ITMI20002702A1

ITMI20002702A1 - Disositivo di iniezione del combustibile per motori endotermici

Info

Publication number: ITMI20002702A1
Application number: IT2000MI002702A
Authority: IT
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-06-14
Also published as: GB2357805B; GB2357805A; DE19963390A1; GB0030775D0; IT1319537B1; CZ20004776A3; JP2001193604A; US6467462B2; CZ295556B6; US20010013337A1

Description

Stato della tecnica

L'invenzione parte da un dispositivo di iniezione del combustibile per motori endotermici del genere della rivendicazione 1.

Un tale dispositivo di iniezione del combustibile è noto dalla letteratura, ad esempio dal manuale Dieselmotor-Management, 2a edizione Verlag Vieweg pag. 299. Questo dispositivo di iniezione del combustibile per ogni cilindro del motore endotermico presenta rispettivamente una pompa del combustibile, una valvola di iniezione del combustibile ed una conduttura collegante la valvola di iniezione del combustibile con la pompa del combustibile. Sulla pompa del combustibile è disposta una valvola di comando comandata elettricamente, con la quale viene comandato un collegamento del lato di alta pressione della pompa di combustibile con uno spazio di scarico. La valvola di iniezione del combustibile in maniera nota presenta un organo valvolare di iniezione con il quale viene comandata almeno un'apertura di iniezione e che presenta uno spallamento di pressione delimitante uno spazio di pressione, laddove lo spazio di pressione è collegato con la conduttura e l'organo valvolare di iniezione mediante combustibile, che è addotto dalla pompa del combustibile allo spazio di pressione ed è soggetto ad alta pressione, è sollevabile da una sede valvolare in antagonismo ad una forza di chiusura per aprire almeno un'apertura di iniezione. Mediante la valvola di comando è possibile comandare l'istante e la durata dell'apertura della valvola di iniezione del combustibile, laddove l'istante dell'apertura viene definito in quanto con la valvola di comando il lato di alta pressione della pompa del combustibile viene separato dallo spazio di scarico e pertanto sulla valvola di iniezione del combustibile agisce l'alta pressione prodotta dalla pompa del combustibile. Per chiudere la valvola di iniezione del combustibile mediante la valvola di comando viene aperto il lato di alta pressione della pompa di combustibile con lo spazio di scarica cosicché nella valvola di iniezione di combustibile non agisce più un'alta pressione che aprirebbe la valvola di iniezione del combustibile. La valvola di comando è separata dalla conduttura ed è disposta distanziata in misura relativamente ampia dalla valvola di iniezione del combustibile, cosicché con un'apertura del collegamento del lato di alta pressione della pompa del combustibile con lo spazio di scarico la pressione nello spazio di pressione della valvola di iniezione del combustibile diminuisce solo con ritardo e la valvola di iniezione del combustibile corrispondentemente chiude prima con ritardo, cosicché solo in maniera imprecisa è possibile definire l'istante di chiusura e quindi la durata dell'apertura della valvola di iniezione del combustibile. E' parimenti solo con difficoltà realizzabile una breve apertura della valvola di iniezione del combustibile per una preiniezione, a causa della variazione ritardata di pressione sulla valvola di iniezione del combustibile. Nel noto dispositivo di iniezione del combustibile è parimenti di difficile realizzazione un influenzamento dell'andamento della corsa di apertura dell'organo valvolare di iniezione della valvola di iniezione del combustibile per conseguire un determinato andamento della quantità del combustibile iniettato durante il periodo di apertura della valvola di iniezione del combustibile.

Vantaggi dell'invenzione

Il dispositivo di iniezione del combustibile secondo l'invenzione con le caratteristiche secondo la rivendicazione 1 presenta invece il vantaggio che mediante la seconda valvola di comando è assicurata una veloce chiusura, senza riguarda della valvola di iniezione del combustibile. Inoltre mediante la seconda valvola di comando è possibile ottenere una breve durata di apertura della valvola di iniezione del combustibile, come quella necessaria ad esempio per una preiniezione. Inoltre mediante la seconda valvola di comando è possibile influenzare la corsa di apertura dell'organo valvolare di iniezione.

Nelle rivendicazioni dipendenti sono indicate esecuzioni vantaggiose ed ulteriori sviluppi del dispositivo di iniezione del combustibile secondo l ' invenzione.

Disegno

Un esempio di realizzazione dell'invenzione è rappresentato nel disegno ed illustrato più dettagliatamente nella seguente descrizione.

In particolare:

la figura 1 mostra un dispositivo di iniezione del combustibile in una rappresentazione schematica, e

la figura 2 mostra una valvola di iniezione del combustibile del dispositivo di iniezione del combustibile in rappresentazione ingrandita in una sezione longitudinale.

Descrizione dell'esempio di realizzazione

Un dispositivo di iniezione del combustibile, rappresentato in figura 1, per motori endotermici è eseguito come cosiddetto sistema pompa conduttura - ugello. Il dispositivo di iniezione del combustibile per ogni cilindro del motore endotermico presenta rispettivamente una pompa 10 del combustibile, una valvola di iniezione 12 del combustibile ed una conduttura 14 collegante con la valvola di iniezione del combustibile 12 con la pompa del combustibile 10. La pompa del combustibile 10 viene azionata ad esempio mediante una camma 16 di un albero a camme del motore endotermico. La pompa del combustibile 10 presenta un pistone 20, che è guidato ermeticamente in un cilindro 18 e mediante il quale con il suo movimento alternativo, provocato dalla camma 16, viene compresso combustibile nel cilindro. Alla pompa 10 del combustibile in modo non rappresentato, ad esempio per mezzo di una pompa di premandata, viene addotto combustibile da un serbatoio 22.

In corrispondenza della pompa 10 del combustibile è disposta una prima valvola di comando 24, mediante la quale viene comandato un collegamento del lato di alta pressione della pompa 10 del combustibile con uno spazio di scarico. Come spazio di scarico può servire ad esempio un serbatoio 22 oppure uno spazio collegato con questo. La prima valvola di comando 24 è comandabile elettricamente ed è collegata di preferenza con un dispositivo di comando elettrico 26. Quando è chiusa la prima valvola di comando 24 allora il lato di alta pressione della pompa 10 del combustibile è separato dallo spazio di scarico 22, cosicché nella conduttura 14 e nella valvola di iniezione 12 del combustibile esiste alta pressione. Quando è aperta la prima valvola di comando 24 allora il lato di alta pressione della pompa 10 del combustibile è collegato con lo spazio di scarico 12 e nella conduttura 14 e nella valvola 12 di iniezione del combustibile non può formarsi un'alta pressione, poiché il combustibile tramite la valvola di comando apertura 24 può defluire nello spazio di scarico 12. La valvola di comando 24 ad esempio può presentare un elettromagnete come attore oppure un piezoattore. Secondo l'invenzione vicino alla valvola di iniezione del combustibile 12 nella conduttura 14 oppure integrata nella valvola di iniezione 12 del combustibile è disposta una seconda valvola di comando 28 comandabile elettricamente, con cui viene parimenti comandato un collegamento con uno spazio di scarico, ad esempio con il serbatoio 22.

In base alla figura 2 viene inseguito illustrata più dettagliatamente la valvola 12 di iniezione del combustibile. La valvola 12 di iniezione del combustibile presenta un corpo valvolare 30, che può essere eseguito in più parti, in cui è guidato scorrevole assialmente un organo valvolare di iniezione 32 a forma di pistone. Il corpo valvolare 30 in corrispondenza della propria zona terminale, rivolta verso la camera di combustione del cilindro del motore endotermico presenta almeno una, preferibilmente più aperture di iniezione 34. L'organo valvolare di iniezione 32 in corrispondenza della propria zona terminale rivolta verso la camera di combustione presenta una superficie di tenuta 36 ad esempio circa di forma conica, che coopera con una sede valvolare 38, ricavata nel corpo valvolare 30, dalla quale oppure dopo la quale si dipartono le aperture di iniezione 34. Nel corpo valvolare 30 è ricavato uno spazio anulare 42, che circonda l'organo valvolare di iniezione 32 ed è collegato con uno spazio di pressione 44. L'organo valvolare di iniezione 32 presenta uno spallamento di pressione 46 delimitante lo spazio di pressione 44. Sull'organo valvolare di iniezione 32 agisce una molla di chiusura 48, mediante la quale l'organo valvolare di iniezione 32 viene pressato verso la sede valvolare 38. Nel corpo valvolare 30 è ricavato un canale 50, che si allontana dallo spazio di pressione 44 e porta lungo l'organo valvolare di iniezione 32 nonché lungo la molla di chiusura 48 e sbocca sul mantello esterno del corpo valvolare 30. In corrispondenza dello sbocco del canale 50 in modo non rappresentato più dettagliato e raccordata la conduttura 14 che porta dalla pompa del combustibile 10.

Nell'esempio di realizzazione rappresentata nella figura 2, la seconda valvola di comando 28 è disposta sulla valvola di iniezione 12 del combustibile. Nel corpo valvolare 30 è ricavato un ulteriore canale 52 che è collegato con il canale 50 ad esempio vicino al suo sbocco e si estende ad esempio dal canale 50 circa radialmente rispetto all'asse longitudinale 13 della valvola di iniezione del combustibile 12 e successivamente circa coassialmente all'asse longitudinale 13. Il canale 52 ad esempio può essere formato da fori nel corpo valvolare 30. Il canale 52 sbocca nel corpo valvolare 30 in uno spazio 54 che in sezione trasversale è allargato rispetto al canale 52, laddove il canale 52 in corrispondenza del suo sbocco è smussato ad esempio circa conicamente, per cui è formato una sede valvolare 56. Di fronte al canale 52 dallo spazio 54 si diparte un foro 58, che si estende circa coassialmente al canale 52 e la cui sezione trasversale può essere pari o superiore alla sezione traversale del canale 52.

La seconda valvola di comando 28 presenta un organo valvolare di comando 60, che è guidato scorrevole assialmente nel foro 58 del corpo valvolare 30 e con la propria zona terminale sporge nello spazio 54. L'estremità dell'organo valvolare di comando 60 sporgente nello spazio 54 presenta uno smusso ad esempio conico formante una superficie di tenuta 62, con cui l'organo valvolare di comando 60 coopera con la sede valvolare 56. La sezione dell'organo valvolare di comando 60 portata nel foro 58, può presentare uno oppure più appiattimenti 64 e, oppure cave, cosicché fra l'organo valvolare di comando 60 e il foro 58 rimane una sezione trasversale libera. Alla propria estremità, sporgente dal foro 58 non rivolta verso lo spazio 54, l'organo valvolare di comando 60 presenta una flangia 66 di sezione trasversale ingrandita.

Sulla zona terminale del corpo valvolare 30, non rivolta verso la camera di combustione, è applicata una parte di chiusura 68. La parte di chiusura 68 può essere avvitata ad esempio con il corpo valvolare 30 oppure può essere collegata in altro modo con questo. Nella parte di chiusura 68 è ricavato uno spazio 70, in cui è disposto la flangia 66 dell'organo valvolare di comando 60, laddove fra la flangia 66 e la parte di chiusura 68 nello spazio 70 rimane una sezione trasversale libera, per la qualcosa la flangia 66 presenta una oppure più aperture o cavi e, oppure la parte di chiusura 68 presenta una oppure più cave. Fra il fondo 69 della parte di chiusura 68 e la flangia 66 dell'organo valvolare di comando 60 è disposta, almeno approssimativamente coassialmente all'organo valvolare di comando 60, una molla di chiusura precaricata 72, mediante la quale l'organo valvolare di comando 60 viene pressato verso la sede valvolare 56. Nella parte di chiusura 68 inoltre è disposto un attore 74 comandabile elettricamente, mediante il quale con corrisponde comando elettrico l'organo valvolare di comando 60 in antagonismo alla carica della molla di chiusura 72 è allontanabile dalla sede valvolare 56. L'attore 74 ad esempio può essere un elettromagnete, laddove nella parte di chiusura 68 è disposta una bobina 73 e la flangia 66 dell'organo valvolare di comando 60 serve da ancora magnetica. L'organo valvolare di comando 60 oppure almeno la sua flangia 66 in tal caso è fatto di materiale ferromagnetico. Quando la bobina 73 dell'elettromagnete è percorsa da corrente allora viene con ciò prodotto un campo magnetico, per effetto del quale la flangia 66 viene attratta verso la bobina 73 e quindi l'organo valvolare di comando 60 viene sollevato dalla sede valvolare 56. La forza magnetica agente sulla flangia 66 dell'organo valvolare di comando 60 dipende dall'intensità della corrente attraversante la bobina 73, cosicché variando l'intensità di corrente è possibile influenzare la forza magnetica agente sulla flangia 66 dell'organo valvolare di comando 60 e quindi la posizione dell'organo valvolare 60. Attraverso la parte di chiusura 68 sono guidate linee elettriche 75 per il collegamento dell'attore 74 con il dispositivo di comando 26, con cui viene comandato l'attore 74. L'attore 74 può essere incorporato nella parte di chiusura 68 in una massa colata isolante 76. La corsa massima dell'organo valvolare di comando 60 è limitata dal fatto che questo con la propria flangia 66 viene a poggiare sulla bobina 73 oppure sulla massa colata 76. Il fondo 69 della parte di chiusura 68 presenta un foro 78 disposto almeno approssimativamente coassialmente rispetto alla molla di chiusura 72. Sul lato esterno del fondo 69 della parte di chiusura 68 è disposto un bocchettone di raccordo 79 al quale è raccordata una conduttura 80 che porta ad uno spazio di scarico, ad esempio al serbatoio 22.

Al posto di un elettromagnete come attore 74 è possibile impiegare anche un piezoattore. Un piezoattore applicando una tensione elettrica modifica la propria lunghezza, per cui è possibile provocare una forza di impostazione per un movimento dell'organo valvolare di comando 60 in allontanamento della sede valvolare 56. Il piezoattore può agire direttamente oppure di preferenza tramite una trasmissione idraulica, con cui viene amplificata la variazione di lunghezza relativamente relativamente modesta del piezoattore, sull'organo valvolare di comando 60. Variando l'intensità della tensione elettrica applicata al piezoattore è possibile impostarne in modo continuo la variazione di lunghezza.

In seguito viene illustrata la modalità di funzionamento della valvola di iniezione 12 del combustibile e della seconda valvola di comando 28. Quando è chiusa la prima valvola di comando 24 allora mediante la pompa del combustibile 10 viene prodotta alta pressione nella conduttura 14 e quindi in corrispondenza della valvola di iniezione 12 del combustibile. Quando è chiusa la seconda valvola di comando 28, ossia quando il suo organo valvolare di comando 60 con la propria superficie di tenuta 62 poggia sulla sede valvolare 56, allora l'alta pressione della conduttura 14 tramite il canale 50 agisce anche nello spazio di pressione 44. La pressione esistente nello spazio di pressione 44 agisce sullo spallamento di pressione 46 dell'organo valvolare di iniezione 32 e quando questa è sufficientemente alta allora con questa l'organo valvolare di iniezione 32 in antagonismo alla carica della molla di chiusura 48 viene allontanato dalla sede valvolare 38 e libera le aperture di iniezione 34, attraverso le quali viene iniettato combustibile nella camera di combustione. Per terminare l'iniezione viene aperta la seconda valvola di comando 28, ossia il suo organo valvolare di comando 60 viene allontanato dalla sede valvolare 56. Il canale 50 quindi tramite il canale 52, la sede valvolare aperta 56, lo spazio 54, la sezione trasversale che rimane fra l'organo valvolare di comando 60 e il foro 58, nonché lo spazio 70, il foro 78 ed il bocchettone 79, è collegato con la conduttura 80 portante allo spazio di scarico 12, cosicché ivi non può più formarsi un'alta pressione, per effetto della quale potrebbe essere aperta o potrebbe essere tenuta aperta la valvola di iniezione 12 del combustibile. Mediante la seconda valvola di comando 28 il volume di combustibile che si trova nella valvola di iniezione 12 di combustibile, ed è il volume di combustibile che si trova nel canale 50, nello spazio di pressione 44, nello spazio anulare 42 e nel canale 52, può essere collegato direttamente con uno spazio di scarico 12. In tal modo sono assicurate un'apertura e una chiusura, rapide e senza ritardo della valvola di iniezione del combustibile 12. Ciò è vantaggioso specialmente per consentire una preiniezione, in cui mediante una breve apertura della valvola 12 di iniezione del combustibile viene iniettato soltanto una modesta quantità del combustibile.

L'istante dell'inizio di iniezione può essere definito ad esempio mediante la prima valvola di comando 24, in quanto questa viene chiusa. L'istante dell'inizio di iniezione ad esempio può essere definito mediante la prima valvola di comando 24, in quanto questa viene chiusa. L'istante della fine dell'iniezione viene definito dalla seconda valvola di comando 28, in quanto questa viene aperta. La prima valvola di comando 24 viene parimenti aperta contemporaneamente con oppure poco dopo la seconda valvola di comando 28, cosicché attraverso la seconda valvola di comando 28 dovrà defluire soltanto una modesta quantità di combustibile e le sezioni traversali di corrente in questa possono essere tenute relativamente piccole. Mediante la seconda valvola di comando 28 inoltre è possibile influenzare in funzione del tempo l'andamento della quantità di combustibile iniettata quando è aperta la valvola di iniezione 12 del combustibile. Ciò avviene in quanto mediante l'organo valvolare di comando 60 fra la sua superficie di tenuta 62 e la sede valvolare 56 viene liberata una sezione traversale di corrente dipendente dalla grandezza della corsa dell'organo valvolare di comando 60. Ad esempio è possibile prevedere che all'inizio dell'iniezione sia leggermente aperta la seconda valvola di comando 28, laddove l'organo valvolare di comando 60 non esegue la sua intera corsa ma soltanto una corsa parziale. Ciò può essere ottenuto mediante il corrispondente comando dell'attore 74 ossia con modesta intensità di corrente quando l'attore è realizzato come elettromagnete, rispettivamente con modesta tensione quando l'attore è realizzato come piezoattore. In questo caso una modesta quantità di combustibile tramite la seconda valvola di comando aperta 28 può defluire nello spazio di scarico 22, cosicché la pressione esistente nello spazio di pressione 44 della valvola di iniezione di combustibile 12 è minore della pressione massima quando è chiusa la seconda valvola di comando 28, in modo che l'iniezione del combustibile attraverso le aperture di iniezione 34 avviene con minore pressione e con quantità corrispondentemente minore. Nel corso dell'ulteriore iniezione la seconda valvola di comando 28 può essere chiusa, cosicché nello spazio di pressione 44 esiste la pressione massima e ha luogo l'iniezione con la quantità massima. Un andamento di tale tipo della quantità di iniezione con quantità ridotta all'inizio dell'operazione di iniezione viene indicato anche come Boot-Injection.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di iniezione del combustibile per motori endotermici con, per ogni cilindro del motore endotermico, rispettivamente una pompa del combustibile (10), una valvola di iniezione del combustibile (12) ed una conduttura (14) collegante la valvola di iniezione del combustibile con la pompa del combustibile (10), laddove sulla pompa del combustibile (10) è disposta una valvola di comando (24) comandabile elettricamente con cui viene comandato un collegamento del lato di alta pressione della pompa del combustibile (10) con uno spazio di scarico (22) laddove la valvola di iniezione (12) del combustibile presenta un organo valvolare di iniezione (32) con cui viene comandata almeno un'apertura di iniezione (34) e che presenta uno spallamento di pressione (46) delimitante uno spazio di pressione (44), laddove lo spazio di pressione (44) è collegato con la conduttura (14) e l'organo valvolare di iniezione (32) è sollevabile da una sede valvolare (38) da parte del combustibile, sottopressione, addotto dalla pompa del combustibile allo spazio di pressione (44), in antagonismo ad una forza di chiusura per un'apertura di almeno un'apertura di iniezione (34), caratterizzato dal fatto che vicino alla valvola di iniezione (12) del combustibile è disposta una seconda valvola di comando (28) comandabile elettricamente, mediante la quale viene comandato un collegamento del volume di combustibile che si trova nella valvola di iniezione (12) del combustibile, con uno spazio di scarico (22).
2. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la seconda valvola di comando (28) è disposta nella conduttura (13).
3. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la seconda valvola di comando (28) è disposta sulla valvola di iniezione del combustibile (12).
4. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la valvola di iniezione (12) del combustibile presenta un corpo valvolare (30), in cui è ricavato almeno un canale (50) per collegare lo spazio di pressione (44) con la conduttura (14), nonché dal fatto -che mediante la seconda valvola di comando (28) viene comandato il collegamento del canale (50) con lo spazio di scarico (22).
5. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che mediante la seconda valvola di comando (28) è possibile impostare sezioni di deflusso di differente grandezza nel collegamento con lo spazio di scarico (22).
6. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la seconda valvola di comando (28) presenta un attore elettromagnetico (74).
7. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che la seconda valvola di comando (28) presenta un piezoattore (74).
8. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'inizio dell'iniezione viene definito dall'istante di chiusura della prima valvola di comando (24) nonché dal fatto che la fine dell'iniezione viene definita dall'istante di apertura della seconda valvola di comando (28).
9. Dispositivo di iniezione del combustibile secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che alla fine dell'iniezione la prima valvola di comando (24) viene aperta contemporaneamente con oppure poco dopo una seconda valvola di comando (28).