IT201800020407A1

IT201800020407A1 - METHOD FOR MONITORING A PISTON PUMP OF A FUEL PUMP UNIT, AND CORRESPONDING FUEL SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: IT201800020407A1
Application number: IT102018000020407A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Cilenti; Dominik Meinzer
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-20

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“METODO PER MONITORARE UNA POMPA A PISTONI DI UN GRUPPO DI POMPAGGIO DI COMBUSTIBILE, E CORRISPONDENTE SISTEMA DI ALIMENTAZIONE DI COMBUSTIBILE” "METHOD FOR MONITORING A PISTON PUMP OF A FUEL PUMPING GROUP, AND CORRESPONDING FUEL SUPPLY SYSTEM"

La presente invenzione è relativa ad un metodo per monitorare un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna, e ad un corrispondente sistema per alimentare combustibile al motore a combustione interna. The present invention relates to a method for monitoring a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine, and to a corresponding system for feeding fuel to the internal combustion engine.

In particolare, la presente invenzione è applicabile ad gruppo di pompaggio comprendente una pompa di alta pressione per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna ed una pompa di bassa pressione per alimentare il combustibile da un serbatoio di contenimento alla pompa di alta pressione. In particular, the present invention is applicable to a pumping unit comprising a high pressure pump for feeding fuel to an internal combustion engine and a low pressure pump for feeding fuel from a containment tank to the high pressure pump.

Tipicamente la pompa di alta pressione è una pompa a pistoni, la quale comprendente un corpo pompa, almeno un cilindro ricavato nel corpo pompa, ed un almeno un pistone impegnato in maniera scorrevole in una porzione ristretta del cilindro. Una estremità del cilindro è chiusa da una testata per definire, assieme al cilindro stesso ed al pistone, una camera a volume variabile. La pompa di alta pressione comprende un dispositivo di azionamento alloggiato nel corpo pompa per spostate il pistone lungo il cilindro con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nella camera a volume variabile ed una corsa di compressione del combustibile contenuto nella camera a volume variabile. Typically the high pressure pump is a piston pump, which comprises a pump body, at least one cylinder formed in the pump body, and at least one piston slidably engaged in a restricted portion of the cylinder. One end of the cylinder is closed by a head to define, together with the cylinder itself and the piston, a chamber with variable volume. The high-pressure pump comprises an actuation device housed in the pump body for moving the piston along the cylinder with a reciprocating rectilinear motion comprising a fuel suction stroke in the variable volume chamber and a compression stroke of the fuel contained in the volume chamber. variable.

Il dispositivo di azionamento comprendente normalmente una punteria a rullo, la quale è accoppiata al pistone ed è montata sulla testata tramite una molla a compressione, ed un albero di trasmissione a camme, il quale è atto spostare la punteria a rullo contro l’azione della molla, ossia comprimendo la molla. L’azione della camma sposta il pistone in modo da eseguire la corsa di compressione e la molla sposta il pistone in modo da eseguire la corsa di aspirazione. The actuation device normally comprising a roller tappet, which is coupled to the piston and is mounted on the head by means of a compression spring, and a cam drive shaft, which is able to move the roller tappet against the action of the spring, i.e. compressing the spring. The action of the cam moves the piston in order to perform the compression stroke and the spring moves the piston in order to perform the intake stroke.

Il pistone, la punteria a rullo e l’albero a camme sono le parti della pompa di alta pressione che sono più soggette all’usura in quanto sono in continuo movimento. Tuttavia, il monitoraggio delle condizioni di funzionamento di queste parti è reso praticamente impossibile dalla loro particolare disposizione all’interno del corpo pompa. In particolare, è impossibile predire quando una di queste parti si è usurata a tal punto da rendere imminente il bloccaggio della pompa ad alta pressione. The piston, the roller tappet and the camshaft are the parts of the high pressure pump that are most subject to wear as they are in constant motion. However, monitoring the operating conditions of these parts is made practically impossible by their particular arrangement inside the pump body. In particular, it is impossible to predict when one of these parts has worn to such an extent that blockage of the high-pressure pump is imminent.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un gruppo di pompaggio per l’alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, allo stesso tempo, sia di facile ed economica attuazione. The purpose of the present invention is to provide a pumping unit for feeding fuel to an internal combustion engine that is free from the drawbacks described above and, at the same time, is easy and economical to implement.

In accordo con la presente invenzione viene fornito un metodo per monitorare una pompa a pistoni di un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna, ed un sistema per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna, secondo quanto definito nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a method is provided for monitoring a piston pump of a pumping group for feeding fuel, preferably diesel, to an internal combustion engine, and a system for feeding fuel, preferably diesel, to a combustion engine. internal, as defined in the attached claims.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

- le figure 1 e 2 illustrano due viste in sezione, lungo due piani ortogonali tra loro, e con parti asportate per chiarezza di gruppo di pompaggio comprendente una pompa di alta pressione; - Figures 1 and 2 show two sectional views, along two planes orthogonal to each other, and with parts removed for clarity of the pumping unit comprising a high pressure pump;

- la figura 3 illustra una prima forma di attuazione di un sistema per alimentare combustibile seconda la presente invenzione, comprendente il gruppo di pompaggio delle figure - la figura 4 illustra una ulteriore forma di attuazione del sistema per alimentare combustibile seconda la presente invenzione, comprendente il gruppo di pompaggio delle figure 1 e 2. - figure 3 illustrates a first embodiment of a system for feeding fuel according to the present invention, comprising the pumping unit of the figures - figure 4 illustrates a further embodiment of the system for feeding fuel according to the present invention, comprising the pumping unit of figures 1 and 2.

Nelle figure 1 e 2 con 1 è genericamente indicato, nel suo complesso, un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna (non illustrato). In Figures 1 and 2, 1 generally indicates, as a whole, a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine (not shown).

Il gruppo di pompaggio 1 comprende una pompa di alta pressione ad un pistone, indicata con 2, per alimentare il combustibile al motore a combustione interna, ed una pompa di prealimentazione, ad esempio una pompa ad ingranaggi, indicata con 3, per prelevare il combustibile da un serbatoio (non illustrato) ed alimentarlo alla pompa 2. Nell’esempio illustrato, la pompa 2 è lubrificata a combustibile. The pumping unit 1 comprises a single-piston high-pressure pump, indicated with 2, to feed the fuel to the internal combustion engine, and a pre-supply pump, for example a gear pump, indicated with 3, to withdraw the fuel. from a tank (not shown) and feed it to pump 2. In the example shown, pump 2 is fuel lubricated.

La pompa 2 presenta un corpo pompa 4 comprendente una carcassa 5 di supporto presentante un foro 6 centrale, il quale ha un asse 7 longitudinale, ed un foro 8 laterale, il quale ha un asse 9 longitudinale trasversale all’asse 7 e si estende radialmente verso l’esterno della carcassa 5 a partire dal foro 6 stesso. La carcassa 5 è normalmente solidale con il motore a combustione interna. The pump 2 has a pump body 4 comprising a support casing 5 having a central hole 6, which has a longitudinal axis 7, and a lateral hole 8, which has a longitudinal axis 9 transverse to the axis 7 and extends radially towards the outside of the casing 5 starting from the hole 6 itself. The casing 5 is normally integral with the internal combustion engine.

Il corpo pompa 4 comprende una testata 10, la quale è disposta a contatto della carcassa 5 per chiudere il foro 8 e presenta un’appendice 11 sporgente all’interno del foro 8 stesso coassialmente all’asse 9. La testata 10 presenta un foro 12 centrale, il quale è coassiale all’asse 9 e comprende due porzioni di estremità 13 e 14 ed una porzione intermedia definente un cilindro 15 all’interno dell’appendice 11. The pump body 4 comprises a head 10, which is arranged in contact with the casing 5 to close the hole 8 and has an appendix 11 protruding inside the hole 8 itself coaxially to the axis 9. The head 10 has a hole 12 central, which is coaxial to axis 9 and comprises two end portions 13 and 14 and an intermediate portion defining a cylinder 15 inside the appendix 11.

La pompa 2 comprende un pistone 16, il quale impegna il cilindro 15 in maniera scorrevole, ed un dispositivo di azionamento 17, il quale è alloggiato nel corpo pompa 4 ed è atto a muovere il pistone 16 lungo il cilindro 15 con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro 15 ed una corsa di compressione del combustibile contenuto all’interno del cilindro 15 stesso. The pump 2 comprises a piston 16, which engages the cylinder 15 in a sliding manner, and an actuation device 17, which is housed in the pump body 4 and is able to move the piston 16 along the cylinder 15 with a reciprocating rectilinear motion comprising an intake stroke for the fuel in the cylinder 15 and a compression stroke for the fuel contained within the cylinder 15 itself.

Il dispositivo di azionamento 17 comprende una punteria a rullo 18, la quale è accoppiata al pistone 16 ed è montata sulla testata 10 tramite una molla a compressione 19, ed un albero di trasmissione 20, il quale è montato attraverso il foro 6 per ruotare, rispetto alla carcassa 5, attorno all’asse 7 e comprende una camma 21 ricavata su una superfice esterna di una porzione intermedia dell’albero 20 stesso per agire sulla punteria a rullo 18 in modo da spostare il pistone 16 contro l’azione della molla a compressione 19. The actuation device 17 comprises a roller tappet 18, which is coupled to the piston 16 and is mounted on the head 10 by means of a compression spring 19, and a transmission shaft 20, which is mounted through the hole 6 to rotate, with respect to the casing 5, around the axis 7 and comprises a cam 21 obtained on an external surface of an intermediate portion of the shaft 20 itself to act on the roller tappet 18 so as to move the piston 16 against the action of the spring a compression 19.

In particolare, la punteria a rullo 18 comprende un manicotto 22, il quale è impegnato in maniera scorrevole all’interno del foro 8 coassialmente all’asse 9 e presenta una flangia 23 anulare interna che sporge radialmente da una superficie interna del manicotto 22 stesso dividendolo in due porzioni 24 e 25 cilindriche cave. La porzione 24 ha la cavità affacciata al foro 6 e la porzione 25 ha la cavità affacciata al foro 12 e si estende attorno all’appendice 11. La punteria a rullo 18 comprende un rullo 26 ed un elemento di accoppiamento 27 per accoppiare in modo girevole il rullo 26 alla porzione 24 in modo tale che il rullo 26 stesso possa ruotare attorno ad un proprio asse 28 sostanzialmente perpendicolare all’asse 9. L’elemento di accoppiamento 27 è bloccato per interferenza all’interno della porzione 24, è disposto a contatto della flangia 23 e supporta il rullo 26 in modo tale che esso sporga verso il foro 6 e vada a contatto con la camma 21. In particular, the roller tappet 18 comprises a sleeve 22, which is slidingly engaged inside the hole 8 coaxially to the axis 9 and has an internal annular flange 23 which protrudes radially from an internal surface of the sleeve 22 itself dividing it in two portions 24 and 25 hollow cylindrical. The portion 24 has the cavity facing the hole 6 and the portion 25 has the cavity facing the hole 12 and extends around the appendix 11. The roller tappet 18 comprises a roller 26 and a coupling element 27 for rotatably coupling the roller 26 to the portion 24 in such a way that the roller 26 itself can rotate around its own axis 28 substantially perpendicular to the axis 9. The coupling element 27 is blocked by interference inside the portion 24, is arranged in contact of the flange 23 and supports the roller 26 in such a way that it protrudes towards the hole 6 and comes into contact with the cam 21.

La punteria a rullo 18 comprende un piattello 29 anulare, il quale è inserito all’interno della porzione 25 del manicotto 22 coassialmente all’asse 9 in modo da andare a contatto con la flangia 23 e presenta un foro centrale accoppiato col pistone 16 in prossimità di una testa 16a del pistone 16 stesso. La molla a compressione 19 è di tipo elicoidale, è calzata sull’appendice 11, è in parte alloggiata nella porzione 25 coassialmente all’asse 9 ed è interposta tra la testata 10 ed il piattello 29 per mantenere quest’ultimo a contatto della flangia 19 ed il rullo 24 a contatto della camma 21. The roller tappet 18 comprises an annular plate 29, which is inserted inside the portion 25 of the sleeve 22 coaxially to the axis 9 so as to come into contact with the flange 23 and has a central hole coupled with the piston 16 in proximity of a head 16a of the piston 16 itself. The compression spring 19 is of the helical type, is fitted on the appendix 11, is partly housed in the portion 25 coaxially to the axis 9 and is interposed between the head 10 and the plate 29 to keep the latter in contact with the flange 19 and the roller 24 in contact with the cam 21.

La testa 16a del pistone ha un diametro maggiore del foro centrale del piattello 29 in modo tale che la testa 16a stessa rimanga serrata tra il piattello 29 e l’elemento di accoppiamento 27 grazie alla pressione della molla a compressione 19. In questo modo, il pistone 16 risulta solidale con il manicotto 22. The head 16a of the piston has a larger diameter than the central hole of the plate 29 so that the head 16a itself remains clamped between the plate 29 and the coupling element 27 thanks to the pressure of the compression spring 19. In this way, the piston 16 is integral with sleeve 22.

La pompa 2 comprende una valvola di aspirazione 30 per aspirare il combustibile nel cilindro 15 ed una valvola di mandata 31 per alimentare il combustibile al motore a combustione interna (non illustrato), entrambe supportate dalla testata 10. La valvola di aspirazione 30 comprende un otturatore 32 di forma allungata, impegnato nella porzione di estremità 13 del foro 12 coassialmente all’asse 9. The pump 2 comprises an intake valve 30 to suck the fuel into the cylinder 15 and a delivery valve 31 to feed the fuel to the internal combustion engine (not shown), both supported by the head 10. The intake valve 30 comprises a shutter 32 of elongated shape, engaged in the end portion 13 of the hole 12 coaxially with the axis 9.

La porzione di estremità 13 è chiusa da un coperchio 33, il quale ha una forma a tazza con la concavità rivolta verso il foro 12 ed è bloccato assialmente da una ghiera 34 avvitata sulla superficie esterna della testata 10. The end portion 13 is closed by a lid 33, which has a cup shape with the concavity facing the hole 12 and is axially blocked by a ring nut 34 screwed onto the external surface of the head 10.

Con riferimento alla figura 3, in cui gli elementi corrispondenti sono indicati con gli stessi numeri della figura 1 ed in cui, per maggiore chiarezza, la molla a compressione 19 ed il pistone 16 sono stati asportati e l’appendice 11 è parzialmente asportata al di sotto di una linea di strappo, il gruppo di pompaggio 1 fa parte di un sistema per l’alimentazione di combustibile che comprende un sensore di accelerazione 35 solidale alla punteria a rullo 18 per fornire un segnale S1a indicativo di accelerazioni causate dal moto rettilineo alternativo del pistone 16, un altro sensore di accelerazione 36 solidale al corpo pompa 4, ed in particolare alla carcassa 5, per fornire un segnale S2 indicativo di accelerazioni della carcassa 5, ed un’unità di elaborazione 37, la quale è configurata per acquisire ed elaborare i due segnali S1a ed S2. With reference to Figure 3, in which the corresponding elements are indicated with the same numbers as in Figure 1 and in which, for greater clarity, the compression spring 19 and the piston 16 have been removed and the appendix 11 is partially removed beyond under a tear line, the pumping unit 1 is part of a fuel supply system which comprises an acceleration sensor 35 integral with the roller tappet 18 to provide a signal S1a indicative of accelerations caused by the reciprocating rectilinear motion of the piston 16, another acceleration sensor 36 integral with the pump body 4, and in particular with the casing 5, to provide a signal S2 indicative of accelerations of the casing 5, and a processing unit 37, which is configured to acquire and process the two signals S1a and S2.

In particolare, il sensore di accelerazione 35 è disposto su una superficie interna della porzione 25 del manicotto 22. La carcassa 5 presenta un foro 38, il quale mette in comunicazione il foro 8 con l’esterno del corpo pompa 4 ed è percorso da almeno un cavo elettrico 39 per il collegamento del sensore di accelerazione 35 all’unità di elaborazione. Il cavo elettrico 39 permette l’alimentazione elettrica del sensore di accelerazione 35 e la trasmissione del segnale S1a all’unità di elaborazione 37. L’altro sensore di accelerazione 36 è collegato all’unità di elaborazione 17 tramite un altro cavo elettrico 40. In particular, the acceleration sensor 35 is arranged on an internal surface of the portion 25 of the sleeve 22. The casing 5 has a hole 38, which puts the hole 8 in communication with the outside of the pump body 4 and is crossed by at least an electric cable 39 for connecting the acceleration sensor 35 to the processing unit. The electrical cable 39 allows the power supply of the acceleration sensor 35 and the transmission of the S1a signal to the processing unit 37. The other acceleration sensor 36 is connected to the processing unit 17 via another electrical cable 40.

L’unità di elaborazione 37 è configurata per ottenere un ulteriore segnale S3 come differenza tra il segnale S1a ed il segnale S2 e per rilevare anomalie di funzionamento della pompa 2 in funzione di variazioni del segnale S3. The processing unit 37 is configured to obtain a further signal S3 as the difference between the signal S1a and the signal S2 and to detect operating anomalies of the pump 2 as a function of variations in the signal S3.

In uso, il segnale S1a è indicativo delle accelerazioni positive o negative del pistone 16 rispetto ad una direzione parallela all’asse 9 durante i cambi di direzione del moto rettilineo alternativo dalla corsa di aspirazione alla corsa di compressione, e viceversa. Il segnale S2 è indicativo di accelerazione causate da scuotimenti del corpo pompa 4, ossia dal motore a combustione interna equipaggiato con il gruppo di pompaggio 1. Dunque, il segnale S3 fornisce una indicazione delle accelerazioni del pistone 16 depurata dalle accelerazioni del corpo pompa 4, ossia rispetto ad un sistema di riferimento fisso rispetto al corpo pompa 4. Ipotizzando che l’albero di trasmissione 20 ruoti ad una velocità angolare costante, il segnale S3 avrà un andamento temporale sostanzialmente periodico con periodo T, quest’ultimo coincidendo sostanzialmente con la somma delle durate della corsa di aspirazione e della corsa di compressione. In use, the S1a signal is indicative of the positive or negative accelerations of the piston 16 with respect to a direction parallel to the axis 9 during the direction changes of the reciprocating rectilinear motion from the intake stroke to the compression stroke, and vice versa. The S2 signal is indicative of acceleration caused by shaking of the pump body 4, i.e. by the internal combustion engine equipped with the pumping group 1. Therefore, the S3 signal provides an indication of the accelerations of the piston 16 purified by the accelerations of the pump body 4, ie with respect to a fixed reference system with respect to the pump body 4. Assuming that the transmission shaft 20 rotates at a constant angular speed, the signal S3 will have a substantially periodic time course with period T, the latter substantially coinciding with the sum the duration of the suction stroke and the compression stroke.

In caso di usura anomala di uno o più delle parti in reciproco movimento della pompa 2, quali ad esempio pistone 16, foro 8, punteria a rullo 18, albero di trasmissione 20, si avrà un incremento degli attriti e quindi un rallentamento della pompa 2, che si riflette in un aumento del periodo T. In altre parole, in caso di usura anomala delle parti in movimento si ha una variazione del segnale S3 in termini di variazione del periodo T. In the event of abnormal wear of one or more of the reciprocally moving parts of the pump 2, such as for example piston 16, hole 8, roller tappet 18, transmission shaft 20, there will be an increase in friction and therefore a slowing down of the pump 2 , which is reflected in an increase in the T period. In other words, in the event of abnormal wear of the moving parts there is a variation of the S3 signal in terms of the variation of the T period.

Il rilevamento di anomalie di funzionamento della pompa 2 eseguito dall’unità di elaborazione 37 prevede, in particolare, di elaborare il segnale S3 per determinare il valore del periodo T e confrontare il valore del periodo T con un intervallo ∆T di valori di tempo indicativo di un funzionamento regolare della pompa 2, e generare un evento di anomalia quando il valore del periodo T sono fuori dall’intervallo ∆T. The detection of operating anomalies of the pump 2 performed by the processing unit 37 provides, in particular, to process the signal S3 to determine the value of the period T and compare the value of the period T with an interval ∆T of indicative time values regular operation of pump 2, and generate an anomaly event when the value of the period T are out of the range ∆T.

In alternativa, la variazione del segnale S3 è valutata in termini di un diverso parametro che caratterizza il segnale S3, ad esempio la frequenza F corrispondente al periodo T. In questo caso, l’unità di elaborazione 37 è configurata per elaborare il segnale S3 allo scopo di determinare il valore della frequenza F, e per generare un evento di anomalia quando il valore della frequenza F esce da un intervallo ∆F di valori di frequenza. Alternatively, the variation of the signal S3 is evaluated in terms of a different parameter characterizing the signal S3, for example the frequency F corresponding to the period T. In this case, the processing unit 37 is configured to process the signal S3 at the purpose to determine the value of the frequency F, and to generate an anomaly event when the value of the frequency F leaves a range ∆F of frequency values.

Gli eventi di anomalia vengono memorizzati in una memoria interna dell’unità di elaborazione 37 e l’unità di elaborazione 37 è configurata per segnalare la necessità di una sostituzione anticipata della pompa 2, ossia prima che essa si possa bloccare improvvisamente, sulla base di uno o più eventi di anomalia memorizzati. The anomaly events are stored in an internal memory of the processing unit 37 and the processing unit 37 is configured to signal the need for an early replacement of the pump 2, i.e. before it can suddenly stop, based on a or more stored anomaly events.

Inoltre, i valori del parametro del segnale S3 durante il funzionamento della pompa 2 posso essere memorizzati in una memoria interna all’unità di elaborazione 37 e successivamente elaborati per ottenere informazioni sulle condizioni di funzionamento della pompa 2. In addition, the values of the S3 signal parameter during the operation of pump 2 can be stored in an internal memory of the processing unit 37 and subsequently processed to obtain information on the operating conditions of pump 2.

Vantaggiosamente, l’unità di elaborazione 37 è costituita dalla unità di controllo elettronica, cioè la cosiddetta ECU, del motore a combustione interna, oppure è integrata nella ECU. Advantageously, the processing unit 37 consists of the electronic control unit, ie the so-called ECU, of the internal combustion engine, or is integrated into the ECU.

Vantaggiosamente, ciascuno dei sensori di accelerazione 35 e 36 comprendono un rispettivo sensore MEMS. Advantageously, each of the acceleration sensors 35 and 36 comprise a respective MEMS sensor.

Secondo una ulteriore forma di attuazione della presente invenzione illustrata nella figura 4, in cui gli elementi corrispondenti sono indicati con gli stessi numeri della figura 1 e 3, ed alternativa alla forma di attuazione illustrata nella figura 3, il sensore di accelerazione 35 non è solidale alla punteria a rullo 18 come nella figura 3, ma è solidale con l’albero di trasmissione 20 per fornire un segnale S1b indicativo di accelerazioni causate dal moto di rotazione dell’albero di trasmissione 20. In particolare, l’albero di trasmissione 20 comprende una porzione longitudinale 41 presentante un foro 42 coassiale all’asse 7 ed il sensore di accelerazione 35 è disposto su una superficie interna del foro 42. Nell’esempio della figura 4, il foro 42 è cieco. According to a further embodiment of the present invention illustrated in Figure 4, in which the corresponding elements are indicated with the same numbers as in Figures 1 and 3, and as an alternative to the embodiment illustrated in Figure 3, the acceleration sensor 35 is not integral to the roller tappet 18 as in Figure 3, but is integral with the transmission shaft 20 to provide a signal S1b indicative of accelerations caused by the rotational motion of the transmission shaft 20. In particular, the transmission shaft 20 comprises a longitudinal portion 41 having a hole 42 coaxial to the axis 7 and the acceleration sensor 35 is arranged on an internal surface of the hole 42. In the example of Figure 4, the hole 42 is blind.

Il sensore di accelerazione 35 è collegato all’unità di elaborazione 37 tramite un contatto strisciante 43 applicato all’albero di trasmissione 20. In particolare, il contatto strisciante 43 comprende un manicotto conduttivo 44, il quale è calzato su una superficie esterna di un’estremità dell’albero di trasmissione 20 ed è collegato al sensore di accelerazione 35 tramite un cavo elettrico 45, ed una spazzola 46, la quale striscia sul manicotto conduttivo 44 ed è collegata elettricamente all’unità di elaborazione 37 tramite un altro cavo elettrico 47. The acceleration sensor 35 is connected to the processing unit 37 by means of a sliding contact 43 applied to the transmission shaft 20. In particular, the sliding contact 43 comprises a conductive sleeve 44, which is fitted on an external surface of a end of the transmission shaft 20 and is connected to the acceleration sensor 35 by means of an electric cable 45, and a brush 46, which slides on the conductive sleeve 44 and is electrically connected to the processing unit 37 by means of another electric cable 47.

In uso, il segnale S1b è indicativo della accelerazione centrifuga o centripeta causata dalla rotazione dell’albero di trasmissione 20. Il segnale S3 è ottenuto come differenza tra il segnale S1b ed il segnale S2. Dunque, il segnale S3 fornisce una indicazione dell’accelerazione centrifuga depurata dalle accelerazioni del corpo pompa 4, ossia rispetto ad un sistema di riferimento fisso rispetto al corpo pompa 4. Se si ipotizza che l’albero di trasmissione 20 ruoti ad una velocità angolare costante, allora l’accelerazione centrifuga sarà sostanzialmente costante e quindi il segnale S3 avrà un andamento temporale sostanzialmente costante. Il parametro del segnale S3 di cui valutare la variazione è l’ampiezza VA del segnale stesso. Pertanto, l’unità di elaborazione 37 è configurata per elaborare il segnale S3 allo scopo di determinare il valore dell’ampiezza VA, e per generare un evento di anomalia quando il valore dell’ampiezza VA esce da un intervallo ∆VA di valori di ampiezza. In use, the S1b signal is indicative of the centrifugal or centripetal acceleration caused by the rotation of the transmission shaft 20. The S3 signal is obtained as the difference between the S1b signal and the S2 signal. Therefore, the signal S3 provides an indication of the centrifugal acceleration purified by the accelerations of the pump body 4, ie with respect to a fixed reference system with respect to the pump body 4. If it is assumed that the transmission shaft 20 rotates at a constant angular speed , then the centrifugal acceleration will be substantially constant and therefore the signal S3 will have a substantially constant time course. The parameter of the S3 signal to evaluate the variation is the VA amplitude of the signal itself. Therefore, the processing unit 37 is configured to process the signal S3 in order to determine the VA amplitude value, and to generate an anomaly event when the VA amplitude value goes out of a ∆VA range of amplitude values. .

Da quanto sopra descritto, si evince che l’insieme costituito dai sensori di accelerazione 35 e 36, dall’unità di elaborazione 37 e, nel caso della forma di attuazione della figura 4, del contato strisciante 43 implementano un metodo per monitorare una pompa di alta pressione a pistoni di un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna. From what has been described above, it can be seen that the assembly consisting of the acceleration sensors 35 and 36, the processing unit 37 and, in the case of the embodiment of Figure 4, the sliding contact 43 implement a method for monitoring a pump high pressure piston of a pumping group to feed fuel to an internal combustion engine.

Benché l’invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non è da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni coperte dalle rivendicazioni allegate, quali ad esempio una pompa a pistoni lubrificata ad olio. Although the invention described above makes particular reference to a very precise example of embodiment, it is not to be considered limited to this example of embodiment, since all the variants, modifications or simplifications covered by the attached claims, such as for example a pump, fall within its scope. piston lubricated with oil.

Il principale vantaggio del metodo di monitoraggio e del gruppo di pompaggio sopra descritti è di permettere di prevenire una improvvisa rottura della pompa 2, segnalando eventuali anomalie di funzionamento che sono prodromiche di una rottura. Un altro vantaggio del metodo di monitoraggio è di permettere di collezionare dati sulle condizioni di funzionamento della pompa 2 di alta pressione a pistoni del gruppo di pompaggio 1 per l’intera durata della vita della pompa 2. The main advantage of the monitoring method and of the pumping unit described above is to prevent a sudden breakdown of the pump 2, signaling any operating anomalies that are prodromal of a breakdown. Another advantage of the monitoring method is to allow you to collect data on the operating conditions of the high pressure piston pump 2 of the pumping group 1 for the entire life of the pump 2.

Claims

CLAIMS 1. Method for monitoring a piston pump of a pumping group to feed fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine, said piston pump (2) comprising a pump body (4), at least one cylinder (15) obtained in the pump body (4) and extending along a first axis (9), at least one piston (6) slidingly engaged along the cylinder (15), at least one tappet (18) coupled to the piston (6) and mounted in the pump body (4) with the interposition of a spring (19), and a transmission shaft (20), which is housed in the pump body (4), is able to perform a rotational motion around a second axis (7) perpendicular to the first axis (9) and comprises at least one cam (21) acting on the tappet (18) so as to transform said rotation motion into a reciprocating rectilinear motion of the piston (6) along the first axis (9); the method including: - acquiring a first signal (S1a, S1b) by means of a first acceleration sensor (35) integral with said tappet (18) or said transmission shaft (20), said first signal (S1a, S1b) being indicative of accelerations caused by said reciprocating rectilinear motion or, respectively, by said rotational motion; - acquiring a second signal (S2) by means of a second acceleration sensor (36) integral with the pump body (4); - obtaining a third signal (S3) as the difference between the first signal (S1a, S1b) and the second signal (S2); And - detecting operating anomalies of the piston pump (2) as a function of variations of said third signal (S3).

Method according to claim 1, wherein detecting operating anomalies of the piston pump (2) as a function of variations of said third signal (S3) comprises: - processing the third signal (S3) to determine the value of a parameter (T; F; VA) which characterizes the third signal (S3); - compare the value of the parameter (T; F; VA) of the third signal (S3) with an interval (∆T; ∆F; ∆VA) of parameter values indicative of regular operation of the piston pump (2); And - generate an anomaly event when the parameter value (T; F; VA) is out of the range (∆T; ∆F; ∆VA) of parameter values.

Method according to claim 2, wherein said first acceleration sensor (35) is integral with said tappet (18) and said parameter is constituted by a period (T) or a frequency (F) of the third signal (S3).

4. Method according to claim 2, wherein said first acceleration sensor (35) is integral with said transmission shaft (20) and said parameter consists of an amplitude (VA) of the third signal (S3).

5. System for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine, the system comprising a piston pump (2), which comprises a pump body (4), at least one cylinder (15) obtained in the pump body (4 ) and extending along a first axis (9), at least one piston (6) slidingly engaged along the cylinder (15), at least one tappet (18) coupled to the piston (6) and mounted in the pump body (4) with the 'interposition of a spring (19), and a transmission shaft (20), which is housed in the pump body (4), is able to effect a rotational motion around a second axis (7) perpendicular to the first axis ( 9) and comprises at least one cam (21) acting on the tappet (18) so as to transform said rotational motion into a reciprocating rectilinear motion of the piston (6) along the first axis (9); the system further comprising a first acceleration sensor (35) integral with said tappet (18) to provide a first signal (S1a, S1b) indicative of accelerations caused by said reciprocating rectilinear motion, or to said transmission shaft (20) to provide a first signal (S1a, S1b) indicative of accelerations caused by said rotational motion, a second acceleration sensor (36) integral with the pump body (4) to provide a second signal (S2) indicative of accelerations of the pump body (4 ), and processing means (37) connected to the first and second acceleration sensors (35, 36) and configured to obtain a third signal (S3) as the difference between the first signal (S1a, S1b) and the second signal (S2) and to detect operating anomalies of the piston pump (2) as a function of variations of said third signal (S3).

System according to claim 5, wherein each of said first and second acceleration sensors (35, 36) comprise a respective MEMS sensor.

System according to claim 5 or 6, wherein said spring (19) is helical and said tappet (18) comprises a hollow cylindrical portion (25), which is configured to partially house said spring (19) coaxially to the first axis (9) and is coaxially coupled to a head (16a) of the piston (6); said first acceleration sensor (35) being arranged on an internal surface of said cylindrical portion (25).

8. System according to claim 7, wherein said pump body (4) comprises a support casing (5), which comprises a first hole (8) coaxial to the first axis (9) and slidingly engaged by said cylindrical portion (25), and a second hole (38), which puts the first hole (8) in communication with the outside of the support casing (5) and is crossed by at least one electric cable (39) for connecting the first acceleration sensor (35) to said processing means (37).

System according to claim 5 or 6, wherein said transmission shaft (20) comprises a longitudinal portion (41) having a third hole (42) coaxial to the second axis (7); said first acceleration sensor (35) being arranged on an internal surface of said third hole (42).

System according to claim 9, and comprising a sliding contact (43), which comprises a conductive sleeve (44) fitted onto an outer surface of the drive shaft (20) and electrically connected to the first acceleration sensor (35) and a brush (46) sliding on the conductive sleeve (44) and electrically connected to the processing means (37).

An internal combustion engine comprising a system for supplying fuel according to any one of claims 5 to 10.