IT201800009374A1 - Gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

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

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, 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 per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna; ed una pompa di bassa pressione o prealimentazione per alimentare combustibile da un serbatoio di contenimento alla pompa di alta pressione stessa.

La pompa di alta pressione è una pompa a pistoni comprendente un corpo pompa; almeno un cilindro ricavato nel corpo pompa; un pistone impegnato in maniera scorrevole nel cilindro; ed un dispositivo di azionamento per spostare il pistone con una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro e con una corsa di compressione del combustibile contenuto nel cilindro stesso.

La pompa di alta pressione comprende, inoltre, un condotto di aspirazione del combustibile all’interno del cilindro; una valvola di aspirazione montata lungo il condotto di aspirazione per controllare selettivamente l’alimentazione del combustibile nel cilindro; un condotto di mandata del combustibile al motore a combustione interna; ed una valvola di mandata montata lungo il condotto di mandata per controllare selettivamente l’alimentazione del combustibile al motore a combustione interna.

La pompa di bassa pressione è una pompa ad ingranaggi provvista di un corpo pompa comprendente, normalmente, una carcassa di contenimento, che presenta una forma a tazza, è limitata da una parete di fondo sostanzialmente piana, ed è limitata, inoltre, da una parete laterale sagomata.

Il corpo pompa comprende, inoltre, un coperchio di chiusura montato a contatto della parete laterale sagomata parallelamente alla parete di fondo.

La carcassa di contenimento è provvista di due perni di supporto, che sporgono dalla parete di fondo verso il coperchio, e presentano rispettivi assi longitudinali paralleli fra loro e perpendicolari alla parete di fondo stessa.

Il corpo pompa definisce una camera di contenimento, che presenta un ingresso del combustibile nella pompa ad ingranaggi ed una uscita del combustibile dalla pompa ad ingranaggi, ed alloggia al proprio interno due ingranaggi, che sono accoppiati fra loro, e sono calzati in maniera girevole sui perni di supporto.

A causa delle tolleranze di lavorazione, gli ingranaggi sono accoppiati ai relativi perni di supporto con un gioco radiale determinato.

Generalmente, uno degli ingranaggi è accoppiato in maniera angolarmente fissa ad un albero di trasmissione, che si estende attraverso la parete di fondo della carcassa di contenimento, e sporge assialmente da uno dei perni di supporto.

Dal momento che la pressione del combustibile all’uscita dalla camera di contenimento è maggiore della pressione del combustibile all’ingresso della camera di contenimento, gli ingranaggi sono sottoposti ad una forza idraulica atta ad allontanare gli ingranaggi dalla parete laterale sagomata in corrispondenza dell’uscita del combustibile dalla camera di contenimento stessa.

Normalmente, gli ingranaggi ed il corpo pompa sono realizzati in acciaio e, rispettivamente, in alluminio, vale a dire in materiali aventi coefficienti termici di dilatazione differenti, e di cui il coefficiente di dilatazione termica del corpo pompa è maggiore del coefficiente di dilatazione termica degli ingranaggi.

I gruppi di pompaggio noti del tipo sopra descritto presentano alcuni inconvenienti principalmente discendenti dal fatto che, in corrispondenza dell’uscita del combustibile dalla camera di contenimento, la distanza e, quindi, le perdite di combustibile tra gli ingranaggi e la parete laterale sagomata sono proporzionali alla temperatura del combustibile.

Di conseguenza, quando la temperatura del combustibile è relativamente elevata, le perdite di combustibile sono relativamente elevate e tali da compromettere il corretto avviamento della pompa ad ingranaggi.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, 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, 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 una prima vista schematica in sezione, con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione del gruppo di pompaggio della presente invenzione;

la figura 2 è una seconda vista schematica in sezione, con parti asportate per chiarezza, del gruppo di pompaggio della figura 1; e

la figura 3 è una vista frontale schematica, con parti asportate per chiarezza, di un particolare della figura 2.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è indicato, nel suo complesso, un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna (non illustrato).

Il gruppo di pompaggio 1 comprende una pompa 2 di alta pressione per alimentare il combustibile al citato motore a combustione interna (non illustrato); ed una pompa 3 di bassa pressione o pre-alimentazione per alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento noto e non illustrato alla pompa 2 stessa.

La pompa 2 di alta pressione è una pompa a pistoni comprendente un corpo pompa 4, il quale è provvisto di un foro 5 centrale presentante un asse 6 longitudinale, ed è provvisto, inoltre, di almeno un foro 7 laterale (normalmente una pluralità di fori 7 uniformemente distribuiti attorno all’asse 6), che presenta un asse 8 longitudinale trasversale all’asse 6, e si estende radialmente verso l’esterno del corpo pompa 4 a partire dal foro 5 stesso.

Ciascun foro 7 è chiuso da una testata 9, la quale è disposta a contatto del corpo pompa 4, e presenta una appendice 10 sporgente all’interno del foro 7 coassialmente all’asse 8.

La testata 9 presenta un foro 11 centrale, il quale è ricavato attraverso la testata 9 coassialmente all’asse 8, e comprende una porzione 12 allargata ed una porzione 13 ristretta allineate fra loro lungo l’asse 8 stesso.

La porzione 13 è affacciata al foro 5, e definisce un cilindro 14 della pompa 2 a pistoni.

Il cilindro 14 è impegnato in maniera scorrevole da un pistone 15 mobile, sotto la spinta di un dispositivo 16 di azionamento, con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro 14 ed una corsa di compressione del combustibile contenuto all’interno del cilindro 14 stesso.

Il dispositivo 16 comprende un manicotto 17 tubolare, il quale è impegnato in maniera scorrevole all’interno del foro 7 coassialmente all’asse 8, si estende attorno al cilindro 14, e presenta una flangia 18 anulare interna, che sporge radialmente da una superficie interna del manicotto 17, e divide il manicotto 17 stesso in due porzioni 19, 20 cilindriche, di cui la porzione 19 è affacciata al foro 5.

Il dispositivo 16 presenta, inoltre, una punteria 21 comprendente un blocco 22 di accoppiamento di forma sostanzialmente cilindrica, il quale è bloccato per interferenza all’interno della porzione 19, è disposto a contatto della flangia 18, e supporta un rullo 23 di punteria.

Il rullo 23 sporge dal blocco 22 verso il foro 5, ed è accoppiato in maniera girevole al blocco 22 per ruotare, rispetto al blocco 22 stesso, attorno ad un proprio asse 24 longitudinale sostanzialmente perpendicolare all’asse 8.

La flangia 18 supporta un piattello 25 anulare, il quale si estende attorno al pistone 15, è inserito all’interno della porzione 20 del manicotto 17 coassialmente all’asse 8, e presenta un bordo perimetrale esterno affacciato assialmente alla flangia 18 ed un bordo perimetrale interno affacciato assialmente ad una testa del pistone 15 stesso.

Il dispositivo 16 comprende, inoltre, una molla 26 a compressione, la quale è montata tra l’appendice 10 ed il manicotto 17 coassialmente all’asse 8, ed è interposta tra la testata 9 ed il piattello 25 per spostare, e normalmente mantenere, il piattello 25 a contatto della flangia 18 ed il rullo 23 a contatto di una camma 27 ricavata su una superficie esterna di una porzione intermedia di un albero 28 di trasmissione montato attraverso il foro 5 per ruotare, rispetto al corpo pompa 4, attorno all’asse 6.

La testata 9 alloggia al proprio interno una valvola 29 di aspirazione del combustibile nel cilindro 14 ed una valvola 30 di mandata del combustibile al motore a combustione interna (non illustrato).

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, la pompa 3 di bassa pressione è una pompa ad ingranaggi provvista di un corpo pompa 31 comprendente una carcassa 32 di contenimento, la quale presenta una forma a tazza, è limitata da una parete 33 di fondo sostanzialmente piana, ed è limitata, inoltre, da una parete 34 laterale sagomata.

Il corpo pompa 31 è chiuso da un coperchio 35, il quale è montato a contatto della carcassa 32 parallelamente alla parete 33, e definisce, unitamente alla carcassa 32 stessa, una camera 36 di contenimento presentante un ingresso 37 del combustibile nella pompa 3 ed una uscita 38 del combustibile dalla pompa 3 stessa.

Il corpo pompa 31 è provvisto, inoltre, di due perni 39, 40 di supporto di forma tubolare, i quali sporgono dalla parete 33, e presentano rispettivi assi 41 longitudinali paralleli fra loro e perpendicolari alla parete 33 stessa.

Il perno 39 presenta una lunghezza minore di una distanza tra la parete 33 ed il coperchio 35, mentre il perno 40 presenta una lunghezza sostanzialmente pari ad una distanza tra la parete 33 ed il coperchio 35 stesso.

La camera 36 alloggia al proprio interno una coppia di ingranaggi 42, 43 cilindrici, i quali sono realizzati in materiale metallico, sono accoppiati fra loro, e sono calzati in maniera girevole sui perni 39 e, rispettivamente, 40 per ruotare attorno ai relativi assi 41.

L’ingranaggio 42 è accoppiato in maniera angolarmente fissa ad una estremità libera dell’albero 28, il quale si estende attraverso la parete 33, e sporge assialmente dal perno 39.

Dal momento che la pressione del combustibile all’uscita 38 è maggiore della pressione del combustibile all’ingresso 37, il combustibile esercita su ciascun ingranaggio 42, 43 una relativa forza idraulica FI1, FI2 atta ad allontanare l’ingranaggio 42, 43 stesso dalla parete 34 in corrispondenza dell’uscita 38.

La pompa 3 comprende, inoltre, per ciascun ingranaggio 42, 43, un rispettivo magnete 44, 45 permanente montato nella carcassa 32 in corrispondenza dell’uscita 38.

Ciascun magnete 44, 45 è disposto nella carcassa 32 in modo da esercitare sul relativo ingranaggio 42, 43 una forza magnetica FM1, FM2, la quale è sostanzialmente parallela ed opposta alla corrispondente forza idraulica FI1, FI2, ed è atta ad avvicinare l’ingranaggio 42, 43 stesso alla parete 34 in corrispondenza dell’uscita 38.

In particolare, la forza magnetica FM1, FM2 generata da ciascun magnete 44, 45 è coincidente con la corrispondente forza idraulica FI1, FI2.

Nella fattispecie illustrata nella figura 3, le forze idrauliche FI1, FI2 e, quindi, le forza magnetiche FM1, FM2 sono orientate secondo un angolo di sostanzialmente 60° una rispetto all’altra.

A proposito di quanto sopra esposto è opportuno precisare che i magneti 44, 45 sono integrati nella carcassa 32 oppure sono alloggiati all’interno di relative tasche ricavate nella carcassa 32 stessa.

Il gruppo di pompaggio 1 presenta alcuni vantaggi principalmente discendenti dal fatto che, quando la pompa 3 viene avviata e le forze idrauliche FI1, FI2 sono relativamente ridotte, le forze magnetiche FM1, FM2 esercitate dai magneti 44, 45 spingono gli ingranaggi 42, 43 verso la parete 34 in corrispondenza dell’uscita 38, riducono la distanza e, quindi, le perdite di combustibile tra gli ingranaggi 42, 43 e la parete 34, e facilitano la condizione di avviamento della pompa 3, in cui la pompa 3 deve alimentare una portata di combustibile determinata dall’ingresso 37 all’uscita 38 superando le perdite di combustibile.

Secondo una variante non illustrata, ciascun magnete 44, 45 viene eliminato e sostituito, per esempio, con una coppia di magneti montati nella carcassa 32 in modo da generare la relativa forza FM1, FM2.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna, il gruppo di pompaggio comprendendo una pompa di alta pressione (2) per alimentare combustibile al motore a combustione interna; ed una pompa ad ingranaggi (3) per alimentare il combustibile alla pompa di alta pressione (2); la pompa ad ingranaggi (3) comprendendo un corpo pompa (31) definente una camera di contenimento (36) limitata da una parete laterale interna (34), una coppia di ingranaggi (42, 43) montati all’interno del corpo pompa (31) per ruotare attorno a rispettivi assi di rotazione (41), un ingresso (37) del combustibile nella camera di contenimento (36), ed una uscita (38) del combustibile dalla camera di contenimento (36); ed essendo caratterizzato dal fatto che la pompa ad ingranaggi (3) è provvista, inoltre, di mezzi magnetici (44, 45) montati in modo da spingere gli ingranaggi (42, 43) verso la parete laterale interna (34) in corrispondenza dell’uscita (38) del combustibile dalla camera di contenimento (36). 2.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 1, in cui gli ingranaggi (42, 43) sono realizzati in materiale metallico. 3.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i mezzi magnetici (44, 45) sono montati nel corpo pompa (31) in corrispondenza dell’uscita (38) del combustibile dalla camera di contenimento (36). 4.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi magnetici (44, 45) comprendono, per ciascun ingranaggio (42, 43), almeno un rispettivo magnete permanente. 5.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 4, in cui i magneti permanenti associati a ciascun ingranaggio (42, 43) sono montati nel corpo pompa (31) in modo da esercitare sull’ingranaggio (42, 43) una forza magnetica (FM1, FM2) sostanzialmente parallela ed opposta ad una corrispondente forza idraulica (FI1, FI2) esercitata sull’ingranaggio (42, 43) stesso dal combustibile. 6.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 5, in cui la forza magnetica (FM1, FM2) agente su ciascun ingranaggio (42, 43) è coincidente con la corrispondente forza idraulica (FI1, FI2) agente sull’ingranaggio (42, 43) stesso. 7.- Gruppo di pompaggio secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui le forze idrauliche (FI1, FI2) agenti sugli ingranaggi (42, 43) sono orientate secondo un angolo di sostanzialmente 60° una rispetto all’altra. 8.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui le forze magnetiche (FM1, FM2) agenti sugli ingranaggi (42, 43) sono orientate secondo un angolo di sostanzialmente 60° una rispetto all’altra. 9.- Gruppo di pompaggio secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la camera di contenimento (36) è limitata, inoltre, da una parete di fondo (33), ed alloggia al proprio interno una coppia di perni di supporto (39, 40), i quali sporgono dalla parete di fondo (33), e sono impegnati in maniera girevole dagli ingranaggi (42, 43).