ITBO980561A1 - GROUP OF FUEL SUPPLY TO AN ENDOTHERMAL ENGINE. - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale of the patent for industrial invention
La presente invenzione è relativa ad un gruppo di alimentazione del carburante ad un motore endotermico. The present invention relates to a fuel supply unit for an internal combustion engine.
La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nei motori a benzina, ed è relativa, in particolare, ad un gruppo di alimentazione del tipo comunemente indicato "ad iniezione diretta", ossia atto ad alimentare la benzina direttamente all'interno delle camere di combustione del motore mediante iniettori. The present invention finds advantageous application in petrol engines, and relates, in particular, to a power supply unit of the type commonly referred to as "direct injection", that is, suitable for supplying petrol directly into the combustion chambers of the engine by means of injectors.
Nella figura 1 in allegato è illustrato schematicamente un gruppo di alimentazione "ad iniezione diretta" di tipo noto, attualmente utilizzato negli autoveicoli in commercio. Figure 1 in the annex schematically illustrates a known type of "direct injection" power supply unit currently used in motor vehicles on the market.
Con riferimento alla figura 1, con 1' è indicato un gruppo di alimentazione della benzina alle camere di combustione 2' di un motore 3' endotermico. Il gruppo 1' comprende un collettore 4' carburante, all'interno quale viene accumulata la benzina ad alta pressione (circa 120 bar) che deve essere alimentata alle camere di combustione 3'; una pluralità di iniettori 5' collegati al collettore 4', ed atti ad alimentare a comando una quantità determinata di benzina a ciascuna camera di combustione 3'; ed un serbatoio 6' di accumulo della benzina. With reference to Figure 1, 1 'indicates a group for feeding petrol to the combustion chambers 2' of an endothermic engine 3 '. The unit 1 'comprises a fuel manifold 4', inside which the high pressure petrol (about 120 bar) is stored and must be fed to the combustion chambers 3 '; a plurality of injectors 5 'connected to the manifold 4', and adapted to supply on command a determined quantity of petrol to each combustion chamber 3 '; and a 6 'petrol storage tank.
Sono altresì previsté una pompa di pescaggio 7' atta a prelevare la benzina dal serbatoio 6' per alimentarla a bassa pressione {circa 4 bar) verso il collettore 4', ed una pompa ad alta pressione 8', la quale presenta la propria aspirazione 8a' collegata alla mandata 7m' della pompa di pescaggio 7' e la propria mandata 8m' collegata al collettore 4' carburante per alimentarvi la benzina ad alta pressione. There are also provided a suction pump 7 'adapted to take the petrol from the tank 6' to feed it at low pressure (about 4 bar) towards the manifold 4 ', and a high pressure pump 8', which has its own suction 8a 'connected to the delivery 7m' of the draft pump 7 'and its own delivery 8m' connected to the fuel manifold 4 'to feed the high pressure petrol.
La pompa di pescaggio 7' è disposta in corrispondenza del serbatoio 6', ad esempio in immersione, ed è costituita da una pompa elettrica che è azionata dalla batteria del motore 3' all'avviamento del motore stesso. Fra la pompa di pescaggio 7' e la pompa ad alta pressione 8', inoltre, è previsto un regolatore 9' di bassa pressione atto a stabilizzare la pressione della benzina in ingresso alla pompa ad alta pressione 8' attraverso il rinvio al serbatoio 6' della benzina pompata in eccesso dalla pompa di pescaggio 7'. The suction pump 7 'is arranged in correspondence with the tank 6', for example submerged, and consists of an electric pump which is operated by the battery of the motor 3 'when the motor is started. Furthermore, a low pressure regulator 9 'is provided between the suction pump 7' and the high-pressure pump 8 'to stabilize the pressure of the petrol entering the high-pressure pump 8' through the return to the tank 6 ' of the petrol pumped in excess by the suction pump 7 '.
La pompa ad alta pressione 8' è una pompa meccanica di tipo volumetrico (ad esempio una pompa a stantuffi), ed è accoppiata all'albero a camme 10' del motore 3' che ne definisce l'unità motrice. In questo modo la pompa ad alta pressione 8' ha una portata che è funzione unicamente della velocità di rotazione dell'albero a camme 10' (e dunque del numero di giri al minuto dell'albero a gomiti del motore), ed, in uso, invia ciclicamente al collettore 4' una quantità di carburante maggiore rispetto alla quantità che deve essere alimentata agli iniettori 5' per soddisfare il fabbisogno del motore 3'. Infatti quando, ad esempio, il motore ha un numero di giri al minuto elevato e viene sollevato il pedale dell'acceleratore, la pompa ad alta pressione 8' continua a pompare carburante nel collettore 4' nonostante gli iniettori 5' non alimentino carburante alle camere di combustione 2'. The high-pressure pump 8 'is a volumetric mechanical pump (for example a piston pump), and is coupled to the camshaft 10' of the motor 3 'which defines its drive unit. In this way, the high pressure pump 8 'has a flow rate which is a function solely of the rotation speed of the camshaft 10' (and therefore of the number of revolutions per minute of the crankshaft of the engine), and, in use , cyclically sends to the manifold 4 'a quantity of fuel greater than the quantity which must be fed to the injectors 5' to satisfy the requirements of the engine 3 '. In fact, when, for example, the engine has a high number of revolutions per minute and the accelerator pedal is lifted, the high-pressure pump 8 'continues to pump fuel into the manifold 4' despite the fact that the injectors 5 'do not supply fuel to the chambers. combustion 2 '.
Di conseguenza, il gruppo 1' di alimentazione è provvisto di un regolatore 11' di pressione disposto sul collettore 4' per impedire che la pressione della benzina all'interno del collettore stesso superi un valore di soglia determinato, e presenta un condotto di ricircolo 12' collegante il regolatore 11' con l'aspirazione 8a' della pompa 8' per convogliare verso la pompa stessa la benzina in eccesso che il regolatore 11' spilla dal collettore 4'. Consequently, the supply unit 1 'is provided with a pressure regulator 11' arranged on the manifold 4 'to prevent the gasoline pressure inside the manifold itself from exceeding a determined threshold value, and has a recirculation duct 12 'connecting the regulator 11' with the intake 8a 'of the pump 8' to convey towards the pump itself the excess petrol which the regulator 11 'taps from the manifold 4'.
Il gruppo 1' di alimentazione noto e sopra descritto presenta molteplici inconvenienti. The known and above described feeding unit 1 'has many drawbacks.
In primo luogo, visto che il collettore 4' si trova ad una notevole distanza dalla pompa ad alta pressione 8', il condotto di ricircolo 12' presenta una lunghezza elevata e di conseguenza è di difficile collocazione all'interno del vano motore. Infatti, essendo percorso da carburante altamente infiammabile, il condotto di ricircolo 12' deve essere disposto in posizione protetta, lontano da fonti di calore o da parti taglienti che possano comprometterne l'integrità strutturale. In the first place, since the manifold 4 'is located at a considerable distance from the high-pressure pump 8', the recirculation duct 12 'has a long length and consequently is difficult to locate inside the engine compartment. In fact, being traversed by highly flammable fuel, the recirculation duct 12 'must be arranged in a protected position, away from sources of heat or sharp parts that could compromise its structural integrity.
In secondo luogo, la pompa ad alta pressione 8' deve fornire alla mandata 8m' una pressione tale da garantire sia l'afflusso della benzina al collettore 4' sia il ritorno del carburante in eccesso attraverso il condotto di ricircolo 12', determinando una dissipazione energetica consistente. Secondly, the high pressure pump 8 'must supply the delivery 8m' with a pressure such as to ensure both the flow of petrol to the manifold 4 'and the return of excess fuel through the recirculation duct 12', causing dissipation consistent energy.
Infine, il gruppo 1' presenta una complessità strutturale non trascurabile e comporta costi di produzione elevati data la contemporanea presenza della pompa di pescaggio 7', del regolatore 9' di bassa pressione e del regolatore 11' di pressione applicato al collettore 4'. Finally, the unit 1 'has a non-negligible structural complexity and involves high production costs due to the simultaneous presence of the suction pump 7', the low pressure regulator 9 'and the pressure regulator 11' applied to the manifold 4 '.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di alimentazione del carburante ad un motore endotermico che risolva gli inconvenienti sopracitati, ossia che sia strutturalmente semplice ed economico, che permetta di minimizzare i consumi energetici, e che renda superflua la presenza del condotto di ricircolo. The purpose of the present invention is to provide a fuel supply unit to an internal combustion engine which solves the aforementioned drawbacks, i.e. which is structurally simple and economical, which allows to minimize energy consumption, and which makes the presence of the recirculation duct superfluous. .
Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di alimentazione del carburante ad almeno una camera di combustione di un motore endotermico, il gruppo di alimentazione comprendendo un collettore carburante; almeno un iniettore collegato al collettore per alimentare a comando una quantità determinata di carburante alla camera di combustione; un serbatoio di accumulo del carburante; ed un dispositivo di pompaggio per inviare il carburante ad alta pressione nel detto collettore; il gruppo essendo caratterizzato dal fatto che il dispositivo di pompaggio comprende una pompa volumetrica per prelevare il carburante direttamente dal serbatoio e per alimentarlo ad alta pressione direttamente al collettore; ed un motore elettrico accoppiato alla detta pompa volumetrica per definirne l'unità motrice, ed atto ad essere pilotato mediante un segnale di comando; il gruppo comprendendo, inoltre, un'unità di controllo atta a comandare il detto motore elettrico mediante il detto segnale di comando per alimentare al collettore solamente la quantità di carburante che corrisponde al fabbisogno del motore endotermico, regolando la pressione interna al collettore stesso. According to the present invention, a fuel supply unit is provided to at least one combustion chamber of an internal combustion engine, the supply unit comprising a fuel manifold; at least one injector connected to the manifold to supply on command a determined quantity of fuel to the combustion chamber; a fuel storage tank; and a pumping device for sending the fuel at high pressure into said manifold; the unit being characterized in that the pumping device comprises a volumetric pump for drawing the fuel directly from the tank and for feeding it at high pressure directly to the manifold; and an electric motor coupled to said volumetric pump to define the driving unit thereof, and adapted to be piloted by means of a control signal; the unit further comprising a control unit adapted to control said electric motor by means of said control signal to supply to the manifold only the quantity of fuel which corresponds to the requirement of the internal combustion engine, regulating the pressure inside the manifold itself.
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment is now described, purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
- la figura 1 illustra schematicamente un gruppo di alimentazione del carburante ad un motore endotermico, del tipo "ad iniezione diretta" e di tipo noto; Figure 1 schematically illustrates a unit for feeding fuel to an internal combustion engine, of the "direct injection" type and of known type;
- la figura 2 illustra un gruppo di alimentazione del carburante ad un motore endotermico realizzato secondo i dettami della presente invenzione; Figure 2 illustrates a unit for feeding fuel to an internal combustion engine made according to the dictates of the present invention;
- la figura 3 rappresenta la caratteristica che esprime l'andamento della coppia trasmessa in funzione della corrente di pilotaggio in un motore elettrico facente parte del gruppo di alimentazione della figura 2; Figure 3 represents the characteristic which expresses the trend of the transmitted torque as a function of the driving current in an electric motor forming part of the power supply unit of Figure 2;
- la figura 4 rappresenta la caratteristica che esprime l'andamento della pressione di mandata in funzione della coppia ricevuta in una pompa facente parte del gruppo della figura 2; e Figure 4 represents the characteristic which expresses the delivery pressure trend as a function of the torque received in a pump belonging to the unit of Figure 2; And
- la figura 5 rappresenta la caratteristica che esprime l'andamento della pressione di mandata della pompa in funzione della corrente di pilotaggio del motore elettrico. - figure 5 represents the characteristic which expresses the trend of the pump delivery pressure as a function of the driving current of the electric motor.
Con riferimento alla figura 2, con 1 è indicato, nel suo complesso un gruppo di alimentazione della benzina alle camere 2 di combustione di un motore 3 endotermico. In particolare, il gruppo 1 di alimentazione è del tipo cosiddetto "ad iniezione diretta", ossia è atto ad alimentare a comando una determinata quantità di benzina all'interno di ciascuna camera 2 di combustione nebulizzando il carburante direttamente all'interno della camera 2 stessa. With reference to Figure 2, 1 indicates as a whole a group for feeding petrol to the combustion chambers 2 of an endothermic engine 3. In particular, the feeding unit 1 is of the so-called "direct injection" type, that is, it is able to supply on command a certain quantity of petrol inside each combustion chamber 2 by nebulizing the fuel directly inside the chamber 2 itself. .
Il gruppo 1 di alimentazione comprende un collettore 4 carburante atto a ricevere e ad accumulare il carburante prima che venga alimentato alle camere 2 di combustione; un serbatoio 5 di accumulo del carburante, all'interno del quale viene immagazzinato il carburante necessario al funzionamento del motore 3; ed un dispositivo di pompaggio 6, dettagliato in seguito, atto a prelevare la benzina direttamente dal serbatoio 5 per alimentarla ad alta pressione {ad esempio 120 bar) direttamente al collettore 4 carburante. The supply unit 1 comprises a fuel manifold 4 adapted to receive and accumulate the fuel before it is fed to the combustion chambers 2; a fuel storage tank 5, inside which the fuel necessary for the operation of the engine 3 is stored; and a pumping device 6, detailed below, adapted to take the petrol directly from the tank 5 to feed it at high pressure (for example 120 bar) directly to the fuel manifold 4.
Al collettore 4 sono collegati una pluralità di iniettori 7 di tipo noto, i quali, sotto l'azione di comando di una unità di pilotaggio 8, sono atti ad alimentare una quantità determinata di benzina contenuta nel collettore 4 stesso all'interno delle camere 2 di combustione. Nell'esempio illustrato il numero di iniettori 7 è uguale al numero di camere 2 di combustione presenti nel motore 3, e l'unità di pilotaggio 8 è integrata nella centralina 9 di controllo motore a cui è delegata la gestione complessiva del motore 3 stesso. Connected to the manifold 4 are a plurality of injectors 7 of known type, which, under the control action of a driving unit 8, are able to supply a determined quantity of gasoline contained in the manifold 4 itself inside the chambers 2 combustion. In the example illustrated, the number of injectors 7 is equal to the number of combustion chambers 2 present in the engine 3, and the driving unit 8 is integrated in the engine control unit 9 to which the overall management of the engine 3 itself is delegated.
Secondo la presente invenzione il dispositivo di pompaggio 6 comprende una pompa 11 ad alta pressione, di tipo volumetrico, atta a prelevare direttamente il carburante dal serbatoio 5 per alimentarlo ad alta pressione nel collettore 4, ed un motore elettrico 12, il quale è accoppiato alla pompa 11, definisce l'unità motrice della pompa stessa, ed è pilotato da una unità di controllo 13 facente parte del gruppo 1 ed integrata anch'essa nella centralina 9. According to the present invention, the pumping device 6 comprises a high-pressure pump 11, of the volumetric type, suitable for directly withdrawing the fuel from the tank 5 to feed it at high pressure into the manifold 4, and an electric motor 12, which is coupled to the pump 11, defines the driving unit of the pump itself, and is piloted by a control unit 13 which is part of the group 1 and also integrated in the control unit 9.
L'unità di controllo 13 è atta a comandare il motore elettrico 12 per regolare la portata e la pressione del carburante che viene alimentato al collettore 4. In particolare, l'unità di controllo 13 è atta a comandare il motore elettrico 13 in modo tale che, istante per istante, la quantità di carburante che viene pompata al collettore 4 sia uguale alla quantità di carburante che viene alimentata alle camere di combustione, ossia al fabbisogno del motore 3 endotermico, mantenendo, al contempo, una pressione determinata all'interno del collettore stesso. The control unit 13 is adapted to control the electric motor 12 to regulate the flow rate and the pressure of the fuel which is supplied to the manifold 4. In particular, the control unit 13 is adapted to control the electric motor 13 in such a way that, instant by instant, the quantity of fuel that is pumped to the manifold 4 is equal to the quantity of fuel that is supplied to the combustion chambers, i.e. the requirement of the endothermic engine 3, while maintaining, at the same time, a determined pressure inside the collector itself.
Nell'esempio illustrato in figura 2, la pompa 11 è disposta in corrispondenza del serbatoio 5, ed in particolare è immersa nel serbatoio stesso, e presenta la propria mandata llm collegata al collettore 4 tramite un condotto 14 lungo il quale è disposto un filtro 15 carburante atto ad eliminare eventuali impurità del carburante prima che quest'ultimo venga immesso nel collettore 4. In tale esempio la pompa 11 è definita da una pompa a stantuffi di tipo noto, ossia presenta almeno una camera di pompaggio a volume variabile (non illustrata), la quale è definita da almeno una sede (cilindro) ricavata nel corpo principale della pompa 11 e da un rispettivo stantuffo montato assialmente scorrevole nella sede stessa. Lo stantuffo è accoppiato in modo noto all'albero di uscita (non illustrato) del motore elettrico 12 in modo tale che la corsa dello stantuffo, e dunque le fasi di aspirazione e di pompaggio del carburante, siano determinate dalla movimentazione dell'albero di uscita del motore elettrico 12. In the example illustrated in Figure 2, the pump 11 is arranged in correspondence with the tank 5, and in particular it is immersed in the tank itself, and has its own delivery 11m connected to the manifold 4 by means of a duct 14 along which a filter 15 is arranged fuel suitable for eliminating any impurities in the fuel before the latter is introduced into the manifold 4. In this example, the pump 11 is defined by a piston pump of a known type, ie it has at least one variable volume pumping chamber (not shown) , which is defined by at least one seat (cylinder) obtained in the main body of the pump 11 and by a respective piston mounted axially sliding in the seat itself. The piston is coupled in a known way to the output shaft (not shown) of the electric motor 12 in such a way that the stroke of the piston, and therefore the suction and fuel pumping phases, are determined by the movement of the output shaft of the electric motor 12.
La pompa volumetrica 11 ha una portata che è funzione del regime del motore elettrico 12; in particolare, tale portata è proporzionale al numero di giri al minuto dell'albero di uscita del motore elettrico 12 stesso. The volumetric pump 11 has a flow rate which is a function of the speed of the electric motor 12; in particular, this flow rate is proportional to the number of revolutions per minute of the output shaft of the electric motor 12 itself.
Nella forma di attuazione illustrata, la pompa 11 volumetrica presenta una caratteristica C-P, che esprime la relazione fra la coppia C in ingresso (ossia la coppia erogata dal motore 12) e la pressione P di mandata, del tipo illustrato nella figura 4. Come si può notare la caratteristica C-P è lineare fino a quando la pressione P non assume un valore di soglia Pth determinato superiore al valore di pressione che si desidera mantenere all'interno del collettore 4 per garantire una corretta alimentazione della benzina alle camere 2 di combustione. Nell'esempio raffigurato il valore di pressione che si desidera mantenere nel collettore 4 è pari a 120 bar. In the illustrated embodiment, the volumetric pump 11 has a characteristic C-P, which expresses the relationship between the input torque C (i.e. the torque delivered by the motor 12) and the delivery pressure P, of the type illustrated in Figure 4. As shown in Figure 4. can note the C-P characteristic is linear until the pressure P assumes a threshold value Pth which is higher than the pressure value that is to be maintained inside the manifold 4 to ensure a correct supply of petrol to the combustion chambers 2. In the example shown, the pressure value to be maintained in manifold 4 is equal to 120 bar.
Il motore elettrico 12 accoppiato alla pompa 11 è disposto in corrispondenza del serbatoio 5, ed in particolare può essere posizionato direttamente all'interno del serbatoio stesso (come è illustrato nella figura 2), o, in alternativa, al suo esterno. Il motore elettrico 12, inoltre, è alimentato da una sorgente di energia elettrica (per esempio la batteria del motore 3 endotermico), ed è pilotato dall'unità di controllo 13 tramite un segnale di comando I. The electric motor 12 coupled to the pump 11 is arranged in correspondence with the tank 5, and in particular can be positioned directly inside the tank itself (as shown in Figure 2), or, alternatively, outside it. Furthermore, the electric motor 12 is powered by a source of electrical energy (for example the battery of the internal combustion engine 3), and is driven by the control unit 13 through a control signal I.
Nell'esempio illustrato, il motore elettrico 12 è un motore elettrico a corrente continua di tipo noto (schematicamente rappresentato nella figura 2) che viene pilotato in corrente dall'unità di controllo 13 tramite 11 segnale di comando I in corrente. Il motore elettrico 12 presenta una caratteristica C-I, che esprime la relazione fra la corrente di pilotaggio I e la coppia C erogata, del tipo illustrato nella figura 3. Come si può notare la caratteristica C-I è lineare almeno fino a quando la coppia C non assume un valore di coppia (in figura pari a 1,2 Nm) in corrispondenza del quale, nella caratteristica C-P della pompa 11, la pressione P raggiunge il citato valore di pressione desiderato, ossia 120 bar. In the example illustrated, the electric motor 12 is a direct current electric motor of a known type (schematically represented in Figure 2) which is driven in current by the control unit 13 through the control signal I in current. The electric motor 12 has a characteristic C-I, which expresses the relationship between the driving current I and the torque C delivered, of the type illustrated in Figure 3. As can be seen, the characteristic C-I is linear at least until the torque C assumes a torque value (in the figure equal to 1.2 Nm) at which, in the C-P characteristic of the pump 11, the pressure P reaches the aforementioned desired pressure value, ie 120 bar.
In questo modo, combinando la caratteristica del motore elettrico 12 con la caratteristica della pompa 11, viene realizzato un dispositivo di pompaggio 6 che presenta la caratteristica ingresso-uscita raffigurata in figura 5. In particolare, la relazione fra la corrente di pilotaggio I e la pressione P di mandata risulta essere lineare per tutto il tratto di interesse, ossia almeno fino a quando la pressione P non raggiunge il valore di pressione desiderato per il collettore 4 (nel nostro caso 120 bar). In this way, by combining the characteristic of the electric motor 12 with the characteristic of the pump 11, a pumping device 6 is produced which has the input-output characteristic shown in figure 5. In particular, the relationship between the driving current I and the delivery pressure P is linear for the entire section of interest, that is, at least until the pressure P reaches the desired pressure value for the manifold 4 (in our case 120 bar).
Il dispositivo di pompaggio 6 risulta quindi una sorta di elettropompa pilotata dalla unità di controllo 13 per alimentare al collettore 4 solamente la quantità di benzina che corrisponde al fabbisogno del motore 3 endotermico, e per regolare la pressione P del carburante immesso nel collettore 4 stesso. The pumping device 6 is therefore a sort of electric pump piloted by the control unit 13 to supply to the manifold 4 only the quantity of gasoline which corresponds to the requirement of the endothermic engine 3, and to regulate the pressure P of the fuel introduced into the manifold 4 itself.
Secondo la presente invenzione, inoltre, il gruppo 1 di alimentazione è provvisto di un sensore 16 di pressione (di tipo noto e schematicamente illustrato in figura 2) disposto in corrispondenza del collettore 4 per generare un segnale S indicativo della pressione del carburante all'interno del collettore 4 stesso. Il sensore 16 è collegato all'unità di controllo 13 per alimentarle il segnale S e comunicarle così la pressione effettivamente presente all'interno del collettore 4. According to the present invention, moreover, the supply unit 1 is provided with a pressure sensor 16 (of a known type and schematically illustrated in Figure 2) arranged in correspondence with the manifold 4 to generate a signal S indicative of the pressure of the fuel inside of the manifold 4 itself. The sensor 16 is connected to the control unit 13 to feed it the signal S and thus communicate to it the pressure actually present inside the manifold 4.
In questo modo il sensore 16, l'unità di controllo 13, il motore elettrico 12 e la pompa 11 volumetrica realizzano un sistema in retroazione attraverso il quale è possibile regolare la pressione del carburante all'interno del collettore 4 al valore di pressione desiderato. In this way the sensor 16, the control unit 13, the electric motor 12 and the volumetric pump 11 realize a feedback system through which it is possible to regulate the fuel pressure inside the manifold 4 to the desired pressure value.
In uso, quando la pressione del carburante all'interno del collettore 4 si abbassa, ad esempio in seguito all'alimentazione di carburante nelle camere 2 di combustione, l'unità di controllo 13 si accorge di tale abbassamento tramite il 'segnale S di pressione proveniente dal sensore 16, e comanda il motore elettrico 12 attraverso il segnale di comando I. Sotto tale azione di comando il motore elettrico 12 eroga la coppia C che permette alla pompa 11 di pompare carburante direttamente al collettore 4 in modo da ripristinare la pressione desiderata all'interno del collettore 4 stesso. L'intensità dell'azione di comando viene determinata dall'unità di controllo 13 in base sia allo scostamento della pressione misurata rispetto alla pressione desiderata, sia alla caratteristica P-I (figura 5) del dispositivo di pompaggio 6. In questo modo viene ripristinata la pressione desiderata all'interno del collettore 4 alimentando nel collettore stesso solo la quantità di benzina che corrisponde al fabbisogno del motore 3 endotermico. In use, when the pressure of the fuel inside the manifold 4 is lowered, for example following the supply of fuel to the combustion chambers 2, the control unit 13 notices this lowering by means of the pressure signal S coming from the sensor 16, and controls the electric motor 12 through the control signal I. Under this control action, the electric motor 12 delivers the torque C which allows the pump 11 to pump fuel directly to the manifold 4 so as to restore the desired pressure inside the manifold 4 itself. The intensity of the control action is determined by the control unit 13 on the basis of both the deviation of the measured pressure from the desired pressure and the P-I characteristic (figure 5) of the pumping device 6. In this way the pressure is restored desired inside the manifold 4 by feeding into the manifold itself only the quantity of petrol which corresponds to the requirements of the endothermic engine 3.
Da quanto sopra esposto emerge quindi che è sufficiente una sola pompa 11 per prelevare il carburante dal serbatoio 5 ed immetterlo ad alta pressione all'interno del collettore 4, e che, al contempo, la regolazione della pressione interna al collettore 4 viene effettuata pilotando il motore elettrico 12. From the above it emerges therefore that a single pump 11 is sufficient to take the fuel from the tank 5 and introduce it at high pressure into the manifold 4, and that, at the same time, the regulation of the pressure inside the manifold 4 is carried out by piloting the electric motor 12.
Giova sottolineare che ai fini della presente invenzione non è necessario che il motore elettrico 12 sia un motore a corrente continua, e neppure che venga controllato in corrente. Infatti, il motore elettrico 12 potrebbe essere, ad esempio, di tipo brushless, o a corrente alternata e così via, mentre il segnale di comando I potrebbe essere di tipo diverso. Analogamente resta chiaro che la pompa 11 potrebbe essere una pompa volumetrica diversa da quella a stantuffi precedentemente descritta. Infatti, la pompa 11 volumetrica potrebbe essere, ad esempio, una pompa a lobi rotanti di tipo noto. It should be emphasized that for the purposes of the present invention it is not necessary that the electric motor 12 be a direct current motor, nor that it be controlled in current. In fact, the electric motor 12 could be, for example, of the brushless type, or of alternating current type and so on, while the control signal I could be of a different type. Similarly, it remains clear that the pump 11 could be a volumetric pump different from the piston pump previously described. In fact, the volumetric pump 11 could be, for example, a known type rotary lobe pump.
La scelta della tipologia della pompa 11 e del motore elettrico 12 viene effettuata nell'ottica di realizzare un dispositivo di pompaggio 6 presentante una relazione lineare fra il segnale di comando del motore e la pressione in uscita dalla pompa almeno fino a quando la pressione in uscita assume il valore di pressione che si desidera mantenere nel collettore 4 (vedi figura 5). The choice of the type of pump 11 and of the electric motor 12 is made with a view to realizing a pumping device 6 having a linear relationship between the motor control signal and the pump outlet pressure at least until the outlet pressure assumes the pressure value to be maintained in manifold 4 (see figure 5).
Il gruppo 1 di alimentazione oggetto della presente invenzione presenta notevoli vantaggi rispetto ai gruppi di alimentazione di tipo noto (vedi figura 1). The power supply unit 1 object of the present invention has considerable advantages over known type power units (see Figure 1).
Innanzitutto, il gruppo di alimentazione secondo l'invenzione è molto più semplice dal punto di vista strutturale e, al contempo, molto più economico, in quanto rende superflua la presenza della pompa elettrica di pescaggio, del regolatore di bassa pressione, del regolatore ad alta pressione ed, infine, del condotto di ricircolo. First of all, the power supply unit according to the invention is much simpler from a structural point of view and, at the same time, much cheaper, as it makes the presence of the electric suction pump, the low pressure regulator, the high regulator unnecessary. pressure and, finally, of the recirculation duct.
Inoltre, il dispositivo di pompaggio secondo l'invenzione consente la regolazione diretta della pressione all'interno del collettore tramite l'unità di controllo, permettendo di ridurre sensibilmente le dissipazioni energetiche in quanto non è più necessario alimentare il carburante al collettore con una pressione tale da garantire il ritorno del carburante in eccesso al serbatoio attraverso il condotto di ricircolo. A tal proposito è evidente che avendo svincolato il pompaggio del carburante dall'albero a camme del motore endotermico, ossia dal numero di giri al minuto dell'albero a gomiti, è possibile alimentare al collettore solo la quantità di benzina che corrisponde all'effettivo fabbisogno del motore endotermico, minimizzando così il consumo energetico. Furthermore, the pumping device according to the invention allows the direct regulation of the pressure inside the manifold by means of the control unit, allowing to significantly reduce the energy dissipation since it is no longer necessary to supply the fuel to the manifold with such a pressure. to ensure the return of excess fuel to the tank through the recirculation duct. In this regard, it is evident that having released the fuel pumping from the camshaft of the internal combustion engine, i.e. from the number of revolutions per minute of the crankshaft, it is possible to feed the manifold only the quantity of petrol which corresponds to the actual requirement. of the internal combustion engine, thus minimizing energy consumption.
In questo modo, quando, ad esempio, il motore endotermico ha un numero di giri al minuto elevato e viene interrotta l'alimentazione di carburante alle camere di combustione, non si continua a pompare carburante al collettore al contrario di ciò che avviene nei gruppi di alimentazione di tipo noto. In this way, when, for example, the internal combustion engine has a high number of revolutions per minute and the fuel supply to the combustion chambers is interrupted, fuel is not continued to be pumped to the manifold, contrary to what happens in the fuel units. known type power supply.
Infine l'eliminazione della pompa di pescaggio a bassa pressione consente di evitare di dover eseguire l'avviamento a bassa pressione. Finally, the elimination of the low pressure suction pump avoids having to carry out the starting at low pressure.
Claims (9)
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IT98BO000561 IT1303951B1 (en) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | GROUP OF FUEL SUPPLY TO AN ENDOTHERMAL ENGINE. |
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-
1998
- 1998-10-02 IT IT98BO000561 patent/IT1303951B1/en active
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IT1303951B1 (en) | 2001-03-01 |
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