ITMI20080966A1 - METHOD AND PLANT FOR FUEL SUPPLY TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione è relativa a un metodo di raffreddamento di un cuscinetto di una pompa di alta pressione di combustibile per un motore a combustione interna . The present invention relates to a method of cooling a bearing of a high pressure fuel pump for an internal combustion engine.
In particolare, la presente invenzione è relativa a un metodo di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna, che comprende le fasi di alimentare il combustibile ad almeno un pompante di una pompa di alta pressione tramite un primo ramo di un circuito di alimentazione; e di alimentare parte del combustibile a una camera della pompa di alta pressione contenente un meccanismo di azionamento del pompante tramite un secondo ramo del circuito di alimentazione. In particular, the present invention relates to a method of supplying fuel to an internal combustion engine, which comprises the steps of supplying fuel to at least one pumping member of a high-pressure pump through a first branch of a supply circuit; and supplying part of the fuel to a chamber of the high-pressure pump containing a pumping element drive mechanism via a second branch of the supply circuit.
Generalmente, la pompa di alta pressione comprende un corpo pompa in cui è definita la citata camera; mentre il meccanismo di attuazione, è disposto, almeno in parte, in tale camera e comprende un albero girevole attorno ad un asse determinato. Il citato meccanismo di azionamento fornisce al pompante un moto alternato. Il citato cuscinetto, in particolare un cuscinetto a strisciamento, supporta il meccanismo di azionamento, in particolare supporta l'albero in rotazione attorno all'asse determinato. Generally, the high pressure pump comprises a pump body in which the aforementioned chamber is defined; while the actuation mechanism is arranged, at least in part, in this chamber and comprises a shaft which can rotate around a determined axis. The aforementioned actuation mechanism provides the pumping element with an alternating motion. The aforementioned bearing, in particular a plain bearing, supports the drive mechanism, in particular it supports the shaft in rotation around the determined axis.
La pompa di alta pressione fa parte di un impianto di alimentazione, il quale comprende anche un circuito di alimentazione che collega un serbatoio alla pompa di alta pressione, e un circuito di mandata che collega la pompa di alta pressione a un common rail che provvede a distribuire il combustibile a una pressione superiore a 2.000 bar fra un gruppo di iniettori. The high-pressure pump is part of a fuel system, which also includes a supply circuit that connects a tank to the high-pressure pump, and a delivery circuit that connects the high-pressure pump to a common rail which supplies distribute the fuel at a pressure higher than 2,000 bar between a group of injectors.
Parte del combustibile viene direttamente alimentato dal circuito di alimentazione alla camera contenente il meccanismo di attuazione per lubrificare il meccanismo di attuazione. Siccome il cuscinetto a strisciamento è adiacente alla citata camera, il combustibile circolante nella citata camera penetra, in parte, nel meato formato fra l'albero e il cuscinetto a strisciamento per lubrificare e nello stesso tempo raffreddare il cuscinetto stesso. Part of the fuel is directly fed from the feed circuit to the chamber containing the actuation mechanism to lubricate the actuation mechanism. Since the plain bearing is adjacent to the said chamber, the fuel circulating in the said chamber partly penetrates the meatus formed between the shaft and the plain bearing to lubricate and at the same time cool the bearing itself.
I dati rilevati hanno dimostrato che la robustezza del cuscinetto a strisciamento è inversamente proporzionale alla temperatura. Il combustibile contenuto nella camera e la camera stessa contenente il meccanismo di attuazione sono relativamente caldi a causa dei trafilamenti del combustibile tra pistone e cilindro. A questo proposito ricordiamo che la pressione del combustibile nel cilindro supera i 2.000 bar. Di conseguenza, il combustibile contenuto nella camera ha una bassa capacità di raffreddamento e, nello stesso tempo, una bassa capacità lubrificante. The data collected showed that the strength of the plain bearing is inversely proportional to the temperature. The fuel contained in the chamber and the chamber itself containing the actuation mechanism are relatively hot due to the leakage of the fuel between piston and cylinder. In this regard, we remind you that the fuel pressure in the cylinder exceeds 2,000 bar. Consequently, the fuel contained in the chamber has a low cooling capacity and, at the same time, a low lubricating capacity.
È uno scopo della presente invenzione quello di fornire un metodo di raffreddamento di un cuscinetto di una pompa di alta pressione di combustibile per un motore a combustione interna che sia esente dagli inconvenienti dell'arte nota e che nello stesso tempo sia economico e affidabile. It is an object of the present invention to provide a method of cooling a bearing of a high pressure fuel pump for an internal combustion engine which is free from the drawbacks of the prior art and which at the same time is economical and reliable.
In accordo con tali scopi, la presente invenzione è relativa a un metodo di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna, il metodo comprendendo le fasi di alimentare il combustibile ad almeno un pompante di una pompa di alta pressione tramite un primo ramo di un circuito di alimentazione; di alimentare parte del combustibile a una camera della pompa di alta pressione contenente un meccanismo di azionamento del pompante tramite un secondo ramo del circuito di alimentazione; il metodo essendo caratterizzato dal fatto di alimentare parte del combustibile a un cuscinetto di supporto del meccanismo di azionamento tramite un terzo ramo del circuito di alimentazione per raffreddare il cuscinetto. In accordance with these purposes, the present invention relates to a method of feeding fuel to an internal combustion engine, the method comprising the steps of supplying fuel to at least one pumping member of a high pressure pump through a first branch of a power supply circuit; supplying part of the fuel to a chamber of the high-pressure pump containing a pumping element operating mechanism via a second branch of the supply circuit; the method being characterized in that part of the fuel is supplied to a support bearing of the drive mechanism via a third branch of the feed circuit to cool the bearing.
In questo modo, parte del combustibile viene utilizzato allo scopo di raffreddare il cuscinetto. È un ulteriore scopo della presente invenzione quello di realizzare un impianto alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna. In this way, some of the fuel is used for the purpose of cooling the bearing. A further object of the present invention is to provide a fuel supply system for an internal combustion engine.
In accordo con tali scopi la presente invenzione è relativa a un impianto di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna; l'impianto comprendendo una pompa di alta pressione di combustibile e un circuito di alimentazione di combustibile alla pompa di alta pressione; la pompa di alta pressione comprendendo almeno un pompante, un meccanismo di azionamento del pompante e disposto all'interno di una camera, e un cuscinetto per supportare, almeno in parte, il meccanismo di azionamento; il circuito di alimentazione comprendendo un primo ramo di alimentazione di combustibile al pompante, e un secondo ramo di alimentazione del combustibile alla camera; il metodo essendo caratterizzato di comprendere almeno un terzo ramo di alimentazione del combustibile al cuscinetto per raffreddare il cuscinetto In accordance with these purposes, the present invention relates to a fuel supply system for an internal combustion engine; the system comprising a high pressure fuel pump and a fuel supply circuit to the high pressure pump; the high pressure pump comprising at least one pumping member, a pumping member actuation mechanism and arranged inside a chamber, and a bearing for supporting, at least in part, the actuation mechanism; the supply circuit comprising a first branch for supplying fuel to the pumping element, and a second branch for supplying fuel to the chamber; the method being characterized by comprising at least a third fuel supply branch to the bearing for cooling the bearing
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will appear clear from the following description of a non-limiting example of its implementation, with reference to the figures of the annexed drawings, in which:
- la figura 1 è uno schema di un impianto di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna realizzato secondo la presente invenzione; e - la figura 2 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di un particolare della pompa di alta pressione dell'impianto di alimentazione della figura 1. Figure 1 is a diagram of a fuel supply system for an internal combustion engine made according to the present invention; and - figure 2 is a sectional view, with parts removed for clarity, of a detail of the high pressure pump of the fuel system of figure 1.
In figura 1 è indicato con il numero di riferimento 1 un impianto di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna non illustrato nelle figure allegate. L'impianto 1 comprende una pompa di alta pressione 2, la quale comprende un corpo pompa 3 e tre pompanti 4; un circuito di alimentazione 5 di bassa pressione, il quale collega un serbatoio 6 alla pompa di alta pressione 2; un circuito di mandata 7 di alta pressione, il quale mette in comunicazione la pompa di alta pressione 2 con un common rail {non illustrato nelle figure allegate); e un circuito 8 di scarico atto a scaricare il combustibile in eccesso al serbatoio 6. In Figure 1, the reference number 1 indicates a system for supplying fuel to an internal combustion engine not shown in the accompanying figures. The plant 1 comprises a high pressure pump 2, which comprises a pump body 3 and three pumping elements 4; a low pressure feed circuit 5, which connects a tank 6 to the high pressure pump 2; a high pressure delivery circuit 7, which puts the high pressure pump 2 in communication with a common rail (not shown in the attached figures); and a discharge circuit 8 adapted to discharge the excess fuel to the tank 6.
Ciascun pompante 4 è definito da un cilindro 9 in cui scorre di moto alterno un pistone 10. Ogni cilindro 9 è in comunicazione con il circuito di alimentazione 6 attraverso una valvola di alimentazione 11, ed è in comunicazione con il circuito di mandata 7 attraverso una valvola di mandata 12. Each pumping element 4 is defined by a cylinder 9 in which a piston 10 runs alternately. Each cylinder 9 is in communication with the supply circuit 6 through a supply valve 11, and is in communication with the delivery circuit 7 through a delivery valve 12.
I tre pompanti 4 sono disposti radialmente a 120° rispetto a un albero 13, il quale fa parte di un meccanismo di azionamento 14 dei tre pompanti stessi nella fattispecie dei tre pistoni 10. Il meccanismo di azionamento 14 comprende essenzialmente, oltre all'albero 13, un eccentrico 15, il quale è solidale all'albero 13 girevole in modo noto rispetto al corpo pompa 3; e un anello prismatico 16, il quale è montato in modo girevole attorno all'eccentrico 15 ed è provvisto di tre facce piane 17, contro ciascuna delle quali è spinto un rispettivo pistone 10 tramite una molla non illustrata nelle figure allegate. The three pumping elements 4 are arranged radially at 120 ° with respect to a shaft 13, which is part of an actuation mechanism 14 of the three pumping elements themselves, in this case the three pistons 10. The actuation mechanism 14 essentially comprises, in addition to the shaft 13 , an eccentric 15, which is integral with the shaft 13 which rotates in a known manner with respect to the pump body 3; and a prismatic ring 16, which is rotatably mounted around the eccentric 15 and is provided with three flat faces 17, against each of which a respective piston 10 is pushed by means of a spring not shown in the attached figures.
II meccanismo di azionamento 14 è alloggiato all'interno di una camera 18 ricavata nel corpo pompa 2, il quale comprende un foro 19 in cui è forzato un cuscinetto 20, in particolare un cuscinetto strisciamento, il quale ha la funzione di supportare, almeno in parte, l'albero 13 secondo quanto meglio illustrato nella figura 2. The actuation mechanism 14 is housed inside a chamber 18 obtained in the pump body 2, which comprises a hole 19 into which a bearing 20 is forced, in particular a sliding bearing, which has the function of supporting, at least in part, the shaft 13 according to what is better illustrated in Figure 2.
Con riferimento alla figura 1, il circuito di alimentazione 5 si estende, in parte, nel corpo pompa 2, in parte in una flangia 21, la quale è accoppiata al corpo pompa 2 e definisce parte integrante della pompa di alta pressione 2, e, in parte, lungo condotti. With reference to Figure 1, the supply circuit 5 extends partly into the pump body 2, partly into a flange 21, which is coupled to the pump body 2 and defines an integral part of the high pressure pump 2, and, partly along ducts.
Con riferimento alla figura 1, il circuito di alimentazione 5 comprende un ramo 22, che si estende fra il serbatoio 6 e la flangia 21 e lungo il quale sono disposti in successione un pre-filtro 23, una pompa di pre-alimentazione 24, un filtro 25, ed una seconda pompa di pre-alimentazione 26. With reference to Figure 1, the feed circuit 5 comprises a branch 22, which extends between the tank 6 and the flange 21 and along which a pre-filter 23, a pre-feed pump 24, a filter 25, and a second pre-feed pump 26.
La maggior parte delle applicazioni pratiche prevede l'impiego di una sola delle due pompe di prealimentazione 24 e 26. Most practical applications involve the use of only one of the two pre-feed pumps 24 and 26.
II circuito di alimentazione 5 comprende due rami 27 e 28 che si dipartono dal ramo 22 e sono atti, rispettivamente, ad alimentare il combustibile ai pompanti 4, e ad alimentare la camera 18 e a raffreddare il cuscinetto 20. The supply circuit 5 comprises two branches 27 and 28 which branch off from the branch 22 and are adapted, respectively, to supply fuel to the pumping elements 4, and to supply the chamber 18 and to cool the bearing 20.
II circuito di alimentazione 5 comprende un'elettrovalvola di dosaggio 29 disposta lungo il ramo 27 ed una valvola di troppo pieno 30 disposta lungo il ramo 28. The supply circuit 5 comprises a dosing solenoid valve 29 arranged along the branch 27 and an overflow valve 30 arranged along the branch 28.
Il ramo 27 è collegato ad un ramo 31 di collegamento alle valvole di alimentazione 11 di ciascun pompante 4. Branch 27 is connected to a branch 31 for connection to the supply valves 11 of each pumping element 4.
Il circuito di alimentazione 5 comprende un ulteriore ramo 32 in uscita dalla valvola di troppo pieno e che alimenta il combustibile al cuscinetto 20, in particolare, ad un anello 33 disposto attorno al cuscinetto 20. The supply circuit 5 comprises a further branch 32 at the outlet from the overflow valve and which supplies fuel to the bearing 20, in particular, to a ring 33 arranged around the bearing 20.
Per completezza, il circuito di alimentazione 5 comprende un ramo 35 disposto in parallelo alla valvola di troppo pieno 30 e lungo il quale è disposta una strozzatura 36. For the sake of completeness, the supply circuit 5 comprises a branch 35 arranged in parallel with the overflow valve 30 and along which a restriction 36 is arranged.
Il circuito di mandata 7 comprende un ramo collettore 37 collegato alle valvole di mandata 12 ed un ramo 38 collegato al common rail non illustrato nelle figure allegate. The delivery circuit 7 comprises a manifold branch 37 connected to the delivery valves 12 and a branch 38 connected to the common rail not illustrated in the attached figures.
II circuito di scarico 8 comprende un ramo 39, il quale è collegato al serbatoio 6 ed atto a raccogliere il combustibile in eccesso dell'intero impianto 1; un ramo 40 che collega la camera 18 al ramo 39; ed un ramo 34 che collega l'anello 33 al ramo 22 a monte della pompa di pre-alimentazione 26. The discharge circuit 8 comprises a branch 39, which is connected to the tank 6 and adapted to collect the excess fuel of the entire system 1; a branch 40 which connects the chamber 18 to the branch 39; and a branch 34 which connects the ring 33 to the branch 22 upstream of the pre-feed pump 26.
In accordo con una variante non illustrata, il ramo 34 è collegato al ramo 40. In accordance with a variant not shown, the branch 34 is connected to the branch 40.
Nella figura 2 è illustrata, in parte, la pompa di alta pressione 2, atta a comprimere il combustibile a pressioni dell'ordine di 2.000, la quale presenta la camera 18 definita nel corpo pompa 3. La camera 18 è atta ad alloggiare il meccanismo di azionamento 14 (di cui in figura 2 è mostrato unicamente l'albero 13 a linee tratteggiate, girevole attorno ad un asse A. Figure 2 shows, in part, the high pressure pump 2, suitable for compressing the fuel at pressures of the order of 2,000, which has the chamber 18 defined in the pump body 3. The chamber 18 is suitable for housing the mechanism actuator 14 (of which in figure 2 only the shaft 13 is shown in broken lines, rotatable about an axis A.
In particolare, il corpo pompa 3 presenta una parete anulare 42, nella quale sono ricavati i tre cilindri 9 (solo due mostrati in figura 2) e tre aperture 43 di servizio (solo due illustrate nella figura 2) richiuse da rispettive piastre 44, una sola delle quali è illustrata nella figura 2. In particular, the pump body 3 has an annular wall 42, in which the three cylinders 9 (only two shown in figure 2) and three service openings 43 (only two shown in figure 2) are formed, closed by respective plates 44, one only of which is shown in Figure 2.
Il corpo pompa 3 comprende una parete 45 di elevato spessore che si estende perpendicolarmente all'asse A, è adiacente alla parete 42 e presenta il foro 19 in corrispondenza dell'asse A per alloggiare l'albero 13. La camera 18 è richiusa dalla flangia 21 (non illustrata nella figura 2), la quale è assemblata al corpo pompa 3 lungo il lato opposto della parete 45. The pump body 3 comprises a wall 45 of high thickness which extends perpendicular to the axis A, is adjacent to the wall 42 and has the hole 19 in correspondence with the axis A to house the shaft 13. The chamber 18 is closed by the flange 21 (not shown in figure 2), which is assembled to the pump body 3 along the opposite side of the wall 45.
Nella fattispecie, il foro 19 è delimitato da una superficie interna 46 estendentesi attorno all'asse A. In this case, the hole 19 is delimited by an internal surface 46 extending around the axis A.
II cuscinetto 20 a strisciamento presenta sostanzialmente una parete cilindrica avente una superficie esterna 47 ed una superficie interna rettificata 48, in accoppiamento girevole con l'albero 13 . The plain bearing 20 substantially has a cylindrical wall having an external surface 47 and a ground internal surface 48, in pivotal coupling with the shaft 13.
Il cuscinetto 20 è fissato ad interferenza nel foro 19. Bearing 20 is interference fit in hole 19.
I rami 32 e 42 sono definiti da rispettivi fori ricavati nella parete 45, mentre l'anello 33 che si estende attorno al cuscinetto 20 è definito da una scanalatura realizzata nella parete 45 lungo la superficie interna 46 del foro 19. The branches 32 and 42 are defined by respective holes made in the wall 45, while the ring 33 which extends around the bearing 20 is defined by a groove made in the wall 45 along the internal surface 46 of the hole 19.
Risulta infine evidente che al metodo e all'impianto di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni allegate. Finally, it is evident that modifications and variations can be made to the method and system for supplying fuel to an internal combustion engine described here without departing from the scope of the attached claims.
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| ITMI20091569A1 (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-15 | Bosch Gmbh Robert | HIGH PRESSURE PUMP IMPROVED FOR FUEL SUPPLY TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND IMPROVED TREE SEAL RING FOR THE SAME |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009141188A1 (en) | 2009-11-26 |
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