ITMI20081281A1

ITMI20081281A1 - Metodo e circuito di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna e impianto di alimentazione di combustibile comprendente tale circuito

Info

Publication number: ITMI20081281A1
Application number: IT001281A
Authority: IT
Inventors: Pasquale Cavallera; Carlo Pietro De; Nello Medoro
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-15
Also published as: IT1391090B1

Description

DESCRIZIONE

del breveto per invenzione industriale dal titolo :

â€œMETODO E CIRCUITO DI LUBRIFICAZIONE DI UNA POMPA DI ALTA

PRESSIONE PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE A UN MOTORE A

COMBUSTIONE INTERNA E IMPIANTO DI ALIMENTAZIONE DI COMBUSTIBILE

COMPRENDENTE TALE CIRCUITOâ€

La presente invenzione riguarda un metodo di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna.

In particolare, la presente invenzione riguarda un metodo, il quale comprende le fasi di alimentare parte del combustibile a una camera della pompa di alta pressione contenente un albero di azionamento; un meccanismo di azionamento e almeno un cuscinetto di supporto dell'albero di azionamento; e di convogliare la detta parte dÃ¬ combustibile dalla detta camera a un serbatoio.

Le attuali pompe di alta pressione sono sostanzialmente inadeguate in termini strutturali a resistere agli sforzi generati dalle pressioni di esercizio che saranno generate dalle pompe di alta pressione di nuova generazione. I valori di pressione di esercizio delle pompe di alta pressione di nuova generazione saranno compresi fra i 2.000 e i 3.000 bar. Di conseguenza, le parti in reciproco contatto saranno soggette a una rapida usura e un rapido deterioramento se non anche la rottura, se non adeguatamente lubrificate.

Per evitare il deterioramento, in particolare del meccanismo di azionamento della pompa, parte del combustibile, generalmente gasolio, Ã ̈ alimentato alla camera che contiene il meccanismo di azionamento, il quale tradizionalmente comprende delle parti che, in uso, scorrono l'una rispetto all'altra.

L'attuale metodo di lubrificazione appare essere in grado di garantire un'adeguata lubrificazione del meccanismo di azionamento, tuttavia le prove effettuate dalla richiedente dimostrano che non Ã ̈ grado di garantire un'altrettanto adeguata lubrificazione del cuscinetto che supporta l'estremitÃ dell'albero di azionamento della pompa di alta pressione quando la pressione di mandata supera determinati valori.

Ãˆ uno scopo della presente invenzione quello di fornire un metodo di lubrificazione che sia in grado di garantire una corretta lubrificazione fra il cuscinetto e l'albero di azionamento.

Un ulteriore scopo della presente invenzione Ã ̈ quello di realizzare un flusso di combustibile fra il cuscinetto e l'albero di azionamento in modo da preservare l'integritÃ del cuscinetto anche in concomitanza di pressioni di esercizio molto elevate.

In accordo con tali scopi, viene fornito un metodo di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna; il metodo comprendendo le fasi di alimentare parte del combustibile a una camera della pompa di alta pressione contenente un albero di azionamento; un meccanismo di azionamento e almeno un cuscinetto di supporto dell'albero di azionamento; e di convogliare la detta parte di combustibile dalla detta camera a un serbatoio lungo un primo percorso definente una prima resistenza idraulica; e un secondo percorso, il quale definisce una seconda resistenza idraulica e si estende, in parte, lungo un meato fra il cuscinetto e l'albero di azionamento.

In questo modo una porzione della parte di combustibile Ã ̈ forzata a transitare fra il cuscinetto e l'albero di azionamento determinando, in uso, flusso di combustibile costante e continuo lungo il meato avente un effetto portante in grado di preservare il cuscinetto da un'usura precoce.

Ãˆ un ulteriore scopo della presente invenzione quello di realizzare un circuito di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna che migliori la lubrificazione e la durata delle parti mobili della pompa di alta pressione.

In accordo con tale scopo viene realizzato un circuito di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna; il circuito di lubrificazione comprendendo un condotto di alimentazione per alimentare parte del combustibile a una camera della pompa di alta pressione un albero di azionamento; un meccanismo di azionamento e almeno un cuscinetto di supporto dell'albero di azionamento; un primo condotto di scarico per convogliare la detta parte di combustibile dalla detta camera a un serbatoio lungo un primo percorso definente una prima resistenza idraulica, una valvola di strozzatura disposta lungo il primo condotto di scarico; e un secondo condotto di scarico per convogliare la parte di combustibile dalla camera al serbatoio lungo un secondo percorso definente una seconda resistenza idraulica ed estendentesi attraverso un meato fra l'albero di azionamento e il cuscinetto.

Ãˆ un ulteriore scopo della presente invenzione quello di realizzare un impianto di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna che migliori la lubrificazione e la durata delle parti mobili della pompa di alta pressione.

In accordo con tale scopo viene realizzato un impianto di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna; l'impianto comprendendo una la pompa di alta pressione e un circuito di lubrificazione in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui la pompa di alta pressione comprende un corpo pompa; la detta camera essendo ricavata nel corpo pompa e il detto circuito di lubrificazione essendo ricavato almeno in parte nel detto corpo pompa.

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:

- la figura 1 Ã ̈ uno schema, con parti asportate per chiarezza, di un circuito di lubrificazione di una pompa di alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna realizzato secondo la presente invenzione; e

- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza e parti in sezione, di un corpo pompa in cui Ã ̈ ricavato, in parte, il circuito della figura 1.

In figura 1 Ã ̈ indicato con il numero di riferimento 1 un impianto per alimentare combustibile ad alta pressione a un motore a combustione interna non illustrato nelle figure allegate. Preferibilmente, l'impianto 1 Ã ̈ adatto ad alimentare gasolio per autotrazione, il quale ha la caratteristica di essere particolarmente grasso e adatto a lubrificare parti meccaniche scorrevoli l'una rispetto all'altra. L'impianto 1 comprende un circuito di lubrificazione 2 di una pompa di alta pressione 3 per alimentare il combustibile a un motore a combustione interna non illustrato a una pressione compresa fra 2.000 e 3.000 bar; la pompa di alta pressione 3 stessa; una pompa di pre-alimentazione 4; e un serbatoio 5. La pompa di prealimentazione 4 ha la funzione di alimentare la pompa di alta pressione 3 e il circuito di lubrificazione 2 con il combustibile contenuto nel serbatoio 5.

Il circuito di lubrificazione 2 si estende, in parte, nella pompa di alta pressione 3 e comprende un condotto di alimentazione 6; un collettore di scarico 7; due condotti di scarico 8 e 9 che convergono nel collettore di scarico 7.

La pompa di alta pressione 3 Ã ̈ una pompa a pistoni che comprende un corpo pompa 10 formato da piÃ¹ parti assemblate fra loro e definenti la struttura portante della pompa di alta pressione 3; un albero di azionamento 11 supportato in modo girevole dal corpo pompa 10 attorno ad un asse di rotazione Al; un meccanismo di azionamento 12 comprendente l'albero di azionamento 11; tre pistoni 13, ciascuno dei quali Ã ̈ mobile lungo un asse A2 all'interno di un rispettivo cilindro 14 ricavato nel corpo pompa 10.

L'impianto 1 comprende un circuito di alimentazione del combustibile ai cilindri 14 della pompa di alta pressione 3 e un circuito di mandata dai cilindri 14 della pompa di alta pressione 3. Entrambi i circuiti sopra identificati sono omessi: del circuito di alimentazione sono mostrate unicamente delle valvole di alimentazione 15 disposte in corrispondenza dei rispettivi cilindri 14.

Il corpo pompa 10 definisce una camera 16 chiusa, la quale Ã ̈ disposta in posizione baricentrica rispetto ai cilindri 14, Ã ̈ atta ad alloggiare il meccanismo di azionamento 12 e a contenere, almeno in parte, i pistoni 13 e l'albero di azionamento 11. In particolare, l'albero di azionamento 11 comprende una porzione eccentrica 17 alloggiata nella camera 16. Il meccanismo di azionamento 12 comprende, oltre all'albero 11, un anello poligonale 18 montato in modo girevole attorno alla porzione eccentrica e, per ciascun pistone 13, un pattino 19 e una molla 20, la quale ha la funzione di spingere il pattino 19 a contatto dell'anello poligonale 18.

La camera 16 presenta, inoltre, un vano 21 cilindrico in cui Ã ̈ alloggiato un cuscinetto 22 a strisciamento secondo quanto meglio illustrato nella figura 2. Il cuscinetto 22 ha la funzione di supportare in rotazione l'albero di azionamento 11 attorno all'asse di rotazione Al. Il vano 21 Ã ̈ richiuso da una parete 23 anulare solidale al corpo pompa 10 e, in parte, dall'albero di azionamento 11, il quale presenta un'appendice 24 che fuoriesce dal corpo pompa 10 attraverso un foro nella parete 23. L'ermeticitÃ della chiusura Ã ̈ garantita da guarnizioni, non illustrate nelle figure allegate, interposte fra l'appendice 24 e il corpo pompa 10. La camera 16, dalla banda opposta al vano 21, Ã ̈ richiusa da una flangia, la quale Ã ̈ di tipo noto, non Ã ̈ illustrata nelle figure allegate, ed Ã ̈ parte integrante del corpo pompa 10.

Il vano 21 Ã ̈ delimitato da una superficie cilindrica 25 attorno all'asse di rotazione Al. Il cuscinetto 22 Ã ̈ forzato nel vano 21 lungo la superficie cilindrica 25 e si estende assialmente in modo da lasciare libera una porzione della superficie cilindrica 25 in prossimitÃ della parete anulare 23.

Il vano 21 Ã ̈ quasi totalmente occupato dal cuscinetto 22 e dall'albero di azionamento 11 a eccezione di una porzione anulare del vano 21 delimitata dalla parete anulare 23, dall'albero di azionamento 11, dal cuscinetto 22 e dalla porzione libera di superficie 25.

Nella figura 2 sono mostrati una porzione del collettore di scarico 7 definita da un foro parallelo all'asse di rotazione Al ricavato nel corpo pompa 10; e i due condotti di scarico 8 e 9, i quali sono in comunicazione, da un lato, con il collettore di scarico 7 e, dall'altro lato con la camera 16.

Il condotto di scarico 8 Ã ̈ definito da un foro, il quale Ã ̈ ricavato nel corpo pompa 10 e si estende trasversalmente all'asse di rotazione Al. Lungo il condotto di scarico 8 Ã ̈ disposta una valvola 26, la quale ha la funzione di realizzare una resistenza idraulica concentrata e comprende un corpo solido 27, preferibilmente un cilindro, il quale presenta un foro 28 calibrato ed Ã ̈ forzato nel foro definente il condotto di scarico 8.

Il condotto di scarico 9 Ã ̈ definito da un foro che collega la camera 16, in particolare il vano 21 al collettore di scarico 7.

Fra l'albero di azionamento 11 e il cuscinetto 22 vi Ã ̈ uno stretto passaggio o meato 29 che rappresenta una resistenza idraulica concentrata simile alla resistenza idraulica concentrata della valvola 26. Tale meato 29 Ã ̈ indicato nella rappresentazione schematica della figura 1 come una valvola di strozzatura del tutto analoga alla valvola 26 di strozzatura.

I due condotti di scarico 8 e 9 definiscono almeno in parte due percorsi P1 e P2 di scarico, i quali hanno determinate rispettive caratteristiche (lunghezza, sezione di passaggio, ecc.) che definiscono rispettive resistenze idrauliche. Preferibilmente e come mostrato nelle figure allegate, i due percorsi P1 e P2 si uniscono a valle del meato 29 e della valvola 26 di strozzatura .

Preferibilmente, per ripartire la parte di combustibile in porzioni tali da avere la portata di combustibile lungo il percorso P2 minore della portata di combustibile lungo il percorso P1 le resistenze idrauliche del percorso P1 e del percorso P2 saranno calibrate opportunamente tramite la scelta della valvola 26 di strozzatura. Eventualmente al fine di ottenere la ripartizione desiderata Ã ̈ anche previsto in accordo con la presente invenzione di installare valvole di strozzatura aggiuntive (non illustrate nelle figure allegate) alla valvola 26 di strozzatura lungo i percorsi Pi e P2.

Con riferimento alla figura 2, i condotti di scarico 8 e 9 si dipartono da due rispettivi punti della camera 16 e sono assialmente spaziati l'uno rispetto all'altro. In particolare, i due punti sono collocati da bande opposte rispetto al cuscinetto 22.

In questo modo, una parte cospicua del combustibile Ã ̈ convogliata attraverso il condotto di scarico 9 e attraverso il meato 29, lungo il quale il combustibile forma un velo portante che separa l'albero di azionamento 11 dal cuscinetto 22 e preserva il cuscinetto 22 da un'usura precoce.

Secondo la presente invenzione sono disponibili valvole 26 di strozzatura con fori calibrati 28 di dimensioni diverse in modo da poter selezionare in funzione delle caratteristiche della pompa di alta pressione 3 la valvola 26 di strozzatura piÃ¹ adeguata o le valvole di strozzatura piÃ¹ adeguate.

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.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di lubrificazione di una pompa di alta pressione (3) per alimentare combustibile a un motore a combustione interna; il metodo comprendendo le fasi di alimentare parte del combustibile a una camera (16) della pompa di alta pressione (3) contenente un meccanismo di azionamento (12) includente un albero di azionamento (11), e almeno un cuscinetto (22) di supporto dell'albero di azionamento (11); e di convogliare la detta parte di combustibile dalla detta camera (16) a un serbatoio (5) lungo un primo percorso (P1) definente una prima resistenza idraulica e lungo un secondo percorso (P2), il quale definisce una seconda resistenza idraulica e si estende, in parte, lungo un meato (29) fra il cuscinetto (22) e l'albero di azionamento (11).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il primo e il secondo percorso (PI, P2) si congiungono a valle del meato (29).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la prima e la seconda resistenza idraulica determinano una ripartizione della parte di combustibile in modo tale per cui la portata di combustibile lungo il secondo percorso (P2) Ã ̈ minore della portata di combustibile lungo il primo percorso (P1).
4. Circuito di lubrificazione di una pompa di alta pressione (3) per alimentare combustibile a un motore a combustione interna; il circuito di lubrificazione (2) comprendendo un condotto di alimentazione (6) per alimentare parte del combustibile a una camera (16) della pompa di alta pressione (3); un meccanismo di azionamento (12) includente un albero di azionamento (11), e almeno un cuscinetto (22) di supporto dell'albero di azionamento (11); un primo condotto dÃ¬ scarico (8) per convogliare la detta parte di combustibile dalla detta camera (16) a un serbatoio (5) lungo un primo percorso (Pi) definente una prima resistenza idraulica, una valvola (26) di strozzatura essendo disposta lungo il primo condotto di scarico (8); e un secondo condotto di scarico (9) per convogliare la parte di combustibile dalla camera (16) al serbatoio (5) lungo un secondo percorso (P2) definente una seconda resistenza idraulica ed estendentesi attraverso un meato (29) fra l'albero di azionamento (11) e il cuscinetto (22).
5. Circuito dÃ¬ lubrificazione secondo la rivendicazione 4, in cui il primo e il secondo percorso (PI, P2) si uniscono a valle rispettivamente della valvola (26) di strozzatura e del meato (29); il primo e il secondo condotto di scarico (8, 9) confluendo in un collettore di scarico (7).
6. Circuito di lubrificazione secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui il primo e il secondo condotto di scarico (8, 9) si dipartono da due rispettivi punti della camera (16); i detti punti essendo assialmente spaziati e disposti da bande opposte del cuscinetto (22).
7. Circuito di lubrificazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui la valvola (26) di strozzatura comprende un corpo solido (27) provvisto di un foro calibrato (28), preferibilmente il corpo solido (27) avendo una forma cilindrica.
8. Impianto di alimentazione di combustibile a un motore a combustione interna; l'impianto comprendendo una pompa dÃ¬ alta pressione (3) e un circuito di lubrificazione (2) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui la pompa di alta pressione (3) comprende un corpo pompa (10); la camera (16) essendo ricavata nel corpo pompa (10) e il circuito di lubrificazione (2) essendo ricavato almeno in parte nel detto corpo pompa (10).
9. Impianto secondo la rivendicazione 8, in cui il primo e il secondo condotto di scarico (8, 9) sono definiti da rispettivi fori nel corpo pompa (10).
10. Impianto secondo la rivendicazione 8 o 9 comprendente una pompa di pre-alimentazione (4), il circuito di lubrificazione (2) comprendendo un condotto di alimentazione (6) e la pompa di pre-alÃ¬mentazione (4) alimentando il combustibile al condotto di alimentazione (6).