ES2311681T3 - Dispositivo de amortiguacion de las ondas de presion para un sistema de inyeccion de carburante. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de amortiguación (114, 214, 314) de las ondas de presión de un sistema de inyección de carburante para motor de combustión interna, de rampa común de distribución de carburante, comprendiendo dicho dispositivo medios de restricción aptos para generar pérdidas de carga en el sistema de inyección cuando estos son atravesados por el carburante que fluye, estando los medios de restricción realizados de tal manera que las pérdidas de carga provocadas por el flujo de carburante a través de estos medios de restricción en dirección a la bomba de alta presión son superiores a las pérdidas de carga provocadas por el flujo de carburante a través de estos mismos medios de restricción en dirección a al menos uno de los inyectores del sistema de inyección, medios de restricción que comprenden al menos un pulverizador disimétrico (116) a través del cual el carburante es apto para fluir, comportando cada pulverizador disimétrico (116) un primer (118) y un segundo perfil (120) separados por una zona de unión cilíndrica (122) de reducida sección, estando los primer y segundo perfiles (118, 120) dispuestos respectivamente al lado de la bomba de alta presión y al lado del inyector del sistema de inyección, siendo el primer perfil (118) de forma cónica, caracterizado porque el segundo perfil (120), al lado del sistema de inyección, es de forma cilíndrica recta.
Description
Dispositivo de amortiguación de las ondas de
presión para un sistema de inyección de carburante.
La presente invención se refiere a un sistema de
inyección de carburante bajo presión para un motor de combustión
interna.
Más en concreto, la invención se refiere a un
sistema de inyección de carburante que comprende una rampa común de
distribución de carburante (del inglés "common rail"), rampa de
distribución que está por una parte unida a una bomba de alta
presión, y por otra parte a una pluralidad de inyectores de
carburante, cada uno de ellos que coopera con una cámara de
combustión asociada.
Por otro lado, la presente invención concierne
igualmente a un dispositivo de amortiguación de las ondas de presión
destinado a equipar un sistema de inyección tal.
Durante la utilización de un sistema de
inyección de rampa común de distribución, un problema bien conocido
del estado de la técnica anterior concierne a la aparición de ondas
de presión en el circuito de carburante de alta presión, siendo
estas responsables de interacciones extremadamente nefastas entre
las diversas inyecciones que se traducen directamente en un mal
control de la cantidad de carburante introducido en la cámara de
combustión asociada al inyector. En razón de la presencia de tal
inconveniente, la puesta a punto del motor durante la fase de
desarrollo es difícilmente realizable, y el comportamiento de estas
últimas es susceptible de evolucionar a lo largo del
tiempo.
tiempo.
Una solución conocida en el estado de la técnica
consiste en insertar uno o más dispositivos de amortiguación de las
ondas de presión sobre los conductos de inyección unidos a los
inyectores del sistema, con el fin de crear unas perdidas de carga
destinadas a reducir las fluctuaciones de presión resultantes de las
inyecciones anteriormente realizadas.
Esta técnica de amortiguación de las ondas de
presión por pérdidas de carga está particularmente descrita en el
documento FR-A-2 818 732.
Si bien esta solución responde de manera
relativamente satisfactoria a las necesidades específicas de los
sistemas de inyección de rampa común de distribución de carburante,
presenta sin embargo ciertos inconvenientes.
En efecto, el dimensionado de la válvula
presenta dificultades mayores en la medida en que esta última debe
disponer de una inercia suficientemente reducida con el fin de que
pueda seguir las ondas de presión. Además, un dispositivo así se
enfrenta igualmente a un problema de fiabilidad no despreciable,
sobre la base de la fuerte solicitación mecánica sufrida por la
válvula anti-retorno, de lo que los riesgos de
ruptura de resorte debidos a la fatiga siguen siendo
considerables.
En el documento WO 02/01064 se propone un
dispositivo de alimentación que comporta un amortiguador de ondas de
presión bajo forma de una compuerta que tiene un disco móvil
empujado por un resorte hacia una posición de cierre para amortiguar
las ondas de presión. Un dispositivo que funciona según el mismo
principio general está descrito en el documento
DE-A-4131501.
En el documento
fr-A-2761114 se describe un
dispositivo de amortiguación de ondas de presión de carburante
reflejadas en un sistema de inyección de carburante. Este
dispositivo comporta unas hojas desplegables bajo la acción del
carburante, teniendo las hojas forma de un diafragma.
La presente invención tiene por objeto proponer
un dispositivo de amortiguación de ondas de presión que presenten
una eficacia satisfactoria en términos de debilitamiento de las
interacciones que sobrevienen entre las inyecciones sucesivas,
logrado esto mientras se generan solo débiles perdidas de
actuaciones del motor.
La invención proporciona un dispositivo de
amortiguación de ondas de presión destinado a equipar un sistema de
inyección de carburante para motor de combustión interna, de rampa
común de distribución de carburante, comprendiendo dicho dispositivo
medios de restricción aptos para generar pérdidas de carga en el
sistema de inyección cuando estos son atravesados por el carburante
que fluye, estando los medios de restricción realizados de tal
manera que las pérdidas de carga provocadas por el flujo de
carburante a través de estos medios de restricción en dirección a la
bomba de alta presión son superiores a las pérdidas de carga
provocadas por el flujo de carburante a través de estos mismos
medios de restricción en dirección a al menos uno de los inyectores
del sistema de inyección, medios de restricción que comprenden al
meno un pulverizador disimétrico a través del cual el carburante es
apto para fluir, comportando cada pulverizador disimétrico un primer
y un segundo perfil separados por una zona de unión cilíndrica de
reducida sección, estando los primer y segundo perfiles dispuestos
respectivamente al lado de la bomba de alta presión y al lado del
inyector del sistema de inyección, siendo el primer perfil de forma
cónica, y el segundo perfil, al lado del sistema de inyección,
siendo de forma cilíndrica recta.
De manera ventajosa, la concepción del
dispositivo según la invención, y más específicamente de sus medios
de restricción, permite generar pérdidas de carga diferentes
siguiendo el sentido del flujo de carburante en el sistema de
inyección, siendo estas pérdidas de carga inferiores durante las
fases de inyección de carburante pretendiendo expulsar este último
en dirección a un inyector del sistema.
La invención tiene además por objeto un sistema
de inyección de carburante bajo presión para motor de combustión
interna, de rampa común de distribución de carburante, que comprende
una pluralidad de inyectores. Según la invención, el sistema
comprende además al menos un dispositivo de amortiguación de ondas
de presión tal como el que es igualmente objeto de la presente
invención y descrito más abajo.
Otras ventajas y características de la invención
aparecen en la descripción detallada no limitativa mas abajo.
Esta descripción será hecha con respecto al
dibujo, anexado:
- la figura 1 representa una vista en sección
longitudinal de un dispositivo de amortiguación de ondas, según un
modo de realización preferido de la presente invención.
En referencia a la figura 1, está representado
un dispositivo de amortiguación 114 de ondas de presión, según un
primer modo de realización preferido de la presente invención.
El dispositivo 114 puede estar situado
sensiblemente en los mismos emplazamientos que aquellos ocupados por
los dispositivos de amortiguación del estado de la técnica anterior,
a saber sobre los conductos de inyección, en la proximidad de la
rampa común de distribución y de sus orificios de salida.
Naturalmente, el dispositivo de amortiguación
114 puede igualmente estar dispuesto y adaptado con el fin de
equipar directamente uno de los orificios de salida de la rampa
común de distribución, el orificio de entrada de esta misma rampa
común, el conducto de alimentación, o incluso el orificio de salida
de la bomba de alta presión. En otras palabras, el dispositivo puede
estar dispuesto aguas abajo o aguas arriba de la rampa común del
sistema de inyección.
El dispositivo de amortiguación 114 está
interpuesto entre dos tramos 16a y 16b de un conducto de inyección,
estando el dispositivo 114 por ejemplo ensamblado por soldadura a
los diversos tramos 16a y 16b de sección interior similar.
En este primer modo de realización preferido de
la presente invención, el dispositivo de amortiguación 114 de ondas
de presión comprende medios de restricción que toman la forma de al
menos un pulverizador disimétrico 116, y preferentemente uno solo.
Este pulverizador disimétrico 116 comporta un primer perfil 118 y un
segundo perfil 120, estando estos últimos separados por una zona de
unión 122 de reducida sección. Como se puede distinguir en la figura
1, los primer y segundo perfiles 118 y 120 están dispuestos de
manera que estén respectivamente en contacto con los tramos superior
e inferior 16a y 16b.
Preferiblemente, el primer perfil 118 es de
forma cónica, mientras que el segundo perfil 120 es de forma
cilíndrica recta. Además, se puede prever que la forma recta de tipo
alisado clásico del segundo perfil 120 dispone de una sección
interior sensiblemente idéntica a la sección interior del tramo
inferior 16b, y ampliamente superior a la sección de la zona de
unión 122. Por otro lado, la forma cónica del primer perfil 118 está
realizada de forma que la porción más grande del cono se sitúa en
contacto con el tramo superior 16a, y de manera que la porción más
estrecha del cono se sitúa en contacto con la zona de unión. Además,
en el primer modo de realización preferido de la presente invención,
la porción más grande del cono dispone de una sección sensiblemente
idéntica a la sección interior del tramo superior 16a, y la porción
más estrecha del cono dispone de una sección sensiblemente idéntica
a la sección de la zona de unión 122, tomando ésta por ejemplo la
forma de un simple alisado.
Así pues, mientras el carburante fluye a través
del pulverizador 116 en dirección a la bomba de alta presión del
sistema de inyección (flecha A), sufre pérdidas de carga debidas a
la ruptura neta de sección entre el segundo perfil 120 y la zona de
unión 122. Como se puede ver en la figura 1, la ruptura de sección
está materializada por una superficie 124 plana y anular,
perpendicular a un eje principal longitudinal 126 del dispositivo de
amortiguación 114.
Por otro lado, mientras el carburante fluye a
través del pulverizador 116 en dirección a un inyector del sistema
de inyección (flecha B), sufre pérdidas de carga debidas a la
ruptura progresiva de sección efectiva en todo lo largo del primer
perfil 118, de forma cónica.
Debido a la disimetría practicada en el
pulverizador 116, las pérdidas de carga provocadas por el flujo de
carburante a través del pulverizador 116 en la dirección
representada por la flecha A son superiores a las pérdidas de carga
provocadas por el flujo de carburante a través del mismo
pulverizador 116 en la dirección representada por la flecha B.
De esta manera, el pulverizador disimétrico 116
propuesto, fácilmente realizable en una sola pieza por mecanizado,
procura una eficacia satisfactoria en términos de debilitamiento de
las interacciones que sobrevienen entre las inyecciones sucesivas de
carburante, en el sentido de que las pérdidas de carga observadas
durante el flujo de carburante en la dirección representada por la
flecha A pueden ser relativamente importantes. Además, el
pulverizador 116 no genera más que pérdidas muy débiles de
actuaciones de motor, en la misma medida en que las pérdidas de
carga observadas durante el flujo de carburante en la dirección
representada por la flecha B pueden ser suficientemente débiles para
limitar considerablemente las pérdidas de caudal de inyección a alta
presión.
Naturalmente, las dimensiones y la forma
particular del primer y segundo perfil 118, 120 y de la zona de
unión 122 del pulverizador disimétrico 116, pueden ser adaptadas en
función de las diversas pérdidas de carga deseadas.
Además, la invención concierne a un sistema de
inyección de carburante para motor de combustión interna, tal y como
el descrito en la parte del estado de la técnica anterior, sistema
que está equipado de una pluralidad de dispositivos de amortiguación
de ondas de presión, donde cada uno de esos dispositivos de
amortiguación toma la forma de cualquiera de los modos de
realización preferidos presentados más abajo.
Claims (9)
1. Dispositivo de amortiguación (114, 214, 314)
de las ondas de presión de un sistema de inyección de carburante
para motor de combustión interna, de rampa común de distribución de
carburante, comprendiendo dicho dispositivo medios de restricción
aptos para generar pérdidas de carga en el sistema de inyección
cuando estos son atravesados por el carburante que fluye, estando
los medios de restricción realizados de tal manera que las pérdidas
de carga provocadas por el flujo de carburante a través de estos
medios de restricción en dirección a la bomba de alta presión son
superiores a las pérdidas de carga provocadas por el flujo de
carburante a través de estos mismos medios de restricción en
dirección a al menos uno de los inyectores del sistema de inyección,
medios de restricción que comprenden al menos un pulverizador
disimétrico (116) a través del cual el carburante es apto para
fluir, comportando cada pulverizador disimétrico (116) un primer
(118) y un segundo perfil (120) separados por una zona de unión
cilíndrica (122) de reducida sección, estando los primer y segundo
perfiles (118, 120) dispuestos respectivamente al lado de la bomba
de alta presión y al lado del inyector del sistema de inyección,
siendo el primer perfil (118) de forma cónica, caracterizado
porque el segundo perfil (120), al lado del sistema de inyección, es
de forma cilíndrica recta.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque una ruptura de sección entre el segundo
perfil (120) y la zona de unión (122) está materializada por una
superficie (124) plana y anular, perpendicular al eje principal
longitudinal (126) del dispositivo de amortiguación (114).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque el pulverizador (116) está realizado de
una sola pieza.
4. Sistema de inyección de carburante bajo
presión para motor de combustión interna, de rampa común de
distribución de carburante, que comprende una pluralidad de
inyectores, estando dicho sistema caracterizado porque
comporta además al menos un dispositivo de amortiguación (114) de
ondas de presión, cada dispositivo de amortiguación según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
5. Sistema de inyección de carburante según la
reivindicación 4, caracterizado porque al menos un
dispositivo de amortiguación (114) de ondas de presión está
dispuesto aguas abajo de la rampa común de distribución de
carburante.
6. Sistema de inyección de carburante según la
reivindicación 5, caracterizado porque un dispositivo de
amortiguación equipa directamente uno de los orificios de salida de
la rampa común de distribución.
7. Sistema de inyección de carburante según
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado
porque al menos un dispositivo de amortiguación (114) de ondas de
presión está dispuesto aguas arriba de la rampa común de
distribución de carburante.
8. Sistema de inyección de carburante según la
reivindicación 7, caracterizado porque un dispositivo de
amortiguación equipa directamente uno de los orificios de entrada de
la rampa común de distribución, el conducto de alimentación o el
orificio de salida de la bomba de alta presión.
9. Sistema de inyección de carburante según
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado
porque al menos un dispositivo de amortiguación (114) está
interpuesto entre dos tramos (16a, 16b) de un conducto de
inyección, estando dicho dispositivo (114) ensamblado por soldadura
a los tramos (16a, 16b).
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