IT201600084888A1 - Gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, da un serbatoio di contenimento ad un motore a combustione interna - Google Patents

Description

“GRUPPO DI POMPAGGIO PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE, PREFERIBILMENTE GASOLIO, DA UN SERBATOIO DI CONTENIMENTO AD UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA”

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, da un serbatoio di contenimento ad un motore a combustione interna.

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un gruppo di pompaggio del tipo comprendente una pompa di alta pressione, nella fattispecie una pompa a pistoni, per alimentare il combustibile al motore a combustione interna; ed una pompa di pre-alimentazione, per esempio una pompa ad ingranaggi, per alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento alla pompa a pistoni.

Il gruppo di pompaggio è provvisto, inoltre, di un circuito idraulico comprendente un primo ramo per collegare fra loro il serbatoio di contenimento e la pompa di prealimentazione, un secondo ramo per collegare fra loro la pompa di pre-alimentazione e la pompa di alta pressione, ed un terzo ramo per collegare fra loro la pompa di alta pressione ed il motore a combustione interna.

Il secondo ramo è provvisto di una elettrovalvola di dosaggio mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura del secondo ramo ed atta a controllare selettivamente la portata istantanea di combustibile alimentata alla pompa di alta pressione in funzione dei valori di una pluralità di parametri di funzionamento del motore a combustione interna.

L’elettrovalvola di dosaggio comprende un corpo valvola di forma tubolare, il quale presenta un asse longitudinale, ed è provvisto di una pluralità di primi fori di alimentazione, che sono uniformemente distribuiti attorno all’asse longitudinale, e si estendono radialmente attraverso il corpo valvola.

I primi fori di alimentazione sono collegati con un collettore anulare, che è ricavato nel corpo valvola, e definisce un ingresso del combustibile nel corpo valvola stesso.

Il corpo valvola è impegnato in maniera scorrevole da un otturatore, che presenta una forma a tazza, è limitato da una parete di fondo sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale, ed è limitato, inoltre, da una parete laterale sostanzialmente coassiale all’asse longitudinale stesso.

La parete laterale presenta una pluralità di secondi fori di alimentazione uniformemente distribuiti attorno all’asse longitudinale.

L’otturatore è mobile tra una posizione di apertura dell’elettrovalvola di dosaggio, in cui ciascun secondo foro di alimentazione è radialmente allineato con il collettore anulare, ed una posizione di chiusura dell’elettrovalvola di dosaggio stessa, in cui i secondi fori di alimentazione sono assialmente sfalsati rispetto al collettore anulare.

L’otturatore viene spostato, e normalmente mantenuto, nella sua posizione di apertura da una molla elicoidale alloggiata all’interno dell’otturatore ed interposta tra la parete di fondo ed un piattello di forma anulare montato all’interno del corpo valvola perpendicolarmente all’asse longitudinale.

L’otturatore viene spostato nella sua posizione di chiusura contro la spinta della molla da un attuatore elettromagnetico comprendente un corpo di guida tubolare, che è bloccato sul corpo valvola coassialmente all’asse longitudinale, ed è impegnato in maniera scorrevole da un’ancora di azionamento in materiale ferromagnetico.

L’elettrovalvola comprende, inoltre, un circuito elettrico estendentesi attorno all’ancora di azionamento e lungo l’asse longitudinale.

Il circuito elettrico viene alimentato per generare una forza elettromagnetica atta a spostare l’ancora di azionamento da una posizione di riposo in una posizione operativa, in cui l’otturatore viene spostato dalla sua posizione di apertura nella sua posizione di chiusura.

Il piattello presenta un diametro interno variabile in funzione della portata di combustibile richiesta dalla pompa di alta pressione.

In particolare, il diametro interno del piattello e, di conseguenza, il diametro esterno del piattello, il diametro della molla elicoidale, ed il diametro dell’otturatore aumentano all’aumentare della portata di combustibile richiesta dalla pompa di alta pressione.

Dal momento che, per evitare il grippaggio dell’otturatore lungo il corpo valvola, il rapporto tra la lunghezza ed il diametro dell’otturatore deve essere sostanzialmente pari a 1.5, i gruppi di pompaggio noti del tipo sopra descritto presentano alcuni inconvenienti principalmente discendenti dal fatto che l’incremento della portata di combustibile richiesta dalla pompa di alta pressione comporta un incremento del diametro e della lunghezza dell’otturatore, un incremento della lunghezza e dell’ingombro assiale dell’elettrovalvola di dosaggio, ed una modifica dell’interfaccia tra l’elettrovalvola di dosaggio e la pompa di alta pressione.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, da un serbatoio di contenimento ad un motore a combustione interna che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica attuazione.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, da un serbatoio di contenimento ad un motore a combustione interna come rivendicato nelle rivendicazioni allegate.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 è uno schema idraulico di una preferita forma di attuazione del gruppo di pompaggio della presente invenzione; e

la figura 2 è una sezione longitudinale schematica di un particolare del gruppo di pompaggio della figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato, nel suo complesso, un gruppo di pompaggio per alimentare un combustibile liquido, preferibilmente gasolio, da un serbatoio 2 di contenimento ad un motore 3 a combustione interna, nella fattispecie un motore a scoppio Diesel.

Il motore 3 comprende un collettore 4 di distribuzione del combustibile, comunemente indicato con il termine di “common rail”, ed una pluralità di iniettori 5 collegati con il collettore 4 ed atti a nebulizzare il combustibile all’interno di relative camere di combustione (non illustrate) del motore 3 stesso.

Il gruppo di pompaggio 1 comprende una pompa 6 di alta pressione, nella fattispecie una pompa a pistoni, per alimentare il combustibile al motore 3, ed una pompa 7 di bassa pressione o pre-alimentazione, nella fattispecie una pompa ad ingranaggi o una pompa elettrica, per alimentare il combustibile dal serbatoio 2 alla pompa 6.

La pompa 6 comprende un corpo pompa 8, ed almeno un cilindro 9, il quale è ricavato nel corpo pompa 8, presenta un asse 10 longitudinale, ed è impegnato in maniera scorrevole da un pistone 11 mobile, sotto la spinta di un dispositivo 12 di azionamento, con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro 9 ed una corsa di compressione del combustibile contenuto all’interno del cilindro 9 stesso.

Il gruppo di pompaggio 1 comprende, inoltre, un circuito 13 idraulico comprendente, a sua volta, un primo ramo 14 per collegare fra loro il serbatoio 2 e la pompa 7; un secondo ramo 15, il quale collega fra loro le pompe 6 e 7, si estende attraverso il corpo pompa 8 per lubrificare il dispositivo 12 di azionamento, ed è collegato al cilindro 9 tramite una valvola 16 di aspirazione; ed un terzo ramo 17, che si estende tra la pompa 6 ed il collettore 4, ed è collegato al cilindro 9 tramite una valvola 18 di mandata.

Il ramo 15 è provvisto di una elettrovalvola 19 di dosaggio, la quale è montata a monte della valvola 16 in una direzione 20 di avanzamento del combustibile lungo i rami 14, 15, e 17, è mobile tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura del ramo 15, ed è atta a controllare selettivamente la portata istantanea di combustibile alimentata alla pompa 6 in funzione dei valori di una pluralità di parametri di funzionamento del motore 3.

Il circuito 13 comprende, inoltre, un quarto ramo 21, il quale collega il ramo 15 a monte dell’elettrovalvola 19 nella direzione 20 con il serbatoio 2, si estende attraverso una valvola 22 di troppo-pieno, e consente di scaricare nel serbatoio 2 almeno parte della portata di combustibile eccedente quella alimentata attraverso l’elettrovalvola 19 stessa.

Il circuito 13 presenta, inoltre, un quinto ramo 23, che si estende tra il collettore 4 ed il ramo 21, e consente di scaricare nel serbatoio 2 la portata di combustibile eccedente quella necessaria agli iniettori 5.

Il circuito 13 comprende, inoltre, un sesto ramo 24 per scaricare nel ramo 21 e, quindi, nel serbatoio 2 il combustibile alimentato attraverso il corpo pompa 8 dal ramo 15 e trafilante tra il corpo pompa 8 ed il dispositivo 12 di azionamento.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, l’elettrovalvola 19 comprende un corpo valvola 25 di forma tubolare, il quale presenta un asse 26 longitudinale, ed è provvisto di una pluralità di fori 27 di alimentazione, che sono uniformemente distribuiti attorno all’asse 26, sono ricavati in un punto intermedio del corpo valvola 25, e si estendono radialmente attraverso il corpo valvola 25.

I fori 27 sono collegati con un collettore 27a anulare, il quale è ricavato nel corpo valvola 25 coassialmente all’asse 26, e definisce un ingresso del combustibile nel corpo valvola 25 stesso.

Il corpo valvola 25 è impegnato in maniera scorrevole da un otturatore 28, il quale è limitato da una parete 29 laterale cilindrica sostanzialmente coassiale all’asse 26, ed è suddiviso in due porzioni 28a, 28b da una parete 30 intermedia interna sostanzialmente perpendicolare all’asse 26 stesso.

La parete 30 è provvista di una pluralità di fori 31 (nella fattispecie due fori 31), i quali sono ricavati attraverso la parete 30 parallelamente all’asse 26, e collegano fra loro le due porzioni 28a, 28b dell’otturatore 28.

La porzione 28b della parete 29 presenta una pluralità di fori 32 di alimentazione, i quali sono uniformemente distribuiti attorno all’asse 26, e comunicano con il collettore 27a.

L’otturatore 28 è mobile tra una posizione di apertura dell’elettrovalvola 19, in cui ciascun foro 32 è radialmente allineato con il collettore 27a, ed una posizione di chiusura dell’elettrovalvola 19 stessa, in cui i fori 32 sono assialmente sfalsati rispetto al collettore 27a stesso.

L’otturatore 28 viene spostato, e normalmente mantenuto, nella sua posizione di apertura da una molla 33 alloggiata all’interno della porzione 28b ed interposta tra la parete 30 ed un piattello 34 di forma anulare montato all’interno del corpo valvola 25 perpendicolarmente all’asse 26.

L’otturatore 28 viene spostato nella sua posizione di chiusura contro la spinta della molla 33 da un attuatore 35 elettromagnetico comprendente un corpo 36 di guida tubolare, il quale è bloccato sul corpo valvola 25 coassialmente all’asse 26, ed è impegnato in maniera scorrevole da un’ancora 37 di azionamento in materiale ferromagnetico.

L’ancora 37 è montata da banda opposta della molla 33 rispetto alla parete 30, e si estende all’interno della porzione 28a.

La molla 33 mantiene la parete 30 a contatto dell’ancora 37, l’otturatore 28 nella sua posizione di apertura dell’elettrovalvola 19, e l’ancora 37 in una posizione di riposo.

L’attuatore 35 comprende, inoltre, un circuito elettrico 38, il quale si estende attorno all’ancora 37 e lungo l’asse 26, e viene alimentato elettricamente per spostare l’ancora 37 contro l’azione della molla 33 dalla sua posizione di riposo in una posizione operativa, in cui l’otturatore 28 viene spostato dall’ancora 37 stessa nella sua posizione di chiusura dell’elettrovalvola 19.

Per garantire un corretto funzionamento dell’otturatore 28 ed evitare il grippaggio dell’otturatore 28 lungo il corpo valvola 25, l’otturatore 28 è configurato in modo tale che il rapporto tra la sua lunghezza L ed il suo diametro D è sostanzialmente pari a 1,5.

La presenza della porzione 28a consente, quindi, di variare la lunghezza L dell’otturatore 28 in funzione del suo diametro D mantenendo costante l’ingombro assiale dell’elettrovalvola 19.

In altre parole, l’incremento della portata di combustibile richiesta dalla pompa 6 comporta un incremento del diametro interno e del diametro esterno del piattello 34, del diametro della molla 33, e del diametro dell’otturatore 28.

Per rispettare il rapporto L/D richiesto, la lunghezza L dell’otturatore 28 viene aumentata tramite la realizzazione della porzione 28a, vale a dire una porzione opposta alla porzione 28b ed al piattello 34, in modo da mantenere invariate la lunghezza della porzione 28b, la posizione della parete 30 lungo l’asse 26, la lunghezza complessiva dell’elettrovalvola 19, e l’interfaccia tra la pompa 6 e l’elettrovalvola 19 stessa.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, da un serbatoio di contenimento (2) ad un motore a combustione interna (3), il gruppo di pompaggio comprendendo una pompa di alta pressione (6) per alimentare il combustibile al motore a combustione interna (3); una pompa di pre-alimentazione (7) per alimentare il combustibile dal serbatoio di contenimento (2) alla pompa di alta pressione (6); ed una elettrovalvola di dosaggio (19) per controllare selettivamente la portata istantanea di combustibile alimentata alla pompa di alta pressione (6) in funzione del valore di almeno un parametro di funzionamento del motore a combustione interna (3); l’elettrovalvola di dosaggio (19) comprendendo un corpo valvola (25) di forma tubolare, un otturatore (28) impegnato in maniera scorrevole nel corpo valvola (25), ed un dispositivo di azionamento (33, 35) per spostare l’otturatore (28) tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura dell’elettrovalvola di dosaggio (19) stessa; ed essendo caratterizzato dal fatto che l’otturatore (28) è limitato da una parete laterale (29) tubolare, ed è suddiviso in due porzioni (28a, 28b) da una parete intermedia (30) interna. 2.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo valvola (25) presenta un asse longitudinale (26); la parete laterale (29) essendo sostanzialmente coassiale all’asse longitudinale (26) e la parete intermedia (30) essendo sostanzialmente perpendicolare all’asse longitudinale (26) stesso. 3.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’otturatore (28) presenta almeno una apertura (31) ricavata attraverso la parete intermedia (30) per collegare fra loro le due porzioni (28a, 28b). 4.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l’otturatore (28) presenta una lunghezza (L) ed un diametro (D) tali per cui il rapporto tra la lunghezza (L) ed il diametro (D) è sostanzialmente pari a 1,5. 5.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo di azionamento (33, 35) comprende almeno una molla (33) per spostare, e normalmente mantenere, l’otturatore (28) nella sua posizione di apertura dell’elettrovalvola di dosaggio (19). 6.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 5, in cui la molla (33) è montata tra la parete intermedia (30) dell’otturatore (28) ed un piattello (34) anulare definente una uscita del combustibile dal corpo valvola (25). 7.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il dispositivo di azionamento (33, 35) comprende, inoltre, un attuatore elettromagnetico (35) per spostare l’otturatore (28) dalla sua posizione di apertura nella sua posizione di chiusura contro l’azione della molla (33). 8.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 7, in cui l’attuatore elettromagnetico (35) comprende un’ancora di azionamento (37) sporgente assialmente all’interno del corpo valvola (25); la molla (33) mantenendo la parete intermedia (30) dell’otturatore (28) a contatto con l’ancora di azionamento (37). 9.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il corpo valvola (25) presenta una pluralità di primi fori di alimentazione (27) e la parete laterale (29) dell’otturatore (28) presenta una pluralità di secondi fori di alimentazione (32). 10.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 9, in cui i detti primi e secondi fori di alimentazione (27, 32) sono assialmente allineati fra loro quando l’otturatore (28) è disposto nella sua posizione di apertura e sono assialmente sfalsati fra loro quando l’otturatore (28) è disposto nella sua posizione di chiusura. 11.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui il corpo valvola (25) presenta un collettore anulare (27a) per collegare fra loro i detti primi e secondi fori di alimentazione (27, 32).