Dispositivo para la amortiguación de pulsaciones de presión en un sistema de fluido, en particular en un sistema de combustible de un motor de combustión interna.

Dispositivo (36) para la amortiguación de pulsaciones de presión en un sistema de fluido (16),

en particular en un sistema de combustible de un motor de combustión interna, con una carcasa (38, 40) y con al menos una cámara de trabajo (66), que se comunica, al menos por secciones, con el sistema de fluido (16), en el que dentro de la cámara de trabajo (66) está presente al menos un volumen de gas (58) cerrado herméticamente por medio de una membrana (54), en el que el dispositivo (36) está integrado en una carcasa (92) de una bomba de combustible (18), caracterizado porque el volumen de gas (58) está delimitado por dos membranas (54a, 54b), que están empotradas en la zona de sus bordes (82, 84), y porque las membranas (54a, 54b) están provistas en un proceso de transformación con una retracción superficial, de manera que el material es desechado en el estado transformado, con lo que en el estado sin presión se separan de forma selectiva las zonas de las membranas (54a, 54b) que se encuentran en otro caso adyacentes entre sí en la superficie.

Dispositivo para la amortiguación de pulsaciones de presión en un sistema de fluido, en particular en un sistema de combustible de un motor de combustión interna

La invención se refiere a un dispositivo para la amortiguación de pulsaciones de presión en un sistema de fluido, en particular en un sistema de combustible de un motor de combustión interna, con una carcasa y con al menos un espacio de trabajo, que se comunica, al menos por secciones, con el sistema de fluido.

Un dispositivo de este tipo se conoce a partir del documento DE 195 39 885 A1. Allí se muestra un sistema de combustible de un motor de combustión interna con inyección directa de combustible. Desde una bomba de transporte previo se transporta el combustible hacia una bomba de pistón de alta presión, que comprime el combustible a una presión muy alta. Desde la bomba de pistón de alta presión, el combustible llega a un conducto colector de combustible ("Carril". La bomba de pistón de alta presión es accionada por un árbol de levas del motor de combustión interna. Para poder ajustar la cantidad de transporte de la bomba de pistón de alta presión independientemente del número de revoluciones del árbol de levas, está prevista una válvula de control de caudal. A través de ésta se puede conectar el espacio de transporte de la bomba de pistón de alta presión durante una carrera de transporte durante corto espacio de tiempo con la zona del sistema de combustible, que está colocado entre la bomba eléctrica de transporte previo y la bomba de combustible a alta presión.

Sin embargo, de esta manera se introducen pulsaciones de presión considerables en esta zona del sistema de combustible. Para amortiguarlas, está previsto allí un amortiguador de presión. Éste está constituido por una carcasa y un pistón, que es pretensado por un muelle.

Se conoce en el mercado también un amortiguador de presión, que trabaja con una membrana de goma pretensada por un muelle. Para que en el caso de sistemas sin presión (es decir, por ejemplo, en el caso de motores de combustión Interna desconectados) la membrana de goma no se dilate en una medida inadmisible con el tiempo, está presente un tope, en el que se apoya la membrana a presión reducida.

En el sistema de combustible conocido a partir del documento DE 195 39 885 A1, la presión entre la bomba de transporte previo y la bomba de pistón de alta presión es aproximadamente constante. En sistemas de combustible modernos, sin embargo, esta presión puede ser variable. Típicamente, está entre 0,5 y 8 bares, debiendo estar presente una seguridad contra sobrecarga hasta aproximadamente 10 a 12 bares. SI se emplea el amortiguador de presión conocido, que presenta una membrana de goma, en un sistema de combustible de este tipo, existe el peligro de que a una presión baja del sistema, por ejemplo de 0,5 bares y con las pulsaciones de presión superpuestas, la membrana de goma choque en el tope. De esta manera, se debilita la acción de amortiguación del amortiguador de presión y pueden aparecer daños en la membrana de goma. El amortiguador de presión conocido a partir del documento DE 195 39 885 A1 con un pistón y un muelle de nuevo debería ser muy grande en el caso de empleo en un sistema de combustible de este tipo con presión previa variable.

El documento US 6.079.450 y EP 0 950 809 A2 describen, respectivamente, unos amortiguadores de presión, que están formados por un volumen de gas entre una sección de la carcasa y una membrana plana y lisa. El documento US 5.794.594 publica una bomba de combustible con un amortiguador de presión, que comprende una cámara de vacío formada entre dos membranas.

Por lo tanto, la presente Invención tiene el cometido de desarrollar un dispositivo del tipo mencionado al principio de tal manera que se puede emplear en un sistema de combustible con presión previa variable, pero en este caso está constituida pequeña y presenta una duración de vida útil larga.

Este cometido se soluciona por medio de un dispositivo con las características de la reivindicación 1.

Ventajas de la invención

A través de la utilización de un volumen de gas cerrado se puede aprovechar la compresibilidad de los gases para asegurar el movimiento elástico de la membrana necesario para la amortiguación de pulsaciones de presión. En este caso, no se impulsa la membrana a través de elementos mecánicos de ningún tipo, lo que eleva claramente su duración de vida útil y reduce el riesgo de daños. Además, se puede realizar un volumen de gas de este tipo en casi cualquier forma geométrica discrecional. Por lo tanto, se puede alojar economizando mucho espacio en el sistema de fluido. Otra ventaja del dispositivo de acuerdo con la invención consiste en que se puede prescindir de un conducto de fugas, lo que simplifica de nuevo la estructura del sistema de combustible.

Cuando el dispositivo está integrado en una carcasa de una bomba de combustible, se manifiestan de una manera especialmente clara las ventajas de acuerdo con la invención, puesto que tal bomba de combustible debe construirse normalmente muy pequeña.

Puesto que el volumen de gas se limita a través de dos membranas, que están empotradas en la zona de sus

bordes, el amortiguador de presión está constituido comparativamente plano. Esto es tanto más cuando las membranas están esencialmente paralelas. En este caso, en principio, naturalmente, es concebible que el volumen de gas sea introducido en el espacio que se encuentra entre las dos membranas durante su unión, de manera que se puede prescindir de un orificio de ventilación.

De acuerdo con la invención, las membranas son provistas durante el proceso de transformación con una retracción superficial, de manera que el material es desechado en el estado transformado. Éste se puede utilizar ahora de manera selectiva para la simplificación de la fabricación de la caja de membrana, en particular cuando ésta presenta una sección de fuelle. En virtud de la retracción, en efecto, no es necesaria ya una separación selectiva de las zonas de la membrana que se encuentra planas entre sí en el estado sin presión. La evacuación segura de la membrana y el llenado del volumen de gas, por ejemplo con helio, son, por lo tanto, muy sencillos y fiables.

Las configuraciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

En un primer desarrollo, se propone que la membrana sea de metal. Tal membrana tiene diferentes ventajas: por una parte, una membrana de este tipo es muy hermética frente a gases habituales y también frente a fluidos. Aquí juega un papel positivo la alta hermeticidad de membranas metálicas frente a emisiones de HC. Por otra parte, en el caso de una membrana metálica, tampoco a bajas presiones, por ejemplo cuando el motor de combustión interna está desconectado, se produce ninguna dilatación excesiva con el tiempo, de manera que se puede emplear un dispositivo de amortiguación con una membrana metálica en un sistema de fluido, que presenta una presión de fluido variable en un margen grande.

También es ventajoso que el volumen de gas se forma a través de un tubo metálico de pared fina y cerrado de forma hermética al gas en sus extremos. Esto es muy sencillo y económico de realizar.

Cuando al menos una pared exterior de la cámara de trabajo está configurada de la misma manera como membrana, se obtiene sobre un espacio de construcción mínimo una superficie adicional activa hidráulicamente. La efectividad del dispositivo de acuerdo con la invención se eleva de esta manera de nuevo claramente, con una necesidad de espacio al mismo tiempo reducida.

Es especialmente ventajoso que el volumen de gas cerrado presenta, con una presión exterior normal (por ejemplo 1013 hPa) una presión definida, con preferencia una sobrepresión. Con una presión definida de este tipo se puede ajustar la rigidez del muelle". Normalmente, se seleccionará una sobrepresión en el volumen de gas cerrado en comparación con la presión exterior, puesto que de esta manera se puede aprovechar toda la zona de presión posible (tracción y presión) del material de la membrana.

Pero es concebible también una presión negativa o, en cambio, una presión normal. Con preferencia se selecciona tal sobrepresión interior, que corresponde aproximadamente a la mitad de la sobrepresión de funcionamiento máxima, menos la subida de la presión, que se produce a través de la compresión del componente.

En este caso, se puede optimizar también a través de una reducción al mínimo del volumen de gas incluido la efectividad del volumen de gas. A través de tal reducción al mínimo se realiza, en efecto, una rigidez más elevada del muelle. De esta manera se puede... [Seguir leyendo]

1.- Dispositivo (36) para la amortiguación de pulsaciones de presión en un sistema de fluido (16), en particular en un sistema de combustible de un motor de combustión interna, con una carcasa (38, 40) y con al menos una cámara de trabajo (66), que se comunica, al menos por secciones, con el sistema de fluido (16), en el que dentro de la cámara de trabajo (66) está presente al menos un volumen de gas (58) cerrado herméticamente por medio de una membrana (54), en el que el dispositivo (36) está integrado en una carcasa (92) de una bomba de combustible (18), caracterizado porque el volumen de gas (58) está delimitado por dos membranas (54a, 54b), que están empotradas en la zona de sus bordes (82, 84), y porque las membranas (54a, 54b) están provistas en un proceso de transformación con una retracción superficial, de manera que el material es desechado en el estado transformado, con lo que en el estado sin presión se separan de forma selectiva las zonas de las membranas (54a, 54b) que se encuentran en otro caso adyacentes entre sí en la superficie.

2.- Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las membranas (54a, 54b) están, en general, paralelas entre sí.

3.- Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el volumen de gas (58) está formado entre las dos membranas (54a, 54b) y las dos membranas (54a, 54b) presentan, respectivamente, al menos una superficie de tope (80a) o bien una superficie opuesta (80b), que se tocan en el caso de una desviación máxima de las dos membranas (54a, 54b).

4.- Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los bordes de las dos membranas (54a, 54b) están unidas herméticamente entre sí y están empotradas (82, 84) radialmente hacia dentro desde la línea de obturación (57).

5.- Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el empotramiento (82, 84) dispone de una elasticidad constructiva (118, 120).

6.- Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dos membranas (54a, 54b) son idénticas.

7 - Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara de trabajo (66) es dividida por las dos membranas (54a, 54b) en dos zonas (64, 68), que se comunican entre sí por medio de una comunicación de fluido (70).

8.- Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre las dos membranas (54a, 54b) está presente un elemento distanciador (46) en forma de anillo.

9.- Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 y 8, caracterizado porque la comunicación de fluido (70) está configurada en el elemento distanciador.