INYECTOR CON UNA ACTUADOR PIEZOELÉCTRICO PARA UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Inyector para un sistema de inyección de combustible de un motor de combustión interna,

con una carcasa (1), en donde en la carcasa (1) se encuentran dispuestos un actuador piezoeléctrico (3), una válvula de control hidráulica (7) y un módulo inyector (9) con una aguja de inyector (11), en donde el actuador piezoeléctrico (3) se apoya en un extremo, al menos, indirectamente contra la carcasa (1), en donde el actuador piezoeléctrico (3) se apoya en el otro extremo, al menos, indirectamente contra la válvula de control (7), y en donde entre el actuador piezoeléctrico (3) y la válvula de control (7) se provee una placa de ajuste (27), caracterizado porque la placa de ajuste (27) se compone de un material cerámico

La presente invención hace referencia a un inyector piezoeléctrico de acuerdo con la clase de la reivindicación principal.

A modo de ejemplo, ya se conocen de la patente DE 198 38 862 A1 piezo-actuadores con capas de 5 cerámica piezoeléctricas que se encuentran dispuestas en capas superpuestas en una pila multicapas, en donde entre las capas de cerámica piezoeléctricas se provee respectivamente una capa de electrodos. Las capas de electrodos se encuentran conectadas a un suministro de corriente a través de un primer electrodo exterior y un segundo electrodo exterior.

Los piezo-actuadores son controlados sincrónicamente, de manera ventajosa, por una unidad de control de 10 alta frecuencia. Debido a procesos de conmutación a alta velocidad aparecen interferencias electromagnéticas considerables, que se deben reducir mediante estrategias costosas en la unidad de control o en las líneas de alimentación eléctricas de los piezo-actuadores.

Es objeto de la presente invención proveer un inyector piezoeléctrico con un actuador piezoeléctrico que presente una compatibilidad electromagnética mejorada (CEM). 15

Ventajas de la presente invención

Dado que la cabeza del actuador y/o la base del actuador se fabrican con un material cerámico, se reduce la capacitancia del condensador eléctrico conformado entre la masa y el piezo-actuador. De esta manera, se reduce considerablemente la intensidad de las señales de interferencia que se originan cuando se conecta el piezo-actuador y, por consiguiente, se mejora la compatibilidad electromagnética del actuador piezoeléctrico conforme a la presente 20 invención.

Por ejemplo, se seleccionan la cabeza del actuador y la base del actuador de un material cerámico con una constante dieléctrica lo más reducida posible. Por ejemplo, el óxido de aluminio ha resultado un material particularmente ventajoso. Otra ventaja del actuador piezoeléctrico consiste en que no se requiere de ningún componente adicional de manera tal que no se incrementa la cantidad de los componentes. Además, mediante el 25 cambio de materiales metálicos por materiales cerámicos se incrementa la rigidez del actuador piezoeléctrico, puesto que el material cerámico presenta un módulo de elasticidad esencialmente más elevado que los metales.

Puesto que también el propio actuador piezoeléctrico se compone de un material cerámico, resulta relativamente sencillo, en la ingeniería de producción, integrar la fabricación de la cabeza y la base del actuador en el proceso de fabricación del actuador piezoeléctrico. Por lo tanto, se simplifica la fabricación del actuador y no se 30 originan etapas de montaje adicionales en la cadena de fabricación completa.

Un acondicionamiento prevé que las capas de piezo-electrodos del actuador piezoeléctrico se contacten mediante dos electrodos exteriores, y que los electrodos exteriores se conduzcan entre una superficie frontal del actuador y la base. De esta manera, se pueden proteger de daños mecánicos, de manera sencilla, particularmente los extremos de los electrodos exteriores. 35

Un perfeccionamiento de dicha forma de ejecución prevé que la base presente, al menos, una guía de cables, y que las líneas de alimentación eléctrica se extiendan en la o las guías de cables. De esta manera, se puede conectar, de manera sencilla, el actuador piezoeléctrico al suministro de corriente. Dicha clase de suministro de corriente o bien, la conexión de los electrodos exteriores es extremadamente robusta y, por lo tanto, también es muy fiable. 40

El actuador piezoeléctrico se puede perfeccionar en relación con su compatibilidad electromagnética, si el actuador se encuentra envuelto por un revestimiento elástico e impermeable para líquidos, en donde dicho revestimiento se encuentre unido herméticamente con la cabeza y con la base. De esta manera, se puede suprimir una carcasa de metal cerrada, y se reducen aún más las señales de interferencia que provienen del actuador piezoeléctrico. Al mismo tiempo, se simplifica la materia prima de montaje necesaria para una obturación hermética 45 del actuador piezoeléctrico contra el combustible.

Los acondicionamientos del actuador piezoeléctrico prevén que la cabeza y/o la base presenten una o una pluralidad de ranuras periféricas, y que el revestimiento se encuentre unido por arrastre de forma con la o las ranuras periféricas. De esta manera, se obtiene una unión del revestimiento con la cabeza y la base del actuador, impermeable para líquidos, muy resistente y también duradera. 50

El revestimiento se puede fabricar mediante recubrimiento por extrusión del actuador, de la cabeza y de la base, con goma o material plástico.

El revestimiento también se puede fabricar alternativamente con un tubo termorretráctil. Para ello, se extiende un tubo termorretráctil a través de la base del actuador, del actuador piezoeléctrico y de la cabeza del

actuador, y a continuación se calienta. Mediante el calentamiento, el tubo termorretráctil se contrae y forma un revestimiento impermeable.

El objeto mencionado en la introducción se resuelve, conforme a la presente invención, mediante un inyector para un sistema de inyección de combustible de un motor de combustión interna, con una carcasa, en donde en la carcasa se encuentran dispuestos un actuador piezoeléctrico, una válvula de control hidráulica y un 5 módulo inyector con una aguja de inyector, en donde el actuador piezoeléctrico se apoya en un extremo, al menos, indirectamente contra la carcasa, en donde el actuador piezoeléctrico se apoya en el otro extremo, al menos, indirectamente contra la válvula de control, y en donde entre el actuador piezoeléctrico y la válvula de control se provee una placa de ajuste, así como por el hecho de que la placa de ajuste se compone de un material cerámico.

La placa de ajuste sirve, de manera ventajosa, para compensar las tolerancias longitudinales en el inyector 10 y para ajustar la carrera del actuador piezoeléctrico. También aquí se puede incrementar la compatibilidad electromagnética del inyector mediante el cambio de material, de un material metálico a un material cerámico, sin que se incremente la cantidad de componentes. Al mismo tiempo, se mejora la transmisión de la carrera del piezo-actuador a la válvula de control, debido a la elevada rigidez de la placa de ajuste de cerámica. De esta manera, se mejora también el comportamiento funcional del inyector conforme a la presente invención. 15

Dado que los materiales cerámicos generalmente poseen también un peso específico más reducido que el metal, particularmente el acero, se reduce también la inercia de masa de las piezas móviles del inyector, mediante el cambio del material, hecho que resulta ventajoso para la dinámica del inyector.

La compatibilidad electromagnética del inyector, conforme a la presente invención, se perfecciona si entre el actuador piezoeléctrico y la carcasa se provee una pieza de separación compuesta de un material cerámico. 20

De esta manera, también se incrementa la rigidez dentro del inyector conforme a la presente invención, y se mejora simultáneamente la compatibilidad electromagnética.

Un acondicionamiento del inyector prevé que el actuador piezoeléctrico sea un actuador de acuerdo con la descripción precedente. De esta manera, se pueden combinar las medidas y sumar sus efectos, al menos, parcialmente. Como resultado, se obtiene un inyector con una compatibilidad electromagnética muy buena. De esta 25 manera, se pueden suprimir las medidas costosas que se requieren para la supresión de las señales de interferencia que provienen del actuador piezoeléctrico o se pueden reemplazar, al menos, mediante medidas alternativas mucho más sencillas y económicas.

Todas las medidas recomendadas conforme a la presente invención, poseen en común que no se incrementa la cantidad de componentes y que, debido a esto, no se originan costes adicionales de fabricación y 30 montaje.

Además, las medidas conforme a la presente invención no requieren de espacio constructivo adicional, hecho que representa otra ventaja muy importante. Por consiguiente, con frecuencia también se puede reequipar total o parcialmente en inyectores ya fabricados en serie, sin realizar modificaciones constructivas importantes. Por ejemplo, las placas de ajuste se pueden reemplazar mediante placas de ajuste de cerámica, sin realizar 35 modificaciones constructivas. Lo mismo posee validez... [Seguir leyendo]

1. Inyector para un sistema de inyección de combustible de un motor de combustión interna, con una carcasa (1), en donde en la carcasa (1) se encuentran dispuestos un actuador piezoeléctrico (3), una válvula de control hidráulica (7) y un módulo inyector (9) con una aguja de inyector (11), en donde el actuador piezoeléctrico (3) se apoya en un extremo, al menos, indirectamente contra la carcasa (1), en donde el actuador piezoeléctrico (3) se apoya en el otro extremo, al menos, indirectamente contra la válvula de control (7), y en donde entre el actuador 5 piezoeléctrico (3) y la válvula de control (7) se provee una placa de ajuste (27), caracterizado porque la placa de ajuste (27) se compone de un material cerámico.

2. Inyector de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque entre el actuador piezoeléctrico (3) y la carcasa (1) se provee una pieza de separación (29) compuesta de un material cerámico.

3. Inyector de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la placa de ajuste (27) 10 y/o la pieza de separación (29) se componen de óxido de aluminio.

“Siguen 2 páginas de dibujos”