ES2285638T3

ES2285638T3 - Inyector de combustible para motores de combustion interna con valvula de control de fases multiples.

Info

Publication number: ES2285638T3
Application number: ES05101342T
Authority: ES
Inventors: Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2025-02-22
Also published as: EP1593839A1; EP1593839B1; DE102004022270A1; DE502005000640D1; US20050263133A1; US7201149B2

Abstract

Inyector de combustible (3) para la inyección de combustible a una de las cámaras de combustión de un motor de combustión interna, con un amplificador de presión (5), que presenta una cámara de trabajo (8) que está en comunicación permanente con un acumulador de presión (1), como por ejemplo Common Rail, y que está separada de una cámara de presión diferencial (9) a través de una parte de pistón (6, 13), en el que la cámara de presión diferencial (9) del amplificador de presión (5) o bien puede ser descargada de presión o puede ser impulsada con presión a través de una válvula (30), y con un miembro de válvula de inyección (18), caracterizado porque la válvula (30) que descarga de presión o impulsa con presión la cámara de presión diferencial (9) del amplificador de presión (5) presenta una válvula de control (32) que contiene un pistón de servo-válvula (35) así como una válvula de activación (31) de varias fases, activada con actuador.

Description

Inyector de combustible para motores de combustión interna con válvula de control de fases múltiples.

Campo técnico

Para la alimentación de cámaras de combustión de motores de combustión interna de encendido automático con combustible se pueden emplear tanto sistemas de inyección controlados con presión como también sistemas de inyección controlados por carrera. Como sistemas de inyección de combustible se emplean, además de unidades de bomba y tobera, unidades de bomba -conducto- tobera, también sistemas de inyección con acumulador (Common Rail). Los sistemas de inyección con acumulador posibilitan de una manera ventajosa la adaptación de la presión de inyección a la carga y al número de revoluciones del motor de combustión interna. Para la consecución de potencias específicas altas y para la reducción de las emisiones del motor de combustión interna es necesaria, en general, una presión de inyección lo más alta posible.

Estado de la técnica

El documento DE 101 23 915.6 se refiere a una instalación de inyección de combustible. Esta instalación se emplea en un motor de combustión internas. Las cámaras de combustión del motor de combustión interna son alimentadas en cada caso con combustible a través de inyectores de combustible. Los inyectores de combustible son impulsados a través de una fuente de alta presión, además la instalación de inyección de combustible comprende, de acuerdo con la solución conocida a partir del documento DE 101 23 915.6, un amplificador de presión, que presenta un pistón amplificador de presión móvil, que separa una cámara, que se puede conectar a la fuente de alta presión, de una cámara de alta presión conectada con un inyector de combustible. La presión del combustible se puede variar a través del llenado de una cámara de retorno del multiplicador de la presión con combustible o bien a través del vaciado de esta cámara de retorno de combustible.

El inyector de combustible comprende un pistón de cierre móvil para la apertura o bien el cierre de los orificios de inyección, dirigidos hacia la cámara de combustión, del inyector de combustible. El pistón de cierre se proyecta en el interior de una cámara de presión de cierre, de manera que ésta puede ser impulsada con presión del combustible. De esta manera, se consigue una fuerza que impulsa el pistón de cierre en la dirección de cierre. La cámara de presión de cierre y otra cámara se forman a través de una cámara de trabajo común, en la que todas las zonas parciales de la cámara de trabajo están conectadas de una manera permanente entre sí para el intercambio de combustible.

Con esta solución, a través de la activación del amplificador de presión a través de la cámara de retorno se puede conseguir que se puedan mantener reducidas las pérdidas de activación en el sistema de alta presión de combustible en comparación con una activación a través de una cámara de trabajo conectada temporalmente con la fuente de alta presión de combustible. Además, la cámara de alta presión solamente se descarga hasta el nivel de presión de la cámara de acumulación de alta presión y no hasta el nivel de presión de fuga. Esto mejora, por una parte, el rendimiento hidráulico, por otra parte se puede realizar una caída más rápida de la presión hasta el nivel de la presión del sistema, de manera que se pueden acortar las distancias laterales que existen entre las fases de inyección. En los sistemas de inyección controlados por presión con amplificador de presión se plantea el problema de que no se puede garantizar la estabilidad de las cantidades de inyección, que deben inyectarse en la cámara de combustión, especialmente la representación de cantidades de inyección muy pequeñas, como se requiere, por ejemplo, en la inyección previa. Esto se puede atribuir sobre todo a que un miembro de válvula de inyección se abre muy rápidamente en los sistemas de inyección controlados por presión. Por lo tanto las dispersiones muy pequeñas en la duración de la activación de la válvula de control repercuten en gran medida sobre la cantidad de inyección. Se ha intentado solucionar este problema empleando un pistón separado de amortiguación de la carrera de la aguja, que delimita una cámara de amortiguación, y que debe conducir a un ajuste del juego hermético a alta presión. Esta solución permite, en efecto, una reducción de la velocidad de apertura de la aguja, pero, por otra parte, a través de esta solución se eleva en gran medida el gasto de construcción y, por lo tanto, los costes del sistema de inyección.

Se conoce a partir del documento DE 102 29 418 una instalación para la amortiguación de la carrera dela aguja en el inyector de combustible. De acuerdo con esta solución, la instalación de inyección de combustible comprende una cámara de acumulación de alta presión, un multiplicador de presión y una válvula de dosificación. El multiplicador de presión comprende una cámara de trabajo y una cámara de control, que están separadas una de la otra por medio de un pistón móvil axialmente. Una modificación de la presión en la cámara de control del multiplicador de presión tiene como consecuencia una modificación de la presión en una cámara de compresión, que impulsa una cámara de toberas a través de una admisión de combustible. La cámara de toberas rodea un miembro de válvula de inyección, que puede estar configurado, por ejemplo, como aguja de toberas. Una cámara de resorte de toberas, que impulsa el miembro de válvula de inyección, se puede llenar en el lado de alta presión a través de un conducto, que contiene un punto de estrangulamiento de admisión, desde la cámara de compresión del multiplicador de presión. En el lado de salida, la cámara de resorte de toberas está conectada a través de un conducto de contiene un punto de estrangulamiento de salida, con una cámara del multiplicador de presión.

Se conoce a partir del documento DE 102 29 415 de la misma manera una instalación parta la amortiguación de la carrera de la aguja en inyectores de combustible controlados con presión. De acuerdo con esta solución, una instalación para la inyección de combustible comprende un inyector de combustible, que se puede impulsar con combustible que está a alta presión y se puede activar a través de una válvula de dosificación. Al miembro de válvula de inyección está asociado un elemento de amortiguación que se puede mover de una manera independiente de aquél, que limita una cámara de amortiguación. El elemento de amortiguación presenta al menos un canal de sobrecorriente para la comunicación de la cámara de amortiguación con otra cámara hidráulica.

En las soluciones conocidas a partir de los documentos DE 102 29 418 y DE 102 29 415, respectivamente, la válvula de control está configurada como válvula de 3/2 pasos y controla una cantidad de retorno relativamente grande del amplificador de presión. A tal fin, se emplean especialmente servo-válvulas. En las variantes de activación representadas de inyectores de combustible con una sola válvula es un inconveniente la falta de flexibilidad con respecto a la formación de la curva de la presión de inyección (configuración del caudal) en comparación con los inyectores de combustible con dos actuadores independientes entre sí.

Representación de la invención

Para la elevación de la flexibilidad con respecto a la formación de la curva de la presión de inyección (configuración del caudal) de inyectores de combustible se propone una válvula de servo-control, que permite a través de diferentes velocidades de apertura del miembro de válvulas de la válvula de servo-control una formación de la curva de la presión de inyección en el inyector de combustible. Se pueden realizar diferentes velocidades de apertura del miembro de válvula, por ejemplo de un servo-pistón de una válvula de servo-control a través de una válvula de control de fases múltiples dentro del servo-circuito, tal como, por ejemplo, a través de una válvula magnética 3/3. De esta manera se puede ajustar la cantidad de combustible que debe inyectarse en cada caso a la cámara de combustión del motor de combustión interna, es decir, el caudal de inyección a través del aparato de control del motor de combustión interna. La flexibilidad, es decir, la formación de la curva de la presión de inyección (configuración del caudal) se puede elevar de esta manera y, por lo tanto, se puede adaptar de una manera óptima la inyección a las necesidades respectivas en el motor de combustión interna.

A tal fin, se propone de acuerdo con la invención emplear una válvula de control 3/3 de tres fases para el control del servo-circuito de una válvula de servo-control que activa un inyector de combustible. De acuerdo con la posición de conmutación de la válvula de control 3/3 de tres fases, se pueden liberar diferentes secciones transversales de estrangulamiento de salida, a través de las cuales se pueden descargar diferentes volúmenes de control, que posibilitan diferentes velocidades de apertura del miembro de válvula en la forma de un pistón de servo-válvula.

A través de un diseño adecuado de cantos de control del miembro de válvula 3/2 se puede representar con estas velocidades de apertura diferentes una formación de la presión de inyección. De acuerdo con la solución propuesta por la invención, se emplea, además, en cada caso solamente un actuador, por ejemplo un piezo-actuador o una válvula magnética por inyector de combustible, de manera que se mantiene en límites el gasto técnico de fabricación. De la misma manera se mantiene reducido el gasto de modificación que debe realizarse en el aparato de control del motor de combustión interna, puesto que solamente se prevén una fase final por inyector de combustible y el número correspondiente de los cilindros a alimentar con combustible del motor de combustión interna.

Como válvulas de control de fases múltiples se pueden emplear en este caso válvulas magnéticas o también piezo-válvulas así como válvulas que permiten un control continuo de la sección transversal.

Dibujo

Con la ayuda del dibujo se describe en detalle a continuación la invención.

En este caso:

La figura 1 muestra una representación esquemática de una forma de realización de un inyector de combustible con una servo-válvula, cuyo servo-circuito es controlado a través de una válvula magnética 3/3.

La figura 2 muestra variantes de activación de la válvula magnética 3/3 con diferentes corrientes de activación.

La figura 3 muestra carreras del miembro de válvula que se ajustan de acuerdo con el nivel de la corriente de activación de la figura 2.

La figura 4 muestra presiones de las toberas que se ajustan de acuerdo con las curvas de las carreras.

La figura 5 muestra movimientos de carreras que se ajustan en el miembro de válvula de inyección, y

La figura 6 muestra otra variante de realización del inyector de combustible representado en la figura 1, en el que la válvula magnética está provista, en lugar de una corredera, con una válvula de asiento-asiento.

Variantes de realización

La figura 1 muestra una primera variante de realización de un inyector de combustible que contiene un amplificador de presión con una válvula configurada de fases múltiples para la activación.

A partir de la representación según la figura 1 se puede deducir que un inyector de combustible 3, que contiene un amplificador de presión 5, está conectado a través de un conducto de alta presión 2 con un acumulador de presión 1 (Common Rail). El inyector de combustible 3 comprende una carcasa de inyector 4 configurada con preferencia de varias partes, en la que está alojado un amplificador de presión 5. El amplificador de presión 5 comprende una primera parte de pistón 6, que está impulsada a través de un muelle de recuperación 7. El muelle de recuperación 7 se apoya sobre un tope 10 configurado, por ejemplo, en forma de anillo, que está alojado en un espacio de trabajo 8 del amplificador de presión 5. La cámara de trabajo 8 del amplificador de presión 5 está conectada de forma permanente con el acumulador de presión 1 (Common Rail) y está impulsada con el nivel de presión del sistema que predomina en el acumulador de presión 1. A través de la primera parte del pistón 6 están separadas la cámara de trabajo 8 y la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) del amplificador de presión 5 una de la otra. La cámara de presión diferencial 9 se puede descargar de presión a través de un conducto de control 11.

El amplificador de presión 5 comprende, además, una cámara de compresión 12, que está impulsada a través de una superficie frontal 14 de una segunda parte de pistón 13 del amplificador de presión 5. De acuerdo con las relaciones de multiplicación de la presión, que se ajustan según el diseño del amplificador de presión 5, se comprime el volumen de combustible alojado en la cámara de compresión a una presión elevada. Desde la cámara de compresión 12 del amplificador de presión 5 se deriva una admisión de la cámara de toberas 23, que impulsa una cámara de toberas 24 del inyector de combustible 3 con un nivel de presión más elevado que se puede alcanzar de acuerdo con las relaciones de multiplicación del amplificador de presión 5.

Desde la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) del amplificador de presión 5 se extiende un conducto de sobrecorriente 15, en el que está configurado un primer punto de estrangulamiento 1 hacia una cámara de presión 17. En la cámara de presión 17 se encuentra un pistón de amortiguación 19, uno de cuyos lados frontales impulsa un lado frontal opuesto de u miembro de válvula de inyección 18, que se puede configurar, por ejemplo, de una sola pieza y que está formado como aguja de toberas. El pistón de amortiguación 19 comprende un taladro 20, en el que está configurado un segundo punto de estrangulamiento 21. Además, el pistón de amortiguación 19 está impulsado por un muelle 22, que se apoya en una superficie de la cámara de presión 17.

La admisión de la cámara de toberas 23 que se extiende desde la cámara de compresión 12 del amplificador de presión 5 hacia la cámara de toberas 24 impulsa la cámara de toberas 24 con un volumen de combustible que está a alta presión. Dentro de la cámara de toberas 24, que rodea el miembro de válvula de inyección 18, que se puede configurar, por ejemplo, de una sola pieza, está configurada en éste una fase de presión 25. A través del combustible, que afluye a la cámara de toberas 24 y que está a un nivel de presión alto, actúa en la fase de presión 25 del miembro de válvula de inyección 18, que puede estar configurado, por ejemplo, de una sola pieza, una fuerza hidráulica que lo impulsa en la dirección de apertura. Desde la cámara de toberas 24 circula el combustible alojado allí a través de un intersticio hacia orificios de inyección 26 que, cuando el miembro de válvula de inyección 18 está colocado en la posición abierta, liberan la inyección de una cantidad de combustible en una cámara de combustión no representada de un motor de combustión interna. El conducto de control 11 para la descarga de la presión de la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) del amplificador de presión 5 desemboca en una válvula de control 32 de una válvula de fases múltiples 30, que está dispuesta en la zona superior del inyector de combustible 3. El conducto de control 11 desemboca en una primera cámara hidráulica 33 de la válvula de control 32. Para el cierre de la primera cámara hidráulica 33 de la válvula de control 32 está configurado un asiento plano 38 en su pistón de servo-válvula 35. El asiento plano 38 en la zona inferior del pistón de servo-válvula 35 cierra un primer canto de control 36. En la carcasa 42 de la válvula de control 32 está configurado, además, un segundo canto de control 37. Por encima de la primera cámara hidráulica 33 se encuentra en la carcasa 42 de la válvula de control 32 una segunda cámara hidráulica 34, que está conectada con una derivación 40 del conducto de alta presión 2. De esta manera, en la segunda cámara hidráulica 34 se encuentra siempre el nivel de presión del sistema que predomina en el acumulador de presión 1 (Common Rail). En la zona superior de la carcasa 42 se encuentra una cámara de presión 39. Delante de ésta está conectado un tercer punto de estrangulamiento 41, que se desvía desde la derivación 40 del conducto de alta presión 2. Además, en la carcasa 42 de la válvula de control 32 debajo del primer canto de control 36 está dispuesta una cámara de baja presión, que está liberada o cerrada a través del pistón de servo-válvula 35 de acuerdo con su posición. Desde esta cámara se extiende un primer retorno 43 en la zona de baja presión de un sistema de inyección de combustible no representado aquí en detalle.

Desde la cámara de presión 39 de la válvula de control 32 se extiende un conducto, en el que está configurado un quinto punto de estrangulamiento 56. Este conducto se extiende en paralelo a la derivación 40 desde el conducto de alta presión 2, que desemboca en un cuarto canto de control 54 en la carcasa 50 de la válvula de activación 31. En la carcasa 50 de la válvula de activación 31 se encuentra un miembro de válvula 51 que se desplaza en dirección vertical. En su extremo inferior está configurado otro asiento plano 52, que libera o bien cierra un tercer canto de control 53. Debajo del asiento plano 52 se encuentra una cámara hidráulica en el lado de baja presión, desde la que se extiende un retorno 62 hacia una zona de baja presión, no representada aquí en detalle, de un sistema de inyección de combustible. En la derivación 40 desde el conducto de alta presión 2, que se extiende dentro de la carcasa 50 de la válvula de control 31, está configurado un cuarto punto de estrangulamiento 55. La carcasa 50 de la válvula de control 31 comprende, además, una cámara hidráulica 57, que está separada del segundo retorno 62 a través de otro asiento plano 52 en colaboración con el primer canto de control 53.

Por encima de la carcasa 50 de la válvula de control 31 está previsto un inducido 58, que colabora con una bobina magnética 60. En lugar de la disposición de inducido magnético/bobina magnética 58, 60, la válvula de activación 31 se puede activar también a través de un piezo-actuador no representado en la figura 1.

En la representación de acuerdo con la figura 1, el inducido 58 de la válvula de activación 31 está impulsado a través de un muelle de cierre 59. En paralelo al muelle de cierre 59 se extiende otro elemento de resorte 61, que pretensa un tope para el inducido 58 de la válvula de activación 31 y sirve como limitación de la cerrara o bien como instalación de amortiguación durante la alimentación de la bobina magnética 60 para la atenuación del impacto del inducido 58.

A partir de la figura 2 se pueden deducir diferentes niveles de alimentación de la válvula de activación 31.

La figura 2 muestra la carrera 70 del miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31, representada sobre el eje de tiempo con diferente alimentación. En un primer nivel de alimentación 71 se ajusta una primera carrera del miembro de válvula 51, comenzando en un instante de activación 73, en el que se alimenta la bobina magnética 60 o un piezo-actuador de la válvula de activación 31. Se representa igualmente la carrera, que recorre el miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31 en el caso de una alimentación con un segundo nivel de alimentación 72. En el último caso mencionado, el miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31 recorre una carrera máxima.

Durante la alimentación de la bobina magnética 60 con un primer nivel de corriente relativamente bajo 71, se coloca el miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31 en una primera posición de conmutación media. En este estado, el inducido magnético 58 se encuentra en un tope que rodea la bobina magnética 60, pretensado a través de otro muelle 61 y que está configurado, por ejemplo, en forma de anillo. En esta posición de conmutación, el quinto lado de estrangulamiento 56 está liberado, permaneciendo cerrado el cuarto punto de estrangulamiento 55. El otro asiento plano 52 está abierto, de manera que el volumen de combustible contenido en la cámara hidráulica 57 puede salir en el segundo retorno en la zona de baja presión del sistema de inyección de combustible. De esta manera, resulta una descarga de presión de la cámara de opresión 39 por medio de la válvula de control 32. El pistón de servo-válvula 35 se eleva y libera, por su parte, el asiento plano 38. De esta manera, la reserva de combustible contenida en la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) del amplificador de presión 5 circula de salida a través de la segunda cámara hidráulica 33 hasta el primer retorno 43 sobre el lado de baja presión del sistema de inyección de combustible.

El pistón de servo-válvula 35 se abre lentamente, de manera que se ajusta en la cámara de compresión 12 una formación de la presión lenta retardada, que ajusta a través de la admisión de la cámara de toberas 23 y la cámara de toberas 24 una apertura lenta del miembro de válvula de inyección 18 configurado, por ejemplo, de una sola pieza. Por lo tanto, los orificios de inyección 26 se abren sólo lentamente los orificios de inyección de un motor de combustión interna de encendido automático, de manera que se ajusta una primera subida de presión representada en la figura 4, identificada con el signo de referencia 91 durante la inyección en la tobera.

En la figura 3 se reproduce la carrera del pistón de servo-válvula 35 de la válvula 32, que se ajusta durante el primer nivel de alimentación 71 así como la carrera de la servo-válvula 35 que se ajusta durante el segundo nivel de alimentación 72.

Si, como se representa en la figura 2, la bobina magnética 60 de la válvula de activación 31 es impulsada con un segundo nivel de corriente 72 más alto, entonces se ajusta una curva de la carrera 95 del miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31 (ver a figura 5). En este caso, se ajusta el miembro de válvula 51 en otra segunda posición de conmutación, en la que el inducido 58, que está conectado con el miembro de válvula 51, se eleva hacia arriba en dirección vertical en contra de la acción del muelle de cierre 59, de manera que se liberan tanto el cuarto punto de estrangulamiento 55 como también el quinto punto de estrangulamiento 56. La liberación del quinto punto de estrangulamiento 56 se realiza a través de la apertura del otro asiento plano 52 en el tercer canto de control 53, en cambio la liberación del cuarto punto de estrangulamiento 55 se consigue a través de una elevación del miembro de válvula 51 que se lleva a cabo en dirección vertical con ranura anular de la válvula de activación 31. De esta manera, circula un volumen de control a través de los dos puntos de estrangulamiento 55, 56 abiertos, que actúan como estrangulamiento de salida, hasta el segundo retorno 62 sobre el lado de baja presión del sistema de inyección de combustible. En virtud de ello, se ajusta en la cámara de presión 39 una caída de la presión más rápida, lo que contribuye a una apertura más rápida del pistón de servo-válvula 35 con una velocidad de apertura alta en la cámara de presión 39. En virtud de ello, resulta una descarga más rápida de la presión de la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) del amplificador de presión 5 y, por lo tanto, una formación más rápida de la presión en la cámara de compresión 12 y, por lo tanto a través de la admisión de la cámara de toberas 23 - en la cámara de toberas 24, que rodea al miembro de válvula de inyección 18. El miembro de válvula de inyección 18 se eleva más rápidamente, de manera que se ajusta una presión más elevada en los orificios de inyección 26, que conduce a la subida de la presión, identificada en la figura 4 con el signo de referencia 92, en la
tobera de inyección.

Mientras que en la figura 2 se comparan los niveles de corriente de activación del miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31 entre sí, que se realizan ambos en el instante de la activación 73, en la figura 3 se comparan entre sí las carreras 80 del pistón de servo-válvula 35 de la válvula de control 32. En el caso de la alimentación de la bobina magnética 60 o bien del actuador magnético con un primer nivel de corriente 71 más bajo, se ajusta una carrera del pistón de servo-válvula 35 en forma de rampa, que se identifica a través del signo de referencia 82, que se caracteriza por un primer gradiente 84.

Durante la alimentación de la bobina magnética 60 o bien de un piezo-actuador de la válvula de activación 31 con un segundo nivel de alimentación 72 se ajusta, en cambio, una segunda carrera 83 en forma de rampa, como se puede deducir a partir de la figura 3, que presenta un segundo gradiente 85. Ambas carreras 82, 83 están limitadas por la carrera máxima H_{max}, que se indica en la representación según la figura 3 por medio de una meseta 81, que se extiende solamente apenas por debajo de la carrera máxima H_{max} del pistón de servo-válvula 35.

La figura 4 muestra la curva de la presión en la tobera de inyección.

Durante la alimentación de la bobina magnética 60 o bien del piezo-actuador de la válvula de activación 31 con un primer nivel de corriente más bajo 71 se ajusta en la tobera de inyección según la figura 4 un primer gradiente de presión 91, mientras que durante la alimentación de la bobina magnética 60 o bien de un piezo-actuador de la válvula magnética 31 con un nivel de corriente más elevado (ver la figura 2, allí con el signo de referencia 72) ajusta un asegundo gradiente de presión 92 en la tobera de inyección en el extremo del lado de la cámara de combustión.

Las curvas de la carrera 93 resultantes del miembro de válvula de inyección 18 se pueden deducir a partir de la representación según la figura 5. La carrera del miembro de válvula de inyección 18 durante la alimentación de la bobina magnética 60 o bien del piezo-actuador con un primer nivel de corriente 71 más bajo se identifica por el signo de referencia 94 y presenta una subida más plana en comparación en comparación con la alimentación de la bobina magnética 60 o bien del piezo-actuador de la válvula de activación 31 con un segundo nivel de corriente 72 más elevado. La curva de la carrera del miembro de válvula de inyección 18 durante la alimentación de la bobina magnética 60 o bien de un piezo-actuador de la válvula de activación 31 con el segundo nivel de alimentación 72, se indica en la representación según la figura 5 a través del signo de referencia 95.

En el estado de reposo desactivado, la válvula 30 de fases múltiples está cerrada. De esta manera, el asiento plano 38 de la válvula de control 32 está igualmente cerrado, de manera que la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) del amplificador de presión 5 y el conducto de control 11 están separados del primer retorno 43 en la zona de baja presión del inyector de combustible. El amplificador de presión está compensado en la presión en este estado, de manera que no tiene lugar ninguna amplificación de la presión a través de éste.

Para la activación del amplificador de presión 5 se descarga de presión la cámara de presión diferencial 9 (cámara de retorno) a través de la válvula de fases múltiples 30. Esto se lleva a cabo a través de la alimentación de la bobina magnética 60, después de lo cual el miembro de válvula 51 se eleva y libera el otro asiento plano 52. A través del otro asiento plano 52 abierto circula un volumen de control, que se encuentra a través de la derivación 40 y el cuarto punto de estrangulamiento 56, en el segundo retorno 62 en el lado de baja presión. En virtud de la descarga de presión resultante de la cámara de presión 31, el pistón de la servo-válvula 35 se eleva y libera el asiento plano 38, de manera que circula combustible desde la cámara de presión diferencial 9 a través del conducto de control 11 al primer retorno 43 sobre el lado de baja presión del sistema de inyección de combustible. En este caso, se eleva en gran medida la presión en la cámara de compresión 12 y de acuerdo con las relaciones de multiplicación del amplificador de presión 5 se conduce a través de la admisión de la cámara de toberas 23 hasta la cámara de toberas 24. En la fase de presión 25 del miembro de válvula de inyección 18 se forma una fuerza hidráulica que actúa en la dirección de apertura, de manera que se liberan los orificios de inyección 26 en el extremo del lado de la cámara de combustión del inyector de combustible 3 y se puede inyectar combustible en éste.

Para la terminación del proceso de inyección se desactiva la válvula de activación 31, es decir, que se anula la alimentación de la bobina magnética 60 o bien de un piezo-actuador. El muelle de cierre 59 coloca el miembro de válvula 51 en su posición cerrada, de manera que se cierra el otro asiento plano 52. De esta manera, se garantiza una formación de la presión en la cámara de presión 39 de la válvula de control 32, de modo que el pistón de servo-válvula 35 se coloca con su asiento plano 38 en su posición cerrada. En este estado, el primer canto de control 36 está cerrado por encima de la cámara hidráulica en el lado de baja presión, desde la que se alimenta el primer retorno 43 a la zona de baja presión del sistema de inyección de combustible y las partes del pistón 6, 13 del amplificador de presión 5 se mueven de retorno a su posición de reposo. En virtud de ello, la presión cae en la cámara de presión 24 y se interrumpe la fuerza hidráulica que actúa allí en la dirección de apertura, de manera que el miembro de la válvula de inyección 18 se desplaza a través de la descarga de la presión de la cámara de presión 17 a su posición cerrada, apoyada por el muelle 22.

El relleno de la cámara de compresión 12 del amplificador de presión 5 se lleva a cabo a través de la válvula de retención, que está interconectada entre la cámara de presión 17 por encima del miembro de válvula de inyección 18 y la cámara de compresión 12 del amplificador de presión 5.

Las formas de inyección alcanzables, que se ajustan sobre los diferentes niveles de alimentación 71, 72 de la bobina magnética 60 o bien de un piezo-actuador de la válvula de activación 31 se pueden variar a través de un aparato de control, asociado al motor de combustión interna dentro de campos característicos. De esta manera, se pueden adaptar las velocidades de apertura de la válvula de fases múltiples 30 a las condiciones de empleo respectivas del motor de combustión interna de encendido automático. Si se garantiza un movimiento lento del pistón de servo-válvula 35 de la válvula de control 32 o bien un movimiento lento del miembro de válvula 51 de la válvula de activación 31, se pueden representar de una manera reproducible especialmente cantidades de inyección pequeñas, que son necesarias para inyecciones previas de combustible a la cámara de combustión de un motor de combustión interna.

A partir de la representación según la figura 6 se puede deducir otra variante de realización del inyector de combustible representado en la figura 1.

El modo de actuación del inyector de combustión 3 representado en la figura 6 corresponde esencialmente al modo de actuación del inyector de combustible representado en la figura 1, al que se remite para evitar repeticiones.

A diferencia de la representación según la figura 1, la válvula 30 de fases múltiples representada en la figura y especialmente la válvula de activación 31 presentan una modificación. Mientras que en la variante de realización según la figura 1, el miembro de válvula 51 presenta una junta de obturación de corredera que cierra el cuarto canto de control 54, en la representación según la figura 6, el miembro de válvula 51 está provisto con un asiento de válvula 100. El asiento de válvula 100, que puede estar configurado en el lado de la carcasa en la carcasa 50 de la válvula de activación 31, colabora con una superficie cónica 102 del miembro de válvula 51. La superficie cónica 102 del miembro de válvula 51 colabora con un canto de asiento 101. La variante de realización de la válvula de activación 31 con un asiento de válvula 100 permite de una manera ventajosa la consecución de un efecto de obturación alto, que con carreras cortas no se puede alcanzar siempre en una junta de obturación de corredera -como se representa en la figura 1. Con el signo de referencia 103 se designa una cámara de baja presión, desde la que se extiende el retorno 62 a la zona de baja presión del sistema de alimentación de combustible.

Por lo tanto, en la variante de realización representada en la figura 6, las variantes de conmutación están invertidas. En la posición central de conmutación del miembro de válvula 51, los puntos de estrangulamiento 55 y 56 que sirven como estrangulamiento de salida están abiertos, de manera que el pistón de servo-válvula 35 se abre rápidamente, con lo que se ajusta una formación rápida de la presión al comienzo de la inyección. En cambio, en la posición de conmutación superior, es decir, en el caso de una alimentación de la bobina magnética 60 o bien de un piezo-actuador de la válvula de activación 31 con un nivel elevado de la corriente, se abre el quinto punto de estrangulamiento 56, en cambio se cierra el cuarto punto de estrangulamiento 55. En este caso, el pistón de servo-válvula 35 de la válvula de control 33 se abre más lentamente, de manera que se ajusta una formación retardada de la presión al comienzo de la inyección. Con la variante de realización representada en la figura 6, se comporta precisamente a la inversa en lo que se refiere a las velocidades de apertura alcanzables, en comparación con las formas de realización ejecutadas en conexión con la figura 1 para ejercer una influencia sobre la velocidad de apertura de la válvula 30 de fases múltiples.

Lista de signos de referencia

\global\parskip0.500000\baselineskip

1

\tabul

Acumulador de presión

2

\tabul

Conducto de alta presión

3

\tabul

Inyector de combustible

4

\tabul

Carcasa del inyector

5

\tabul

Amplificador de presión

6

\tabul

1ª parte del pistón

7

\tabul

Muelle de recuperación

8

\tabul

Cámara de trabajo

9

\tabul

Cámara de presión diferencial (espacio trasero)

10

\tabul

Tope

11

\tabul

Conducto de control

12

\tabul

Cámara de compresión

13

\tabul

2ª parte del pistón

14

\tabul

Superficie frontal

15

\tabul

Conducto de sobrecorriente

16

\tabul

1º punto de estrangulamiento

17

\tabul

Cámara de presión

18

\tabul

Miembro de la válvula de inyección

19

\tabul

Pistón de amortiguación

20

\tabul

Taladro

21

\tabul

2º punto de estrangulamiento

22

\tabul

Muelle

23

\tabul

Admisión de la cámara de toberas

24

\tabul

Cámara de toberas

25

\tabul

Fase de presión

26

\tabul

Orificios de inyección

30

\tabul

Válvula de fases múltiples

31

\tabul

Válvula de activación

32

\tabul

Válvula de control

33

\tabul

1ª cámara hidráulica

34

\tabul

2ª cámara hidráulica

35

\tabul

Pistón de servo-válvula

36

\tabul

1º canto de control

37

\tabul

2º canto de control

38

\tabul

Asiento plano

39

\tabul

Cámara de presión

40

\tabul

Derivación del conducto de alta presión

41

\tabul

3º punto de estrangulamiento

42

\tabul

Carcasa

43

\tabul

retorno (baja presión)

50

\tabul

Carcasa

51

\tabul

Miembro de válvula

52

\tabul

Asiento plano

53

\tabul

3º canto de control

54

\tabul

4º canto de control

55

\tabul

4º punto de estrangulamiento

56

\tabul

5º punto de estrangulamiento

57

\tabul

Cámara hidráulica

58

\tabul

Inducido

59

\tabul

Muelle de cierre

60

\tabul

Bobina magnética

61

\tabul

Otro muelle

62

\tabul

Segundo retorno (baja presión)

70

\tabul

Carrera del miembro de válvula 51

71

\tabul

1º nivel de alimentación

72

\tabul

2º nivel de alimentación

73

\tabul

Instante de la activación

80

\tabul

Carrera del pistón de la servo-válvula 35

81

\tabul

Meseta

82

\tabul

Rampa ascendente en el 1º nivel de alimentación 71

83

\tabul

Rampa ascendente en el 2º nivel de alimentación 72

84

\tabul

1º gradiente

85

\tabul

2º gradiente

90

\tabul

Curva de la presión de las toberas

91

\tabul

1º gradiente de presión

92

\tabul

2º gradiente de presión

93

\tabul

Carrera del miembro de la válvula de inyección

94

\tabul

Curva de la carrera en el 1º nivel de alimentación 71

95

\tabul

Curva de la carrera en el 2º nivel de alimentación 72

100

\tabul

Asiento de la válvula

101

\tabul

Canto del asiento

102

\tabul

Superficie cónica

103

\tabul

Cámara de baja presión.

\global\parskip0.000000\baselineskip

Claims

1. Inyector de combustible (3) para la inyección de combustible a una de las cámaras de combustión de un motor de combustión interna, con un amplificador de presión (5), que presenta una cámara de trabajo (8) que está en comunicación permanente con un acumulador de presión (1), como por ejemplo Common Rail, y que está separada de una cámara de presión diferencial (9) a través de una parte de pistón (6, 13), en el que la cámara de presión diferencial (9) del amplificador de presión (5) o bien puede ser descargada de presión o puede ser impulsada con presión a través de una válvula (30), y con un miembro de válvula de inyección (18), caracterizado porque la válvula (30) que descarga de presión o impulsa con presión la cámara de presión diferencial (9) del amplificador de presión (5) presenta una válvula de control (32) que contiene un pistón de servo-válvula (35) así como una válvula de activación (31) de varias fases, activada con actuador.

2. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula de control (32) presenta una cámara de presión (39) que impulsa al pistón de servo-válvula (35) y que está en comunicación de circulación con una cámara hidráulica (57) de la válvula de activación (31).

3. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula de control (32) y la válvula de activación (31) están en comunicación de circulación entre sí a través de una derivación (40) que se extiende desde un conducto de alta presión (2).

4. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque en una posición intermedia de un miembro de válvula (51) de la válvula de activación (31) durante la alimentación de un actuador (60) con un primer nivel de corriente (71) se libera un punto de estrangulamiento (56), que actúa como estrangulamiento de salida, para la descarga de presión de la cámara de presión (39) de la válvula de control (32).

5. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque durante la alimentación del actuador (60) de la válvula de activación (31) con un segundo nivel de corriente (72) más elevado en comparación con el primer nivel de corriente (71), para la descarga de presión de la cámara de presión (39), se liberan el punto de estrangulamiento (56) y otro punto de estrangulamiento (55) para la descarga de presión de la cámara de presión (39) de la válvula de control (32).

6. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el otro punto de estrangulamiento (55) de la válvula de activación (31) se puede liberar o cerrar a través de una junta de obturación de corredera representada por el miembro de válvula (51).

7. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque en el miembro de válvula (51) de la válvula de activación (31) está configurado un asiento de válvula (100), que durante la alimentación del actuador (60) de la válvula de activación (31) con el segundo nivel de corriente (72) más elevado, se cierra el otro punto de estrangulamiento (55), de manera que solamente se lleva a cabo una descarga de presión de la cámara de presión (39) a través del punto de estrangulamiento (56) y se ajusta una apertura lenta del pistón de servo-válvula (35).

8. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque durante la alimentación del actuador (60) de la válvula de activación (31), su miembro de válvula (51) presenta un asiento de válvula (100), en una posición intermedia del miembro de válvula (51) tanto el punto de estrangulamiento (56) como también el punto de estrangulamiento (55) están liberados, de manera que se lleva a cabo una descarga rápida de la presión de la cámara de presión (39) de la válvula de control (32).

9. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque para el control de la válvula de control (32) configurada como servo-válvula se emplea una válvula 3/3.

10. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque como válvula de activación (31) de la válvula de control (32) se emplea una válvula que presenta una disposición de bobinas magnéticas (58, 60) o una válvula de activación (31) que presenta un piezo-actuador.

11. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque a través de diferentes posiciones de conmutación de la válvula de activación (31) de fases múltiples se consiguen diferentes velocidades del pistón de servo-válvula (35) y se varía la curva de la presión de inyección (90).

12. Instalación de inyección de combustible de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque en el caso de una velocidad de apertura lenta del pistón de servo-válvula (359 se lleva a cabo una inyección con un primer gradiente de presión más lento (91) y a una segunda velocidad de apertura más rápida del pistón de servo-válvula (35) se realiza una inyección con una segunda formación más rápida de la presión (92).