BRPI0708551B1

BRPI0708551B1 - Válvula de injeção de combustível para a injeção intermitente de combustível dentro da câmara de combustão de um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0708551B1
Application number: BRPI0708551-6A
Authority: BR
Inventors: Marco Ganser
Original assignee: Ganser-Hydromag Ag
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2019-07-02
Also published as: ZA200807310B; WO2007098621A1; RU2438035C2; RU2008139317A; CN102828872A; EP1991773A1; CN102828872B; BRPI0708551A2; CN101395366A; JP5110321B2; EP1991773B1; US20090065614A1; CN101395366B; US8544771B2; JP2009528480A

Abstract

válvula de injeção de combustível para motores de combustão interna. a presente invenção refere-se a um dispositivo de controle (52) de uma válvula de injeção de combustível que tem um membro de válvula intermediária (56) o qual está guiado com um ajuste deslizante (58') em uma primeira placa intermediária (12) um membro de válvula de injeção (28), o qual tem um pistão de controle (28'), para abrir e fechar as aberturas de injeção de modo a realizar processos de injeção intermitente define um espaço de controle (54) juntamente com uma luva de guia (36) e a face inferior (12a) da primeira placa intermediária (12). uma segunda placa intermediária (14) está situada entre a primeira placa intermediária (12) e um corpo de alojamento (10), e tem um espaço de válvula (70) o qual está hidraulicamente conectado no lado de extremidade de uma haste (58) do membro de válvula intermediária em forma de cogumelo (56).

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma válvula de injeção de combustível para a injeção intermitente de combustível dentro da câmara de combustão de um motor de combustão interna, a dita válvula de injeção de combustível sendo utilizada de preferência em motores diesel.

[002] As válvulas de injeção de combustível deste tipo são conhecidas, por exemplo, da WO 2005/019637 A1. Válvulas de injeção de combustível adicionais estão descritas, por exemplo, na WO 02/053904 A1, na EP 0 976 924 B1 e na DE 37 00 687 A1.

[003] A WO 02/053904 A1 mostra uma válvula de injeção com um atuador piezoelétrico o qual controla uma saída de uma câmara de válvula. A câmara de válvula está conectado a uma câmara de controle através de uma passagem de estrangulamento de saída, e esta câmara de controle está conectada a uma câmara de alta pressão da válvula de injeção através de uma passagem de estrangulamento de entrada. Pela pressão da câmara de controle senso diminuída, a face de extremidade de um pistão de controle do membro de válvula de injeção é aliviada, com o resultado que o membro de válvula de injeção pode ser aberto e a injeção de combustível pode acontecer. Para fechar a válvula de injeção no final da injeção, uma passagem adicional conectada na câmara de alta pressão pode ser aberta pelo atuador piezoelétrico, com o resultado que o fluxo de entrada de combustível para a câmara de controle pode também acontecer através da passagem de estrangulamento de saída além da passagem de estrangulamento de entrada. Esta solução é altamente complicada, já que para conseguir um movimento de abertura exato, sempre o mesmo em muiPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 4/41

2/30 tas válvulas de injeção, do membro de válvula de injeção, o que deve ser o caso em uma série de válvulas de injeção estruturalmente idênticas, primeiramente uma coordenação precisa das características de fluxo direto tanto da passagem de estrangulamento de entrada quanto de saída deve ser obtida. Segundamente, além disso, a passagem adicional também precisa ser aberta em um modo direcionado pelo atuador piezoelétrico, de modo a organizar o fechamento do membro de válvula de injeção no final da injeção pelo menos tão rapidamente que a combustão do cilindro de motor designado para a válvula de injeção não sofra demais por isto. No entanto, como o fluxo de entrada adicional para implementar o movimento de fechamento do membro de válvula de injeção precisa fluir através da passagem de estrangulamento de saída, este é estrangulado e a seção transversal adicional aberta pelo atuador é utilizada somente por uma ligeira extensão.

[004] Na válvula de injeção descrita na EP 0 976 924 B1, similarmente à válvula de injeção conhecida da WO 02/053904 A1, uma passagem de estrangulamento de entrada e uma de saída que tem a mesma função e as mesmas desvantagens estão presentes. Esta solução é preferível visto que, quando a câmara de válvula está sendo aberto, o membro de válvula de atuador fecha simultaneamente a passagem adicional. Esta função corresponde àquela de uma válvula de três vias e tem sido, portanto, conhecida por um longo tempo na hidráulica. A passagem adicional está configurada como uma sede plana, enquanto que a saída da câmara de válvula está configurada como uma sede cônica. Por conta do pequeno curso do membro de válvula atuado pelo piezoatuador, a sede cônica apresenta a dificuldade de obter cursos idênticos em todas as válvulas de injeção de uma série. Mais ainda, o alinhamento do membro de válvula do tipo em forma de cogumelo apresenta problemas, já que a sede plana está disposta em uma primeira placa intermediária e a sede cônica em uma segunda

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3/30 placa intermediária da válvula de injeção, o membro de válvula sendo guiado radialmente dentro da primeira placa. As duas placas intermediárias, portanto, precisam ser posicionadas exatamente uma em relação à outra, de outro modo a estanqueidade de pelo menos uma das sedes é prejudicada.

[005] No sistema de injeção conhecido da DE 37 00 687 A1, durante a injeção uma válvula solenoide, quando atuada, conecta um duto a uma linha de retorno. Entre o duto e uma câmara de controle está localizada uma válvula de retenção projetada como uma pastilha com um furo de estrangulamento. Durante o movimento de abertura do membro de válvula de injeção, a câmara de controle pode ser esvaziado para dentro do duto somente através do furo de estrangulamento da pastilha de válvula de retenção, assim levando a uma controlabilidade do movimento de abertura do membro de válvula de injeção. Durante o fechamento do membro de válvula de injeção, a pastilha de válvula de retenção abre de modo que o movimento de fechamento do membro de válvula de injeção pode acontecer mais rapidamente do que o movimento de abertura. Neste sistema de injeção, também, o fluxo de volume de combustível para fechar o membro de válvula de injeção precisa fluir somente através de um estrangulamento o qual conecta o duto a um acumulador de pressão do sistema de injeção através de um espaço anular. Este estrangulamento tem uma pequena seção transversal e está coordenado com um estrangulamento adicional o qual está localizado na saída do duto. A abertura e o movimento de fechamento do membro de válvula de injeção são consequentemente controlados por três furos de estrangulamento os quais precisam estar exatamente coordenados uns com os outros.

[006] Uma válvula de injeção de combustível é conhecida da WO 2005/019637 A1 e especificamente da Figura 9, em cuja válvula de injeção de combustível o movimento de abertura do membro de válvuPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 6/41

4/30 la de injeção pode ser determinado pelo projeto de um furo de estrangulamento em um modo similar à válvula de injeção descrita na DE 37 00 687 A1. Para terminar a operação de injeção, o piezoatuador de uma válvula piloto precisa ser expandido, o resultado disto sendo que um duto de alta pressão conectado na entrada de alta pressão é liberado por um corpo de controle. A seção transversal relativamente grande liberada causa um alto fluxo de entrada de combustível para dentro da câmara de controle e consequentemente uma operação especificamente rápida e vantajosa para fechar o membro de válvula de injeção. Para liberar o corpo de controle, um pino de transmissão é pressionado por sobre a face de extremidade do corpo de controle por um pino de válvula piloto do atuador.

[007] Esta solução tem a desvantagem que o piezoatuador precisa ser expandido durante a operação de fechamento do membro de válvula de injeção. Neste estado, uma corrente é aplicada ao piezoatuador. Como a duração de injeção chega a somente 5% ou menos da duração entre duas injeções, o piezoatuador está praticamente continuamente sobre uma voltagem elétrica. Mais ainda, nesta solução conhecida, a posição do furo de estrangulamento o qual determina o movimento de abertura do membro de válvula de injeção é desfavorável, já que este está localizado muito distante da câmara de controle.

[008] O objeto da presente invenção é de prover uma válvula de injeção de combustível de uma construção especificamente simples, na qual, com despesas mínimas em termos estruturais, tanto uma controlabilidade do movimento de abertura do membro de válvula de injeção quanto uma rápida operação de fechamento do membro de válvula de injeção podem ser conseguidas. Mais ainda, na válvula de injeção de combustível da presente invenção, a implementação de múltiplas injeções com um intervalo de tempo muito curto deve ser obtenível sem dificuldade.

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5/30 [009] Apesar de uma câmara de controle e uma câmara de válvula estarem continuamente conectados um no outro através de uma passagem de estrangulamento exata, uma válvula intermediária de outro modo separa estes dois espaços continuamente um do outro. A passagem de estrangulamento está disposta diretamente adjacentemente à câmara de controle. Uma passagem conectada na câmara de alta pressão da válvula de injeção e que leva para dentro da câmara de controle e que tem uma grande seção transversal, se comparada com a seção transversal da passagem de estrangulamento, é controlada pela válvula intermediária. Como a seção transversal do fluxo de saída, controlada por uma disposição de atuador elétrico, da câmara de válvula pode também ser substancialmente maior do que a seção transversal da passagem de estrangulamento, o movimento de abertura do membro de válvula de injeção é dependente essencialmente somente da seção transversal da passagem de estrangulamento. Durante o fechamento do fluxo de saída da câmara de válvula por meio da disposição de atuador, a válvula intermediária abre rapidamente e libera a passagem da grande seção transversal conectada na câmara de alta pressão, assim criando um rápido término da operação de injeção.

[0010] Em um refinamento adicional preferido da presente invenção, um membro de válvula de sede plana que atua como uma válvula de 2/3 vias é utilizado, o qual pode executar um pequeno curso específico em uma segunda placa intermediária dentro da câmara de válvula. Em uma modalidade preferida, o membro de válvula de sede plana tem duas sedes planas. No estado em repouso de um piezoatuador vantajosamente utilizado para atuar o membro de válvula de sede plana, o membro de válvula de sede plana, por meio de uma primeira sede de válvula, fecha uma conexão entre a câmara de válvula e o retorno de combustível de baixa pressão e ao mesmo tempo libera um duto

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6/30 de alta pressão o qual está localizado em uma primeira placa intermediária e está conectado na entrada de alta pressão e o qual tem uma seção transversal não estrangulada relativamente grande. A seção transversal de fluxo direto entre o membro de válvula de sede plana e a entrada de alta pressão, isto quer dizer a sede plana de válvula, é dependente da distância, com isto do curso, do membro de válvula de sede plana e principalmente constitui uma passagem mais estreita do que aquela do duto de alta pressão.

[0011] No estado ativo do piezoatuador quando o último expande, o membro de válvula de sede plana é pressionado por sobre o duto de alta pressão e fecha a passagem de válvula por meio de sua sede plana de válvula, a saída de baixa pressão ao mesmo tempo sendo liberada. Um segundo duto de conexão de seção transversal relativamente grande na primeira placa intermediária conecta a câmara de controle na câmara de válvula.

[0012] Os termos tais como seção transversal relativamente grande ou seção transversal maior do que e similares referem-se à seção transversal da dita passagem de estrangulamento, e tais seções transversais são de preferência pelo menos duas vezes maiores, mas principalmente 5 ou 10 vezes maiores, ou ainda maiores, do que a seção transversal da passagem de estrangulamento.

[0013] As modalidades especificamente preferidas estão definidas nas concretizações adicionais.

[0014] As vantagens acima mencionadas e adicionais da presente invenção estão explicadas em mais detalhes por meio de modalidades preferidas as quais estão ilustradas nos desenhos e estão abaixo descritas. Nos desenhos, puramente diagramaticamente, [0015] Figura 1 mostra uma seção longitudinal de uma válvula de injeção de combustível de acordo com a presente invenção;

[0016] Figura 2 mostra, em uma seção longitudinal e em uma ilusPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 9/41

7/30 tração ampliada, uma seção parcial da válvula de injeção de combustível de acordo com a invenção da Figura 1 com o seu dispositivo de controle para controlar a abertura e o movimento de fechamento rápido do membro de válvula de injeção;

[0017] Figura 3 mostra um gráfico com os perfis dos movimentos do membro de válvula de atuador e do membro de válvula de injeção da válvula de injeção de combustível durante uma operação de injeção com um movimento de abertura escalonado do membro de válvula de injeção;

[0018] Figura 4 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma primeira variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da Figura 1;

[0019] Figura 5 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma segunda variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da Figura 1;

[0020] Figura 6 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma terceira variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da presente invenção;

[0021] Figura 7 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma quarta variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da presente invenção;

[0022] Figura 8 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma quinta variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da presente invenção;

[0023] Figura 9 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração

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8/30 ampliada, uma seção parcial de uma sexta variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da presente invenção;

[0024] Figura 10 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma sétima variante de projeto alternativa do dispositivo de controle da válvula de injeção de combustível da presente invenção;

[0025] Figura 11 mostra, na mesma ilustração que a Figura 8, uma modalidade alternativa da variante ali mostrada;

[0026] Figura 12 mostra, em uma vista de topo em perspectiva, um corpo intermediário da modalidade de acordo com a Figura 11; e [0027] Figura 13 mostra o corpo intermediário em uma vista inferior em perspectiva.

[0028] A Figura 1 mostra uma válvula de injeção de combustível 1 a qual está destinada para a injeção intermitente de combustível dentro da câmara de combustão de um motor de combustão interna. Esta tem um alojamento circular - cilíndrico e escalonado alongado 6, o eixo de geométrico de alojamento do qual está designado por 8. O alojamento 6 consiste em um corpo de alojamento 10, em uma primeira placa intermediária 12, em uma segunda placa intermediária 14 e em um corpo de bocal 16. A primeira placa intermediária 12 e a segunda placa intermediária 16 formam uma parte intermediária 17. As placas intermediárias 12 e 14 e o corpo de bocal 16 estão tensionados juntos, por meio de uma porca de tensão 18 projetada como uma porca de união, em um modo estanque umas em relação às outras e em relação a uma face inferior 10a do corpo de alojamento 10. A primeira placa intermediária 12 neste caso apoia contra o corpo de bocal 16 e a segunda placa intermediária 14 contra o corpo de alojamento 10.

[0029] Uma entrada de alta pressão de combustível 20, projetada como um furo de suprimento de alta pressão, da válvula de injeção de

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9/30 combustível 1 está conectada em um modo conhecido a uma alimentação de combustível a qual supre a válvula de injeção de combustível 1 com combustível sob uma pressão muito alta de, por exemplo, até 1800 bar ou mais alta. A entrada de alta pressão de combustível 20 desemboca lateralmente para dentro do corpo de alojamento 10, mas poderia também ser fabricada, mais ou menos paralela ao eixo geométrico de alojamento 8, por cima no corpo de alojamento 10. A entrada de alta pressão de combustível 20 tem, desembocando dentro desta, um furo longitudinal 22 o qual é do mesmo modo fabricado dentro do corpo de alojamento 10 e o qual desemboca na outra extremidade dentro da face inferior 10a do corpo de alojamento 10.

[0030] Diametralmente oposta ao furo longitudinal 22, e sobre o eixo geométrico de atuador 8' o qual está axialmente deslocado em relação ao eixo geométrico de alojamento 8, está localizada uma disposição de atuador 24 a qual está de preferência projetada como um piezoatuador 26 e poderia alternativamente estar projetada como um atuador eletromagnético.

[0031] Localizados dentro de uma câmara de alta pressão 42 do corpo de bocal 16 estão um membro de válvula de injeção em forma de agulha 28, uma manga de suporte 30, uma arruela 32, uma mola de compressão 34 e uma luva de guia 36. A mola de compressão 34 está suportada sobre o membro de válvula de injeção 28 através da arruela e da manga de suporte 30.

[0032] Um furo 38 através da segunda placa intermediária 14 e um furo 40 através da primeira placa intermediária 12 conectam o furo longitudinal 22 na câmara de alta pressão 42. Esta câmara de alta pressão 42 estende-se daquela face de extremidade 16b do corpo de bocal 16 a qual faceia as placas intermediárias 12, 14 até uma sede de válvula de injeção 44. A jusante da sede de válvula de injeção 44, o corpo de bocal tem orifícios de injeção 44'. O membro de válvula de

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10/30 injeção 28 tem uma guia radial 46 em relação ao corpo de bocal 16, cuja guia radial é interrompida por faces retificadas 48 do membro de válvula de injeção 28 para o suprimento hidraulicamente virtualmente sem resistência de combustível de alta pressão para a sede de válvula de injeção 44.

[0033] Localizado na primeira e na segunda placas intermediárias 12 e 14 está um dispositivo de controle hidráulico 52 para controlar os movimentos de abertura e de rápido fechamento do membro de válvula de injeção 28 durante a operação de injeção. O dispositivo de controle 52 da válvula de injeção de combustível 1 está ilustrado e descrito em detalhes em conexão com a Figura 2. Um retorno de combustível de baixa pressão 50 alivia o combustível para o controle dos movimentos do membro de válvula de injeção e conduz este combustível afastando da válvula de injeção de combustível 1.

[0034] A descrição das modalidades mostradas nas Figuras 2-8 utiliza os mesmos símbolos de referência para as partes correspondentes como em conexão com a descrição da válvula de injeção de combustível 1 mostrada na Figura 1. Ainda, somente as diferenças da válvula de injeção de combustível 1 mostrada na Figura 1 ou de modalidades exemplares já acima descritas estão abaixo apresentadas. [0035] A Figura 2 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, parte da válvula de injeção de combustível 1 de acordo com a invenção da Figura 1 com o seu dispositivo de controle 52 para controlar a abertura e o rápido movimento de fechamento do membro de válvula de injeção tal como este ocorre no tempo de intervalo entre duas operações de injeção.

[0036] Um pistão de controle 28' do membro de válvula de injeção 28 está montado com um ajuste deslizante preciso dentro da luva de guia 36 de modo a ser guiado radialmente e de modo a ser axialmente deslocável. Este delimita, juntamente com a luva de guia 36, uma câPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 13/41

11/30 mara de controle 54, a face de extremidade 36b de cuja luva de guia 36 está pressionada vedantemente e estaticamente em um contato de apoio contra uma face inferior 12a da primeira placa intermediária 12 pela mola 34. Uma haste 58 de um membro de válvula intermediária em forma de cogumelo 56 que apoia sobre a sua cabeça 60 acopla dentro de um orifício axialmente contínuo da primeira placa intermediária 12 e está guiada sobre a última com um ajuste deslizante preciso 58'. A cabeça 60 do membro de válvula intermediária 56 está localizada axialmente deslocável dentro de uma folga 62 da luva de guia 36. A folga 62 está permanentemente conectada hidraulicamente na câmara de controle 54 por meio de passagens radiais 56 na cabeça 60 e faz portanto parte da câmara de controle 54. A cabeça 60 é pressionada contra um ressalto 64 da luva de guia 36 por uma pequena mola de compressão 66 suportada sobre uma face inferior 14a da segunda placa intermediária 14.

[0037] Uma passagem de estrangulamento exata 68 do membro de válvula intermediária 56 conecta a câmara de controle 54 permanentemente com uma câmara de válvula 70 na segunda placa intermediária 14; um rebaixo que passa através da segunda placa intermediária 14 e delimitado pela primeira placa intermediária 12 e pelo corpo de alojamento 10 forma a câmara de válvula 70. A câmara de válvula 70 está conectado hidraulicamente no lado traseiro do membro de válvula intermediária 56 através de uma passagem 70'; o pequeno espaço no orifício contínuo da primeira placa intermediária 12 no lado traseiro do membro de válvula intermediária 56 assim forma hidraulicamente uma parte da câmara de válvula 70. De acordo com a Figura 2, a passagem de estrangulamento 68 está localizada diretamente adjacentemente aa câmara de controle 54, mas poderia alternativamente ser fabricada, rebaixada, ao longo do furo de conexão hidráulica que passa axialmente através do membro de válvula intermediária 56 ou

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12/30 na outra extremidade deste furo de conexão dentro da haste 58, assim não tendo nenhuma influência sobre o funcionamento da válvula de injeção de combustível 1.

[0038] Localizado dentro da câmara de válvula 70 está um membro de válvula de atuador 72 o qual é atuado pelo piezoatuador 26 e o qual, na sua posição fechada, apoia vedantemente com a sua face de vedação cônica contra uma sede de válvula anular DS formada sobre o corpo de alijamento 10. A sede de válvula DS está formada pela boca de uma passagem de saída 73 formada no corpo de alojamento 10; esta passagem de saída 73 leva ao retorno de baixa pressão 50. Uma mola de membro de válvula de atuador 74 exerce sobre o membro de válvula de atuador 72 na direção da sede de válvula DS uma força de mola a qual é constante, mas é baixa em comparação com a força de pressão de combustível.

[0039] Um furo 76 de seção transversal relativamente grande na primeira placa intermediária 12 conecta a câmara de controle 54 no furo 38 através de uma passagem lateral na segunda placa intermediária 14. Com a válvula intermediária 56' fechada, esta conexão é interrompida, a válvula intermediária 56', na sua posição fechada, formando uma passagem circular cilíndrica. A passagem lateral pode alternativamente ser fabricada na primeira placa intermediária 12.

[0040] As dimensões da passagem de saída acima mencionada, do furo ou da passagem de estrangulamento chegam, por exemplo, a 0,20 mm para a passagem de estrangulamento 68, a 0,08 mm para o furo 76 e a 1,3 mm para a sede de válvula DS do membro de válvula de atuador 72 no caso de um curso de abertura total do membro de válvula de atuador 72 de aproximadamente 0,025 mm. O último corresponde a uma passagem de estrangulamento de saída 73 conformando a um furo com um diâmetro de aproximadamente 0,36 mm, todos estes valores sendo meramente indicativos. Os ditos valores mosPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 15/41

13/30 tram que a única seção transversal de controle essencial, a qual determina o movimento de abertura do membro de válvula de injeção 28 no caso de um curso de abertura total do membro de válvula de atuador 72, está formada pela passagem de estrangulamento 68.

[0041] A válvula de injeção de combustível 1 funciona como segue: quando uma corrente é aplicada no piezoatuador 26, o último expande e, por meio de um movimento descendente do membro de válvula de atuador 72, abre a sede de válvula DS e, portanto, a passagem de saída 73. Esta posição do membro de válvula de atuador 72 está mostrada na Figura 2 por uma linha tracejada. A pressão de combustível dentro da câmara de válvula 70 cai rapidamente. O membro de válvula intermediária em forma de cogumelo 56 é por meio disto movido na direção ascendente afastando de seu contato de apoio sobre o ressalto 64. Como a válvula intermediária 56' está ainda aberta, o combustível flui do furo 76 para dentro da câmara de controle 54 até que a válvula intermediária 56 seja fechada, isto acontecendo quando a parte superior plana da cabeça 60 vem apoiar contra a face inferior 12a. Neste ponto no tempo, a pressão dentro da câmara de controle 54 caiu um pouco. Também, devido ao ajuste deslizante preciso 58' que faz surgir entre a câmara de controle 54 e a câmara de válvula 70 um ponto de separação hidráulico constantemente presente, com a exceção de um ligeiro vazamento o qual é insignificante para a função de separação, somente muito pouco combustível pode passar para dentro da câmara de válvula 70 onde a pressão já caiu abruptamente neste ponto no tempo. Então, com a válvula intermediária fechada 56 fechada, a pressão pode também cair mais abruptamente dentro da câmara de controle 54 por conta do esvaziamento de combustível através da passagem de estrangulamento 68. Isto causa um movimento do membro de válvula de injeção 28 afastando da sede de válvula de injeção 44, com o resultado que o combustível sob alta pressão flui

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14/30 da câmara de alta pressão 42 para os orifícios de injeção 44' através da sede de válvula de injeção 44, e a operação de injeção pode começar. Quando o piezoatuador 26 está completamente apagado, o membro de válvula de atuador 72, em virtude de seu movimento ascendente, fecha a passagem de saída 73. Uma rápida compensação de pressão entre a câmara de controle 54 e a câmara de válvula 70 por meio disto acontece, o efeito disto sendo que o membro de válvula intermediária 56 move-se para cima novamente por conta da força de pressão de sistema dentro de uma ranhura 76' conectada no furo 76, que corre ao redor da haste 58 e abre na direção da cabeça 60, e, em uma pequena fração, devido à força da mola 66 e abre a sede de válvula intermediária 56' novamente. O membro de válvula de injeção 28 é então movido rapidamente na direção da sede de válvula de injeção 44 até que a operação de injeção seja interrompida.

[0042] Para implementar pré-injeções ou pós-injeções separadas com uma injeção principal entre as mesmas e com intervalos de tempo muito curtos entre as injeções individuais, o membro de válvula intermediária 56, pela corrente sendo aplicada mais uma vez no piezoatuador 26, pode ser movido na direção de fechamento da válvula intermediária 56' novamente mesmo durante o movimento de fechamento do membro de válvula de injeção 28, já que a câmara de controle 54 e o espaço de distribuição 70 estão virtualmente separados hidraulicamente devido ao ajuste deslizante 58. Uma injeção subsequente pode seguir diretamente o final da injeção precedente, e o espaçamento entre as injeções pode ser encurtado virtualmente para zero. Como a seção transversal mutável da válvula intermediária 56' é substancialmente maior do que aquela da passagem de estrangulamento 68, este dispositivo de controle 52 de acordo com a invenção pode ser utilizado para controlar tanto as válvulas de injeção de combustível 1 pequenas, tais como, por exemplo, para aplicações em motores de carros de

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15/30 passageiros ou de caminhões, quanto as válvulas de injeção de combustível muito maiores as quais são empregadas, por exemplo, em locomotivas, máquinas de movimento de terra, usinas de geração de corrente e navios.

[0043] A Figura 3 mostra o perfil do movimento do membro de válvula de injeção 28 na situação onde o membro de válvula de atuador 72 assume uma posição entre as suas posições máxima aberta e fechada durante os segmentos de tempo de uma operação de injeção não separada, mas escalonada. O perfil de tempo deste curso de membro de válvula de atuador, designado como AH, está ilustrado no gráfico superior da Figura 3 como AH(t) de modo que um movimento do membro de válvula de atuador na direção descendente (de acordo com a ilustração da Figura 2) abre ou abre adicionalmente a passagem de saída 73. O perfil de tempo de curso de membro de válvula de injeção está designado como EH(t). As escalas de AH e EH são diferentes, já que, como antes mencionado, o curso de abertura total do membro de válvula de atuador 72 é da ordem de 0,025 mm e o curso de abertura total EH do membro de válvula de injeção chega a entre 0,20 mm e acima de 1,0 mm, dependendo do tamanho de motor de uma aplicação específica.

[0044] No ponto no tempo t1, a corrente é aplicada no piezoatuador 26, e o membro de válvula de atuador 72 é aberto, de modo que, em t2, o movimento de abertura do membro de válvula de injeção 28 começa. Entre t2 e t3, o membro de válvula de injeção 28 abre rapidamente, mas cobre somente uma curta distância, já que a aplicação de corrente no piezoatuador 26 é cancelada e, portanto, o membro de válvula de atuador 72 reduz o curso de abertura para uma extensão tal que a seção transversal de passagem de saída restante atua como um estrangulamento. A velocidade de abertura do membro de válvula de injeção é por meio disto mantida, grandemente reduzida, até que a

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16/30 corrente seja aplicada totalmente no piezoatuador novamente e a velocidade total do curso de abertura seja restaurada, esta sendo a situação em t4. O membro de válvula de injeção 28 após o que abre novamente rapidamente até t5 e a sua abertura é controlada pela passagem de estrangulamento 68. É, portanto, possível implementar um perfil de injeção escalonado.

[0045] O perfil de EH(t) mostrado ocorre após o tempo t5 quando o membro de válvula de injeção 28 não possui nenhum batente de curso mecânico ou este não atinge nenhum batente de curso mecânico mesmo durante uma operação de injeção de carga total. Esta é, portanto, uma possibilidade alternativa a qual funciona sem um batente de curso mecânico. É possível, pela redução do curso de membro de membro de válvula de atuador mais uma vez, em um modo similar a entre t3 e t4, reduzir novamente a velocidade de operação do membro de válvula de injeção 28, começando do curso EH, presente em t5, o que corresponde a um curso de abertura total da válvula de injeção de combustível com um batente de curso mecânico. É, portanto, possível manter o valor máximo do curso EH antes do começo da operação de fechamento do membro de válvula de injeção 28 dentro de limites, mesmo quando a operação de injeção dura um longo tempo. Esta condição ocorre especificamente em válvulas de injeção de combustível para os grandes motores diesel.

[0046] No ponto no tempo t6, o membro de válvula de atuador 72 está na posição de fechamento. Entre os tempos t6 e t7, portanto, o membro de válvula de injeção 28 fecha e o curso EH(t) aproxima-se rapidamente de zero. quando a corrente é brevemente aplicada no piezoatuador 26 mais uma vez antes do membro de válvula de injeção 28 atingir a sede de válvula de injeção 44, a velocidade de impacto da última sobre a sede de válvula de injeção 44 pode ser reduzida para uma tal extensão que uma tensão de sede insignificante e consequenPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 19/41

17/30 temente, sendo esta uma condição crítica, uma vida útil mais longa da sede de válvula de injeção 44 são conseguidas. Os perfis de AH(t) e EH(t) para esta situação estão ilustrados tracejados.

[0047] A Figura 4 mostra, em uma seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma primeira variante de projeto alternativa de um dispositivo de controle 52' da válvula de injeção de combustível 1. O membro de válvula intermediário em forma de cogumelo 56 está rebaixado completamente dentro da primeira placa intermediária 12 e, juntamente com a primeira placa intermediária 12, forma uma válvula intermediária 56' com uma sede cônica. O ressalto 64 da Figura 2, deslocado em relação à face de extremidade 36b da luva de guia 36, está dispensado. A luva de guia 78 da Figura 4 tem uma face de extremidade plana 78b a qual tanto, juntamente com a face inferior 12a da primeira placa intermediária 12, veda a câmara de controle 54 radialmente em relação à câmara de alta pressão 42, quanto forma o batente para a cabeça 60 do membro de válvula intermediária 56. O furo 76 desemboca diretamente dentro do furo 40. O membro de válvula intermediária 56 e a primeira placa intermediária 12 podem consequentemente formar uma unidade estrutural que tem um curso coordenado do membro de válvula intermediária 56. Alternativamente, estas duas placas intermediárias 12 e 14 que formam a parte intermediária 17 poderiam também consistir em uma única peça, e isto poderia do mesmo modo ser implementado nas Figuras 1 e 2.

[0048] A modalidade de acordo com a Figura 4 consequentemente tem um elemento de pistão 80. Esta disposição poderia também ser empregada na variante da Figura 2. Por outro lado, a variante da Figura 4 poderia também ser implementada sem este elemento de pistão 80. O elemento de pistão 80 está guiado com um ajuste deslizante relativamente preciso 80' dentro de um rebaixo como furo cego na primeira placa intermediária 12. Uma pequena mola de compressão 82

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18/30 pressiona o elemento de pistão 80 constantemente contra o lado inferior do membro de válvula de atuador 72. Um espaço 84, no qual a mola de compressão 82 está localizada e o qual está delimitado pelo lado inferior do elemento de pistão 80, está permanentemente conectado hidraulicamente com a câmara de controle 54 por meio de uma passagem 86 que tem uma folga 62 e através das passagens 56 na cabeça 60 do membro de válvula intermediária 56.

[0049] O funcionamento da disposição do membro de válvula intermediária 56 com uma sede de válvula cônica é similar àquela da Figura 2. O funcionamento do elemento de pistão 80 é como segue: Quando o membro de válvula de atuador 72 é pressionado para baixo pelo piezoatuador 26, o elemento de pistão 80 copia o movimento. O elemento de pistão 80 por meio disto aumenta o volume da câmara de válvula 70 e ao mesmo tempo, por sua ação de bombeamento, reduz o volume do espaço 84. Os dois juntos causam um fechamento mais rápido da válvula intermediária 56', já que o membro de válvula intermediária 56 é induzido a executar um movimento mais rápido na direção ascendente. Ao contrário, durante um movimento do membro de válvula de atuador 72 na direção ascendente, o elemento de pistão 80 causa um aumento em volume do espaço 84 e ao mesmo tempo uma ação de bombeamento dentro da câmara de válvula 70. Isto cria uma resposta mais rápida do membro de válvula intermediária 56 durante a abertura da válvula intermediária 56'. O elemento de pistão 80 assim ajuda uma resposta especificamente rápida do membro de válvula intermediária 56.

[0050] A Figura 5 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma segunda variante de projeto alternativa do dispositivo de controle 52 da válvula de injeção de combustível da Figura 1. A segunda placa intermediária 106 não tem nenhuma câmara de válvula, mas somente uma passagem de saída

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110 a qual está conectada hidraulicamente no lado traseiro da haste 58 do membro de válvula intermediária 56 através de uma passagem 108 na primeira placa intermediária 104, e mais uma vez as placas intermediárias 104 e 106 que formam a parte intermediária 17 poderiam ser produzidas em uma única peça. Alternativamente, a passagem 108 poderia também ser fabricada na segunda placa intermediária 106. A câmara de válvula 70 da Figura 5 tem uma capacidade de volume especificamente pequena. A seção transversal da passagem de saída 110 pode ser substancialmente maior do que a seção transversal da passagem de estrangulamento 68. Na posição mostrada na Figura 5, a haste de atuador 112 fecha o lado de saída da passagem de saída 110 de modo que nenhuma injeção pode ocorrer. Quando a haste de atuador 12 é movida afastando na direção ascendente, a pressão de combustível dentro da passagem de saída 110 e dentro da passagem 108 cai rapidamente, de modo que, em um modo similar àquele descrito em conexão com as Figuras 1 e 2, a válvula de injeção de combustível pode injetar. Quando a haste de atuador 112 é movida na direção do lado de saída da passagem de saída 110 novamente, e a dita passagem é fechada, a injeção é terminada. O atuador para a haste de atuador 112 pode ou por um piezoatuador ou então um atuador eletromagnético o qual, quando a corrente é aplicada, atrai a haste de atuador 112 em um modo conhecido.

[0051] A Figura 6 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma terceira variante de projeto alternativa do dispositivo de controle 52' da válvula de injeção de combustível 1. As duas placas intermediárias 104 e 106 da modalidade de acordo com a Figura 5 são substituídas por uma única placa intermediária 105. Isto forma a parte intermediária 17. Um elemento de saída 108 está localizado, coaxialmente com o eixo geométrico 8' axialmente deslocado, dentro de um rebaixo da placa intermediária 105 e

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20/30 está pressionado por uma mola copo 107 e pela pressão de combustível dentro da câmara de válvula 70 vedantemente em contato de apoio contra a face inferior 10a do corpo de alojamento 10 ou, alternativamente, de um elemento de suporte não especificado em mais detalhes. A passagem de saída 110 está localizada dentro do elemento de saída 109. As vantagens desta variante são a utilização de uma única placa intermediária 105 ao invés de duas placas intermediárias 104 e 106 e o fato de que o elemento de saída 109 o qual tem pequenas dimensões pode ser produzido de um material altamente resistente ao desgaste e até dispendioso em um modo econômico.

[0052] As linhas tracejadas na Figura 6 mostram uma alternativa na qual uma passagem de estrangulamento 77 conecta o furo 40 no pequena câmara de válvula 70. Isto causa uma abertura muito rápida do membro de válvula intermediária 56 logo que o lado de saída da passagem de saída 110 é fechado.

[0053] A Figura 7 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma quarta variante de projeto alternativa do dispositivo de controle 88 da válvula de injeção de combustível, na qual o membro de válvula intermediária 56 está projetado em um modo similar às Figuras 4, 5 ou 6. O dispositivo de controle 88 está localizado dentro de uma câmara de alta pressão 90 o qual tem a mesma função que a câmara de alta pressão 42 e o qual é fabricado em um corpo 92 que circunda a câmara de alta pressão 90. O corpo 92 poderia ser um corpo de bocal 16 ou um corpo de alojamento 10 ou então uma placa intermediária analogamente ou similarmente àquela mostrada nas Figuras 1, 2, 4, 5 e 6. O pistão de controle 28' do membro de válvula de injeção 28 projeta-se para dentro da câmara de alta pressão 90, e a mola de compressão 34 pressiona a face plana 78b da luva de guia 78 em um contato de apoio estanque contra uma face de extremidade inferior 94a de um elemento intermediário 94 no qual o

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21/30 membro de válvula intermediária em forma de cogumelo 56 está guiado com um ajuste deslizante preciso 94'. Um furo 96 no elemento intermediário 94 conecta a folga 62, na qual o membro de válvula intermediária 56 está localizado, e uma ranhura 96' ao redor da haste 58 do membro de válvula intermediária 56 a uma passagem 98 e portanto à câmara de alta pressão 90. O elemento intermediário 94 está provido ao invés da primeira placa intermediária 12 das Figuras 1, 2, 4 e 5 e está guiado sobre a circunferência com folga por uma parede radialmente interna 10 do corpo 92 e está alinhado axialmente com o eixo geométrico longitudinal 102. A passagem de saída 110 está localizada em um elemento de saída em forma de disco 114 o qual está posicionado radialmente com folga pela parede 100 em um modo similar ao elemento intermediário 94. O lado superior 114b do elemento de saída 114 no lado inferior 116a de um elemento de fechamento 116, similar ao corpo de alojamento 10, fecha a câmara de alta pressão 90 em um modo estanque à pressão no modo conhecido. O elemento intermediário 94 e o elemento de saída 114 formas a parte intermediária 17. Na modalidade de acordo com a Figura 7, também, como de acordo com a Figura 5, a capacidade de volume da câmara de válvula 70 é muito pequeno. No mesmo modo que nas modalidades de acordo com as Figuras 5 ou 6, a face de extremidade da haste 58 do elemento de válvula intermediária 56 pode ser aliviada de pressão e carregada de pressão por meio da atuação da haste de atuador 112 de modo a implementar as injeções de diesel intermitentes. A solução da Figura 7 é vantajosa quando o dispositivo de controle 88 está instalado em um modo de economizar espaço dentro de um furo sobre o eixo geométrico 102 da válvula de injeção de combustível, e as placas intermediárias 12, 14, 104, 105 e 106 das figuras precedentes são dispensadas. [0054] Alternativamente, o elemento intermediário 94 e o elemento de saída 114 poderiam ser produzidos juntamente em uma peça. AlPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 24/41

22/30 ternativamente, em um modo similar à Figura 6, a passagem de estrangulamento 77 conecta a câmara de alta pressão 90 na câmara de válvula 70, como está mostrado por linhas tracejadas e atua em um modo equivalente à Figura 6.

[0055] Mais ainda, o projeto da Figura 7 tem um batente de curso mecânico 79 para a face de extremidade do pistão de controle 28' do membro de válvula de injeção 28, o dito batente de curso estando na forma de uma parede projetante a qual é integral com a luva de guia 78 e a qual projeta-se para dentro da câmara de controle 54 e está provida com uma passagem central 79b a qual conecta a câmara de controle 54 hidraulicamente na folga 62. Esta modalidade ou uma modalidade de funcionamento correspondente poderia também ser empregada nas modalidades de acordo com as outras figuras. Ao contrário, a modalidade mostrada na Figura 7 poderia também ser implementada sem um batente de curso mecânico 79.

[0056] Em uma variante alternativa, não mostrada, as soluções da Figura 5 e da Figura 7 podem ser combinadas de tal modo que todos os elementos da Figura 7, menos o elemento de saída em forma de disco 114, estão localizados dentro da câmara de alta pressão 90 sobre o eixo geométrico longitudinal 102, mas a passagem de saída 110 está localizada sobre o eixo geométrico de atuador 8' axialmente deslocado em uma placa intermediária similar à segunda placa intermediária 106 da Figura 5. Uma passagem equivalente à passagem 108 da Figura 5 deve então correr nesta placa intermediária de modo que esta não faça nenhuma conexão hidráulica com a câmara de alta pressão 90 ao longo de seu percurso da face de extremidade da haste 58 do membro de válvula intermediária 56 até a passagem de saída 110. Este é o caso quando a passagem está projetada, por exemplo, como um furo obliquo nesta placa intermediária. A placa intermediária será então mais espessa do que ilustrado na Figura 5, de modo que o percurPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 25/41

23/30 so interno obliquo da passagem possa ser acomodado.

[0057] A Figura 8 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma quinta variante de projeto alternativa do dispositivo de controle 88 da válvula de injeção de combustível, a dita variante de projeto sendo similar àquela da Figura 7. O membro de válvula intermediária em forma de cogumelo 56 tem uma sede plana, como mostrado na Figura 2. No entanto, não existe nenhuma ranhura 76' presente no elemento intermediário 94. Dois furos opostos 96 no elemento intermediário 94 (poderia também existir um furo 96 ou mais do que dois furos 96) formam com a sua entrada aberta para dentro da folga 62, juntamente com o membro de válvula intermediária 56 a válvula intermediária 56'. Quando o membro de válvula intermediária 56 fecha os furos 96 para permitir as injeções intermitentes, em virtude deste projeto a passagem para o ajuste deslizante 94 da haste 58 é fechada pelo elemento intermediário 94 além da passagem para dentro da folga 62. Se desejado, este ajuste deslizante 94 pode ser projetado com menos precisão do que aquele das variantes de projeto precedentes, e a sua folga pode chegar a 50 micrômetros ao invés de tipicamente 2 a 6 micrômetros de um ajuste deslizante preciso, como nas modalidades de acordo com as Figuras 1 a 7. Com uma folga de 50 micrômetros, durante a operação de injeção, o vazamento da ranhura 76' (Figura 2) ou do ponto correspondente nas figuras precedentes da câmara de válvula 70 seria muito alta, mas, com a variante da Figura 8, isto não ocorre porque, além do fechamento dos furos 96 por meio da válvula intermediária 56', o ajuste deslizante 94 está também separado da câmara de alta pressão 90. No entanto, mesmo nesta variante, o ajuste deslizante 94 deve dar origem a pelo menos um tal ponto de separação hidráulico o que cria uma diferença de pressão suficiente, de modo que, após a atuação da disposição de atuador 24, o membro de válvula intermediária 56 fecha os furos 96

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24/30 muito rapidamente. Mais ainda, a saída dos furos 96 para dentro da folga 62 pode ser alargada sobre a circunferência ao redor do eixo geométrico 102, de modo a obter uma maior área de fluxo direto quando o curso do membro de válvula intermediária 56 é pequeno. Um alargamento em forma de rim ou uma ranhura é então obtido, o qual corre na direção circunferencial da folga 62 e do ajuste deslizante 94 e o qual está circundando por uma sede plana. Mais ainda, em contraste com aquele das figuras precedentes, o dispositivo de controle 88 da Figura 8 não tem nenhuma mola de compressão 66, e isto pode também ser implementado nas modalidades precedentes. O membro de válvula intermediária 56 é então controlado somente por forças hidráulicas.

[0058] Um ponto de separação alternativo entre a luva de guia 78 e o elemento intermediário 94 está esboçado em 94b por uma linha tracejada. Alternativamente, o elemento intermediário 94 e o elemento de saída 114 poderiam ser produzidos em uma peça.

[0059] A Figura 9 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma sexta variante de projeto alternativa de um dispositivo de controle 140 da válvula de injeção de combustível da presente invenção.

[0060] Localizado na segunda placa intermediária 14 está um membro de válvula de sede plana como pílula 120 o qual atua como uma válvula de 2/3 vias e o qual pode ser movido por um pino de válvula 122 o qual pode ser atuado, por exemplo, por um piezoatuador. O membro de válvula de sede plana 120 pode executar um pequeno curso específico na segunda placa intermediária 14 entre o corpo de alojamento 10 e a primeira placa intermediária 12. Em uma modalidade preferida, o membro de válvula de sede plana 120 tem duas sedes planas, já que é assim especificamente simples obter o pequeno curso específico por meio da diferença em espessura da segunda placa inPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 27/41

25/30 termediária 14 e em espessura do membro de válvula de sede plana 120. No estado desenergizado do piezoatuador 26, o membro de válvula de sede plana fecha com uma primeira sede de válvula 124 a conexão entre a câmara de válvula 70 e o retorno de combustível de baixa pressão 50 (ver Figura 1) e ao mesmo tempo libera um duto de alta pressão 126 de seção transversal não estrangulada relativamente grande o qual está localizado na primeira placa intermediária 12 e está conectado na câmara de alta pressão 42. A seção transversal de fluxo direto entre o membro de válvula de sede plana 120 e a primeira placa intermediária 12, isto quer dizer a segunda sede de válvula 128, libera, na posição do membro de válvula de sede plana 120 como mostrado, uma seção transversal a qual é substancialmente maior, se comparada com a passagem de estrangulamento 68 de uma pastilha intermediária 132 que forma uma válvula de retenção 130. Isto pode ser conseguido pelo fato de que o duto de alta pressão 126 define por si uma seção transversal de sede circunferencial suficientemente grande com a sede de válvula 128 mas um alargamento do duto de alta pressão 126 poderia também ser formado na região da sede de válvula 128, a configuração geométrica também sempre sendo substancialmente maior do que a passagem da passagem de estrangulamento 68 de modo a originar uma área de superfície na sede de válvula 128.

[0061] A passagem lateral 70' e um furo de passagem central 138 na primeira placa intermediária 12 de seção transversal relativamente grande conectam a câmara de válvula 70 na passagem de estrangulamento 68 na pastilha intermediária 132, a qual tem folgas laterais 136 e é pressionada por uma mola de compressão 134 contra a face inferior 12a da primeira placa intermediária 12. Durante o movimento de abertura do membro de válvula de injeção 28, a posição da pastilha intermediária 132 é como mostrado na Figura 9. Como mostrado tracejado, o furo de passagem 138 poderia também estar disposto obliquaPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 28/41

26/30 mente, de modo que a passagem 70' pode ser dispensada.

[0062] O dispositivo de controle 140 funciona como segue: para a injeção, a disposição de atuador pressiona o membro de válvula de sede plana 120 de sua posição apoiando sobre a primeira sede de válvula 124 por sobre a face superior 12b da primeira placa intermediária 12 por meio do pino de válvula 122, assim abre a primeira sede de válvula 124 para a saída de baixa pressão 50 e fecha a segunda sede de válvula 128 para o duto de alta pressão 126. Como um resultado, a pressão dentro da câmara de válvula 70 e consequentemente também dentro da câmara de controle 54 cai. O membro de válvula de injeção 28 pode abrir, e o movimento de abertura é controlado pela passagem de estrangulamento 68. Quando a primeira sede de válvula 124 é fechada como um resultado do movimento do membro de válvula de sede plana 120 de modo a terminar a injeção, a segunda sede de válvula 128 abre ao mesmo tempo. O fluxo de combustível que passa através de seções transversais relativamente grandes para dentro da câmara de válvula 70 e para dentro do furo de passagem 138 abre a pastilha intermediária em que a última é pressionada afastando de seu contato de apoio contra a face inferior 12a. O fluxo de combustível passa através das folgas 132 para dentro da câmara de controle 54 e a operação de injeção é terminada rapidamente. Assim, pela múltipla atuação da disposição de atuador, múltiplas injeções com um intervalo de tempo muito curto podem ser implementadas. Alternativamente, as placas intermediárias 12 e 14 podem ser produzidas em uma peça de uma peça a trabalhar.

[0063] A Figura 10 mostra, em seção longitudinal e em uma ilustração ampliada, uma seção parcial de uma sétima variante de projeto alternativa de um dispositivo de controle 142 da válvula de injeção de combustível da presente invenção, a dita variante de projeto sendo similar à versão da Figura 9.

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27/30 [0064] A passagem de estrangulamento 68 exata está localizada dentro do membro de válvula de sede plana 144 e comunica através do furo de passagem 146 de seção transversal relativamente grande com a câmara de controle 54. De modo a atravessar o deslocamento axial dos dois eixos geométricos 8 e 8', é vantajoso se o furo de passagem 146 fique disposto obliquamente na primeira placa intermediária 12, como mostrado. Como ilustrado na Figura 10, a passagem de estrangulamento 68 deve estar alinhada com o furo de passagem 146. Isto é assegurado se o membro de válvula de sede plana 144 não for circular, mas, ao contrário, tiver, por exemplo, lateralmente duas faces chanfradas ou seja oval ou (ret)angular, para ficar alinhada fixamente em termos de rotação sobre a circunferência com uma forma de guia associada da câmara de válvula 70 da segunda placa intermediária 14. Alternativamente, uma ranhura 146b (apresentada tracejada) na primeira placa intermediária 12 ou no membro de válvula de sede plana 144 poderia assegurar a conexão hidráulica no caso de uma forma circular do membro de válvula de sede plana 144. Como o furo de passagem 146 e também uma possível distância na ranhura 14b são pequenos, o efeito da posição mudada da passagem de estrangulamento 68 é funcionalmente o mesmo que se a passagem de estrangulamento 68 fosse conectada diretamente na câmara de controle geometricamente.

[0065] Aqui, também, as placas intermediárias 12 e 14 poderiam ser combinadas em uma peça a trabalhar.

[0066] O funcionamento do dispositivo de controle 142 é similar àquele da Figura 9. O projeto é mais simples, já que a pastilha intermediária 132 e a mola de compressão 134 não são requeridas na Figura 10.

[0067] Na modalidade da válvula de injeção de combustível de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 11, o elemento inPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 30/41

28/30 termediário 94 e o elemento de saída 114 da modalidade mostrada na Figura 8 estão combinados em uma única peça a trabalhar, um corpo intermediário 150. O corpo intermediário como disco 150 que forma a parte intermediária 17 é mantido vedantemente em contato de apoio, por um lado, contra o corpo de bocal 16 e, por outro lado, contra o corpo de alojamento 10 por meio da porca de tensão 18. As Figuras 12 e 13 mostram, ampliado, o corpo intermediário 150.

[0068] Um rebaixo como furo cego aberto para baixo no corpo intermediário 150 forma com a sua área de superfície circular cilíndrica o ajuste deslizante 58' com a haste 58 do membro de válvula intermediário como cogumelo 56 e com a haste 58 delimita a câmara de válvula 70. O último está conectado, por um lado, através de um furo de admissão muito estreito 152 no furo longitudinal 22 conectado na entrada de alta pressão e, por outro lado, através da passagem de estrangulamento exata 68 no membro de válvula intermediário 56 na câmara de controle 54. Ainda, a passagem de saída 110 conduz, axialmente deslocada em relação ao eixo geométrico longitudinal 102, da câmara de válvula 70 para a passagem no corpo de alojamento 10 na qual a haste de atuador 112 está disposta e a qual desemboca dentro do retorno de baixa pressão 50.

[0069] Três furos 96 correm através do corpo intermediário 150 na direção radial fora do rebaixo como furo cego centrado e estão conectados em fluxo no lado superior do furo longitudinal 22 por meio de uma ranhura de conexão essencialmente em forma de V 154. Estes desembocam no lado inferior dentro da câmara de controle 54 e podem ser fechados por meio da cabeça do membro de válvula intermediária 56.

[0070] Começando da ranhura de conexão em forma de V 154, o furo 40 corre na direção axial através do corpo intermediário 150 e desemboca no lado inferior dentro da ranhura de distribuição em forma

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29/30 de U 156 no corpo de válvula intermediária 150. esta ranhura de distribuição assegura a conexão com a câmara de alta pressão 90 radialmente fora da luva de guia 78. Por meio da mola de compressão 34, a luva de guia 78 é mantida com a sua face de extremidade 78b em contato de apoio estanque contra o corpo intermediário 150, a luva de guia 78 apoiando contra o corpo intermediário 150 entre a ranhura de distribuição em forma de U 156 e a boca dos furos 96. Na sua região de extremidade neste lado, a luva de guia 78 está projetada para ser alargada em relação à região do ajuste deslizante preciso com o pistão de controle 28' do membro de válvula de injeção 28, de modo que a cabeça do membro de válvula intermediária 56 possa ser recebida com suficiente folga radial.

[0071] Ainda, o corpo intermediário 150 tem dois furos de posicionamento como furo cego 158 dentro dos quais os pinos de posicionamento sobre o corpo de alojamento 10 entram em acoplamento.

[0072] Como pode ser visto especificamente da Figura 12, a região como anel a qual corre ao redor da boca da passagem de saída 110 e coopera com a face de extremidade plana da haste de atuador 112 e a qual forma uma sede de válvula pode ser produzida em forma endurecida.

[0073] Em um modo similar àquele adicionalmente acima descrito, as linhas tracejadas na Figura 11 mostram uma variante onde o corpo intermediário 150 consiste em duas partes as quais são separadas uma da outra.

[0074] No estado de repouso, a haste de atuador 112 fecha a passagem de saída 110, o membro de válvula de injeção 28 apoia contra a sede de válvula de injeção 44 e a válvula intermediária 56' está aberta; a sua cabeça apoia contra um ressalto interno da luva de guia 78. Para disparar uma operação de injeção, a haste de atuador 112 é recuada, assim levando a uma queda de pressão dentro da câmara de

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30/30 válvula 70 porque a seção transversal de fluxo da passagem de saída 110 é substancialmente maior do que a soma das seções transversais de fluxo da passagem de estrangulamento 68 e do furo de admissão 152. O resultado disto é que a válvula intermediária 56' fecha e a pressão dentro da câmara de controle 54 portanto cai muito rapidamente. O membro de válvula de injeção 28 é levantado da sede de válvula de injeção 44 contra a ação da mola de compressão 34 pela queda de pressão dentro da câmara de controle 54. Para terminar a operação de injeção, a passagem de saída 110 é fechada por meio da haste de atuador 112. Uma compensação de pressão pelo menos aproximada ocorre muito rapidamente entre a câmara de controle 54 e a câmara de válvula 70. Ainda, a alta pressão que prevalece dentro dos furos 96 e, através do pistão de controle 98', a mola de compressão 34 exerce uma força de abertura sobre o membro de válvula intermediária 56, assim causando um movimento de fechamento muito rápido do membro de válvula de injeção 28.

[0075] Em um modo similar ao que foi adicionalmente acima descrito, múltiplas injeções são possíveis.

[0076] A modalidade indicada na Figura 11 também funciona sem o furo de admissão 152. Neste caso, a abertura da válvula intermediária 56' acontece com um ligeiro retardo.

[0077] Nas modalidades exemplares mostradas a seção transversal de abertura da passagem de saída é pelo menos o dobro tão grande quanto a seção transversal da passagem de estrangulamento exata 68.

[0078] É claro, as características dos dispositivos de controle das válvulas de injeção de combustível da presente invenção podem também ser utilizadas individualmente ou em outras combinações do que aquelas aqui mostradas.

Claims

1. Válvula de injeção de combustível (1) para a injeção intermitente de combustível dentro da câmara de combustão de um motor de combustão interna, com um alojamento (6) o qual apresenta um corpo de alojamento (10) e um corpo de bocal (16) com uma sede de válvula de injeção (44), uma câmara de alta pressão (42; 90) disposta dentro do alojamento (6), que está conectado a uma entrada de alta pressão de combustível (20) e na sede de válvula de injeção (44), com um membro de válvula de injeção (28) disposto longitudinalmente ajustavelmente dentro do alojamento (6), o qual coopera com a sede de válvula de injeção (44), com uma mola de compressão (34) a qual está apoiada, por um lado, no membro de válvula de injeção (28) e atua sobre o mesmo com uma força de fechamento direcionada na direção da sede de válvula de injeção (44) e a qual está apoiada, no outro lado, em uma luva de guia (36; 78) e ao mesmo tempo pressiona a luva de guia (36; 78) de modo vedante contra uma peça intermediária (17), sendo que a luva de guia (36: 78), juntamente com um pistão de controle (28') guiado dentro da luva de guia (36; 78), do membro de válvula de injeção (28), delimita uma câmara de controle (54) em relação à câmara de alta pressão (42; 90), e com um dispositivo de controle (52; 52'; 52''; 52', 88) para controlar o movimento axial do membro de válvula de injeção (28) pela variação da pressão dentro da câmara de controle (54), com uma válvula intermediária (56'), cujo membro de válvula intermediária (56), na posição aberta, libera uma admissão de alta pressão (76, 96) para dentro da câmara de controle (54) e, na posição de fechamento, bloqueia a admissão de alta pressão (76, 96) na câmara de controle (54), assim como separa a câmara de controle (54) de uma câmara de válvula (70), com a exceção de uma passagem de estrangulamento (68), e uma disposição de atuador eletricamente atuado (24) para conectar a câmara de válvula (70) de um retorno de

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2/4 combustível de baixa pressão (50), caracterizada pelo fato de que o membro de válvula intermediária (56) separa a câmara de controle (54) permanentemente da câmara de válvula (70), com a exceção da conexão permanente através da passagem de estrangulamento (68).

2. Válvula de injeção de combustível de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a admissão de alta pressão (76, 96) está formada por uma passagem que leva para dentro da câmara de controle (54) de grande seção transversal, se comparada com a seção transversal da passagem de estrangulamento (68).

3. Válvula de injeção de combustível de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o membro de válvula intermediária (56) é formado em forma de cogumelo, com sua cabeça (60) controla a admissão de alta pressão (76, 96) e é guiada com a sua haste (58) com um ajuste deslizante (58'; 94'; 94) na parte intermediária (17) e, assim, delimita a câmara de válvula (70).

4. Válvula de injeção de combustível de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o ajuste deslizante (58'; 94') é um ajuste deslizante estreito.

5. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que, na posição aberta, a válvula intermediária (56') apresenta uma seção transversal substancialmente maior do que a seção transversal da passagem de estrangulamento (68).

6. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que uma sede plana que coopera com o membro de válvula intermediária (56) é formada na parte intermediária (17).

7. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que uma sede cônica que coopera com o membro de válvula intermediária (56)

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3/4 é formada na parte intermediária (17).

8. Válvula de injeção de combustível de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que, na posição de fechamento, a válvula intermediária (56') impede a passagem de combustível da admissão de alta pressão (76, 96) para o ajuste deslizante (58'; 94'; 94).

9. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o membro de válvula intermediária (56) é constantemente atuado pela força de uma mola de compressão (66) na direção da posição aberta.

10. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a disposição de atuador (24) apresenta um membro de válvula de atuador (72), o qual, para abrir a passagem de saída (73), é movido para dentro da câmara de válvula (70) e, por meio de seu movimento, comove um elemento de pistão (80), o qual reduz o volume da câmara de controle (54) e o qual é movido na direção oposta de modo a fechar a passagem de saída (73), sendo que o elemento de pistão (80) reduz o volume da câmara de válvula (70) apoiando constantemente contra o membro de válvula de atuador (72).

11. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que uma passagem de saída (110) leva da câmara de válvula (70) e é, de preferência, formada em um elemento de saída (109; 114) separado.

12. Válvula de injeção de combustível de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a passagem de saída (110), o membro de válvula intermediária (56), a luva de guia (78) e o membro de válvula de injeção (28) são dispostos sobre um eixo geométrico longitudinal (102) da válvula de injeção de combustível.

13. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualPetição 870180162022, de 12/12/2018, pág. 36/41

4/4 quer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que a peça intermediária (17) apresenta uma primeira placa intermediária (12) do lado do corpo de bocal e uma segunda placa intermediária (14) do lado do corpo de alojamento que apoia sobre uma área contra a dita primeira placa intermediária (12), e a câmara de válvula (70) está delimitado circunferencialmente pela segunda placa intermediária (14; 106) e sobre a face de extremidade pelo corpo de alojamento (10) e a primeira placa intermediária (12; 104).

14. Válvula de injeção de combustível de acordo com a reivindicação 3 ou 13, caracterizada pelo fato de que o ajuste deslizante (58') é formado na primeira placa intermediária (12; 104).

15. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que a disposição de atuador (24) é disposta sobre um eixo geométrico de atuador (8') axialmente deslocado em relação a um eixo geométrico longitudinal (8).

16. Válvula de injeção de combustível de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato de que a disposição de atuador (24) controla o fluxo de combustível para dentro do retorno de combustível de baixa pressão (50) como uma função do curso, e o movimento de abertura do membro de válvula de injeção (28) acontece mais lentamente no caso de um curso parcial do que no caso do curso máximo.