ITMI20101746A1 - Pompa di alta pressione per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“POMPA DI ALTA PRESSIONE PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE AD UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNAâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una pompa di alta pressione per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna, in particolare per alimentare combustibile ad un collettore di distribuzione di alta pressione (comunemente noto come “common rail†), da cui il combustibile viene alimentato all’interno del motore attraverso una pluralità di iniettori.

In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad una pompa di alta pressione del tipo comprendente un corpo pompa presentante una cavità centrale ed almeno una cavità radiale comunicante con la cavità centrale; un pistone mobile di moto alterno all’interno della cavità radiale lungo un primo asse; mezzi di azionamento del pistone alloggiati nella cavità centrale; ed una punteria a bicchiere, la quale à ̈ mobile, in uso, con il pistone lungo il primo asse e comprende una parete di fondo accoppiata ai mezzi di azionamento ed una parete laterale cilindrica coassiale all’asse ed accoppiata in maniera scorrevole alla cavità radiale.

I mezzi di azionamento comprendono, normalmente, un albero motore, il quale à ̈ girevole attorno ad un secondo asse trasversale al primo asse ed à ̈ atto a spostare il pistone lungo il primo asse tramite un organo di trasmissione, il quale comprende, normalmente, o un anello poligonale, che à ̈ montato in maniera angolarmente libera su di una porzione eccentrica dell’albero motore e presenta almeno una faccia piana disposta a contatto della parete di fondo della punteria, o una camma, che à ̈ accoppiata alla parete di fondo della punteria per mezzo di un rullo montato sulla parete di fondo stessa per ruotare, sotto la spinta della camma, attorno ad un asse parallelo al secondo asse.

Durante la rotazione dell’albero motore, l’organo di trasmissione impartisce alla punteria a bicchiere sia una spinta assiale, che determina lo spostamento della punteria stessa e del pistone lungo il primo asse, sia una spinta trasversale, la quale sposta trasversalmente la punteria contro la superficie laterale della cavità radiale e, combinata con la spinta assiale, determina un movimento oscillatorio della punteria stessa attorno ad un asse istantaneo parallelo al secondo asse.

In una pompa del tipo sopra specificato, nella quale, in normali condizioni di esercizio, la velocità di rotazione dell’albero motore e la temperatura del combustibile possono raggiungere valori molto elevati, il citato movimento oscillatorio può comportare degli inconvenienti relativamente gravi. Infatti, a causa del movimento oscillatorio della punteria, il combustibile che trafila, in uso, tra la punteria e la sede radiale à ̈ soggetto, specialmente in corrispondenza di lati opposti della punteria, a spinte intermittenti di compressione, le quali determinano, nel combustibile, degli incrementi locali della velocità e conseguenti abbassamenti locali di pressione, che determinano, specialmente nelle condizioni operative di velocità e temperatura sopra esposte, l’insorgere di fenomeni di cavitazione con conseguente usura della superficie laterale della cavità radiale.

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire una pompa di alta pressione del tipo sopra specificato, la quale consenta di eliminare, almeno in parte, gli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene fornita una pompa di alta pressione per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione della pompa di alta pressione della presente invenzione;

- la figura 2 illustra, in elevazione laterale e con parti enfatizzate per chiarezza, un particolare della figura 1; e

- la figura 3 Ã ̈ una sezione secondo la linea III-III della figura 2.

Nella figura 1, con 1 à ̈ indicata, nel suo complesso, una pompa di alta pressione per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna (non illustrato nelle figure allegate), in particolare per alimentare combustibile ad un collettore di distribuzione di alta pressione (non illustrato e comunemente noto come “common rail†), da cui il combustibile viene alimentato all’interno del motore attraverso una pluralità di iniettori (non illustrati).

La pompa 1 à ̈ una pompa a pistoni e comprende un corpo pompa 2, il quale à ̈ provvisto di una pluralità di cavità radiali 3 cilindriche (delle quali una sola à ̈ illustrata) alloggianti, ciascuna, un rispettivo pistone 4, e di una cavità centrale 5 comunicante con le cavità radiali 3 ed alloggiante un gruppo 6 di azionamento atto ad impartire, in uso, ai pistoni 4 un moto alternato.

In particolare, il gruppo 6 di azionamento comprende un albero motore 7 montato per ruotare attorno ad un asse 8 e provvisto di una porzione eccentrica 9 e di un anello poligonale 10, il quale à ̈ calzato, in maniera angolarmente libera tramite l’interposizione di un cuscinetto 11, sulla porzione eccentrica 9 e presenta delle facce piane 12 esterne (delle quali una sola à ̈ illustrata), ciascuna delle quali à ̈ affacciata ad una rispettiva cavità radiale 3 e viene spostata, in uso, parallelamente a se stessa lungo un percorso anulare dalla porzione eccentrica 9.

La cavità radiale 3 presenta un asse 13 trasversale all’asse 8 ed à ̈ chiusa da una rispettiva testa 14 definita da un blocco metallico assemblato al corpo pompa 2 tramite viti (non illustrate) con l’interposizione di una guarnizione 15 di tenuta. All’interno della testa 14 à ̈ ricavato un foro 16 cilindrico coassiale all’asse 13 ed impegnato in maniera scorrevole da uno stelo 17 del pistone 4, il quale definisce, all’interno della foro 16 stesso, una camera 18 di compressione, che à ̈ in comunicazione con la mandata di una pompa di alimentazione del combustibile (nota e non illustrata) tramite una valvola 19 di non ritorno (di tipo noto) e con un condotto 20 di mandata, attraverso il quale il combustibile compresso viene alimentato al “common rail†(non illustrato).

Il pistone 4 à ̈ accoppiato all’anello poligonale 10 per mezzo di una punteria a bicchiere 21, la quale à ̈ definita da un corpo a tazza impegnato in maniera assialmente scorrevole nella cavità radiale 3 e disposto con la propria concavità rivolta verso la testa 14.

In particolare, la punteria a bicchiere 14 comprende una parete laterale 22 cilindrica, la quale à ̈ coassiale all’asse 13 ed à ̈ accoppiata in modo scorrevole ad una superficie laterale 23 cilindrica della cavità radiale 3, ed una parete di fondo 24, la quale à ̈ perpendicolare all’asse 13 ed à ̈ mantenuta costantemente a contatto della relativa faccia piana 12 tramite una molla 25 ad elica compressa tra la testa 14 ed un piattello 26 solidale all’estremità libera dello stelo 17. La punteria a bicchiere 21 chiude l’estremità della cavità radiale 3 opposta a quella impegnata dalla testa 14 e definisce, all’interno della cavità radiale 3 stessa ed unitamente alla testa 14, una camera 27 a volume variabile comunicante con la cavità centrale 5 tramite una pluralità di feritoie 28, le quali sono realizzate in corrispondenza della porzione angolare di raccordo tra la parete di fondo 24 e la parete laterale 22 ed hanno la funzione di consentire la circolazione del combustibile di lubrificazione tra la cavità centrale 5 e la camera 27 durante lo spostamento assiale della punteria a bicchiere 21.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, la parete laterale 22 presenta una coppia di scanalature 29 anulari esterne, ciascuna delle quali à ̈ coassiale all’asse 13, à ̈ affacciata alla superficie laterale 23 della cavità radiale 3 e definisce, con la superficie laterale 23 stessa, un rispettivo condotto anulare 30.

Con particolare riferimento alla figura 3, ciascuna scanalatura anulare 29 à ̈ provvista di due fori 31, i quali sono tra loro allineati lungo uno stesso diametro della parete laterale 22 parallelo all’asse 8 e mettono in comunicazione il relativo condotto anulare 30 con la camera 27.

In uso, secondo quanto illustrato nella figura 2, l’anello poligonale 10 trasmette alla punteria a bicchiere 21, e di conseguenza al pistone 4, una spinta assiale, che determina lo spostamento del gruppo punteria-pistone lungo l’asse 13, ed una spinta trasversale, la cui direzione à ̈ determinata dal verso di rotazione dell’albero motore 7 e che, combinata con la spinta assiale, determina un movimento oscillatorio della punteria a bicchiere 22 attorno ad un asse istantaneo parallelo all’asse 8 (nella figura 2 il citato movimento oscillatorio à ̈ stato ovviamente amplificato a scopo di chiarezza).

A seguito di questo movimento oscillatorio, la larghezza del meato, indicato con 32 nella figura 2, presente tra la superficie laterale 23 e la parete laterale 22 varia continuamente, in maniera alternata, lungo la lunghezza del meato 32 e nel piano di oscillazione della punteria a bicchiere 21, con variazioni di valore opposto in corrispondenza delle estremità opposte del meato 32 stesso. Queste variazioni generano, sul combustibile di lubrificazione che percorre, in uso, il meato 32, un effetto pompa che, in mancanza delle scanalature 29 e dei fori 31, determinerebbe, sul citato piano di oscillazione e da ciascuna parte dell’asse 13, una compressione del combustibile ad una estremità del meato 32 ed una espansione con cavitazione del combustibile all’estremità opposta del meato 32 stesso.

Grazie alla presenza delle scanalature 29 e dei fori 31, il combustibile compresso fluisce nella camera 27.

In altre parole, i fori 31 di passaggio agiscono come uno “sfiato†per il combustibile, impedendo che all’interno del combustibile stesso si verifichino i fenomeni di cavitazione sopra descritti.

A conclusione di quanto sopra esposto, à ̈ opportuno specificare che la presente invenzione copre anche forme di attuazione non descritte nella descrizione dettagliata e forme di attuazione equivalenti che rientrano nell’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate.

In particolare, secondo varianti non illustrate, la parete laterale 22 à ̈ provvista di una sola scanalatura 29 oppure di un numero di scanalature 29 maggiore di due. Analogamente, il numero di fori 31 per ciascuna scanalatura 29 può essere minore o maggiore di due.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pompa di alta pressione per alimentare combustibile ad un motore a combustione interna, la pompa di alta pressione (1) comprendendo un corpo pompa (2) presentante una cavità centrale (5) ed almeno una cavità radiale (3) comunicante con la cavità centrale (5) e limitata da una superficie laterale (23); un pistone (4) mobile di moto alterno all’interno della cavità radiale (3) lungo un primo asse (13); mezzi di azionamento (6) del pistone (4) alloggiati nella cavità centrale (5); ed una punteria a bicchiere (21), la quale à ̈ mobile, in uso, con il pistone (4) lungo il primo asse (13) e comprende una parete di fondo (24) accoppiata ai mezzi di azionamento (6) ed una parete laterale (22) cilindrica coassiale al primo asse (13) ed accoppiata in maniera scorrevole alla detta superficie laterale (23); la pompa di alta pressione (1) essendo caratterizzata dal fatto che la detta parete laterale (22) presenta almeno una scanalatura (29) anulare, la quale à ̈ coassiale al primo asse (13), à ̈ affacciata alla superficie laterale (23) e definisce, con la superficie laterale (23) stessa, un condotto (30) anulare; mezzi di passaggio (31) del combustibile essendo previsti in corrispondenza della scanalatura (29) anulare per mettere in comunicazione il condotto (30) anulare con una camera (27) interna della punteria a bicchiere (21) attraverso la parete laterale (22).
2. 2. Pompa di alta pressione secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di passaggio (31) comprendono almeno un foro (31) radiale passante.
3. 3. Pompa di alta pressione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i mezzi di passaggio (31) comprendono due fori (31) passanti diametrali.
4. 4. Pompa di alta pressione secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i mezzi di azionamento (6) comprendono un organo (7) rotante attorno ad un secondo asse (8) trasversale al primo asse (13); ciascun foro (31) essendo parallelo al secondo asse (8).
5. 5. Pompa di alta pressione secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la parete laterale (22) presenta almeno una ulteriore scanalatura (29) anulare uguale alla detta scanalatura (29) anulare.