ES2247247T3 - Mejoras a un inyector de combustible de una maquina de combustion interna que tiene una valvula de dosificacion electromagnetica. - Google Patents
Mejoras a un inyector de combustible de una maquina de combustion interna que tiene una valvula de dosificacion electromagnetica.Info
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Abstract
Un inyector de combustible para motor de combustión interna que tiene una válvula electromagnética de dosificación, y que comprende un cuerpo hueco (8) en el cual se acomoda un cuerpo de válvula (11) que tiene un agujero calibrado de descarga (14) para descargar combustible a lata presión desde una cámara de control (33) del inyector; dicho agujero de descarga (14) saliendo a una superficie plana de dicho cuerpo de válvula (11); y dicha válvula d dosificación (6) comprendiendo una placa (48) que tiene una primera superficie plana (49) para cerrar dicho agujero de descarga (14) bajo el control de una armadura (25) de un electroimán (26); una bola (50) estando ubicada entre dicha armadura y una segunda superficie (51) de dicha placa (48) opuesta a dicha primera superficie (49) y teniendo una depresión en forma de copa esférica (52) para acoplar a dicha bola (50); caracterizado porque dicha armadura (25) se conecta a dicho cuerpo hueco (8) por medio de una articulación flexible de hoja (39) que tiene una porción anular (43) fijada a dicho cuerpo hueco (8), dicha articulación flexible de hoja (39) estando provista con una porción de lengüeta radial elástica (44) que tiene un extremo integrado con dicha porción anular (43) y el otro extremo agarrado entre una porción central de dicha armadura (25) y una arandela (45) fijada a dicha armadura (25).
Description
Mejoras a un inyector de combustible de una
máquina de combustión interna que tiene una válvula de dosificación
electromagnética.
La presente invención se relaciona con las
mejoras a un inyector de combustible de un motor de combustión
interna que tiene una válvula de dosificación electromagnética.
Los inyectores conocidos del tipo anterior
comprenden un cuerpo hueco para acomodar el cuerpo de la válvula de
dosificación; el cuerpo de la válvula tiene un agujero calibrado
para descargar el combustible a alta presión desde una cámara de
control de inyección; el agujero calibrado se mantiene cerrado por
medio de un obturador normalmente de tipo disco que es controlado
por la armadura de un electroimán de control, y que normalmente sale
a una depresión cónica en una superficie del cuerpo de la válvula;
el obturador comprende una bola que coopera con una placa acoplada
por la armadura y que tiene una depresión en forma de copa esférica
para eliminar cualquier desalineamiento entre el eje del agujero y
el desplazamiento de la armadura; y el cuerpo de la válvula está
inmovilizado dentro de una cavidad en el cuerpo hueco por medio de
una tuerca anular, que requiere de una distancia dada entre el
electroimán y el cuerpo de la válvula.
Los inyectores conocidos de este tipo tienen
diferentes desventajas. En particular, la distancia entre el cuerpo
de la válvula y el electroimán significa que la armadura con forma
de disco debe ser suministrada con su correspondiente vástago para
actuar sobre la placa; el vástago de la armadura, a su vez, requiere
de costosos medios de guía, normalmente boquillas maquinadas con
precisión, el maquinado del cuerpo de la válvula con la depresión
cónica es también relativamente costoso; y, finalmente la depresión
cónica incrementa la longitud necesaria del vástago de la
armadura.
En un inyector conocido por el documento EP 0 484
804 A1, se propone un cuerpo de válvula en el cual el agujero
calibrado sale hasta una superficie plana del cuerpo de la válvula,
y es cerrado por una superficie plana de una placa, otra superficie
la cual puede ser plana también y está acoplada por un extremo
convexo del vástago de la armadura. En una primera solución
alternativa, la otra superficie de la placa tiene una depresión en
forma de copa esférica acoplada por un apéndice complementario sobre
el vástago. En otra solución alternativa, se provee una bola entre
los dos entre dos depresiones con forma de copa esférica, una
transportada por la placa y la otra transportada por el vástago.
Todas estas soluciones alternativas del inyector conocido, no
eliminan la necesidad de un vástago en la armadura, y, lo que es
más, hace al vástago de la armadura aún más costoso.
Se ha propuesto recientemente otro inyector, en
el cual el cuerpo de la válvula está definido por medio de una
boquilla empotrada a la fuerza dentro de una cavidad en el cuerpo
hueco; y la armadura de tipo disco se conecta al cuerpo hueco por
medio de una articulación flexible de hoja que tiene una porción
fijada al cuerpo hueco, y otra porción fijada a la armadura. Esto
reduce la distancia entre el cuerpo de la válvula y el electroimán,
pero, a causa de la superficie cónica del cuerpo de la válvula ala
cual sale el agujero calibrado, la armadura tipo disco, para actuar
sobre la placa, requiere de una pieza espaciadora normalmente
transportada por la armadura.
Este tipo de inyector es también relativamente
costoso, a causa de la pieza espaciadora y de la conexión
relacionada. Además, a causa de la articulación flexible de hoja, el
movimiento de la armadura no es perfectamente recto, de modo que la
superficie de contacto entre la pieza espaciadora sobre la armadura
y la placa obturadora están sometidas a deslizamiento transversal
relativo, el cual reduce la sensibilidad y la confiabilidad de la
válvula, y que se incrementa junto con un incremento en la distancia
del punto al cual la pieza espaciadora acoplada a la placa.
A partir del documento US 4.390.130, se conoce
una válvula electromagnética para inyectar combustible a baja
presión en la entrada de un tubo de un motor de combustión interna
por compresión de mezcla. Allí dentro, una porción periférica de una
armadura con forma de disco se conecta a una lengüeta flexible
recortada de un disco de aire remanente, por lo cual el movimiento
de la armadura no es tampoco perfectamente recto. La armadura está
provista con una depresión esférica que se acopla a un obturador de
bola para cerrar directamente un asiento de válvula cónica.
Es un objetivo de la presente invención el de
proveer mejoras al inyector de combustible, en forma tal de lograr
un alto grado de confiabilidad y bajo costo, y de eliminar las
desventajas anteriormente mencionadas de los inyectores
conocidos.
De acuerdo con la presente invención, se provee
un inyector de combustible para un motor de combustión interna que
tiene una válvula electromagnética de dosificación, y que comprende
un cuerpo hueco en el cual se acomoda un cuerpo de válvula que tiene
un agujero calibrado de descarga para descargar combustible a alta
presión desde una cámara de control del inyector; dicho agujero de
descarga saliendo a una superficie plana de dicho cuerpo de válvula;
y dicha válvula de dosificación comprendiendo una placa que tiene
una primera superficie plana para cerrar dicho agujero de descarga
bajo el control de una armadura de un electroimán; una bola que está
localizada entre dicha armadura y una segunda superficie de dicha
placa opuesta a dicha primera superficie y que tiene una depresión
en forma de copa esférica para acoplarse a dicha bola; caracterizada
porque dicha armadura se conecta a dicho cuerpo hueco por medio de
una articulación flexible de hoja que tiene una porción anular fija
a dicho cuerpo hueco, dicha articulación flexible de hoja estando
provista con una porción de lengüeta elástica radial que tiene un
extremo integrado con dicha porción anular y otro extremo agarrado
entre una porción central de dicha armadura y una arandela fija a
dicha armadura.
De acuerdo a un aspecto adicional de la
invención, el cuerpo de válvula se encuentra acomodado dentro de una
cavidad de dicho cuerpo hueco, y está inmovilizado por medio de una
tuerca anular roscada; una pieza espaciadora estando definida por un
apéndice que se proyecta desde dicho cuerpo de válvula hacia dicha
armadura, para minimizar el movimiento transversal, causado por
dicha articulación flexible de hoja, de dicha placa con respecto a
dicho agujero de descarga.
Se describirán un número de modalidades
preferidas y no limitantes de la invención a manera de ejemplo, con
referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:
La Figura 1 muestra una sección longitudinal
parcial de un inyector de combustible para un motor de combustión
interna de acuerdo con una primara modalidad de la invención;
La Figura 2 muestra una sección longitudinal
parcial de un inyector de combustible de acuerdo con una modalidad
adicional de la invención;
La Figura 3 muestra una sección a lo largo de la
línea III-III en las Figuras 1 y 2;
La Figura 4 muestra un detalle a escala ampliada
de las Figuras 1 y 2.
El número 5 en la Figura 1 indica en conjunto un
inyector de combustible para motor de combustión interna que tiene
una válvula electromagnética de dosificación 6. El inyector 5
comprende un cuerpo hueco 8 que tiene una cavidad central 9 para
acomodar un cuerpo 11 de válvula de dosificación 6 - de ahora en
adelante llamada "cuerpo de válvula".
Más específicamente, el cuerpo de válvula 11 se
define por una boquilla 12, y por una pieza tapón 13 que tiene un
apéndice cilíndrico integral 15 acomodado en la boquilla 12. La
pieza tapón 13 tiene un agujero calibrado 14 para descargar
combustible desde la válvula de dosificación 6; y la boquilla 12 se
encuentra empotrada la fuerza dentro de la cavidad 9, para descansar
sobre un hombro 16 de la cavidad 9, y una ranura anular 17 en la
cual se forma un agujero de admisión calibrado 18 por medio del cual
se alimenta el combustible presurizado dentro de la válvula de
dosificación 6.
La pieza tapón 13 comprende una porción con forma
de disco 19 que forma un hombro plano 20 con apéndice 15; el hombro
20 descansa, en uso, sobre un borde superior 21 de la boquilla 12,
para comprimir un sello 22; la pieza tapón 13 está inmovilizada
contra la boquilla 12 por medio de una tuerca anular roscada 23
atornillada dentro del cuerpo hueco 8; y la tuerca anular actúa
sobre una porción anular 30 de la superficie superior de la porción
con forma de disco 19.
El agujero calibrado 14 de la pieza tapón 13 se
mantiene normalmente cerrado por medio de un obturador -indicado en
su conjunto por 24 - que se mantiene en posición cerrada por medio
de una armadura 25 de un electroimán 26. La armadura 25 es empujada
normalmente hacia abajo por medio de un resorte de compresión 27; la
ranura anular 17 se ubica a la salida de un conducto de alimentación
28 que comunica con una pieza de conexión 29 para alimentar
combustible presurizado al inyector 5; y, por medio de un conducto
sustancialmente longitudinal 35, el conducto 28 también suministra
una boquilla atomizadora de combustible portada por el cuerpo hueco
8 y no mostrada en los dibujos.
Una varilla de control de la boquilla 31 se
desliza dentro de la boquilla 12 y comprende una superficie superior
32 que se mantiene normalmente a una distancia dada de la superficie
del fondo del apéndice 15 de la pieza tapón 13 por medio del ingreso
del combustible presurizado a una cámara de control 33 del inyector
5 a través de un agujero calibrado 18. la cámara de control 33 está
sustancialmente definida por la abertura entre la superficie
superior 32 de la varilla 31 y la superficie del fondo del apéndice
15 de la pieza tapón 13.
La armadura 25 está sustancialmente definida por
medio de un disco que tiene una superficie superior plana 34
cooperando con una cara polar 36 del núcleo magnético usual 37 del
electroimán 26, y tiene ranuras radiales 38 a través de las cuales
fluye el combustible descargado, a través del agujero calibrado 14,
hacia un conducto de drenaje (no mostrado) del inyector 5.
La armadura 25 se conecta a un cuerpo hueco 8 por
medio de una articulación flexible de hoja indicada como un todo por
39. Para este propósito, el núcleo 37 del electroimán 26 se
inmoviliza en una forma conocida contra un hombro 41 del cuerpo
hueco 8 con la interposición de un anillo espaciador 42 hecho de
metal rígido. La articulación flexible de hoja 39 (ver también la
Figura 2) comprende una porción anular 43 fijada al cuerpo hueco 8,
en particular, agarrado entre el núcleo 37 y el anillo 42.
La articulación flexible de hoja 39 también
comprende una porción definida por una lengüeta radial elástica 44
que tiene un extremo integrado a la porción anular 43. El otro
extremo de la lengüeta 44 está fija a una porción central de
armadura 25, por ejemplo, está agarrada entre la armadura 25 y una
arandela 45 fijada a su vez a la armadura 25, de tal manera que el
movimiento de la armadura 25 comprende sustancialmente rotación
alrededor del punto de conexión de la lengüeta 44 a la porción
anular 43.
El anillo espaciador 42 es de la altura mínima
que permite la armadura 25 para ser acomodada y para moverse entre
el hombro 41 y la porción anular 43 de la articulación flexible de
hoja 39; así que, ya que la tuerca anular 23 debe ser de
considerable altura por razones de resistencia, el disco de la
armadura 25 se ubica a una distancia dada de la superficie superior
de la porción con forma de disco 19 de la pieza tapón 13.
Para activar al inyector 5, se energiza
temporalmente al electroimán 26 para atraer a la armadura 25 en
oposición a la fuerza del resorte 27. La armadura 25 rota en un
ángulo muy pequeño alrededor del punto de conexión de la lengüeta 44
hacia la porción anular de la articulación flexible de hoja 39; el
combustible presurizado en la cámara de control 33 abre por lo tanto
al obturador 24, reduciendo así la presión del combustible, para que
la varilla 31 se mueva hacia atrás dentro de la posición de cierre
de la boquilla mostrada en la Figura 1.
Para reducir el costo de elaboración de la pieza
tapón 13, el agujero de descarga 14 sale a una porción central 46 de
la superficie superior de la porción con forma de disco 19. La
superficie de la porción 46 debe ser elaborada con un alto grado de
precisión para ser perfectamente plana y perpendicular al eje del
agujero de descarga 14.
El obturador 24 del agujero de descarga 14
comprende una placa 48 que tiene una primera superficie plana 49
(ver también la Figura 4) para acoplarse a la superficie de la
porción 46; y una bola 50 localizada entre la armadura 25 y una
segunda superficie 51, de la superficie opuesta 49, de la placa 48.
Y la superficie 51 tiene una depresión en forma de copa esférica 52
para acoplarse a la bola 50.
La armadura 25 comprende a su vez una porción
central 53 que tiene una superficie en el fondo 54 opuesta a la
superficie superior 34 de la armadura 25; y la superficie 54 también
tiene una depresión en forma de copa esférica 56 para acoplarse a la
bola 50.
A causa de la distancia entre el disco de la
armadura 25 y la superficie superior 30, 46 de la porción con forma
de disco 19 en la modalidad de la Figura 1, la porción central 53 de
la armadura 25, para reducir el espesor de la placa 48, puede
realizarse por medio de una pieza espaciadora definida por medio de
un apéndice cilíndrico 57 que se proyecta hacia la placa 48; y la
superficie superior de la porción central 46 de la porción con forma
de disco 19, puede a su vez ser coplanar con la superficie de la
porción anular 30.
Una ranura anular superficial 58 entre las
superficies de las porciones 30 y 46 asegura un cierre más efectivo
del agujero 14 por medio de la placa 48; y las copas esféricas de
las depresiones 52 y 56 pueden ser convenientemente ligeramente
mayores en diámetro que la bola 50 para centrar la bola 50 más
fácilmente.
Las superficies superiores de las porciones 30 y
46 de la porción con forma de disco 19 pueden por lo tanto ser
elaboradas simultáneamente, reduciendo así el costo de la pieza
tapón 13.
En la modalidad de la Figura 2, en la cual se
indican las mismas partes que en la Figura 1 utilizando los mismos
números de referencia sin una descripción adicional, la pieza tapón
13 del cuerpo de la válvula 11se define por medio de un disco 59 que
tiene una superficie superior anular 61 acoplada por medio de una
tuerca anular 23, y una superficie plana en el fondo 62. Para que el
agujero de entrada 18 se comunique con la cámara de control 33, una
porción superior 63 de la varilla 31 tiene un diámetro pequeño, y la
abertura entre la porción 63 y la boquilla 12 incrementa el volumen
de la cámara de control 33.
La armadura 25 no tiene un apéndice cilíndrico
que de frente hacía abajo, y su porción central 53 está
sustancialmente al mismo nivel con, o se proyecta ligeramente con
respecto a, el borde del fondo del disco de la armadura 25. Por otro
lado, la porción central 46 del disco 59, es portada por una pieza
espaciadora definida por un apéndice cilíndrico 64 opuesto al disco
59 y de tal altura para permite el uso de un obturador 24 de espesor
limitado, por ejemplo, aquella en la Figura 1.
También en la modalidad de la Figura 2, la
superficie 49 de la placa 49 se acopla a la superficie de la porción
central 46 del disco 59 del cuerpo de la válvula 11, y la bola 50 se
ubica entre la porción central 53 de la armadura 25 y la segunda
superficie 51 de la placa 48.
Como tal, tanto la pieza tapón 13 como el disco
de la armadura 25 en la Figura 2 son relativamente baratos de
producir; el montaje móvil de la armadura 25 en la Figura 2 es más
liviano que el de la Figura 1, incrementando así la velocidad de
respuesta de la válvula de dosificación 6; y la depresión 56 en la
porción 53 de la armadura 25 en la Figura 2 está más cerca del
fulcro de la articulación flexible de hoja 39 que en la Figura 1,
reduciendo así el movimiento transversal de la depresión 56, y por
lo tanto de la bola 50 y de la placa 48, con respecto al agujero de
descarga 14.
Claramente, pueden hacerse cambios adicionales y
mejoras al inyector que se describió aquí sin salirse, sin embargo,
del alcance de las Reivindicaciones acompañantes. Por ejemplo, la
abertura entre la armadura 25 y la pieza tapón 13 puede ser cubierta
colocando ambas porciones centrales 46 y 53 de la pieza tapón 13 y
de la armadura 25 sobre apéndices sustancialmente de la misma
altura; el inyector 5 de la Figura 1 puede estar provisto con un
cuerpo de válvula 11 con una pieza tapón 59 en la Figura 2, y el
inyector de la Figura 2 puede estar provisto con un cuerpo de
válvula 11 con pieza tapón 15, 19 en la Figura 1, y, en ambos casos,
el cuerpo de válvula 11 puede ser formado de una sola pieza.
Claims (7)
1. Un inyector de combustible para motor de
combustión interna que tiene una válvula electromagnética de
dosificación, y que comprende un cuerpo hueco (8) en el cual se
acomoda un cuerpo de válvula (11) que tiene un agujero calibrado de
descarga (14) para descargar combustible a lata presión desde una
cámara de control (33) del inyector; dicho agujero de descarga (14)
saliendo a una superficie plana de dicho cuerpo de válvula (11); y
dicha válvula d dosificación (6) comprendiendo una placa (48) que
tiene una primera superficie plana (49) para cerrar dicho agujero de
descarga (14) bajo el control de una armadura (25) de un electroimán
(26); una bola (50) estando ubicada entre dicha armadura y una
segunda superficie (51) de dicha placa (48) opuesta a dicha primera
superficie (49) y teniendo una depresión en forma de copa esférica
(52) para acoplar a dicha bola (50); caracterizado porque
dicha armadura (25) se conecta a dicho cuerpo hueco (8) por medio de
una articulación flexible de hoja (39) que tiene una porción anular
(43) fijada a dicho cuerpo hueco (8), dicha articulación flexible de
hoja (39) estando provista con una porción de lengüeta radial
elástica (44) que tiene un extremo integrado con dicha porción
anular (43) y el otro extremo agarrado entre una porción central de
dicha armadura (25) y una arandela (45) fijada a dicha armadura
(25).
2. Un inyector como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en donde dicho electroimán está provisto con un
núcleo (37) inmovilizado contra un hombro (41) de dicho cuerpo hueco
(8) con la interposición de un anillo espaciador (42) permitiéndole
a dicha armadura (25) ser acomodada dentro de dicho cuerpo hueco
(8), caracterizado porque dicha porción anular (43) está
agarrada entre dicho núcleo (37) y dicho anillo espaciador (42),
dicha armadura (25) siendo en forma de un disco y dicho anillo
espaciador (42) teniendo una altura mínima para permitirle a dicho
disco moverse entre dicho hombro (41) y dicha porción anular (43) de
dicha articulación flexible de hoja (39).
3. Un inyector como el reivindicado en la
Reivindicación 2, caracterizado porque dicho disco está
provisto con una primera superficie plana (34) opuesta a dicho
electroimán (26) y conectada con dicho otro extremo de la porción
radial (44) de dicha articulación flexible de hoja (39), dicha
armadura (25) comprendiendo también una segunda superficie (54)
opuesta a dicha placa (48) teniendo otra depresión en forma de copa
esférica (56) para acoplar a dicha bola (50), las copas esféricas de
dichas depresiones (52,56) siendo ligeramente mayores en diámetro
que dicha bola (50).
4. Un inyector como el reivindicado en la
Reivindicación 2 ó 3, en donde dicho cuerpo de válvula (11) se
acomoda dentro de una cavidad (9) de dicho cuerpo hueco (8), y está
inmovilizado por una tuerca anular roscada (23);
caracterizado porque al menos una de dichas superficies (51,
54) que tiene depresiones con forma de copa esférica (52, 56) es
portada por medio de una pieza espaciadora correspondiente (57,
64).
5. Un inyector como el reivindicado en la
Reivindicación 4, caracterizado porque dicha pieza
espaciadora está definida por medio de apéndice (57) que se proyecta
desde dicho cuerpo de válvula (11) hacia dicha armadura (25), para
minimizar el movimiento transversal, causado por dicha articulación
flexible de hoja (39), de dicha bola (50) con respecto a dicho
agujero de descarga (14).
6. Un inyector como el reivindicado en la
Reivindicación 4, caracterizado porque dicha pieza
espaciadora está definida por medio de apéndice (57) que se proyecta
desde dicha armadura (25) hacia dicho cuerpo de válvula (11); dicha
superficie plana de dicho cuerpo de válvula (11) siendo portada por
una porción central (46) que es coplanar con una superficie de una
porción anular (30) acoplada por dicho tuerca anular (23).
7. Un inyector como el reivindicado en la
Reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque dicho cuerpo de
válvula (11) comprende una boquilla (12) empotrada a la fuerza
dentro de dicha cavidad (9); y una pieza tapón (13) que comprende
una porción en forma de disco (19, 59) que está inmovilizada a dicha
boquilla (12) por medio de dicha tuerca anular (23).
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