ES2238488T3 - Union entre una armadura y una aguja de valvula de una valvula de inyeccion de combustible. - Google Patents

Abstract

Válvula de inyección de combustible (1), en especial para la inyección directa de combustible en la cámara de combustión de un motor de combustión interna, que comprime mezclas y se enciende desde el exterior, con una armadura (20) que coopera con una bobina magnética (10) y una aguja de válvula (3) unida a la armadura (20), sobre la cual se ha previsto un cuerpo de cierre de válvula (4) que, junto con una superficie de asiento de válvula (6), forma un asiento estanco, atravesando la aguja de válvula (3) la armadura (20) y una prolongación (15) configurada sobre la armadura (20), caracterizada porque en un taladro (34) en la prolongación (15) de la armadura (20), que está alineada de forma congruente con un taladro (35) en la aguja de válvula (3), se ha dispuesto un perno (32) de tal manera, que entre la armadura (20) y la aguja de válvula (3) existe una rendija axial de carrera previa (30), y que en un rebajo (8) de la aguja de válvula (3) está dispuesto un muelle de carrera previa (22), que se lleva a tensión previa mediante un manguito de ajuste (21) introducido en el rebajo (8).

Description

Unión entre una armadura y una aguja de válvula de una válvula de inyección de combustible.

Estado de la técnica

La invención se basa en una válvula de inyección de combustible según el género de la reivindicación principal.

Las válvulas de inyección de combustible, que son adecuadas con preferencia para la inyección directa de combustible en la cámara de combustión de un motor de combustión interna, pueden presentar un recorrido libre de armadura o carrera previa, para mejorar las características de conmutación dinámicas de la válvula de inyección de combustible. Las piezas constructivas que se necesitan para ello se llevan, casi siempre mediante un montaje previo y una soldadura subsiguiente, a una unión por arrastre de fuerza, por ejemplo, con la aguja de válvula. Tales válvulas de inyección de combustible se conocen por ejemplo del documento DE 198 49 210 A1 o del US 5,299,776.

En este procedimiento existe en especial el inconveniente de que, por una parte, mediante el deslizamiento por ejemplo de un manguito sobre la aguja de válvula pueden producirse virutajes y con ello daños, tanto a la aguja de válvula como al manguito, unido a impurezas en la cámara interior de la válvula. Por otra parte se producen al soldar las diferentes piezas constructivas tensiones, que dependen de diferentes factores, como por ejemplo el grosor de material de las piezas constructivas, de los materiales utilizados o de los parámetros de soldadura. La consecuencia son fuertes dispersiones en el recorrido libre de la armadura o en la altura de la rendija de carrera previa. Ambos factores pueden conducir posteriormente a fallos operativos durante el funcionamiento de la válvula de inyección de combustible.

Del documento US 5,299,776 A se conoce una válvula de inyección de combustible, que se ha ejecutado con una llamada estructura de carrera previa. La válvula de inyección presenta una armadura que coopera con una bobina magnética y está dispuesta, de forma que puede moverse axialmente con libertad, sobre una aguja de válvula, sobre la cual se ha previsto un cuerpo de cierre de válvula que, junto con una superficie de asiento de válvula, forma un asiento estanco. Sobre la aguja de válvula se han previsto dos topes de tipo brida unidos a la misma en arrastre de fuerza, que limitan el movimiento axial de la armadura. La aguja de válvula atraviesa la armadura ejecutada como armadura plana y una prolongación configurada de forma insignificante sobre la armadura. En estado de reposo de la válvula de inyección de combustible, la armadura está situada sobre el tope inferior de la aguja de válvula. Cuando se excita la bobina magnética se aprieta la armadura en la dirección de carrera de la aguja de válvula, recorriendo la armadura en primer lugar una rendija de carrera previa, antes de que haga tope con el tope superior de la aguja de válvula y de este modo arrastre la aguja de válvula, que por medio de esto se eleva de la superficie de asiento de la válvula y abre la válvula. La magnitud de la rendija de carrera previa se establece solamente mediante la diferencia entre la distancia de los dos topes de la aguja de válvula y de la extensión axial de la pieza constructiva de la armadura.

Ventajas de la invención

La válvula de inyección de combustible conforme a la invención con las particularidades características de la reivindicación principal tiene, frente a esto, la ventaja de que una carrera previa de la armadura puede ajustarse muy exactamente con poca complejidad por medio de un perno, que puede introducirse en taladros de la aguja de válvula y de la armadura.

Mediante las medidas mencionadas en las reivindicaciones subordinadas son posibles perfeccionamientos y mejoras ventajosos de la válvula de inyección de combustible indicada.

Es especialmente ventajoso que la aguja de válvula contenga en un rebajo tanto un muelle de carrera previa como un manguito de ajuste para el muelle de carrera previa, con lo que es posible una estructura del recorrido libre de armadura que ahorre mucho espacio.

Con ello el muelle de carrera previa está dispuesto ventajosamente entre el perno y el manguito de ajuste, de tal modo que el recorrido libre de la armadura sea independiente de la tensión previa del muelle de carrera previa.

También es ventajosa la posibilidad de introducir el perno endurecido en los taladros, de tal manera que éstos se calibren mediante el perno y la carrera previa pueda ajustarse a través de un apéndice, que puede seleccionarse a voluntad, del perno.

Dibujo

En el dibujo se ha dibujado de forma simplificada un ejemplo de ejecución de la invención, que se ha explicado con más detalle en la siguiente descripción. Aquí muestran:

la figura 1 un corte esquemático a través de un ejemplo de ejecución de una válvula de inyección de combustible equipada conforme a la invención, y

la figura 2 un corte esquemático en la región II de la figura 1 a partir de la válvula de inyección de combustible equipada conforme a la invención.

Descripción del ejemplo de ejecución

Una válvula de inyección de combustible 1 está ejecutada en forma de una válvula de inyección de combustible para instalaciones de inyección de combustible de motores de combustión interna, que comprimen mezclas y se encienden desde el exterior. La válvula de inyección de combustible 1 es especialmente adecuada para la inyección directa de combustible en una cámara de combustión no representada de un motor de combustión interna.

La válvula de inyección de combustible 1 se compone de un cuerpo de inyector 2, en el que se ha dispuesto una aguja de válvula 3. La aguja de válvula 3 está en unión activa con un cuerpo de cierre de válvula 4, que coopera con una superficie de asiento de válvula 6, dispuesta sobre un cuerpo de asiento de válvula 5, para formar un asiento estanco. En el caso de la válvula de inyección de combustible 1 se trata, en el ejemplo de ejecución, de una válvula de inyección de combustible 1 que se abre hacia el interior y que dispone de una abertura de rociado 7.

El cuerpo de inyector 2 está unido con preferencia, por medio de soldadura, a un polo exterior 9 de una bobina magnética 10. La bobina magnética 10 está encapsulada en una carcasa de bobina 11 y devanada sobre un soporte de bobina 12, que hace contacto con un polo interior 13 de la bobina magnética 10. El polo interior 13 y el polo exterior 9 están separados entre sí mediante una rendija 26 y se apoyan en una pieza constructiva de unión 29. La bobina magnética 10 se excita, a través de una línea 19, mediante una corriente eléctrica que puede alimentarse a través de un contacto de enchufe eléctrico 17. El contacto de enchufe 17 está circundado por una envuelta de material sintético 18, que puede estar inyectada sobre el polo interior 13.

La aguja de válvula 3 está ejecutada en el presente ejemplo de ejecución de forma cilíndrica hueca y presenta un rebajo central 8. Para conducir el combustible hasta el asiento estanco se utilizan aberturas de circulación 14, que están instaladas en la pared de la aguja de válvula 3. La aguja de válvula 3 atraviesa una armadura 20 que coopera con la bobina magnética 10 a través de un rebajo 33, estando dispuesta la armadura 20 por el lado del arrastre por corriente del polo interior 13.

Sobre la armadura 20 se apoya un muelle recuperador 23 que, en la presente forma constructiva de la válvula de inyección de combustible 1, se lleva a tensión previa mediante un manguito 24. El muelle recuperador 23 impulsa la armadura 20 a través de la estructura de recorrido libre de armadura descrita más adelante, de tal manera que el cuerpo de cierre de válvula 4 se sujeta sobre la superficie de asiento de válvula 6 con un contacto estanco.

La armadura 20 presenta una prolongación 15 en forma de manguito, por el lado del arrastre por corriente, que también es atravesada por la aguja de válvula 3. La prolongación 15 y la aguja de válvula 3 presentan, por el lado de arrastre por corriente de la armadura 20, un taladro radial pasante 34, 35, en el que puede introducirse radialmente un perno 32.

El combustible, que se alimenta a través de una línea de alimentación de combustible central 16 y se filtra mediante un elemento filtrante 25, se conduce a través de un canal de combustible 31, el rebajo 8 de la aguja de válvula 3 y a través de las aberturas de circulación 14 hasta la abertura de rociado 7. La válvula de inyección de combustible 1 está obturada mediante una junta 28 con relación a una línea de distribución no representada con más detalle.

Entre un manguito de ajuste 21, que puede introducirse en el rebajo 8 de la aguja de válvula 3, y el perno 32 se ha dispuesto en el rebajo 8 un muelle de carrera previa 22, que impulsa de tal manera la armadura 20 a través del perno 32 que la armadura 20, en estado de reposo de la válvula de inyección de combustible 1, se mantiene en contacto con una cara 36 por el lado de arrastre por corriente del taladro radial 35 de la aguja de válvula 3. El taladro 35 de la aguja de válvula 3 presenta con ello un diámetro insignificantemente mayor que el taladro 34 de la prolongación 15 de la armadura 20. El muelle de carrera previa 22 se lleva a una tensión previa, ajustable a voluntad, mediante el manguito de ajuste 21. El manguito de ajuste 21 puede cerrarse con ello, a voluntad, con el extremo por el lado de acercamiento de la aguja de válvula 3 o sobresalir de la misma para, por medio de esto, ofrecer un guiado al muelle recuperador 23.

En el caso de excitarse la bobina magnética 10 ésta crea un campo magnético que mueve la armadura 20 en contra de la fuerza elástica del muelle de carrera previa 22 y el muelle recuperador 23 en la dirección de carrera. La carrera de la armadura 20 se divide con ello en una carrera previa, que sirve para cerrar una rendija de carrera previa 30, y una carrera de apertura. La carrera de apertura y la carrera previa producen juntas la carrera total, que está prefijada mediante una rendija de trabajo 27 situada entre el polo interior 13 y la armadura 20. La altura axial de la rendija de carrera previa 30 se define con ello mediante el diámetro insignificantemente mayor del taladro 35 en la aguja de válvula 3 con relación al taladro 34 en la prolongación 15 de la armadura 20. Tras el cierre de la rendija de carrera previa 30 la armadura 20 hace contacto con una cara 37 por el lado de acercamiento del taladro 35 de la aguja de válvula 3.

Tras el recorrido de la carrera previa en contra de la fuerza del muelle de carrera previa 22 la armadura 20, a través de la prolongación 15 y del perno 32 que atraviesa la aguja de válvula 3, arrastra ésta en la dirección de carrera. El cuerpo de cierre de válvula 4 que está en unión activa con la aguja de válvula 3 se eleva desde la superficie de asiento de válvula 6, con lo que se rocía el combustible guiado a través del rebajo 8 en la aguja de válvula 3 y a través de las aberturas de circulación 14 hasta la abertura de rociado 7.

Si se desconecta la corriente de bobina, cae la armadura 20 tras una disminución suficiente del campo magnético a causa de la presión del muelle recuperador 23 desde el polo interior 13, con lo que la aguja de válvula se mueve en contra de la dirección de carrera. Por medio de esto el cuerpo de cierre de válvula 4 se asienta sobre la superficie de asiento de válvula 6, y se cierra la válvula de inyección de combustible 1.

Además de la mejora de la dinámica de apertura el muelle de carrera previa 22 produce un efecto amortiguador contra el rebote de la aguja de válvula 3 en el asiento estanco al cerrarse la válvula de inyección de combustible 1. Si el cuerpo de cierre de válvula 4 se asienta precisamente sobre la superficie de asiento de válvula 6, puede producirse una nueva y breve elevación del cuerpo de cierre de válvula 4 en la dirección de carrera, ya que se produce una amortiguación a través del perno 32 introducido en el taladro 35 y el recorrido libre de armadura ajustado por medio de ello, así como a través de la retención a causa de la masa de la armadura 20.

La figura 2 muestra en una representación en corte de tipo fragmentario el corte, designado en la figura 1 con II, a partir de la válvula de inyección de combustible 1 configurada conforme a la invención. Las piezas constructivas coincidentes están dotadas con ello en todas las figuras de símbolos de referencia coincidentes.

En la figura puede reconocerse bien la diferencia entre los diámetros del taladro 34 en la prolongación de la armadura 20 y en la aguja de válvula 3. Como ya se ha citado anteriormente, el recorrido libre de la armadura o la carrera previa suponen precisamente la diferencia entre los diámetros del taladro 34 de la prolongación 15 y del taladro 35 de la aguja de válvula 3.

La confección de los taladros 34 y 35 se realiza preferiblemente en estado premontado de la armadura 20 y de la aguja de válvula 3, para que no pueda producirse ninguna alternancia radial entre los taladros 34 y 35. A continuación puede ensancharse en la medida que se desee el taladro 35 de la aguja de válvula 3, para ajustar la carrera previa.

Alternativamente a esta posibilidad también el perno 32 puede llevar un apéndice 38, cuya magnitud determina la carrera previa, mientras que los taladros 34 y 35 presentan el mismo diámetro. En este caso el perno 32 puede meterse después a presión especialmente en los taladros 34 y 35, lo que preferiblemente es apoyado por el diferente grado de dureza de los materiales utilizados. Si precisamente está endurecido el perno 32 y la aguja de válvula 3 y la prolongación 15 están ablandadas en comparación con ello es decir no están endurecidas, el perno 32 puede introducirse a presión en los taladros 34 y 35, con lo que se obtiene una unión positiva de forma. Mediante el apéndice citado 38 se calibran los taladros 34 y 35 al diámetro del perno 32, con lo que solamente el apéndice 38 del perno 32 establece el tamaño del recorrido libre de la armadura.

Si ahora los taladros 34 y 35 se ejecutan con diferente tamaño o el perno 32 se introduce a presión, la carrera previa depende en cada caso sólo de un paso de fabricación, de tal manera que los taladros 34, 35 o el perno 32 no dependen de ulteriores tolerancias de fabricación. De este modo se garantiza un ajuste extremadamente preciso de la carrera previa, que no depende en especial de la tensión previa del muelle de carrera previa 22 o de la posición axial del manguito de ajuste 21.

La invención no está limita al ejemplo de ejecución representado y puede usarse también para otras formas de armaduras 20, por ejemplo para armaduras de inmersión o planas, así como para cualquier forma constructiva de las válvulas de inyección de combustible 1.

Claims (6)

1. Válvula de inyección de combustible (1), en especial para la inyección directa de combustible en la cámara de combustión de un motor de combustión interna, que comprime mezclas y se enciende desde el exterior, con una armadura (20) que coopera con una bobina magnética (10) y una aguja de válvula (3) unida a la armadura (20), sobre la cual se ha previsto un cuerpo de cierre de válvula (4) que, junto con una superficie de asiento de válvula (6), forma un asiento estanco, atravesando la aguja de válvula (3) la armadura (20) y una prolongación (15) configurada sobre la armadura (20), caracterizada porque en un taladro (34) en la prolongación (15) de la armadura (20), que está alineada de forma congruente con un taladro (35) en la aguja de válvula (3), se ha dispuesto un perno (32) de tal manera, que entre la armadura (20) y la aguja de válvula (3) existe una rendija axial de carrera previa (30), y que en un rebajo (8) de la aguja de válvula (3) está dispuesto un muelle de carrera previa (22), que se lleva a tensión previa mediante un manguito de ajuste (21) introducido en el rebajo (8).

2. Válvula de inyección de combustible según la reivindicación 1, caracterizada porque el muelle de carrera previa (22) se apoya en el perno (32).

3. Válvula de inyección de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque la prolongación (15) se ha fabricado de forma enteriza con la armadura (20).

4. Válvula de inyección de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el perno (32) presenta un suplemento (38).

5. Válvula de inyección de combustible según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el perno (32) se compone de un material endurecido.

6. Válvula de inyección de combustible según la reivindicación 4, caracterizada porque el perno (32) puede introducirse a presión en los taladros (34, 35), de tal manera que la rendija de carrera previa (30) está ajustada mediante el suplemento (38).