BR102017028327A2 - Bomba de combustível que compreende uma eletroválvula de controle de fluxo de combustível - Google Patents

Abstract

?bomba de combustível que compreende uma eletroválvula de controle de fluxo de combustível?. a presente invenção se refere a uma bomba injetora de combustível, preferencialmente para motores de combustão interna, provida de uma unidade de bombeamento e um conjunto de eletroválvula de controle de fluxo de combustível, particularmente compreendendo um atuador de vedação móvel de válvula e um batente de fim de curso de válvula e, preferencialmente, um conjunto de eletroválvula de controle de fluxo de combustível com um batente de fim de curso de válvula provido de um assento e uma rosca, de modo a evitar a quebra e o desgaste da sua porção de contato devido ao impacto do atuador de vedação de válvula, além de permitir confiabilidade e fácil montagem.

Description

“BOMBA DE COMBUSTÍVEL QUE COMPREENDE UMA ELETROVÁLVULA DE CONTROLE DE FLUXO DE COMBUSTÍVEL”

Campo da Invenção [0001] A presente invenção se refere a uma bomba injetora de combustível, preferencialmente para motores de combustão interna, provida de uma unidade de bombeamento e um conjunto de eletroválvula de controle de fluxo de combustível, particularmente compreendendo um atuador de vedação móvel de válvula e um batente de fim de curso de válvula.

[0002] Preferencialmente, a presente invenção se refere a um conjunto de eletroválvula de controle de fluxo de combustível com um batente de fim de curso de válvula provido com uma configuração de modo a evitar a quebra e o desgaste de sua porção de contato, devido ao impacto do atuador de vedação de válvula, além de permitir confiabilidade e fácil montagem.

Fundamentos da Invenção [0003] Como é de comum conhecimento dos técnicos no assunto, bombas injetoras de combustível, em particular bombas injetoras de combustível para motores de combustão interna, têm por objetivo deslocar/bombear o combustível armazenado em um tanque para o sistema de alimentação do motor.

[0004] Desta forma, uma bomba de combustível compreende pelo menos uma via de entrada de combustível, pelo menos uma via de saída de combustível e pelo menos um circuito fluídico para circulação do combustível. É comum que o referido circuito fluídico compreenda pelo menos uma eletroválvula dedicada ao controle do fluxo de combustível.

[0005] É importantíssimo mencionar que a construção básica e os princípios funcionais de bombas de combustível são amplamente conhecidos pelos técnicos versados no assunto, além de serem amplamente descritos em literaturas técnicas específicas.

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 12/26 / 9 [0006] De todo modo, e a título de contextualização, a figura 1 ilustra uma concretização trivial de uma bomba de combustível pertencente ao atual estado da técnica. Genericamente, a referida bomba de combustível compreende um corpo principal A e uma estrutura de alojamento B para um solenoide D1 do atuador de vedação de válvula D2 móvel da eletroválvula.

[0007] Como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, conforme pode ser visto nas figuras 1 e 2, a referida eletroválvula de controle de fluxo de combustível compreende um batente de fim de curso C do atuador de vedação de válvula D2, disposto em uma câmara de batente no corpo da bomba de combustível A em que, particularmente, o curso de deslocamento do atuador de vedação de válvula através da abertura da válvula é definido pelo batente de fim de curso de válvula.

[0008] O referido batente de fim de curso de válvula compreende uma porção de contato E, na qual é provida uma superfície frontal periférica F1 para receber uma porção frontal do atuador de vedação de válvula D2 no momento de seu deslocamento de abertura, o qual é promovido pela tensão elástica de uma mola M de válvula, para vedar a passagem de combustível.

[0009] Neste sentido, também é amplamente conhecido que o deslocamento de fechamento do atuador de vedação de válvula, para permitir a passagem de combustível, é promovido pela interação do solenoide, o qual é seletivamente acionado conforme a demanda de combustível do motor de combustão interna.

[0010] Também é de conhecimento dos técnicos versados no assunto que, após a desernegização do solenoide, o referido deslocamento de abertura do atuador de vedação de válvula se dá de forma abrupta, devido à tensão elástica da referida mola de válvula, gerando um grande impacto da porção frontal do atuador de vedação de válvula sobre a referida porção de contato do batente.

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 13/26 / 9 [0011] Exemplos de bombas de combustível com tal configuração podem ser encontrados, por exemplo, nos documentos de patente DE102006013703 e DE102013215909.

[0012] Tal impacto gera grandes esforços mecânicos em toda a superfície periférica da porção de contato do batente, ocasionando sua eventual quebra ou desgaste.

[0013] Neste sentido, é importante mencionar que, usualmente, as bombas de combustível com eletroválvulas do estado da técnica são providas de batentes com fixação por meio de um encaixe por interferência entre uma superfície interna da câmara de batente e uma superfície radial F2 periférica da porção de contato do batente, no corpo da eletroválvula.

[0014] Com isso, a superfície radial periférica da porção de contato do batente recebe, através da energia cinética do referido impacto, deslocamento axial relativo em relação à referida superfície interna da câmara de batente, causando um desgaste prematuro da superfície radial do batente, devido a um excesso de atrito dinâmico.

[0015] Particularmente, a superfície frontal periférica da porção de contato do batente recebe um impacto direto, pois está disposta de forma geralmente perpendicular em relação ao eixo de deslocamento axial do atuador de vedação de válvula.

[0016] Em linhas gerais, as bombas de combustível com eletroválvulas podem ser providas de um batente de fim de curso que apresenta um núcleo de material perlítico-ferrítico dúctil e uma camada periférica superficial endurecida por meio de tratamento térmico tradicional com grande resfriamento (Carburized Hardened Deep Frozen Tempered), sobre toda a superfície periférica da porção de contato do batente, para prover maior dureza e resistência à estrutura da superfície frontal periférica e da superfície radial periférica do batente.

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 14/26 / 9 [0017] No entanto, tal solução não provê uma adequada fixação do batente de fim de curso de forma solidária à câmara de batente do corpo de válvula, desvantajosamente permitindo o seu deslocamento axial relativo, além de demandar alto custo de material e energia para a realização da têmpera de toda a superfície periférica do batente.

[0018] Quanto a isso, pode ser provido um retentor R de batente, por exemplo, na forma de uma placa fixada externamente por meio de pelo menos quatro longos parafusos P passantes no corpo de válvula, para auxiliar na fixação do batente e, consequentemente, diminuir ou mitigar o seu deslocamento axial relativo em relação à referida superfície interna da câmara de batente, causando diminuição do atrito dinâmico e um menor desgaste da superfície radial do batente.

[0019] Não obstante, de forma desvantajosa, tal solução demanda alto custo de material para a fabricação do retentor de batente e dos longos parafusos passantes, além de alta complexidade de montagem, principalmente em larga escala.

[0020] É importante salientar que, os referidos documentos de patente DE102006013703, DE102013215909 e US6811092 revelam bombas de combustível compreendendo válvulas para controle de fluxo, propondo estruturas alternativas para o elemento de fim-de-curso, revelando que este pode ser fixado de maneira “rosqueada”, ao invés da placa fixada externamente. Entretanto, tais documentos não revelam soluções adicionais que permitam melhorar a resistência da estrutura do batente aos impactos descritos acima.

[0021] De todo modo, nota-se que as bombas de combustível com eletroválvulas do atual estado da técnica, resolvem parte dos problemas discutidos com soluções que, desvantajosamente, demandam grande quantidade de matériaprima e de energia, além de alta complexidade de montagem, gerando um alto custo para a fabricação da bomba injetora de combustível, particularmente do conjunto de

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 15/26 / 9 eletroválvula de controle de fluxo de combustível, além de falhar em prover uma solução definitiva e eficiente para um batente de fim de curso de válvula de modo a evitar a quebra e desgaste de sua porção de contato.

[0022] É com base neste cenário que surge a invenção em questão.

Objetivos da Invenção [0023] Portanto, a presente invenção visa, basicamente, solucionar o problema de desgaste e quebra do batente de fim de curso de válvula na superfície periférica da sua porção de contato.

[0024] Outro objetivo, é prover uma adequada fixação do batente de fim de curso de forma solidária à câmara de batente do corpo de válvula.

[0025] Em adição, um objetivo é eliminar o atrito dinâmico proveniente do deslocamento axial relativo da superfície radial periférica da porção de contato do batente em relação à superfície interna da câmara de batente.

[0026] Um outro objetivo da presente invenção é prover um assento de fim de curso de válvula com alta resistência e alta dureza para receber um impacto direto da porção frontal do atuador de vedação de válvula.

Sumário da Invenção [0027] De modo a plenamente cumprir com estes e outros objetivos inerentes, a presente bomba de combustível compreende uma eletroválvula de controle de fluxo de combustível, compreendendo, pelo menos um corpo principal 4; pelo menos um atuador de vedação 5 de eletroválvula; pelo menos uma câmara de batente 6 de pelo menos um batente 1; sendo que o batente 1 compreende uma porção de contato 11, uma superfície radial 12 periférica e uma superfície frontal 13 periférica.

[0028] Ainda, a bomba de combustível compreende uma rosca 22 provida em torno da superfície radial 12 periférica do batente 1; um assento 23 de fim de curso de válvula provido na superfície frontal 13 periférica da porção de contato 11

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 16/26 / 9 do batente 1; e, uma camada frontal superficial temperada endurecida é provida no assento 23 de fim de curso de válvula.

[0029] De acordo com uma concretização preferencial, uma rosca 61 é provida na superfície interna da câmara de batente 6. Assim, preferencialmente, o batente 1 é roscado na câmara de batente 6 através da interação entre a rosca 61 e a rosca 22.

[0030] Também de acordo com uma realização preferencial, o assento 23 de fim de curso de válvula é apenas na região de contato com o atuador de vedação 5 de eletroválvula.

[0031] Preferencialmente, a camada frontal superficial temperada endurecida do assento 23 de fim de curso de válvula é apenas na região de contato com o atuador de vedação 5 de eletroválvula.

[0032] Em adição, preferencialmente, a camada frontal superficial temperada endurecida do assento 23 de fim de curso de válvula compreende uma têmpera por indução.

Breve Descrição das Figuras [0033] A concretização preferencial da invenção em questão é detalhadamente descrita com base nas figuras abaixo listadas, as quais:

[0034] A figura 1 ilustra, de forma esquemática, uma bomba de combustível convencional, a qual é integrada por um batente de válvula com parafusos passantes e um retentor de batente, pertencente ao atual estado da técnica.

[0035] A figura 2 ilustra, em detalhe, um exemplo de batente de válvula com um retentor de batente, pertencente ao atual estado da técnica.

[0036] A figura 3 ilustra, em detalhe, um batente de válvula rosqueado na câmara de batente, conforme na presente invenção.

[0037] A figura 4 ilustra, em detalhe, um batente de válvula com rosca e camada frontal superficial do assento de fim de curso de válvula temperada por indução, conforme uma realização preferencial da presente invenção.

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 17/26 / 9 [0038] A figura 5 ilustra, de forma esquemática, a bomba de combustível conforme definida na presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0039] Conforme ilustrado nas figuras 3, 4 e 5, a presente invenção revela uma bomba de combustível com particular concretização de um batente de fim de curso de válvula.

[0040] Preliminarmente, resta novamente enfatizar que os componentes gerais e os princípios funcionais básicos de bombas de combustível tais como a ilustrada na figura 5 são amplamente conhecidos pelos técnicos versados no assunto e, em adição, amplamente descritos em literatura técnica especializada.

[0041] A presente bomba de combustível compreende um conjunto de eletroválvula de controle de fluxo de combustível e é fundamentalmente composta de um corpo principal 4, um atuador de vedação 5 de eletroválvula, uma câmara de batente 6 disposta no corpo principal 4 e um batente 1 de fim de curso, sendo que o batente 1 compreende uma porção de contato 11, uma superfície radial 12 periférica e uma superfície frontal 13 periférica.

[0042] A bomba de combustível compreende ainda uma rosca 22 provida em torno da superfície radial 12 periférica do batente 1. Adicionalmente, é provida uma rosca 61 na superfície interna da câmara de batente 6.

[0043] Tal construção se dá para uma adequada fixação do batente 1 de forma solidária à câmara de batente 6 do corpo principal 4, de modo a eliminar o atrito dinâmico entre essas partes. Neste aspecto, preferencialmente o batente 1 é roscado na câmara de batente 6 através da interação entre a rosca 61 e a rosca 22.

[0044] Ainda, o batente 1 é provido de um assento 23 de fim de curso de válvula disposto na superfície frontal 13 periférica da sua porção de contato 11.

[0045] O batente 1 é também provido de uma camada frontal superficial

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 18/26 / 9 temperada endurecida sobre o assento 23 de fim de curso de válvula da porção de contato 11 do batente 1.

[0046] Em adição, na presente invenção o assento 23 de fim de curso de válvula é preferencialmente apenas na região de contato com o atuador de vedação 5 de eletroválvula e, preferencialmente, a camada frontal superficial temperada endurecida do assento 23 de fim de curso de válvula existe apenas na região de contato com o atuador de vedação 5 de eletroválvula.

[0047] A referida região de contato é definida pelo menos pela área da extremidade do atuador de vedação 5 que faz contato com o batente 1, no momento de seu deslocamento de abertura.

[0048] Em uma concretização preferencial, no que diz respeito à manufatura do batente 1, a camada frontal superficial do assento 23 de fim de curso de válvula é vantajosamente temperada por indução.

[0049] Cumpre mencionar que, referida temperada por indução envolve uma aplicação de energia elétrica e uma indução de corrente parasita na superfície do assento 23 de fim de curso para aquecê-la, formando a referida camada frontal superficial temperada endurecida e, evidentemente, provendo ao batente 1 maior dureza e resistência à fadiga por impacto.

[0050] Vale ressaltar que, particularmente, o curso de deslocamento do atuador de vedação 5 de eletroválvula é definido pelo assento 23 de fim de curso de válvula, sendo que o assento 23 define uma superfície frontal periférica da porção de contato 11 do batente 1, especialmente dedicada para receber um impacto direto, pois está disposto de forma geralmente perpendicular em relação ao eixo de deslocamento axial do atuador de vedação 5 de eletroválvula.

[0051] A configuração descrita acima e ilustrada nas figuras permite que o batente 1 seja facilmente montado sobre a câmara de batente, rotacionado e encaixado em sua posição ideal. Dessa forma, uma fixação solidária adequada do

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 19/26 / 9 batente 1 é obtida de forma simples, economicamente viável e eficiente, evitando o uso de meios adicionais de fixação.

[0052] Também não há necessidade de tratamento de têmpera em toda a superfície do batente de fim de curso de válvula, ou seja, eliminando a necessidade de tratamento de têmpera da superfície radial periférica do batente.

[0053] Não prover tratamento de têmpera na região de superfície radial periférica também permite que não haja danos ao material da câmara de batente durante o movimento de roscamento, ou seja, no momento de fixação do batente.

[0054] Por último, é importante salientar que essa configuração permite que menos recursos industriais sejam utilizados, uma vez que não há mais a necessidade do emprego de peças e material em excesso para a construção da bomba injetora de combustível.

[0055] Neste aspecto, de acordo com a presente invenção, como a camada frontal superficial temperada endurecida pode ser provida somente na região de interesse do batente, igualmente menos material e energia em excesso são empregados para a construção da bomba injetora de combustível.

[0056] É importante ressaltar que a descrição acima tem como único objetivo descrever de forma exemplificativa a concretização particular da invenção em questão. Portanto, torna-se claro que modificações, variações e combinações construtivas dos elementos que exercem a mesma função substancialmente da mesma forma para alcançar os mesmos resultados, continuam dentro do escopo de proteção delimitado pelas reivindicações anexas.

Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 20/26

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Bomba de combustível que compreende uma eletroválvula de controle de fluxo de combustível, compreendendo:

   pelo menos um corpo principal 4;

   pelo menos um atuador de vedação 5 de eletroválvula;

   pelo menos uma câmara de batente 6 de pelo menos um batente 1;

   sendo que o batente 1 compreende uma porção de contato 11, uma superfície radial 12 periférica e uma superfície frontal 13 periférica;

   a bomba de combustível sendo especialmente CARACTERIZADA pelo fato de que:

   uma rosca 22 é provida em torno da superfície radial 12 periférica do batente 1;

   um assento 23 de fim de curso de válvula é provido na superfície frontal 13 periférica da porção de contato 11 do batente 1; e uma camada frontal superficial temperada endurecida é provida no assento 23 de fim de curso de válvula.
2. 2. Bomba de combustível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que uma rosca 61 é provida na superfície interna da câmara de batente 6.
3. 3. Bomba de combustível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o batente 1 é roscado na câmara de batente 6 através da interação entre a rosca 61 e a rosca 22.
4. 4. Bomba de combustível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o assento 23 de fim de curso de válvula é apenas na região de contato com o atuador de vedação 5 de eletroválvula.
5. 5. Bomba de combustível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada frontal superficial temperada

   Petição 870170102490, de 27/12/2017, pág. 21/26

   2 / 2 endurecida do assento 23 de fim de curso de válvula é apenas na região de contato com o atuador de vedação 5 de eletroválvula.
6. 6. Bomba de combustível, de acordo com qualquer uma das a reivindicações 1 ou 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada frontal superficial temperada endurecida do assento 23 de fim de curso de válvula compreender uma têmpera por indução.