ITRM980093A1

ITRM980093A1 - Sistema di comando per l'impianto di iniezione di carburante in motori a combustione inerna a piu' cilindri

Info

Publication number: ITRM980093A1
Application number: IT98RM000093A
Authority: IT
Inventors: Ulrich Augustin
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-18
Also published as: ITRM980093A0; IT1298908B1; DE19706694A1; FR2759736A1; DE19706694C2; GB9803540D0; GB2322413B; GB2322413A; US5868111A; FR2759736B1

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

''SISTEMA DI COMANDO PER L’IMPIANTO DI INIEZIONE DI CARBURANTE IN MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA A PIU’ CILINDRI ’

L'invenzione concerne un sistema di comando di un impianto di iniezione per un motore a combustione interna a più cilindri, in particolare per un motore Diesel, secondo il tipo definito più dettagliatamente dalla rivendicazione 1.

Un sistema di comando del tipo in questione e un impianto di iniezione di carburante previsto a questo scopo sono decritti nella DE 4335 171. Con l’impianto di iniezione di carburante antecedente si possono individuare perdite -nel sistema e il tubo oggetto di perdita può quindi essere chiuso. Il sistema riconosce però soltanto perdite più forti e quindi può essere efficace soltanto in caso di perdite più accentuate.

La presente invenzione si prefigge il compito di migliorare ulteriormente, dal punto di vista della sua esattezza, il noto sistema di comando di un impianto di iniezione, in particolare di realizzare un sistema di comando mediante il quale poter riconoscere anche perdite minori e, in questo caso, prendere contromisure corrispondenti con semplici mezzi.

Secondo l'invenzione, questo compito viene risolto con i particolari citati nella parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Nell'invenzione si è partiti dal fatto che l'elettronica di comando disponibile del motore a combustione interna riconosce sì, in linea di massima, perdite più lievi, però da questo riconosciménto non è ancora individuabile dove si trova esattamente la perdita e di che entità essa è.

Secondo l'invenzione, la chiusura del tubo in cui si trova una perdita maggiore avviene in modo semplice necessariamente attraverso lo stantuffo a pressione nell'elemento di distribuzione. La chiusura forzata va attribuita alla caduta di pressione nel tubo di derivazione, per cui lo stantuffo a pressione si allontana dalla siia posizione centrale e, con l'organo di intercettazione che si trova su questo lato, chiude automaticamente 1'apertura<' >di scarico.

Come già detto, perdite minori vengono riconosciute dall'elettronica di comando del motore a combustione interna. Con perdite "'minori'' s'intende che, in questo caso, non si ha immediatamente una caduta di pressione cosi elevata da far reagire lo stantuffo a pressione con una chiusura del tubo in questione. Se però l'elettronica di comando riconosce in linea di massima una perdita, allora detta elettronica di comando invia un comando corrispondente all'impianto di iniezione in modo che, in caso di sospetto , vengano disinserite semplicemente le valvole di iniezione su un lato e, durante il prossimo ciclo di iniezione, vengano attivate soltanto le valvole di iniezione dell'altro lato. Attraverso l'attivazione unilaterale delle valvole di iniezione e la riduzione della pressione che ne risulta, l'organo di intercettazione chiude, durante una corsa successiva della pompa ad alta pressione, l'apertura di scarico che porta al tubo di derivazione sul lato dove precedentemente sono state attivate le valvole di iniezione. Successivamente, se l'elettronica di comando constata che la perdita è stata bilaterale, allora ''per caso" era stato chiuso il tubo di derivazione sul lato dove si trova la perdita. Con una portata di carburante ridotta, successivamente si può proseguire in un servizio di emergenza con il lato in cui non c'è perdita .

Però se il sistema accerta che la perdita è ancora in atto, allora la portata della pompa ad alta pressione viene ripresa per almeno un ciclo e le valvole di iniezione originariamente disattivate iniettano. Questo accorgimento provoca un abbassamento della pressione nel vano relativo dello stantuffo, per cui lo stantuffo a pressione ritorna nella sua posizione intermedia liberando, quindi, di nuovo l'altro lato chiuso precedentemente. Attraverso un corrispondente comando viene eseguito ora, in senso inverso, il procedimento di controllo; cioè le valvole di iniezione attivate precedentemente durante il primo procedimento di controllo eseguito ''per sospetto'' vengono disattivate. Con questo accorgimento si disattiva, in questo modo, necessariamente il lato in cui si trova la perdita, rendendo possibile un servizio di trazione di emergenza con il lato intatto.

Ulteriori forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione emergono dalle rivendicazioni dipendenti e dall'esempio di esecuzione descritto in linea d principio in seguito con riferimento ai disegni. In essi:

La figura 1 mostra una rappresentazione schematica complessiva dell'impianto di iniezione di carburante secondo l'invenzione, e

la figura 2 mostra una rappresentazione ingrandita dell'elemento distributore con lo stantuffo secondo l'invenzione e con i tubi di derivazione relativi con pompa ad alta pressione e sensore di pressione.

L'impianto di iniezione di carburante descritto in seguito è, in linea di massima, di tipo noto e lavora anche con un metodo di funzionamento noto, per cui vengono descritte più dettagliatamente soltanto le parti essenziali dell'invenzione.

Una poma ad alta pressione 1 viene alimentata con carburante proveniente da un sebatoio relativo tramite una pompa di prealimentazione 2. La pompa ad alta pressione 1 alimenta il carburante ad un elemento distributore 4 da dove poi esso viene fatto proseguire in due lati del tubo di alimentazione con tubi di derivazione 5 e 6. Il tubo di derivazione 5 è collegato con valvole di iniezione 7 e 8 e il tubo di derivazione 6 è collegato con valvole di iniezione 9 e 10.

Una elettronica di comando 11 controlla la pompa ad alta pressione 1 e le valvole di iniezione da 7 a 10. Un sensore di pressione 12 è collegato con un tubo ad alta pressione 13 che porta all'elemento distributore 4 . Il tubo ad alta pressione 13 si dirama, prima dell'entrata nell'elemento distributore 4, in due tubi distributori di carburante 13a e 13b. Inoltre, nel sistema vi sono altri sensori di pressione, ad esempio nei tubi di derivazione 5 e 6 (non rappresentato) che, in questo caso, sono collegati pure con l’elettronica di comando 11.

La struttura e il modo di agire dell'elemento distributore 4 sono indicati nella figura 2. La pompa ad alta pressione 1 alimenta, tramite i due tubi distributori di carburante 13a e 13b, carburante ad alta pressione nei due vani 14 e 15 del pistone separati fra loro da uno stantuffo a pressione 16. Nei due vani 14 e 15 dello stantuffo si trovano molle 17 e 18 come dispositivo elastico che si sostengono di volta in volta ad una parete dell'involucro dell'elemento ditributore 4 e ad un lato frontale dello stantuffo a pressione 16. Le due molle 17 e 18 provvedono, quindi, ad un posizionamento centrale dello stantuffo a pressione 16.

Su entrambi i lati frontali, lo stantuffo a pressione 16 presenta di volta in volta un organo di intercettazione 19 e rispettivamente 20 sotto forma di uno stantuffo di chiusura che sporge nel vano stantuffo 14 e rispettivamente 15. Attraverso l'organo di intercettazione 19 si può chiudere un'apertura di scarico 21 che porta al tubo di derivazione 5 e attraverso l'organo di intercettazione 20 si può chiudere un'apertura di scarico 22 che porta al tubo di derivazione 6.

L'impianto di iniezione di carburante secondo l'invenzione funziona quindi come segue:

Durante il normale funzionamento, la pompa ad alta pressione 1 alimenta, tramite i due tubi distributori di carburante 13a e 13b, i vani pistone 14 e 15 dell'elemento distributore 4. Lo stantuffo a pressione 16, durante la corsa di alimentazione della pompa ad alta pressione 1, non si muove. Nella pausa della pompa di alimentazione 1, dai due lati del tubo di alimentazione viene prelevata, in successione, attraverso una corrispondente attivazione delle valvole di iniezione 7 - 10, di volta in volta la stessa quantità di carburante. In questo caso, lo stantuffo a pressione 16 si sposta leggermente dalla sua posizione centrale, però non giunge fin in una posizione di intercettazione ma, dopo l'iniezione del carburante, ritorna, per motivi fluodinamici, di nuovo nella posizione centrale dove viene centrato dalle molle 17 e 18.

Ora se come caso di disturbo si manifesta una perdita grande, ad esempio sul lato del tubo di alimentazione con il tubo di derivazione 5, allora lo stantuffo a pressione 16, per effeto della cadura della pressione, raggiunge con l'organo di intercettazione 19 l'apertura di scarico 21 e chiude, in questo modo, questo lato del tubo di alimentazione. Con l'altro lato intatto del tubo di alimentazione con il tubo di derivazione 6 è possibile poi un servizio di trazione di emergenza se l'elettronica di comando 11 esegue, tramite il regolatore di pressione, una riduzione della portata.

In caso di manifestazione di una piccola perdita individuata dal sistema, attraverso la quale il meccanismo di intercettazione automatico citato precedentemente non viene attivato dallo stantuffo a pressione 16, l'elettronica di comando 11 attiva i seguenti accorgimenti:

Tutte le valvole di iniezione su un lato del tubo di alimentazione, ad esempio le valvole di iniezione 7 e 8, non vengono più azionate, cioè non vengono più attivate. Le valvole di iniezione 9 e 10 dell'altro lato del tubo di alimentazione vengono attivate in modo da ottenere una piena portata iniettore. Successivamente, la pompa ad alta pressione 1 alimenta almeno ancora una volta con una corsa normale oppure con una corsa adattata alla portata iniettore precedente per cui, a causa delle valvole di iniezione 7 e 8 disattivate e della precedente caduta di pressione nel tubo di derivazione 6, si produce un movimento unilaterale dello stantuffo a pressione 16 in direzione dell'apertura di scarico 22 e una chiusura di questa apertura di scarico attraverso 1'organo di intercettazione 20.

Se l'elettronica di comando 11 riconosce, durante un controllo successivo, che la perdita è stata eliminata, allora con il lato disinserito del tubo di alimentazione con il tubo di derivazione 6 è stato fermato il lato giusto poiché la perdita si deve trovare nel lato del tubo di alimentazione ora fermo. Adattando la portata e la riattivazione delle valvole di iniezione 7 e 8 precedentemente disinserite è possibile una trazione di emergenza con numero di cilindri adeguatamente ridotto.

Se l'elettronica di comando, durante il suo controllo, constata che la perdita è ancora in atto, si riprende la portata della pompa ad alta pressione 1 per almeno un ciclo. Le valvole di iniezione 7 e 8 originariamente disinserite iniettano. Con questo accorgimento si ottiene una riduzione di pressione nel vano stantuffo 14 e, in caso di parità di pressione con il vano stantuffo 15, lo stantuffo a pressione 16 ritorna automaticamente nella sua posizione intermedia, liberando, in questo modo, l'apertura di scarico 22 precedentemente chiusa. Successivamente si esegue in senso inverso la strategia di disattivazione proposta all'inizio del controllo. Quindi si attivano le valvole di iniezione 7 e 8 con il tubo di derivazione 5 relativo e si fermano le valvole di iniezione 9 e 10 con il tubo di derivazione 6. Attraverso l'attivazione delle valvole di iniezione 7 e 8 si ha una caduta di pressione corrispondentemente unilaterale su questo lato del tubo di alimentazione, lo statuffo a pressione 16 lascia la sua posizione intermedia e, con il suo organo di intercettazione 19, chiude l'apertura di scarico 21 che porta a questo lato del tubo di alimentazione. In questo modo, il lato del tubo di alimentazione con il tubo di derivazione 5 in cui si trova la perdita è fermo. Attraverso una riattivazione opportunamente successiva delle valvole di iniezione 9 e 10 si può procedere con portata di carburante ridotta nella trazione di emergenza.

Grazie alla disposizione del sensore di pressione 12 nel tubo ad alta pressione 13 tra la pompa ad alta pressione 1 e l'elemento distributore 4, detto sensore viene collegato automaticamente con il lato intatto del tubo di alimentazione e può essere utilizzato ulteriormente per il controllo del sistema di comando.

Per consentire una compensazione di pressione tra i due vani stantuffo 14 e 15 e come dispositivo ausiliario di centraggio per lo stantuffo a pressione 16 si può prevedere un tubo di strozzamento 23 (nella figura 2 rappresentato a tratteggio) attraverso il quale sono collegati fra loro i due vani stantuffo 14 e 15. Il tubo di strozzamento 23 può essere realizzato in modo semplice come foro calibrato di strozzamento nello stantuffo a pressione 16.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di comando di un impianto di iniezione per un motore a combustione interna a più cilindri, in particolare per un motore Diesel, con almeno una pompa ad alta pressione per l'alimentazione di carburante a valvole di iniezione, con un elemento distributore, collegato con la pompa ad alta pressione tramite un tubo ad alta pressione, il quale alimenta di volta in volta con carburante, da due lati separati, tramite due aperture di scarico e tubi di derivazione attigui ad esse, valvole di iniezione, caratterizzato dal fatto che nell'elemento distributore (4) è disposto uno stantuffo a pressione (16) che separa fra loro due vani (14, 15), dove in ogni vano stantuffo (14 e rispettivamente 15) sbocca un tubo distributore di carburante (13a, 13b) collegato con il tubo ad alta pressione (13) e ogni vano stantuffo (14 e rispettivamente 15)' è provvisto di una delle due aperture di scarico (21 e rispettivamente 22) per il tubo di derivazione (5 e rispetivamente 6) di un lato, e dove lo stantuffo a pressione (16), durante la corsa di alimentazione della pompa ad alta pressione (1), è tenuto almeno approssimativamente in una posizione intermedia ed è provvisto di organi di intercettazione (19, 20) per ogni apertura di scarico (21, 22) in modo che, in caso di manifestazione di una perdita più forte in una zona disposta a valle dell’elemento distributore (4), l'apertura di scarico (21 e rispettivamente 22) per il tubo di derivazione (5 e rispettivamente 6) del lato con la perdita possa essere chiusa automaticamente e dal fatto che, in caso di manifestazione di una perdita minore, in una zona disposta a valle dell'elemento distributore (4) viene avviata una chiusura automatica dell’apertura di scarico (21 e rispettivamente 22) per il tubo di derivazione (5 e rispettivamente 6) di un lato con uno degli organi di intercettazione (19 e rispettivamente 20) dello stantuffo a pressione (16) mediante chiusura della valvole di iniezione (7, 8 e rispettivamente 9, 10) di questo lato e mediante ulteriore alimentazione della pompa ad alta pressione (1) per almeno un ciclo di lavoro dove, in caso di successiva constatazione di eliminazione di perdita, vengono fatte funzionare ulteriormente le valvole di iniezione (9, 10 e rispettivametne 7, 8) dell’altro lato (6 e rispettivamente 5) e dove, in caso di constatazione di una perdita ancora in atto, le valvole di iniezione (7, 8 e rispettivametne 9, 10) precedentemente chiuse di un lato vengono attivate di nuovo, dopo di che le valvole di iniezione (9, 10 e rispettivamente 7, 8) dell'altro lato vengono chiuse e l'apertura di scarico (22 e rispettivamente 21) relativa è chiudibile attraverso l'organo di intercettazione (20 e rispettivametne 19) relativo dello stantuffo a pressione (16), e le valvole di iniezione (7, 8 e rispettivamente 9, 10) precedentemente chiuse all'inizio del controllo della perdita minore di un lato vengono fatte funzionare ancora.
2. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che per la posizione intermedia dello stantuffo a pressione (16) è previsto un dispositivo elastico (17, 18).
3. Sistema di controllo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo elastico presenta almeno una molla (17, 18) disposta in ciascuno dei due vani stantuffo (14, 15), la quale si sostiene di volta in volta tra una parete dell'involucro dell'elemento distributore (4) e un lato frontale dello stantuffo a pressione (16).
4. Sistema di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che l'ulteriore funzionamento delle valvole di iniezione (7, 8 e rispettivamente 9, 10) nel tubo di derivazione (5 e rispettivamente 6) privo di perdita avviene in un servizio di emergenza in presenza di almeno approssimativamente mezza adduzione di quantità di carburante.
5. Sistema di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che nel tubo ad alta pressione (13) tra la pompa ad alta pressione (1) e l'elemento distributore (4) è disposto un sensore di pressione.
6. Sistema di controllo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che i due vani stantuffo (15, 15) sono collegati fra loro mediante un tubo di strozzamento (23).