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 unsistema de combustible de un motor de combustión interna, con una carcasa (38, 40) y con al menos una cámara detrabajo (66), que se comunica, al menos por secciones, con el sistema de fluido (16), en el que dentro de la cámarade trabajo (66) está presente al menos un volumen de gas (58) cerrado herméticamente por medio de la membrana(54), caracterizado porque la membrana (54) es de metal y la membrana (54) y/o la carcasa (38, 40) son magnéticasal menos por secciones.

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 una cámara de trabajo, que se comunica, al menos por secciones, con el sistema de fluido.

Se conoce a partir del documento DE 195 39 885 A1 un dispositivo de este tipo. 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 combustible hacia una bomba de pistón de alta presión, que comprime el combustible a una presión muy alta. Desde la bomba de pistón de combustible el combustible llega a un conducto colector de combustible (“Rail”) . La bomba de pistón de alta presión es accionada por un árbol de levas del motor de combustión interna. Para poder regular el caudal de transporte de la bomba de pistón de alta presión de una manera independiente del número de revoluciones del árbol de levas, está prevista una válvula de control de caudal. A través de esta válvula se puede conectar la cámara de transporte de la bomba de pistón de alta presión durante una carrera de transporte de corta duración con una zona del sistema de combustible que está colocada entre la bomba eléctrica de de transporte previo y la bomba de combustible de alta presión.

No obstante, de esta manera se introducen pulsaciones de presión considerables en esta zona del sistema decombustible. Para amortiguarlas, está previsto allí un amortiguador de presión. Éste está constituido por una carcasa y un pistón, que está pretensado por un muelle.

Se conoce en el mercado un amortiguador de presión, que trabaja con una membrana de goma pretensada por un muelle. Para que en sistemas sin presión (es, decir, por ejemplo, cuando el motor de combustión interna está desconectado) , 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 en el caso de 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. No obstante, en sistemas de combustible modernos está presión puede ser variable. Típicamente está entre 0, 5 y 8 bares, debiendo estar presente una seguridad contra sobrecarga de aproximadamente 10 a 12 bares. Si se emplea un amortiguador de presión conocido, que presenta una membrana de goma, en u sistema de combustible de este tipo, existe el peligro de que, en el caso de una presión baja del sistema, por ejemplo de 0, 5 bares y de 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 se pueden producir 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 debería construirse de nuevo muy grande cuando se emplea en un sistema de combustible de este tipo con presión previa variable.

Con respecto al estado de la técnica, se remite, además, a los documentos NL-1016384, US 6.079.450, EP 1 342 911 A2, EP 0 950 809 A2, US 5.798.595 y US 3.366.144.

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 que está constituido en este caso de tamaño pequeño 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 que es necesario para la amortiguación de pulsaciones de presión. En este caso, la membrana no es impulsada por elementos mecánicos de ninguna clase, lo que eleva claramente su duración de vida útil y reduce el riesgo de daños. Además, un volumen de gas de este tipo se puede realizar en una forma geométrica casi discrecional. Por lo tanto, se puede alojar ahorrando 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.

Una membrana de metal tiene diferentes ventajas: por una parte, una membrana de este tipo es muy estanca frente a gases habituales y también frente a fluidos. Especialmente la alta estanqueidad de la membrana de metal frente a las emisiones HC juega aquí un papel positivo. Por otra parte, en una membrana metálica, también a bajas presiones, por ejemplo cuando el motor de combustión interna está desconectado, no se produce ninguna sobredilatación 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 del fluido variable en un amplio margen.

Además, de acuerdo con la invención, la membrana y/o la carcasa son magnéticas. A través de procedimientos de fabricación correspondientes (por ejemplo, laminación o estampación mecánica) se obtiene una estructura martensítica en el material (“martensita transformada”) , que presenta propiedades magnéticas. Cuando esta propiedad magnética se deja de forma selectiva en el componente correspondiente, el dispositivo puede atrapar partículas de suciedad magnéticas presentes en el fluido e impedir su distribución posterior. Esto eleva la fiabilidad de los componentes que están presentes en el sistema de fluido, por ejemplo de una bomba. Además, se ahorran costes, puesto que se suprime la desmagnetización costosa del componente. Puesto que en el dispositivo no están presentes piezas que se apoyen directamente entre sí y se muevan unas con relación a las otras, las partículas de suciedad atrapadas no provocan daños funcionales en el dispositivo.

Los desarrollos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

Es ventajoso que el volumen de gas se forma a través de un tubo metálico de pared fina y de tubo metálico cerrado se forma hermética al gas en sus extremos. Esto se puede realizar de una manera muy sencilla y económica. Cuando al menos una pared exterior de la cámara de trabajo está configurada de la misma manera como membrana, se obtiene en un espacio de construcción mínimo una superficie adicional hidráulicamente efectiva. 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 incluido presente una presión definida a una presión exterior normal (por ejemplo 1013 hPa) , con preferencia una sobrepresión. Con tal presión definida se puede ajustar la “rigidez del muelle”. Normalmente, se seleccionará una sobrepresión en el volumen de gas incluido 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 una presión negativa o, en cambio, una presión normal. Con preferencia, se selecciona una sobrepresión interior tal que corresponde aproximadamente a la mitad de la sobrepresión máxima de funcionamiento, menos el gradiente de la presión, que se produce a través de la compresión del componente.

En este caso, también a través de una reducción al mínimo del volumen de gas incluido se puede optimizar la eficacia del volumen de gas. A través de una reducción al mínimo de este tipo se realiza, en efecto, una rigidez más elevada del muelle. De este modo puede resultar bien la membrana más fina y se pueden reducir al mínimo las tensiones en el material de la membrana. Además, se posibilita en toda la zona de trabajo un trabajo libre de tope del dispositivo. Adicionalmente, se reduce la carga sobre toda la zona de funcionamiento, puesto que a través de la presión interior incluida se reduce la diferencia de la presión sobre la pared de la membrana. 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 la membrana (54) , caracterizado porque la membrana (54) es de metal y la membrana (54) y/o la carcasa (38, 40) son magnéticas al menos por secciones.

2. Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la membrana está delimitada por un tubo metálico (54) de pared fina y cerrado de forma hermética al gas en sus extremos.

3. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una pared exterior de la cámara de trabajo está configurada de la misma manera como membrana.

4. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el volumen de gas encerrado (58) presenta una presión definida, con preferencia una sobrepresión, a una presión exterior normal.

5. Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el volumen de gas (58) presenta un orificio (60) que se puede cerrar, a través del cual se puede regular la presión.

6. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el volumen de gas encerrado (58) se reduce a través de una zona de llenado (112) .

7. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el volumen de gas

(58) está delimitado por al menos dos membranas (54a, 54b) , que están empotradas (82, 84) en la zona de sus bordes.

8. Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque las membranas (54a, 54b) están, en general, esencialmente paralelas entre sí.

9. Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 8, 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 entran en contacto entre sí en el caso de una desviación máxima de las dos membranas (54a, 54b) .

10. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque los bordes de las dos membranas (54a, 54b) están unidos herméticamente entre sí y están empotrados (82, 84) radialmente dentro desde la línea de obturación (57) .

11. Dispositivo (36) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el empotramiento (82, 84) dispone de una elasticidad constructiva (118, 120) .

12. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque las dos membranas (54a, 54b) son idénticas.

13. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque la cámara de trabajo

(66) se divide por las dos membranas (54a, 54b) en dos zonas (64, 68) , que se comunican entre sí por medio de una comunicación de fluido (70) .

14. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque entre las dos membranas (54a, 54b) está presente un elemento distanciador (46) en forma de anillo.

15. Dispositivo (36) de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 y 14, caracterizado porque la comunicación de fluido (70) está configurada en el elemento distanciador.