Un dispositivo de inyección de combustible que comprende:

un acumulador de presión (32) comunicado con un depósito de combustible (62) en una boquilla de inyección de combustible (34) a través de una línea de combustible principal (36),

que acumula presión para definir un combustible líquido, que es bombeado desde una bomba de presurización de combustible (38) hasta una presión determinada;

una válvula de bloqueo de presión (40) provista a medio camino a lo largo de la línea principal de combustible 36 que comunica a la boquilla de inyección de combustible (34) con el acumulador de presión (32), el cual bloquea la salida de flujo de combustible presurizado desde el lado de la boquilla de inyección de combustible hacia el lado del acumulador de presión;

una cámara de combustible (42) para control de inyección que comunica en un lado corriente abajo, con respecto a la válvula de bloqueo de presión (40) con la línea de combustible principal (36) que comunica la boquilla de inyección de combustible (34) con el acumulador de presión (32);

una válvula de control de inyección (52) provista en la cámara de combustible 42 para control de inyección, que obtiene el cierre de una válvula de aguja (48) en la boquilla de inyección de combustible (34) efectuando una presión del combustible líquido en la cámara de combustible (42) para control de la inyección, y abre la válvula de aguja (48) y obtiene un rendimiento de la inyección de combustible removiendo el combustible líquido de la cámara de combustible (42) para control de la inyección; un intensificador de presión (54) que tiene un cilindro (56) y un pistón (58) que comunica con la cámara de combustible (42) para inyección de control en el lado corriente abajo, con respecto a la válvula de bloqueo de presión (40), de la línea principal de combustible (36) que comunica la boquilla de inyección de combustible (34) con el acumulador de presión (32);

una válvula de control de pistón (60) que mueve el pistón (58) del intensificador de presión (54) haciendo fluir combustible desde el acumulador de presión (32) hacia el cilindro (56) o haciendo fluir combustible hacia fuera en el cilindro (56), y obtiene un incremento de la presión de combustible del lado corriente abajo con respecto a la válvula de bloqueo de presión (40); y

un medio para regular la cantidad de flujo (102) capaz de cambiar las cantidades de flujo de combustible que fluye dentro del cilindro (56) o es obligado a fluir hacia fuera por la válvula de control de pistón (60) caracterizado porque dicho medio de control de cantidad de flujo (102) es un regulador de presión (102) que está provisto en un camino de entrada de combustible en el cilindro (56) o un camino de salida de combustible del cilindro (56), siendo capaz dicho regulador de presión (102) de cambiar una presión de entrada de flujo del combustible al cilindro (56) o de cambiar una presión de salida de combustible líquido que fluye hacia fuera del cilindro (56)

Aparato para inyección de combustible.

La presente invención se relaciona con un dispositivo para la inyección de combustible de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Tecnología antecedente

Un dispositivo para inyección de combustible tipo acumulador a presión (tipo de guía común) es conocido en el cual la presión acumula combustible, el cual es bombeado a una bomba de alimentación a alta presión con un acumulador de presión ("una guía común") inyecta este combustible desde una boquilla de inyección de combustible en un cilindro de un motor dentro un periodo de tiempo predeterminado.

Con tal dispositivo de inyección de combustible tipo acumulador a presión, incluso si una velocidad de rotación del motor está a una velocidad lenta, puede mantenerse una presión determinada de inyección de combustible (la presión de inyección de combustible no caerá), lo cual contribuye enormemente a la mejora en el consumo de combustible e incrementa la salida de potencia, debido a la inyección de combustible a alta presión.

De cualquier manera, se sabe que el reducir el diámetro de una abertura de inyección de la boquilla en un dispositivo de inyección de combustible es efectivo para la realización de emisiones favorables (limpieza de gases de salida). Sin embargo, si hay algo más pequeño que el diámetro de una abertura de inyección corriente empleado en la presión de inyección de un dispositivo de inyección de combustible tipo acumulador a presión convencional (un sistema de inyección de guía común), los períodos de inyección a velocidades de rotación altas del motor y regiones de carga alta se hacen demasiados largos, de manera que se espera que resulte desventajoso para incrementar la salida de potencia.

Adicionalmente, en años recientes, ha habido una tendencia por velocidades de rotación más altas para ser anticipadas en motores diesel tipo pequeño. Aquí la velocidad de flujo de aire en un cilindro de motor se incrementa sustancialmente en proporción a la velocidad de rotación del motor. Por lo tanto con la misma presión de inyección, la atomización fluye más fácilmente en los momentos de velocidad exactas de rotación en comparación con los tiempos para velocidades bajas de rotación, la rata de utilización de aire en el cilindro cae, y es más probable que se expulse humo (humo negro). De acuerdo con lo anterior, con el fin de remediar esto, se desea que la presión de inyección se haga aún más alta. Sin embargo, un dispositivo de inyección de combustible tipo acumulador de presión convencional (sistema de inyección de guía común) como se describió más arriba es una estructura la cual acumula presión a una presión predeterminada constante en el acumulador de presión (por ejemplo, en un sistema de inyección de guía común actual, una presión máxima de inyección del orden de 130 MPa). Con respecto a la resistencia del dispositivo, hay un límite para incrementar la presión mas allá (en otras palabras, es difícil hacer que una presión de inyección convencionalmente incrementada se convierta en una presión de inyección muy alta).

Entre tanto, ha sido propuesto un dispositivo para inyección de combustible en el cual se suministre adicionalmente un dispositivo de intensificación de presión en tal dispositivo de inyección de combustible tipo acumulador a presión (por ejemplo, la JP-8-21332 A).

En un dispositivo de inyección de combustible divulgado en la publicación antes mencionada, se proporciona un dispositivo de intensificación de presión que presuriza adicionalmente el combustible líquido ya presurizado administrado desde un acumulador de presión (riel común), por la acción de una válvula de conmutación para la operación del pistón. Este dispositivo de intensificación de la presión está equipado con un pistón para intensificación de la presión formado de un pistón de sección grande y un pistón de sección pequeña, y una pluralidad de líneas de combustible que comunican con la válvula de conmutación para la operación del pistón. El combustible, el cual ha sido administrado desde una bomba de presurización de combustible, fluye desde el acumulador de presión hacia el dispositivo de intensificación de presión a través de la válvula de conmutación para la operación del pistón, y adicionalmente es suministrado a una cámara de combustible para el control de la inyección (una cámara de control del inyector), la cual es para el control de la boquilla de inyección, y luego hacia una boquilla de inyección. Esta es una estructura la cual, cuando se va a inyectar combustible, controla la conmutación entre inyección de baja presión, la cual envía combustible líquido desde el acumulador de presión directamente (tal como está) a la boquilla de inyección para su inyección, y una inyección a alta presión, la cual envía el combustible líquido que ha sido presurizado adicionalmente en el dispositivo de intensificación de presión hacia la boquilla de inyección para su inyección, mediante una válvula de conmutación para control de la inyección de combustible, la cual está provista en la cámara de combustible para el control de la inyección. De acuerdo con lo anterior, un estado de inyección de combustible puede definirse para que sea apropiado para las condiciones de operación del motor.

Sin embargo, en este dispositivo de inyección de combustible ha habido una desventaja en la que se presenta el problema que se describe más abajo.

Esto es, en el dispositivo de inyección de combustible descrito más arriba, un área de abertura de entrada de combustible desde el acumulador de presión hacia un lado del pistón de sección grande del intensificador de presión y un área de operación de salida de combustible de un lado de pistón de sección pequeña del intensificador de presión, que comunica con la válvula de conmutación para la operación del pistón, son estructuras fijas. Por lo tanto, el transcurso del tiempo de la presión del combustible cuando el intensificador de presión es operado se determina primariamente por la presión de combustible del acumulador de presión. Un ejemplo del mismo se muestra en las Figuras 24A y 24 B. Como se muestra en la Figura 24A, si un eje horizontal representa el tiempo (segundos), el decurso en el tiempo de la presión del combustible corriente abajo del intensificador de presión no depende de la velocidad de rotación del motor. En contraste, como se muestra en la Figura 24B, si el eje horizontal representa el ángulo de quiebre del motor, la elevación de presión se hace más lenta de acuerdo con la velocidad de rotación del motor cuando se hace más alta. Por lo tanto, particularmente con carga alta, la especificación de periodos de inyección más altos de acuerdo con velocidades de rotación del motor más altas con base en el ángulo de quiebre es inevitable. El que tales períodos de inyección se hagan demasiados largos es un factor que obstaculiza los incrementos en la salida de potencia, y no es preferible.

Como una técnica para evitar esto, es posible incrementar la presión de combustible del acumulador de presión (riel común) de acuerdo con velocidades de rotación del motor altas, incrementar una fuerza que actúa en el intensificador de presión, e incrementar una rata de elevación de la presión de combustible corriente abajo del pistón de intensificación de presión. Sin embargo, en regiones de carga media y alta, es necesario para que una presión de inyección de una inyección principal sea una presión alta. Además, en este momento, con vista a la reducción de ruido y a la mejora de las emisiones, una inyección piloto (inyección de combustible antes de la inyección principal) o una inyección múltiple (una pluralidad de ciclos de inyección de combustible) es lo que se implementa. Sin embargo, un valor óptimo de presión de inyección de esta inyección piloto es diferente de la presión de inyección principal, y es ordinariamente una presión más baja que la misma. Una razón para esto es porque la temperatura y la densidad del aire en el cilindro son bajas puesto que la inyección es considerablemente temprana con respecto al punto muerto de compresión, y así, si la presión de inyección se establece demasiado alta, la fuerza de penetración de la inyección se hace excesivamente grande y se genera la adhesión de combustible a la superficie de recubrimiento del cilindro. Sin embargo, en el dispositivo de inyección de combustible propuesto descrito más arriba, con el fin de generar una presión de inyección alta en una región de velocidad de rotación del motor alta, es necesario elevar una presión de inyección lo...

1. Un dispositivo de inyección de combustible que comprende:

un acumulador de presión (32) comunicado con un depósito de combustible (62) en una boquilla de inyección de combustible (34) a través de una línea de combustible principal (36), que acumula presión para definir un combustible líquido, que es bombeado desde una bomba de presurización de combustible (38) hasta una presión determinada;

una válvula de bloqueo de presión (40) provista a medio camino a lo largo de la línea principal de combustible 36 que comunica a la boquilla de inyección de combustible (34) con el acumulador de presión (32), el cual bloquea la salida de flujo de combustible presurizado desde el lado de la boquilla de inyección de combustible hacia el lado del acumulador de presión;

una cámara de combustible (42) para control de inyección que comunica en un lado corriente abajo, con respecto a la válvula de bloqueo de presión (40) con la línea de combustible principal (36) que comunica la boquilla de inyección de combustible (34) con el acumulador de presión (32);

una válvula de control de inyección (52) provista en la cámara de combustible 42 para control de inyección, que obtiene el cierre de una válvula de aguja (48) en la boquilla de inyección de combustible (34) efectuando una presión del combustible líquido en la cámara de combustible (42) para control de la inyección, y abre la válvula de aguja (48) y obtiene un rendimiento de la inyección de combustible removiendo el combustible líquido de la cámara de combustible (42) para control de la inyección; un intensificador de presión (54) que tiene un cilindro (56) y un pistón (58) que comunica con la cámara de combustible (42) para inyección de control en el lado corriente abajo, con respecto a la válvula de bloqueo de presión (40), de la línea principal de combustible (36) que comunica la boquilla de inyección de combustible (34) con el acumulador de presión (32);

una válvula de control de pistón (60) que mueve el pistón (58) del intensificador de presión (54) haciendo fluir combustible desde el acumulador de presión (32) hacia el cilindro (56) o haciendo fluir combustible hacia fuera en el cilindro (56), y obtiene un incremento de la presión de combustible del lado corriente abajo con respecto a la válvula de bloqueo de presión (40); y

un medio para regular la cantidad de flujo (102) capaz de cambiar las cantidades de flujo de combustible que fluye dentro del cilindro (56) o es obligado a fluir hacia fuera por la válvula de control de pistón (60) caracterizado porque dicho medio de control de cantidad de flujo (102) es un regulador de presión (102) que está provisto en un camino de entrada de combustible en el cilindro (56) o un camino de salida de combustible del cilindro (56), siendo capaz dicho regulador de presión (102) de cambiar una presión de entrada de flujo del combustible al cilindro (56) o de cambiar una presión de salida de combustible líquido que fluye hacia fuera del cilindro (56).

2. El dispositivo de inyección de combustible descrito en la reivindicación 1, caracterizado por un medio de regulación de presión residual (112), que regulan la presión en el cilindro (56) hasta una presión predeterminada en un momento de no operación de la válvula de control de pistón (60).

3. El dispositivo de inyección de combustible descrito en la reivindicación 1, caracterizado por medios de resuministro para de nuevo suministrar combustible, el cual ha sido descargado desde el cilindro (56) de acuerdo con el movimiento del pistón (58) en un momento de operación de la válvula de control de pistón (60), a la bomba de presurización de combustible (38).