ITTO20000143A1 - Perfezionamenti di un'elettrovalvola per la regolazione della pressione di alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente innovazione si riferisce a dei perfezionamenti di un'elettrovalvola di regolazione della pressione di alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna.

Nei moderni sistemi di alimentazione di combustibile nei motori, una pompa ad alta pressione invia il combustibile ad un distributore, detto comunemente "common rail", il quale alimenta i vari iniettori dei cilindri del motore. Per controllare e mantenere costante la pressione del combustibile nel distributore, è normalmente prevista un'elettrovalvola controllata da un sensore di pressione, in modo da scaricare nel serbatoio l'eventuale combustibile in eccesso inviata dalla pompa ad alta pressione. L'elettrovalvola comprende un condotto di adduzione in comunicazione con il condotto di mandata della pompa ad alta pressione, ed è inoltre munita di un otturatore controllato da un elettromagnete e collaborante con una -sede disposta nel condotto di adduzione.

E' nota un'elettrovalvola di regolazione della pressione, incorporata in una pompa a pistoni radiale, in cui l'otturatore è formato da una sfera controllata dall'estremità di un gambo dell'ancora dell'elettromagnete. La sfera collabora con una sede conica di tenuta, disposta ad un'estremità del condotto di adduzione.

A causa della sporcizia, per esempio particelle metalliche, che si interpongono tra la sfera e la sede conica di tenuta, questa elettrovalvola è soggetta ad inconvenienti di tenuta, che provocano una caduta di pressione e quindi un malfunzionamento del sistema di alimentazione. Essendo la pressione di esercizio molto alta, ad esempio dell'ordine di 1400 bar; i comuni mezzi di filtraggio inseriti nel condotto di adduzione provocano ugualmente una caduta di pressione nel condotto di adduzione.

Scopo dell'invenzione è quello di realizzare un'elettrovalvola di regolazione della pressione, che sia della massima semplicità e sicurezza di funzionamento ed elimini gli inconvenienti sopra elencati per le elettrovalvole note.

Secondo l'invenzione, questo scopo viene raggiunto da un'elettrovalvola per la regolazione della pressione di alimentazione di combustibile, la quale comprende un condotto di adduzione del combustibile, ed un otturatore controllato da un elettromagnete e collaborante con una sede disposta in detto condotto, ed è caratterizzata da mezzi di filtraggio del combustibile disposti in detto condotto e comprendenti una parete munita di una pluralità di aperture atte ad impedire l 'introduzione di particelle di sporco tra detta sede e detto otturatore senza causare un'eccessiva perdita di pressione del combustibile, detta parete avendo uno spessore minore di 1 mm, dette aperture avendo larghezza minore di 0,25 mm.

Per una migliore comprensione dell'invenzione vengono qui descritte alcune forma preferite di realizzazione, fatte a titolo esemplificativo con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

Figura 1 è una sezione di un'elettrovalvola di regolazione della pressione del combustibile secondo una prima forma di l'invenzione;

Figura 2 è una sezione di un'elettrovalvola di regolazione, secondo un'altra forma di realizzazione dell 'invenzione;

Figura 3 è una sezione di un'elettrovalvola, secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione dell' i nvenzione;

Figura 4 è una sezione secondo la linea IV-IV di Figura 3, in scala ingrandita;

Figura 5 è una sezione secondo la linea V-V di Figura 4.

Con riferimento alla Figura 1, con 5 è genericamente indicata un'elettrovalvola per la regolazione della pressione di alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna. L'elettrovalvola 5 comprende un corpo valvola 6 avente un condotto di adduzione 7a disposto assialmente su una prima porzione cilindrica 8 di un corpo valvola 6. Il condotto di adduzione 7a comprende una porzione 9 di diametro calibrato, ed è in comunicazione con la mandata di una pompa ad alta pressione, non mostrata, di alimentazione del combustibile. La porzione cilindrica 8 è montata a tenuta sul corpo di tale pompa, mediante opportune guarnizioni 10.

La porzione cilindrica 8 è munita di una serie di fori radiali 11 in comunicazione con un condotto di scarico, non mostrato, del corpo pompa. Tra il condotto di adduzione 7a ed i fori radiali 11 è disposto un otturatore, in forma di una sfera 12 atta ad impegnare una sede conica 13, formata all'estremità della porzione 9, per chiudere il condotto 7a. L'elettrovalvola 5 comprende un elettromagnete avente un corpo 15, su cui il corpo valvola 6 è fissato in modo noto. L'elettromagnete comanda un'ancora avente un gambo 16 scorrevole in un foro 17 del corpo 15 ed atto a controllare la sfera 12.

La pressione del combustibile nel condotto di adduzione 7a deve essere tenuta ad una pressione di esercizio di almeno 1000 bar. Preferibilmente tale pressione di esercizio viene scelta dell'ordine di 1400 bar. Vantag-, giosamente, il diametro interno del condotto 7a può essere scelto dell'ordine di 2,5 mm.

Secondo l'invenzione, il condotto di adduzione 7a è munito di mezzi di filtraggio del combustibile, ossia di un filtro, comprendente una parete cilindrica 22 avente un'estremità 23 di pezzo con il condotto 7a. La parete 22 è munita di una pluralità di aperture in forma di fori circolari 24, di cui per chiarezza solo due sono indicati in Figura 2. I fori 24 sono ottenuti con un'apparecchiatura di foratura a tecnologia laser. Un'altra estremità 26 della parete 22 viene chiusa dopo la foratura mediante un tappo o piastrina 27, che viene piantata nell'estremità 26 in modo noto.

La parete 22 ha uno spessore minore di 1 mm, ad esempio compreso tra 0,5 e 0,8 mm, mentre il fori 24 presentano un diametro minore di 0,25 mm, ad esempio compreso tra 0,05 e 0,08 mm. La superficie della parete 22 è tale da alloggiare almeno 500 fori 24. Vantaggiosamente, il diametro dei fori viene scelto dell 'ordine di 0,06 mm, ed il numero dei fori 24 viene scelto dell'ordine di 2000.

La parete 22 così forata è atta ad impedire l'introduzione di particelle di sporco, in genere formate da piccole particelle metalliche, tra la sede conica 13 e la sfera 12. In tal modo si evitano i problemi di tenuta dell'elettrovalvola 5, che potrebbero far diminuire la pressione del combustibile nel condotto 7a ad un valore insufficiente per il corretto funzionamento del sistema di alimentazione del combustibile.

I fori 24 sono però tali da non causare un'eccessiva perdita di pressione nel combustibile del condotto 7a, e da evitare fenomeni idraulici di erosione per cavitazione. Infatti, la parete forata 22 presenta un giusto rapporto tra la lunghezza dei fori 24 e la sezione di passaggio totale, allo scopo di evitare eccessive cadute di pressione.

Secondo la forma di realizzazione di Figura 2, i mezzi di filtraggio comprendono corpo a bicchiere 28, ad esempio in materiale metallico. Il corpo 28 è separato dal relativo condotto di adduzione 7b, e presenta una parete cilindrica 29 di pezzo con una parete di fondo 31. La parete 29 viene forata con fori 32 sostanzialmente simili ai fori 24 della parete 22 di Figura 1, lasciando una zona di estremità 33 priva di fori. Dopo la foratura, il corpo 28 viene inserito con l'estremità 33 su una sede formata da uno spallamento esterno 34 del condotto 7b. La parete forata 29 produce lo stesso effetto di filtraggio della parete 22 di Figura 1.

Secondo la forma di realizzazione delle Figure 3-5, i mezzi di filtraggio comprendono una parete cilindrica formata da rete 36 metallica o di altro materiale. Per il fissaggio della rete 36 al condotto 7c è previsto un telaio 37 di supporto della rete 36, il quale è in materiale plastico, costampato con la rete 36, come sarà meglio visto in seguito.

La rete 36 ha uno spessore non superiore ad 1 mm, e presenta delle maglie 38 di larghezza compresa tra 0.05 e 0,08 mm, in modo da contenere un numero di maglie 38 dell'ordine di 2000. Quindi anche lo spessore della rete 36 è tale da realizzare il giusto rapporto tra la lunghezza delle aperture delle maglie 38 e la sezione di passaggio totale, allo scopo di evitare eccessive cadute di pressione.

Il telaio 37 comprende una parete di fondo 39 (Figure 3 e 4), un anello 41 innestabile sul rispettivo condotto 7c della valvola 6, ed almeno due settori cilindrici 42 di pezzo con la parete di fondo 39 e con l'anello 41. In particolare, sono previsti due settori cilindrici 42 diametralmente opposti. La rete 36 è fissata su una coppia di anelli 45 in lamiera, i quali vengono annegati nell'anello 41 e nella parete 39 del telaio 37, mentre nei settori 42 del telaio 37 vengono annegati due settori cilindrici 43 della rete 36.

Per l 'innesto del telaio 37 sul condotto 7c, un'estremità 44 (Figura 3) del condotto 7c è munita di una gola 46, mentre l 'anello 41 è munito di risalto 47 atto ad essere inserito a scatto nella gola 46. L'effetto di filtraggio della rete 36 è simile a quello delle pareti cilindriche forate 22 e 29.

Da quanto visto sopra risultano evidenti i vantaggi dell'elettrovalvola 5 dell'invenzione rispetto alle elettrovalvole note. Infatti, le pareti filtranti 22, 29 e 36, da una parte evitano i problemi di tenuta della sfera 12 nella sede conica 13 senza causare un'eccessiva perdita di pressione, dall'altra evitano fenomeni di erosione per cavitazione nella sede conica 13.

Si intende che all'elettrovalvola descritta possono essere apportate varie altre modifiche e perfezionamenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, il filtro può essere di forma diversa o essere formato da più di una parete filtrante, che possono essere disposte in qualsiasi posizione lungo il relativo condotto di addizione.

Claims (12)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1 . El ettrovalvola per la regolazione della pressione di alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna, comprendente un condotto di adduzione (7a, 7b, 7c) del combustibile, ed un otturatore (12) controllato da un elettromagnete e collaborante con una sede (13) disposta in detto condotto (7a, 7b, 7c), caratterizzato da mezzi di filtraggio (22, 24; 29, 31; 36, 38) del combustibile disposti in detto condotto (7a, 7b, 7c) e comprendenti una parete (22, 29, 36) munita di una pluralità di aperture (24, 32, 38) atte ad impedire l'introduzione di particelle di sporco tra detta sede (13) e detto otturatore (12) senza causare un'eccessiva perdita di pressione del combustibile, detta parete (22, 29, 36) avendo uno spessore inferiore a 1 mm, dette aperture (24, 32, 38) avendo un larghezza minore di 0,25 mm.
2. 2. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta parete (22, 29, 36) è cilindrica, dette aperture (24, 32, 38) avendo una larghezza compreso tra 0,05 e 0,08 mm.
3. 3. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete (22, 29, 36) ha uno spessore compreso tra 0,5 e 0,8 mm, dette aperture essendo formate da fori circolari (24, 29) detti fori (24, 32) ottenuti mediante un'apparecchiatura di foratura a tecnologia laser, detti fori (24, 29) essendo in numero maggiore di 500.
4. 4. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto diametro è dell'ordine, di 0,06 min, il numero di detti fori (24, 32) essendo dell'ordine di 2000.
5. 5. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detta parete cilindrica (22) è munita di un'estremità (23) di pezzo con un'estremità di detto condotto (7a), detto condotto (7a) avendo un'altra estremità (26) chiusa da un tappo (27) piantato in detta altra estremità (26).
6. 6. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detta parete cilindrica (29) è separata da detto condotto (7b) ed è di pezzo con una parete di fondo (32) di un corpo a bicchiere (28), detta parete cilindrica (29) comprendendo una porzione (31) atta ad essere piantata su uno spallamento (34) di detto condotto (7b).
7. 7. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detta parete cilindrica è ottenuta mediante una rete (36) avente delle maglie (38) di lato compreso tra 0,05 e 0,08 min, detta rete (36) essendo portata da un telaio (37) innestabile su detto condotto (7c).
8. 8. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto telaio (37) comprende una parete di fondo (39) , un anello (41) atto ad essere innestato su detto condotto (7c) , ed almeno due settori , cilindrici (42) di pezzo con detta parete di fondo (39) e con detto anello (41), detti settori cilindrici (42) essendo atti a supportare detta rete (36) .
9. 9. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detta rete (36) è in materiale metallico, ed è munita di due anelli di sostegno (45), detto telaio (37) essendo in materiale plastico ed essendo costampato con detta rete (36), in modo tale che detti anelli di sostegno (45) siano annegati nell'anello (41) e nella parete di fondo (39) di detto telaio (37), e che due settori (43) di detta rete (36) siano annegati nei settori cilindrici (42) di detto telaio (37).
10. 10. Elettrovalvola secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che l'anello (41) di detto telaio (37) comprende un risalto anulare (47) atto ad essere inserito a scatto in una gola (46) di detto condotto (7c).
11. 11. Elettrovalvola secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta sede (13) è conica ed è disposta ad un'estremità di detto condotto (7a, 7b, 7c), detto otturatore comprendendo una sfera (12) collaborando con detta sede conica (13), detta parete (22, 29, 36) avendo un giusto rapporto tra la lunghezza di dette aperture (24, 32, 38) e la sezione di passaggio totale, allo scopo di evitare eccessive cadute, di pressione.
12. 12. Elettrovalvola per la regolazione della pressione di alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna, sostanzialmente come descritta con riferimento agli annessi disegni.