ES2243387T3 - Sistema para rampa de inyeccion de combustible para motor de combustion interna, con una bomba de alta presion con un perfil de leva. - Google Patents

Abstract

Un sistema de inyección de combustible para un motor de combustión interna que cuenta con un número de cilindros (3) que cooperan con los correspondientes pistones y que son activados para hacer girar un eje motor (4); dicho sistema incluye una bomba (7) que cuenta con al menos un elemento de bombeo (24) que es activado para bombear combustible a alta presión, un conducto común de combustible (6) que comunica con un conducto de administración (8) de dicha bomba (7) y que está destinado a albergar el combustible bombeado de este modo, y un número de inyectores (5) asociados a dicho número de cilindros (3) que comunican con dicho conducto común (6), y dichos inyectores (5) se activan para extraer cada uno de ellos una cantidad determinada de combustible desde dicho conducto común (6) e inyectar dicha cantidad en el cilindro asociado (3), y la citada cantidad varía en función de la carga instantánea de dicho motor (2), y al menos uno de dichos elementos de bombeo (24) lleva a cabo una administración al menos igual a la extracción máxima de cada uno de dichos inyectores (5), dicho elemento de bombeo (24) es activado cada vez por una leva (28, 30) impulsada por un eje (4, 10) que gira de forma sincronizada con dicho eje motor (4); caracterizado porque dicha leva (28, 30) incluye una carrera (29, 31, 32) diseñada para activar al menos uno de dichos elementos de bombeo (24) con una fase de -50º a +20º con respecto a la posición superior de punto muerto en el tiempo de compresión de un pistón correspondiente de dicho cilindro (3), cuando el combustible es inyectado por el inyector correspondiente (5).

Description

Sistema para rampa de inyección de combustible para motor de combustión interna, con una bomba de alta presión con un perfil de leva.

Campo de la invención

La presente invención hace referencia a un sistema de inyección de combustible para un motor de combustión interna que cuenta al menos con un cilindro que coopera con un pistón que es activado con el fin de hacer girar un eje motor. De forma más específica, la presente invención hace referencia a un sistema de inyección que incluye una bomba que cuenta con al menos un elemento de bombeo que es activado para bombear combustible a alta presión, un conducto para el combustible bombeado de este modo, y un inyector para inyectar una cantidad determinada de combustible desde el conducto hasta el cilindro del motor.

En los antiguos motores diesel, los inyectores son alimentados directamente por una bomba de combustible a alta presión, y dicha administración de combustible es temporalmente discontinua, sincronizada con el motor, y cíclicamente constante, es decir, una bomba activada de forma sincronizada con los inyectores. Este tipo de funcionamiento plantea problemas a la hora de adaptar la administración del combustible de la bomba a la extracción del mismo por parte de los inyectores, en el caso de que se produzcan variaciones bruscas en la carga o la velocidad del motor.

En los modernos motores de inyección de combustión interna, cada inyector extrae combustible a alta presión desde un denominado "conducto común", que forma una reserva de combustible para los inyectores y que es alimentado normalmente por una bomba de pistón de alta presión, la cual a su vez recibe el suministro de combustible desde el depósito de combustible por medio de una bomba de baja presión.

En los motores modernos, la bomba de alta presión de los sistemas de inyección conocidos lleva a cabo una administración temporalmente continua que no está sincronizada con el motor, es decir, que es activada, por ejemplo, por una leva, y por lo tanto, suministra combustible de forma esencialmente continua al conducto común, mientras que los inyectores son activados en una fase predeterminada del ciclo del cilindro del motor. La presión del combustible en el conducto común es controlada por un regulador de presión, pero para ser capaz de abastecer las extracciones de cantidades elevadas de combustible, el conducto común debe presentar un volumen considerable, y por lo tanto, un tamaño considerable. La bomba debe asimismo presentar un tamaño que le permita abastecer las extracciones de cantidades elevadas de combustible por parte los inyectores en su conjunto durante el ciclo del motor, de modo que la eficiencia volumétrica de la bomba es relativamente baja.

Por lo tanto, los sistemas conocidos de inyección con conducto común no se pueden adaptar a los motores antiguos con inyectores que son alimentados directamente por la bomba de alta presión, debido a las características del conjunto del sistema de inyección y a la administración temporalmente discontinua de la bomba de alta presión, la cual, por lo tanto, resulta inadecuada para los sistemas de inyección de conducto común.

Por otra parte, el regulador de presión de los sistemas conocidos de inyección con conducto común normalmente incluye una válvula controlada por un electroimán que está localizada entre la bomba de alta presión y el conducto común. Cuando la válvula está cerrada, el combustible bombeado por la bomba de alta presión es alimentado al conducto, y cuando la válvula está total o parcialmente abierta, el excedente de combustible bombeado es evacuado a lo largo de un conducto de drenaje hasta llegar de nuevo al depósito.

En la tecnología conocida, la válvula de regulación de la presión es cerrada por el electroimán cuando éste tiene corriente, y se mantiene abierta mediante un muelle cuando el electroimán no tiene corriente, de modo que el electroimán es activado mediante una corriente elevada con el fin de abrir parcialmente la válvula para regular la presión del combustible. Por otra parte, si no se puede activar el electroimán durante el funcionamiento del motor, la válvula es abierta totalmente por el muelle, drenando de este modo completamente el conducto común y deteniendo el motor.

Se describen en los documentos US-A-5 697 343, US-A-6 135 090 y DE 197 06 099 A unos sistemas conocidos de inyección de combustible para motores, y cada uno de estos sistemas incluye un conducto de combustible que recibe un suministro de combustible desde una bomba de alta presión. Esta bomba es operada por medio de una leva fijada a un eje que gira a la mitad de la velocidad del motor, y está equipada con una válvula solenoide de rebose controlada por una unidad de control electrónico. En el documento US -A- 5 697 343, la bomba es operada dos veces en sincronismo con cada pistón del motor. En el documento US -A- 6 135 090, la bomba es operada mediante una leva esencialmente cuadrangular, en la cual el tiempo de succión y el tiempo de bombeo requieren cada uno de ellos 45 grados de rotación de la leva. En el documento, DE 197 06 099 A, la acción de bombeo sólo se efectúa durante el tiempo de combustión del correspondiente pistón del motor.

Se describen en los documentos EP -A- 0 898 074 y EP -A- 0 849 438 otros sistemas conocidos de inyección de combustible, cada uno de los cuales cuenta con un conducto de combustible que es suministrado por una bomba de alta presión operada por un eje de levas impulsado por el eje del motor a través de un elemento flexible de transmisión. En el documento EP -A- 0 898 074, la bomba realiza una serie de administraciones por cada dos rotaciones del cigüeñal del motor, número que es diferente del número de cilindros del motor. En el documento EP -A- 0 849 438, la leva de la bomba está fijada al eje de levas de admisión del motor en una posición angular que permite reducir el valor compuesto de la fluctuación del par motor.

Un objetivo de la presente invención es suministrar un sistema de inyección de combustible para motores de combustión interna que proporcione un alto grado de fiabilidad, sea barato de fabricar y elimine las desventajas citadas con anterioridad que están generalmente asociadas a los sistemas de inyección conocidos.

De conformidad con la presente invención, se proporciona un sistema de inyección de combustible para un motor de combustión interna que cuenta con un número de cilindros que cooperan con los pistones correspondientes y que son activados para hacer girar un eje motor; y dicho sistema incluye una bomba que cuenta con al menos un elemento de bombeo activado para bombear combustible a alta presión; un conducto común de combustible que comunica con un conducto de administración de dicha bomba y que recibe el combustible bombeado de este modo; y una serie de inyectores asociados a la citada serie de cilindros que se comunican con dicho conducto común, y dichos inyectores se activan para extraer cada uno de ellos una cantidad determinada de combustible desde dicho conducto común e inyectar dicha cantidad al cilindro asociado; y dicha cantidad varía de acuerdo con la carga instantánea de dicho motor; y al menos uno de dichos elementos de bombeo realiza una administración al menos igual a la extracción máxima de dichos inyectores, y dicho elemento de bombeo se activa cada vez por una leva que es impulsada por un eje que gira de forma sincronizada con el citado eje motor; caracterizado porque dicha leva presenta una carrera diseñada para activar al menos un elemento de bombeo con una fase de -50º a +20º con respecto a la posición superior de punto muerto en el tiempo de compresión de un pistón correspondiente en dicho cilindro, cuando el combustible es inyectado por el correspondiente inyector.

Una materialización preferente y no restrictiva de la presente invención se describirá a título de ejemplo en referencia a las Figuras adjuntas, en las que:

La Figura 1 ilustra un diagrama de un sistema de inyección de combustible de conducto común para un motor de combustión interna realizado de conformidad con la presente invención.

La Figura 2 ilustra una sección esquemática de una primera variación de la bomba de alta presión para el sistema de inyección de la Figura 1.

La Figura 3 muestra una sección esquemática de una variación adicional de la bomba de alta presión para el sistema de inyección de la Figura 1.

La Figura 4 muestra un gráfico de operación del sistema de inyección realizado de conformidad con la presente invención.

La Figura 5 ilustra una sección intermedia de un dispositivo de predosificación de combustible para el sistema de la Figura 1.

La Figura 6 muestra un gráfico de operación del dispositivo de predosificación de la Figura 5.

El número de referencia (1) indica en su conjunto un sistema de inyección de combustible de conducto común para un motor de combustión interna, por ejemplo, diesel, y dicho motor (2) cuenta con un número de cilindros (3), por ejemplo, cuatro, que cooperan con los pistones correspondientes (que no se ilustran) y que se activan para hacer girar un eje motor (4) indicado por la línea de rayas y puntos de la Figura 1. El eje motor (4) está conectado mediante un dispositivo de transmisión (9) a un eje de levas convencional (10) que controla las válvulas de admisión y de escape de los cilindros (3).

El sistema de inyección (1) incluye una serie de inyectores electromagnéticos (5) asociados a los cilindros (3) que inyectan combustible a alta presión a dichos cilindros (3).

Los inyectores (5) están conectados a un colector común denominado conducto común (6), que es alimentado de combustible a alta presión por la bomba mecánica de alta presión (7) a través de un conducto de administración a alta presión (8).

La bomba de alta presión (7) a su vez es alimentada por una bomba de baja presión (11), por ejemplo, impulsada por un motor. Se proporcionan un conducto de administración de baja presión (12) y un filtro de combustible (13) que están localizados entre la bomba impulsada por motor (11) y la bomba (7). Y la bomba impulsada por motor generalmente está albergada en el depósito de combustible (14), donde termina un conducto de drenaje (16) con el fin de drenar el combustible excedente de la bomba impulsada por motor (11) y el filtro (13).

Se proporciona un dispositivo de regulación de la presión (17) para regular la presión en el conducto (8) que está situado entre el conducto de administración (8) de la bomba de alta presión (7) y el conducto de drenaje (16), e incluye una válvula solenoide que está definida por una válvula (18) controlada por medio de un electroimán (19). La válvula (18) permite alimentar cualquier excedente de combustible al conducto de drenaje (16) con el fin de mantener la presión requerida en el conducto común (6). El conducto (16) permite alimentar el depósito de combustible (14) con el combustible drenado de los inyectores (5), y gracias a una válvula de limitación de la presión (21), también puede ser alimentado con cualquier excedente de combustible acumulado en el conducto común (6).

El combustible situado en el depósito (14) se encuentra a presión atmosférica. En estado de uso efectivo, la bomba impulsada por motor (11) comprime el combustible hasta una baja presión, por ejemplo, de aproximadamente 2 - 3 bares; la bomba de alta presión (7) comprime el combustible que llega desde el conducto (12) con el fin de alimentar dicho combustible a lo largo del conducto (8) hasta el conducto común (6) a una presión elevada, por ejemplo, de aproximadamente 1.500 bares; y cada inyector (5) inyecta en el cilindro respectivo (3) una cantidad de combustible que oscila entre un valor mínimo y un valor máximo, bajo el control de una unidad de control electrónico (22), que puede ser definida por la unidad de control habitual de microprocesador central que controla el motor (2).

La unidad de control (22) recibe señales que indican las condiciones de funcionamiento del motor (2), tales como la posición del pedal acelerador (23), el número de revoluciones del eje motor (4), y la presión del combustible en el conducto común (6), señales que son detectadas por los sensores correspondientes, y mediante el procesamiento de las señales de entrada de acuerdo con un programa determinado, la unidad de control (22) controla el instante y durante cuánto tiempo operan los inyectores individuales (5), así como el flujo de la bomba de baja presión impulsada por motor (11).

De conformidad con la presente invención, la unidad de control (22) controla el dispositivo de predosificación (17) de forma auto-adaptable, de modo que se predosifica el combustible suministrado a lo largo del conducto (8) hasta el conducto común (6). La bomba de alta presión (7) incluye uno o más elementos de bombeo (24), y cada uno de ellos cuenta con un cilindro (26) y un pistón (27), que son activados por la leva correspondiente (28, 30) (Ver Figuras 2 y 3). Las levas (28, 30) son impulsadas por un eje motor de la bomba (7), que es definido de forma preferente por un eje de motor que desarrolla otras funciones. Por ejemplo, el eje motor de la bomba (7) puede ser definido por el eje (10) que opera las válvulas de admisión y de escape de los cilindros (3), o por el propio eje motor (4).

Cada elemento de bombeo (24) de la bomba (7) efectúa una administración constante al menos igual a la extracción máxima de cada inyector (5); y cada leva (28, 30) está configurada para activar el correspondiente elemento de bombeo (24) en sincronismo, es decir, en la fase de bombeo, con el correspondiente inyector (5), de modo que se minimiza la variación de la presión del combustible en el conducto común (6).

Puesto que el tiempo de extracción del combustible de los inyectores (5) es variable, el sincronismo o la fase de bombeo del pistón (27) y el inyector correspondiente (5) se desarrolla de modo que el tiempo, controlado por la leva (28, 30) del pistón (27), se lleve a cabo dentro de la fase de operación del cilindro correspondiente (3) del motor (2) en el que se inyecta el combustible. De forma ventajosa, las carreras de la leva (28, 30) están diseñadas para activar el elemento de bombeo (24) con una fase de -50º a +20º (ángulo de motor) con respecto a la posición superior de punto muerto en el tiempo de compresión del correspondiente cilindro (3) del motor (2) en el que el inyector correspondiente (5) inyecta el combustible.

El dispositivo de predosificación (17) predosifica el combustible de modo que la cantidad de combustible suministrado al conducto (8) por cada elemento de bombeo (24) es igual a la suma de la cantidad de combustible que debe ser inyectado por el inyector correspondiente (5), la cantidad de combustible requerida para operar el inyector (5), y cualquier fuga, que varía de conformidad con el desgaste del inyector (5). Cualquier excedente de combustible que haya sido bombeado por el elemento de bombeo activado (24) es drenado por el dispositivo (17) y transportado hasta el conducto (16).

Por lo tanto, estas características garantizan que, después de la inyección de combustible a cada cilindro (3) del motor (2), el conducto común (6) es alimentado esencialmente con la cantidad de combustible extraída por el inyector correspondiente (5), de modo que, cuando se vuelve a extraer combustible, la presión del combustible ha sido restaurada. Por lo tanto, se puede minimizar el volumen del conducto común (6), de modo que el sistema de inyección (1) es compacto y fácil de fabricar, y puede ser diseñado con modificaciones retroactivas, incluso en el caso de los actuales motores de inyección directa, es decir, sin conducto común (6).

En una primera variación de la bomba (7) para el sistema de inyección (1), cada pistón (27) de la bomba (7) es activado por una leva (28) (Figura 2) que cuenta con una carrera (29) que le permite realizar un tiempo completo del pistón (27). En dicho caso, cada elemento de bombeo (24) es activado cada vez en la fase de bombeo junto con un inyector (5) del motor (2) (Figura 1). La bomba (7) puede contar con un número de elementos de bombeo (24) igual al número de inyectores (5), en cuyo caso las levas (28) se encuentran sincronizadas con respecto al eje (10), de modo que cada elemento de bombeo (24) es activado en la fase de bombeo junto con el correspondiente inyector (5).

De forma alternativa, la bomba (7) puede contar con un número de elementos de bombeo (24) igual a un submúltiplo del número de inyectores (5), o incluso únicamente un elemento de bombeo (24). Por lo tanto, el dispositivo de transmisión (9) y / o el perfil de la leva (28) se seleccionan con el fin de activar cada elemento de bombeo (24) en la fase de bombeo junto con más de un inyector (5) o incluso junto con todos los inyectores (5).

En una variación adicional de la bomba de alta presión (7), cada elemento de bombeo (24) es activado por una leva (30) (Figura 3) con un perfil segmentado, de modo que se puede controlar el tiempo del pistón correspondiente (27) en dos o más partes. Por lo tanto, el dispositivo de transmisión (9) y / o el perfil de la leva (28) se seleccionan de modo que cada leva (30) desplace el pistón (27) a través de una parte de su tiempo en la fase de bombeo junto con el inyector correspondiente (5).

De forma más específica, en el caso del motor (2) con cuatro cilindros (3) de la Figura 1, la bomba (7) de la Figura 3 puede contar con dos elementos de bombeo (24), y la leva (30) de cada pistón (27) cuenta con una carrera que incluye dos fases ascendentes o de compresión sucesivas (31 y 32), y sólo una fase descendente o de admisión (33). Cada fase (31 y 32) desplaza relativamente el pistón (27) a través de una parte correspondiente del tiempo de compresión, mientras que la fase descendente (33) controla un tiempo único de admisión.

El gráfico de barras (34) que se muestra en la Figura 4 ilustra la extracción intermitente de combustible desde el conducto común (6) realizada de forma sucesiva por los inyectores (5) del motor (2). La línea discontinua (35) muestra la presión máxima, controlada por la válvula (21) del combustible situada en el conducto común (6), y la línea continua (36) ilustra la presión real del combustible en el conducto común (6). Tal y como muestra claramente la línea (36), al ser bombeado en fase por los elementos de bombeo (24) de la bomba (7), el combustible situado en el conducto común (6) experimenta muy pocas variaciones, que se limitan al intervalo entre una extracción y la siguiente extracción de los inyectores (5), por lo cual dicha variación es prácticamente insignificante.

La válvula (18) del dispositivo de predosificación (17) se encuentra normalmente cerrada por un elemento elástico, como, por ejemplo, un muelle (37) (Figura 1), y se activa un electroimán (19) para abrir la válvula (18) en oposición al muelle (37). En una materialización preferente, la válvula (18) incluye un cuerpo de válvula hueco esencialmente cilíndrico (38) (Figura 5) que cuenta con un conducto axial (39) conectado, en estado de uso, a un conducto de alta presión (8) (Figura 1), y una primera cavidad cilíndrica (41) que comunica con el conducto (39) y es coaxial con respecto al mismo. La pared lateral de la cavidad (41) presenta una sección internamente roscada (42); dicho cuerpo de válvula (38) cuenta con una segunda cavidad cilíndrica coaxial (43) que forma un reborde anular (44) con cavidad (41); y la pared lateral de dicha cavidad (43) cuenta con una segunda sección externamente roscada (45).

La válvula (18) incluye asimismo una compuerta definida por una bola (46) que coopera con un asiento con forma de cono truncado (47) de un elemento cilíndrico (48) que cuenta con un orificio central (49). El elemento (48) se encuentra albergado en el interior de la cavidad (41), de modo que el asiento (47) comunica con el conducto axial (39), y está fijado en el interior de la cavidad (41) por medio de una tuerca redonda con rosca interna (51) que cuenta con un orificio prismático (52) acoplado mediante una llave de cabeza Allen.

El electroimán (19) incluye un núcleo cilíndrico (53) compuesto por un material magnético y presenta un orificio central (54) y una cavidad anular (55) que alberga el solenoide (56) del electroimán (19). El solenoide (56) activa una armadura (57) compuesta por material ferromagnético en forma de disco con ranuras radiales (58). La armadura (57) cuenta con un apéndice o un vástago axial (59) albergado en el orificio (52) con el fin de acoplar la bola (46). La superficie de la armadura (57) situada en el lado opuesto al vástago (59) es plana y coopera con dos superficies polares (60) del núcleo (53).

El núcleo (53) está colocado en el interior de una cavidad cilíndrica (61) de un cuerpo campaniforme (62) que incluye una pared lateral (63) con dos ranuras anulares (64), una pared terminal (66) con una depresión axial (67), un conducto axial (68) conectado, en estado de uso, al conducto de drenaje (16) del sistema de inyección (1), y un borde anular (69) situado en el lado opuesto a la pared lateral (63).

El cuerpo campaniforme (62) está albergado en el interior de la cavidad (41) del cuerpo de válvula (38) con la interposición de un obturador de combustible de alta presión (71), y está fijado en el interior de la cavidad (41) del cuerpo de válvula (38) por medio de una tuerca redonda con rosca externa (72) que cuenta con un reborde (73) que se acopla al borde (69) del cuerpo campaniforme (62). Existe un calce calibrado (74) interpuesto entre el reborde (44) del cuerpo de válvula (38) y el cuerpo campaniforme (62) que define el desplazamiento axial de la armadura (57).

El muelle (37) de la válvula (18) es un muelle de compresión helicoidal y está situado entre la depresión (67) localizada en la pared terminal (66) y una brida (76). La brida (76) cuenta con un pasador (77) insertado en el interior de una depresión axial situada en la armadura (57), y con un pasador adicional (78) para dirigir el muelle (37). El muelle (37) está calibrado para mantener la bola (46) en la posición cerrada hasta que la presión del combustible en el conducto (39) alcanza el valor máximo de operación del sistema de inyección (1).

Las piezas que componen la válvula (18) se encuentran ensambladas en el interior del cuerpo de válvula (38) por medio de la inserción, en primer lugar, de un elemento cilíndrico (48) en el interior de la cavidad (41). Después se inserta una llave Allen en el interior del orificio (52), y la tuerca redonda interna (51) es entonces atornillada al interior de la sección roscada (42) con el fin de fijar con firmeza el elemento (48) en el interior de la cavidad (41) del cuerpo de válvula (38). En un lado, se insertan entonces la bola (46) y el vástago (59) de la armadura (57) en el interior del orificio (52) situado en el elemento (48), y en el otro lado, el núcleo (53) y el solenoide (56) son insertados en el interior del cuerpo campaniforme (62).

La brida (76) y el muelle (37) se insertan entonces en el interior del orificio (54) situado en el núcleo (53); el calce (74) es insertado en el interior de la cavidad (41) del cuerpo de válvula (38); el cuerpo campaniforme (62) con el obturador (71) es insertado en el interior de la cavidad (41), y la tuerca redonda externa (72) es atornillada a la sección roscada (45), de modo que el borde de la pared lateral (63) descansa sobre el calce (74), y el cuerpo campaniforme (62) se encuentra fijado con firmeza en el interior de la cavidad (41) del cuerpo de válvula (38).

El dispositivo de predosificación autoadaptable (17) opera de la siguiente manera.

El muelle (37) mantiene normalmente la bola (46) en la posición cerrada, de modo que el combustible a alta presión situado en el conducto (39) no pasa en absoluto a través de la válvula (18), y todo el combustible a alta presión es alimentado a lo largo del conducto (8) hasta el conducto común (6). Cuando la presión del combustible situado en el conducto (39) supera el máximo establecido, por ejemplo, en el caso de una avería de la válvula (21), la presión del combustible supera la fuerza ejercida por el muelle (37) y desplaza la bola (46) hasta la posición abierta, de modo que el excedente de combustible es drenado hasta el depósito (14) a través del orificio (49) situado en el elemento (48), del orificio (52) situado en la tuerca redonda (51), de las ranuras (58) situadas en la armadura (57), del orificio (54) situado en el núcleo (53), del conducto (68) situado en el cuerpo campaniforme (62), y del conducto de drenaje (16).

Cuando las condiciones de operación del motor (2) requieren una menor presión de combustible que la presión máxima a la que el muelle (37) ha sido establecido, la unidad de control (22) opera la válvula (18) para que predosifique el suministro de combustible hacia el conducto común (6) de forma autoadaptable. Es decir, en función de las condiciones de operación del motor (2), la unidad (22) emite de manera simultánea una señal de control con el fin de controlar el inyector individual (5), y una señal de control para controlar la válvula (18) que activa el solenoide (56) del electroimán (19) con la correspondiente corriente eléctrica (I).

De este modo, el electroimán (19) atrae la armadura (57) con una fuerza opuesta a la ejercida por el muelle (37) con el fin de desplazar la bola (46) hasta la correspondiente posición abierta, de modo que la cantidad de combustible suministrada al conducto común (6) en cada operación de un elemento de bombeo (24) es esencialmente igual a la cantidad de combustible extraída por el inyector correspondiente (5) en la misma fase, que es igual a la suma de la cantidad de combustible inyectado al cilindro (3), la cantidad de combustible utilizada para operar el inyector (5), y la cantidad de combustible que se escapa a través de las juntas de los diversos conductos del inyector (5).

Tal y como se conoce, las variaciones más frecuentes en el flujo de la válvula (18) son las que se encuentran cercanas al flujo correspondiente a la activación del muelle (37), es decir, a la presión máxima establecida del combustible en el conducto común (6), mientras que las variaciones del flujo de combustible a una presión cercana a la presión de drenaje son más o menos raras o insignificantes. La corriente de excitación del electroimán (19) varía de forma ventajosa entre cero, cuando la bola (46) debe ser mantenida en la posición cerrada por medio del muelle (37), y un valor máximo (Imax), cuando la válvula (18) se debe abrir completamente. De forma más específica, el electroimán (19) es activado por una corriente (I) inversamente proporcional a la presión requerida (P) en el conducto (8), tal y como ilustra la línea continua de la Figura 6. Por lo tanto, la corriente (I) varía entre cero, con el fin de permitir que el muelle (37) mantenga la válvula (18) totalmente cerrada de modo que la presión del combustible en el conducto (8) sea máxima, y un valor máximo predeterminado (Imax) con el fin de reducir la presión del combustible hasta una presión atmosférica en el depósito (14).

La estrategia de control del dispositivo (17) reseñada con anterioridad es lo contrario de los reguladores de presión conocidos, en los que la válvula de regulación se encuentra cerrada cuando el electroimán está activado, y en los que la presión del combustible en el conducto (8), en realidad, esencialmente es inversamente proporcional a la corriente de excitación (I) del electroimán, tal y como ilustra la línea de puntos de la Figura 6. La estrategia de control inversa resulta especialmente útil, puesto que un conducto común (6) de pequeño volumen está sujeto a microvariaciones frecuentes de la presión, que se pueden corregir mediante la excitación del electroimán (19) con una corriente muy baja.

Las ventajas, en comparación con los sistemas de inyección conocidos, de los sistemas de inyección de combustible realizados de conformidad con la presente invención habrán quedado claros a partir de la descripción anterior. En especial, el volumen del conducto común (6) se puede reducir, disminuyendo de este modo el coste del sistema de inyección; el flujo de la bomba (7) puede también ser inferior al requerido en la tecnología conocida; y la producción del sistema de inyección puede ser sometida a modificaciones retroactivas con el fin de adaptarse a cualquier motor de inyección conocido.

Además, en el caso de que el electroimán (19) no pueda ser activado, el dispositivo de predosificación (17) garantiza que no se produce ninguna caída de presión ni drenaje de combustible desde el conducto común, de modo que el motor puede continuar operando. Puesto que las variaciones de flujo a unas presiones cercanas al valor de activación del muelle (37) se obtienen con una corriente muy baja, el funcionamiento del dispositivo de predosificación (17) resulta más fiable. Y por último, puesto que una baja
corriente es suficiente para controlar las fuerzas considerables generadas por la elevada presión del combustible, y puesto que, con respecto a dicha corriente, la inercia y / o la fricción de la bola (46) y la armadura (57) son insignificantes, el flujo de la válvula (18) se puede controlar con mucha exactitud.

Evidentemente se pueden realizar cambios adicionales en el sistema de inyección tal y como ha sido descrito en este documento sin salir del ámbito de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el motor (2) puede contar únicamente con un cilindro (3); la bomba (7) puede contar con un número de elementos de bombeo (24) que sea distinto del indicado; las levas (38) pueden presentar un perfil segmentado con más de dos carreras; y/o se puede suministrar más de un inyector (5) para cada cilindro (3).

La bomba (7) puede ser activada por un eje especializado, a diferencia de la activación por parte de un eje dedicado también a otras funciones del motor, y dicho eje especializado puede ser activado por el eje motor a través de una transmisión de engranajes o de una transmisión de correa y polea dentada, o incluso por el correspondiente motor eléctrico operado de forma sincronizada con el eje motor (4) por medio de la unidad de control (22).

La válvula (18) se puede utilizar también como un regulador de presión en los sistemas conocidos de inyección con conducto común. Y el muelle (37) de la Figura 5 se puede sustituir por una arandela Belleville o un muelle de lámina, y la bola (46) se puede sustituir por una placa.

Claims (6)

1. Un sistema de inyección de combustible para un motor de combustión interna que cuenta con un número de cilindros (3) que cooperan con los correspondientes pistones y que son activados para hacer girar un eje motor (4); dicho sistema incluye una bomba (7) que cuenta con al menos un elemento de bombeo (24) que es activado para bombear combustible a alta presión, un conducto común de combustible (6) que comunica con un conducto de administración (8) de dicha bomba (7) y que está destinado a albergar el combustible bombeado de este modo, y un número de inyectores (5) asociados a dicho número de cilindros (3) que comunican con dicho conducto común (6), y dichos inyectores (5) se activan para extraer cada uno de ellos una cantidad determinada de combustible desde dicho conducto común (6) e inyectar dicha cantidad en el cilindro asociado (3), y la citada cantidad varía en función de la carga instantánea de dicho motor (2), y al menos uno de dichos elementos de bombeo (24) lleva a cabo una administración al menos igual a la extracción máxima de cada uno de dichos inyectores (5), dicho elemento de bombeo (24) es activado cada vez por una leva (28, 30) impulsada por un eje (4, 10) que gira de forma sincronizada con dicho eje motor (4); caracterizado porque dicha leva (28, 30) incluye una carrera (29, 31, 32) diseñada para activar al menos uno de dichos elementos de bombeo (24) con una fase de -50º a +20º con respecto a la posición superior de punto muerto en el tiempo de compresión de un pistón correspondiente de dicho cilindro (3), cuando el combustible es inyectado por el inyector correspondiente (5).

2. Un sistema de inyección realizado de conformidad con la 1ª reivindicación, en el que dicha bomba (7) incluye un número de elementos de bombeo (24) igual a un submúltiplo del número de dichos cilindros (3), caracterizado porque cada uno de dichos elementos de bombeo (24) es activado por una leva de perfil segmentado (30) que cuenta con un grupo de fases de carrera (31, 32) con el fin de controlar un grupo correspondiente de partes sucesivas del desplazamiento de dicho elemento de bombeo (24) en fase con las operaciones del grupo correspondiente de dichos inyectores (5).

3. Un sistema de inyección realizado de conformidad con la 1ª o la 2ª reivindicación, en el que dicha bomba (7) incluye un elemento de bombeo (24) para cada dos de dichos cilindros (3), caracterizado porque la citada leva de perfil segmentado (30) presenta un perfil definido por dos fases sucesivas de carrera (31, 32) que proporcionan las dos partes correspondientes del desplazamiento de dicho elemento de bombeo (24).

4. Un sistema de inyección realizado de conformidad con la 3ª reivindicación, caracterizado porque dicha leva de perfil segmentado (30) incluye asimismo una fase única de admisión (33) que proporciona un tiempo único de admisión de dicho elemento de bombeo (24).

5. Un sistema de inyección realizado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un dispositivo de predosificación (17) para predosificar de forma autoadaptable el flujo de combustible hacia dicho conducto común (6), caracterizado porque dicho dispositivo de predosificación (17) incluye una válvula (18) normalmente cerrada por un elemento elástico (37), y dicha válvula (18) es controlada por un electroimán (19) que es excitado para abrir dicha válvula (18) en oposición a la fuerza ejercida por el citado elemento elástico (37).

6. Un sistema de inyección realizado de conformidad con la 5ª reivindicación, caracterizado porque dicho electroimán (19) es controlado por la citada unidad de control (22) de modo que éste es excitado mediante una corriente inversamente proporcional a la presión requerida en dicho conducto común (6).