ITMI20130500A1

ITMI20130500A1 - PUMPING GROUP FOR FUEL SUPPLEMENTATION, PREFERABLY GASOIL, TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: ITMI20130500A1
Application number: IT000500A
Authority: IT
Inventors: Nicola Loiudice
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-03

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

â€œGRUPPO DI POMPAGGIO PER ALIMENTARE COMBUSTIBILE, PREFERIBILMENTE GASOLIO, AD UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNAâ€ â € œPUMPING GROUP TO FEED FUEL, PREFERABLY DIESEL OIL, TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINEâ €

La presente invenzione Ã ̈ relativa ad un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna. The present invention relates to a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine.

In particolare, la presente invenzione Ã ̈ relativa ad un gruppo di pompaggio del tipo comprendente un corpo pompa realizzato, normalmente, in acciaio; almeno un cilindro ricavato nel corpo pompa; un pistone impegnato in maniera scorrevole nel cilindro; ed un dispositivo di azionamento per spostare il pistone con una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro e con una corsa di compressione del combustibile contenuto nel cilindro stesso. In particular, the present invention relates to a pumping unit of the type comprising a pump body normally made of steel; at least one cylinder formed in the pump body; a piston slidably engaged in the cylinder; and an actuation device for moving the piston with a stroke of intake of the fuel in the cylinder and with a stroke of compression of the fuel contained in the cylinder itself.

Il gruppo di pompaggio comprende, inoltre, un condotto di aspirazione del combustibile allâ€™interno del cilindro, una valvola di aspirazione montata lungo il condotto di aspirazione per controllare selettivamente lâ€™alimentazione del combustibile nel cilindro, un condotto di mandata del combustibile al motore a combustione interna, ed una valvola di mandata montata lungo il condotto di mandata per controllare selettivamente lâ€™alimentazione del combustibile al motore a combustione interna. The pumping unit also includes a fuel intake duct inside the cylinder, an intake valve mounted along the intake duct to selectively control the fuel supply in the cylinder, a fuel delivery duct to the internal combustion engine, and a delivery valve mounted along the delivery duct to selectively control the fuel supply to the internal combustion engine.

Durante la corsa di compressione del combustibile contenuto nel cilindro, il cilindro ed il condotto di mandata vengono sollecitati da pressioni relativamente elevate a partire dalle loro superfici interne e per uno spessore di materiale relativamente ridotto. During the compression stroke of the fuel contained in the cylinder, the cylinder and the delivery duct are stressed by relatively high pressures starting from their internal surfaces and for a relatively small thickness of material.

I gruppi di pompaggio noti del tipo sopra descritto presentano alcuni inconvenienti principalmente discendenti dal fatto che lâ€™assorbimento delle elevate pressioni agenti sulle superfici interne del cilindro e del condotto di mandata durante la corsa di compressione del combustibile comporta la realizzazione di corpi pompa caratterizzati da quantitÃ di acciaio relativamente elevate e, quindi, relativamente costosi o lâ€™utilizzo di tecniche, per esempio di pretensionamento, che consentano agli strati di materiale piÃ¹ interni di cooperare con gli strati di materiale piÃ¹ superficiali. Known pumping units of the type described above have some drawbacks mainly deriving from the fact that the absorption of the high pressures acting on the internal surfaces of the cylinder and of the delivery duct during the fuel compression stroke involves the construction of pump bodies characterized by relatively high quantities of steel and, therefore, relatively expensive or the use of techniques, for example pre-tensioning, which allow the innermost layers of material to cooperate with the more superficial layers of material.

Scopo della presente invenzione Ã ̈ di realizzare un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica attuazione. The object of the present invention is to provide a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine which is free from the drawbacks described above and which is simple and economical to implement.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna come rivendicato nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a pumping unit is provided for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine as claimed in the attached claims.

La presente invenzione verrÃ ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

la figura 1 Ã ̈ una vista schematica in sezione, con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione del gruppo di pompaggio della presente invenzione; Figure 1 is a schematic sectional view, with parts removed for clarity, of a preferred embodiment of the pumping unit of the present invention;

la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica schematica di un primo particolare del gruppo di pompaggio della figura 1; la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica schematica di un secondo particolare del gruppo di pompaggio della figura 1; e Figure 2 is a schematic perspective view of a first detail of the pumping unit of Figure 1; Figure 3 is a schematic perspective view of a second detail of the pumping unit of Figure 1; And

la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica schematica di un terzo particolare del gruppo di pompaggio della figura 1. Figure 4 is a schematic perspective view of a third detail of the pumping unit of Figure 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 Ã ̈ indicato, nel suo complesso, un gruppo di pompaggio per alimentare combustibile, preferibilmente gasolio, ad un motore a combustione interna (non illustrato). With reference to Figure 1, 1 indicates, as a whole, a pumping unit for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine (not shown).

Il gruppo di pompaggio 1 comprende un corpo pompa 2; una pompa 3 a pistoni atta ad alimentare il combustibile al citato motore a combustione interna (non illustrato); ed una pompa di pre-alimentazione nota e non illustrata atta ad alimentare il combustibile alla pompa 3 stessa. The pumping unit 1 comprises a pump body 2; a piston pump 3 adapted to supply fuel to the aforementioned internal combustion engine (not shown); and a known and not illustrated pre-feeding pump adapted to feed fuel to the pump 3 itself.

Il corpo pompa 2 comprende una carcassa 4 di supporto, la quale Ã ̈ realizzata in un materiale metallico (per esempio acciaio), presenta un foro 5 centrale avente un asse 6 longitudinale, e presenta, inoltre, almeno un foro 7 laterale (normalmente una pluralitÃ di fori 7 uniformemente distribuiti attorno allâ€™asse 6), che ha un asse 8 longitudinale trasversale allâ€™asse 6, e si estende radialmente verso lâ€™esterno della carcassa 4 a partire dal foro 5 stesso. The pump body 2 comprises a support casing 4, which is made of a metallic material (for example steel), has a central hole 5 having a longitudinal axis 6, and also has at least one lateral hole 7 (normally a plurality of holes 7 uniformly distributed around the axis 6), which has a longitudinal axis 8 transversal to the axis 6, and extends radially towards the outside of the casing 4 starting from the hole 5 itself.

Ciascun foro 7 Ã ̈ chiuso da una testata 9, la quale Ã ̈ realizzata in un materiale metallico (per esempio acciaio), Ã ̈ disposta a contatto della carcassa 4, e presenta un codolo 10 sporgente allâ€™interno del foro 7 coassialmente allâ€™asse 8. Each hole 7 is closed by a head 9, which is made of a metallic material (for example steel), is arranged in contact with the casing 4, and has a shank 10 protruding inside the hole 7 coaxially inside € ™ axis 8.

La testata 9 presenta un foro 11 centrale, il quale Ã ̈ ricavato attraverso la testata 9 coassialmente allâ€™asse 8, e comprende una porzione 12 allargata ed una porzione 13 ristretta, che Ã ̈ affacciata al foro 5, e definisce un cilindro 14 della pompa 3. The head 9 has a central hole 11, which is obtained through the head 9 coaxially to the axis 8, and includes an enlarged portion 12 and a narrow portion 13, which faces the hole 5, and defines a cylinder 14 pump 3.

Il cilindro 14 Ã ̈ impegnato in maniera scorrevole da un pistone 15, il quale Ã ̈ montato coassialmente allâ€™asse 8, e comprende una porzione 16 allargata estendentesi allâ€™esterno del cilindro 14 ed una porzione 17 ristretta, che si estende allâ€™interno del cilindro 14, ed Ã ̈ collegata alla porzione 16 in corrispondenza di uno spallamento 18 anulare sostanzialmente perpendicolare allâ€™asse 8 stesso. The cylinder 14 is slidably engaged by a piston 15, which is mounted coaxially to the axis 8, and comprises an enlarged portion 16 extending outside the cylinder 14 and a narrow portion 17 extending to the Inside the cylinder 14, and is connected to the portion 16 in correspondence with an annular shoulder 18 substantially perpendicular to the axis 8 itself.

La porzione 12 allargata del foro 11 definisce un condotto di aspirazione del combustibile allâ€™interno del cilindro 14, ed alloggia al proprio interno una valvola 19 di aspirazione di tipo noto atta a controllare selettivamente lâ€™alimentazione del combustibile nel cilindro 14 stesso. The enlarged portion 12 of the hole 11 defines a fuel intake duct inside the cylinder 14, and houses inside it a known type intake valve 19 able to selectively control the fuel supply in the cylinder 14 itself.

La valvola 19 comprende un corpo valvola 20 di forma cilindrica, il quale si estende attorno allâ€™asse 8, ed Ã ̈ bloccato assialmente contro la testata 9 da un coperchio 21 di chiusura avvitato nella porzione 12, ed un otturatore 22 montato attraverso il corpo valvola 20 per spostarsi tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura della porzione 12 e, quindi, del citato condotto di aspirazione. The valve 19 comprises a cylindrical valve body 20, which extends around the axis 8, and is axially blocked against the head 9 by a closing cap 21 screwed into the portion 12, and a shutter 22 mounted through the valve body 20 to move between an open position and a closed position of the portion 12 and, therefore, of the aforementioned intake duct.

La testata 9 presenta, inoltre, un condotto 23 di mandata, il quale comunica con il cilindro 14, presenta un asse 24 longitudinale trasversale allâ€™asse 8, e comprende una porzione 25 ristretta affacciata al cilindro 14 ed una porzione 26 allargata atta ad alloggiare al proprio interno una valvola 27 di mandata di tipo noto. The head 9 also has a delivery duct 23, which communicates with the cylinder 14, has a longitudinal axis 24 transversal to the axis 8, and comprises a restricted portion 25 facing the cylinder 14 and an enlarged portion 26 suitable for housing inside a delivery valve 27 of a known type.

Secondo quanto illustrato nelle figure 1, 3, e 4, la testata 9 Ã ̈ definita da due piastre 28, 29 separate una dallâ€™altra in corrispondenza di un piano P di simmetria del condotto 23 perpendicolare allâ€™asse 8. As illustrated in figures 1, 3 and 4, the head 9 is defined by two plates 28, 29 separated from each other in correspondence with a plane P of symmetry of the duct 23 perpendicular to the axis 8.

Nella piastra 28 (figura 3), che Ã ̈ montata a contatto della carcassa 4, sono ricavate parte del cilindro 14 ed una prima porzione semicilindrica del condotto 23, mentre nella piastra 29 (figura 2), che Ã ̈ montata a contatto della piastra 28, sono ricavate parte del cilindro 14, la porzione 12 allargata del foro 11, ed una seconda porzione semicilindrica del condotto 23. In the plate 28 (figure 3), which is mounted in contact with the casing 4, part of the cylinder 14 and a first semi-cylindrical portion of the duct 23 are formed, while in the plate 29 (figure 2), which is mounted in contact with the plate 28, part of the cylinder 14, the enlarged portion 12 of the hole 11, and a second semi-cylindrical portion of the duct 23 are formed.

Il pistone 15 viene spostato da un dispositivo 30 di azionamento lungo il cilindro 14 con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del combustibile nel cilindro 14 ed una corsa di compressione del combustibile contenuto allâ€™interno del cilindro 14 stesso. The piston 15 is moved by an actuation device 30 along the cylinder 14 with a reciprocating rectilinear motion comprising an intake stroke for the fuel in the cylinder 14 and a compression stroke for the fuel contained inside the cylinder 14 itself.

Il dispositivo 30 comprende un manicotto 31 tubolare, il quale Ã ̈ impegnato in maniera scorrevole allâ€™interno del foro 7 coassialmente allâ€™asse 8, si estende attorno al cilindro 14, e presenta una flangia 32 anulare interna, che sporge radialmente da una superficie interna del manicotto 31, e divide il manicotto 31 stesso in due porzioni 33, 34 cilindriche, di cui la porzione 33 Ã ̈ affacciata al foro 5. The device 30 comprises a tubular sleeve 31, which is slidingly engaged inside the hole 7 coaxially to the axis 8, extends around the cylinder 14, and has an internal annular flange 32, which protrudes radially from an internal surface of the sleeve 31, and divides the sleeve 31 itself into two cylindrical portions 33, 34, of which the portion 33 faces the hole 5.

Il dispositivo 30 presenta, inoltre, una punteria 35 comprendente un blocco 36 di accoppiamento di forma sostanzialmente cilindrica, il quale Ã ̈ bloccato per interferenza allâ€™interno della porzione 33, ed Ã ̈ disposto a contatto della flangia 32, ed un rullo 37 di punteria, che sporge dal blocco 36 verso il foro 5, ed Ã ̈ accoppiato in maniera girevole al blocco 36 per ruotare, rispetto al blocco 36 stesso, attorno ad un proprio asse 38 longitudinale sostanzialmente perpendicolare allâ€™asse 8. The device 30 also has a tappet 35 comprising a substantially cylindrical coupling block 36, which is blocked by interference inside the portion 33, and is arranged in contact with the flange 32, and a roller 37 of tappet, which protrudes from the block 36 towards the hole 5, and is rotatably coupled to the block 36 to rotate, with respect to the block 36 itself, around its own longitudinal axis 38 substantially perpendicular to the axis 8.

La flangia 32 supporta un elemento 39 anulare, il quale si estende attorno alla porzione 17 ristretta del pistone 15, Ã ̈ inserito allâ€™interno della porzione 34 del manicotto 31 coassialmente allâ€™asse 8, e presenta un bordo perimetrale esterno affacciato assialmente alla flangia 32 ed un bordo perimetrale interno affacciato assialmente allo spallamento 18. The flange 32 supports an annular element 39, which extends around the restricted portion 17 of the piston 15, is inserted inside the portion 34 of the sleeve 31 coaxially to the axis 8, and has an external perimeter edge facing axially to the flange 32 and an internal perimeter edge facing axially to the shoulder 18.

Il dispositivo 30 comprende, inoltre, una molla 40 a compressione, la quale Ã ̈ montata tra il codolo 10 ed il manicotto 31 coassialmente allâ€™asse 8, ed Ã ̈ interposta tra la testata 9 e lâ€™elemento 39 per spostare, e normalmente mantenere, lâ€™elemento 39 a contatto della flangia 32 ed il rullo 37 a contatto di una camma 41 ricavata su una superficie esterna di una porzione intermedia di un albero 42 di trasmissione montato attraverso il foro 5 per ruotare, rispetto alla carcassa 4, attorno allâ€™asse 6. The device 30 also comprises a compression spring 40, which is mounted between the shank 10 and the sleeve 31 coaxially to the axis 8, and is interposed between the head 9 and the element 39 to move, and normally keeping the element 39 in contact with the flange 32 and the roller 37 in contact with a cam 41 obtained on an external surface of an intermediate portion of a transmission shaft 42 mounted through the hole 5 to rotate, with respect to the casing 4, around axis 6.

Con riferimento alle figure 1 e 4, il cilindro 14 ed il condotto 23 di mandata, vale a dire le zone della testata 9 soggette alle elevate pressioni generate dalla corsa di compressione del combustibile contenuto allâ€™interno del cilindro 14, sono rivestiti con una camicia interna definita da un corpo 43 tubolare realizzato in un materiale composito, nella fattispecie un materiale composito rinforzato con fibre di carbonio e/o con fibre aramidiche (per esempio Kevlar) disperse in una matrice. With reference to Figures 1 and 4, the cylinder 14 and the delivery duct 23, that is to say the areas of the head 9 subjected to the high pressures generated by the compression stroke of the fuel contained inside the cylinder 14, are coated with a internal jacket defined by a tubular body 43 made of a composite material, in this case a composite material reinforced with carbon fibers and / or with aramid fibers (for example Kevlar) dispersed in a matrix.

Il corpo 43 presenta una forma ad L, e comprende una prima camicia 44 interna di rivestimento, la quale Ã ̈ inserita allâ€™interno del cilindro 14 coassialmente allâ€™asse 8, ed Ã ̈ impegnata in maniera scorrevole dal pistone 15; una seconda camicia 45 interna di rivestimento, che Ã ̈ inserita allâ€™interno delle porzioni 25, 26 del condotto 23 coassialmente allâ€™asse 24, ed alloggia al proprio interno la valvola 27 di mandata; ed una flangia 46 anulare di estremitÃ , la quale Ã ̈ realizzata allâ€™estremitÃ della camicia 44, si estende allâ€™interno della porzione 12 allargata del foro 11 coassialmente allâ€™asse 8, ed Ã ̈ inserita tra il corpo valvola 20 e la piastra 29. The body 43 has an L-shape, and comprises a first internal lining liner 44, which is inserted inside the cylinder 14 coaxially to the axis 8, and is engaged in a sliding manner by the piston 15; a second internal lining jacket 45, which is inserted inside the portions 25, 26 of the duct 23 coaxially to the axis 24, and houses the delivery valve 27 inside; and an end annular flange 46, which is made at the end of the liner 44, extends inside the enlarged portion 12 of the hole 11 coaxially to the axis 8, and is inserted between the valve body 20 and plate 29.

Il materiale composito del corpo 43 tubolare consente di assorbire in maniera relativamente semplice ed economica le elevate pressioni agenti sulle superfici del cilindro 14 e del condotto 23 di mandata durante la corsa di compressione del combustibile contenuto allâ€™interno del cilindro 14 stesso. The composite material of the tubular body 43 allows the high pressures acting on the surfaces of the cylinder 14 and of the delivery duct 23 to be absorbed in a relatively simple and economical manner during the compression stroke of the fuel contained inside the cylinder 14 itself.

Secondo una variante non illustrata, la camicia 44, la camicia 45, e la flangia 46 vengono realizzate in un sol pezzo con la testata 9, per esempio tramite laminazione successiva del materiale composito sulle piastre 28, 29. According to a variant not shown, the jacket 44, the jacket 45, and the flange 46 are made in one piece with the head 9, for example by subsequent lamination of the composite material on the plates 28, 29.

Secondo una ulteriore variante non illustrata, la flangia 46 Ã ̈ un componente in materiale composito separato dallâ€™assieme definito dalle camicie 44 e 45. According to a further variant not shown, the flange 46 is a component in composite material separated from the assembly defined by the liners 44 and 45.

Claims

CLAIMS 1.- Pumping unit for feeding fuel, preferably diesel oil, to an internal combustion engine, the pumping unit comprising a pump body (2); at least one cylinder (14) obtained in the pump body (2) and having a first longitudinal axis (8); a piston (15) slidably engaged in the cylinder (14); and actuator means (30) for moving the piston (15) with an intake stroke of the fuel in the cylinder (14) and with a compression stroke of the fuel contained in the cylinder (14) itself; and being characterized by the fact that it also comprises a first inner lining liner (44), which extends inside the cylinder (14) coaxially to the first longitudinal axis (8), and is engaged in a sliding manner by the piston (15). 2.- Pumping unit according to Claim 1, wherein the first inner lining jacket (44) is made of a composite material. 3.- Pumping unit according to Claim 1 or 2 and further comprising a suction pipe (12) for the fuel in the cylinder (14) and an intake valve (19) mounted along the suction pipe (12) to control selectively feeding the fuel into the cylinder (14) itself; the intake valve (19) comprising a valve body (20) and a shutter (22) mounted through the valve body (20) to move between an open position and a closed position of the intake duct (12). 4.- Pumping unit according to Claim 3 and further comprising a sealing ring (46) interposed between the pump body (2) and the valve body (20) and made of a composite material. 5.- Pumping unit according to Claim 4, in which the sealing ring (46) is mounted coaxially to the first longitudinal axis (8) and is made in one piece with the first inner lining jacket (44 ). 6.- Pumping unit according to Claim 4, in which the sealing ring (46) is mounted coaxially to the first longitudinal axis (8) and is separated from the first inner lining jacket (44). 7.- Pumping unit according to any one of the preceding claims and further comprising a delivery duct (23) of the fuel to the internal combustion engine having a second longitudinal axis (24), and a delivery valve (27) mounted along the delivery duct (23) to selectively control the fuel supply to the internal combustion engine. 8.- Pumping unit according to Claim 7 and further comprising a second inner lining jacket (45) extending inside the delivery duct (23) coaxially to the second longitudinal axis (24). 9.- Pumping unit according to Claim 8, wherein the second inner lining jacket (45) is made of a composite material. 10.- Pumping unit according to Claim 1 or 4 or 8, wherein the first inner lining jacket (44) and / or the sealing ring (46) and / or the second inner lining jacket (45) they are made in pieces separated from the pump body (2) and inserted inside the pump body (2) itself. 11.- Pumping unit according to claim 1 or 4 or 8, wherein the first inner lining jacket (44) and / or the sealing ring (46) and / or the second inner lining jacket (45) they are made in one piece with the pump body (2). 12.- Pumping unit according to claims 1, 4, and 8 and furthermore comprising a tubular body (43) inserted inside the pump body (2) and defining the first internal lining jacket (44), the second inner lining jacket (45), and the sealing ring (46). 13.- Pumping unit according to Claim 12, wherein the pump body (2) comprises a support casing (4) and a head (9), which is mounted on the support casing (4), and has the cylinder (14) and the delivery duct (23); the tubular body (43) being mounted inside the head (9). 14.- Pumping unit according to claim 13, wherein the head (9) comprises a first plate (28) having a first substantially semi-cylindrical portion of the delivery duct (23) and a second plate (29) having a second substantially semi-cylindrical of the delivery duct (23) itself; the said first and second plates (28, 29) being blocked against each other with the interposition of the said tubular body (43). 15.- Pumping unit according to claim 13 or 14, in which the head (9) is made of a material different from the material of the tubular body (43).