzato in classi che differiscono per il valore della sua altezza (h), detto piattello (47) essendo scelto per il montaggio tra detta asta (8) e detto spillo (19) in una di dette classi, in modo da realizzare la registrazione della corsa di detto spillo (19) richiesta per 1'apertura di detto ugello (10, 11).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la superficie laterale di detto piattello (47) è munita di mezzi di passaggio (52) per il combustibile che trafila da una camera di iniezione (18) ad alta pressione verso detto vano (44) a bassa pressione.
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto piattello (47) e detta asta (8), e/o detto piattello (47) e detto spillo (19), si impegnano attraverso almeno una coppia di superfici coniugate (54, 56; 57, 58).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che una delle superfici coniugate (54, 58) di ciascuna coppia è piana, mentre l’altra superficie (56, 57) di ciascuna coppia è convessa.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto piattello (47) è munito di una superficie convessa (57) in impegno con una superficie piana (58) di detto spillo (19).
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detto piattello (47) è munito di una porzione tronco-conica (53), terminante con una superficie piana (54) in impegno con una superficie convessa (56) di detta asta (8).
9. Dispositivo secondo la rivedicazione 8 caratterizzato dal fatto che detta porzione tronco-conica (53), ha la funzione dì guidare e centrare la molla (46) nel vano (44) per evitare strisciamenti di detta molla contro le preti di detto vano.
10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta asta (8) comprende una porzione (31) guidata in una sede 30 adiacente ad una camera ad alta pressione (32) di detta valvola (24), detto piattello (47) essendo disposto in un vano (44) a bassa pressione, una molla di compressione (46) atta a coadiuvare la pressione del combustibile nella chiusura di detto ugello (10, 11) essendo disposta tra uno spallamento (45) di detto vano (44) e detto piattello (47).
11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta porzione (31) dì detta asta 8 è guidata da detto manicotto (30) con elevata precisione e comprende una scanalatura anulare (38) per ridurre le componenti trasversali della pressione del combustìbile in detto manicotto (30).
12. Dispositivo di registrazione della corsa dell'otturatore per un iniettore di combustìbile, sostanzialmente come descritto con riferimento agli annessi disegni.