Dispositivo para inyectar combustible en una cámara de combustión.

Dispositivo para la inyección de combustible en una cámara de combustión,

en particular para la inyección decombustible en un cilindro de un motor de combustión, en el que está prevista una tobera de chorros múltiples (8)con al menos dos canales de chorros (6, 7) para la generación de al menos dos chorros de combustible que rebotanen una zona de rebote (S) al menos parcialmente unos sobre los otros, en el que están previstos dos o más de talestobera de chorros múltiples (8) y en el que las toberas de chorros múltiples (8) forman a través de al menos doscanales de chorro (6, 7), una tobera en forma de abanico para la generación de un chorro en forma de abanico (9),cuya dilatación en un plano de abanico es mayor que en la dirección transversal a este plano de abanico,caracterizado porque los canales de chorro (6, 7) están dispuestos distribuidos sobre la superficie circunferencial deu cuerpo de toberas (4) y porque los planos de abanicos de las toberas de chorros múltiples (8) están alineadostransversalmente y/o inclinados con respecto al eje geométrico del cuerpo de toberas (4), de manera que comotoberas de chorros múltiples están previstas toberas de chorro doble (8) distribuidas regularmente sobre la periferia,de manera que resulta una distribución plana uniforme de chorros en forma de abanico (9), que delimitan,respectivamente, zonas libre (15) estrechas, de manera que a través de la supresión o de otro posicionamiento deuna tobera de chorro doble (8) se puede incrementar una zona libre (15) y/o se puede escotar un chorro total (9) enforma de abanico.

Dispositivo para inyectar combustible en una cámara de combustión La invención se refiere a un dispositivo para inyectar combustible en una cámara de combustión, en particular para inyectar combustible en un cilindro de un motor de combustión de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen desde hace mucho tiempo dispositivos de inyección en motores de combustión interna. Así, por ejemplo, en la publicación DE 369 670 se describe un dispositivo de inyección, en el que en una tobera de inyección se generan dos o más chorros, que se cruzan en la cámara de combustión. El sentido de esta disposición reside en que los chorros de combustible que salen a alta velocidad chocan unos sobre los otros en la cámara de combustión, con lo que se provoca una atomización extraordinariamente íntima del combustible.

Este tipo de tobera de inyección, como se deduce a partir de la publicación DE 44 07 360 A1, ha sido desarrollado posteriormente. En esta publicación se desarrolla una tobera de inyección correspondiente con chorro en forma de abanico, de tal manera que el chorro puede ser girado en la cámara de combustión, de tal manera que la cantidad de combustible inyectada puede ser distribuida sobre la cantidad de aire deseada. En efecto, a través de la rotación de un chorro en forma de abanico es posible una distribución mejorada del combustible, a cuyo fin se necesita, sin embargo, un tiempo correspondiente. Sin embargo, para un funcionamiento óptimo del motor es ventajosa una combustión corta y completa para poder aprovechar de la manera más eficiente posible el gradiente de la presión condicionado de esta manera.

A partir de la publicación DE 10 2009 035 027 A1 se pueden deducir toberas de chorros múltiples con dos canales de chorros, en la que los canales de chorros están dispuestos distribuidos sobre la superficie circunferencial de un cuerpo de toberas, de manera que este dispositivo de inyección genera un chorro de forma cónica.

Además, se conoce a partir del documento DE 10 2006 041 476 A1 una inyección de combustible en forma de disco por medio de chorros planos en forma de abanico. Esta tobera de inyección inyecta en la dirección longitudinal del cuerpo de toberas.

Se ha mostrado que tales inyecciones no son óptimas o bien no conducen a una combustión óptima.

Frente al estado de la técnica, la presente invención tiene el cometido de optimizar la inyección o bien optimizar la combustión, para reducir especialmente el consumo de combustible así como disminuir la generación de emisiones desfavorables de gases de escape.

Este cometido se soluciona a través de un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 a través de sus rasgos característicos.

De manera correspondiente, un dispositivo de acuerdo con la invención se caracteriza porque los canales del chorro están dispuestos distribuidos sobre la superficie circunferencial de un cuerpo de toberas y porque los planos de abanico de las toberas de chorros múltiples están alineados transversalmente y/o inclinados con respecto al eje geométrico del cuerpo de toberas, de manera que están previstas toberas de chorro doble distribuidas regularmente sobre la periferia, de tal forma que resulta una distribución plana uniforme de chorros de abanico, que delimitan en cada caso zonas libres estrechas, de manera que a través de la supresión u otro posicionamiento de una tobera de chorro doble se puede incrementar una zona libre y/o se puede escotar un chorro de abanico completo.

De acuerdo con la invención, se disponen los canales de chorro sobre la superficie circunferencial de la cámara de toberas, para conseguir una distribución espacial buena correspondiente de la zona de pulverización del combustible.

Una zona de rebote de acuerdo con la invención está presente en este caso ya cuando dos o más chorros de combustible contactan solamente por secciones o se intersectan, con lo que se provoca ya parcialmente el efecto deseado.

A través de la utilización de una tobera de chorros múltiples, por ejemplo una tobera de choro doble se aprovecha la ventaja de la atomización fina de tales toberas. Una atomización fina aprovecha una evaporación rápida del combustible con una relación de mezcla de combustible y aire en gran medida homogénea. La atomización fina ofrece una superficie grande del combustible líquido, que es ventajosa para una evaporación de este tipo. La superficie grande es también ventajosa cuando ya ha tenido lugar el encendido, puesto que también en el caso de que una eventual superficie líquida de gotitas de combustible esté todavía presente, la combustión se desarrolla de forma considerablemente más efectiva con una superficie grande correspondiente.

A través de la utilización de varias toberas de chorros múltiples de este tipo se puede definir espacialmente la cámara de combustión y se puede pulverizar en poco tiempo, de manera que en un intervalo de tiempo correspondientemente corto se consigue una buena distribución del combustible en la cámara de combustión.

Se ha mostrado que tales toberas de chorro doble configuran un chorro en forma de abanico, que se extiende esencialmente bajo el ángulo, en el que los chorros parciales rebotan entre sí. Durante el rebote mutuo se lleva a cabo una atomización fina, de manera que la dirección de la propagación de las gotitas de combustible apunta casi totalmente fuera de la tobera, lo que es ventajoso de nuevo para un proceso de combustión, puesto que de esta manera se evita una carga de las toberas a través de negro de carbón o de partículas similares, que pueden aparecer durante la combustión. Se ha mostrado, además, que a través de una tobera de chorro doble se puede imprimir un chorro en forma de abanico muy plano, cuya dilatación, por ejemplo como dilatación en forma de ángulo, es claramente mayor en el plano de abanico definido a través de los dos chorros de combustible que en la dirección transversal a este plano de abanico.

Esta circunstancia se puede aprovechar de una manera más ventajosa para llenar una cámara de combustión plana de una manera selectiva con una niebla de combustible. Con una disposición correspondiente de las toberas de chorros múltiples o bien de las toberas de choro doble se puede conseguir en cierto modo una distribución del combustible casi en forma de disco con una atomización muy fina. Esto es especialmente ventajoso en motores de pistón de carrera, que presentan en el punto muerto superior del movimiento de carrera una cámara de combustión en forma de disco de este tipo.

Una distribución del combustible, por decirlo así, en forma de disco de este tipo se consigue con preferencia con tobera de chorros múltiples, cuyos planos de abanico están alineados esencialmente paralelos al disco.

No obstante, a través de toberas de chorros múltiples de acuerdo con la invención se puede conseguir también cualquier otra distribución de combustible a través de una disposición correspondiente de los planos de abanico. Así, por ejemplo, un plano de abanico puede estar alineado también paralelamente al eje del cilindro o a un eje medio de un inyector. También son posibles planos de abanicos inclinados en disposiciones angulares inclinadas.

A través de diferentes orificios de toberas se puede ejercer una influencia también sobre la profundidad de penetración del combustible en la cámara de combustión. En este caso, pueden encontrar aplicación diferentes toberas de chorros múltiples con diferentes orificios de toberas de la misma manera que toberas de chorros múltiples, que presentan diferentes orificios de toberas en función del chorro.

De manera más ventajosa, se provee un dispositivo de inyección de acuerdo con la invención con una cámara de toberas común para dos o más toberas de chorros múltiples, desde la que parten los canales de chorros de las dos o más toberas de chorros múltiples. Esto posibilita una forma de construcción compacta manteniendo dos o más tobera de chorros múltiples o toberas de chorro doble, con las ventajas implicadas con ello de una distribución espacial mejorada de la zona de pulverización.

Con preferencia, en un dispositivo de acuerdo con la invención está previsto un cierre para la separación de los canales de chorro desde la alimentación de combustible. Esto posibilita un funcionamiento sincronizado del dispositivo de inyección con un tipo de construcción compacta.

En un desarrollo de esta forma de realización se prevé un cierre común para la alimentación de combustible desde dos o más toberas de chorros múltiples. De esta manera se reduce el gato de construcción y se crea de nuevo la posibilidad de un tipo de construcción... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la inyección de combustible en una cámara de combustión, en particular para la inyección de combustible en un cilindro de un motor de combustión, en el que está prevista una tobera de chorros múltiples (8) con al menos dos canales de chorros (6, 7) para la generación de al menos dos chorros de combustible que rebotan en una zona de rebote (S) al menos parcialmente unos sobre los otros, en el que están previstos dos o más de tales tobera de chorros múltiples (8) y en el que las toberas de chorros múltiples (8) forman a través de al menos dos canales de chorro (6, 7) , una tobera en forma de abanico para la generación de un chorro en forma de abanico (9) , cuya dilatación en un plano de abanico es mayor que en la dirección transversal a este plano de abanico, caracterizado porque los canales de chorro (6, 7) están dispuestos distribuidos sobre la superficie circunferencial de u cuerpo de toberas (4) y porque los planos de abanicos de las toberas de chorros múltiples (8) están alineados transversalmente y/o inclinados con respecto al eje geométrico del cuerpo de toberas (4) , de manera que como toberas de chorros múltiples están previstas toberas de chorro doble (8) distribuidas regularmente sobre la periferia, de manera que resulta una distribución plana uniforme de chorros en forma de abanico (9) , que delimitan, respectivamente, zonas libre (15) estrechas, de manera que a través de la supresión o de otro posicionamiento de una tobera de chorro doble (8) se puede incrementar una zona libre (15) y/o se puede escotar un chorro total (9) en forma de abanico.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque está prevista una cámara de toberas común (4) , desde la que parten los canales de chorro (6, 7) de dos o más toberas de chorros múltiples (8) .

3. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto un elemento de cierre (10) para el cierre de la alimentación de combustible.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está previsto un elemento de cierre común (10) para el cierre de la alimentación de combustible para dos o más, en particular para todas las toberas de chorros múltiples (8) .

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara de toberas forma un taladro ciego que se puede cerrar con un elemento de cierre (10) , en el que los canales de chorros (6, 7) atraviesan la pared de la cámara de toberas en la dirección de la circulación detrás del elemento de cierre (10) .

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los canales de choro (6, 7) están configurados como canales redondos.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos toberas de chorros múltiples (8) están dispuestas con planos en forma de abanico paralelos entre sí.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos toberas de chorros múltiples (8) están dispuestas con planos en forma de abanico no paralelos entre sí.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos toberas de chorros múltiples (8) con planos de abanico paralelos entre sí están dispuestos desplazados transversalmente a los planos de abanico.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los planos de abanico de todas las toberas de chorros múltiples (8) se encuentran paralelos entre sí.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque unos espacios libres (15) predeterminados están escotados a partir de la zona de pulverización de las toberas de chorros múltiples (8) .

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ángulo de rebote de dos chorros paralelos entre sí es > 10º o > 20º, con preferencia está configurado entre 30º y 50º.

13. Inyector para un dispositivo de combustión para la inyección de combustible en una cámara de combustión, en particular de un motor de combustión interna, caracterizado porque comprende un dispositivo de inyección (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

14. Motor de combustión interna con un dispositivo para la inyección de combustible en una cámara de combustión, caracterizado porque está previsto un dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones mencionadas anteriormente para la inyección de combustible en la cámara de combustión.