Dispositivo de válvula de entrada para una bomba de combustible.

Un dispositivo de válvula de entrada para un cabezal de bomba de una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección de combustible Common Rail,

comprendiendo el dispositivo de válvula de entrada (9):

un miembro de válvula de entrada (10) movible entre posiciones abierta y cerrada para controlar el flujo desde una fuente de combustible a baja presión hacia una cámara de bombeo (6) de la bomba de combustible, en el cual el miembro de válvula de entrada (10) está dispuesto para abrir en respuesta a la diferencia de presión entre la presión de fluido del combustible sobre un lado de entrada del miembro de válvula de entrada (10) y la presión de fluido en la cámara de bombeo (6), que excede un valor umbral;

caracterizado el dispositivo de válvula de entrada (9) por comprender medios para aplicar de forma selectiva una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada (10) para predisponer al mismo hacia la posición cerrada, de forma tal que, durante el uso, la aplicación de la fuerza de cierre por parte de dichos medios actúa para aumentar el valor umbral de la diferencia de presión a la cual se abre el miembro de válvula de entrada (10).

Dispositivo de válvula de entrada para una bomba de combustible Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de válvula de entrada y, en particular, a un dispositivo de válvula de entrada para un cabezal de bomba de una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección de combustible Common Rail.

Antecedentes de la Técnica Las bombas de combustible de alta presión para los sistemas de inyección de combustible Common Rail comprenden uno o más cabezales de bomba hidráulica en los cuales el combustible es sometido a presión en una cámara de bombeo del cabezal de bomba mediante el movimiento alternativo de un émbolo. De forma típica, el combustible a baja presión es suministrado a los cabezales de bomba mediante una bomba de alimentación de baja presión en el tanque de combustible o, de forma alternativa, mediante una bomba de transferencia construida en el interior de la bomba de combustible de alta presión. Una vez sometido a presión, el combustible a alta presión es suministrado desde la cámara de bombeo hacia el conducto común.

Una válvula reguladora de entrada es utilizada para limitar el combustible que es suministrado a la bomba de alta presión para ser comprimido y entregado al conducto común. Una válvula reguladora de entrada convencional es efectivamente un orificio controlable que actúa para estrangular el flujo de combustible hacia la válvula de entrada de la bomba de alta presión con el fin de controlar la presión sobre el lado de entrada de la válvula, la cual está típicamente predispuesta mediante un muelle hacia una posición cerrada. En concordancia, la presión en el lado de entrada de la válvula determina cuándo se abre la válvula y la cantidad de combustible entregado a la cámara de bombeo. De este modo, solamente se entrega la cantidad de combustible requerida por el motor al conducto común ahorrando, de este modo, tanto combustible como energía en comparación con la situación en la que el combustible es suministrado por la bomba de alimentación o transferencia en descarga completa constante.

Sin embargo, hay una serie de desventajas en las válvulas reguladoras de entrada convencionales. En particular, las válvulas como tales son caras y se añaden al costo total del sistema de inyección Common Rail, lo cual es indeseable. En segundo lugar, las válvulas reguladoras son componentes relativamente grandes y ocupan espacio. En tercer lugar, las válvulas como tales son vulnerables al desgaste y a los malos combustibles, lo cual tiene un efecto perjudicial sobre el sistema de inyección Common Rail en el cual éstas están instaladas. Además, el uso de una válvula reguladora de entrada convencional significa que el mecanismo de control de presión de regulación del conducto común está relativamente lejos de la cámara de bombeo de la bomba de combustible de alta presión, lo cual conduce a retrasos indeseables en el control de presión del conducto común.

Se conoce un dispositivo de válvula de entrada para una bomba a partir del documento DE 102008 018018A.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo de válvula de entrada para el cabezal de bomba de una bomba de combustible de alta presión que soluciona o mitiga sustancialmente por lo menos algunos de los problemas mencionados anteriormente.

Resumen de la invención Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo de válvula de entrada para uso en un sistema de inyección Common Rail, comprendiendo el dispositivo de válvula de entrada:

un miembro de válvula de entrada movible entre posiciones abierta y cerrada para controlar el flujo desde una fuente de combustible a una primera presión sobre un lado de entrada del miembro de válvula de entrada hacia una cámara sobre un lado de salida del miembro de válvula de entrada, en el cual el miembro de válvula de entrada está dispuesto para abrir en respuesta a la diferencia de presión entre la presión de fluido del combustible sobre el lado de entrada y la presión de fluido en la cámara, que excede un valor umbral;

comprendiendo el dispositivo de válvula de entrada medios para aplicar de forma selectiva una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada para predisponer al mismo hacia la posición cerrada, de forma tal que, durante el uso, la aplicación de la fuerza de cierre por parte de dichos medios actúa para aumentar el valor umbral de la diferencia de presión a la cual se abre el miembro de válvula de entrada.

El dispositivo de válvula de entrada según el primer aspecto de la presente invención tiene una aplicación particular en el cabezal de bomba de una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección Common Rail, en el cual el miembro de válvula de entrada es movible entre posiciones abierta y cerrada para controlar el flujo desde una fuente de combustible a baja presión hacia una cámara de bombeo de la bomba de combustible, y el miembro de válvula de entrada está dispuesto para abrir en respuesta a la diferencia de presión entre la presión de fluido del combustible sobre un lado de entrada del miembro de válvula de entrada y la presión de fluido en la cámara de bombeo, que excede un valor umbral.

De ese modo, mediante la aplicación selectiva de una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada, es posible variar el valor umbral de la diferencia de presión a través del miembro de válvula de entrada al que se requiere que abra la válvula. Esto, a su vez, varía el momento en el cual el miembro de válvula de entrada abre y cierra durante el funcionamiento de una bomba de combustible sobre la cual está instalado el miembro de válvula de entrada y, más aún, varía la cantidad de combustible enviado a la cámara de bombeo de la bomba de combustible. En consecuencia, se elimina el requerimiento de una válvula reguladora de entrada convencional. Preferiblemente, los medios para aplicar de forma selectiva la fuerza de cierre aplican una fuerza que varía proporcionalmente con una señal de control, la cual puede ser una corriente de control.

Preferiblemente, dichos medios comprenden un componente eléctrico en la forma de una bobina solenoide operable para ejercer una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada, la cual es proporcional a una corriente eléctrica que circula por la misma.

Más preferiblemente, el dispositivo de válvula de entrada comprende una armadura de material ferromagnético acoplada al miembro de válvula de entrada, de forma tal que la bobina solenoide ejerce una fuerza electromagnética sobre la armadura cuando circula una corriente eléctrica en el interior de la bobina solenoide.

Convenientemente, el dispositivo de válvula de entrada comprende un muelle dispuesto para predisponer el miembro de válvula de entrada hacia la posición cerrada, en el cual el valor umbral de la diferencia de presión corresponde a una fuerza de apertura sobre el miembro de válvula de entrada que es mayor que la fuerza de cierre ejercida por el muelle.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un cabezal de bomba para una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección Common Rail, comprendiendo el cabezal de bomba una carcasa de cabezal de bomba y un dispositivo de válvula de entrada según el primer aspecto.

Preferiblemente, la presión de fluido del combustible sobre el lado de entrada del miembro de válvula de entrada está definida por la presión de fluido en el interior de una galería, donde la galería se comunica con una cámara externa definida en parte por un miembro de cierre montado externamente a la carcasa del cabezal de bomba, de forma tal que, durante el uso, la galería comunica con la fuente de combustible a baja presión mediante la cámara externa.

Más preferiblemente, la cámara externa comprende un puerto de entrada, estando adaptado el puerto de entrada con el fin de restringir el flujo desde la fuente de combustible a baja presión hacia la cámara externa de forma tal que, durante el uso, la presión máxima de fluido en la cámara externa está limitada a una presión que es menor que la presión de salida de la fuente de combustible a baja presión. Aún más preferiblemente, el puerto de entrada está provisto en el miembro de cierre.

Preferiblemente, el miembro de válvula de entrada comprende un cuello alargado, el cual es guiado en el interior de un orificio de válvula en la carcasa del cabezal de bomba, extendiéndose el orificio de válvula entre una superficie superior de la carcasa del cabezal de bomba y un asiento de válvula.

Más preferiblemente, la cámara externa está definida entre el miembro de cierre y la superficie superior de la... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de válvula de entrada para un cabezal de bomba de una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección de combustible Common Rail, comprendiendo el dispositivo de válvula de entrada (9) :

un miembro de válvula de entrada (10) movible entre posiciones abierta y cerrada para controlar el flujo desde una fuente de combustible a baja presión hacia una cámara de bombeo (6) de la bomba de combustible, en el cual el miembro de válvula de entrada (10) está dispuesto para abrir en respuesta a la diferencia de presión entre la presión de fluido del combustible sobre un lado de entrada del miembro de válvula de entrada (10) y la presión de fluido en la cámara de bombeo (6) , que excede un valor umbral;

caracterizado el dispositivo de válvula de entrada (9) por comprender medios para aplicar de forma selectiva una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada (10) para predisponer al mismo hacia la posición cerrada, de forma tal que, durante el uso, la aplicación de la fuerza de cierre por parte de dichos medios actúa para aumentar el valor umbral de la diferencia de presión a la cual se abre el miembro de válvula de entrada (10) .

2. Un dispositivo de válvula de entrada según la reivindicación 1, en el cual dichos medios comprenden una bobina solenoide (39) operable para ejercer una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada (10) , la cual es proporcional a una corriente eléctrica que circula por la misma.

3. Un dispositivo de válvula de entrada según la reivindicación 2, que comprende una armadura (26) de material ferromagnético acoplada al miembro de válvula de entrada (10) , de forma tal que la bobina solenoide (39) ejerce una fuerza electromagnética sobre la armadura (26) cuando circula una corriente eléctrica en el interior de la bobina solenoide (39) .

4. Un dispositivo de válvula de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un muelle (28) dispuesto para predisponer al miembro de válvula de entrada (10) hacia la posición cerrada, en el cual el valor umbral de la diferencia de presión corresponde a una fuerza de apertura sobre el miembro de válvula de entrada (10) que es mayor que la fuerza de cierre ejercida por el muelle (28) .

5. Un cabezal de bomba para una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección Common Rail, comprendiendo el cabezal de bomba (1) una carcasa de cabezal de bomba (2) y un dispositivo de válvula de entrada

(9) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Un cabezal de bomba según la reivindicación 5, en el cual la presión de fluido del combustible sobre el lado de entrada del miembro de válvula de entrada (10) está definida por la presión de fluido en el interior de una galería (16) , en la cual la galería comunica con una cámara externa (42) definida en parte por un miembro de cierre (34) montado externamente a la carcasa del cabezal de bomba (2) , de forma tal que, durante el uso, la galería (16) comunica con la fuente de combustible a baja presión mediante la cámara externa (42) .

7. Un cabezal de bomba según la reivindicación 6, en el cual la cámara externa (42) comprende un puerto de entrada (44) , estando adaptado el puerto de entrada (44) con el fin de restringir el flujo desde la fuente de combustible a baja presión hacia la cámara externa (42) de forma tal que, durante el uso, la presión máxima de fluido en la cámara externa (42) está limitada a una presión que es menor que la presión de salida de la fuente de combustible a baja presión.

8. Un cabezal de bomba según la reivindicación 7, en el cual el puerto de entrada (44) está provisto en el miembro de cierre (34) .

9. Un cabezal de bomba según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el cual el miembro de válvula de entrada (10) comprende un cuello alargado (14) , el cual está guiado en el interior de un orificio de válvula (18) en la carcasa del cabezal de bomba (2) , extendiéndose el orificio de válvula (18) entre una superficie superior (20) de la carcasa del cabezal de bomba (2) y un asiento de válvula (30) .

10. Un cabezal de bomba según la reivindicación 9, en el cual la cámara externa (42) está definida entre el miembro de cierre (34) y la superficie superior (20) de la carcasa del cabezal de bomba (2) ; y

en el cual un extremo distal (24) del cuello (14) , dispuesto hacia afuera del asiento de válvula (30) , se proyecta por encima de la superficie superior (20) de la carcasa del cabezal de bomba (2) hacia la cámara externa (42) .

11. Un cabezal de bomba según la reivindicación 10, en el cual dichos medios comprenden una bobina solenoide (39) operable para ejercer una fuerza de cierre sobre el miembro de válvula de entrada (10) , la cual es proporcional a una corriente eléctrica que circula por la misma;

comprendiendo el dispositivo de válvula de entrada (9) una armadura (26) de material ferromagnético acoplada al miembro de válvula de entrada (10) , de forma tal que la bobina solenoide (39) ejerce una fuerza electromagnética sobre la armadura (26) cuando circula una corriente eléctrica en el interior de la bobina solenoide (39) , y un muelle (28) dispuesto para predisponer al miembro de válvula de entrada (10) hacia la posición cerrada, en el cual el valor umbral de la diferencia de presión corresponde a una fuerza de apertura sobre el miembro de válvula de entrada (10) que es mayor que la fuerza de cierre ejercida por el muelle (28) ;

en el cual la armadura (26) se proyecta radialmente hacia afuera desde el extremo distal (24) del cuello (14) 5 y actúa como un asiento de muelle, estando dispuesto el muelle (28) entre la armadura (26) y la superficie superior

(20) de la carcasa del cabezal de bomba (2) .

12. Un cabezal de bomba según la reivindicación 11, en el cual la bobina solenoide (39) está montada en o sobre el miembro de cierre (34) de forma tal que, cuando el miembro de cierre (34) está montado sobre la carcasa del cabezal de bomba (2) , la bobina solenoide (39) está dispuesta adyacente a, y coaxial con, el extremo distal (24) del

cuello (14) del miembro de válvula de entrada (10) .

13. Una bomba de combustible para uso en un sistema de inyección Common Rail, comprendiendo por lo menos un cabezal de bomba (1) según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12.