ITUB20153716A1

ITUB20153716A1 - Inettore di fluido a solenoide con struttura di impedimento della corrosione

Info

Publication number: ITUB20153716A1
Application number: ITUB2015A003716A
Authority: IT
Inventors: Carl F Hayden; Michael J Hornby
Original assignee: Continental automotive systems inc
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2017-03-18
Also published as: US20160090952A1; DE102015216812B4; FR3026441B1; US9399975B2; DE102015216812A1; FR3026441A1

Description

CAMPO

La forma di realizzazione si riferisce ad un iniettore di fluido a solenoide e, più in particolare, ad un iniettore di fluido a solenoide che include una struttura di impedimento allo scopo di ridurre la sensibilità ad attacchi corrosivi da parte del fluido di lavoro in prossimità di una zona di saldatura dell’iniettore.

SFONDO

L’iniettore di fluido Continental Deka VII è stato usato tradizionalmente soltanto per sistemi di erogazione del combustibile in motori a benzina multi point a bassa pressione. L’assenza di specie ossigenate nella benzina ha ridotto il potenziale per un attacco corrosivo a danno dei componenti del percorso del fluido nell’iniettore. Negli ultimi anni, l’iniettore Deka VII è stato modificato per l’uso nei sistemi di post trattamento dei gas di scarico, in cui il fluido di lavoro può essere soluzione acquosa di urea (AUS-32), con una accresciuta potenzialità corrosiva. In alternativa, i combustibili usati per i motori a benzina hanno oggi un contenuto crescente di etanolo (un combustibile ossigenato), e in alcuni mercati, come il Brasile, il combustibile può spesso essere costituito predominantemente da etanolo. Esistono anche configurazioni modificate dell’iniettore per le applicazioni ad alto contenuto di etanolo, che prevedono il riscaldamento attivo del combustibile, ulteriormente aumentando il potenziale per un attacco corrosivo. La corrente configurazione dell’iniettore Deka II (e del Deka della prossima generazione) include una saldatura di due componenti parziali che si trovano in una posizione in cui i processi di corrosione potrebbero essere facilitati, conducendo a possibile danneggiamento e avaria dell'iniettore, quando questo sia usato in questi ambienti corrosivi.

Con riferimento alle figure 1 - 3, l’iniettore di fluido Continental Deka VII convenzionale, generalmente indicato in 10, è un iniettore di fluido a solenoide a bassa pressione che usa una sfera standard 12 associata con una sede di valvola conica 14, e un generatore di spruzzo, o disco di alimentazione dosata 16 a carattere di piastra con orifizio, che è ampiamente usato per l’iniezione di benzina nel collettore di aspirazione. Quando la bobina 18 dell’iniettore viene energizzata, l’armatura 20 viene attratta verso lo statore 22, o pezzo polare. L’armatura 20 è connessa alla sfera di alimentazione dosata 12 per mezzo di un tubo 24. In tal modo, la sfera 12 viene sollevata in allontanamento dalla sede 14 della valvola dell’iniettore per consentire al fluido pressurizzato di fluire attraverso un disco di alimentazione dosata 16.

Con riferimento alla figura 3, il gruppo costituito da armatura-tubo-sfera consiste di tre componenti che sono saldati assieme. Il fluido fluisce attraverso un foro 21 trapanato attraverso l’asse longitudinale dell’armatura 20 nel tubo 24. Le superfici della zona rastremata del tubo 39 definiscono almeno un foro passante 26 che è disposto trasversalmente rispetto a un asse longitudinale del tubo 24. A causa di considerazioni di costo, la configurazione usa una sfera di cuscinetto come sfera 12 e un tubo trafilato 24, che sono saldati assieme mediante saldatura a laser in corrispondenza della saldatura 30 (figura 4).

Il risultante giunto saldato crea un volume interstiziale V nel lato “dorsale” della sfera 12. Questo volume interstiziale V è una zona Z (figura 3) in cui si presume che il fluido sia per lo più stagnante. La resistenza alla corrosione del materiale nella zona esposta al calore di saldatura tende anche a essere ridotta in certa misura, nonostante il fatto che i materiali dei componenti parziali saldati siano acciai inossidabili. Il processo di saldatura può portare ad una distruzione o occupazione dei siti del cromo che formano lo strato di ossidazione passivo che fornisce le proprietà di resistenza alla corrosione degli acciai inossidabili. Prove hanno mostrato che la combinazione di fluido ossigenato stagnante nel volume interstiziale e materiali con resistenza indebolita conduce alla corrosione di questo giunto. L’assenza di corrosione sulla superficie “esterna” del giunto è un risultato della planarità e levigatezza della superficie e del flusso continuo di fluido attraverso questa superficie.

Pertanto, esiste anche una necessità di eliminare l’esposizione della zona della saldatura nell’interno del tubo dell’iniettore al fluido di lavoro, in una maniera economica.

SOMMARIO

Uno scopo dell’invenzione è soddisfare le necessità cui si è fatto riferimento sopra. In accordo con i principi di una forma di realizzazione, questo scopo viene conseguito provvedendo un iniettore di fluido avente una entrata, una uscita e una via di passaggio che fornisce un condotto di flusso per il fluido dall’entrata al uscita. L’iniettore di fluido include una struttura di valvola mobile nella via di passaggio, tra una prima posizione e una seconda posizione. La struttura di valvola include un tubo cavo avente un asse longitudinale e un membro di valvola connesso ad una estremità del tubo per mezzo di una saldatura, nel quale contesto la zona della saldatura è definita nell’interno del tubo generalmente adiacente alla saldatura. Le superfici nel tubo definiscono un foro passante che è disposto trasversalmente con riferimento all’asse longitudinale del tubo. Il foro passante è realizzato e disposto in modo da permettere al fluido di entrare nell’interno del tubo. In corrispondenza dell’uscita è prevista una sede, che ha almeno un passaggio della sede in comunicazione con la via di passaggio La sede impegna, con contiguità, una porzione del membro di valvola nella prima posizione, in tal modo chiudendo l’almeno un passaggio della sede e impedendo al fluido di uscire dall’elemento un passaggio della sede. Il membro di valvola, nella seconda posizione della struttura di valvola, è distanziato dall’almeno un passaggio della sede, così che il fluido può fluire attraverso la via di passaggio e uscire attraverso l’almeno un passaggio della sede. La struttura di impedimento della corrosione è disposta nel tubo tra il foro passante e il membro di valvola, e è strutturata e disposta allo scopo di impedire al fluido nel tubo di accedere alla zona della saldatura.

In accordo con un altro aspetto di una forma di realizzazione descritta, un metodo previene la corrosione in un iniettore di fluido. L’iniettore di fluido ha una entrata, una uscita, una via di passaggio che fornisce un condotto di flusso di fluido dall’entrata all’uscita, e una struttura di valvola mobile nella via di passaggio, relativamente ad una sede tra una prima posizione, nella quale essa è in impegno con la sede allo scopo di impedire al fluido di uscire dall'uscita ed una seconda posizione, nella quale essa è disimpegnata dalla sede, allo scopo di permettere al fluido di uscire dall'uscita. La struttura di valvola include un tubo cavo avente un asse longitudinale e un membro di valvola connesso ad una estremità del tubo per mezzo di una saldatura, nel quale contesto la zona della saldatura è definita nell’interno del tubo generalmente adiacente alla saldatura. Il metodo fornisce un foro passante nel tubo, che è disposto trasversalmente con riferimento all’asse longitudinale del tubo. Il foro passante è realizzato e disposto in modo da permettere al fluido di entrare nell’interno del tubo. Il metodo impedisce al fluido presente nell’interno del tubo di accedere alla zona della saldatura.

Altri scopi, aspetti e caratteristiche della presente invenzione, come pure i metodi di funzionamento e le funzioni degli elementi correlati della struttura, la combinazioni di parti, e gli aspetti economici della fabbricazione diverranno maggiormente chiari in seguito alla considerazione della seguente descrizione dettagliata e delle rivendicazioni annesse, con riferimento ai disegni allegati, tutti i quali formano parte della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L'invenzione sarà compresa in modo migliore sulla base della seguente descrizione dettagliata delle forme preferite di realizzazione di essa, presa congiuntamente ai disegno annessi, in cui numeri di riferimento uguali si riferiscono a parti uguali, in cui:

La figura 1 è una vista di una vista in sezione trasversale convenzionale di un iniettore di fluido a solenoide.

La figura 2 è una vista ingrandita del particolare racchiuso tra linee tratteggiate 2in figura 1.

La figura 3 è una vista ingrandita di una porzione del tubo e della sfera dell'iniettore di figura 1, mostrante un flusso attraverso il foro nel tubo.

La figura 4 è una vista ingrandita mostrante un giunto saldato che connette il tubo alla sfera dell'iniettore di figura 1.

La figura 5 è una vista in sezione trasversale di un iniettore di fluido a solenoide avente la struttura di impedimento della corrosione in accordo con una forma di realizzazione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE FORME DI REALIZZAZIONE

ESEMPLIFICATIVE

Con riferimento alla figura 5, è mostrato un iniettore di fluido, generalmente indicato in 10', in accordo con una forma di realizzazione. L'iniettore di fluido 10' ha una entrata 32 del fluido in corrispondenza di una estremità a monte 33 dell'iniettore, una uscita 34 in corrispondenza di una estremità a valle 25 dell'iniettore, e una via di passaggio 36 per il fluido, che si estende dall'entrata 32 per il fluido all'uscita 34 per il fluido. L'iniettore 10' è del tipo convenzionale, azionato a solenoide, avente una armatura 20 azionata per mezzo di una bobina (avvolgimento) 18. La forza elettromagnetica è generata dal flusso della corrente dall'unità elettronica di controllo (non mostrata) attraverso la bobina 18. Il movimento dell'armatura 20 provoca anche il movimento di un tubo cavo 24 e un membro di valvola 12 connessi operativamente verso posizioni che sono separate da, o impegnate in contiguità con, una sede 14. Preferibilmente, il membro di valvola 12 è una sfera e la sede 14 è conica. Una estremità del tubo 24 è connessa al membro di valvola 12 per mezzo di una saldatura 30 e il tubo 24 e il membro di valvola 12 definiscono la struttura di valvola dell'iniettore 10'. Il tubo 24 e il membro di valvola 12 sono preferibilmente di materiale costituito da acciaio inossidabile. Nell'interno del tubo 24 è definita una zona della saldatura Z generalmente adiacente alla saldatura 30.

Quando la bobina 18 è energizzata, l'armatura 20 si muove in direzione di un pezzo polare fisso 22 e il membro a valvola 12 viene sollevato fuori dalla sede 14 della valvola dell'iniettore allo scopo di consentire al fluido pressurizzato di fluire attraverso un disco di alimentazione dosata 16 nella maniera convenzionale.

Le superfici nel tubo 24 definiscono almeno un foro passante 26' che è disposto trasversalmente rispetto a un asse longitudinale A del tubo 24. Nella forma di realizzazione, il tubo 24 include una porzione di diametro costante 24 e una porzione rastremata adiacente 39, che è disposta adiacente al membro di valvola 12.

Il foro passante 26' è provveduto nella porzione di diametro costante 37 del tubo 24. Pertanto, in confronto al foro 26 dell'iniettore convenzionale 10 di figura 1, il foro passante 26' di figura 6 è spostato, in modo da essere disposto verso l'estremità superiore 40 del tubo 24, in allontanamento dalla porzione rastremata 39 del tubo 24.

Il riposizionamento del foro 26' fornisce spazio per la struttura di impedimento della corrosione, generalmente indicata in 38. La struttura di impedimento della corrosione 38 è fornita allo scopo di eliminare l'esposizione della zona di ristagno, o zona della saldatura, Z nell'interno del tubo 24, al fluido di lavoro. Nella forma di realizzazione, la struttura di impedimento 38 comprende un tappo di materiale elastomerico 42 disposto nell'interno del tubo 24 tra il foro passante 26' e il membro a valvola 12 allo scopo di impedire al fluido nell'interno del tubo 24 di accedere alla zona critica della saldatura Z.

Nella forma di realizzazione, il tappo di materiale elastomerico 42 consiste di una sfera stampata di forma sferica disposta nella porzione 37 a diametro costante del tubo 24. Il tappo 42 è preferibilmente di un materiale elastomerico cedevole che resiste alla esposizione al fluido di lavoro, come soluzione di urea e combustibili idrocarburici. Ad esempio, il tappo 42 può essere composto di gomma etilene propilene monomero dienico (EPDM) o gomma fluorocarburica (FCM). Sebbene in questo caso rimangano ancora la geometria del volume interstiziale V e il volume della zona di ristagno, o zona della saldatura Z, i materiali non alterati del tubo 24 e del tappo di materiale elastomerico 42 sono sufficientemente resistenti all'attacco corrosivo e impediscono la corrosione in corrispondenza della zona della saldatura Z, poiché il fluido nell'interno del tubo 24 non può venire a contatto con le superfici del membro di valvola 12 e del tubo 24 in prossimità della saldatura 30.

Si può comprendere che la forma del tappo 42 può assumere forme diverse. Ad esempio, una forma cilindrica o cilindrica rastremata può fornire robustezza addizionale riducendo il volume interstiziale V sul lato del fluido che esiste ancora come nell'iniettore convenzionale 10. In maniera analoga, il materiale a partire dal quale è prodotto il tappo, può variare anche esso. Ad esempio, tappi metallici e/o sigillanti induriti sul posto possono essere utilizzati allo scopo di conseguire resistenza a fluidi specifici e/o quale ausilio ai fini della efficacia di tappatura.

Le forme di realizzazione preferite presentate precedentemente sono state mostrate e descritte allo scopo di illustrare i principi strutturali e funzionali della presente invenzione, nonché di illustrare i metodi di impiego delle forme di realizzazione preferite, e sono soggetti a variazione senza discostarsi da tali principi. Pertanto, la presente invenzione include tutte le modificazioni ricadenti nello spirito delle Rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un iniettore di fluido avente una entrata, una uscita e una via di passaggio che fornisce un condotto di flusso per un fluido dall'entrata all'uscita, l'iniettore di fluido comprendendo: una struttura di valvola mobile nella via di passaggio tra una prima posizione e una seconda posizione, la struttura di valvola includendo un tubo cavo avente un asse longitudinale e un membro di valvola connesso ad una estremità del tubo per mezzo di una saldatura, nel quale contesto una zona della saldatura viene definita nell'interno del tubo generalmente adiacente alla saldatura, il tubo avendo superfici che definiscono un foro passante, che è disposto trasversalmente con riferimento all'asse longitudinale del tubo, il foro passante essendo strutturato e disposto allo scopo di permettere al fluido di entrare in un interno del tubo, una sede, in corrispondenza dell'uscita, avente almeno un passaggio della sede in comunicazione con la via di passaggio, la sede impegnando, con contiguità, una porzione del membro di valvola nella prima posizione, in tal modo chiudendo l'almeno un passaggio della sede e impedendo al fluido di uscire dall'almeno un passaggio della sede, il membro di valvola, nella seconda posizione della struttura di valvola, essendo distanziato dall'almeno un passaggio della sede, in modo tale che il fluido può muoversi attraverso la via di passaggio e uscire attraverso l'almeno un passaggio della sede, e una struttura di impedimento della corrosione disposta nel tubo tra il foro passante e il membro di valvola, e strutturata e disposta allo scopo di impedire al fluido nel tubo di accedere alla zona della saldatura.
2. L'iniettore della Rivendicazione 1, in cui il membro di valvola è nella forma di una sfera.
3. L'iniettore della Rivendicazione 1, in cui il tubo e il membro di valvola sono composti ciascuno di materiale di acciaio inossidabile.
4. L'iniettore della Rivendicazione 1, in cui la struttura di impedimento della corrosione è un tappo composto da un materiale elastomerico.
5. L'iniettore della Rivendicazione 4, in cui il tappo è di forma sferica.
6. L'iniettore della Rivendicazione 1, in cui la struttura di impedimento della corrosione è strutturata e disposta per poter essere resistente alla soluzione di urea quale fluido.
7. L'iniettore della Rivendicazione 1, in cui la struttura di impedimento della corrosione è strutturata e disposta per poter essere resistente a combustibili idrocarburici quale fluido.
8. L'iniettore della Rivendicazione 6, in cui la struttura di impedimento della corrosione è composta di gomma etilene propilene monomero dienico (EPDM) o di gomma fluorocarburica (FKM).
9. L'iniettore della Rivendicazione 1, in cui il tubo include una porzione di diametro costante e una porzione rastremata, che è disposta adiacente al membro a valvola, il foro passante essendo provveduto nella porzione di diametro costante.
10. L'iniettore della Rivendicazione 9, in cui la struttura di impedimento della corrosione è un tappo sferico disposto nella porzione di diametro costante del tubo.
11. Un metodo per prevenire la corrosione in un iniettore di fluido, l'iniettore di fluido avendo una entrata, una uscita e una via di passaggio che fornisce un condotto di flusso per un fluido dall'entrata all'uscita, e una struttura di valvola mobile nella via di passaggio, relativamente ad una sede, tra una prima posizione nella quale essa è in impegno con la sede allo scopo di impedire al fluido di uscire dall'uscita, e una seconda posizione nella quale essa è disimpegnata dalla sede, allo scopo di permettere al fluido di uscire dall'uscita, la struttura di valvola includendo un tubo cavo avente un asse longitudinale e un membro di valvola connesso ad una estremità del tubo per mezzo di una saldatura, nel quale contesto una zona della saldatura è definita nell'interno del tubo generalmente adiacente alla saldatura, il metodo comprendendo gli stadi di: provvedere un foro passante nel tubo, che è disposto trasversalmente rispetto all'asse longitudinale del tubo, il foro passante essendo strutturato e disposto per permettere al fluido di entrare in un interno del tubo, e impedire al fluido nell’interno del tubo di accedere alla zona della saldatura.
12. Il metodo della Rivendicazione 11, nel quale lo stadio di impedimento include provvedere un tappo nel tubo tra il foro passante e il membro di valvola.
13. Il metodo della Rivendicazione 11, in cui il membro di valvola è nella forma di una sfera.
14. Il metodo della Rivendicazione 11, in cui il tubo e il membro di valvola sono composti ciascuno di materiale di acciaio inossidabile.
15. Il metodo della Rivendicazione 13, in cui il tappo è provveduto a partire da un materiale elastomerico.
16. Il metodo della Rivendicazione 15, in cui il tappo è provveduto nella forma di un membro sferico.
17. Il metodo della Rivendicazione 12, in cui il tappo è provveduto così da essere resistente a soluzione di urea quale fluido, o a combustibili idrocarburici come fluido.
18. Il metodo della Rivendicazione 17, in cui il tappo è composto di gomma etilene propilene monomero dienico (EPDM) o di gomma fluorocarburica (FKM).
19. Il metodo della Rivendicazione 11, in cui il tubo include una porzione di diametro costante e una porzione rastremata, che è disposta adiacente al membro a valvola, e in cui il foro passante è provveduto nella porzione di diametro costante.
20. Il metodo della Rivendicazione 19, in cui il tappo è di forma sferica e è disposto nella porzione di diametro costante del tubo.