ITTO990573A1 - Pompa ad alta pressione munita di valvola di intercettazione amovibileper l'alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad una pompa ad alta pressione munita di valvola di intercettazione amovibile per l'alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna, in particolare per autoveicoli.

Sono note diverse pompe ad alta pressione per l'alimentazione di combustibile, le quali sono in genere alimentate con il combustibile prelevato dall'usuale serbatoio, attraverso una pompa a bassa pressione. La pompa ad alta pressione comprende in genere una valvola di intercettazione, atta ad aprirsi automaticamente sotto la spinta del combustibile ad essa inviato dalla pompa a bassa pressione.

Nelle pompe ad alta pressione note, il corpo della pompa racchiude almeno una camera di compressione del combustibile ed una camera di azionamento, in cui sono disposti degli organi di azionamento della pompa. La valvola di intercettazione è formata nel corpo pompa e comprende un otturatore atto ad assicurare il passaggio di combustibile verso la camera di azionamento, anche quando la valvola è chiusa, allo scopo di lubrificare e raffreddare tali organi di azionamento.

In particolare, in una pompa nota, del tipo a pistoni radiali, nel corpo della pompa sono disposti tre cilindri, in cui scorrono altrettanti pistoni. Questi sono azionati da un eccentrico comune portato da un albero azionato dall'albero del motore. L'eccentrico è alloggiato nella camera di azionamento o carter della pompa. L'otturatore ha una forma cilindrica cava, ed è scorrevole lungo le pareti di un foro radiale predisposto nel corpo della pompa.

Il corpo della pompa è anche munito di un condotto di alimentazione del combustibile dal foro radiale ai vari cilindri. Il condotto di alimentazione viene chiuso dalla parete laterale dell'otturatore. Allo scopo di lubrificare e raffreddare l'albero della pompa, l’eccentrico e le varie superfici di attrito con il corpo della pompa e con i pistoni, l'otturatore è anche munito di un foro calibrato assiale, il quale consente continuamente il passaggio del combustibile verso il carter.

Allo scopo di evitare l'accumulo di combustibile in un cilindro del motore in caso di una rottura del rispettivo iniettore, o l'aspirazione del combustibile dalla camera di azionamento in caso di interruzione di alimentazione da parte della pompa a bassa pressione, ad esempio a causa di un guasto, o dell'attuazione di una procedura di emergenza, l'otturatore viene chiuso automaticamente ad opera di una molla di compressione, quando la pressione del combustibile ricevuto è minore di un certo valore. Questa molla si appoggia contro una piastrina forata, in genere fissata all'estremità opposta del foro di guida dell'otturatore, ad esempio mediante saldatura.

Nel caso in cui è necessario assicurare la lubrificazione della pompa ad alta pressione anche con una bassa portata di combustibile al suo ingresso, ad esempio nelle fasi di avviamento di un motore, in cui la pompa a bassa pressione è azionata direttamente dal motore a combustione interno, il foro della valvola di intercettazione è direttamente collegato con la camera di azionamento mediante un condotto ausiliario.

In questa pompa nota, la lavorazione del foro radiale nel corpo della pompa, il fissaggio della piastrina e il montaggio della molla risultano particolarmente difficili e costosi, giacché richiedono lunghi tempi e personale altamente specializzato. Inoltre, la presenza della piastrina forata, sull'estremità del foro verso il carter, richiede una certa limitazione nel diametro esterno dell'eccentrico, per cui a parità di condizioni la portata della pompa risulta limitata.

Infine, sia il condotto di alimentazione che il condotto ausiliario sono ottenuti ciascuno mediante due fori a croce nel corpo della pompa, i quali vengono ricavati mediante un utensile a forare agente dall'esterno del foro. I due fori a croce devono poi essere chiusi alle due estremità forzando in essi un tappo, in genere in forma di sfera.

Scopo dell'invenzione è quello di realizzare una pompa ad alta pressione, la quale sia della massima semplicità e sicurezza di funzionamento, ed in cui la valvola di intercettazione risulti di facile montaggio e di costo contenuto, eliminando gli inconvenienti sopra elencati per le pompe con valvole d'intercettazione note.

Secondo l'invenzione, questo scopo viene raggiunto da una pompa ad alta pressione munita di valvola di intercettazione amovibile per l'alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna, in cui la pompa comprende un corpo includente almeno una camera di compressione del combustibile ed una camera di azionamento che racchiude degli organi di azionamento di detta pompa, detta valvola di intercettazione essendo collegata con un condotto di ingresso della pompa, ed è caratterizzata dal fatto che detta valvola è formata da un gruppo funzionale indipendente inseribile a tenuta in un foro di detto corpo, detto foro essendo atto a mettere in comunicazione detto condotto di ingresso con detta camera di azionamento .

Per una migliore comprensione dell'invenzione, vengono qui descritte due forme preferite di realizzazione, fatte a titolo esemplificativo con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

Figura 1 è una vista laterale parzialmente sezionata di una pompa ad alta pressione con valvola di intercettazione per l’alimentazione di combustibile ad un motore a combustione interna, secondo l'invenzione;

Figura 2 è una sezione parziale speculare di una porzione di Figura 1, in scala ingrandita;

Figura 3 è una sezione della valvola di intercettazione di Figura 2, in scala ulteriormente ingrandita.

Con riferimento alla Figura 1, con 5 è genericamente indicata una pompa ad alta pressione per l'alimentazione del combustibile ad un motore a combustione interna, ad esempio per un autoveicolo. La pompa 5 è alimentata con il combustibile prelevato dall'usuale serbatoio attraverso una pompa a bassa pressione, non indicata nei disegni, la quale è azionata da un motore elettrico, che viene eccitato alla messa in moto del motore.

La pompa ad alta pressione 5 è del tipo a tre pistoni radiali 6, i quali scorrono in tre cilindri 7 disposti a stella in un corpo 8 della pompa 5. Ciascun cilindro 7 è chiuso da una piastra 9 portante una valvola di aspirazione 11 ed una valvola di mandata 12. Ciascun cilindro 7 e la relativa piastra 9 sono bloccati sul corpo 8, mediante una corrispondente testa 13 di chiusura.

I pistoni 6 sono azionati in sequenza da un unico eccentrico 14 di pezzo con un albero 16 azionato dall'albero del motore a combustione interna. L'eccentrico 14 agisce sui pistoni 6 attraverso un anello 17 avente per ciascun pistone 6 una porzione 18 sfaccettata, atta a collaborare con un pattino 19 fissato sul pistone 6. Ciascun pattino 19 è spinto verso 1'eccentrico da una corrispondente molla 21.

Lo spazio tra l'estremità di ciascun pistone 6 e la relativa piastra 9 costituisce una camera di compressione 22, per cui è chiaro che le tre camere di compressione 22 sono disposte dentro al corpo 8. Lo spazio all'interno del corpo 8, in cui ruota l'albero 16 e l'eccentrico 14, ed in cui sono disposti i cilindri 7 forma una camera di azionamento 23 della pompa 5, la quale è chiusa da una flangia 24 fissata sul corpo 8 in modo noto. L'albero 16 è montato girevolmente a tenuta sulla flangia 24. La camera 23 è in comunicazione, in modo noto, con un condotto 25 di scarico verso il serbatoio.

Il corpo 8 è in ghisa e le piastre 13 sono in acciaio. Il corpo 8 e le piastre 13 presentano una terna di condotti di aspirazione 26, in comunicazione con un condotto, formato da una scanalatura anulare 27 della flangia 24. Ciascun condotto 26 è inoltre in comunicazione con la corrispondente camera di compressione 22, attraverso la corrispondente valvola di aspirazione 11. Ciascuna piastra 13 presenta anche un condotto di compressione 28 il quale, tramite la corrispondente valvola di mandata 12, mette in comunicazione la camera di compressione 22 con un condotto di mandata 29 della pompa 5.

Il corpo 8 è inoltre munito di un condotto di alimentazione 30 in comunicazione con la scanalatura anulare 27 della flangia 24, per cui esso risulta in comunicazione con le camere di compressione 22. Dall'altra parte il condotto 30 sfocia su una parete cilindrica 31 di un foro radiale 32 cilindrico, formato nel corpo 8, ed in comunicazione con la camera di azionamento 23. Il foro 32 è atto ad essere collegato alla pompa di bassa pressione, mediante un condotto di ingresso 33, ed è munito di una valvola di intercettazione, genericamente indicata con 34.

Secondo l'invenzione, la valvola d'intercettazione 34 è formata da un gruppo funzionale indipendente, inseribile a tenuta nel foro 32, per cui esso può essere interamente fabbricato separatamente dalla pompa 5. Il gruppo della valvola 34 (Figura 3) comprende un manicotto 36 avente una superficie cilindrica interna 37, in cui è scorrevole un otturatore 38 cilindrico e cavo.

In particolare, l'otturatore 38 è a forma di un pistone o tazza, e comprende una parete laterale cilindrica 39 atta a scorrere con grande precisione lungo la superficie interna 37 del manicotto 36, per cui sia questa superficie interna 37, che la superficie esterna della parete 39 dell'otturatore 38, devono essere lavorate con grande precisione.

L'otturatore 38 comprende inoltre una parete piana 40, la quale è munita di un foro calibrato 41, atto a consentire il passaggio di una certa quantità di combustibile, anche quando l'otturatore 38 è in posizione di chiusura della valvola 34. All'interno dell’otturatore 38 è inserita una molla elicoidale di compressione 42, la quale si appoggia contro un elemento di supporto.

In particolare, tale elemento di supporto è formato da una piastrina circolare 43, fissata all'estremità di una prima porzione assiale 44 del manicotto 36, ad esempio piantata a forza, o saldata. La piastrina 43 è munita di un foro 46 per consentire il passaggio del combustibile dal condotto di ingresso 33 verso la camera di azionamento 23 (Figura 1), per lubrificare le parti in movimento a contatto tra loro, ossia l'albero 16, l'eccentrico 14, l'anello 17 ed i pattini 19 dei cilindri 6.

Il manicotto 36 presenta inoltre una seconda porzione assiale 47 (Figure 2 e 3), a cui viene collegata un'estremità 48 del condotto di ingresso 33 del combustibile. Il diametro esterno della porzione 47 è maggiore di quello della porzione 44. Corrispondentemente, il foro radiale 32 presenta una porzione assiale 49 atta ad alloggiare la porzione 46 del manicotto 36, ed una porzione assiale 51, di diametro maggiore, atta ad alloggiare la porzione 47 del manicotto 36.

Il corpo 8 della pompa 5 è munito di un condotto ausiliario 52 disposto tra il foro 32 e la camera di azionamento 23, allo scopo di garantire una sufficiente lubrificazione delle parti in movimento anche quando dal condotto 33 non affluisce sufficiente combustibile. I due condotti 30 e 52 sfociano sulla parete 31 del foro 32 in due aperture 53 e 54 (Figura 1), disposte sulla porzione 51 di diametro maggiore del foro 32, preferibilmente alla stessa distanza dall'estremità esterna del foro 32.

La porzione 47 (Figure 2 e 3) del manicotto 36 è munita di due apertura radiali 56 e 57 atte a disporsi, in uso, in corrispondenza delle aperture 53 e 54 del foro 32. A riposo, le aperture 56 e 57 vengono tenute chiuse dalla parete laterale 39 dell'otturatore 38. Ciascuna delle porzioni 44 e 47 del manicotto 36 è munita di una corrispondente sede anulare 58, 59 atta ad alloggiare una corrispondente guarnizione elastica 61, 62. La sede 59 è disposta sulla porzione 47 in modo tale che le aperture 56 e 57 si trovino fra le due guarnizioni 61 e 62. Infine la porzione 47 è munita di un'appendice o flangia 63, atta ad essere collegata amovibilmente mediante una vite 64 sul corpo 8 della pompa 5.

Secondo un particolare aspetto dell'invenzione, il diametro della porzione 51 del foro 32, e quindi il diametro esterno.della porzione 47 del manicotto 36, viene scelto in modo da consentire l'esecuzione del condotto di alimentazione 30, mediante un utensile a forare agente attraverso la porzione 51 del foro 32. Il condotto 30 risulta quindi inclinato rispetto all'asse del foro 32, ma non richiede alcun tappo di chiusura.

A sua volta, il condotto ausiliario 52 può essere disposto in posizione tale da essere collegato al foro 32 mediante una porzione 66 inclinata rispetto all'asse del foro 32. La porzione 66 viene pure ottenuta mediante un utensile a forare agente attraverso la porzione 51 del foro 32 stesso. In particolare, il condotto ausiliario 52 può essere disposto in posizione leggermente inclinata rispetto all'asse del foro 32, in modo da ridurre la lunghezza della porzione 66. In ogni caso, il condotto 52 richiede un solo tappo a sfera 67 per chiudere la relativa estremità verso l'esterno del corpo della pompa 5.

Da quanto visto sopra, risultano evidenti i vantaggi della pompa ad alta pressione dell'invenzione rispetto alle pompe della tecnica nota. Innanzitutto, il gruppo funzionale indipendente della valvola 34 consente una fabbricazione più agevole ed economica della valvola 34 stessa. Inoltre, il gruppo della valvola 34 consente di evitare qualsiasi interferenza dell'anello 17 dell'eccentrico 14 con la piastrina 43 di supporto della molla 42, per cui l'aumento della portata della pompa, può essere ottenuto aumentando semplicemente il diametro dell'eccentrico 14.

A sua volta, il diametro maggiore della porzione esterna 51 del foro 32 consente l'esecuzione del condotto di alimentazione 30, e/o della porzione 66 del condotto ausiliario 52, agendo con un utensile a forare attraverso il foro 32 stesso, semplificando cosi ulteriormente la lavorazione dei condotti 30 e 52. Infine, poiché la superficie 31 del foro 32 non serve a guidare il movimento dell'otturatore 38, la relativa lavorazione non richiede una grande precisione, per cui anche il costo di questa lavorazione viene ridotto.

Si intende che alla pompa ad alta pressione descritta possono essere apportate varie modifiche e perfezionamenti senza uscire dall'ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, la pompa 5 può avere i pistoni 6 disposti in modo diverso di quella descritta. Inoltre, essa può essere applicata su un motore per usi diversi della trazione di un autoveicolo. Infine, può essere soppresso il condotto ausiliario 52.

Claims (14)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Pompa ad alta pressione munita di valvola di intercettazione amovibile per l'alimentazione di combustibile per un motore a combustione interna, in cui la pompa comprende un corpo (8) includente almeno una camera di compressione (22) del combustibile ed una camera di azionamento (23) che racchiude degli organi di azionamento (14, 16. 17, 19) della pompa, detta valvola di intercettazione (34) essendo collegata con un condotto di ingresso (33) della pompa, caratterizzata dal fatto che detta valvola (34) è formata da un gruppo funzionale indipendente inseribile a tenuta in un foro (32) di detto corpo (8), detto foro (32) essendo atto a mettere in comunicazione detto condotto di ingresso (33) con detta camera di azionamento (23).
2. 2. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il gruppo di detta valvola (34) comprende un manicotto (36) munito di un'apertura (56) atta ad essere chiusa da un otturatore (38) scorrevole in detto manicotto (36), detta apertura (56) essendo disposta in corrispondenza di un condotto di alimentazione (30) del combustibile, detto condotto di alimentazione (30) essendo predisposto in detto corpo (8) tra detto foro (32) e detta camera di compressione (22).
3. 3. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto otturatore (38) è del tipo a tazza ed è tenuto in posizione di chiusura da una molla di compressione (42), un elemento di supporto (43) solidale con detto manicotto (36) essendo atto a supportare detta molla (42).
4. 4. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto otturatore (38) è munito di una parete piana (40) avente un foro calibrato (41), detto elemento essendo costituito da una piastrina forata (43), la quale è fissata in detto manicotto (36).
5. 5. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto manicotto (36) presenta una prima porzione assiale (44) portante detta piastrina (43) ed una seconda porzione assiale (47) portante detta apertura (56)
6. 6. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detta seconda porzione (47) è munita di un'appendice (63) di fissaggio su detto corpo (8) mediante almeno una vite (64).
7. 7. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che detta prima porzione (44) presenta un diametro esterno minore di quello di detta seconda porzione (47), detto foro (32) avendo due porzioni assiali (49, 51) aventi diametri corrispondenti a quelli delle porzioni assiali (44, 47) di detto manicotto (36).
8. 8 . Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la tenuta di detto manicotto (36) in detto foro (32) è ottenuta mediante due guarnizioni (61, 62) alloggiate in due sedi anulari (58, 59) disposte da parti opposte rispetto a detta apertura (56).
9. 9. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che dette due sedi (58, 59) sono disposte rispettivamente su dette dette porzioni assiali (44, 47) di detto manicotto (36).
10. 10. Pompa ad alta pressione secondo una delle rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzata dal fatto che detto condotto di alimentazione (30) è rettilineo ed inclinato rispetto all'asse di detto foro (32), detto condotto di alimentazione (30) essendo ottenuto mediante un utensile a forare agente attraverso detta porzione (51) di detto foro (32) avente diametro maggiore.
11. 11. Pompa ad alta pressione secondo una delle rivendicazioni da 7 a 10, caratterizzata dal fatto che detto corpo (8) è munito di un condotto ausiliario (52) atto a mettere in comunicazione detto foro (32) direttamente con detta camera di azionamento (23), detto manicotto (36) essendo munito di un'altra apertura (57) atta ad essere disposta in corrispondenza di detto condotto ausiliario (52) in detto foro (32).
12. 12. Pompa ad alta pressione secondo le rivendicazioni 8 e 11, caratterizzata dal fatto che dette sedi anulari (58, 59) sono disposte da parti opposte anche rispetto a detta altra apertura (57).
13. 13. Pompa ad alta pressione secondo la rivendicazione 11 o 12, caratterizzata dal fatto che detto condotto ausiliario (52) comprende una porzione (66) inclinata rispetto all'asse di detto foro (32), detta porzione (66) del condotto ausiliario (52) essendo ottenuta mediante un utensile a forare agente attraverso detta porzione (51) di detto foro (32) avente diametro maggiore.
14. 14. Pompa ad alta pressione munita di valvola di intercettazione amovibile per l'alimentazione di combustibile per un motore a combustione interna, sostanzialmente come descritta con riferimento agli annessi disegni.