ITMI20072259A1

ITMI20072259A1 - HIGH PRESSURE PUMP

Info

Publication number: ITMI20072259A1
Authority: IT
Inventors: Angelo Antonacci; Alessandro Italiano; Nello Medoro
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-01
Also published as: WO2009068448A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad una pompa di alta pressione, in particolare per alimentare combustibile ad un common rail di un motore a combustione interna. The present invention refers to a high pressure pump, in particular for feeding fuel to a common rail of an internal combustion engine.

Come è noto, una pompa di alta pressione comprende un corpo pompa avente un vano atto ad alloggiare un meccanismo di azionamento di almeno un pompante; un albero girevole attorno ad un asse; una bronzina, la quale è forzata ad interferenza in una sede cilindrica del corpo pompa, ha la funzione di supportare l'albero e forma un meato fra una superficie interna della bronzina ed una superficie esterna dell'albero; ed un condotto che mette in comunicazione il vano con il meato per alimentare del liquido lubrificante al meato. As is known, a high pressure pump comprises a pump body having a compartment suitable for housing an actuation mechanism for at least one pumping element; a shaft rotatable about an axis; a bushing, which is forced by interference into a cylindrical seat of the pump body, has the function of supporting the shaft and forms a meatus between an internal surface of the bushing and an external surface of the shaft; and a conduit which connects the compartment with the meatus to supply lubricating liquid to the meatus.

Nelle pompe di alta pressione note, il condotto che collega il vano al meato è realizzato all'interno del corpo pompa ed alimenta parte del combustibile, generalmente gasolio, che, a sua volta è alimentato alla pompa di alta pressione tramite una pompa di prealimentazione. Il condotto comprende tre fori di alimentazione: due fori di alimentazione radiali rispetto all'asse dell'albero; ed un foro di alimentazione parallelo all'asse dell'albero che interseca i due fori di alimentazione radiali. Di conseguenza, sono necessarie tre diverse lavorazioni di foratura, e due operazioni di pressa per la chiusura delle estremità libere dei fori di alimentazione radiali. Queste operazioni rendono il procedimento di fabbricazione della pompa di alta pressione complicato e costoso. In known high-pressure pumps, the conduit connecting the compartment to the meatus is made inside the pump body and feeds part of the fuel, generally diesel, which, in turn, is fed to the high-pressure pump by means of a pre-supply pump. The conduit includes three feed holes: two feed holes radial to the axis of the shaft; and a feed hole parallel to the shaft axis which intersects the two radial feed holes. Consequently, three different drilling operations are required, and two press operations to close the free ends of the radial feed holes. These operations make the manufacturing process of the high pressure pump complicated and expensive.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare una pompa di alta pressione che riduca il costo di fabbricazione della pompa di alta pressione. The object of the present invention is to provide a high pressure pump which reduces the manufacturing cost of the high pressure pump.

Secondo l'invenzione, questo scopo viene realizzato da una pompa di alta pressione caratterizzata dal fatto che il condotto comprende una scanalatura disposta fra il corpo pompa e la bronzina ed almeno un foro ricavato nella bronzina e disposto in corrispondenza della scanalatura. According to the invention, this object is achieved by a high pressure pump characterized in that the duct comprises a groove arranged between the pump body and the bushing and at least one hole made in the bushing and arranged in correspondence with the groove.

Il condotto è sostanzialmente delimitato dal corpo pompa e dalla bronzina e non è richiesta la foratura del corpo pompa. Secondo la presente invenzione la realizzazione della scanalatura richiede una sola lavorazione ad asportazione di truciolo anziché tre lavorazioni di foratura. The duct is substantially delimited by the pump body and the bushing and drilling of the pump body is not required. According to the present invention, the realization of the groove requires a single chip removal process instead of three drilling operations.

Ulteriori dettagli, caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno più chiaramente dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione, fatta con riferimento alle figure allegate, m cui : Further details, characteristics and advantages of the invention will appear more clearly from the following description of a non-limiting example of implementation, made with reference to the attached figures, in which:

la figura 1 è una vista in sezione longitudinale, con parti asportate per chiarezza, di una pompa di alta pressione realizzata secondo la presente invenzione; e Figure 1 is a longitudinal section view, with parts removed for clarity, of a high pressure pump made according to the present invention; And

- la figura 2 è una vista in sezione longitudinale ribaltata rispetto alla figura 1, con ulteriori parti asportate per chiarezza, di un dettaglio della pompa di alta pressione della figura 1. Figure 2 is an overturned longitudinal section view with respect to Figure 1, with further parts removed for clarity, of a detail of the high pressure pump of Figure 1.

Nella figura 1 è indicata nel suo complesso una pompa di alta pressione, atta a comprimere il combustibile a pressioni dell'ordine di 2.000 bar per alimentare, attraverso un common rail, un motore a combustione interna, non illustrato nella figura 1. La pompa di alta pressione comprende un corpo pompa 1, un vano 2 atto ad alloggiare un meccanismo di azionamento, non illustrato nella figura 1; un albero 3 di azionamento, il quale è indicato in figura 1 con linee tratteggiate ed è girevole attorno ad un asse A. Il meccanismo di azionamento è atto ad azionare almeno un pompante, non indicato in figura 1, il quale è atto a spostarsi di moto alterno in direzione radiale rispetto all'albero 3. Figure 1 shows a high pressure pump as a whole, suitable for compressing the fuel to pressures of the order of 2,000 bar to feed, through a common rail, an internal combustion engine, not shown in figure 1. high pressure comprises a pump body 1, a compartment 2 adapted to house an actuation mechanism, not shown in Figure 1; an actuation shaft 3, which is indicated in figure 1 with dashed lines and is rotatable around an axis A. The actuation mechanism is able to actuate at least one pumping element, not shown in figure 1, which is able to move by reciprocating motion in the radial direction with respect to the shaft 3.

In particolare, il corpo pompa 1 comprende una parete anulare 4, la quale presenta tre sedi 5 di alloggiamento di rispettivi pompanti (due sole sedi 5 sono illustrate nella figura 1) e tre aperture 6 di servizio (solo due illustrate nella figura 1) richiuse da rispettive tappi 7, uno solo dei quali è illustrato nella figura 1. Le sedi 5 dei pompanti sono disposte a 120° tra loro attorno all'asse A. In particular, the pump body 1 comprises an annular wall 4, which has three seats 5 for housing respective pumping elements (only two seats 5 are illustrated in Figure 1) and three service openings 6 (only two illustrated in Figure 1) closed by respective caps 7, only one of which is illustrated in figure 1. The seats 5 of the pumping elements are arranged at 120 ° to each other around the axis A.

Il corpo pompa 1 comprende una parete 8 di elevato spessore che si estende perpendicolarmente all'asse A, è adiacente alla parete 4 e presenta un'apertura 9 in corrispondenza dell'asse A per alloggiare l'albero 3. Il corpo pompa 1 comprende una piastra di chiusura assiale del vano 2, la quale è disposta su lato opposto della parete 8, e non è illustrata nella figura 1. The pump body 1 comprises a very thick wall 8 which extends perpendicular to the axis A, is adjacent to the wall 4 and has an opening 9 in correspondence with the axis A to house the shaft 3. The pump body 1 comprises a axial closing plate of the compartment 2, which is arranged on the opposite side of the wall 8, and is not shown in Figure 1.

Nella fattispecie, l'apertura 9 è delimitata da una sede cilindrica 10 e da un'appendice anulare 11 della parete 8. Il diametro minimo dell'appendice anulare 11 è inferiore al diametro della sede cilindrica 10. In this case, the opening 9 is delimited by a cylindrical seat 10 and by an annular appendage 11 of the wall 8. The minimum diameter of the annular appendage 11 is less than the diameter of the cylindrical seat 10.

La pompa di alta pressione comprende una bronzina 12, la quale è realizzata in materiale a basso coefficiente di attrito, in genere bronzo e ha la funzione di supportare una porzione 13 dell'albero 3, la quale ha una superficie esterna 14 rettificata. Il meccanismo di azionamento, non illustrato nelle figure allegate, comprende in genere un eccentrico fissato su un'altra porzione dell'albero 3, all'interno del vano 2. L'eccentrico è atto a collaborare, in modo noto, con un anello prismatico di tipo noto e non illustrato nelle figure allegate, per azionare in sequenza i tre pompanti non illustrati nelle figure allegate. The high-pressure pump comprises a bushing 12, which is made of a material with a low coefficient of friction, generally bronze, and has the function of supporting a portion 13 of the shaft 3, which has a ground external surface 14. The actuation mechanism, not shown in the attached figures, generally comprises an eccentric fixed on another portion of the shaft 3, inside the compartment 2. The eccentric is able to collaborate, in a known way, with a prismatic ring of a known type and not illustrated in the attached figures, to operate in sequence the three pumping elements not illustrated in the attached figures.

La bronzina 12 comprende sostanzialmente una parete cilindrica avente una superficie esterna 15 ed una superficie interna 16 rettificata, in accoppiamento girevole con la superficie esterna 14 della porzione 13 dell'albero 3. The bushing 12 substantially comprises a cylindrical wall having an external surface 15 and a ground internal surface 16, in pivotal coupling with the external surface 14 of the portion 13 of the shaft 3.

La bronzina 12 è fissata ad interferenza nella sede cilindrica 10 del corpo pompa 1 per cui essa risulta a tenuta di fluido con il corpo pompa 1. The bushing 12 is fixed by interference in the cylindrical seat 10 of the pump body 1 so that it is fluid-tight with the pump body 1.

La pompa di alta pressione è accoppiata a tenuta di fluido ad una porzione 18 dell'albero 3 tramite l'appendice anulare 11. The high-pressure pump is fluid-tight coupled to a portion 18 of the shaft 3 by means of the annular appendage 11.

La porzione 18, che ha un diametro inferiore alla porzione 13, è raccordata alla porzione 13 da una faccia anulare 19 sostanzialmente perpendicolare all'asse A ed affacciata all'appendice anulare 11. Fra l'appendice anulare 11, la faccia 19, la porzione 18 dell'albero 3 e la sede cilindrica 10 del corpo pompa 1 è definita una camera anulare 20, la quale è in comunicazione con il vano 2 attraverso un sottile meato 21 che si estende fra la bronzina 12 e la porzione 13 dell'albero 3, in particolare fra la superficie interna 16 della bronzina 12 e la superficie esterna 14 dell'albero 3. The portion 18, which has a smaller diameter than the portion 13, is connected to the portion 13 by an annular face 19 substantially perpendicular to the axis A and facing the annular appendage 11. Between the annular appendix 11, the face 19, the portion 18 of the shaft 3 and the cylindrical seat 10 of the pump body 1 is defined as an annular chamber 20, which is in communication with the compartment 2 through a thin meatus 21 which extends between the bushing 12 and the portion 13 of the shaft 3 , in particular between the inner surface 16 of the bushing 12 and the outer surface 14 of the shaft 3.

Allo scopo di lubrificare e raffreddare il meccanismo di azionamento, il vano 2 è atto a ricevere una parte del combustibile alimentato alla pompa di alta pressione per essere sottoposto ad un fase di compressione. Il combustibile alimentato alla pompa di alta pressione è in genere fornito da un serbatoio {non illustrato nelle figure allegate) ed è prima compresso da una pompa di pre-alimentazione (non illustrata nelle figure allegate) che comprime il combustibile ad una pressione relativamente bassa dell'ordine di 5 bar. Parte del combustibile a bassa pressione, controllato da apposite valvole, non illustrato nelle figure allegate, viene inviato al vano 2 attraverso un ingresso non illustrato nelle figure allegate. Durante il funzionamento della pompa di alta pressione il combustibile riempie il vano 2, lubrificando e raffreddando il meccanismo di azionamento. Dal vano 2 il combustibile esce attraverso un'uscita, non visibile in figura, e si scarica nel serbatoio (non illustrato). In order to lubricate and cool the actuation mechanism, the compartment 2 is adapted to receive a part of the fuel fed to the high pressure pump to be subjected to a compression phase. The fuel fed to the high pressure pump is generally supplied from a tank (not shown in the attached figures) and is first compressed by a pre-fuel pump (not shown in the attached figures) which compresses the fuel to a relatively low pressure of the 'order of 5 bars. Part of the low pressure fuel, controlled by special valves, not shown in the attached figures, is sent to compartment 2 through an inlet not shown in the attached figures. During the operation of the high pressure pump the fuel fills the compartment 2, lubricating and cooling the drive mechanism. From compartment 2 the fuel comes out through an outlet, not visible in the figure, and is discharged into the tank (not shown).

Al fine di favorire il ricambio del fluido e la corretta alimentazione del combustibile al meato 21, la pompa di alta pressione comprende un condotto 22 ricavato in parte nella bronzina 12 ed in parte nel corpo pompa 1 che mette in comunicazione il vano 2 ed il meato 21. Il condotto 22 è formato da una scanalatura 23, ricavata nel corpo pompa 1 lungo la sede cilindrica 10 di alloggiamento della bronzina 12, e da almeno un foro 24 passante attraverso la parete cilindrica della bronzina 12 ed in comunicazione con la scanalatura 23. Pertanto, la scanalatura 23 ed il foro 24 consentono il passaggio del combustibile dal vano 2 al meato 21 di accoppiamento fra la sede cilindrica 10 e la superficie esterna 15 della bronzina 12 attraverso la scanalatura 23 lungo la sede cilindrica 10. In order to facilitate the replacement of the fluid and the correct supply of fuel to the meatus 21, the high pressure pump comprises a duct 22 obtained partly in the bushing 12 and partly in the pump body 1 which connects the compartment 2 and the meatus 21. The duct 22 is formed by a groove 23, obtained in the pump body 1 along the cylindrical seat 10 for housing the bushing 12, and by at least one hole 24 passing through the cylindrical wall of the bushing 12 and in communication with the groove 23. Therefore, the groove 23 and the hole 24 allow the passage of the fuel from the compartment 2 to the coupling meatus 21 between the cylindrical seat 10 and the outer surface 15 of the bushing 12 through the groove 23 along the cylindrical seat 10.

Vantaggiosamente, la scanalatura 23 è estesa assialmente e circonferenzialmente lungo la sede cilindrica 10, ed ha una forma sostanzialmente elicoidale con una prima estremità 25 in corrispondenza del vano 2 ed una seconda estremità 26 in corrispondenza della camera anulare 20. Advantageously, the groove 23 extends axially and circumferentially along the cylindrical seat 10, and has a substantially helical shape with a first end 25 in correspondence with the compartment 2 and a second end 26 in correspondence with the annular chamber 20.

La scanalatura 23 presenta una sezione curva, e si estende ad elica sulla superficie esterna 16 per almeno 90°, preferibilmente per almeno 180°. The groove 23 has a curved section, and extends helically on the outer surface 16 for at least 90 °, preferably for at least 180 °.

In corrispondenza della prima estremità 25 la scanalatura 23 presenta un tratto 27 con una sezione maggiore ed atta a favorire l'alimentazione del combustibile alla scanalatura 23. At the first end 25 the groove 23 has a portion 27 with a larger section and adapted to facilitate the feeding of fuel to the groove 23.

Preferibilmente la scanalatura 23 collega il vano 2 alla camera anulare 20 in modo da raffreddare e lubrificare adeguatamente anche la zona della pompa di alta pressione adiacente alla camera anulare 20. Preferably, the groove 23 connects the compartment 2 to the annular chamber 20 so as to adequately cool and lubricate also the area of the high pressure pump adjacent to the annular chamber 20.

Durante il funzionamento della pompa di alta pressione, il combustibile a bassa pressione viene alimentato al vano 2 e riempie tale vano 2, lubrificando il meccanismo di azionamento della pompa di alta pressione e fuoriesce dal vano verso un serbatoio non illustrato nelle figure allegate. Una parte di tale combustibile viene alimentato alla scanalatura 23 per lubrificare e raffreddare l'accoppiamento fra l'albero 3 e la bronzina 12. In altre parole, la scanalatura 23 alimenta il combustibile al meato 21 attraverso il foro 24 tra la superficie esterna 14 della porzione 13 dell'albero 3 e la superficie interna 16 della bronzina 12, lubrificando e raffreddando efficacemente l'accoppiamento della bronzina 12 con l'albero 3. During the operation of the high pressure pump, the low pressure fuel is fed to the compartment 2 and fills this compartment 2, lubricating the drive mechanism of the high pressure pump and exits from the compartment towards a tank not shown in the attached figures. A part of this fuel is fed to the groove 23 to lubricate and cool the coupling between the shaft 3 and the bushing 12. In other words, the groove 23 feeds the fuel to the meatus 21 through the hole 24 between the outer surface 14 of the portion 13 of the shaft 3 and the internal surface 16 of the bushing 12, effectively lubricating and cooling the coupling of the bushing 12 with the shaft 3.

Inoltre, la scanalatura 23 alimenta anche la camera anulare 20, la quale, a sua volta, alimenta il meato 21, lungo il quale il combustibile rifluisce verso il vano 2. Furthermore, the groove 23 also feeds the annular chamber 20, which, in turn, feeds the meatus 21, along which the fuel flows back towards the compartment 2.

In sostanza, la scanalatura 23 ed il foro 24 definiscono la mandata del combustibile, mentre il meato 21 definisce il ritorno del combustibile. Basically, the groove 23 and the hole 24 define the delivery of the fuel, while the meatus 21 defines the return of the fuel.

Da quanto sopra descritto, risultano evidenti i vantaggi della pompa di alta pressione oggetto dell'invenzione rispetto alla tecnica nota. From what has been described above, the advantages of the high pressure pump object of the invention with respect to the known art are evident.

In particolare, il condotto 22 viene ottenuto mediante una scanalatura 23 lungo la sede cilindrica 10 del corpo pompa 1 ed un foro 24 radiale della parete cilindrica della bronzina 12. Pertanto, la lavorazione del condotto 22 risulta molto semplice, e può essere effettuata prima del fissaggio della bronzina 12 nella sede 10, per cui la pompa di alta pressione risulta poco costosa. In particular, the duct 22 is obtained by means of a groove 23 along the cylindrical seat 10 of the pump body 1 and a radial hole 24 in the cylindrical wall of the bushing 12. Therefore, the processing of the duct 22 is very simple, and can be carried out before the fixing of the bushing 12 in the seat 10, so that the high pressure pump is inexpensive.

Si intende che alla pompa di alta pressione descritta possono essere apportate varie modifiche e perfezionamenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, la pompa di alta pressione può avere un numero qualsiasi di pompanti. Inoltre, la forma della sezione trasversale e l'estensione della scanalatura 23 possono essere diverse da quelle descritte . Nella bronzina 12 possono anche essere previsti due o più fori 24 passanti, distanziati assialmente. Infine possono essere previsti due o più condotti 22 angolarmente sfalsati fra loro, e/o diversamente estesi assialmente. It is understood that various modifications and improvements can be made to the high pressure pump described without departing from the scope of the claims. For example, the high pressure pump can have any number of lowers. Furthermore, the shape of the cross section and the extension of the groove 23 can be different from those described. Two or more through holes 24, axially spaced, may also be provided in the bushing 12. Finally, two or more ducts 22 can be provided that are angularly offset from each other and / or axially extended in different ways.

Inoltre, in accordo con una variante non illustrata, la scanalatura 23 può essere realizzata lungo la superficie esterna 15 della bronzina 12. Furthermore, in accordance with a variant not shown, the groove 23 can be made along the outer surface 15 of the bushing 12.

Secondo un'ulteriore variante non illustrata, la scanalatura 23 può essere realizzate, in parte, lungo la superficie esterna 15 della bronzina 12 e, in parte, lungo la sede cilindrica 10 del corpo pompa 1. According to a further variant not shown, the groove 23 can be made, in part, along the external surface 15 of the bushing 12 and, in part, along the cylindrical seat 10 of the pump body 1.

Claims

CLAIMS 1. A high-pressure pump comprises a pump body (1) having a compartment (2) suitable for housing an actuation mechanism of at least one pumping member; a shaft (3) rotatable about an axis (A); a bushing (12), which is forced by interference into a cylindrical seat (10) of the pump body (1), has the function of supporting the shaft (3) and forms a meatus (21) between an internal surface (16 ) of the bushing (12) and an external surface (14) of the shaft (3); and a conduit (22) which puts the compartment (2) in communication with the meatus (21) to supply lubricating liquid to the meatus (21); the high pressure pump being characterized in that the duct (22) comprises a groove (23) arranged between the pump body (1) and the bushing (12), and at least one hole (24) made in the bushing (12) and arranged in correspondence with the groove (23).

2. Pump according to claim 1, characterized in that the lubricating liquid is combustible fed to the high pressure pump to feed a common rail internal combustion engine.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the bushing (12) is formed by a cylindrical wall fixed on the cylindrical seat (10) of the pump body (1).

4. Pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the groove (23) extends axially and circumferentially in the pump body (1) along the cylindrical seat (10).

Pump according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the groove (23) has a helical shape.

Pump according to claim 5, characterized in that the groove (23) extends angularly by at least 90 °.

Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the groove (23) has a first end (25) adjacent to the compartment (2) and has a section (27) having a cross section greater than the rest of the groove (23). ) at the first end (25).

Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the pump body (1) and the shaft 3 define an annular chamber (20) arranged on the band opposite the compartment (2) with respect to the meatus (21); the groove (23) having a second end (26) communicating with the annular chamber (20).

Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the hole (24) is arranged in a median position of the bushing (12).

Pump according to any one of the preceding claims, characterized in that the groove (23) has a curved cross section.