ES2260363T3 - Cuerpo de valvula de un inyector de combustible. - Google Patents
Cuerpo de valvula de un inyector de combustible.Info
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Abstract
Cuerpo de válvula (6) de un inyector de combustible (1); incluyendo el cuerpo de válvula (6) un depósito tubular cilíndrico que tiene una cavidad cilíndrica central (17), un asiento de válvula (16) que está dispuesto en un extremo inferior del depósito tubular (14), un pasador (15) que puede enganchar el asiento de válvula (16) y se acomoda de manera deslizante dentro del depósito tubular (14), un par de guías inferior y superior (25, 22) que pueden soportar el pasador (15) de manera deslizante y se acomodan en el depósito tubular (14), y un elemento de soporte (19), que está dispuesto en un extremo superior del depósito tubular (14), acomoda la guía superior (22), y define al menos un agujero de suministro (20) que se abre a la cavidad (17) para el suministro de combustible a la cavidad (17) propiamente dicha; definiendo el elemento de soporte (19) dos agujeros de suministro (20), que se abren a la cavidad central (17) y están dispuestos simétricamente en lados opuestos de un eje central (2) del depósito tubular (14); caracterizándose el cuerpo de válvula (6) porque el elemento de soporte (19) se define por una barra, que está dispuesta simétricamente a lo largo de un diámetro del extremo circular superior del depósito tubular (14) y tiene una anchura que es menor que la dimensión de la cavidad (17) para definir lateralmente los agujeros de suministro (20).
Description
Cuerpo de válvula de un inyector de
combustible.
La presente invención se refiere a un cuerpo de
válvula de un inyector de combustible.
Un inyector de combustible conocido incluye
normalmente un cuerpo de válvula que está provisto de un depósito
tubular cilíndrico que tiene una cavidad cilíndrica central, un
asiento de válvula dispuesto en un extremo inferior del depósito
tubular, un pasador que puede enganchar el asiento de válvula y se
acomoda de manera deslizante dentro del depósito tubular, y dos
guías inferior y superior para el pasador que se acomoda en el
depósito tubular.
US-6182912-A1
describe una válvula de inyección de combustible a alta presión para
la inyección directa de combustible a la cámara de combustión de un
motor de combustión interna de mezcla comprimida, inflamada fuera,
que en el extremo situado hacia abajo de la válvula tiene una zona
de guía y asiento formada por tres elementos en forma de disco. Un
elemento de torbellino está encajado entre un elemento de guía y un
elemento de asiento de válvula. El elemento de guía, que se puede
mover radialmente en la válvula montada y que tiene un agujero de
guía interior, sirve para guiar una aguja de válvula axialmente
móvil que se extiende a través de él, mientras que una sección de
cierre de válvula de la aguja de válvula actúa en concierto con una
superficie de asiento de válvula del elemento de asiento de válvula.
El elemento de guía es empujado elásticamente mediante un muelle de
compresión que actúa en él.
US-5192048-A1
describe un cartucho de soporte de inyector de combustible, en el
que dos cojinetes de guía angulares que guían la aguja, están
montados en un tubo dispuesto en un agujero del cuerpo de válvula,
en vez de montarse directamente en el agujero del cuerpo de
válvula. Esta disposición proporciona la oportunidad de una mejor
alineación de los cojinetes con el accionador de solenoide y con el
asiento de válvula.
Aunque se usan ampliamente, los cuerpos de
válvula conocidos del tipo antes descrito se producen con una
estructura de diseño relativamente complicada, y por lo tanto
costosa de producir y montar.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un cuerpo de válvula de un inyector de combustible que
carece de las desventajas antes descritas, y en particular es fácil
y económico de implementar.
Según la presente invención se facilita un
cuerpo de válvula de un inyector de combustible como el expuesto en
la reivindicación 1.
La presente invención se describirá ahora con
referencia a los dibujos anexos, que ilustran algunas realizaciones
no limitativas de la invención, en los que:
La figura 1 es una vista esquemática en alzado
lateral y parcialmente en sección transversal de un inyector de
combustible producido según la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
cuerpo de válvula del inyector de combustible de la figura 1 a
escala ampliada.
La figura 3 es una vista a escala ampliada y en
sección transversal de una porción de extremo del cuerpo de válvula
de la figura 2.
Las figuras 4 son vistas en perspectiva de un
elemento de cierre hermético de la figura 3.
La figura 5 es una vista en planta del elemento
de cierre hermético de la figura 4.
Las figuras 6 y 7 son vistas en perspectiva en
planta de dos componentes del elemento de cierre hermético de la
figura 4.
La figura 8 es una vista a escala ampliada y en
sección transversal de una porción de extremo del cuerpo de válvula
de la figura 2 según una realización diferente.
Las figuras 9 son vistas en perspectiva de un
elemento de cierre hermético de la figura 8.
Las figuras 10 son vistas en perspectiva en
planta de un componente del elemento de cierre hermético de la
figura 8.
Y las figuras 11, 12 y 13 son vistas en planta
de los componentes de las figuras 6, 7 y 10 provistos de respectivos
cuerpos de servicio.
En la figura 1, 1 indica en conjunto un inyector
de combustible, que tiene simetría sustancialmente cilíndrica
alrededor de un eje longitudinal 2 y se puede controlar para
inyectar combustible líquido, típicamente gasolina o diesel, desde
su propia boquilla de inyección 3. El inyector 1 incluye un cuerpo
accionador superior 4 que acomoda un accionador electromagnético 5,
y un cuerpo de válvula inferior 6, que es integral con el cuerpo
accionador 4 y acomoda una válvula 7 que es accionada por el
accionador electromagnético 5 para regular el flujo de combustible
procedente de la boquilla de inyección 3.
El cuerpo accionador 4 tiene una cavidad
interior sustancialmente cilíndrica 8, que recibe el combustible
presurizado de un agujero de suministro superior 9, termina en un
agujero inferior 10 que es enganchado por el cuerpo de válvula 6, y
acomoda el accionador electromagnético 5.
El accionador electromagnético 5 incluye un
electroimán fijo 11, que puede desplazar un anclaje 12 hecho de
material ferromagnético a lo largo del eje 2 de una posición de
cierre (no ilustrada) a una posición de abertura (ilustrada en las
figuras 1 y 2) contra la acción de un muelle 13 que tiende a
mantener el anclaje 12 en la posición de cierre.
El cuerpo de válvula 6 incluye un depósito
tubular sustancialmente cilíndrico 14 que acomoda un obturador o
pasador 15, que tiene una porción superior integral con el anclaje
12 y coopera con un asiento de válvula 16 para regular el flujo de
combustible procedente de la boquilla de inyección 3 de manera
conocida. En particular, el depósito tubular 14 tiene una cavidad
cilíndrica central 17, que se extiende a lo largo de la longitud
completa del depósito tubular 14, se cierra en la base de manera
estanca a los fluidos por un elemento de cierre hermético 18 en el
que se define el asiento de válvula 16, y se cierra parcialmente en
la parte superior por un elemento de soporte 19 que está dispuesto
de tal manera que defina dos agujeros de suministro 20 dispuestos
simétricamente en el lado opuesto del eje 2 y abiertos a la cavidad
17 para el suministro de combustible a la cavidad 17 propiamente
dicha.
El elemento de soporte 19 se define por una
barra, que está dispuesta simétricamente a lo largo de un diámetro
del extremo circular superior del depósito tubular 14 y tiene una
anchura menor que la dimensión de la cavidad 17 para definir
lateralmente los agujeros de suministro 20; el elemento de soporte
19 también tiene un agujero pasante 21, que está dispuesto
coaxialmente al eje 2 y puede acomodar el obturador 15 de manera
deslizante con el fin de constituir una guía superior 22 para el
obturador 15 propiamente dicho.
Según una realización preferida, el elemento de
soporte 19 tiene inicialmente forma de disco para el cierre del
extremo superior del depósito tubular 14, habiéndose realizado los
dos agujeros de suministro 20 por medio de la extracción siguiente
(típicamente por medio de fresado) de respectivas porciones
laterales de este disco de cierre.
La estructura antes descrita del cuerpo de
válvula 6 tiene la ventaja de que se puede producir simple y
económicamente, puesto que hace posible obtener simple y
directamente en el depósito tubular 14 tanto la guía superior 22
para el obturador 15 como los agujeros de suministro 20. Además, el
depósito tubular 14 tiene en la parte superior una forma
puntiaguda, que facilita la introducción del asiento de válvula 6 en
el cuerpo accionador 4, y la fijación del asiento al cuerpo; para
ello, el depósito tubular 14 se hace de acero inoxidable duro para
introducir la rebaba presente en el cuerpo accionador 4 en el
momento de la conexión entre el depósito tubular 14 y el cuerpo
accionador 4, que se hace de un acero inoxidable magnético de tipo
blando.
El elemento de cierre hermético 18 tiene forma
de disco y tiene un agujero de inyección 23, que constituye la
boquilla de inyección 3 y en la práctica es enganchado por una
porción de extremo puntiagudo del obturador 15 para interrumpir el
flujo de combustible que fluye a través del agujero de inyección 23
propiamente dicho; al elemento de cierre hermético 18 está
conectado un cuerpo conformado 24, que incluye una guía inferior 25
para el obturador 15 y una boquilla rotativa 26 que puede impartir
movimiento rotativo al combustible que fluye a través del agujero
de inyección 23.
El cuerpo conformado 24 tiene sustancialmente
forma de un disco perforado en el centro, tiene un diámetro externo
más pequeño que el diámetro interno de la cavidad tubular 17,
incluye una serie de canales tangenciales 27 que se han previsto en
su propia porción inferior, e incluye un número de salientes
radiales exteriores 28 que tienen la función de colocar el cuerpo
conformado 24 dentro de la cavidad 17, y la función de conectarse
al elemento de cierre hermético 18 por soldadura.
Cada canal tangencial 27 se extiende entre su
propia boca de admisión 29 dispuesta cerca de una periferia externa
del cuerpo conformado 24 y su propia salida 30 que se abre al
agujero central 31 en el cuerpo conformado 24; las bocas de
admisión 29 están dispuestas lateralmente con relación a los
salientes radiales 28 de manera que sean independientes de los
salientes radiales 28 propiamente dichos, es decir, en otros
términos, los salientes 28 no contribuyen nada a definir la
geometría de las bocas de admisión 29. Esta característica es
especialmente útil, puesto que hace posible determinar el número, la
forma y la posición de los salientes 29 solamente en base a la
función de centrado y fijación del cuerpo conformado 24, y permite
simplificar la construcción y el montaje del cuerpo conformado
24.
Según la realización ilustrada en las figuras
3-7, el cuerpo conformado 24 se forma por la unión
de dos discos superpuestos 32 y 33, el disco superior 33 está
provisto de los salientes radiales 28 y está provisto de la guía
inferior 25 para el obturador 15, mientras que el disco inferior 32
está dispuesto entre el elemento de cierre hermético 18 y el disco
superior 33 y está provisto de ranuras pasantes 34 que definen las
paredes laterales de los canales tangenciales 27. En esta
configuración, el elemento de cierre hermético 18 define la pared
inferior de los canales tangenciales 27 y el disco superior 33
define la pared superior de los canales tangenciales 27 propiamente
dichos.
En la realización ilustrada en las figuras
3-7, las tres funciones de estanqueidad a los
fluidos, generación del movimiento tangencial del combustible
inyectado, y guía del obturador 15, están asignadas a tres
componentes diferentes puesto que el elemento de cierre hermético
realiza la estanqueidad a los fluidos, el disco inferior 32 genera
el movimiento tangencial, y el disco superior acomoda la guía
inferior 25 para el obturador 15; esta estructura tiene varias
ventajas, puesto que permite una simplicidad considerable de
producción tanto del elemento de cierre hermético 18 como de los
discos 32 y 33, y permite un nivel alto de flexibilidad al obtener
una amplia gama de calibraciones de la boquilla rotativa 26.
Según la realización ilustrada en las figuras
8-10, el cuerpo conformado 24 es un cuerpo
monolítico, en el que se definen tanto las paredes laterales como
la pared superior de los canales tangenciales 27, mientras que la
pared inferior de los canales tangenciales 27 se define por una
superficie superior del elemento de cierre hermético 18; esta
estructura hace posible simplificar el movimiento y el montaje del
cuerpo conformado 24 en el elemento de cierre hermético 18.
Según una realización preferida ilustrada en las
figuras 11-13, para producir el asiento de válvula
16, el cuerpo monolítico conformado 24 (figura 13) o los dos discos
32 y 33 que constituyen el cuerpo conformado 24 (figuras 11 y 12) se
producen de tal manera que sean integrales con un cuerpo de servicio
apropiado 35 por medio de un elemento de conexión correspondiente
36. Para encajar el cuerpo conformado 24 sobre el elemento de
cierre hermético 18, se dispone el cuerpo de servicio
correspondiente 35 en una posición que se determina para colocar el
cuerpo conformado 24 en la posición requerida con relación al
elemento de cierre hermético 18; después, la posición del cuerpo
conformado 24 se estabiliza conectando el cuerpo conformado 24
propiamente dicho (típicamente por medio de soldadura) al elemento
de cierre hermético 18, y el elemento de conexión 36 se interrumpe
por medio de rotura para eliminar el cuerpo de servicio 35.
Preferiblemente, cada cuerpo de servicio 35
tiene forma de disco y tiene un agujero central 37, dentro del que
se dispone el cuerpo conformado 24 o los dos discos 32 y 33 que
constituyen el cuerpo conformado 24; por medio de esta
configuración el elemento de conexión 36 se dispone radialmente.
Para obtener la colocación correcta con relación
al elemento de cierre hermético 18 del cuerpo conformado 24 o de los
dos discos 32 y 33 que constituyen el cuerpo conformado 24, el
cuerpo de servicio apropiado 35 tiene al menos un agujero de
colocación 38, que está conectado en la práctica a un dispositivo de
tope correspondiente (conocido y no ilustrado). Preferiblemente,
cada cuerpo de servicio 35 tiene cuatro agujeros de colocación 38
para garantizar también la orientación correcta con relación al
elemento de cierre hermético 18 del cuerpo conformado 24 o de los
dos discos 32 y 33 que constituyen el cuerpo conformado 24.
El uso de los cuerpos de servicio 35 hace
posible simplificar considerablemente el movimiento, la colocación y
la orientación del cuerpo conformado 24 o de los dos discos 32 y 33
que constituyen el cuerpo conformado 24; de hecho tanto el cuerpo
conformado 24 como los dos discos 32 y 33 que constituyen el cuerpo
conformado 24 son normalmente de movimiento y montaje especialmente
complejos debido a sus pequeñas dimensiones (por ejemplo, el disco
inferior 32 tiene típicamente un diámetro de 4 mm y un grosor de 0,2
mm).
Para construir los discos 32 y 33 que
constituyen el cuerpo conformado 24, o para construir el cuerpo
monolítico conformado 24 (con o sin los cuerpos de servicio
apropiados 35) se utiliza preferiblemente fotograbado, que hace
posible obtener un nivel alto de exactitud en la producción, junto
con bajos costos de producción.
Claims (18)
1. Cuerpo de válvula (6) de un inyector de
combustible (1); incluyendo el cuerpo de válvula (6) un depósito
tubular cilíndrico que tiene una cavidad cilíndrica central (17), un
asiento de válvula (16) que está dispuesto en un extremo inferior
del depósito tubular (14), un pasador (15) que puede enganchar el
asiento de válvula (16) y se acomoda de manera deslizante dentro del
depósito tubular (14), un par de guías inferior y superior (25, 22)
que pueden soportar el pasador (15) de manera deslizante y se
acomodan en el depósito tubular (14), y un elemento de soporte (19),
que está dispuesto en un extremo superior del depósito tubular (14),
acomoda la guía superior (22), y define al menos un agujero de
suministro (20) que se abre a la cavidad (17) para el suministro de
combustible a la cavidad (17) propiamente dicha; definiendo el
elemento de soporte (19) dos agujeros de suministro (20), que se
abren a la cavidad central (17) y están dispuestos simétricamente en
lados opuestos de un eje central (2) del depósito tubular (14);
caracterizándose el cuerpo de válvula (6) porque el elemento
de soporte (19) se define por una barra, que está dispuesta
simétricamente a lo largo de un diámetro del extremo circular
superior del depósito tubular (14) y tiene una anchura que es menor
que la dimensión de la cavidad (17) para definir lateralmente los
agujeros de suministro (20).
2. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
1, donde el elemento de soporte (19) incluye un agujero pasante
(21) que está dispuesto coaxialmente al depósito tubular (14);
siendo el agujero pasante (21) capaz de acomodar el pasador (15) de
manera deslizante y definir la guía superior (22).
3. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
1 ó 2, donde el elemento de soporte (19) está inicialmente en forma
de un disco para el cierre del extremo superior del depósito tubular
(14); realizándose los dos agujeros de suministro (20) por
extracción de respectivas porciones laterales del disco de
cierre.
cierre.
4. Cuerpo de válvula (6) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, donde el asiento de válvula (16) incluye un
elemento de cierre hermético (18), que define un cierre inferior,
estanco a los fluidos, del depósito tubular (14) y tiene un agujero
de inyección (23) enganchado por el pasador (15); y un cuerpo
conformado (24), que está conectado al elemento de cierre hermético
(18) y define una boquilla rotativa (26).
5. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
4, donde la boquilla rotativa (26) puede impartir movimiento
rotativo al combustible que fluye del agujero de inyección (23).
6. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
5, donde la guía inferior (25) se acomoda en el asiento de válvula
(16).
7. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
6, donde el cuerpo conformado (24) define tanto la boquilla
rotativa (26) como la guía inferior
(25).
(25).
8. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
7, donde el cuerpo conformado (24) tiene sustancialmente forma de un
disco perforado en el centro, que tiene un diámetro externo menor
que el diámetro interno de la cavidad (17), incluye una serie de
canales tangenciales (27) dispuestos en su propia porción inferior,
e incluye un número de salientes radiales exteriores (28) que
tienen la función de colocarse dentro de la cavidad (17), y la
función de conectarse al elemento de cierre hermético (18).
9. Cuerpo de válvula (6) según la reivindicación
8, donde cada canal tangencial indicado (27) se extiende entre su
propia boca de admisión (29) dispuesta cerca de una periferia
externa del cuerpo conformado (24) y su propia salida (30) que se
abre al agujero central (31) del cuerpo conformado (24);
disponiéndose las bocas de admisión (29) lateralmente con relación
a los salientes radiales (28) de modo que sean independientes de los
salientes radiales (28) propiamente dichos.
10. Cuerpo de válvula (6) según la
reivindicación 8 ó 9, donde el cuerpo conformado (24) es un cuerpo
monolítico.
11. Cuerpo de válvula (6) según la
reivindicación 8 o 9, donde el cuerpo conformado (24) se forma por
la unión de dos discos superior e inferior superpuestos (32, 33);
estando provisto el disco superior (33) de los salientes radiales
(28) y de la guía inferior; estando dispuesto el disco inferior (32)
entre el elemento de cierre hermético (18) y el disco superior (33)
y provisto de ranuras pasantes (34) que definen las paredes
laterales de los canales tangenciales (27); definiendo el elemento
de cierre hermético (18) una pared inferior de los canales
tangenciales (27) y definiendo el disco superior (33) una pared
superior de los canales tangenciales (27).
12. Método para la producción del cuerpo de
válvula (6) expuesto en la reivindicación 4, donde el cuerpo
conformado (24) se produce integralmente con un cuerpo de servicio
(35) por medio de al menos un elemento de conexión (36), el cuerpo
de servicio (35) se dispone en una posición predeterminada para
colocar el cuerpo conformado (24) en la posición requerida en
relación al elemento de cierre hermético (18), la posición del
cuerpo conformado (24) se establece conectando el cuerpo conformado
(24) propiamente dicho con el elemento de cierre hermético (18), y
el elemento de conexión (36) se interrumpe para eliminar el cuerpo
de servicio
(35).
(35).
13. Método según la reivindicación 12, donde el
cuerpo conformado (24) también define una guía inferior (25) para el
pasador (15).
14. Método según las reivindicaciones 12 o 13,
donde el cuerpo de servicio (35) tiene al menos un asiento de
colocación (38); consistiendo el método en conectar el asiento de
colocación (38) a un dispositivo de tope para poner el cuerpo de
servicio (35) en la posición predeterminada.
15. Método según la reivindicación 14, donde el
cuerpo de servicio (35) tiene tres asientos de colocación (38) que
son diferentes uno de otro; consistiendo el método en conectar cada
asiento de colocación indicado (38) a un dispositivo de tope
respectivo para poner el cuerpo de servicio (35) en la posición
predeterminada.
16. Método según la reivindicación 14 ó 15,
donde cada asiento de colocación indicado (38) se define por un
agujero pasante.
17. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 16, donde el cuerpo conformado (24) consta de
dos cuerpos superpuestos (32, 33), cada uno de los cuales está
provisto de un cuerpo de servicio respectivo (35).
18. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 17, donde el cuerpo conformado (24) o los
cuerpos superpuestos (32, 33) que constituyen el cuerpo conformado
(24) propiamente dicho se producen por medio de fotograbado.
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