Válvula de control, en especial para dosificar un fluido para una bomba de alimentación dispuesta aguas abajo.

Válvula de control (10), en especial para dosificar un fluido para una bomba de alimentación (2) dispuesta aguas abajo,

con un canal de flujo (20), una aguja de válvula (14) que puede moverse axialmente, un elemento de válvula (16) que puede ser impulsado por la aguja de válvula (14) en un sentido de apertura y está dispuesto en el canal de flujo (20), en donde por el canal de flujo (20) puede fluir el fluido al menos provisionalmente en contra del sentido de apertura del elemento de válvula (16) (flujo de retorno), en el caso del elemento de válvula (16) accionado por la aguja de válvula (14) en el sentido de apertura, en donde el canal de flujo (20), según se observa en el sentido del flujo de retorno (22), presenta aguas arriba del elemento de válvula (16) un apantallamiento (24) eficaz fluídicamente, el cual mantiene al menos parcialmente alejado el flujo de retorno de una superficie (36) del elemento de válvula (16), caracterizada porque comprende al menos un canal (28), que une una región de flujo situada por fuera del apantallamiento (24), en la que en el caso de un flujo de retorno impera una presión estática relativamente menor, a una región (26) situada dentro del apantallamiento (24), y el canal (28) se extiende en paralelo a una línea central (18) de la válvula de control (10) y está formado, al menos en algunas regiones, por una rendija entre el elemento de válvula (16) y el apantallamiento (24) o el segmento de apantallamiento (25).

Válvula de control, en especial para dosificar un fluido para una bomba de alimentación dispuesta aguas abajo

Estado de la técnica

La presente invención hace referencia a una válvula de control según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las válvulas de control, en especial para dosificar un fluido para una bomba de alimentación dispuesta aguas abajo, son conocidas en el mercado. Se utilizan por ejemplo en sistemas de combustible common-rail de vehículos a motor como válvula reguladora de cantidad, para controlar el flujo de combustible alimentado desde una bomba de transporte de alta presión al common rail. Tales válvulas reguladoras de cantidad pueden estar ejecutadas como válvulas de control electromagnéticas, en donde un electroimán y un resorte actúan sobre un elemento de válvula de la válvula de control. Se hace referencia por ejemplo al documento DE 198 34 121 A1. Aparte de lo mencionado, los documentos US 2008/0237518 A1 y EP 1 471 248 A1 revelan válvulas de control de la clase expuesta.

Descripción de la invención El problema en el que se basa la invención se resuelve mediante una válvula de control según la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican unos perfeccionamientos ventajosos. Las características relevantes de la invención se encuentran además reflejadas en la siguiente descripción y en los dibujos, en donde las características pueden ser relevantes tanto de forma única como en diferentes combinaciones de la invención, sin que se haga de nuevo referencia explicita a ello.

La válvula de control conforme a la invención tiene la ventaja de que permite reducir las fuerzas de flujo en el elemento de válvula mediante la válvula de control accionada en el sentido de apertura, sin que se disminuya la robustez de la válvula de control. De esta manera puede reducirse también la inducción de ondas acústicas. Además puede reducirse la pérdida de presión que se produce al circular un fluido a través de la válvula de control.

La válvula de control, que se utiliza como una válvula reguladora de cantidad para dosificar una cantidad de combustible para una bomba de alimentación de alta presión con émbolo de un motor de combustión interna, funciona por ejemplo de la manera siguiente:

En la fase de aspiración de la bomba de alimentación de alta presión se lleva a una posición de apertura el elemento de válvula dispuesto en un canal de flujo, que está ejecutado por ejemplo como una placa de válvula, a consecuencia de diferencias de presión que se producen en la parte superior del elemento de válvula, como en una válvula de admisión normal accionada por diferencia de presión, de forma correspondiente por ejemplo al documento DE 198 34 121 A1. Esta posición de apertura de la válvula de control puede estar apoyada por una aguja de válvula accionada electromagnéticamente. Si durante una carrera de alimentación subsiguiente de la bomba de alimentación de alta presión se invierten las relaciones de presión, entonces puede permanecer accionada la válvula de control provisionalmente asimismo en la posición de apertura mediante la acción de la aguja de válvula sobre el elemento de válvula. En esta fase tiene lugar un flujo de retorno parcial del combustible situado ya en la bomba de alimentación de alta presión. A través de la válvula de control circula el combustible en contra de su sentido de circulación "normal". De esta manera el combustible que fluye de retorno genera - sin la revelación conforme a la invención - una presión sobre una superficie frontal axial del elemento de válvula. Esta presión debe compensarse mediante la acción de la aguja de válvula al menos temporalmente.

La presente invención se basa en la consideración de que la presión, que actúa durante el flujo de retorno sobre la superficie frontal axial, puede reducirse mediante un apantallamiento. De este modo puede reducirse la fuerza de accionamiento que debe proporcionar la aguja de válvula y el electroimán de la válvula de control puede diseñarse más débil. Igualmente puede reducirse la velocidad de las oscilaciones de la aguja de válvula o del elemento de válvula sobre un tope que limita su movimiento. De este modo también se abarata la válvula de control y funciona de forma más silenciosa.

De forma preferida, de esta manera el apantallamiento está dispuesto de tal modo que apantalla la superficie frontal axial del elemento de válvula fundamentalmente frente al combustible que fluye de retorno, pero que por sí mismo obstaculiza sólo de forma poco significativa el combustible que fluye de retorno. El elemento de válvula está ejecutado por ejemplo como placa de válvula, alrededor de la cual el combustible que fluye de retorno mediante el apantallamiento es guiado con pocas pérdidas. La placa de válvula presenta dos posiciones distales axiales. En primer lugar un asiento de reposo, mediante el que hace de tope la placa de válvula cuando la válvula de control está cerrada y, en segundo lugar, un tope para una posición de apertura de la válvula de control. En esta posición de apertura la placa de válvula está dispuesta, en la mayoría de los casos de aplicación, muy cerca del apantallamiento. Así, puede o bien tocar el apantallamiento o mantener una rendija, en realidad un estrechamiento entre la placa de válvula y el apantallamiento. Este estrechamiento no representa sin embargo el sentido de flujo del combustible, sino

que forma - en algunas configuraciones de la invención - una especie de canal hacia una región llenada con combustible, aunque a través de la cual fundamentalmente no existe circulación, como se explicará aún más adelante. El tope para la posición de apertura de la válvula de control no es imprescindible.

Conforme a la invención, la válvula de control comprende un canal, que une una región de flujo situada por fuera del apantallamiento, en la que en el caso de un flujo de retorno impera una presión estática relativamente menor, a una región situada dentro del apantallamiento. De forma preferida el canal está orientado fundamentalmente de forma ortogonal respecto al flujo de retorno. Asimismo el canal puede estar ejecutado de diferente forma y/o estar dispuesto en diferentes segmentos y ser casi cualquier tipo del canal de flujo. Sin embargo discurre en paralelo a una línea central de la válvula de control. De esta manera, la instalación de accionamiento electromagnética que mueve la aguja de válvula puede construirse más pequeña. En consecuencia puede reducirse todavía más el requerimiento de potencia del electroimán y se genera menos calor, por ejemplo, en el devanado de inducido.

El canal está conformado entre el elemento de válvula y el apantallamiento o el segmento de apantallamiento, al menos en algunas regiones, como una rendija que, de forma preferida, es radialmente periférica. La rendija o el canal, ambos periféricos, se forman por ejemplo cuando el elemento de válvula se encuentra en su posición de apertura. De esta manera, los elementos de la válvula de control se dimensionan de tal modo que se consigue el efecto de chorro aspirante con una intensidad y una dirección deseadas, sin que sea necesario producir un canal aparte. De este modo, el canal puede ejecutarse de forma especialmente sencilla y económica.

La válvula de control tiene una estructura más sencilla si el apantallamiento comprende un segmento de apantallamiento circunferencial, por ejemplo anular. De este modo se obtiene una configuración constructiva sencilla del apantallamiento. Éste puede insertarse casi siempre en una válvula reguladora de cantidad y, dado el caso, también puede insertarse sin modificaciones constructivas en configuraciones existentes. De esta manera la válvula de control se simplifica y su producción se abarata.

Una configuración de la válvula de control prevé que el segmento de apantallamiento sea cónico. De este modo la válvula de control puede diseñarse de tal manera que, las pérdidas por flujo del combustible que fluye, se reduzcan de una manera especialmente evidente. Esto afecta tanto al sentido de alimentación como al flujo de retorno.

De forma complementaria se propone que el apantallamiento, o al menos el segmento de apantallamiento, sea una pieza de chapa moldeada. Una pieza de chapa moldeada de este tipo puede producirse de forma especialmente sencilla y es barata.

La abertura del canal puede presentar diferentes formas de sección transversal. De este modo se obtiene un gran número de posibilidades para permitir que sea fluido comunicante la región situada dentro del apantallamiento con el canal de flujo, de tal manera que - adaptado a una forma constructiva respectiva de la válvula de control - se obtenga el... [Seguir leyendo]

1. Válvula de control (10) , en especial para dosificar un fluido para una bomba de alimentación (2) dispuesta aguas abajo, con un canal de flujo (20) , una aguja de válvula (14) que puede moverse axialmente, un elemento de válvula (16) que puede ser impulsado por la aguja de válvula (14) en un sentido de apertura y está dispuesto en el canal de flujo (20) , en donde por el canal de flujo (20) puede fluir el fluido al menos provisionalmente en contra del sentido de apertura del elemento de válvula (16) (flujo de retorno) , en el caso del elemento de válvula (16) accionado por la aguja de válvula (14) en el sentido de apertura, en donde el canal de flujo (20) , según se observa en el sentido del flujo de retorno (22) , presenta aguas arriba del elemento de válvula (16) un apantallamiento (24) eficaz fluídicamente, el cual mantiene al menos parcialmente alejado el flujo de retorno de una superficie (36) del elemento de válvula (16) , caracterizada porque comprende al menos un canal (28) , que une una región de flujo situada por fuera del apantallamiento (24) , en la que en el caso de un flujo de retorno impera una presión estática relativamente menor, a una región (26) situada dentro del apantallamiento (24) , y el canal (28) se extiende en paralelo a una línea central (18) de la válvula de control (10) y está formado, al menos en algunas regiones, por una rendija entre el elemento de válvula (16) y el apantallamiento (24) o el segmento de apantallamiento (25) .

2. Válvula de control (10) según la reivindicación 1, caracterizada porque el apantallamiento (24) comprende un segmento de apantallamiento (25) periférico.

3. Válvula de control (10) según la reivindicación 2, caracterizada porque el segmento de apantallamiento (25) es cónico.

4. Válvula de control (10) según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizada porque el apantallamiento (24) o al menos el segmento de apantallamiento (25) es una pieza de chapa moldeada.

5. Válvula de control (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el flujo de retorno es guiado fundamentalmente de forma ortogonal respecto al canal (28) .

6. Válvula de control (10) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos algunos elementos de la válvula de control (10) , en especial aguja de válvula (14) , elemento de válvula (16) y/o apantallamiento (24) , presentan una forma fundamentalmente con simetría rotacional.

7. Válvula de control (10) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la válvula de control (10) es una válvula reguladora de cantidad para dosificar combustible en un sistema de combustible (1) de un motor de combustión interna.

8. Bomba de alimentación (2) , en especial bomba de combustible para un sistema de combustible common-rail (1) de un motor de combustión interna, con una válvula reguladora de cantidad, en especial en lugar de una válvula de admisión, caracterizada porque la válvula reguladora de cantidad está configurada como una válvula de control (10) según una de las reivindicaciones anteriores.