Procedimiento que permite analizar el caudal de inyección paso a paso proporcionado por un sistema de inyección de carburante utilizado en un motor térmico de alta potencia.

Procedimiento que permite analizar el caudal de inyección paso a paso proporcionado por un sistema de inyección de carburante en un motor térmico,

comprendiendo el procedimiento:

- la inyección de carburante en una primera cámara de medición (3), de volumen constante,

- la medición de la presión (P) y de la temperatura (T) reinante en la primera cámara de medición (3),

- el vaciado por lo menos parcial de esta primera cámara de medición (3) hacia una segunda cámara de medición (8), en la que es enviado así el carburante vaciado fuera de la primera cámara de medición (3), teniendo la segunda cámara de medición (8) un volumen (V) variable según el desplazamiento de un pistón (11) en el interior de esta cámara de medición (8),

- la medición del desplazamiento del pistón (11) en la segunda cámara de medición (8), y

- el análisis de las mediciones de presión (P) y de temperatura (T) en la primera cámara de medición (3) y de desplazamiento del pistón (11) en la segunda cámara de medición (8),

siendo el vaciado parcial de la primera cámara de medición (3) en la segunda cámara de medición (8) después de una inyección realizado hasta volver a encontrar en esta primera cámara de medición la presión (Po) reinante en ella antes de la inyección,

caracterizado porque el vaciado parcial de la primera cámara de medición (3) en la segunda cámara de medición (8) después de cada inyección se efectúa en varias etapas, sucesivamente, siendo la segunda cámara de medición (8) a su vez vaciada cada vez, y porque las mediciones de volumen por desplazamiento del pistón (11) en la segunda cámara de medición (8), para cada rellenado/vaciado de esta cámara de medición, se suman con el fin de obtener un volumen total que corresponde a la cantidad de carburante suministrado por el inyector (1) para un golpe de inyección.

Procedimiento que permite analizar el caudal de inyección paso a paso proporcionado por un sistema de inyección de carburante utilizado en un motor térmico de alta potencia.

La presente invención se refiere a un procedimiento que permite analizar el caudal de inyección paso a paso proporcionado por un sistema de inyección de carburante utilizado en un motor térmico. Los sistemas de inyección en cuestión son en particular los que equipan los motores diésel. La invención descrita en la presente memoria se aplica, más particularmente, a unos sistemas de inyección utilizados en motores de alta potencia, por lo tanto a unos sistemas de inyección con fuerte caudal de carburante.

Se conocen ya unos dispositivos de medición concebidos para permitir que los constructores de sistemas de inyección y de motores térmicos efectúen la puesta a punto de los inyectores así como las regulaciones y las verificaciones de conformidad durante la fabricación y durante la instalación de estos sistemas para su utilización final. Estos dispositivos de medición se utilizan en conjunción con un banco de pruebas específico, cuyo papel es principalmente arrastrar en rotación una bomba de inyección y soportar los diferentes elementos del sistema de inyección durante la prueba. Las mediciones realizadas con este tipo de dispositivo deben permitir conocer al mismo tiempo de manera precisa los valores de volúmenes de carburante inyectados y los tiempos o ángulos de inyección.

Para ello, se conoce ya a partir de la patente francesa FR 2 795 139 A o su equivalente, la patente europea EP 1 187 987 B1, a nombre del presente solicitante, un dispositivo que permite analizar instantáneamente el caudal de inyección paso a paso proporcionado por un sistema de inyección utilizado en un motor térmico, estando este dispositivo caracterizado esencialmente por la combinación de dos cámaras de medición.

Así, el dispositivo evocado en este caso comprende una primera cámara de medición que es una cámara de volumen constante en la que se inyecta el carburante, cámara a la que están asociados un sensor de presión y un sensor de temperatura que miden respectivamente la presión y la temperatura reinante en esta cámara, así como unos medios que permiten vaciar por lo menos parcialmente dicha primera cámara de medición.

Este dispositivo comprende asimismo, aguas abajo de la primera cámara de medición, una segunda cámara de medición a la que se envía el carburante vaciado fuera de la primera cámara de medición, siendo variable el volumen de la segunda cámara de medición según el movimiento de un pistón cuyo desplazamiento se mide con la ayuda de un sensor de desplazamiento.

Una sección electrónica dirige el conjunto del dispositivo, analizando dicha sección también las informaciones recibidas de los diferentes sensores.

El principio de funcionamiento de este dispositivo es el siguiente:

Cuando el dispositivo está listo para efectuar una medición, es decir cuando un carburante está presente en las dos cámaras de medición y una presión de consigna predeterminada reina en la primera cámara de medición, se realiza una inyección. Ésta provoca un aumento de la presión en la primera cámara de medición, relacionada con la cantidad de carburante inyectada, con las características del carburante, con las condiciones de entorno y en particular con la temperatura y presión inicial, y con el volumen de la cámara. Al final de la inyección, el carburante contenido en la primera cámara de medición es parcialmente vaciado en la segunda cámara de medición, llevándose de nuevo la presión en la primera cámara de medición a su valor inicial de consigna y estando esta primera cámara de medición lista para recibir entonces una nueva inyección. El carburante que llega a la segunda cámara de medición hace aumentar el volumen de esta cámara de medición, empujando el pistón. El desplazamiento del pistón se mide y, conociendo el diámetro del pistón, una parte de la sección electrónica calcula el volumen exacto del carburante. Esta segunda medición permite que la sección electrónica calibre, en todo momento y muy exactamente, las mediciones realizadas por la primera cámara de medición.

En una forma de realización ventajosa del dispositivo, descrita en los documentos de patentes citados, una electroválvula rápida dirigida por una parte de la sección electrónica, y un rebosadero, están dispuestos entre las dos cámaras de medición para vaciar parcialmente la primera cámara de medición después de una inyección hasta volver a encontrar en esta primera cámara de medición la presión que reinaba en ella antes de la inyección considerada. En este caso, la sección electrónica comprende también ventajosamente una función de compensación, que permite tener en cuenta una eventual diferencia de presión en la primera cámara de medición después de dos vaciados sucesivos.

El término "carburante", empleado en la presente memoria para calificar el fluido utilizado en el dispositivo, en particular el fluido que rellena las dos cámaras de medición y también el fluido inyectado, designa un verdadero carburante o, preferentemente, un fluido que presenta unas características hidráulicas parecidas a las de un carburante pero con una temperatura de punto de inflamación mucho más elevada que la de un carburante, con el fin de minimizar los riesgos de incendio y explosión.

En el conjunto, la primera cámara de medición, de volumen constante, permite proporcionar con precisión la "forma" de la inyección, mientras que la segunda cámara de medición, de volumen variable, permite medir la cantidad de carburante inyectado. El tratamiento efectuado en la sección electrónica permite compensar los defectos de cada una de las mediciones por las cualidades del otro.

El dispositivo existente, recordado anteriormente, está más particularmente adaptado para unos inyectores que liberan una cantidad de carburante baja o media, típicamente hasta 100 litros por hora.

Para la puesta a punto de inyectores y motores de alta potencia, tales como los utilizados para la propulsión de los barcos o para el arrastre de grupos electrógenos de gran tamaño, es necesario poder efectuar unas mediciones del caudal de inyección instantánea, paso a paso, para unos caudales más importantes.

La realización con este fin de un dispositivo de medición de mayor tamaño, simplemente homotético del dispositivo conocido recordado anteriormente, se enfrenta a unas dificultades para realizar la segunda cámara de medición, es decir la cámara de volumen variable que sirve para efectuar una medición en volumen por medio del desplazamiento de un pistón.

Para la primera cámara de medición, que es de volumen constante y sirve para realizar una medición instantánea del aumento de presión durante la inyección en este volumen ya lleno de fluido, no existe ninguna dificultad técnica para aumentar simplemente las dimensiones para adaptarla a un caudal más importante. En lugar de un volumen típicamente inferior a un litro, propio de las formas de realización anteriores, es fácil prever un volumen de valor superior, adaptado a la bomba de inyección y/o al inyector que se encuentra en la prueba. El valor de este volumen está por determinar, con el fin de obtener un aumento típico de la presión de algunos bares o decenas de bares, en la primera cámara de medición, durante una sola inyección, lo cual conduce a un volumen típico de algunos litros o decenas de litros para esta cámara, sin que estos valores sean limitativos. Así, no habría ningún inconveniente en principio para utilizar unos volúmenes aún mucho más importantes, si fuese necesario, para medir unos caudales instantáneos muy grandes. La realización de tal volumen continúa siendo, en efecto, sencilla, y no plantea ningún problema técnico particular. Puede eventualmente implicar realizar una pieza relativamente gruesa y por lo tanto pesada, debido a que debe resistir a una presión interna que se puede elevar típicamente hasta 200 bares, pero estas condiciones o exigencias no son inusuales para una instrumentación del tipo referido en la presente memoria. Además, tratándose de realizar una cámara de volumen constante, sin pieza móvil ni otro elemento delicado, esta pieza no será por lo tanto costosa y será particularmente robusta, sea cual sea su volumen interior.

Por el contrario, en lo que se refiere a la segunda cámara de medición de volumen variable con pistón interior, se presentan unas dificultades, ya que esta cámara debe responder a unos imperativos técnicos muy estrictos, de los cuales los principales son los siguientes:

- El pistón se debe deslizar perfectamente, sin bloqueo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento que permite analizar el caudal de inyección paso a paso proporcionado por un sistema de inyección de carburante en un motor térmico, comprendiendo el procedimiento:

- la inyección de carburante en una primera cámara de medición (3) , de volumen constante,

- la medición de la presión (P) y de la temperatura (T) reinante en la primera cámara de medición (3) ,

- el vaciado por lo menos parcial de esta primera cámara de medición (3) hacia una segunda cámara de medición (8) , en la que es enviado así el carburante vaciado fuera de la primera cámara de medición (3) , teniendo la segunda cámara de medición (8) un volumen (V) variable según el desplazamiento de un pistón

(11) en el interior de esta cámara de medición (8) ,

- la medición del desplazamiento del pistón (11) en la segunda cámara de medición (8) , y

- el análisis de las mediciones de presión (P) y de temperatura (T) en la primera cámara de medición (3) y de desplazamiento del pistón (11) en la segunda cámara de medición (8) ,

siendo el vaciado parcial de la primera cámara de medición (3) en la segunda cámara de medición (8) después de una inyección realizado hasta volver a encontrar en esta primera cámara de medición la presión (Po) reinante en ella antes de la inyección,

caracterizado porque el vaciado parcial de la primera cámara de medición (3) en la segunda cámara de medición (8) después de cada inyección se efectúa en varias etapas, sucesivamente, siendo la segunda cámara de medición (8) a su vez vaciada cada vez, y porque las mediciones de volumen por desplazamiento del pistón (11) en la segunda cámara de medición (8) , para cada rellenado/vaciado de esta cámara de medición, se suman con el fin de obtener un volumen total que corresponde a la cantidad de carburante suministrado por el inyector (1) para un golpe de inyección.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el vaciado parcial de la primera cámara de medición (3) en la segunda cámara de medición (8) está fraccionado en una decena de ciclos sucesivos de rellenado/vaciado de la segunda cámara de medición (8) .