MXPA97002061A - Inyector unitario optimizado para reducidasemisiones de descarga - Google Patents

Abstract

La presente ivención se refiere a un inyector de unidad diesel de tipo EMD que tiene un montaje de buje yémbolo para dosificar y suministrar combustible, una jaula de válvula de retención y válvula de retención para evitar flujo inverso del combustible, una jaula de resorte y un resorte y un asiento de resorte dentro de la jaula, un cuerpo de boquilla de inyección, una válvula de boquilla para sello de alta presión, deslizable en el cuerpo de boquilla bajo la derivación del resorte, que extiende axialmente ductos de combustible en la jaula de válvula de retención;jaulo de resorte y cuerpo de boquilla, una tuerca de acoplamiento que circunde el montaje de buje yémbolo jaula de válvula de retención y válvula de retención, jaula de resorte, resorte y asiento de resorte, cuerpo de boquilla de inyección, válvula de boquilla para sello de alta presión, y ductos de combustible que se extiende axialmente, y que sujetan roscadamente el montaje de buje, jaula de válvula de retención y cuerpo de boquilla en relación apilada, la tuerca de acoplamiento tiene una extremo inferior abierto;el cuerpo de boquilla tiene una cara de extremo expuesta a través del extremo inferior de la tuerca de acoplamiento, la cara de extremo comprende un domo central invertido de radio determinado que forma una punta de boquilla, una zona de borde substancialmente normal al eje central del inyector y una zona de rectificación entre el domo y la zona de borde, la zona de rectificado se configura para rectificar el domo dentro de la zona de borde, un saco de combustible formado en la punta, que tiene un fondo de saco hemisférico de un radio más pequeño que el radio de domo, los centros del radio de domo y el radio de fondo de saco cada uno se encuertran en el eje longitudinal central del inyector, el cuerpo de boquilla tiene un asiento de válvula contra el cual la válvula asienta bajo la derivación del resorte y a través de la cual el combustible circula dentro del saco bajo control por la válvula, el saco comunica con los orificios de rocío de boquilla, a través de los cuales el combustible circula hacia la cámara de combustión del motor, los puntos de comunicación entre el saco y los orificios de rocío de boquilla están espacioados por debajo del asiento de válvula, la mejora en donde el centro del radio de domo del cuerpo de boquilla se localiza por debajo del centro del radio de fondo de saco.

Description

INYECTOR UNITARIO OPTIMIZADO PARA REDUCIR EMISIONES DE DESCARGA CAMPO PE Lh IWVENCIQN Esta invención se relaciona en general a boquillas de inyección de combustible utilizadas en motores diesel y particularmente a inyectores de combustible de motor locomotriz, que son inyectores unitarios del tipo conocido como inyectores EMD, fabricados originalmente por Diesel Equipment División de General Motors para la Electro Motive División de General Motors. AfflTfiCTpEJfflBS PE LA IHVBNCIQN Los inyectores unitarios del tipo EMD se caracterizan por un cuerpo de válvula de boquilla que termina en una punta de boquilla y aloja una válvula de boquilla. El asiento para la válvula de boquilla se forma en o cerca de la punta de boquilla y comunica con una pequeña cámara de alimentación de orificio de roclo o "saco", justo por debajo del asiento y dentro de la punta. El saco o cavidad tiene una pared lateral cilindrica y una pared de fondo hemisférica. El combustible se distribuye a través del saco bajo alta presión a orificios de rocío que son varias veces más largos que su diámetro. Los orificios de rocío conducen desde el saco a través de la pared de la punta inyectora y hacia la cámara del motor en donde el combustible se atomiza. Válvulas del tipo EMD se caracterizan adicionalmente por un asiento de resorte que acopla el resorte a la válvula de boquilla. El resorte sostiene la válvula en una posición apoyada, cerrada, hasta que se supera por la presión del combustible de ingreso que actúa en un área diferencial cónica de la válvula de boquilla. Esta acción forza la válvula en la dirección de abertura contra la derivación del resorte. El asiento de resorte y el resorte se transportan en una jaula de resorte apilada justo por encima (corriente arriba) del cuerpo de válvula de boquilla. Las válvulas del tipo EMD además se caracterizan al proporcionar una válvula de retención de tipo disco transportada en una jaula de válvula de retención que se apila justo por encima o corriente arriba de la jaula de resorte. La jaula de resorte, jaula de válvula de retención y cuerpo de válvula de boquilla se apilan coaxialmente una sobre la otra dentro de la tuerca de acoplamiento del inyector. La longitud de pila del cuerpo de válvula de boquilla excede ligeramente las longitudes de pila combinadas de la jaula de válvula de retención y la jaula de resorte. La tuerca de acoplamiento inyector aloja los componentes apilados que están en el extremo de inyección del inyector. La tuerca de acoplamiento se fija en la cabeza del motor y se extiende a través de él. En el lado exterior, la tuerca de acoplamiento se rosca a y actúa como una extensión del alojamiento principal de la unidad de inyección de bomba.

En el ambiente operativo de motor diesel actual, el público en general recuerda diariamente respecto a los efectos de la salud de las emisiones de descarga. Como resultado, el gobierno inflexiblemente está reduciendo los niveles de humo permisible e hidrocarburos desprendidos de la descarga del motor. Hay una gran necesidad por mejoras para cumplir con los requerimientos de las restricciones gubernamentales siempre crecientes, particularmente para mejoras en inyectores de combustible locomotrices tipo EMD, un tipo que ya es ampliamente usado y cuyo uso se ha soportado ampliamente por redes existentes de reconstructores así como fabricantes de equipo original. Se reconoce universalmente en la actualidad en las industrias de motores diesel y de inyección de combustible que el reducir el volumen de saco de las boquillas que abren hacia adentro de tipo cerradas reduce las emisiones de hidrocarburos y gases de descarga del motor, siendo todos los otros factores iguales. sin embargo, el reducir el volumen de saco de una boquilla de inyección de tipo EMD no es un asunto simple. El mantener la integridad de las características de la durabilidad de la boquilla era consideración primaria de un producto, ya que la mejora de desempeño a costo de confiabilidad es totalmente inaceptable. Además, el reducir el volumen de saco no debe comprometer la relación óptima de la longitud de orificio de rocío de boquilla con respecto al diámetro del orificio. La presente invención permite que estos requerimientos de durabilidad y orificio de rocío se mantengan, mientras que aún se reduce el volumen de saco para de esta, manera lograr mejoras en emisiones de descarga. La velocidad a la cual la válvula de boquilla cierra también se conoce que tiene influencia en la calidad del rocío de combustible que se despide la boquilla en el propio extremo de inyección. Si la válvula de boquilla se cierra lentamente, el combustible que deja el saco durante la fase de cierre se reemplaza por combustible que continúa circulando más allá del asiento de válvula de boquilla dentro del saco. Si la válvula de boquilla cierra rápidamente, menos combustible circulará al saco, pero además, el desplazamiento rápido de válvula al asiento de válvula convenientemente da fuerza agregada para dispersar el combustible del saco a través de los orificios hacia la cámara de combustión del motor, dejando de esta manera poco o ningún combustible en el saco a retirar en las últimas etapas de la carrera de expansión del motor. El combustible extraído del saco durante las últimas etapas de expansión contribuye enormemente a emisiones de hidrocarburos y carbonización de la punta de boquilla. Hay varios medios por los cuales puede lograrse incremento de la velocidad de cierre de la válvula de boquilla, uno seria el incrementar la presión de abertura de boquilla sobre el nivel de especificación presente. Sin embargo, esto tendería provocar inyección irregular en la gama de carga parcial de baja velocidad y operación en punto muerto. Esto también incrementará la tensión del resorte de boquilla, provocando desprendimiento incrementado en la presión de abertura con el tiempo o en algunos casos, resultará en falla del resorte. El cambiar la proporción de diámetro de asiento/válvula tendrá efectos similares. Otros medios serían hacer la presión de la abertura de válvula de boquilla igual para todos los inyectores. La especificación para presión de abertura de boquilla de los inyectores reacondicionados es 196.84 kg/cm2 (2800 psi) a 239.02 kg/cm2 (3400 psi). Durante operación del motor, el resorte de boquilla "ajusta" el desgaste en los bordes, y la longitud del resorte acorta un poco de manera tal que disminuye la presión de abertura de boquilla. Por lo tanto, cuando se reconstruyen inyectores reutilizando viejos resortes, la presión de abertura tenderá a estar hacia el nivel de especificación mínimo para la mayoría de los inyectores. Cuando se utilizan nuevos resortes también, hay ligeras diferencias en longitud libre, diámetro de alambre y bobinas efectivas; a esto se agrega, variación en longitud de jaula de resorte, todo dentro de las tolerancias de especificación de partes respectivas, por supuesto y se tiene variación de presión de abertura de boquilla entre inyectores que es bastante amplia. Todas las tolerancias de especificación de partes involucradas se toman en consideración cuando se establece la especificación de presión de abertura de boquilla, y esta es la razón por la que es tan amplia la especificación de presión de abertura de boquilla. Por lo tanto, para obtener el nivel máximo de desempeño desde un inyector, es preferible el ajustar la presión de abertura al nivel máximo de la especificación. Esta no puede realizarse con los inyectores de tipo EMD presente. La presente invención hace posible el lograr este objetivo. Aún otras mejoras para mejorar el desempeño de emisión de hidrocarburos y gases de descarga de motor de inyectores de combustible locomotrices tipo EMD, puede mejorarse por la invención. Estas surgirán en la siguiente descripción a partir de la cual las mejoras anteriormente discutidas también se comprenderán más completamente.

En los dibujos, la FIGURA 1 es una vista en sección transversal fragmentaria de un inyector tipo EMD típico de la técnica previa, con las porciones superiores despiezadas y no mostradas. La FIGURA 1A es una vista en sección transversal fragmentaria del extremo inferior de un inyector que incorpora la invención. La FIGURA 2 es un agrandamiento del extremo inferior del cuerpo de boquilla visto en la FIGURA 1. La FIGURA 2A es un agrandamiento del extremo inferior del cuerpo de boquilla visto en la FIGURA 1A. La FIGURA 3 es una vista diagramática que representa un conjunto de asientos de resorte de longitud variante L que se emplean de acuerdo con la invención. La FIGURA 4 es una vista de la válvula de boquilla del inyector de la técnica previa de la FIGURA 1. La FIGURA 4A es una vista de la válvula de boquilla del inyector de la presente invención ilustrado en la FIGURA 1A. Pfi¡5CRT.PCIPN PKTAT ADA PE LA, t,flyfiNCT,QN A fin de que la invención pueda comprenderse más claramente, una boquilla de inyección de combustible locomotriz diesel convencional del tipo EMD, primero se describirá con algún detalle. Esta boquilla se ilustra en sección transversal en la FIGURA 1 , y se indica generalmente por el número de referencia 20. Esta boquilla se comprenderá por aquéllos con destreza en la especialidad, basada en la boquilla ilustrada por Shade y colaboradores, en la patente de los E.U.A. No. 3,006,556, la descripción de la cual aquí se incorpora por referencia como si se repitiera completamente. La tuerca de acoplamiento 21 de la boquilla de la técnica previa 20, se rosca a y es una extensión del alojamiento principal (no mostrado) para la unidad de inyección de bomba. La tuerca 21 se extiende desde el alojamiento principal, que está en el exterior del motor, a través de la pared del motor a la cámara de combustión, y se sujeta en la pared del motor en una forma bien conocida. La tuerca de acoplamiento aloja los componentes inyectores principales apilados descritos a continuación y los sujeta roscadamente en su relación apilada en una forma bien conocida.

Las boquillas tipo EMD tienen una válvula con guia dimensionada díferencialmente y asiento, de manera tal que hay una relación fija entre la presión de abertura de válvula y la presión de cierre de válvula. Durante operación de inyector, cuando el émbolo l cubre el puerto de llenado 2a en el buje 3, ver FIGURA 1, se genera una onda de presión que recorre más allá de la válvula de retención 4 y a través de los ductos de combustible 5 en la jaula de válvula de retención 6, a través del anillo 7, ductos de combustible 9 en la jaula de resorte 8, hacia el anillo superior de conexión ilustrado y los ductos de combustible 13 en el cuerpo de boquilla 10, y dentro de la cavidad 14 en donde la onda de presión actúa en el área diferencial cónica 15 de la válvula de boquilla 11, para levantar la aguja de la válvula de boquilla fuera de su asiento 16 y empieza la inyección. La válvula permanece levantada durante el tiempo en que el combustible se suministra por el émbolo i a la boquilla 10. Cuando el borde helicoidal del émbolo 17 descubre la compuerta de derrama 2b en el buje 3, la presión sobre el émbolo cae a la presión para suministro de combustible y la válvula de retención en la jaula de válvula 6 apoya en la placa 18, sellando el ducto de transporte de combustible 19. Conforme ocurren estos eventos, la presión en la cámara de combustible de boquilla 14, luego cae rápidamente; cuando cae a la presión de cierre de válvula, la válvula cierra y termina la inyección.

En una forma bien conocida, la posición angular del émbolo se cambia por una rejilla o bastidor de control (no mostrada) para controlar la cantidad de combustible suministrado con cada carrera del émbolo 1, al variar las posiciones en la carrera en la cual las compuertas de llenado y derrama 2a y 2b se abren y cierran. Como se ve en la Figura 1, la tuerca de acoplamiento 21 tiene un extremo inferior abierto, a través del cual la cara de extremo del cuerpo de boquilla 10 se expone. La FIGURA 2 muestra la cara de extremo en una escala agrandada y en detalle más claro. La cara de extremo comprende un domo central invertido 30 que forma la punta de boquilla, una zona de extremo 31, substancialmente normal al eje central del inyector, y una zona de rectificado 32 entre el domo o punta 30 en la zona de borde 31. La zona de rectificado 32 se configura para rectificar el domo o punta 30 hacia la zona de borde 31. La práctica presente universal en el diseño de las boquillas tipo saco para motores de combustible de cámara abierta consiste en diseñar la punta, con los radios de saco y punta que tienen el mismo centro, como en el caso para el radio de punta Rl y el radio de saco R2 visto en la FIGURA 2. El espesor de pared de la punta se verá uniforme y mínimo alrededor casi de 180 grados de la sección transversal de punta, engrosando gradualmente conforme la zona de rectificado 32 se aproxima, en donde la cara de punta se rectifica hacia la porción de borde plano de la cara de extremo para el cuerpo de boquilla. Adicionalmente, de acuerdo con la práctica de la técnica previa en proporcionar resistencia adecuada a la punta de boquilla, la FIGURA 2, la zona de rectificado 32 se ve que comprende una superficie de radio inverso R3 comparable en magnitud con el radio de punta Rl , tal que haya una sección transversal mínima gruesa A-B entre la parte inferior de la cavidad 14 y el exterior de la punta. Solo dos orificios de rocío se ilustran en el dibujo; en la práctica, típicamente 6-10 orificios de rocío se distribuyen uniformemente alrededor de la periferia del saco. De acuerdo con la presente invención, el volumen de saco se reduce enormemente, mientras que se retiene la misma longitud de orificio de rocío y retiene la resistencia en la punta de boquilla, al modificar la punta de boquilla como se ilustra en la FIGURA 2A. De nuevo, solo dos orificios de rocío se ilustran, pero se comprenderá que orificios adicionales se distribuyen alrededor de la periferia del saco. En esta construcción ilustrada, el radio de saco R5 está sin cambio en magnitud de aquél del radio R2 de la FIGURA 2, y el diámetro del saco por lo tanto permanece igual. Sin embargo, el centro del radio de la punta está por debajo aquél del radio del saco, y de preferencia está más cerca al fondo del saco que al centro de radio del saco. Incluso más preferiblemente, el centro del radio de la punta se localiza en el fondo del saco como se ilustra en la FIGURA 2A. De preferencia, como también se ve en la FIGURA 2A, la proporción de longitud a diámetro del saco es menos que 1. El espesor de pared de la punta actualmente se incrementa hacia la extremidad de la punta inferior; sin embargo, la longitud y configuración de los orificios permanecen óptimas para apropiada atomización de combustible. Además, secciones transversales que regulan la resistencia de punto, se retienen al proporcionar una zona de rectificado 32a que comprende (a) una superficie cuyo radio inverso R6 es menor que el espesor de pared mínimo de la punta y por lo tanto substancialmente más pequeño que el radio de punta asociada R4, y particularmente mucho más pequeño que el radio correspondiente R3 de la boquilla de la técnica previa ilustrada en la FIGURA 2, y (2) una superficie frustocónica 33a, que ahusa hacia abajo hacia la zona de borde 3la, esta última es normal al eje del inyector o substancialmente. Estos cambios permiten que el espesor de la sección C-D sea igual a aquél de la sección A-B de la boquilla de la técnica previa tipo EMD ilustrada en la FIGURA 2, para de esta manera retener la integridad estructural y durabilidad del cuerpo de boquilla por debajo del asiento de válvula. Estas mejoras previas permiten una reducción del 50% en volumen de saco mientras que se retienen las características de confiabilidad de boquillas tipo EMD de la técnica previa.

De preferencia, como se ilustra, todas las superficies interiores y exteriores de la punta de boquilla vistas en la FIGURA 2A, comprenden superficies regulares esféricas, cónicas, cilindricas o toroidales de revolución que aunque se curvan de manera compuesta, pueden generarse con referencia a centros fijos, de manera tal que el maquinado de estas superficies pueda lograrse, y el herramental para este maquinado pueda proporcionarse, en una forma directa y económica. En otro aspecto de la invención, la velocidad de cierre de boquillas tipo EMD se incrementa por un procedimiento de ajuste de presión de abertura novedoso, para lograr dentro de tolerancias estrechas, máxima presión de abertura especificada, logrando de esta manera ganancias en desempeño relacionadas con alta presión de abertura, mientras que se evitan las desventajas y problemas acompañantes para incrementar la presión de abertura de boquillas sobre el nivel de especificación o cambiar la proporción de diámetro de asiento/válvula. De acuerdo con este aspecto de la invención, un montaje de boquilla reconstruida, incluyendo resorte (nuevo o viejo), se somete a una prueba de presión inicial que mide la presión a la cual se abre la boquilla. Esta prueba de presión puede conducirse en un accesorio de prueba de presión conveniente (no mostrado) que enjaulan un submontaje que comprende al menos la jaula de resorte ensamblada, el resorte, el asiento de resorte, la válvula de boquilla y cuerpo de boquilla, que acopla los ductos de combustible 5a, 9a, 13a del submontaje a una fuente de presión (no mostrada) , de manera tal que el combustible a las presiones verificadas se alimenta desde la fuente al submontaje. Se incrementa la presión hasta que se alcanza la presión en la cual se abre la boquilla. La presión se verifica por un manómetro conveniente (no mostrado) y la medición o magnitud de la presión de abertura se observa y anota, ya sea visual y manualmente o por instrumentación automatizada (no mostrada). Esta presión de abertura medida se vuelve el punto de ajuste de referencia para presión de abertura de boquilla. Hasta que la boquilla abre durante la prueba de presión inicial, el desplazamiento de compresión del resorte (la distancia por la cual se recorta de su condición totalmente relajada) es una distancia algo definida (pero no necesariamente medida) determinado por las dimensiones del resorte y las partes que confinan el resorte. Se proporciona un sistema para ajustar de manera incrementada el desplazamiento de compresión del resorte para ajustar de manera incrementalmente correspondiente la presión de abertura de boquilla, y para elegir el número de incrementos de ajuste. Cada incremento de ajuste cambia la presión de abertura de boquilla desde un punto fijo al siguiente, la presión de referencia es el punto fijo inicial, el grado de cambio de la presión de ajuste por cada incremento de ajuste, se determina por el coeficiente de resorte. Los incrementos de ajuste son discretos y discontinuos (corresponden a partes intercambiables, es decir asientos de resorte intercambiables, cuyas diferencias en longitud corresponden a los incrementos) en vez de infinitesimal y continuo (por ejemplo ajuste de longitud por miembros roscados) de manera tal que los puntos de ajuste no constituyen un continuo lineal sino difieren por intervalos que corresponden a la magnitud de los incrementos de ajuste. El sistema que comprende un conjunto de una cantidad conveniente (digamos cuatro o cinco) asientos de resorte de longitudes progresivamente mayores, las diferencias en sus longitudes corresponden a los incrementos de ajuste. Los asientos de resorte de preferencia se marcan con sus longitudes o marcan con códigos que corresponden a sus longitudes. Ya que cada asiento de resorte en el conjunto difiere del asiento de resorte original solo en longitud, si de hecho lo fuera, cada asiento puede fabricarse sin mayor costo que un asiento de las dimensiones originales, y cada asiento substancialmente será tan fuerte, simple y confiable como el asiento de las dimensiones originales. El conjunto de asientos de resorte de longitud variante no se ilustra en los dibujos, pero se representa conceptúalmente por los juegos de asiento de resorte S ilustrados en la FIGURA 3, cuya longitud L se varía incrementalmente por la selección del conjunto como se describirá.

Siguiendo la prueba de presión inicial, el ajuste del desplazamiento de compresión del resorte a través del número de incrementos de desplazamiento de compresión se efectúa. Este número de incrementos se elige de manera tal que la presión de abertura de boquilla se ajusta al punto de ajuste que es más cercano a la presión de abertura especificada máxima sin excederla. Esta selección se logra al reemplazar el asiento de resorte empleado durante la prueba con el asiento de resorte desde el conjunto cuyo diferencia en longitud del asiento de resorte de prueba corresponde al número selecto de incremento. Si digamos cinco asientos de resorte se proporcionan en el conjunto, el ajuste a través de incrementos uno a cuatro será posible al reemplazar el asiento de resorte. La selección del asiento de resorte de reemplazo adecuado, de preferencia se determina por una tabla guía conveniente o semejante que ilustra el asiento de reemplazo que se elija para cualquier presión de referencia producida por la prueba de presión original, o la información guía puede aprenderse y la selección realizarse el aplicar esta información de memoria, o menos preferiblemente la selección puede realizarse por prueba y error al conducir una prueba de presión después de cada intercambio de asientos de válvula. Si se desea, una prueba de presión final confirmatoria puede realizarse en cualquier caso.

Se comprenderá que estos procedimientos constituyen un método para ajustar la presión de abertura, que comprende las etapas de ensamblar el submontaje de resorte, jaula de resorte, asiento de resorte, válvula de boquilla y cuerpo de válvula, acoplando los ductos de combustible del submontaje a una fuente de presión, de manera tal que el combustible a presión se alimente desde la fuente al submontaje, alimentando combustible al submontaje bajo presión incrementada hasta que se abre la válvula de boquilla para de esta manera definir un punto de ajuste de referencia para presión de abertura de boquilla, y elegir ese número de incrementos punto-a-punto de ajuste desde el punto de ajuste de referencia a un punto de ajuste final que es tal que el punto de ajuste final es el más alto de los puntos de ajuste disponibles que no excede la presión de abertura especificada máxima. La etapa de selección se logra al seleccionar el asiento de resorte apropiado desde el conjunto de asientos de resorte que difieren entre sí en longitud en las mismas proporciones que los puntos de ajuste difieren entre si en nivel de presión. Se comprenderá por ejemplo que si este método se diseña para proporcionar digamos cinco puntos de ajuste disponibles, entonces se proporcionarán cinco longitudes del asiento de resorte en el conjunto de asientos de resorte y de cero a cuatro incrementos punto-a-punto de ajuste pueden elegirse dependiendo del valor del punto de ajuste de referencia establecido por la prueba de presión inicial. Si el número selecto de incrementos de ajuste es cero, entonces el asiento de resorte selecto es de la misma longitud que el asiento empleado en la prueba de presión inicial y puede ser el asiento idéntico. Otro medio para incrementar la velocidad de cierre de la válvula de boquilla consiste en reducir la longitud de la válvula. La boquilla EMD tiene una proporción guía de longitud-a-diámetro de 4.4, que es más grande que la necesaria para sus funciones de sello y gula. Al reducir la proporción a 3.125, el valor puede reducirse por 7 mm, resultando en una reducción de masa de válvula de (29%). Sin embargo, esta reducción es convenientemente realizada en una forma que permite que la longitud de pila del montaje, y las dimensiones del resorte de válvula de boquilla y jaula de resorte, permanezcan substancialmente sin cambio mientras que se reducen tanto costos de fabricación como reconstrucción. El montaje de boquilla de inyección mejorado 20a de la invención se ilustra en las FIGURAS 1A y 4A. Las longitudes de la válvula lia y el cuerpo de boquilla 10a se reducen de aquéllas de la válvula 11 y el cuerpo 10 por una cantidad determinada, 7 mm en el caso ilustrado, para reducir la proporción de longitud-a-diámetro, de la porción de cojinete del vastago de válvula (la porción de diámetro mayor de la válvula lia) a 3.125. La longitud de la jaula de válvula de retención 6a se incrementa de aquélla de la jaula de válvula de retención 6 en la misma cantidad para retener la longitud de pila total original. La longitud de la jaula de resorte 8a permanece la misma que la de la jaula 8. Se notará que la longitud axial del cuerpo de boquilla 10a incluyendo la punta, substancialmente no es mayor que la longitud de la jaula de resorte 8a, y la longitud de la porción de cojinete del vastago de la válvula lia (ver FIGURA 4A) es substancialmente menor que la longitud del resorte de válvula. El incremento en costo asociado con la fabricación de la jaula de válvula de retención relativamente larga 6a está excedido por el decremento en costo asociado con la fabricación de la válvula relativamente corta lia y el cuerpo de válvula 10a. Debido a que los cuerpos de boquilla típicamente son los únicos de los tres tipos de partes (cuerpos de boquilla, válvulas de inyección y jaulas de válvula de retención) que se reemplazan cuando se reconstruyen los inyectores a nuevas especificaciones de inyector, también se reduce el costo de reconstrucción. Se conoce que entre más pequeño sea el volumen atrapado en un sistema de inyección, mayor será la presión de inyección en cualquier nivel y velocidad de cantidad de inyección de combustible específica. Por otro lado, pasajes de flujo deben ser de diámetro suficiente para evitar una resistencia de flujo significante y cualesquiera altos costos asociados con la formación de pasaje de los más pequeños diámetros. En general, inyectores tipo EMD de la técnica previa, como se tipifica en la FIGURA 1, la jaula de válvula de retención 6, jaula de resorte 8 y cuerpo de boquilla 10, cada uno tienen tres ductos de combustible 5, 9 o 13, solo uno de los cuales se ve en la FIGURA 1, debido a que es una vista en sección transversal y los ductos están espaciados igual angularmente 120 grados entre sí alrededor del montaje. Un aspecto de la presente invención es el reconocimiento de que los diámetros y configuraciones de ducto de combustible de inyectores tipo EMD son tales que el volumen atrapado puede reducirse dentro de los parámetros mencionados anteriormente, simplemente al reducir el número de ductos de combustible de tres a dos. De esta manera en el inyector de la FIGURA 1A, la jaula de válvula 6a, la jaula de resorte 8a y el cuerpo de boquilla 10a cada uno solo tiene dos dustos de combustible 5a, 9a o 13a, ambos de los cuales se ven en la FIGURA 1A, debido a que están igual espaciados angularmente 180 grados entre sí alrededor del montaje. Esto reduce el área de flujo de pasaje total de los ductos de combustible a una Cantidad que es aún 4.5 veces tan grande como el área combinada de los orificios de la boquilla más grande empleada en estos inyectores, sin reducción en diámetro de pasaje. Esta proporción de área de flujo de ductos y orificios de boquilla se ha encontrado que produce resultados óptimos en sistemas de inyección de alto desempeño. Además, al superior nivel de presión de inyección producido con la reducción de tres a dos ductos de combustible, la onda de presión producida al cierre del puerto se incrementa también, lo que aumenta aún más la carga parcial y características de desempeño de regularidad de reposo del inyector. Las anteriores mejoras y combinaciones de mejoras substancialmente mejoran el desempeño de emisiones de hidrocarburos y gases de descarga del motor de inyectores de combustibles locomotrices de tipo EMD. Deberá ser evidente que esta descripción es a manera de ejemplo, y que diversos cambios pueden realizarse al agregar, modificar o eliminar detalles sin apartarse del alcance justo de las enseñanzas contenidas en esta descripción. La invención por lo tanto no se limita a detalles particulares de esta descripción excepto en la extensión que estén limitadas necesariamente las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

1. REJVIDIC?C10JÍ6S 1.
2. En un inyector de unidad diesel de tipo EMD que tiene un montaje de buje y émbolo para dosificar y suministrar combustible, una jaula de válvula de retención y válvula de retención para evitar flujo inverso del combustible, una jaula de resorte y un resorte y un asiento de resorte dentro de la jaula, un cuerpo de boquilla de inyección, una válvula de boquilla para sello de alta presión, deslizable en el cuerpo de boquilla bajo la derivación del resorte, que extiende axialmente ductos de combustible en la jaula de válvula de retención, jaula de resorte y cuerpo de boquilla, una tuerca de acoplamiento que circunde el montaje de buje y émbolo, jaula de válvula de retención y válvula de retención, jaula de resorte, resorte y asiento de resorte, cuerpo de boquilla de inyección, válvula de boquilla para sello de alta presión, y ductos de combustible que se extienden axialmente, y que sujetan roscadamente el montaje de buje, jaula de válvula de retención y cuerpo de boquilla en relación apilada, la tuerca de acoplamiento tiene un extremo inferior abierto, el cuerpo de boquilla tiene una cara de extremo expuesta a través del extremo inferior abierto de la tuerca de acoplamiento, la cara de extremo comprende un domo central invertido de radio determinado que forma una punta de boquilla, una zona de borde substancialmente normal al eje central del inyector y una zona de rectificado entre el domo y la zona de borde, la zona de rectificado se configura para rectificar el domo dentro de la zona de borde, un saco de combustible formado en la punta, que tiene un fondo de saco hemisférico de un radio más pequeño que el radio de domo, los centros del radio de domo y el radio de fondo de saco cada uno se encuentran en el eje longitudinal central del inyector, el cuerpo de boquilla tiene un asiento de válvula contra el cual la válvula asienta bajo la derivación del resorte y a través de la cual el combustible circula dentro del saco bajo control por la válvula, el saco comunica con los orificios de rocío de boquilla, a través de los cuales el combustible circula hacia la cámara de combustión del motor, los puntos de comunicación entre el saco y los orificios de rocío de boquilla están espaciados por debajo del asiento de válvula, la mejora en donde el centro del radio de domo del cuerpo de boquilla se localiza por debajo del centro del radio de fondo de saco, 2. un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el centro del radio de domo se localiza más cerca al fondo del saco que al centro del radio de fondo de saco.
3. 3. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el centro de radio de domo se localiza en el fondo del saco.
4. 4. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la zona de rectificado comprende una superficie de radio inverso de magnitud substancialmente más pequeña que el radio de domo circundado por una superficie frustocónisa que se ahusa hacia abajo a la zona de borde.
5. 5. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la zona de rectificado comprende una superficie de radio inverso de magnitud substansialraente más pequeña que el radio de domo circundado por la superficie frustocónica que se ahusa hacia abajo a la zona de borde.
6. 6. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la zona de rectificado comprende una superficie de radio inverso de magnitud substancialmente más pequeña que el radio de domo circundado por una superficie frustocónica que se ahusa hacia abajo a la zona de borde.
7. 7. Un método para ajustar la presión de abertura de la válvula de boquilla de un inyector de combustible diesel, ante reconstrucción o mantenimiento, a un valor cercano pero que no excede la presión de abertura especificada máxima, que comprende las etapas de ensamblar un submontaje que tiene ductos de combustible y comprende al menos el resorte ensamblado, jaula de resorte, asiento de resorte, válvula de boquilla y cuerpo de boquilla del inyector, acoplar los ductos de combustible del submontaje a una fuente de presión, de manera tal que el combustible a presión a las presiones monitoreadas se alimenta desde la fuente al submontaje, alimentar combustible al submontaje bajo presión incrementada hasta que la válvula de boquilla se abra, para de esta manera definir un punto de ajuste de referencia para presión de abertura de boquilla, y elegir ese número de incrementos punto-a-punto pre-establecidos de ajuste desde el punto de ajuste de referencia a un punto de ajuste final que es tal que el punto de ajuste final sea el más alto de los puntos de ajuste disponibles que no exceden la presión de abertura especificada máxima, la etapa de selección se logra al elegir el asiento de resorte apropiado desde un conjunto de asientos de resorte que difieren entre sí en longitud axial en las mismas proporciones que los puntos de ajuste difieren entre sí en nivel de presión.
8. 8. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud axial del cuerpo de boquilla no es substancialmente mayor que la longitud axial de la jaula de resorte, y la longitud de la porción de cojinete de la válvula es substansialmente menor que la longitud del resorte confinado dentro de la jaula de resorte, con lo que la masa de la válvula se reduce y su velocidad de cierre se incrementa de manera correspondiente.
9. 9. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la proporción de longitud-a-diámetro de la porción de cojinete del vastago de válvula es aproximadamente 3.125.
10. 10. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los orificios de rocío de boquilla en conjunto definen un área de orificio determinada, los ductos de combustible que se extienden axialmente comprenden un par de ductos espaciados angularmente 180 grados entre sí en cada uno de los elementos apilados que comprenden la jaula de válvula de retención, la jaula de resorte y el cuerpo de boquilla, con lo que para ductos de un diámetro determinado, el volumen atrapado del inyector se reduce en comparación con el volumen que se asociaría con tríos de ductos en los elementos apilados, de manera tal que el área de flujo combinada a través de los dos ductos se optimiza respecto a aquélla requerida por el área de orificio de boquilla, de manera tal que la presión de inyección a gastos de flujo determinados se mejora para mejorar la operación del motor a baja velocidad y baja carga.