ITMI20091192A1 - HIGH PRESSURE PUMP IMPROVED FOR FUEL SUPPLY TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND IMPROVED TREE SEAL RING FOR THE SAME - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
“POMPA AD ALTA PRESSIONE MIGLIORATA PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE A UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA E ANELLO DI TENUTA ALBERO MIGLIORATO PER LA STESSA†⠀ œ IMPROVED HIGH PRESSURE PUMP TO SUPPLY FUEL TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND IMPROVED SHAFT SEAL RING FOR THE SAMEâ €
La presente invenzione à ̈ relativa ad una pompa a pistoni per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna. The present invention relates to a piston pump for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine.
Generalmente, una pompa a pistoni comprende un corpo pompa realizzato mediante assemblaggio a pacco di più elementi; una camera di compressione ricavata nel corpo pompa, in particolare in una testata serrata a pacco tra una coppia di opposti elementi a flangia; un pistone mobile di moto alternato nella camera di compressione lungo un primo asse; e un meccanismo di trasmissione per azionare il pistone e comprendente un albero girevole attorno ad un secondo asse. L’albero à ̈ portato girevole dal corpo pompa, in particolare dagli elementi a flangia, da uno dei quali fuoriesce a sbalzo attraverso una sede del corpo pompa alloggiante almeno un anello di tenuta interposto in uso tra il corpo pompa e l’albero per sigillare a tenuta di combustibile la sede verso l’esterno del corpo pompa. Per sopportare le sollecitazioni causate dalla elevata pressione di pompaggio del combustibile e dalla elevata velocità dell’albero la sede di alloggiamento dell’anello di tenuta à ̈ servita da un condotto di lubrificazione ricavato nel corpo pompa e percorso in uso da un flusso a bassa pressione di combustibile. Generally, a piston pump comprises a pump body made by assembling a pack of several elements; a compression chamber formed in the pump body, in particular in a head tightened in a pack between a pair of opposite flange elements; a reciprocating motion piston in the compression chamber along a first axis; and a transmission mechanism for driving the piston and comprising a shaft rotatable about a second axis. The shaft is rotatably carried by the pump body, in particular by the flange elements, from one of which protrudes through a seat of the pump body housing at least one sealing ring in use between the pump body and the shaft for fuel-tight sealing of the seat towards the outside of the pump body. To withstand the stresses caused by the high pumping pressure of the fuel and the high speed of the shaft, the seat of the seal ring is served by a lubrication duct obtained in the pump body and used by a flow to low fuel pressure.
Tuttavia, in fase di avviamento (o arresto) del motore, il flusso di combustibile destinato alla lubrificazione del contatto tra un labbro strisciante A (figura 4) dell’anello di tenuta e il tratto di una superficie B laterale dell’albero C ad esso affacciato può non essere sufficiente a garantire la formazione di un necessario meato M di combustibile in corrispondenza di uno spigolo di tenuta S del labbro strisciante definito alla giunzione di due opposte facce laterali oblique F1 e F2 del labbro A. In questo caso, lo spigolo di tenuta S, che in uso à ̈ definito da una superficie di usura sostanzialmente piana disposta parallelamente alla superficie B, può andare in contatto diretto con la superficie B con proprie particelle P di carica minerale che vengono in uso esposte in corrispondenza dello spigolo S, a causa dell’usura dell’elastomero con cui à ̈ realizzato il medesimo, producendo una erosione R della superficie B. Questa erosione R comporta, in seguito alla sua formazione, il determinarsi in uso di una perdita parziale di tenuta tra labbro A e albero C, anche a meato M presente e ben formato, con conseguente gocciolamento di combustibile all’esterno del corpo pompa. However, when starting (or stopping) the engine, the flow of fuel destined to lubricate the contact between a sliding lip A (figure 4) of the sealing ring and the section of a lateral surface B of the shaft C facing it may not be sufficient to ensure the formation of a necessary fuel meatus M in correspondence with a sealing edge S of the sliding lip defined at the junction of two opposite oblique lateral faces F1 and F2 of lip A. In this case, the sealing edge S, which in use is defined by a substantially flat wear surface arranged parallel to surface B, can come into direct contact with surface B with its own mineral filler particles P which are in use exposed at the edge S , due to the wear of the elastomer with which it is made, producing an erosion R of the surface B. This erosion R involves, following its formation ion, the occurrence in use of a partial loss of seal between lip A and shaft C, even when the meatus M is present and well formed, with consequent dripping of fuel outside the pump body.
Inoltre, si à ̈ constatato che, a causa dell’aumento delle prestazioni richieste nei moderni motori endotermici alle pompe di iniezione ad alta pressione (ad esempio con richieste di pressioni erogate agli iniettori più alte di 2000 bar), anche in condizioni di esercizio normale, ovvero non all’avviamento o all’arresto del motore, si possono verificare condizioni in cui il normale flusso di combustibile di lubrificazione non à ̈ più sufficiente a mantenere un meato M adatto ad evitare una precoce usura del labbro A e lo innescarsi di conseguenti perdite di combustibile. Furthermore, it was found that, due to the increased performance required in modern endothermic engines from high pressure injection pumps (for example with requests for pressures delivered to the injectors higher than 2000 bar), even in operating conditions normal, that is not when the engine is started or stopped, conditions may occur in which the normal flow of lubricating fuel is no longer sufficient to maintain a suitable meatus M to avoid premature wear of the lip A and the trigger of consequent fuel leaks.
È uno scopo della presente invenzione quello di superare tali inconvenienti dello stato della tecnica fornendo una pompa ad alta pressione per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna, che, pur mantenendo la struttura semplice e compatta delle pompe attuali, garantisca da una parte la sostanziale eliminazione del rischio di formazione di una erosione della superficie laterale dell’albero e, dall’altra parte, permetta di evitare l’usura precoce del labbro di tenuta anche in pompe destinate a lavorare con pressioni di esercizio e velocità di rotazione dell’albero molto più elevate di quelle attuali. It is an object of the present invention to overcome these drawbacks of the state of the art by providing a high-pressure pump for supplying fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine, which, while maintaining the simple and compact structure of the current pumps, ensures from on the one hand, the substantial elimination of the risk of erosion of the lateral surface of the shaft and, on the other hand, allows to avoid premature wear of the sealing lip even in pumps designed to work with operating pressures and shaft rotation speed much higher than current ones.
La presente invenzione à ̈ dunque relativa ad una pompa ad alta pressione per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, a un motore a combustione interna, come definita nella rivendicazione 1. The present invention therefore relates to a high-pressure pump for feeding fuel, preferably diesel, to an internal combustion engine, as defined in claim 1.
In particolare, la pompa secondo il trovato comprende un corpo pompa; una camera di compressione ricavata nel corpo pompa; un pistone mobile di moto alternato nella camera di compressione lungo un primo asse; e un albero per azionare il pistone montato nel corpo pompa girevole attorno ad un secondo asse attraverso almeno una sede passante del corpo pompa, ove la sede alloggia al proprio interno almeno un anello di tenuta avente un labbro di tenuta delimitato tra due opposte proprie facce laterali, disposte tra loro oblique e convergenti verso il secondo asse in modo che il labbro di tenuta ha in sezione radiale sagoma a V; il labbro di tenuta à ̈ preferibilmente caricato da un organo elastico e coopera in uso a strisciamento, a tenuta di fluido, con una superficie laterale cilindrica dell’albero, mentre la sede à ̈ servita da almeno un condotto di lubrificazione per il labbro di tenuta percorso in uso da un flusso di combustibile. In particular, the pump according to the invention comprises a pump body; a compression chamber obtained in the pump body; a reciprocating motion piston in the compression chamber along a first axis; and a shaft for operating the piston mounted in the pump body, rotating around a second axis through at least one through seat of the pump body, where the seat houses inside at least one sealing ring having a sealing lip delimited between two opposite side faces , arranged oblique to each other and converging towards the second axis so that the sealing lip has a V shape in radial section; the sealing lip is preferably loaded by an elastic member and cooperates in sliding, fluid-tight use with a cylindrical lateral surface of the shaft, while the seat is served by at least one lubrication duct for the held path in use by a flow of fuel.
Secondo la principale caratteristica del trovato, almeno un tratto direttamente affacciato all’anello di tenuta della superficie laterale cilindrica dell’albero e/o entrambe le opposte facce laterali oblique del labbro di tenuta sono provviste di un rivestimento costituito da un lubrificante solido portato da esse solidale in quanto deposto sulle stesse in fase di realizzazione della pompa. According to the main feature of the invention, at least a portion directly facing the sealing ring of the cylindrical lateral surface of the shaft and / or both opposite oblique lateral faces of the sealing lip are provided with a coating consisting of a solid lubricant carried integral with them as deposited on them during the construction of the pump.
In particolare, il lubrificante solido à ̈ scelto nel gruppo costituito da: solfuro di molibdeno, grafite, PTFE, silani o silossani funzionalizzati e loro combinazioni; ed à ̈ chimicamente e/o fisicamente ancorato direttamente solidale alle facce oblique e/o al tratto della superficie laterale cilindrica dell’albero direttamente affacciato all’anello di tenuta. In particular, the solid lubricant is chosen from the group consisting of: molybdenum sulphide, graphite, PTFE, functionalized silanes or siloxanes and their combinations; and is chemically and / or physically anchored directly integral with the oblique faces and / or the section of the cylindrical lateral surface of the shaft directly facing the sealing ring.
Secondo un aspetto del trovato, il tratto della superficie laterale cilindrica dell’albero destinato a trovarsi in uso affacciato all’anello di tenuta porta ancorato solidale ad esso un rivestimento costituito da uno strato continuo e di spessore uniforme di lubrificante solido, che riveste direttamente e completamente la superficie laterale cilindrica dell’albero di tale tratto. According to one aspect of the invention, the portion of the cylindrical lateral surface of the shaft intended to be in use facing the sealing ring, anchored to it, carries a coating consisting of a continuous layer of uniform thickness of solid lubricant, which covers directly and completely the cylindrical lateral surface of the shaft of this section.
Secondo un altro aspetto del trovato, sono invece (o in aggiunta) le opposte facce laterali oblique del labbro di tenuta, che portano ciascuna, ancorato solidale alla stessa, un rispettivo rivestimento di lubrificante solido, rivestimento che si estende però solo fino in prossimità di uno spigolo di giunzione tra estremità adiacenti delle opposte facce laterali oblique del labbro, di modo che lo spigolo, definente il vertice della V formata in sezione radiale dal labbro di tenuta, risulta privo di lubrificante solido, tale spigolo avendo, a nuovo, conformazione arrotondata in modo da raccordare tra loro le opposte facce laterali oblique del labbro di tenuta, ma essendo atto ad usurarsi in uso per formare tra le opposte facce laterali oblique del labbro di tenuta ed i rispettivi rivestimenti costituiti da lubrificante solido una superficie sostanzialmente appiattita e parallela alla superficie laterale dell’albero. According to another aspect of the invention, it is instead (or in addition) the opposite oblique lateral faces of the sealing lip, which each carry, anchored integral with it, a respective coating of solid lubricant, a coating which extends however only as far as a joint edge between adjacent ends of the opposite oblique lateral faces of the lip, so that the edge, defining the vertex of the V formed in radial section by the sealing lip, is free of solid lubricant, this edge having, again, a rounded shape so as to join together the opposite oblique lateral faces of the sealing lip, but being able to wear out in use to form between the opposite oblique lateral faces of the sealing lip and the respective coatings consisting of solid lubricant a substantially flattened surface parallel to the lateral surface of the tree.
Lo spessore previsto a progetto per i rivestimenti delle facce laterali oblique del labbro di tenuta à ̈ infine calcolato in modo da impedire in uso, in assenza o insufficienza del flusso di combustibile nel condotto di lubrificazione, il contatto tra la superficie laterale dell’albero e la superficie sostanzialmente appiattita e parallela alla superficie laterale dell’albero definita in uso dall’usura dello spigolo di giunzione tra le facce laterali oblique stesse del labbro di tenuta. The thickness foreseen in the project for the coatings of the oblique lateral faces of the sealing lip is finally calculated in such a way as to prevent in use, in the absence or insufficiency of the flow of fuel in the lubrication duct, the contact between the lateral surface of the shaft and the substantially flattened surface parallel to the lateral surface of the shaft defined in use by the wear of the junction edge between the oblique lateral faces of the sealing lip.
In questo modo, durante i transitori (avviamento/arresto della pompa) anche se non à ̈ presente il necessario meato di combustibile di lubrificazione tra labbro di tenuta e superficie laterale dell’albero, i rivestimenti costituiti da lubrificante solido che ricoprono le facce laterali oblique del labbro di tenuta vanno in contatto con la superficie laterale dell’albero prima delle particelle di carica minerale contenute nell’elastomero del labbro di tenuta ed eventualmente esposte in corrispondenza dello spigolo tra le facce laterali dello stesso, assicurando da una parte la necessaria lubrificazione tra labbro e albero anche in queste fasi transitorie e impedendo dall’altra parte, sorprendentemente, la erosione della superficie laterale dell’albero da parte di tali particelle minerali per un tempo sufficiente alla formazione del meato di combustibile lubrificante, una volta trascorso il transitorio. In this way, during the transients (starting / stopping of the pump) even if the necessary lubrication fuel gap is not present between the sealing lip and the lateral surface of the shaft, the coatings consist of solid lubricant that cover the lateral faces oblique of the sealing lip come into contact with the lateral surface of the shaft before the particles of mineral charge contained in the elastomer of the sealing lip and possibly exposed at the edge between the lateral faces of the same, ensuring on one side the necessary lubrication between the lip and shaft even in these transitional phases and surprisingly preventing the erosion of the lateral surface of the shaft by these mineral particles for a time sufficient for the formation of the lubricating fuel meatus, once after the transitional period.
Ancor più sorprendentemente, la presenza di lubrificante solido sulle facce laterali oblique del labbro di tenuta e/o direttamente sulla superficie laterale dell’albero, determina un miglioramento delle prestazioni della pompa anche durante il funzionamento normale (al di fuori dei transitori), ovvero in presenza del meato di combustibile di lubrificazione, che inoltre viene reso più stabile e di spessore più regolare anche a velocità di rotazione elevatissime dell’albero. Even more surprisingly, the presence of solid lubricant on the oblique lateral faces of the sealing lip and / or directly on the lateral surface of the shaft, determines an improvement in the performance of the pump even during normal operation (outside the transients), that is in the presence of the lubrication fuel meatus, which is also made more stable and of more regular thickness even at very high shaft rotation speeds.
Entrambi questi fattori comportano una ridotta usura in uso dell’accoppiamento albero/anello di tenuta con conseguente eliminazione del rischio di perdite di combustibile durante la vita utile della pompa. Both of these factors lead to reduced wear in use of the shaft / seal ring coupling with consequent elimination of the risk of fuel leaks during the useful life of the pump.
In base a quanto descritto, l’invenzione à ̈ infine relativa anche ad un metodo per prevenire in una pompa ad alta pressione per alimentare combustibile a un motore a combustione interna perdite di combustibile, secondo la rivendicazione 8. On the basis of what has been described, the invention finally relates also to a method for preventing fuel leaks in a high pressure pump for feeding fuel to an internal combustion engine, according to claim 8.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che viene di seguito fornita di una sua preferita forma di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clear from the description which is provided below of a preferred embodiment thereof, purely by way of non-limiting example and with reference to the figures of the attached drawings, in which:
- la figura 1 illustra in sezione longitudinale una pompa di iniezione ad alta pressione per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna (non illustrato) realizzata secondo il trovato; Figure 1 is a longitudinal section view of a high pressure injection pump for supplying fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine (not shown) made according to the invention;
- la figura 2 illustra in scala ingrandita un dettaglio della pompa di figura 1; Figure 2 shows a detail of the pump of Figure 1 on an enlarged scale;
- la figura 3 illustra in scala ancora più ingrandita un dettaglio della figura 2; e Figure 3 illustrates a detail of Figure 2 on an even larger scale; And
- la figura 4 illustra schematicamente e fuori scala il comportamento in uso dell’accoppiamento strisciante tra labbro di tenuta ed albero rotante in una pompa di iniezione ad alta pressione secondo l’arte nota. - figure 4 shows schematically and out of scale the behavior in use of the sliding coupling between the sealing lip and the rotating shaft in a high pressure injection pump according to the prior art.
Con riferimento alla figure da 1 a 3, Ã ̈ indicata nel suo complesso con 1 una pompa a pistoni per alimentare combustibile a un motore a combustione interna, noto e non illustrato. With reference to Figures 1 to 3, 1 indicates as a whole a piston pump for supplying fuel to an internal combustion engine, known and not illustrated.
Nella fattispecie illustrata, la pompa a pistoni 1 ha la funzione di alimentare gasolio a una pressione maggiore di 2.000 bar e comprende un corpo pompa 2; tre camere di compressione 3 (una sola illustrata nella figura 1); tre pistoni 4 (uno solo mostrato nella figura 1); un meccanismo di trasmissione 5 per muovere di moto alternato i pistoni 4 nelle rispettive camere di compressione 3 lungo rispettivi assi A1 (uno solo mostrato nella figura 1); tre condotti di alimentazione (noti e non illustrati) per alimentare il combustibile alle rispettive camere di compressione 3, dotati ciascuno di una rispettiva valvola di alimentazione (nota e non illustrata) per regolare l’alimentazione del combustibile alla rispettiva camera di compressione 3; tre condotti di mandata (noti e non illustrati) per alimentare il combustibile compresso da una rispettiva camera di compressione 3 al motore a combustione interna non illustrato. La pompa a pistoni 1 comprende anche tre valvole di mandata, non illustrate nella figura, e disposte lungo i condotti di mandata. In the case illustrated, the piston pump 1 has the function of supplying diesel fuel at a pressure greater than 2,000 bar and comprises a pump body 2; three compression chambers 3 (only one illustrated in Figure 1); three pistons 4 (only one shown in figure 1); a transmission mechanism 5 for reciprocating the pistons 4 in the respective compression chambers 3 along respective axes A1 (only one shown in Figure 1); three supply ducts (known and not illustrated) to feed the fuel to the respective compression chambers 3, each equipped with a respective supply valve (known and not illustrated) to regulate the fuel supply to the respective compression chamber 3; three delivery ducts (known and not illustrated) for supplying the compressed fuel from a respective compression chamber 3 to the internal combustion engine not illustrated. The piston pump 1 also comprises three delivery valves, not shown in the figure, and arranged along the delivery ducts.
La definizione “corpo pompa†si riferisce alla struttura portante che supporta i pistoni 4 e il meccanismo di trasmissione 5. Nella fattispecie illustrata, il corpo pompa 2 comprende un elemento 6, generalmente conformato a flangia e generalmente realizzato in allumino o una lega leggera, un elemento 7, e tre elementi 8 (uno solo dei quali à ̈ mostrato nella figura annessa) assemblati l’uno all’altro a pacco e di cui gli elementi 6 e 7 sono dei blocchi metallici che supportano il meccanismo di trasmissione 5, mentre ciascun elemento 8 o “testata†à ̈ un blocco metallico che alloggia una rispettiva camera di compressione 3 e la relativa valvola di alimentazione. The definition `` pump body '' refers to the load-bearing structure that supports the pistons 4 and the transmission mechanism 5. In the case illustrated, the pump body 2 comprises an element 6, generally shaped like a flange and generally made of aluminum or a light alloy , one element 7, and three elements 8 (only one of which is shown in the attached figure) assembled one to the other in a bundle and of which elements 6 and 7 are metal blocks that support the transmission mechanism 5, while each element 8 or â € œheaderâ € is a metal block which houses a respective compression chamber 3 and the relative supply valve.
Il meccanismo di trasmissione 5 comprende un albero 9, il quale à ̈ portato dal corpo pompa 2 girevole attorno ad un asse A2, perpendicolare all’asse A1, ed à ̈ montato nel corpo pompa 2 attraverso almeno una sede 10 passante dello stesso, la quale sede 10 alloggia al proprio interno almeno un anello di tenuta 11, nella fattispecie due anelli di tenuta 11b e 11c disposti affiancati e contrapposti, ciascuno dei quali possiede un labbro di tenuta 12 (figura 2). The transmission mechanism 5 comprises a shaft 9, which is carried by the pump body 2 rotating around an axis A2, perpendicular to the axis A1, and is mounted in the pump body 2 through at least one through seat 10 of the same, which seat 10 houses inside at least one sealing ring 11, in this case two sealing rings 11b and 11c arranged side by side and opposite each other, each of which has a sealing lip 12 (Figure 2).
Con particolare riferimento alle figure 2 e 3, almeno il labbro di tenuta 12 dell’anella di tenuta 11c più interno (ovvero più prossimo alla testata 8 nella direzione dell’asse A2) à ̈ delimitato tra due opposte proprie facce laterali 13 e 14, disposte tra loro oblique e convergenti verso il secondo asse A2, in modo che tale labbro di tenuta 12 ha in sezione radiale sagoma a V. Esso à ̈, preferibilmente caricato da un organo elastico 15, noto, e coopera in uso a strisciamento, a tenuta di fluido, con una superficie 16 laterale cilindrica dell’albero 9; inoltre, la sede 10, ricavata nella fattispecie illustrata nella flangia 6, à ̈ servita in modo noto da almeno un condotto 17 di lubrificazione per il labbro di tenuta 12 percorso in uso da un flusso di combustibile a bassa pressione proveniente da una camera 18 delimitata tra le testate 8 e gli elementi 6 e 7 del corpo pompa 2. With particular reference to figures 2 and 3, at least the sealing lip 12 of the innermost sealing ring 11c (i.e. closest to the head 8 in the direction of axis A2) is delimited between two opposite side faces 13 and 14, arranged oblique to each other and converging towards the second axis A2, so that said sealing lip 12 has a V-shaped radial section. It is preferably loaded by a known elastic member 15 and cooperates in sliding use , fluid-tight, with a cylindrical lateral surface 16 of the shaft 9; furthermore, the seat 10, obtained in the case shown in the flange 6, is served in a known way by at least one lubrication duct 17 for the sealing lip 12, in use by a low pressure fuel flow coming from a delimited chamber 18 between the heads 8 and the elements 6 and 7 of the pump body 2.
Secondo il trovato, almeno un tratto 19 direttamente affacciato all’anello di tenuta 12 della superficie laterale cilindrica 16 dell’albero 9 e/o entrambe le opposte facce laterali oblique 13 e 14 del labbro di tenuta 12 portano solidale un rivestimento, indicato rispettivamente con 20 (figura 1) e 21 (figura 2), costituito da un lubrificante solido. According to the invention, at least a portion 19 directly facing the sealing ring 12 of the cylindrical lateral surface 16 of the shaft 9 and / or both the opposite oblique lateral faces 13 and 14 of the sealing lip 12 carry a lining, indicated respectively with 20 (figure 1) and 21 (figure 2), consisting of a solid lubricant.
In particolare, il lubrificante solido à ̈ preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: solfuro di molibdeno, grafite, PTFE, silani o silossani funzionalizzati e loro combinazioni; in ogni caso esso à ̈ chimicamente e/o fisicamente ancorato direttamente solidale alle facce oblique 13,14 (nel caso del rivestimento 21) e/o al tratto 19 della superficie laterale cilindrica 16 dell’albero 9 direttamente affacciato all’anello di tenuta 11c (nel caso del rivestimento 20). In particular, the solid lubricant is preferably selected from the group consisting of: molybdenum sulphide, graphite, PTFE, functionalized silanes or siloxanes and their combinations; in any case it is chemically and / or physically anchored directly integral with the oblique faces 13,14 (in the case of the coating 21) and / or to the section 19 of the cylindrical lateral surface 16 of the shaft 9 directly facing the seal 11c (in the case of liner 20).
Secondo un aspetto del trovato, il tratto 19 della superficie laterale cilindrica 16 dell’albero 9 porta ancorato solidale ad esso un rivestimento 20 costituito da uno strato continuo e di spessore uniforme di lubrificante solido, che riveste direttamente e completamente la superficie laterale cilindrica 16 dell’albero 9 nel suddetto tratto 19, che à ̈ appunto quello direttamente affacciato all’anello di tenuta 11c. According to one aspect of the invention, the portion 19 of the cylindrical lateral surface 16 of the shaft 9 carries, anchored integral with it, a coating 20 consisting of a continuous layer of uniform thickness of solid lubricant, which directly and completely covers the cylindrical lateral surface 16 of shaft 9 in the aforementioned section 19, which is precisely the one directly facing the seal ring 11c.
Invece, le opposte facce laterali oblique 13,14 del labbro di tenuta 12 dell’anello di tenuta 11c portano ciascuna, ancorato solidale alla stessa, un rispettivo rivestimento 21 costituito da lubrificante solido che si estende solo fino in prossimità di uno spigolo 22 di giunzione tra estremità adiacenti 23,24 (figura 3) delle facce 13,14, di modo che lo spigolo 22, definente il vertice della V formata in sezione radiale dal labbro di tenuta 12, risulta privo di lubrificante solido. On the other hand, the opposite oblique lateral faces 13,14 of the sealing lip 12 of the sealing ring 11c each carry, anchored integral with it, a respective coating 21 constituted by solid lubricant which extends only as far as near an edge 22 of junction between adjacent ends 23,24 (figure 3) of the faces 13,14, so that the corner 22, defining the vertex of the V formed in radial section by the sealing lip 12, is free of solid lubricant.
Come nel caso dello stato dell’arte (figura 1), lo spigolo 22 dell’anello di tenuta 11c realizzato secondo il trovato ha, a nuovo, conformazione arrotondata in modo da raccordare tra loro le opposte facce laterali oblique 13,14 del labbro di tenuta 12, ed à ̈ atto ad usurarsi in uso per formare tra le opposte facce laterali oblique 13,14 ed i rispettivi rivestimenti 21 costituiti da lubrificante solido una superficie sostanzialmente appiattita e parallela alla superficie laterale 16 dell’albero 9, esattamente come nel caso dello spigolo S degli anelli di tenuta dello stato dell’arte. As in the case of the state of the art (Figure 1), the edge 22 of the sealing ring 11c made according to the invention has, as a new, rounded shape so as to join together the opposite oblique lateral faces 13,14 of the sealing lip 12, and is adapted to wear in use to form between the opposite oblique lateral faces 13,14 and the respective linings 21 constituted by solid lubricant a substantially flattened surface parallel to the lateral surface 16 of the shaft 9, exactly as in the case of the S edge of the state of the art sealing rings.
Secondo una prima possibile forma di realizzazione del trovato, i rivestimenti 21 sono continui e rivestono completamente le facce laterali oblique 13,14, salvo che in corrispondenza dello spigolo 22 di giunzione tra le stesse. Secondo una forma alternativa di realizzazione, invece, i rivestimenti 21 sono discontinui e sono definiti da rispettive strisce 23 di lubrificante solido (figura 3) applicate su ciascuna faccia laterale obliqua 13,14 del labbro di tenuta 12, parallelamente le une alle altre e spaziate tra loro, preferibilmente con passo uniforme e preferibilmente orientate obliquamente rispetto al secondo asse A2. According to a first possible embodiment of the invention, the coatings 21 are continuous and completely cover the oblique side faces 13, 14, except at the corner 22 joining them. According to an alternative embodiment, however, the coatings 21 are discontinuous and are defined by respective strips 23 of solid lubricant (Figure 3) applied on each oblique side face 13,14 of the sealing lip 12, parallel to each other and spaced apart. each other, preferably with a uniform pitch and preferably oriented obliquely with respect to the second axis A2.
In ogni caso, i rivestimenti 21 delle facce laterali oblique 13,14 presentano spessore tale da impedire in uso, in assenza o insufficienza del citato flusso di combustibile nel condotto di lubrificazione 17, il contatto tra la superficie laterale 16 dell’albero 9 e la superficie sostanzialmente appiattita e parallela alla superficie laterale 16 dell’albero 9 definita in uso dall’usura dello spigolo 22. Ad esempio, lo spessore dei rivestimenti 21 può essere compreso tra 5 e 30 micron. In any case, the coatings 21 of the oblique lateral faces 13, 14 have a thickness such as to prevent in use, in the absence or insufficiency of the aforementioned flow of fuel in the lubrication duct 17, the contact between the lateral surface 16 of the shaft 9 and the substantially flattened surface parallel to the lateral surface 16 of the shaft 9 defined in use by the wear of the edge 22. For example, the thickness of the coatings 21 can be between 5 and 30 microns.
In base a quanto descritto à ̈ evidente che l’invenzione si estende ad un metodo per prevenire perdite di combustibile in una pompa 1 ad alta pressione destinata ad alimentare combustibile a un motore a combustione interna, come quella precedentemente descritta, comprendente le fasi di: On the basis of what has been described, it is evident that the invention extends to a method for preventing fuel leaks in a high pressure pump 1 intended to supply fuel to an internal combustion engine, such as the one previously described, comprising the steps of :
- depositare su entrambe le facce laterali oblique 13,14 del labbro di tenuta 12 di almeno un anello di tenuta 11c assialmente più interno un rivestimento 21 realizzato in un lubrificante solido, lasciando scoperto solamente uno spigolo 22 di giunzione tra estremità adiacenti 23,24 delle facce 13,14; e, in aggiunta o in alternativa alla fase precedente, - depositing on both the lateral oblique faces 13,14 of the sealing lip 12 of at least one sealing ring 11c axially innermost a coating 21 made of a solid lubricant, leaving only a junction edge 22 between adjacent ends 23,24 of the faces 13.14; and, in addition to or as an alternative to the previous phase,
- depositare su almeno un tratto 19 direttamente affacciato all’anello di tenuta 11c della superficie laterale 16 cilindrica dell’albero 9 un rivestimento 20 continuo della superficie laterale cilindrica 16 realizzato in un lubrificante solido. - depositing on at least a portion 19 directly facing the sealing ring 11c of the cylindrical lateral surface 16 of the shaft 9 a continuous coating 20 of the cylindrical lateral surface 16 made of a solid lubricant.
Mediante l’esecuzione di una o, preferibilmente, entrambe tali fasi si raggiunge sorprendentemente il risultato desiderato, eliminando il rischio di formazione di erosioni sulla superficie laterale 16 dell’albero a causa di insufficiente (o assente) lubrificazione nei transitori (avviamento/arresto della pompa 1) e migliorando inaspettatamente le prestazioni di tenuta del complesso albero 9, anello di tenuta 11c anche nelle normali condizioni di esercizio della pompa 1, prolungando così la vita utile del labbro di tenuta 12. By carrying out one or, preferably, both of these phases, the desired result is surprisingly achieved, eliminating the risk of erosion on the lateral surface 16 of the shaft due to insufficient (or absent) lubrication in transients (starting / stopping the pump 1) and unexpectedly improving the sealing performance of the shaft assembly 9, sealing ring 11c even under normal operating conditions of the pump 1, thus extending the useful life of the sealing lip 12.
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2009
- 2009-07-07 IT ITMI2009A001192A patent/IT1394573B1/en active
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Also Published As
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