ES2344695T3 - Valvula de inyeccion de combustible para motores de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Válvula de inyección de combustible para la inyección intermitente de combustible en la cámara de combustión de un motor de combustión interna, la cual presenta una carcasa (12), la cual comprende una entrada de alta presión (18) para el combustible, la cual presenta un miembro de la válvula de inyección (22), el cual se encuentra diseñado para interactuar con un elemento de asiento de la válvula (14) y se encuentra dispuesto, bajo presión de resorte, en forma longitudinalmente móvil en la carcasa (12) dirección del elemento de asiento de la válvula (14), la cual presenta un pistón de control de doble acción (60), el cual se encuentra dispuesto en el miembro de la válvula de inyección (22) y el cual delimita, por un lado, la cámara de alta presión (20), la cual se encuentra conectada mediante flujo a la entrada de alta presión (18) y, por el otro lado, delimita una cámara de control (62), la cual presenta un cuerpo de control (72), el cual, asimismo delimita la cámara de control (62), la cual presenta un pasaje de control (82) que parte de la cámara de control (62) y se encuentra conectado, mediante una entrada de estrangulamiento (92) a la cámara de alta presión (20) y, mediante una válvula piloto (104), puede ser conectada a una cámara de baja presión (106), la cual presenta un canal de afluencia (130) que conecta la cámara de alta presión (20) a la cámara de control (62), con una abertura de desembocadura propia, la cual presenta un miembro de la válvula, el que en posición cerrada cierra el canal de afluencia (130) y el pasaje de control (82) y el que presenta un pasaje de estrangulamiento (74) para la conexión de la cámara de control (62) al pasaje de control (82), caracterizada porque el miembro de la válvula se encuentra conformado como una lengua (132) a modo de un resorte de hojas fijada en un extremo.
Description
Válvula de inyección de combustible para motores
de combustión interna.
La presente invención hace referencia a una
válvula de inyección de combustible para la inyección intermitente
de combustible en la cámara de combustión de un motor de combustión
interna con las características del preámbulo de la reivindicación
1.
Una válvula de inyección de combustible, la cual
presenta las características del preámbulo de la reivindicación 1,
se encuentra revelada en la solicitud
EP-A-0 228 578. En el caso de esta
válvula de inyección de combustible, una cámara de combustión se
encuentra delimitada, circunferencialmente, por una carcasa de la
válvula de inyección de combustible y, observada en dirección
axial, se encuentra delimitada de un lado por un pistón de control
de doble acción de un miembro de la válvula de inyección y, del otro
lado, por un cuerpo de válvula intermedio, el cual entre sí y la
carcasa deja libre un paso anular, y por un cuerpo de control, el
cual delimita el cuerpo de control que se encuentra dispuesto
fijado a la carcasa. Entre el pistón de control y el cuerpo de
válvula intermedio se encuentra dispuesto un resorte de compresión.
En dirección axial, a través del cuerpo de válvula intermedio, se
extiende una perforación escalonada, la cual produce un efecto de
estrangulamiento. En la prolongación de esta perforación, a través
del cuerpo de control, se extiende otra perforación, la cual,
mediante una válvula piloto accionada electromagnéticamente, puede
unirse a una cámara de baja presión y separarse de la misma. En
esta perforación extendida en dirección axial en el cuerpo de
control, desemboca otra perforación, la cual se encuentra en
contacto con una ranura circunferencial en el cuerpo de control, la
que, por su parte, se encuentra unida a la entrada de alta presión
de la válvula de inyección de combustible. Desde esta ranura se
extiende una pluralidad de perforaciones hacia el lado frontal del
cuerpo de control dirigido hacia el cuerpo de válvula
intermedio.
Estas perforaciones se encuentran, en el cuerpo
de válvula intermedio ubicado junto al cuerpo de control, cerradas
por éste.
En otra válvula de inyección de combustible,
revelada en las solicitudes EP-A-0
675 281 y US-A-5,655,716; un pistón
de control de una aguja del inyector se eleva en una cámara de
control. Por encima de este pistón de control se encuentra
dispuesta una válvula, cuyo cuerpo de la válvula, el cual se
extiende coaxialmente con respecto al pistón de control, es
conducido lateralmente en forma hermética. El cuerpo de la válvula
se eleva, con el lado frontal orientado hacia el pistón de control,
en la cámara de control y, con el otro lado frontal, en una cámara
adicional, la cual, mediante una válvula de control, se comunica con
una tubería de salida, y la que se encuentra unida a la cámara de
control mediante una perforación de estrangulamiento, siendo es
guiada hacia allí a través del cuerpo de la válvula. Esta
perforación de estrangulamiento y con ello, la cámara de control,
se encuentran unidas continuamente, mediante otra perforación
transversal de estrangulamiento, a la cámara de alta presión de la
válvula de inyección de combustible. Una cámara anular, la cual se
extiende alrededor del cuerpo de la válvula y se encuentra unida a
la parte de alta presión, se encuentra delimitada arriba por un
asiento de la válvula, el cual actúa en combinación con el cuerpo de
la válvula. En la posición de cierre de la aguja del inyector, el
pistón de control presenta una distancia con respecto al cuerpo de
la válvula, mientras que en una posición abierta de la aguja del
inyector, el pistón de control hace tope contra el lado frontal
inferior del cuerpo de la válvula. Inmediatamente después del cierre
de la válvula de control, a través de la perforación transversal de
estrangulamiento, tiene lugar en el instante un aumento de presión
en la cámara adicional, a consecuencia del cual, el cuerpo de la
válvula se mueve contra el pistón de control, produciendo de este
modo que el asiento de la válvula se abra de forma autónoma. A
través de esta apertura, fluye una corriente afluente adicional del
medio de control, el cual se encuentra bajo alta presión, en la
cámara adicional, de modo que la aguja del inyector es llevada, con
una velocidad más elevada, desde el cuerpo de la válvula a la
posición de
cierre.
cierre.
Después de que es alcanzada la posición de
cierre, el cuerpo de la válvula, debido al aumento de presión en la
cámara de control, retrocede nuevamente hacia arriba, hasta ubicarse
junto al asiento de la válvula.
La solicitud anterior
EP-A-1 118 765 revela una válvula de
inyección de combustible para motores de combustión interna, cuyo
miembro de la válvula, conformado de modo acicular, presenta un
pistón de control escalonado, el cual engrana en un manguito y el
que en forma de un resorte de cierre, sirve de apoyo al resorte de
compresión actuante para la válvula de inyección. Sobre el lado
desviado hacia el resorte, el manguito se apoya en un cuerpo de
control, el cual se encuentra dispuesto en forma fija en una carcasa
de la válvula de inyección de combustible. El manguito presenta una
extensión formada a través de un hombro. En esta extensión se
encuentra dispuesto un cuerpo de la válvula vaginiforme, con lo
cual, entre éste y el manguito se constituye una hendidura. El
cuerpo de la válvula con sus lados frontales axiales, por un lado,
actúa conjuntamente con el hombro y, por otro lado, con el cuerpo
de control, con lo cual, la longitud del cuerpo de la válvula es
mucho menor que la distancia entre el hombro y el cuerpo de
control, de modo que el cuerpo de la válvula puede desplazarse en
forma de vaivén, en dirección axial, a una pequeña altura de
elevación. La parte más pequeña del pistón de control en el
diámetro es conducida a un ajuste corredizo estrecho en el cuerpo de
la válvula. Entre el extremo del cuerpo de la válvula desviado
hacia cuerpo de control y la parte más grande del pistón de control
en el diámetro, se encuentra conformado un espacio anular, el cual
se encuentra unido a una cámara de alta presión dispuesta en el
interior de la carcasa y alimentada con combustible a través de una
entrada de alta presión, mediante una hendidura, la cual se
encuentra formada entre la parte del manguito correspondiente y la
parte más grande del pistón de control en el diámetro. Una cámara de
control se encuentra delimitada, por un lado, por el pistón de
control, por el otro, por el cuerpo de control y en la
circunferencia, por el cuerpo de la válvula vaginiforme. Un pasaje
de control, el cual presenta un estrechamiento actuante como un
estrangulador, se extiende a través del cuerpo de control desde el
lado frontal limitante con la cámara de control hacia el lado
frontal opuesto, el cual delimita una cámara de baja presión. El
pasaje de control puede ser unido a la cámara de baja presión, así
como separado de la misma, mediante una válvula piloto accionada
electromagnéticamente.
Es objeto de la presente invención el crear una
válvula de inyección de combustible conforme al género, la cual se
encuentre preparada rápidamente para otro proceso de inyección.
Este objeto se alcanzará a través de una válvula
de inyección de combustible, la cual presenta las características
de la reivindicación 1.
Junto a la simplicidad, la válvula de inyección
de combustible conforme a la invención es, al mismo tiempo,
sumamente compacta. Requiere de poco espacio. Las propiedades de la
válvula de inyección de combustible pueden ser expuestas de modo
sencillo, adaptadas a los requerimientos, a través de las
posibilidades brindadas por la válvula de inyección conforme a la
invención. En particular, la válvula de inyección conforme a la
invención se encuentra preparada en forma rápida, respectivamente,
para un nuevo proceso de inyección. A través de las posibilidades
de amortiguación disponibles puede lograrse una vida útil muy
prolongada. Otras ventajas resultan de la siguiente descripción de
los ejemplos de ejecución.
En las reivindicaciones dependientes se indican
formas de ejecución preferentes.
La presente invención se explica en detalle
mediante los dibujos. En forma esencialmente esquemática, las
figuras muestran:
Figura 1: una válvula de inyección de
combustible en una sección longitudinal;
Figura 2: también en una sección longitudinal y
referida a la figura 1, una parte ampliada de la válvula de
inyección allí mostrada con el dispositivo de control y la
disposición de electroimanes;
Figura 3a: una sección transversal a través de
la válvula de inyección, la cual se encuentra indicada en la figura
2 mediante III-III;
Figura 3b: piezas para el apoyo del resorte de
cierre de la válvula de inyección de combustible en una
representación en perspectiva;
Figura 4: en una sección longitudinal y referida
a las figuras 1 y 2, una parte ampliada de la válvula de inyección
de combustible allí mostrada con el dispositivo de control;
Figura 5: en la misma representación que en la
figura 4, una primera forma de configuración del dispositivo de
control conforme a la invención;
Figura 6: en la misma representación que en las
figuras 4 y 5, una segunda forma de configuración del dispositivo
de control diseñado conforme a la invención;
Figura 7: en la misma representación que en las
figuras 4, 5 y 6, una forma de configuración del dispositivo de
control para una válvula de inyección, la cual presenta una válvula
con resorte de hojas en lugar de una válvula de compuerta;
Figura 8a: una sección transversal, indicada en
la figura 7 mediante VIII-VIII, a través de la parte
de la válvula de inyección de combustible allí mostrada;
Figura 8b: el resorte de hojas utilizado en el
dispositivo de control conforme a las figuras 7 y 8a, en una
representación en perspectiva;
Figura 9a: en una sección correspondiente a
aquella de la figura 8a, otra forma de configuración del dispositivo
de control de una válvula de inyección con un resorte de hojas;
Figura 9b: una representación en perspectiva del
elemento de resorte de hoja en la válvula de inyección conforme a
la figura 9a; y
Figura 10: en una sección transversal, referida
a las figuras 1 y 2, una parte ampliada de la válvula de inyección
de combustible allí mostrada con la disposición de
electroimanes.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra un sección axial a través de
la válvula de inyección de combustible 10. Ésta presenta una
carcasa tubular 12, en la cual se encuentran montados, en un
extremo, un elemento de asiento de la válvula 14, y en el otro
extremo, una disposición de electroimanes 16 para el control
electromagnético de la válvula de inyección de combustible 10. La
carcasa 12 presenta una perforación, la cual se extiende en
dirección radial y sirve como entrada de alta presión 18, a través
de la cual, bajo una presión elevada (200-2000 bares
o más), es introducido combustible en una cámara de alta presión 20
delimitada por la carcasa, la cual se extiende en dirección axial
hasta el extremo de la carcasa 12 del lado del elemento de asiento
de la válvula. En esta cámara de alta presión 20 se encuentra un
miembro de la válvula de inyección 22 conformado de modo acicular,
cuyo eje 24 coincide con el eje de la carcasa en forma de cilindro
ahuecado 12. Mediante un espacio anular 25 presente entre la
carcasa 12 y el miembro de la válvula de inyección 22, el elemento
de asiento de la válvula 24 se encuentra conectado mediante flujo a
la entrada de alta presión 18. En el interior de la carcasa tubular
12 se encuentra además un dispositivo de control hidráulico 26 para
el miembro de la válvula de inyección 22; dicho dispositivo será
descrito detalladamente más adelante en relación a las figuras 2 y
4.
La carcasa 12 se extiende a través de un
manguito de conexión 28 con una brida roscada 30 distanciada en
dirección axial, en la cual se encuentra enroscado un racor de
empalme de alta presión 32. Tal como puede observarse especialmente
en la figura 2, la pared del racor de empalme de alta presión 32 se
encuentra conformado disminuido cónicamente en la zona del extremo
dirigida hacia la carcasa 12, de modo que el ancho de la superficie
de obturación 34 anular del lado frontal es menor que el espesor de
la pared del racor de empalme de alta presión 32 en aquellos
puntos, a través de los cuales usualmente, al apretar el racor de
empalme de alta presión 32, se produce una alta presión superficial
y, con ello, una unión hermética a alta presión entre la superficie
de obturación 34 y la superficie de obturación opuesta 36, la cual
actúa conjuntamente con aquella en la carcasa 12. En el centro de
la superficie de obturación opuesta 36 se encuentra la entrada de
alta presión 18 de la carcasa 12. Mediante el racor de empalme de
alta presión 32, el manguito de conexión 28 se encuentra montado en
la carcasa 12. A este respecto debe mencionarse que la carcasa 12
puede presentar un hombro con respecto a un posicionamiento axial
del manguito de conexión 28. En una variante, la cual no es mostrada
aquí, el racor de empalme de alta presión 32 presenta una
disminución cónica en su lado exterior, la cual produce el mismo
efecto que la disminución mostrada en la pared interna del racor de
empalme de alta presión 32. El racor de empalme de alta presión 32
puede ser presionado también con otros medios en la superficie de
obturación 34, no sólo mediante una rosca.
Tal como resulta de la figura 1, el elemento de
asiento de la válvula 14 se encuentra montado a la carcasa 12, de
modo conocido, mediante una tuerca de unión 38. Desde el lado
frontal 40 exterior libre, conformado en forma cónica, del elemento
de asiento de la válvula 14 se extienden, de modo conocido,
orificios del inyector 42, los cuales desembocan en la cámara de
alta presión 20. Un lado frontal del elemento de asiento de la
válvula 14, ubicado en el interior, igualmente diseñado en forma
cónica, se encuentra conformado como asiento de la válvula 44 y
determinado para interactuar con la zona del extremo del miembro de
la válvula de inyección 22, la cual se encuentra diseñada
diametralmente opuesta al mismo. Esta zona del extremo, en una
posición de cierre del miembro de la válvula de inyección 22,
separa los orificios del inyector 42 de la cámara de alta presión,
así como une a ésta con aquellos, cuando éste es elevado desde el
asiento de la válvula 44 en la posición de inyección.
Tal como se muestra ampliado en las figuras 2 y
4, a diferencia de la figura 1, el miembro de la válvula de
inyección 22 es pretensado en la dirección de cierre mediante un
resorte de cierre 46 conformado como un resorte de compresión. El
vástago 48 del miembro de la válvula de inyección 22 presenta un
hombro 50, sobre el que se apoyan dos semi bridas de soporte 52 -
véase la figura 3b - las que en un estado montado se encuentran
abarcadas y sostenidas juntas por un primer anillo 54. Uno de los
extremos del resorte de cierre 46 se apoya en este primer anillo
54. El otro extremo se apoya en un segundo anillo 54', el cual se
asienta sobre una brida soporte 56 de una pieza, la que presenta
una ranura. Ésta se ubica, por su parte, en el lado frontal de un
manguito 58, esencialmente cilíndrico, el cual será descrito en
detalle en relación al dispositivo de control 26. La parte, algo
disminuida del diámetro, del miembro de la válvula de inyección 22,
conectada al hombro 50, se extiende a través de la brida soporte 56
con un juego visible, mientras que las semi bridas de soporte 52 se
asientan, en forma preferente, sin juego sobre el miembro de la
válvula de inyección 22. Puesto que la pared de la pieza de la semi
brida 52 puede estar diseñada en forma delgada, es posible
configurar el resorte de cierre 46 muy delgado en el diámetro
interior; éste puede corresponder aproximadamente al diámetro
externo del miembro de la válvula de inyección 22 por debajo del
hombro 50. Asimismo, los manguitos 54, 54' pueden ser utilizados
para la alineación, así como para la compensación de divergencias en
cuanto a la longitud. A través de la elección de manguitos 54, 54'
de diferente espesor, la fuerza del resorte de cierre 46, sujeta a
la tolerancia de fabricación de una serie de válvulas de inyección
de combustible, puede mantenerse siempre constante.
El dispositivo de control 26 es descrito
mediante la figura 4. En base a esta figura puede reconocerse que
el miembro de la válvula de inyección 22 presenta un pistón de
control de doble acción 60 en su zona del extremo desviada hacia el
elemento de asiento de la válvula 14. Dicho pistón 60 es conducido
en el manguito 58 hacia un ajuste corredizo - es decir, con un
juego de aproximadamente 1 a 10 \mum. El pistón de control 60
delimita, por un lado, una cámara de alta presión 20 y, por otro
lado, un espacio de control 62, el cual, circunferencialmente, se
encuentra delimitado por el manguito 58. En el manguito 58, a su
vez, se encuentra dispuesto un cuerpo de la válvula de compuerta 64
de una válvula de compuerta 66 en un ajuste corredizo, conducido en
forma libremente móvil en dirección del eje 24. Un primer lado
frontal 68 dirigido hacia el miembro de la válvula de inyección 22
delimita, igualmente, la cámara de control 62. Un segundo lado
frontal 68' desviado hacia el primer lado frontal 68, se encuentra
conformado como una superficie de obturación y se encuentra
determinado para, en posición de cierre hermético del cuerpo de la
válvula de compuerta 64, ubicarse en forma hermética en un lado
frontal de un cuerpo de control 72 conformado como asiento de la
válvula 70. Dicho cuerpo de control se encuentra dispuesto
firmemente, por ejemplo, mediante una unión por contracción.
Con respecto al eje 24, dispuesto en forma
excéntrica, un pasaje de estrangulamiento 74 se extiende desde el
primer lado frontal 68 hacia el segundo lado frontal 68' a través
del cuerpo de la válvula de compuerta 64. Sobre el segundo lado
frontal 68', en el cuerpo de la válvula de compuerta 64, se excluye
una unión hidráulica 76, la cual se extiende desde la desembocadura
del pasaje de estrangulamiento ampliada cónicamente de este lado, y
más allá de la misma, en dirección radial hacia el eje 24. La unión
76, sin embargo, se encuentra circundada por todos los lados por un
borde saliente. Ventajosamente, la unión 76 se encuentra conformada
de modo tal que la superficie ahuecada presenta un peso determinado
para alcanzar una respuesta óptima de la válvula de compuerta 66
para la finalización del proceso de inyección.
En una variante no representada, el pasaje de
estrangulamiento 74 se encuentra dispuesto sobre el eje 24. En este
caso se suprime la unión hidráulica 76.
En la cámara de control 62 se encuentra
dispuesto un elemento resorte 78 conformado como un resorte de
compresión, el cual se apoya, por un lado, en el pistón de control
60 y, por el otro lado, en el cuerpo de la válvula de compuerta 64.
El elemento resorte envuelve un saliente céntrico 80 del pistón de
control 60 y la fuerza generada por este saliente es esencialmente
menor a la del resorte de cierre 46.
El cuerpo de control 72 presenta un pasaje de
control 82 que se extiende coaxialmente hacia el eje 24. Dicho
pasaje presenta un estrechamiento de estrangulamiento 82' en una
zona del extremo desviada hacia el cuerpo de la válvula de
compuerta 64. La unión hidráulica 76 une el pasaje de control 82 al
pasaje de estrangulamiento 74, incluso también cuando el cuerpo de
la válvula de compuerta 64 se ubica en forma hermética junto al
cuerpo de control 74. El manguito 58, en el lado frontal, se apoya
en el cuerpo de control 72; en su zona del extremo dirigida hacia
el cuerpo de control 72, sobre el lado ubicado radialmente en el
interior, se encuentra una cavidad giratoria 84, la cual, en el
cuerpo de la válvula de compuerta 64, en una posición de cierre
hermético, forma con éste una ranura anular, la cual se encuentra
unida a la cámara de alta presión 20 mediante una abertura 86 en el
manguito 58 y a través de al menos un espacio de flujo 88 formado
entre la pared interna de la carcasa 12 y un achatamiento en el
lado externo del manguito 58. De este modo, también un espacio 89,
formado a través del movimiento hacia fuera del cuerpo de la
válvula de compuerta 64 por el cuerpo de control 72, se encuentra
unido a la cámara de alta presión 20, y aplica alta presión al
segundo lado frontal 68' completo del cuerpo de la válvula de
compuerta 64. El cuerpo de control 72 presenta una superficie
oblicua 90, desde la cual una entrada de estrangulamiento 92 es
conducida hacia dentro de un pasaje de control 82, para unir éste en
forma continua a la cámara de alta presión 20. La entrada de
estrangulamiento 92 desemboca en el pasaje de control 82 entre el
estrechamiento de estrangulamiento 82' y el asiento de la válvula de
compuerta 70. Podría utilizarse también un estrechamiento de
estrangulamiento, dispuesto a 90º con respecto al eje 24, con una
superficie rectificada en el cuerpo de control o una ranura anular
en el cuerpo de control. Las secciones transversales de la cavidad
84, de la abertura 86 y del espacio de flujo 88 se encuentran
diseñadas esencialmente más grandes que las secciones transversales
del pasaje de estrangulamiento 74, del estrechamiento de
estrangulamiento 82' y del pasaje de estrangulamiento 92, de modo
que no surjan estrangulaciones notables y, la presión en la cavidad
84, en la abertura 86 y en el espacio de flujo 88 es esencialmente
igual a la presión en la entrada de alta presión18 y en la cámara
de alta presión 20.
Tal como resulta de la figura 4 y,
particularmente, también de las figuras 2 y 3a, se encuentra
atornillada un tuerca de unión 94 sobre la carcasa tubular 12,
desde el lado de la disposición de electroimanes 16. Dicha tuerca
de unión presenta en el centro un agujero pasante 96 con tres
ranuras longitudinales 96' distribuidas en dirección
circunferencial. En el agujero pasante 96 se encuentra dispuesto en
forma desplazable y guiado Radialmente, un perno de la válvula 98.
El agujero pasante 96, del lado del cuerpo de control, presenta una
cavidad que se amplía 97, la cual favorece la salida del
combustible, descargado durante la inyección por el estrechamiento
de estrangulamiento 82', en las ranuras longitudinales 96'. En lugar
de las ranuras longitudinales 96' podría emplearse también una o
varias perforaciones, las cuales unan la cavidad 97 a la cámara de
baja presión 106. En este caso, la perforación 69 guiaría
radialmente el perno de la válvula 98 en toda la circunferencia.
La tuerca de unión 94 presenta un hexágono 95
(Fig. 3a), con lo cual éste puede ser apretado con el par de
sujeción requerido. Pueden emplearse, asimismo, otros medios de
apriete no mostrados aquí.
La tuerca de unión 94 retiene, por un lado, el
cuerpo de control 72, -el cual, dado el caso, sólo se encuentra
ajustado a presión débilmente en la carcasa 12 - contra la presión
en la cámara de alta presión 20 y lo posiciona con exactitud. Por
otro lado, a la tuerca de unión 94 le corresponden otras funciones
importantes, las cuales se explicarán más adelante, así como en la
descripción de la figura 10.
En el caso de electroimanes 100 no activados de
la disposición de electroimanes 16, el perno de la válvula 98 es
sostenido en el cuerpo de control 72 en la instalación por un
anclaje 102 de la disposición de electroimanes 16, donde ésta
cierra el paso de control 82. El perno de la válvula 98 forma,
conjuntamente con el cuerpo de control 72, una válvula piloto 104.
Sobre el lado de la tuerca de unión 94 desviado hacia el cuerpo de
control 72 y hacia la carcasa 12, se encuentra la cámara de baja
presión 106, la cual, a través de canales de unión 108 en la
disposición de electroimanes 16, se encuentra unida mediante flujo a
la tubuladura de purga de baja presión 110. De modo conocido, un
conducto, desde la tubuladura de purga de baja presión 110, conduce
a un depósito de combustible.
Al anclaje 102 se le aplica la fuerza de un
resorte del anclaje 112 conformado como resorte de compresión, el
cual sostiene el perno de la válvula 98 mediante el anclaje 102 en
la instalación en el cuerpo de control 72, en el caso de que los
electroimanes 102 no se encuentren activados. Si el electroimán 100
se encuentra activado, éste retrocede el anclaje 102 contra la
fuerza del resorte del anclaje 112, de modo que el perno de la
válvula 98 puede despegarse del cuerpo de control 72.
El modo de funcionamiento de la forma de
ejecución de la válvula de inyección de combustible mostrada en las
figuras 1 a 4 es el siguiente:
se parte del estado mostrado en la figuras
mencionadas, en el cual se encuentra el miembro de la válvula de
inyección 22 en posición de cierre y la válvula de compuerta 66 en
posición de cierre hermético en el asiento de la válvula de
compuerta 70. A su vez, el electroimán 100 no se encuentra activado,
de modo que el perno de la válvula 98 cierra el pasaje de control
82. En la cámara de control 62 se presenta la misma presión que en
la cámara de alta presión 20.
A través de la activación del electroimán 100 se
inicia un ciclo de inyección. De este modo, el anclaje 102 es
apretada, por lo que el perno de la válvula 98 puede ser separado
del cuerpo de control 72 y, de esta manera, el pasaje de control 74
se une a la cámara de baja presión 106. Puesto que el estrechamiento
de estrangulamiento 82' presenta una sección transversal más grande
que el pasaje de estrangulamiento 92, la presión en la cámara de
control 62 comienza a descender. El miembro de la válvula de
inyección 22 se desplaza, por tanto, lejos del asiento de la
válvula 44 y desbloquea los orificios del inyector 42. Comienza el
proceso de inyección. De esta manera, el combustible es expulsado
desde la cámara de control 62 a través del pasaje de
estrangulamiento 74, de la unión hidráulica 76 y del pasaje de
control 82, hacia la cámara de baja presión 106. Durante la
totalidad del proceso de apertura del miembro de la válvula de
inyección 22, el cuerpo de la válvula de compuerta 64 permanece en
la instalación en el cuerpo de control 72. La elevación de apertura
del miembro de la válvula de inyección 22 se encuentra limitada
debido a que el saliente 80 del miembro de la válvula de inyección
22 alcanza la instalación en el cuerpo de la válvula de compuerta
64, de manera tal que el pasaje de estrangulamiento 74 continúa
siendo accesible. Debido al hecho de que la sección transversal de
flujo más estrecha del pasaje de estrangulamiento 74 es más pequeña
que la sección transversal del estrechamiento de estrangulamiento
82', el movimiento de apertura del miembro de la válvula de
inyección 22 es determinado fundamentalmente a través del pasaje de
estrangulamiento 74 a una presión dada y en el caso de un resorte de
cierre 46 dado.
En una variante que no se encuentra representada
aquí, el pasaje de estrangulamiento 74 se encuentra posicionado de
modo tal y el lado frontal del saliente 80 se encuentra conformado
de modo tal, que el pasaje de estrangulamiento 74 es cerrado por el
saliente 80 hacia el extremo de la elevación de apertura. Esto se
produce, por ejemplo, a causa de que el pasaje de estrangulamiento
74 se encuentra posicionado sobre el eje 24 y el lado frontal del
saliente 80 se encuentra realizado en forma hermética. De este modo,
el extremo de la elevación de apertura es amortiguado en forma
ventajosa y la presión en la cámara de control 62, después de la
finalización del movimiento de apertura, no es igualada a la
presión reducida en el estrechamiento de estrangulamiento 82 o sólo
es igualada en forma parcial.
Para finalizar el proceso de inyección, es
activado el electroimán 100. A consecuencia de esto, el anclaje
102, bajo la fuerza del resorte del anclaje 112, desplaza el perno
de la válvula 98 en la instalación en el cuerpo de control 72. La
desembocadura del lado de baja presión del pasaje de control 82 es
cerrada. La presión en el pasaje de control 82, a consecuencia de
la unión a la cámara de alta presión 20 a través de la entrada de
estrangulamiento 92, comienza a aumentar la presión, de modo que, a
causa de la diferencia de presión sobre ambos lados frontales 68,
68' del cuerpo de la válvula de compuerta 64 y de las superficies
activas correspondientes, se produce un desplazamiento a distancia
del cuerpo de la válvula de compuerta 64 por la instalación
hermetizante en el cuerpo de control 72 al formarse la abertura 89.
Al mismo tiempo, el resorte de cierre 46 ocasiona un desplazamiento
del miembro de la válvula de inyección 22 en dirección del asiento
de la válvula 44. La baja presión en la cámara de control y la alta
presión en el segundo lado frontal 68' conducen a un desplazamiento
del cuerpo de la válvula de compuerta 64, junto con el miembro de la
válvula de inyección 22, en forma de un desplazamiento a modo de
tándem, hasta que éste último cierra el asiento de válvula 44,
finalizando así el proceso de inyección en la cámara de combustión
del motor de combustión interna.
A consecuencia del flujo posterior de
combustible en la cámara de control 62, a través del pasaje de
estrangulamiento 74, la presión en esta cámara se iguala,
gradualmente, a la presión en la cámara de alta presión 20, lo que
conduce a que el cuerpo de la válvula de compuerta 64 realice un
movimiento de retroceso, mediante la fuerza del elemento resorte 78
en posición de cierre hermético. De esta manera, la válvula de
inyección de combustible se encuentra lista para el siguiente
proceso de inyección.
La eficiencia hidráulica de esta válvula de
inyección de combustible 10 es muy elevada; para el control se
consume poco combustible, lo cual conduce a un reflujo reducido de
combustible en el depósito de baja presión. Asimismo, la
coaxialidad del miembro de la válvula de inyección 22 con respecto a
la válvula de compuerta 66 - en comparación con las formas de
ejecución de válvulas de inyección de combustible reveladas, por
ejemplo, en la solicitud EP-A-1 118
765 - no desempeña ningún papel, lo que conduce a buenas propiedades
de movimiento tanto del miembro de la válvula de inyección 22 como
del cuerpo de la válvula de compuerta 64.
La figura 5 muestra una primera forma de
ejecución conforme a la invención del dispositivo de control 26.
Asimismo, la válvula de inyección de combustible 10 se encuentra
conformada del mismo modo que se muestra en las figuras 1 a 4,
descrito anteriormente. A continuación, se abordarán sólo las
diferencias correspondientes a cada forma de ejecución. Para las
mismas piezas, las cuales actúan del mismo modo, se utilizan los
mismos signos de referencia.
El pistón de control 60 presenta en su zona del
extremo dirigida hacia la cámara de alta presión 20, un reborde
giratorio 114 con un hombro de tope 114'. Éste se encuentra
determinado para actuar conjuntamente con un hombro de contratope
116 realizado en el manguito 58. Por lo general, el reborde 114 no
toca al manguito 58. Al encontrarse el miembro de la válvula de
inyección 22 en posición de cierre, el hombro de tope 114' y el
hombro de contratope 116 se encuentran separados uno del otro por
una distancia S_{1}. En el cuerpo de la válvula de compuerta 64
se encuentra realizado, en la circunferencia, otro reborde 118, el
cual forma un hombro de tope adicional 118'. Éste se encuentra
determinado para actuar en forma conjunta con un hombro de
contratope adicional 120 conformado en el manguito 58. Éste se
encuentra formado a través de la delimitación axial de la cavidad
84. Al encontrarse el cuerpo de válvula de compuerta 64 en posición
de cierre hermético, la distancia entre el hombro de tope adicional
118' y el hombro de contratope adicional 120 presenta una longitud
S_{2}. El signo de referencia S_{3} indica la distancia desde
el saliente 80 del miembro de la válvula de inyección 22 hacia el
cuerpo de válvula de compuerta 64, al encontrarse el cuerpo de
válvula de compuerta 64 en posición de cierre hermético y el
miembro de la válvula de inyección 22 en posición de cierre. La
abertura formada por estas distancias S_{1}, S_{2} y S_{3} se
encuentra dimensionada de modo tal, que la abertura denominada con
S_{1} es más grande que la denominada con S_{2} y más pequeña
que aquella denominada con S_{3}.
El cuerpo de válvula de compuerta 64 presenta un
pasaje de estrangulamiento adicional 122, extendido entre el primer
y el segundo lado frontal 68, 68' y el cual se encuentra cerrado al
encontrarse el cuerpo de válvula de compuerta 64 en posición de
cierre hermético a través del asiento de válvula 70 en el cuerpo de
control 72. Al ser elevado el cuerpo de válvula de compuerta 64 por
el cuerpo de control 72, el pasaje de estrangulamiento adicional
122 une la cámara de control 62 a la cámara de alta presión 20 en
una puesta en paralelo con respecto al pasaje de estrangulamiento
74.
Además, el cuerpo de válvula de compuerta 64,
sobre el lado dirigido hacia el cuerpo de control 72, presenta un
chaflán 124, mediante el que, de acuerdo al tamaño, puede ser
escogida la superficie activa del cuerpo de válvula de compuerta
64, a la que se le aplicada alta presión. Por tanto, el diámetro del
círculo en el borde exterior del asiento de válvula 70 puede ser
más grande, igual o de menor tamaño que el diámetro guía de la
válvula de compuerta 64 en el manguito 58.
Al comenzar un proceso de inyección y siempre
que la válvula piloto se encuentra abierta, el pasaje de
estrangulamiento adicional 122 no produce ningún efecto, el miembro
de la válvula de inyección 22 se abre del mismo modo que en la
forma de ejecución conforme a las figuras 1 a 4, hasta que el hombro
de tope 114' toca al hombro de contratope 116 y finaliza el proceso
de apertura. Puesto que S_{3} > S_{1}, el lado frontal del
saliente 80 no toca al primer lado frontal 68 del cuerpo de la
válvula de compuerta 64. En el caso de formas de ejecución con un
hombro de tope 114' en el miembro de la válvula de inyección 22 y un
hombro de contratope 116, puede evitarse que, al ser abierta la
válvula de inyección de combustible 10, el miembro de la válvula de
inyección 22 haga impacto en el cuerpo de la válvula de compuerta
64. De esta manera puede ser prolongada la vida útil.
Recién al cerrarse la válvula piloto 104 y, en
relación a esto, ser elevado el cuerpo de la válvula de compuerta
64 a partir del asiento de la válvula 70 - del mismo modo antes
descrito- es desbloqueado el pasaje de estrangulamiento adicional,
de modo que entre la cámara de control 62 y la cámara de alta
presión 20 tiene lugar una compensación de presión más rápida que
en la forma de ejecución sin pasaje de estrangulamiento adicional
122. Esto conduce a un movimiento de retroceso, más rápido y
realizado con mayor anterioridad, del cuerpo de la válvula de
compuerta 64 en la posición de cierre hermético. Expresado con
otras palabras, la válvula de inyección de combustible se encuentra
lista más rápidamente para otro proceso de inyección, lo cual
posibilita una inyección previa, una inyección posterior o una
inyección múltiple con intervalos breves. A través del
dimensionamiento del pasaje de estrangulamiento adicional 122,
puede ser regulado el movimiento de retroceso de la válvula de
compuerta 66, en correspondencia a los requerimientos.
También el cuerpo de válvula de compuerta 64, en
la forma de configuración de la válvula de inyección de combustible
10 conforme a las figuras 1 a 4, puede presentar un pasaje de
estrangulamiento adicional 122, en forma análoga a la figura 5.
Una limitación de la elevación para el cuerpo de
válvula de compuerta 64, a través del hombro de tope adicional 118'
y el contratope 120, conducen a que el cuerpo de válvula de
compuerta 64 alcance de nuevo, muy rápidamente, su posición de
cierre hermético, ya que S_{2} < S_{1}. El desplazamiento a
modo de tándem del cuerpo de válvula de compuerta 64 y del miembro
de la válvula de inyección 22 es suprimido, tan pronto como el
hombro de tope adicional 118' en el hombro de contratope 120
alcanza la instalación. Al mismo tiempo, a través de esta medida,
el golpe del miembro de la válvula de inyección 22 sobre el asiento
de la válvula 44, a consecuencia de la recarga de la cámara de
control, estrangulada mediante el pasaje de estrangulamiento 74 y el
pasaje de estrangulamiento adicional 122, sin desplazamiento a modo
de tándem, puede ser amortiguado en forma ventajosa. Todas estas
medidas pueden adoptarse también en el resto de las formas de
configuración, en forma independiente unas de otras.
En la segunda forma de ejecución de la válvula
de inyección de combustible 10 conforme a la invención, mostrada en
la figura 6, son utilizados igualmente los mismos signos de
referencias empleados en las formas de ejecución antes descritas;
sólo se abordarán las diferencias entre una y otra forma de
ejecución.
El cuerpo de control 72 ya no se asienta más en
la carcasa tubular 12, sino que se encuentra fijado sobre ésta del
lado frontal, sostenido céntricamente en la tuerca de unión
adicional 94 y presionado en forma hermética en el extremo superior
de la carcasa tubular 12. En el centro y en dirección axial, se
extiende, a través del cuerpo de control 72, el pasaje de control
82; sin embargo, la entrada de estrangulamiento se encuentra ahora
en el cuerpo de la válvula de compuerta 64. Éste desemboca en el
pasaje de estrangulamiento 74, ciertamente sobre el lado dirigido
hacia el cuerpo de control 72 con respecto a la sección transversal
más estrecha. A su vez, la entrada de estrangulamiento 92, mediante
la cavidad 84, comunica la abertura 86 y la abertura de flujo 88 a
la cámara de alta presión 20.
El cuerpo de válvula de compuerta 64 mostrado en
la figura 6 es como aquel presentado en la figura 5, equipado con
un pasaje de estrangulamiento adicional 122 y un hombro de tope
adicional 118'que actúa en forma conjunta con el hombro de
contratope 120 en el manguito 58.
La figura 6 muestra otra posibilidad de
configuración del miembro de la válvula de inyección 22, en la que
el pistón de control 60 y el vástago 48 se encuentran conformados
como piezas separadas. La unión entre estas piezas puede tener
lugar, por ejemplo, mediante un ajuste prensado, un ajuste apretado
o mediante soldadura. El vástago 48 puede penetrar también el
pistón de control 60. En este caso, el saliente 80 se encuentra
formado desde el extremo superior del vástago 48, y el pistón de
control 60 es un manguito con una perforación continua, el cual
puede ser ensamblado con el vástago 48, tal como se ha mencionado
anteriormente.
El modo de funcionamiento de la forma de
configuración del dispositivo de control 26, mostrada en la figura
6, es el mismo que en aquella conforme a la figura 5.
La forma de ejecución mostrada en las figuras 7,
8a, y 8b presenta, igualmente, una carcasa tubular 12, en la que se
encuentra dispuesto en forma fija el cuerpo de control 72. Con su
lado frontal dirigido hacia la cámara de control 62, se apoya el
manguito 58, en el cual se encuentra dispuesto en un asiento
estrecho, en forma móvil y en dirección axial, el pistón de control
de doble acción 60 del miembro de la válvula de inyección 22, ahora
produciendo un cierre hermético y sin unión hidráulica hacia la
cámara de alta presión 20. Tal como se ha descrito anteriormente,
el resorte de cierre 46 para el miembro de la válvula de inyección
22 se apoya en el manguito 58, sobre el lado desviado hacia el
cuerpo de control 72. De este modo, la cámara de control 62 se
encuentra delimitada, por un lado, por el pistón de control 60, en
la circunferencia por el manguito 58, y por el otro lado por el
cuerpo de control 72.
El cuerpo de control 72 presenta céntricamente y
extendido en dirección del eje 24, el pasaje de control 82, en el
que desemboca la entrada de estrangulamiento 92 extendida en
dirección radial. Esta entrada, a consecuencia de una parte plana
de la válvula 128 del lado exterior y de la abertura de flujo 88, se
encuentra unida a la cámara de alta presión 20 entre el manguito 58
y la carcasa 12. Desde el lado frontal de cuerpo de control 72,
dirigido hacia la cámara de control 62, se extiende a través de
ésta, hacia la entrada de estrangulamiento 92, una perforación 130.
Ésta desemboca en la entrada de estrangulamiento 92 sobre el lado,
con respecto a la sección transversal de flujo más estrecha,
dirigido hacia la cámara de alta presión 20.
Tanto la desembocadura del lado de la cámara de
control del pasaje de control 82, como aquella de la perforación
130, se encuentra cubierta por una lengua 132 a modo de un resorte
de hojas, cuya forma puede observarse en las figuras 8a y 8b. En el
extremo desviado hacia la perforación 130, la lengua 132 se
encuentra soldada al cuerpo de control 72. El punto de soldadura se
indica mediante el número de referencia 134. La lengua 132 presenta
un pasaje de estrangulamiento 74, coaxial con respecto al eje 24, el
cual une la cámara de control al pasaje de control 82. También aquí
el estrechamiento de estrangulamiento 82' en el pasaje de control 82
es más grande, en forma de secciones transversales, que la sección
transversal más estrecha de la entrada de estrangulamiento 92 y que
el pasaje de estrangulamiento 74. La sección transversal más
estrecha 82' del pasaje de control 82 se encuentra unida, del lado
de salida, a una perforación 83 de una sección transversal un poco
más grande. La perforación 83, preferentemente, es relativamente
larga, en comparación con el diámetro, al menos presenta de 2 a 10
veces la misma longitud de dicho diámetro. De este modo, el flujo,
después de la sección transversal estrecha 82', llena nuevamente
toda la sección transversal 83 de mayor tamaño, lo que favorece el
paso de flujo a través de la sección transversal estrecha 82'. El
resto de la válvula de inyección de combustible se encuentra
conformada de igual modo que en las figuras 1 a 4.
El dispositivo de control 26 conforme a las
figuras 7, 8a y 8b funciona de la siguiente manera: para la
descripción del modo de funcionamiento de la válvula de inyección
de combustible 10 con un dispositivo de control 26 conforme a las
figuras 7, 8a y 8b, en relación a las formas de ejecución descritas
anteriormente, se parte de un estado en reposo, en el cual el
miembro de la válvula de inyección 22 se encuentra en una posición
de cierre y la presión en la cámara de control 62 corresponde a la
presión en la cámara de alta presión 20. La válvula piloto 104 se
encuentra cerrada a través de la ubicación contigua del perno de la
válvula 98 en el cuerpo de control 72.
Al ser activados los electroimanes 100
(compárese con la figura 2), a consecuencia de la alta presión
presente en el pasaje de control 82, el perno de la válvula 98 es
elevado por el cuerpo de control 72. Debido a esto, el pasaje de
control 82 se encuentra unido a la cámara de baja presión 106 (véase
la figura 2). La presión en el pasaje de control 82 desciende, de
modo que a consecuencia de la diferencia de presión, fluye
combustible a través del pasaje de estrangulamiento 74, desde la
cámara de control hacia el pasaje de control 82. Tan pronto como la
presión en la cámara de control desciende hasta alcanzar la
subpresión en relación a la presión en la cámara de alta presión
20, para superar la fuerza del resorte de cierre 46, el miembro de
la válvula de inyección 22 se desplaza distanciado del asiento de
válvula 44, de modo que comienza así el proceso de inyección. Al
ser desactivados los electroimanes 100, el perno de la válvula 98 se
ubica nuevamente en el cuerpo de control 72, por lo cual el pasaje
de control 82 es separado de la cámara de baja presión. Sobre el
lado de la lengua 32, desviado hacia la cámara de control, aumenta
la presión en el pasaje de control 82, lo cual, a consecuencia de
la ampliación del pasaje de control y de la presión en la
perforación 130, conduce a la deformación de la lengua 132. Debido
al desbloqueo del pasaje de control 82 y de la perforación 130,
llega combustible a la cámara de control 62 mediante una superficie
transversal de flujo de mayor tamaño, lo que conduce a un rápido
aumento de la presión en la cámara de control 62 y a un movimiento
más rápido del miembro de la válvula de inyección 22 sobre el
asiento de la válvula 44. A través del dimensionamiento de los
pasajes correspondientes y de las propiedades de la lengua 132, el
comportamiento funcional de la válvula de inyección de combustible
puede ser estructurado de acuerdo a los requerimientos.
En la forma de ejecución conforme a las figuras
7, 8a y 8b, al finalizar el proceso de apertura del miembro de la
válvula de inyección 22, el lado frontal del pistón de control 60
toca el lado inferior de la lengua en forma de un resorte de hojas
132, y mantiene presionada a ésta en el lado inferior del cuerpo de
control 72. Una apertura indeseada, sin control, de la lengua 132
y, por consiguiente, de la perforación 130, al ser abierta
completamente la válvula de inyección de combustible 10, es evitada
de esta manera. Esta solución, a este respecto, es análoga a la
solución de las figuras 1 a 4, en la cual la válvula de compuerta 66
es mantenida presionada por el saliente 80. También en la forma de
ejecución conforme a las figuras 7 a 8, el lado frontal del pistón
de control 60 - o un saliente del mismo - puede estar conformado de
modo tal que al finalizar la elevación de apertura puede ser
cerrado el pasaje de estrangulamiento 74, y la presión en la cámara
de control 62 no es igualada a la presión más reducida en el pasaje
de control 82, o sólo es igualada parcialmente.
Por otra parte, el pistón de control 60, en
forma análoga a lo mostrado en la figura 5, podría presentar un
reborde giratorio que actúe en forma conjunta con su hombro de tope
y un hombro de contratope, para limitar la elevación del miembro de
la válvula de inyección 22 antes de que el lado frontal del pistón
de control 60 toque el lado inferior de la lengua 132.
Las figuras 9a y 9b muestran, en la misma
representación que las figuras 8a y 8b, una sección
VIII-VIII conforme a la figura 7, así como también
la lengua 132 en una forma de configuración diferente. La lengua 132
se encuentra realizada de una pieza en un anillo de retención 136.
El anillo de retención 36 se encuentra soldado al cuerpo de control
en un punto, preferentemente en varios puntos, por ejemplo en los
puntos de soldadura indicados mediante el número de referencia 134.
El elemento del resorte de hojas, conforme a la figura 9b, puede ser
fabricado de forma sencilla, al ser punzonada, de una placa redonda
de acero para resorte, una ranura en forma de C. El modo de
funcionamiento de la válvula de inyección de combustible 10 con un
dispositivo de control conforme a la figura 7, sin embargo, con una
forma de ejecución de la lengua 132 conforme a las figuras 9a y 9b,
es igual al descrito anteriormente en relación a las figuras 7, 8a y
8b.
Tal como resulta en particular de la figura 10
en una visión general junto a las figuras 2 y 3a, la disposición de
electroimanes 16 presenta una cubierta de la carcasa 138 con un
anillo giratorio 40 realizado en el lado interno. El anillo 140
define una superficie de contacto 142, mediante la cual, el anillo
en estado montado se ubica en forma contigua en una superficie
exterior plana 144 de la tuerca de unión adicional 94. De este
modo, se define la posición axial de la disposición de electroimanes
16. Una parte 143 de la cubierta de la carcasa 138, la cual en
dirección axial sobresale sobre la superficie de contacto 142,
envuelve la tuerca de unión adicional 94, de modo que es definida
también la posición radial de la disposición de electroimanes 16.
Un anillo tórico 146 hermetiza la cámara de baja presión 106 con
respecto al ambiente. Alrededor de la tuerca de unión adicional 94
se extiende un anillo roscado 148 que se apoya, por un lado, en un
hombro giratorio 149 de la tuerca de unión adicional 94, y por el
otro lado, con su rosca interna 149' ,se encuentra atornillado en
la cubierta de la carcasa 138 con su rosca externa 143'.
Sobre el anillo 140 se asienta, sobre el lado
desviado hacia la superficie de contacto 142, una placa de cierre
anular de los imanes 150. En esta placa se apoya, en dirección
axial, un cuerpo magnético 152, conformado igualmente como un
cuerpo anular, el que presenta, sobre su lado dirigido hacia la
placa de cierre de los imanes 150, una ranura anular 154 que gira
alrededor del eje 124. En dicha ranura se encuentra la bobina 155,
la cual se encuentra unida a un dispositivo de control eléctrico
mediante conductores de conexión de la bobina 156 - en la figura 10
sólo se muestra uno. Sobre el lado del cuerpo magnético 152 desviado
hacia la placa de cierre de los imanes 150, se encuentra un cuerpo
de retención 158 que puede estar compuesto por un material
antimagnético. En una ranura giratoria del cuerpo de retención 158,
dispuesta en la circunferencia, se encuentra fijado un anillo
tórico adicional 160, ubicado en forma contigua en el lado interno
de la cubierta de la carcasa 138 , separado herméticamente del
ambiente en correspondencia con la cámara de baja presión 106. La
zona del extremo de este lado de la cubierta de la carcasa 138 se
encuentra curvada (eventualmente engatillada) en una dirección
opuesta al interior y se ubica en forma contigua en una sección de
la superficie lateral del cuerpo de retención 158. De esta manera,
la placa de cierre de los imanes 150, el cuerpo magnético 152 y el
cuerpo de retención 158 se encuentran sujetos firmemente en la
cubierta de la carcasa 138.
El cuerpo de retención 158 sobresale en
dirección axial, con un cabo 164, sobre cubierta de la carcasa 138.
En el cabo 164 se encuentra enroscado el racor de empalme de baja
presión 110.
El anclaje 102 presenta un anillo del anclaje
168 soldado a una vara del anclaje 166, dispuesto dentro de la
placa de cierre de imanes 150, al ser observado en dirección radial,
mediante la formación de una hendidura de ventilación delgada. La
vara del anclaje 166 es conducida hacia un manguito de tope 170, el
cual se apoya en un hombro de apoyo 172, al ser observado en
dirección axial. El manguito de tope 170, tal como se muestra en
174, se encuentra soldado o engatillado con el cuerpo magnético 152.
El manguito de tope 170 forma un tope axial para un hombro anular
176 conformado en la vara del anclaje 166 y garantiza que entre el
anillo del anclaje 168 y el cuerpo magnético 152 permanezca libre
una abertura cuando el anclaje 102 es activada por los
electroimanes 100. En forma adyacente al extremo de la placa de
cierre de imanes 150, ubicado en el interior en forma radial, ésta
presenta, en el lado dirigido hacia el cuerpo magnético 152, una
cavidad giratoria 178, la cual siempre se encuentra unida a la
cámara de baja presión 106, a través de la placa de cierre de imanes
150 mediante orificios de unión 180 extendidos en dirección axial.
Esto posibilita una compensación de presión muy rápida entre ambos
lados del anillo del anclaje 168 durante el desplazamiento del
anclaje 102.
El anclaje 102 presenta un talón 182 que
sobresale por encima del anillo del anclaje 168 en dirección axial
contra el perno de la válvula 98, el cual se encuentra determinado
para actuar conjuntamente con el perno de la válvula 98. El talón
182 presenta una perforación transversal 184 que desemboca en un
agujero ciego en la vara del anclaje 166. La vara del anclaje 166,
con una zona del extremo en dirección axial, sale por encima del
manguito de tope 170, sobre el lado desviado hacia el talón 182.
Allí se encuentra introducido un pivote 190 en la vara del anclaje
166, sobre el cual, por otra parte, se encuentra apoyado el resorte
del anclaje 112. Otras perforaciones transversales 184' en la vara
del anclaje 166, unen su perforación en forma de agujero ciego 186,
en forma contigua al pivote 190, a un espacio 192 dispuesto en el
cuerpo de retención 158. Dicho espacio se encuentra unido mediante
flujo a la tubuladura de purga de baja presión 110, y en él se
encuentra el resorte del anclaje 112 apoyado en el cuerpo de
retención 158. El canal de unión 108, formado por la perforación en
forma de agujero ciego 186, las perforaciones transversales 184,
184' y el espacio 192, une la cámara de baja presión 106 a la
tubuladura de purga de baja presión 110.
En el estado mostrado en las figuras 2 y 10, el
electroimán 100 no se encuentra activado, de modo que el perno de
la válvula 98, debido a la fuerza ejercida por el resorte del
anclaje 112, es sujetado en la instalación al cuerpo de control 72.
Si el electroimán 100 es activado, el anillo del anclaje 168 es
apretado conjuntamente con la vara del anclaje 166, reduciéndose
así la abertura entre el anillo del anclaje 168 y el cuerpo
magnético 152, lo que conduce a que el perno de la válvula 98 pueda
moverse distanciado del cuerpo de control en dirección axial, lo
cual lleva a un proceso de inyección. Al ser desactivados los
electroimanes, el anclaje 102 es desplazada en dirección opuesta a
través de la fuerza del resorte del anclaje 112, lo cual conduce al
cierre del pasaje de estrangulamiento por el perno de la válvula 98
en el cuerpo de control 72, debido a lo que finaliza el proceso de
inyección.
Debido a los resortes del anclaje 112 sometidos
a una dispersión durante la fabricación, es necesario calibrar la
disposición de electroimanes 16 para lograr procesos de inyección
altamente precios. Esto se efectúa a través de la elección de un
pivote adecuado 190. Con este fin, se proporcionan pivotes 190 con
una distancia axial diferente de las superficies, con las cuales
los pivotes se ubican en forma contigua, por un lado, a la vara del
anclaje 166, y por otro lado, al resorte del anclaje 112. La
superficie de contacto 142 sirve como base para el dispositivo de
medición. Para garantizar el desmontaje sencillo de los pivotes 190,
tanto el diámetro externo de mayor tamaño del pivote 190, como el
diámetro externo del resorte 112, preferentemente, son menores al
diámetro guía de la vara del anclaje 166 en el manguito de tope
170.
También puede ser elegida la longitud del perno
de la válvula 98 en función de la elevación, la cual debe colocar
en su sitio al anclaje 102. La superficie externa 144 sirve como
base para la medición de la distancia entre esta superficie y el
cuerpo de control 72.
Las diferentes formas de ejecución de la válvula
de inyección de combustible 10 conforme a la invención presentan
una estructura delgada y ofrecen una gran cantidad de posibilidades
para la adecuación de las propiedades al desarrollo del proceso de
inyección deseado.
Los dispositivos de control 26 conformes a la
invención pueden ser utilizados también en otras válvulas de
inyección de combustible diseñadas en forma diferente; así como
también en válvulas de inyección de combustible en las que el
combustible es transportado en la carcasa hacia el elemento de
asiento de la válvula mediante un canal separado, y no en forma
coaxial con respecto al eje 24 del inyector o sobre el mismo, sino
en forma lateral en relación a dicho eje.
Tanto la disposición de electroimanes descrita y
mostrada, como su montaje en la carcasa de la válvula de inyección
de combustible, puede ser utilizada en diferentes válvulas de
inyección de combustible.
La carcasa tubular puede presentar, en lugar de
una rosca, también otros medios, generalmente conocidos, conformados
en forma diferente, para el montaje de una disposición de
electroimanes.
Una carcasa tubular con posibilidades de
montaje, por un lado, para un elemento de asiento de la válvula, y
por otro lado, una disposición de electroimanes y un manguito de
conexión con racor de empalme de alta presión, pueden ser empleados
también en válvulas de inyección de combustible diseñadas en forma
diferente.
Una válvula de inyección, tal como la
anteriormente descrita, en la cual el vástago y el pistón de control
se encuentran fabricados como piezas separadas, puede ser aplicada
en cualquier válvula de inyección de combustible.
Claims (6)
1. Válvula de inyección de combustible para la
inyección intermitente de combustible en la cámara de combustión de
un motor de combustión interna, la cual presenta una carcasa (12),
la cual comprende una entrada de alta presión (18) para el
combustible, la cual presenta un miembro de la válvula de inyección
(22), el cual se encuentra diseñado para interactuar con un
elemento de asiento de la válvula (14) y se encuentra dispuesto,
bajo presión de resorte, en forma longitudinalmente móvil en la
carcasa (12) dirección del elemento de asiento de la válvula (14),
la cual presenta un pistón de control de doble acción (60), el cual
se encuentra dispuesto en el miembro de la válvula de inyección
(22) y el cual delimita, por un lado, la cámara de alta presión
(20), la cual se encuentra conectada mediante flujo a la entrada de
alta presión (18) y, por el otro lado, delimita una cámara de
control (62), la cual presenta un cuerpo de control (72), el cual,
asimismo delimita la cámara de control (62), la cual presenta un
pasaje de control (82) que parte de la cámara de control (62) y se
encuentra conectado, mediante una entrada de estrangulamiento (92)
a la cámara de alta presión (20) y, mediante una válvula piloto
(104), puede ser conectada a una cámara de baja presión (106), la
cual presenta un canal de afluencia (130) que conecta la cámara de
alta presión (20) a la cámara de control (62), con una abertura de
desembocadura propia, la cual presenta un miembro de la válvula, el
que en posición cerrada cierra el canal de afluencia (130) y el
pasaje de control (82) y el que presenta un pasaje de
estrangulamiento (74) para la conexión de la cámara de control (62)
al pasaje de control (82), caracterizada porque el miembro de
la válvula se encuentra conformado como una lengua (132) a modo de
un resorte de hojas fijada en un extremo.
2. Válvula de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1, caracterizada porque la lengua se
encuentra fijada al cuerpo de control (72) y se encuentra ubicada
junto a éste en estado de reposo.
3. Válvula de inyección de combustible conforme
a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la lengua
(132) se encuentra realizada en un anillo de retención (136), el
cual rodea a la lengua.
4. Válvula de inyección de combustible conforme
a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la
lengua (132), así como el anillo de retención (136) se encuentra
soldada al cuerpo de control (72).
5. Válvula de inyección de combustible conforme
a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el
miembro de la válvula de inyección (22) se extiende a través de un
resorte de cierre (46), el cual se encuentra conformado como un
resorte helicoidal y se encuentra soportado, por un lado, en un
primer anillo (54), el cual envuelve dos medias bridas de soporte
(52) ubicadas sobre el miembro de la válvula de inyección (22) y,
por el otro lado, se encuentra soportado en un segundo anillo de una
pieza (54'), el cual presenta una ranura, se encuentra soportado en
forma fija con respecto a la carcasa y abarca el miembro de la
válvula de inyección (22).
6. Válvula de inyección de combustible conforme
a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la
válvula piloto (104) es accionada mediante una disposición de
electroimanes (16) dispuesta en una cubierta de la carcasa (138), y
la cubierta de la carcasa (138) presenta una superficie de contacto
(142), mediante la cual, en un estado de montaje, se encuentra en
contacto con una superficie exterior (144) fijada a la carcasa.
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