ES2247983T3 - Bomba de alta presion conunavalvula removible de doble accion para alimentar combustible a un motor de combustion interna. - Google Patents
Bomba de alta presion conunavalvula removible de doble accion para alimentar combustible a un motor de combustion interna.Info
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Abstract
Una bomba de alta presión con una válvula de doble acción removible para alimentar combustible a un motor de combustión interna, en donde la bomba comprende un cuerpo (8) que incluye al menos una cámara de compresión de combustible (22) y una cámara actuadora (23) que incluye piezas impulsoras (14, 16, 17, 19) de dicha bomba; dicha válvula de doble acción (34) estando conectada a un conducto de entrada (33) de la bomba; caracterizada porque dicha válvula (34) está definida por medio de un montaje de operación independiente insertable en forma hermética a los fluidos dentro de un agujero (32) en dicho cuerpo (8); dicho agujero (32) conectando a dicho conducto de entrada (33) a dicha cámara actuadora (23); el montaje de dicha válvula (34) comprendiendo una manga (36) que tiene una abertura (56) que es cerrada por un obturador (38) que se desliza en dicha manga (36); dicha abertura (56) estando localizada en un conducto de alimentación de combustible (30); y dicho conducto alimentador (30) siendo abastecido en dicho cuerpo (8), entre dicho agujero (32) y dicha cámara de compresión (22).
Description
Bomba de alta presión con una válvula removible
de doble acción para alimentar combustible a un motor de combustión
interna.
La presente invención se relaciona con una bomba
de alta presión con una válvula removible de doble acción para
alimentar combustible a un motor de combustión interna,
particularmente al motor de un vehículo.
Se conocen diferentes tipos de bombas para
alimentación de combustible a alta presión, y a las cuales se les
suministra el combustible a partir de un tanque normal por medio de
una bomba de baja presión. La bomba de alta presión normalmente
comprende una válvula de doble acción, que se abre automáticamente
por medio de la alimentación de combustible hacia ella por acción de
la bomba de baja presión.
El cuerpo de las bombas conocidas de alta presión
incluye al menos una cámara de compresión de combustible, y piezas
impulsoras de la bomba en la carcasa accionadora de la cámara; y la
válvula de doble acción se forma en el cuerpo de la bomba, y
comprende un obturador diseñado para garantizar el flujo de
combustible hacia la cámara accionadora, aún cuando la cámara esté
cerrada, para lubricar y enfriar las piezas impulsoras.
En una conocida bomba radial de pistón en
particular, las carcasas de los tres cilindros del cuerpo de la
bomba, en las cuales se deslizan los pistones respectivos activados
por una leva común impulsada por un árbol activado por el eje de
dirección; la leva está alojada dentro de la cámara o carcasa de la
bomba; y el obturador es en la forma de un cilindro hueco y se
desliza a lo largo de la pared de un agujero radial en el cuerpo de
la bomba.
El cuerpo de la bomba también tiene un conducto
alimentador de combustible para alimentar combustible desde el
agujero radial hacia los cilindros; el conducto alimentador se
cierra por la pared lateral del obturador; y, para lubricar y
enfriar al eje de la bomba, la leva, y a las diferentes superficies
de fricción del pistón y al cuerpo de la bomba, el obturador también
tiene un agujero axial calibrado que permite el flujo continuo de
combustible hacia la carcasa.
Para prevenir la acumulación de combustible en el
cilindro del motor, en el evento de que el respectivo inyector se
destruya, o para prevenir que el combustible sea arrastrado desde la
cámara actuadora en el evento de que el suministro desde la bomba de
baja presión se corte, por ejemplo debido a una falla, o en el
evento de que se active un procedimiento de emergencia, el obturador
se cierra automáticamente por medio de un resorte de compresión
cuando se cae la presión del combustible entrante por debajo de un
valor dado. El resorte descansa sobre una placa perforada
normalmente fija, por ejemplo soldada al extremo opuesto del agujero
guía del obturador.
Para garantizar que la bomba de alta presión
también se lubrique cuando el flujo de combustible sea bajo a la
entrada - por ejemplo cuando se enciende el motor y se activa la
bomba de baja presión directamente por medio del motor de combustión
interna - el agujero de paso-corte de la válvula se
conecta directamente a la cámara actuadora por medio de un conducto
auxiliar. Una bomba de alta presión de este tipo es revelada en la
patente DE 196, 52.831.
En este tipo conocido de bomba, el maquinado del
agujero radial en el cuerpo de la bomba, fijar la placa, y el
montaje del resorte son operaciones difíciles y de alto costo que
involucran tiempo considerable y personal altamente calificado.
Además, la placa perforada al extremo del agujero en frente de la
carcasa, limita hasta un cierto punto del diámetro exterior de la
leva y, por lo tanto, la capacidad de la bomba bajo condiciones
dadas.
Finalmente, los conductos auxiliar y de
alimentación están definidos cada uno por dos agujeros dispuestos
uno a través del otro dentro del cuerpo de la bomba y formados
utilizando una herramienta para taladrar desde el exterior del
agujero; y ambos agujeros en cruz deben ser cerrados en los extremos
respectivos, forzando los cierres normalmente esféricos respectivos
dentro de los agujeros.
Un objetivo de la invención es el de proveer una
bomba confiable de alta presión extremadamente derecha que tiene una
válvula de doble acción que es barata de producir y fácil de
ensamblar, para evitar así los inconvenientes anteriormente
mencionados de las bombas conocidas con válvulas de
paso-corte.
De acuerdo con la presente invención, se provee
una bomba de alta presión de acuerdo con la reivindicación 1.
Se describirán dos modalidades preferidas no
limitantes de la invención por medio de ejemplos con referencia a
los dibujos acompañantes, en los cuales:
La Figura 1 muestra una vista lateral
parcialmente seccionada de una bomba de alta presión con una válvula
de doble acción para alimentar combustible a un motor de combustión
interna, de acuerdo con la invención;
La Figura 2 muestra una sección especular parcial
a escala mayor de una porción de la Figura 1.
La Figura 3 muestra una sección a escala mayor de
la válvula de doble acción de la Figura 2.
El número 5 en la Figura 1 se refiere a una bomba
completa de alta presión para alimentar combustible a un motor de
combustión interna, por ejemplo, de un vehículo. La bomba 5 se surte
con combustible desde un tanque normal por medio de una bomba de
baja presión (no mostrado) accionado por un motor eléctrico que se
energiza cuando se enciende el motor.
La bomba de alta presión 5 es del tipo que
comprende tres pistones radiales 6, que se deslizan dentro de tres
cilindros 7 dispuestos en forma radial dentro de un cuerpo 8 de
bomba 5; cada cilindro 7 está cerrado por medio de una placa 9 que
soporta una válvula de admisión 11 y una válvula de descarga 12; y
cada cilindro 7 y la respectiva placa 9 están aseguradas al cuerpo 8
por medio de la cabeza de cierre correspondiente 13.
Los pistones 6 se activan en secuencia por medio
de una leva única 14 integrada a un árbol 16 accionado por el eje de
dirección del motor de combustión interna. La leva 14 actúa sobre
los pistones 6 a través de un anillo 17 que tiene, para cada pistón
6, una porción enfrentada 18 que coopera con una zapata 19 fija al
pistón 6; y cada zapata 19 es empujada hacia la leva por medio del
resorte correspondiente 21.
La abertura entre el extremo de cada pistón 6 y
la placa respectiva 9 define a una cámara de compresión 22, para que
las tres cámaras de compresión 22 encajen obviamente dentro del
cuerpo 8. El espacio dentro de los cilindros 7 que encajan en el
cuerpo 8 y en el cual rotan el árbol 16 y la leva 14, forman una
cámara actuadora 23 de bomba 5, dicha cámara está cerrada por una
pestaña 24 fijada en una forma conocida al cuerpo 8; el árbol encaja
en forma rotatoria y hermética a los fluidos a la pestaña 24; y la
cámara 23 se comunica en forma conocida con un conducto de drenaje
25 que drena dentro del tanque.
El cuerpo 8 está hecho de hierro fundido, y las
cabezas 13 de acero; el cuerpo 8 y las cabezas 13 tienen tres
conductos de entrada 26 que se comunican con un conducto definido
por medio de una ranura anular 27 sobre la pestaña 24; cada conducto
26 también se comunica con la cámara de compresión 22
correspondiente a través de la válvula de entrada correspondiente
11; y cada cabeza 13 también tiene un conducto de compresión 28, el
cual, por medio de la válvula de suministro 12 correspondiente,
conecta la cámara de compresión 22 a un conducto de descarga 29 de
la bomba 5.
El cuerpo 8 también tiene un conducto de
alimentación 30 que se comunica con la ranura anular 27 de la
pestaña 24 y, por lo tanto, con las cámaras de compresión 22; y, en
el otro extremo, el conducto 30 sale a una pared cilíndrica 31 de un
agujero radial cilíndrico 32 formado en el cuerpo 8 y en
comunicación con la cámara actuadora 23. El agujero 32 está
conectado a la bomba de baja presión por medio de un conducto de
entrada 33, y tiene una válvula de doble acción indicada en conjunto
por 34.
De acuerdo con la invención, la válvula de doble
acción 34 está definida por medio de un montaje operativo
independiente que puede insertarse en forma hermética a los fluidos
dentro del agujero 32, y la cual puede ser producida por lo tanto en
forma completamente separada de la bomba 5. El montaje de válvula
34 (Figura 3) comprende una manga 36 tiene una superficie interior
cilíndrica 37, en la cual se desliza un obturador cilíndrico hueco
38.
Más específicamente, el obturador 38 tiene forma
de pistón -o forma de copa- y comprende una pared lateral cilíndrica
39, que se desliza en forma precisa a lo largo de la superficie
interior 37 de la manga 36, de modo que tanto la superficie interior
37 como la superficie exterior de la pared 39 del obturador 38 deben
ser maquinadas con un alto grado de precisión.
El obturador 38 comprende también una pared plana
40 que tiene un agujero calibrado 41, que permite el paso de una
cierta cantidad de combustible aún cuando la válvula 34 esté cerrada
por el obturador 38; y un resorte helicoidal de compresión está
insertado dentro del obturador 38 y descansa sobre un elemento de
soporte.
Más específicamente, el elemento de soporte está
definido por medio de una placa circular 43 fija, por ejemplo,
ajustado a la fuerza o soldado, al extremo de una primera porción
axial 44 de la manga 36, y que tiene un agujero 46 que permite el
flujo del combustible desde el conducto de entrada 33 hasta la
cámara actuadora 23 (Figura 1) para lubricar el movimiento de las
partes que entran en contacto, esto es, el árbol 16, la leva 14, el
anillo 17 y las zapatas 19 de los pistones 6.
La manga 36 comprende también una segunda porción
axial 47 (Figuras 2 y 3) a la cual está conectada un extremo 48 del
conducto de entrada de combustible. El diámetro exterior de la
porción 47 es mayor que aquella de la porción 44, de modo que el
agujero radial 32 comprende una porción axial 49 para alojar la
porción 44 de la manga 36, y una porción axial de diámetro mayor 51
para alojar a la porción 47 de la manga 36.
El cuerpo 8 de la bomba 5 tiene un conducto
auxiliar 52 localizado entre el agujero 32 y la cámara actuadora 23
para asegurar suficiente lubricación a las partes móviles, aún en el
evento de que fluya insuficiente combustible desde el conducto 33.
Ambos conductos 30 y 52 terminan en la pared 31 del agujero 32 en
dos aberturas 53 y 54 (Figura 1) localizadas en una porción de
diámetro mayor 51 del agujero 32 y preferiblemente la misma
distancia desde el extremo exterior del agujero 32.
La porción 47 (Figuras 2 y 3) de la manga 36
tiene dos aberturas radiales 56 y 57, las cuales, en uso, están
ubicadas en las aberturas 53 y 54 en el agujero 32, y en la base, se
encuentran cerradas por una pared lateral 39 del obturador 38. Cada
porción 44, 47 de la manga 36 tiene su respectivo asiento anular 58,
59 para acomodar el sello elástico respectivo 61, 62; el asiento 59
se localiza en la porción 47 de modo que las aberturas 56 y 57 se
encuentran entre los dos sellos 61 y 62; y la porción 47 tiene un
apéndice o pestaña 63, que se conecta en forma removible al cuerpo 8
de la bomba 5 por medio de un tornillo 64.
De acuerdo con un aspecto particular de la
invención, el diámetro de la porción 51 del agujero 32, y por lo
tanto el diámetro exterior de la porción 47 de la manga 36, se
selecciona así para permitir que se forme el conducto de
alimentación 30 utilizando una herramienta para taladrar a través de
la porción 51 del agujero 32, de modo que el conducto 30 se incline
con respecto al eje del agujero 32, pero no requiere de tapón.
El conducto auxiliar 52 a su vez puede ser
localizado como para ser conectado al agujero 32 por medio de una
porción 66 inclinada con respecto al eje del agujero 32 y formado
también utilizando una herramienta para taladrar a través de la
porción 51 del agujero 32. Más específicamente, el conducto auxiliar
52 puede inclinarse ligeramente con respecto al eje del agujero 32,
para acortar la porción 66, y, en cualquier caso, requiere
únicamente un tapón de bola 67 para cerrar el extremo hacia el
exterior del cuerpo de la bomba 5.
Comparada con las bombas conocidas, las ventajas
de la bomba de alta presión de acuerdo con la invención serán claras
a partir de la anterior descripción. En particular, el montaje
independiente de operación de la válvula 34 hace a la válvula 34
fácil y más barata de fabricar, y evita también cualquier
interferencia entre el anillo 17 de la leva 14 y la placa soporte 43
del resorte 42, permitiendo así un incremento en la capacidad de la
bomba, aumentando simplemente el diámetro de la leva 14.
El diámetro mayor de la porción exterior 51 del
agujero 32 permite a su vez que el conducto de alimentación 30 y/o
la porción 66 del conducto auxiliar 52 sea formada utilizando una
herramienta para taladrar a través del agujero 32, simplificando así
además el maquinado de los conductos 30 y 52. Y finalmente, no
guiando el movimiento del obturador 38, la superficie 31 del agujero
32 no necesita ser maquinada con un alto grado de precisión,
reduciendo así además el costo de la misma.
Claramente, pueden hacerse cambios a la bomba de
alta presión como se la describió aquí sin, sin embargo, apartarse
del alcance de las Reivindicaciones acompañantes. Por ejemplo, los
pistones 6 de la bomba 5 puede disponerse de otra forma diferente a
la descrita; la bomba puede ser aplicada a otros motores diferentes
a los de los vehículos; y puede prescindirse del conducto auxiliar
52.
Claims (12)
1. Una bomba de alta presión con una válvula de
doble acción removible para alimentar combustible a un motor de
combustión interna, en donde la bomba comprende un cuerpo (8) que
incluye al menos una cámara de compresión de combustible (22) y una
cámara actuadora (23) que incluye piezas impulsoras (14, 16, 17, 19)
de dicha bomba; dicha válvula de doble acción (34) estando conectada
a un conducto de entrada (33) de la bomba; caracterizada
porque dicha válvula (34) está definida por medio de un montaje de
operación independiente insertable en forma hermética a los fluidos
dentro de un agujero (32) en dicho cuerpo (8); dicho agujero (32)
conectando a dicho conducto de entrada (33) a dicha cámara actuadora
(23); el montaje de dicha válvula (34) comprendiendo una manga (36)
que tiene una abertura (56) que es cerrada por un obturador (38) que
se desliza en dicha manga (36); dicha abertura (56) estando
localizada en un conducto de alimentación de combustible (30); y
dicho conducto alimentador (30) siendo abastecido en dicho cuerpo
(8), entre dicho agujero (32) y dicha cámara de compresión (22).
2. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 1, caracterizada porque
dicho obturador (38) tiene forma de copa, y se mantiene en posición
cerrada por medio de un resorte de compresión (42), un elemento de
soporte (43) que puede moverse físicamente con dicha manga (36)
estando adaptada para soportar a dicho resorte (42).
3. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 2, caracterizada porque
dicho obturador (38) comprende una pared plana (40) que tiene un
agujero calibrado (41); dicho elemento estando definido por una
placa perforada (43) fija dentro de dicha manga (36).
4. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 3, caracterizada porque
dicha manga (36) comprende una primera porción axial (44) que
soporta a dicha placa (43); y una segunda porción axial (47) que
tiene dicha abertura (56).
5. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 4, caracterizada porque
dicha segunda porción (47) tiene un apéndice (63) para conexión a
dicho cuerpo (8) por medio de al menos un tornillo (64).
6. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 4 o en la 5, caracterizada
porque dicha primera porción (44) tiene un diámetro exterior más
pequeño que aquel de dicha segunda porción (47); dicho agujero (32)
teniendo dos porciones axiales (49, 51) de diámetros
correspondientes a aquellos de las porciones axiales (44, 47) de
dicha manga (36).
7. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 6, caracterizada porque el
sello hermético al fluido de dicha manga (36) en dicho agujero (32)
se logra por medio de dos sellos (61, 62) acomodados dentro de dos
asientos anulares (58, 59) localizados en los costados opuestos de
dicha abertura (56).
8. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 7, caracterizada porque
dichos dos asientos (58, 59) se localizan respectivamente de dichas
porciones axiales (44, 47) de dicha manga (36).
9. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en cualquiera de las Reivindicaciones 6 a 8,
caracterizada porque dicho conducto de alimentación (30) es
recto y se inclina con respecto al eje de dicho agujero (32); dicho
conducto de alimentación (30) siendo formado utilizando una
herramienta para taladrar a través del diámetro mayor de dicha
porción (51) de dicho agujero (32).
10. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en cualquiera de las Reivindicaciones 6 a 9,
caracterizada porque dicho cuerpo (8) tiene un conducto
auxiliar (52) para conectar dicho agujero (32) directamente a dicha
cámara actuadora (23); dicha manga (36) teniendo una abertura
adicional (57) que se posiciona por dicho conducto auxiliar (52)
dentro de dicho agujero (32).
11. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en cualquiera de las Reivindicaciones 7 a 10,
caracterizada porque dichos asientos anulares (58, 59) se
localizan también en los costados opuestos de dicha abertura
adicional (57).
12. Una bomba de alta presión como la
reivindicada en la Reivindicación 10 o en la 11,
caracterizada porque dicho conducto auxiliar (52) comprende
una porción (66) que se inclina con respecto al eje de dicho agujero
(32); dicha porción (66) del conducto auxiliar (52) siendo formada
utilizando una herramienta para taladrar a través del diámetro mayor
de dicha porción (51) de dicho agujero (32).
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