ES2251655T3 - Dispositivo de inyeccion de combustible. - Google Patents
Dispositivo de inyeccion de combustible.Info
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Abstract
Un dispositivo de inyección de combustible que incluye un actuador (19), una cámara de amplificación del desplazamiento (21) para amplificar una magnitud del desplazamiento del actuador (19), un conducto de combustible de baja presión (13); y un conducto de combustible de relleno (16b¿), que sitúa el conducto de combustible de baja presión (13) y la cámara de amplificación del desplazamiento (21) en comunicación y que tiene una válvula de control (22, 23) la cual permite que el combustible fluya solo hacia la cámara de amplificación del desplazamiento (21), estando caracterizado el dispositivo de inyección de combustible porque: el conducto de combustible de relleno (16b¿) tiene medios de separación en zona de aguas arriba de la válvula de control (22, 23) para separar las materias extrañas que tengan una densidad específica mayor que el combustible.
Description
Dispositivo de inyección de combustible.
La invención está relacionada con un dispositivo
de inyección de combustible.
El dispositivo de inyección de combustible se
utiliza para suministrar combustible a un motor de combustión
interna o similar, y está provisto generalmente con un elemento de
válvula que es desplazable en su dirección axial dentro del cuerpo
del dispositivo de inyección de combustible, y está operado para
abrir y cerrar los agujeros de inyección (a los cuales se
denominarán como "elemento de la válvula del agujero de
inyección"). El elemento de la válvula del agujero de inyección
tiene una parte del extremo distal que está provista para abrir y
cerrar los agujeros de inyección, y una parte de la base posicionada
en un lado opuesto con respecto a la parte extrema distal. Durante
un estado de la válvula cerrada del elemento de la válvula del
agujero de inyección, la parte de la base recibe una presión alta
de combustible desde una cámara de control.
Un actuador utilizado para abrir y cerrar el
elemento de la válvula del agujero de inyección no abre o cierra
directamente el elemento de la válvula del agujero de inyección,
sino que abre y cierra un elemento de la válvula de control que está
dispuesto dentro de la cámara de control. Cuando el elemento de la
válvula de control se presiona para abrir mediante el actuador, el
combustible fluye desde la cámara de control hasta un depósito de
combustible o similar, reduciendo así la presión del combustible en
la cámara de control. En este caso, desciende la presión de
combustible en la parte de la base del elemento de la válvula del
agujero de control, mientras que la presión alta del combustible
continua accionando sobre la parte del extremo distal del elemento
de la válvula del agujero de inyección. Esta diferencia de presión
hace desplazar el elemento de la válvula del agujero de inyección en
la dirección de apertura de la válvula para abrir los agujeros de
inyección, sobrevenciendo la presión de un resorte de cierre de la
válvula que presiona el elemento de la válvula del agujero de
inyección en la dirección de cierre de la válvula.
Al eliminar la presión de empuje del actuador y
por tanto moviendo el elemento de la válvula de control hacia una
posición de cierre mediante el resorte y similar, la presión del
combustible en la cámara de control se eleva debido al combustible
de alta presión que circula en el interior de la cámara de control.
En consecuencia, la diferencia de presión entre la presión del
combustible que actúa sobre la parte del extremo distal del elemento
de la válvula del agujero de inyección y la presión del combustible
que actúa sobre la parte de la base del mismo llega a ser pequeña de
forma que el elemento de la válvula del agujero de inyección se
desplaza en la dirección de cierre por el resorte de cierre de la
válvula, y por tanto cerrando los agujeros de inyección.
Si el actuador utilizado en el dispositivo de
inyección de combustible es un actuador cuya magnitud de expansión
(es decir, la magnitud de desplazamiento) es pequeña, tal como un
actuador por electrostricción o similar, es difícil para el actuador
abrir directamente el elemento de la válvula de control. En una
construcción típica, por tanto, se forma una cámara de amplificación
de desplazamiento entre un pistón de pequeño diámetro que hace
contacto con el elemento de la válvula de control, y un pistón de
gran diámetro que hace contacto con el actuador. La cantidad de
expansión del actuador se amplifica por la cámara de amplificación
del desplazamiento, y el desplazamiento amplificado se ejerce sobre
el elemento de la válvula de control para mover el elemento de la
válvula de control hacia una posición de apertura.
Más específicamente, cuando el pistón de diámetro
grande se desplaza por la expansión del actuador para abrir el
elemento de la válvula de control, la cámara de amplificación de
desplazamiento hace que se desplace el pistón de pequeño diámetro de
forma tal que se mantenga la capacidad de la cámara; en
consecuencia, el pistón de diámetro pequeño ejecuta un
desplazamiento incrementado. Así pues, llega a ser posible desplazar
fiablemente el elemento de la válvula de control hacia la posición
de
apertura.
apertura.
En general, la cámara de amplificación del
desplazamiento se rellena con combustible a baja presión. Es ideal
que se mantenga siempre una capacidad fija de la cámara. En
realidad, conforme el pistón de diámetro grande se desplaza para
abrir el elemento de la válvula de control, la presión del
combustible en la cámara de amplificación del desplazamiento se
eleva de forma que el combustible en la cámara de amplificación del
desplazamiento tiene una fuga hacia el interior de un conducto de
combustible a baja presión a través de pequeños espacios libres
alrededor del pistón de diámetro grande y del pistón de diámetro
pequeño. Así pues, la capacidad de la cámara de amplificación del
desplazamiento disminuye gradual-
mente.
mente.
Si dicha capacidad reducida de la cámara de
amplificación del desplazamiento se deja inactiva, se dará lugar a
una desviación posicional del pistón de diámetro pequeño, de forma
que el elemento de la válvula de control no podrá desplazarse
fiablemente a la posición de apertura aunque se proporcione la
magnitud necesaria de desplazamiento del pistón de pequeño diámetro.
En consecuencia, después de que el pistón de diámetro grande retorne
por la contracción del actuador con el fin de cerrar el elemento de
la válvula de control, es necesario rellenar la cámara de
amplificación de desplazamiento con la cantidad perdida de
combustible, desde el conducto de combustible a baja presión.
La solicitud de la patente publicada número
2001-248523 propone un filtro especial dispuesto en
una entrada de un conducto de combustible de alta presión de un
dispositivo de inyección de combustible. No obstante, este filtro no
es capaz de eliminar completamente las partículas extrañas pequeñas
o similares del combustible. En consecuencia, dichas partículas
extrañas pueden introducirse en los dispositivos de inyección de
combustible conjuntamente con el combustible. Si dichas partículas
extrañas se introducen en la cámara de amplificación del
desplazamiento en donde la cámara de amplificación del
desplazamiento está rellena con combustible del conducto de
combustible de baja presión, las partículas extrañas impedirán el
deslizamiento suave del pistón de diámetro grande o del pistón de
diámetro pequeño, dando lugar a una apertura y cierre no fiables del
elemento de la válvula de control.
En consecuencia, un objeto de la invención es
proporcionar un dispositivo de inyección de combustible capaz de
mantener una apertura y cierre fiables del elemento de la válvula de
control, impidiendo la entrada de materias extrañas en la cámara de
amplificación del desplazamiento.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención,
el dispositivo de inyección de combustible incluye un actuador, y
una cámara de amplificación del desplazamiento para amplificar una
magnitud de desplazamiento del actuador. La cámara de amplificación
del desplazamiento está conectada a un conducto de paso de
combustible a baja presión a través del conducto de combustible de
relleno que tiene una válvula de control, que permite que circule
el combustible solo hacia la cámara de amplificación del
desplazamiento. El conducto del combustible de relleno tiene una
parte en forma de válvula de regulación que sirve como medio de
separación para separar las materias extrañas predeterminadas que
tengan una densidad específica mayor que el combustible.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, el dispositivo de inyección de combustible incluye un
actuador, y una cámara de amplificación del desplazamiento para
amplificar una magnitud de desplazamiento del actuador. La cámara de
amplificación del desplazamiento está conectada a un conducto de
combustible a baja presión a través de un conducto de combustible de
relleno que tiene una válvula de control que permite que el
combustible circule solo hacia la cámara de amplificación del
desplazamiento. El conducto de combustible de relleno está formado
de forma que al menos una parte del conducto de combustible de
relleno sea ascendente o diagonalmente ascendente cuando se instale
el dispositivo de inyección de combustible. Esta parte ascendente o
diagonalmente ascendente del conducto de combustible de relleno
sirve también como medios de separación para separar las materias
extrañas predeterminadas que tengan una densidad específica mayor
que el combustible.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención,
el dispositivo de inyección de combustible incluye un actuador, y
una cámara de amplificación del desplazamiento para amplificar una
magnitud de desplazamiento del actuador. La cámara de amplificación
del desplazamiento está conectada a un conducto de combustible a
baja presión a través de un conducto de combustible de relleno que
tiene una válvula de control que permite que el combustible fluya
solo hacia la cámara de amplificación del desplazamiento. Este
conducto de combustible de relleno tiene un espacio de
estancamiento de combustible que sirve también como medios de
separación para separar las materias extrañas predeterminadas que
tengan una densidad específica mayor que el combustible.
En una forma preferida del dispositivo de
inyección de combustible de acuerdo con el primer aspecto de la
invención, la parte de regulación del conducto de combustible de
relleno puede estar formada de manera que sea ascendente o
diagonalmente ascendente cuando se instale el dispositivo de
inyección de combustible.
En una forma preferida adicional, el espacio de
estancamiento de combustible puede estar formado en un lado
inmediato a la zona de aguas arriba de la parte de regulación del
conducto de combustible de relleno.
En una forma preferida de cualquiera de los
dispositivos de inyección de combustible construidos de la forma
descrita anteriormente, un pistón de diámetro grande que es
desplazable por el actuador puede hacer frente a un pistón de
pequeño diámetro a través de la cámara de amplificación del
desplazamiento, y el conducto de combustible de relleno puede
extenderse desde una parte periférica del pistón de diámetro grande
que está situada en un lado relativamente cercano al actuador, hacia
la cámara de amplificación del desplazamiento, a través del
interior del pistón de diámetro grande.
En una forma preferida de cualquiera de los
dispositivos de inyección de combustible construidos tal como se ha
descrito anteriormente, el interior del pistón de diámetro grande
comprende un agujero en el punto muerto extremo que está formado
como una parte del conducto de combustible de relleno a lo largo de
un centro axial del pistón de diámetro grande, en el que el agujero
del punto muerto extremo está cerrado en una parte superior, y
abierto en una parte inferior con el fin de estar conectado en
comunicación hacia la cámara de amplificación del
desplazamiento.
En una forma preferida de cualquiera de los
dispositivos de inyección de combustible construidos según se ha
descrito anteriormente, la válvula de control está configurada de
forma tal que el interior del pistón de diámetro grande esté situado
en comunicación o bloqueado con respecto a la cámara de
amplificación del desplazamiento accionando la válvula de
control.
control.
En una forma preferida de cualquiera de los
dispositivos de inyección de combustible construidos según se ha
descrito anteriormente, un área seccional de la parte periférica del
pistón de diámetro grande situado cerca del actuador es más pequeña
que el área seccional de otra parte periférica del pistón de
diámetro grande situada cerca del pistón de diámetro pequeño, y en
donde el espacio de estancamiento está formado entre la parte
periférica del pistón de diámetro grande situado cerca del actuador
y un cuerpo del dispositivo de inyección de combustible.
En una forma preferida de cualquiera de los
dispositivos de inyección de combustible construidos según se ha
descrito anteriormente, la parte de regulación está formada de
manera que se extienda verticalmente hacia arriba o bien con un
ángulo predeterminado con respecto al espacio de estancamiento de
combustible hacia el interior del pistón de diámetro grande.
Los objetos anteriores y/o adicionales, funciones
y ventajas de la invención llegarán a ser evidentes a partir de la
siguiente descripción de las realizaciones preferidas, con
referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales los numerales
iguales se utilizan para representar elementos iguales, y en
donde:
La figura 1 es una sección longitudinal
esquemática de un dispositivo de inyección de combustible ordinario,
que muestra un estado en donde está detenida la inyección de
combustible.
La figura 2 es una sección longitudinal
esquemática del dispositivo de inyección de combustible mostrado en
la figura 1, mostrando un estado en donde se ejecuta la inyección de
combustible.
La figura 3 es una vista en sección ampliada de
una cámara de amplificación del desplazamiento con sus partes
periféricas en un dispositivo de inyección de combustible según la
invención.
Las figuras 1 y 2 son vistas en sección de un
dispositivo ordinario de inyección de combustible. Dicho dispositivo
de inyección de combustible, incluyendo el dispositivo de inyección
de combustible de la invención, inyectan el combustible presurizado
a alta presión en una cámara acumuladora común directamente en los
cilindros individuales, por ejemplo, de un motor Diesel o un motor
de encendido por chispa de inyección directa. El dispositivo de
inyección de combustible puede ser utilizado también para inyecta
combustible en partes distintas a los interiores del cilindro, por
ejemplo en las lumbreras de admisión.
Con referencia a las figuras 1 y 2, el cuerpo 1
del dispositivo de inyección de combustible tiene en su extremo
distal los agujeros de inyección 2. El conducto de paso 3 del
combustible a ala presión está conectado a una parte extrema del
mismo a los ajeros de inyección 2. En otra parte extrema, el
conducto de paso 3 de combustible a alta presión suministra
combustible a alta presión desde una cámara acumuladora de presión o
similar. El agujero deslizante 5 está formado por los movimientos
deslizantes de un elemento 4 de válvula del agujero de inyección
para la apertura y cierre de los agujeros de inyección 2. Una parte
extrema distal del elemento 4 de la válvula del agujero de
inyección es capaz de cerrar el conducto de paso 3 de combustible de
alta presión en un lado en zona de aguas arriba de los agujeros de
inyección 2. La cámara de control 7 contiene un resorte de cierre de
la válvula 6 que presiona el elemento de la válvula del agujero de
inyección 4 en una dirección de cierre de la válvula.
La cámara de control 7 está conectada en
comunicación con el conducto de paso 3 de combustible a alta presión
a través de un orificio 8. En consecuencia, el elemento de la
válvula del agujero de inyección 4 recibe una fuerza de empuje en la
dirección de cierre de la válvula del combustible a alta presión
suministrado en la cámara de control 7. El elemento de la válvula
del agujero de inyección 4 recibe también una fuerza de presión en
la dirección de apertura de la válvula del combustible a alta
presión suministrado a través del conducto de paso 3 de combustible
de alta presión que se extiende a los agujeros de inyección 2.
Cuando los agujeros de inyección 2 se cierran tal como se muestra en
la figura 1, la fuerza de presión en la dirección de cierre
ejercida sobre el elemento de la válvula del agujero de inyección 4
por el combustible de alta presión es mayor que la fuerza de presión
en la dirección de apertura en el elemento de la válvula del agujero
de inyección 4, por el combustible de alta presión porque el área de
recepción de la presión en el lado extremo de la base del elemento
de la válvula del agujero de inyección 4 en la cámara de control 7
es superior al área de recepción de la presión (efectivo en la
generación de la fuerza de empuje) sobre un lado extremo distal del
elemento de la válvula del agujero de inyección 4 en el conducto de
paso del combustible de alta presión 3.
El conducto de paso del combustible de baja
presión 13 está conectado al depósito de combustible (no mostrado) y
similar. La cámara de la válvula 9 está conectada directamente en
comunicación con el conducto de paso 3 del combustible de alta
presión, a través de la abertura 9a del lado de alta presión, y está
conectada también en comunicación con la cámara de control 7 a
través de un orificio 10. Adicionalmente, la cámara de la válvula 9
está conectada en comunicación con el conducto de paso 13 del
combustible de baja presión a través de una abertura del lado de
baja presión 9b. Dispuesto dentro de la cámara de la válvula 9 se
encuentra un elemento de la válvula de control 11 para cerrar la
abertura 9b del lado de baja presión, y un resorte de presión 12
para presionar el elemento de la válvula de control 11 en una
dirección de cierre.
El agujero deslizante 14 está formado por los
movimientos deslizantes de un pistón 15 de pequeño diámetro que está
provisto para desplazar el elemento de la válvula de control 22
hasta una posición de apertura. El agujero deslizante 14 está
conectado en comunicación con un agujero deslizante 17 que está
formado por un pistón 16 de diámetro grande. El agujero deslizante
17 para el pistón 16 de diámetro grande está conectado en
comunicación con un espacio 18 de diámetro incrementado
adicionalmente, en el cual está posicionada una parte de la brida
16a del pistón 16 de diámetro grande. El actuador por
electrostricción 19 entra en contacto contra la parte de la brida
16a del pistón 16 de diámetro grande. El resorte de retorno 20 está
dispuesto entre la parte de la brida 16a del pistón 16 de diámetro
grande y una parte de pared en escalón formada en el límite entre
el agujero deslizante 17 para el pistón 16 de diámetro grande y el
espacio 18. En consecuencia, el pistón 16 de diámetro grande
permanece en un contacto a presión con el actuador de
electrostricción 19 incluso aunque se contraiga el actuador 19 de
electrostricción.
En el estado ilustrado en la figura 1, la fuerza
de presión en la dirección de cierre ejercida sobre el elemento de
la válvula del agujero de inyección 4 por el combustible a alta
presión es mayor que la fuerza de presión en la dirección de
apertura sobre el elemento de la válvula del agujero de inyección 4
por el combustible a alta presión tal como se expuso anteriormente.
En consecuencia, debido a la fuerza de presión en la dirección de
cierre provocada por la presión del combustible y la fuerza de
presión en la dirección de cierre aplicada por el resorte de cierre
de la válvula 6, el elemento de la válvula del agujero de inyección
4 se mantiene en una posición de cierre, cerrando los agujeros de
inyección 2.
Para abrir los agujeros de inyección 2 con el fin
de iniciar la inyección del combustible, se aplica un voltaje al
actuador de electrostricción 19 para expandir el actuador de
electrostricción 19, y presionar por tanto el pistón de diámetro
grande 16 según se indica en la figura 2. En consecuencia, el pistón
de diámetro grande 16 se desplaza a lo largo del agujero deslizante
17 hacia el pistón de diámetro pequeño 15. La cámara 21 de
amplificación del desplazamiento rellenada con combustible a baja
presión está provista entre el pistón de diámetro grande 16 y el
pistón de diámetro pequeño 15, y está definida parcialmente por una
parte de la pared en escalón, en un límite entre el agujero
deslizante 17 para el pistón 16 de diámetro grande y el agujero
deslizante 14 para el pistón 15 de diámetro pequeño. En
consecuencia, conforme se desplaza el pistón 16 de diámetro grande,
el pistón 15 de diámetro pequeño se desplaza a lo largo del agujero
deslizante 14, de forma que se mantiene la capacidad de la cámara 21
de amplificación del desplazamiento. Más específicamente, la
cantidad de desplazamiento del pistón de pequeño diámetro 15 llega a
ser mayor que la cantidad de desplazamiento del pistón 16 de
diámetro grande, es decir, la cantidad de expansión del actuador de
electrostricción 19.
En consecuencia, el pistón de pequeño diámetro 15
desplaza en forma fiable el elemento de la válvula de control 11 a
una posición de apertura contra la fuerza del resorte de presión 12,
de forma que el elemento de la válvula de control 11 abra la
abertura 9b del lado de baja presión de la cámara de la válvula 9 y
cerrando la abertura 9a del lado de alta presión. En consecuencia,
el combustible de alta presión en la cámara de la válvula 9 retorna
hacia el depósito de combustible y similar a través del conducto de
paso 18 del combustible de baja presión, de forma que la presión del
combustible en la cámara de control 7 conectada a la cámara de la
válvula 8 disminuya rápidamente. Conforme la presión del combustible
en la cámara de control 7 disminuya, disminuirá la fuerza en la
dirección de cierre ejercida sobre el elemento de la válvula del
agujero de inyección 4 por la presión del combustible. Como
resultado de ello, la fuerza en la dirección de cierre sobre el
elemento de la válvula del agujero de inyección 4 combinada con la
fuerza del resorte de cierre de la válvula 6 llega a ser inferior
que la fuerza en la dirección de apertura ejercida sobre el elemento
de la válvula del agujero de inyección 4 por la presión del
combustible en conducto de paso 3 del combustible de alta presión.
En consecuencia, el elemento de la válvula del agujero de inyección
4 se desplaza a una posición de apertura, abriendo los agujeros de
inyección 2. Durante el estado de la válvula abierta del elemento de
la válvula del agujero de inyección 4, el cierre de la abertura 9a
del lado de alta presión de la cámara de la válvula 9 por el
elemento de la válvula de control 11 impide el flujo de salida
directo de combustible del conducto de paso 3 de combustible de alta
presión hacia el interior del conducto de paso 13 de de combustible
de baja presión a través de la cámara de la válvula 9. En
consecuencia, se minimiza el consumo de combustible en el conducto
de paso de combustible de alta presión 3.
Para cerrar los agujeros de inyección 2 con el
fin detener la inyección del combustible, se interrumpe la
aplicación de voltaje al actuador de electrostricción 19, de forma
que se contraiga el actuador de electrostricción expandido 19.
Conforme desaparece la fuerza de presión del actuador de
electrostricción 19 en el pistón 16 de diámetro grande, el pistón de
diámetro grande 16 es retornado a la posición original mientras que
se mantiene en contacto con el actuador de electrostricción 19,
debido a la fuera del resorte de retorno 20 que actúa sobre la parte
de la brida 16a del pistón de diámetro grande 16. Durante esta
operación también se mantiene la capacidad de la cámara de
amplificación del desplazamiento 21, de forma que el pistón de
diámetro pequeño 15 retorne a una posición indicada en la figura 1.
Conforme desaparece la fuerza de la presión ejercida sobre el
elemento de la válvula de control 11 por el pistón de pequeño
diámetro 15, el elemento de la válvula de control 11 es retornado a
la posición de cierre, cerrando la abertura 9b del lado de baja
presión de la cámara de la válvula 9 y abriendo la abertura 9a del
lado de alta presión, debido al resorte de presión 12. La cámara de
la válvula 9 se llena inmediatamente con combustible a alta presión
suministrado desde el conducto de paso 3 de combustible de alta
presión a través de la abertura 9a del lado de alta presión.
El combustible de alta presión en la cámara de la
válvula 9 es suministrado al interior de la cámara de control 7 a
través del orificio 10. El combustible de alta presión es
suministrado también al interior de la cámara de control 7 desde el
conducto de paso 3 de combustible de alta presión 3 a través del
orificio 8. Así pues, la cámara de control 7 se rellena
relativamente pronto con el combustible a alta presión. Así pues, la
suma de la fuerza en la dirección de cierre ejercida sobre el
elemento de la válvula del agujero de inyección 4 por el combustible
de alta presión a través de la cámara de control 7 y la fuera del
resorte de cierre de la válvula, llega a ser mayor que la fuerza en
la dirección de apertura ejercida sobre el elemento de la válvula
del agujero de inyección 4 por el combustible de alta presión a
través del conducto de paso 3 del combustible de alta presión, de
forma que el elemento de la válvula de agujero de inyección 4 se
desplace a la posición de cierre.
Tal como se ha descrito anteriormente, aunque la
cantidad de desplazamiento del actuador de electrostricción 19, es
decir, la cantidad de expansión del mismo, sea relativamente
pequeña, la provisión de la cámara de amplificación del
desplazamiento 21 entre el pistón de diámetro grande 16 y el pistón
de diámetro pequeño 15 hacen posible abrir en forma fiable el
elemento de la válvula de control 11. Es ideal que se mantenga una
capacidad fijada de la cámara de amplificación del desplazamiento
21, según lo mencionado anteriormente. No obstante, en realidad
conforme el pistón de diámetro grande 16 se desplaza para desplazar
el pistón de diámetro pequeño 15, con el fin de abrir el elemento
de la válvula de control 11, la presión del combustible en la cámara
de amplificación del desplazamiento 21 se eleva de forma que una
parte del combustible en la cámara de amplificación del
desplazamiento 21 tiene fugas hacia el interior del conducto de paso
13 del combustible de baja presión a través del pequeño entrehierro
alrededor del pistón de diámetro pequeño 15.
Si la fuga del combustible tiene lugar de esta
forma, la capacidad reducida de la cámara de amplificación del
desplazamiento 21 da lugar a una desviación posicional del pistón de
diámetro pequeño 15 cuando el pistón de diámetro pequeño 15 retorne
mediante el retorno del pistón diámetro grande 16 a la posición
original con el fin de cerrar el elemento 11 de la válvula de
control. Esto eleva la posibilidad de que el pistón de diámetro
pequeño 15 falle para abrir suficientemente el elemento de la
válvula de control 11. Con el fin de impedir dicha desviación
posicional del pistón de diámetro pequeño 15, es necesario que la
cantidad de perdida de combustible de la cámara de amplificación de
desplazamiento 21 sea suministrada desde el conducto de paso 13 del
combustible de baja presión al interior de la cámara de
amplificación del desplazamiento 21, cuando el pistón de diámetro
pequeño 15 retorne a la posición original.
En un dispositivo de inyección de combustible
ordinario tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el espacio 18 en
el cual está dispuesto el resorte de retorno 20, está conectado en
comunicación con el conducto de paso 13 del combustible de baja
presión, y un conducto de paso 16b de combustible de relleno que se
extiende dentro del pistón de diámetro grande 16. El conducto de
paso 16b de combustible de relleno se comunica con el espacio 18, y
tiene una abertura hacia la cámara de amplificación del
desplazamiento 21. Esta provista una parte de abertura del conducto
de paso del combustible de relleno 16b hacia la cámara de
amplificación del desplazamiento 21, con una válvula de control que
permite que el combustible fluya solo hacia la cámara de
amplificación del desplazamiento 21. Esta válvula de control en el
dispositivo de inyección de combustible mostrado en las figuras 1 y
2 está compuesta por miembro laminado 22 capaz de cerrar la parte de
la abertura, y un resorte 23 que presiona el miembro laminado 22 en
la dirección de cierre desde el lado de la cámara de amplificación
del desplazamiento 21.
En el caso en el que el diámetro grande 16
retorne mediante la contracción el actuador por electrostricción 19
después de tener lugar una fuga de combustible desde la cámara de
amplificación del desplazamiento 21, la presión de combustible en la
cámara de amplificación del desplazamiento 21 llegara a ser menor
que la presión de combustible en el conducto de paso 3 de
combustible de baja presión, cuando el pistón 15 de pequeño diámetro
retorne mientras que se mantiene en contacto con el elemento de la
válvula de control 11 posicionado en la posición de cierre. En
consecuencia, el miembro laminado 22 tiene un elemento de válvula de
control 22 como un elemento de válvula de control que abre la parte
de apertura del conducto de paso 16b de combustible de relleno, de
forma que la cámara de amplificación de desplazamiento 21 se rellene
con combustible de baja presión desde el conducto de paso 13 del
combustible de baja presión.
Incidentalmente, el combustible de alta presión
suministrado en el conducto de paso 3 de combustible de alta presión
de un dispositivo de válvula de inyección de combustible desde una
cámara acumuladora de presión o similar contiene a menudo pequeñas
partículas extrañas o similares. Dichas partículas extrañas pequeñas
no pueden ser eliminadas completamente incluso aunque se disponga un
filtro en el conducto de paso 3 del combustible de alta presión. En
consecuencia, el combustible de baja presión en el conducto de paso
13 de baja presión puede contener posiblemente pequeñas partículas
extrañas o similares, y la construcción del conducto de paso 16b de
combustible de relleno del dispositivo de inyección de combustible
mostrado en las figuras 1 y 2 puede permitir que particular pequeñas
extrañas puedan introducirse en la cámara de amplificación del
desplazamiento 21, conjuntamente con el combustible de relleno. Las
pequeñas partículas extrañas en la cámara de amplificación del
desplazamiento 21 impedirán el deslizamiento suave del pistón de
diámetro grande 16 o del pistón de diámetro pequeño 15, dando lugar
a una apertura y cierre no fiable del elemento de la válvula de
control 11.
El dispositivo de inyección de combustible de
acuerdo con una realización de la invención tiene por objeto impedir
en forma fiable la entrada de dicha materia extraña pequeña dentro
de la cámara de amplificación de desplazamiento. Se muestra una
construcción para dicho fin en una vista ampliada de la cámara de
amplificación del desplazamiento 21 y sus zonas periféricas en la
figura 3. Las partes no mostradas en la figura 3 son
substancialmente las mismas que las del dispositivo de inyección de
combustible ordinario mostrado en las figuras 1 y 2. Los componentes
y partes comparables a los mostrados en las figuras 1 y 2 están
representados por los caracteres de referencia comparables en la
figura 3, y no se describirán con detalle más adelante. Las
diferencias del dispositivo de inyección de combustible mostradas en
la figura 3 con respecto al dispositivo de inyección de combustible
mostrado en las figuras 1 y 2 serán descritas principalmente más
adelante.
En forma similar al pistón 16 de diámetro grande
anteriormente descrito, un pistón 16' de diámetro grande del
dispositivo de inyección de combustible de acuerdo con la
realización, tiene una parte de brida 16a' para soportar un resorte
de retorno 20. La primera parte periférica del pistón 16' de
diámetro grande adyacente a la parte de la brida 16a', es decir
relativamente cercana a un actuador de electrostricción 19, es más
estrecha en el diámetro que una segunda parte periférica del pistón
de diámetro grande 16' situada en un lado remoto desde el actuador
de electrostricción 19. La segunda parte periférica está provista
con el diámetro grande del pistón de diámetro grande, y se desliza
a lo largo de la pared del agujero deslizante 17. La parte central
del pistón de diámetro grande 16' alrededor de un eje del mismo
tiene un agujero en el extremo del punto muerto que tiene una
abertura a una cámara de amplificación del desplazamiento 21, y que
forma una parte del conducto de paso del combustible de relleno. Los
orificios 16c' se extienden desde la primera parte periférica hasta
el agujero del punto muerto 16b', formando otra parte del conducto
de paso del combustible de relleno. Así pues, a través del agujero
del punto muerto extremo 16b' y de los orificios 16c', la cámara de
amplificación del desplazamiento 21 está conectada a un espacio 18
que comunica con un conducto de paso 13 del combustible a baja
presión. La parte de la abertura del conducto de paso del
combustible de relleno hasta la cámara de amplificación del
desplazamiento 21 está cerrada por una válvula de control que está
formada por un miembro laminado 22 y un resorte 23 de forma similar
a la válvula de control anteriormente descrita.
En este dispositivo de inyección de combustible,
puesto que el conducto de paso del combustible de relleno está
provisto con los orificios 16c' que sirven como parte de regulación,
el combustible en el espacio 18 circula al interior del conducto de
paso del combustible de relleno (16b') a través de los orificios
16c' a muy alta velocidad. Generalmente, la materia extraña pequeña
en el combustible son partículas de metal o similares que tienen una
densidad específica mayor que el combustible. En consecuencia, si se
encuentran contenidas partículas extrañas pequeñas en el combustible
de baja presión que circula dentro del espacio 18 desde el conducto
de paso 13 de baja presión, las partículas extrañas pequeñas
existirán en una zona de baja velocidad o zona de estancamiento S en
el espacio 18, y no existiendo en la zona de alta velocidad. Así
pues, las corrientes de alta velocidad del combustible que entran en
los orificios 16c' no contendrán partículas extrañas pequeñas o
similares, y por tanto las partículas extrañas no se introducirán en
la cámara de amplificación del desplazamiento
21.
21.
En la realización, los orificios 16c' que forman
una parte del conducto del combustible de relleno, se extienden
diagonalmente hacia arriba hacia el agujero del punto muerto extremo
16b' según se indica en la figura 3 cuando el dispositivo de
inyección de combustible está montado en un motor de combustión
interna. En consecuencia, las partículas extrañas de alta densidad
especifica no ascienden a través de los orificios 16c' contra la
gravedad, y por tanto no penetran en la cámara de amplificación del
desplazamiento 21. El dispositivo de inyección de combustible de la
realización está montado en un motor en una posición tal como se
indica en la figura 3, es decir en una posición tal que la dirección
del eje del dispositivo coincide con la dirección vertical. No
obstante, en un caso en que el dispositivo de inyección de
combustible esté montando de forma que la dirección del eje del
dispositivo sea diagonal a la dirección vertical, al menos uno de
los orificios 16c' puede extenderse posible y perfectamente en la
dirección vertical. Aunque en el dispositivo de inyección del
combustible de la realización, los orificios 16c' como una parte del
conducto de paso del combustible de relleno están formados hacia
arriba o diagonalmente hacia arriba con el fin de impedir la entrada
de partículas extrañas de una densidad especifica relativamente alta
en la cámara de amplificación del desplazamiento 21, la entrada de
dicha materia extraña puede quedar impedida mediante una
construcción en la cual una parte del conducto de paso del
combustible de relleno esté formada sin ningún orificio, con el fin
de extenderse hacia arriba o diagonalmente hacia arriba.
En el dispositivo de inyección de combustible, la
zona S en el espacio 18 situado en un lado de la zona inmediata de
aguas arriba de los orificios 16c' es una zona de estancamiento de
combustible en donde no se producen corrientes algunas. Las
partículas extrañas, las cuales tienen una densidad específica alta,
tienen probabilidad de acumularse y residir en la zona S de
estancamiento de combustible. En consecuencia, las partículas
extrañas que entran en el espacio S no entran en la cámara de
amplificación del desplazamiento 21 a través del conducto de paso
del combustible de relleno.
En el dispositivo de inyección de combustible de
esta realización, el espacio S de estancamiento del combustible está
provisto en un lado de la zona de aguas arriba inmediata de los
orificios 16c' que se extiende hacia arriba o diagonalmente hacia
arriba. Esta configuración impide con efectividad la entrada de
materias extrañas en la cámara de amplificación del desplazamiento
21. No obstante, el espacio 18 puede ser considerado como una parte
del conducto de paso del combustible de relleno. En consecuencia, en
el caso de una construcción del conducto de paso del combustible de
relleno sin un orificio, el espacio de estancamiento del combustible
está formado en una parte del conducto de paso del combustible de
relleno que se extiende dentro de un pistón de diámetro grande, la
materia extraña residirá en el espacio de estancamiento del
combustible, de forma que la entrada de materia extraña en la cámara
de amplificación del desplazamiento 21 pueda quedar impedida con
suficiencia.
Aunque en el dispositivo de inyección de
combustible de la realización anterior, una parte principal del
conducto de paso del combustible de relleno está formada en el
pistón de diámetro grande 16' como en el dispositivo convencional,
esta construcción no limita la invención. Por ejemplo, el conducto
de paso del combustible de relleno puede ampliarse desde un conducto
de paso del combustible a baja presión directamente hasta la cámara
de amplificación del desplazamiento 21.
En un dispositivo de inyección de combustible de
acuerdo con una realización de la invención, una cámara de
amplificación del desplazamiento está conectada en comunicación con
un conducto de paso del combustible a través de un conducto de paso
del combustible de relleno provisto con una válvula de control que
permite que el combustible circule solo hacia la cámara de
amplificación de desplazamiento, y en donde el conducto de paso del
combustible de relleno tiene una parte de regulación. En
consecuencia, el combustible fluye en la parte de regulación del
conducto de paso del combustible de relleno a alta velocidad. En
consecuencia, las partículas extrañas que tengan una densidad
específica más alta que el combustible tienen más probabilidades de
residir en una zona de baja velocidad o en una zona de estancamiento
con respecto a una zona de alta velocidad, en un lado inmediato a
una zona de aguas arriba de la parte de regulación. En consecuencia,
dichas partículas extrañas no se introducirán en el espacio de aguas
arriba de la parte de regulación. De esta forma, se impedirá la
entrada de materias extrañas en la cámara de amplificación del
desplazamiento, de forma que pueda mantenerse una abertura y cierre
fiables del elemento de la válvula de control.
En un dispositivo de inyección de combustible de
acuerdo con otra realización de la invención, se encuentra conectada
una cámara de amplificación del desplazamiento en comunicación con
un conducto de paso del combustible a través del conducto de paso
del combustible de relleno provisto con una válvula de control, que
permite que el combustible fluya solo hacia la cámara de
amplificación del desplazamiento, y en donde el conducto de paso del
combustible de relleno está formado de manera que al menos una parte
del conducto de paso se prolongue hacia arriba o diagonalmente hacia
arriba, cuando se instale el dispositivo de inyección de
combustible. En consecuencia, las partículas extrañas que tengan
una densidad específica mayor que el combustible no podrán pasar a
través de la parte ascendente o diagonalmente ascendente del
conducto de paso del combustible de relleno, y por tanto no entrarán
en la parte del conducto de paso en zonas de aguas debajo de la
parte ascendente o diagonalmente ascendente. De esta forma, el
dispositivo de inyección de combustible de esta realización consigue
también las ventajas de poder impedir la entrada de materias
extrañas en el interior de la cámara de amplificación del
desplazamiento, y mantener por tanto la apertura y cierre de forma
fiable del elemento de la válvula de control.
En un dispositivo de inyección de combustible de
acuerdo con incluso otra realización de la invención, una cámara de
amplificación del desplazamiento está conectada en comunicación con
un conducto de paso de combustible a través del conducto de paso del
combustible de relleno provisto con una válvula de control, que
permite que el combustible fluya solo hacia la cámara de
amplificación del desplazamiento, y el donde el conducto de paso del
combustible de relleno tiene un espacio de estancamiento del
combustible. En consecuencia, las partículas extrañas que tengan una
densidad específica mayor que el combustible se acumularán
probablemente y residirán en el espacio de estancamiento de
combustible, y por tanto no entrando en la parte del conducto de
paso en zona de aguas abajo del espacio de estancamiento del
combustible. Así pues, esta realización impide también la entrada de
materias extrañas en la cámara de amplificación del desplazamiento,
y por tanto permite el mantenimiento de la apertura y cierre de
forma fiable del elemento de la válvula de control.
El dispositivo de inyección de combustible tiene
un actuador, y una cámara de amplificación del desplazamiento (21)
para amplificar la magnitud de desplazamiento del actuador (19). La
cámara de amplificación del desplazamiento está conectada a un
conducto de combustible a través de un conducto de combustible de
relleno (16b', 16c') que tiene una válvula de control (22, 23) que
permite que el combustible fluya solo hacia la cámara de
amplificación del desplazamiento. Una parte de regulación (16c')
está formada en el conducto del combustible de relleno.
Claims (12)
1. Un dispositivo de inyección de combustible que
incluye un actuador (19), una cámara de amplificación del
desplazamiento (21) para amplificar una magnitud del desplazamiento
del actuador (19), un conducto de combustible de baja presión (13);
y un conducto de combustible de relleno (16b'), que sitúa el
conducto de combustible de baja presión (13) y la cámara de
amplificación del desplazamiento (21) en comunicación y que tiene
una válvula de control (22, 23) la cual permite que el combustible
fluya solo hacia la cámara de amplificación del desplazamiento (21),
estando caracterizado el dispositivo de inyección de
combustible porque:
el conducto de combustible de relleno (16b')
tiene medios de separación en zona de aguas arriba de la válvula de
control (22, 23) para separar las materias extrañas que tengan una
densidad específica mayor que el combustible.
2. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 1, en el que los medios de separación
comprenden una parte de regulación (16c') formada en el conducto de
combustible de relleno (16b').
3. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 1, en el que los medios de separación
comprenden una parte del conducto de combustible de relleno (16b'),
que está formada para que se extienda verticalmente hacia arriba o
con un ángulo predeterminado cuando se instale el dispositivo de
inyección de combustible.
4. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 1, en el que los medios de separación
comprenden un espacio de estancamiento del combustible (S) formado
en el conducto de combustible de relleno (16b').
5. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 1, en el que las materias extrañas
predeterminadas incluyen las partículas metálicas.
6. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 2, en el que la parte de regulación (16c')
del conducto de combustible de relleno (16b') está formada de manera
que se extienda verticalmente hacia arriba o con un ángulo
predeterminado cuando se instale el dispositivo de inyección de
combustible.
7. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 6, en el que está formado un espacio (S) de
estancamiento del combustible, que está formado en un lado de la
zona de aguas arriba de la parte de regulación (16c') del conducto
de paso de combustible de relleno (16b').
8. El dispositivo de inyección de combustible
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que esta
provisto un pistón de diámetro grande (16, 16') que es desplazable
mediante un actuador (19) y un pistón de diámetro pequeño (15) que
está frente al pistón de diámetro grande (16, 16') a través de la
cámara de amplificación del desplazamiento (21), y en el que al
menos una parte del conducto de paso del combustible de relleno
(16b') se extiende desde una parte periférica del pistón de diámetro
grande (16, 16'), que está situado en un lado relativamente cercano
al actuador (19), cámara de amplificación del desplazamiento (21), a
través del interior del pistón de diámetro grande (16, 16').
9. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 8, en el que el interior del pistón de
diámetro grande (16') comprende un agujero en el punto muerto
extremo (16b') que está formado como una parte del conducto de
combustible de relleno a lo largo de un centro axial del pistón de
diámetro grande (16'), estando el agujero del punto muerto extremo
(16b') cerrado en una parte superior y abierto en una parte
inferior, con el fin de estar conectado en comunicación con la
cámara de amplificación del desplazamiento (21).
10. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 8, en el que la válvula de control (22, 23)
está configurada de forma tal que el interior del pistón de diámetro
grande (16') esté situado en comunicación o cerrado con respecto a
la cámara de amplificación del desplazamiento (21) mediante el
accionamiento de la válvula de control (22, 23).
11. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 8, en el que:
un área seccional de la parte periférica del
pistón de diámetro grande (16') situada cerca del actuador (19) es
menor que un área seccional de otra parte periférica del pistón de
diámetro grande (16') situada cerca del pistón de diámetro pequeño
(15); y
en el que el espacio de estancamiento de
combustible (S) está formado entre la parte periférica del pistón de
diámetro grande cerca del actuador (19) y un cuerpo del dispositivo
de inyección de combustible.
12. El dispositivo de inyección de combustible
según la reivindicación 8, en el que la parte de regulación (16c')
está formada para que se extienda verticalmente hacia arriba o con
un ángulo predeterminado con respecto al espacio de estancamiento
del combustible (S) hacia el interior del pistón de diámetro grande
(16').
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