DISPOSITIVO DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE PARA UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Dispositivo de inyección de combustible para un motor de combustión interna Estado del arte La presente invención hace referencia a un dispositivo de inyección de combustible para un motor de combustión interna, de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 1. En el mercado se conoce un dispositivo de inyección de combustible con el cual se puede inyectar el combustible directamente en una cámara de combustión asignada para dicho fin, de un motor de combustión interna. Por lo tanto, en una carcasa se dispone un elemento de válvula que en la zona de un orificio de salida de combustible, presenta una superficie bajo presión que actúa en su totalidad en el sentido de apertura del elemento de válvula. En el extremo opuesto del elemento de válvula, existe una superficie de control que actúa en el sentido de cierre, que delimita una cámara de control. La superficie de control que actúa en el sentido de cierre, en su totalidad resulta mayor que la superficie bajo presión que actúa en el sentido de apertura cuando el elemento de válvula se encuentra abierto. En el caso de un dispositivo de inyección de combustible cerrado, en una zona de la superficie bajo presión que actúa en el sentido de apertura, y en la superficie de control que actúa en el sentido de cierre, existe una presión elevada del combustible que proporciona, por ejemplo, un tubo colector de combustible (conducto común-common rail-). Para la apertura del elemento de válvula, se reduce la presión existente en la superficie de control hasta que los resultantes de la fuerza hidráulica que actúa en el sentido de apertura en la superficie bajo presión, exceda la fuerza que actúa en el sentido de cierre. De esta manera, se produce la apertura del elemento de válvula. Para la reducción de la cantidad de fuga en los dispositivos de inyección de combustible, ya se ha recomendado en la patente WO 2007/012510 A1 el diseño en dos piezas de un elemento de válvula para la apertura y el cierre de los orificios de entrada de combustible, y ambas piezas se pueden someter a la alta presión de inyección suministrada por el tubo colector de combustible. En esta clase de inyectores de combustible, las superficies que actúan en el sentido de apertura y en el sentido de cierre, se someten a la misma presión alta de manera que el resorte de cierre que actúa sobre el elemento de válvula no llega a aplicar la fuerza de cierre necesaria para un cierre rápido de los orificios de salida del combustible. A partir de la patente DE 101 60 191 A1 se conoce un servoválvula con un primer émbolo de válvula y un segundo émbolo de válvula que se encuentran acoplados para el accionamiento, mediante una cámara de acoplamiento. La cámara de acoplamiento se conecta con una conexión de alta presión mediante una válvula de retención, para establecer un umbral de presión hasta el cual la cámara de acoplamiento se puede rellenar con una cantidad que produce su desactivación. De esta manera, la cantidad de desactivación se conduce al lado de baja presión sin ser desaprovechado. A partir de la patente US 2003/0116640 A1 se conoce un multiplicador de presión hidráulica para un dispositivo de inyección de combustible, en el cual existe una ranura de escape entre un primer émbolo mayor y un segundo émbolo menor. Además, una válvula de retención se utiliza como una válvula de mantenimiento de la presión, que evita la salida del combustible encerrado bajo alta presión. Revelación de la presente invención El objeto de la presente invención consiste en perfeccionar un dispositivo de inyección de combustible de la clase mencionada en la introducción, de manera que la fuerza de cierre se incremente para el cierre de la aguja del inyector, y que opere de manera fiable. Dicho objeto se resuelve mediante un dispositivo de inyección de combustible con las características de la reivindicación 1. Los perfeccionamientos ventajosos de la presente invención se mencionan en las reivindicaciones relacionadas. Además, las principales características de la presente invención se encuentran en la descripción a continuación y en los dibujos. Además, en este punto se ha comprobado que las características también se pueden presentar en combinaciones muy diferentes entre sí para la presente invención, sin que se indique explícitamente. En el caso del dispositivo de inyección de combustible, conforme a la presente invención, con la válvula de retención provista, durante el proceso de cierre en la cámara de alta presión que rodea al émbolo distribuidor, se produce una presión mayor que en la cámara de acoplamiento. De esta manera, en la cámara de alta presión actúa una fuerza de cierre sobre el émbolo distribuidor, que es mayor que la fuerza que actúa sobre el émbolo distribuidor en el sentido de apertura en la cámara de acoplamiento. Además, mediante la válvula de retención se puede descargar la cámara de acoplamiento después de un proceso de cierre del elemento de válvula. Con respecto a ello, se considera lo siguiente: Cuando el elemento de válvula se encuentra abierto y la presión se reduce de esta manera en la cámara 2 E07728518 31-10-2011   de acoplamiento, debido a las fugas inevitables ingresan fluidos hidráulicos en la cámara de acoplamiento. Esto significa que durante el cierre del elemento de válvula, en la cámara de acoplamiento se encuentra más fluido que antes de la apertura. La válvula de retención provista, conforme a la presente invención, evita que cuando la aguja del inyector entra en contacto con el asiento de válvula, el émbolo distribuidor se apoye sobre una reserva de fluido que antes de la apertura del elemento de válvula no existía. En un caso desfavorable, dicha reserva de fluido aumentaría con cada proceso de apertura y de cierre del elemento de válvula, hasta que ya no resultara posible una apertura del elemento de válvula. Mediante la válvula de retención se mejora notablemente la fiabilidad en el funcionamiento del dispositivo de inyección de combustible conforme a la presente invención, principalmente la reproducibilidad de los estados iniciales y finales. En un primer perfeccionamiento ventajoso, se recomienda que un elemento de válvula de la válvula de retención se someta a la acción de un resorte en su posición de cierre. Por una parte, mediante un resorte de esta clase se garantiza la seguridad del elemento de válvula también en el estado de reposo sin presión del dispositivo de inyección de combustible. Por otra parte, un resorte de esta clase permite el ajuste de una diferencia determinada de presión de apertura, con lo cual se garantiza un cierre seguro de la aguja del inyector. Resulta particularmente ventajoso cuando un elemento de válvula de la válvula de retención presenta un recorrido máximo que permite cumplir con un intervalo de tiempo predeterminado entre un cierre y una apertura sucesiva del elemento de válvula. Principalmente para las inyecciones múltiples dentro de un ciclo de trabajo, se requiere de intervalos de tiempo muy reducidos entre el cierre y la apertura del elemento de válvula. Mediante una limitación del recorrido máximo del elemento de la válvula de retención, se garantiza que la válvula de retención se pueda cerrar rápidamente cuando la presión en la cámara de acoplamiento hidráulico comienza a disminuir al comienzo de un proceso de apertura. Una ranura entre el émbolo distribuidor y una sección de la carcasa que delimita la cámara de acoplamiento en relación con una cámara de alta presión, se puede diseñar de manera tal que la apertura de la aguja del inyector se realice de manera retardada. De esta manera, se mejora la capacidad del dispositivo de inyección de combustible, conforme a la presente invención, de proporcionar volúmenes reducidos. En el caso de un desplazamiento de apertura del émbolo distribuidor, a través de la ranura llega fluido a la cámara de acoplamiento, que conduce a una reacción retardada de la aguja del inyector. Durante el cierre sucede algo diferente, cuando a más tardar el émbolo distribuidor entra en contacto con la aguja del inyector, se fuerza a un cierre inmediato de la aguja del inyector. La precisión en la inyección de combustible y la reproducibilidad se perfeccionan nuevamente, cuando la abertura del canal de unión que conduce a la cámara de alta presión se conforma de manera que se reduzcan las ondas de presión. De esta manera, se considera el hecho de que las ondas de presión en la cámara de alta presión, debido a su volumen comparativamente mayor, cumplen una función menor en dicha cámara, hecho que no resulta apropiado para el canal de unión que presenta un volumen comparativamente reducido y para la cámara de presión inmediatamente aguas arriba del asiento de válvula. Mediante un acondicionamiento correspondiente de la abertura, las ondas de presión... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de inyección de combustible (20) para un motor de combustión interna (10) con una carcasa (26) y un elemento de válvula (36) dispuesto en la carcasa (26), que actúa junto con un asiento de válvula dispuesto en la zona de, al menos, un orificio de salida de combustible (46), en donde, al menos, un émbolo distribuidor (38) y una aguja del inyector (40) del elemento de válvula (36) se acoplan entre sí mediante un acoplador hidráulico (80), en donde entre una espiga final (74) y una zona final (72) del émbolo distribuidor (38), de la aguja del inyector (40) y de un elemento de guía (68) se conforma una cámara anular que conforma una cámara de acoplamiento (78) para el acoplador hidráulico (80), en donde el émbolo distribuidor (38) presenta una superficie de control hidráulico (54) que actúa en el sentido de cierre del elemento de válvula (36), que junto con un cuerpo final (32) de la carcasa (26) limita una cámara de control hidráulico (56), en donde la cámara de control (56) se encuentra conectada mediante una válvula de mariposa de admisión (58) en el cuerpo final (32), con una cámara de alta presión (60) que se encuentra conectada con una conexión de alta presión (18), y mediante una válvula de mariposa de salida (62) en el cuerpo final (32) se encuentra conectada con una válvula de conmutación de 2/2 vías (64) accionada electromagnéticamente, que de acuerdo con la posición de conmutación conecta o bloquea la válvula de mariposa de salida (62) hacia una conexión de baja presión (24), y en donde se proporciona una canal de unión (66) que conduce desde la cámara de alta presión (60) hacia el asiento de válvula dispuesto en la zona del orificio de salida de combustible (42), en donde la cámara de acoplamiento (78) comprende una válvula de retención (82) conectada con dicha cámara, que en el estado abierto conecta la cámara de acoplamiento (78) con la cámara de alta presión (60), de manera tal que la válvula de retención (82) abra desde la cámara de acoplamiento (78) hacia la cámara de alta presión (60). 2. Dispositivo de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un elemento de válvula (84) de la válvula de retención (82) se somete a la acción de un resorte (86) en su posición de cierre. 3. Dispositivo de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de válvula (84) de la válvula de retención (82) presenta un recorrido máximo que permite cumplir con un intervalo de tiempo predeterminado entre un cierre y una apertura sucesiva del elemento de válvula (36) del dispositivo de inyección de combustible (20). 4. Dispositivo de inyección de combustible de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una ranura (70) entre el émbolo distribuidor (38) y una sección de la carcasa (70) que delimita la cámara de acoplamiento (78) en relación con una cámara de alta presión (60), está diseñada de manera tal que la apertura de la aguja del inyector (40) se realice de manera retardada. 5. Dispositivo de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque una zona de abertura (90) del canal de unión (66) que conduce a la cámara de alta presión (60) se conforma de manera que se reduzcan las ondas de presión. 6. Dispositivo de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la zona de abertura (90) presenta forma de embudo. 7 E07728518 31-10-2011   8 E07728518 31-10-2011   9 E07728518 31-10-2011   E07728518 31-10-2011