MX2012013669A - Bomba de lubricante de desplazamiento variable. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar lubricante presurizado para un motor de combustión interna. La bomba (10) mecánica comprende un rotor (20) de bomba con álabes (22) radialmente deslizables que giran en un anillo (14) de control desplazable, con lo que el anillo (14) de control envuelve varias cámaras (24) de bomba. Las cámaras (24) de bomba giran a través de una zona (32, 34) de carga y de descarga dentro del anillo (14) de control. Además, la bomba (10) comprende un elemento (42) pretensor que está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo alto. Una primera cámara (28) de control está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo bajo, y una segunda cámara (30) de control está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo alto si el lubricante está presurizado. La bomba (10) también comprende una salida (48) de bomba que está conectada a la primera cámara (28) de control. Ambas cámaras de control, es decir, la primera y la segunda cámaras (28, 30) de control, están conectadas entre sí a través de una válvula (52) reguladora. Ambas cámaras (28, 30) de control pueden tener una extensión circunferencial diferente alrededor del anillo (14) de control, de manera que las superficies eficaces de las dos cámaras (28, 30) de control y los brazos de palanca respectivos son diferentes. Ambas cámaras (28, 30) de control actúan una contra la otra, es decir, actúan en direcciones de volumen de bombeo diferentes. El anillo (14) de control de la bomba (10) está provisto de una válvula (54) de alivio de presión que conecta la zona (34) de descarga a la segunda cámara (30) de control.
Description
BOMBA DE LUBRICANTE DE DESPLAZAMIENTO VARIABLE
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a una bomba de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar lubricante presurizado para un motor de combustión interna.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La bomba mecánica comprende un rotor de bomba con álabes radialmente deslizables que giran en un anillo de control desplazable, con lo que el anillo de control envuelve varias cámaras de bomba. El desplazamiento del anillo de control no es necesariamente un movimiento lineal pero puede ser también un movimiento pivotante. Las cámaras de bomba giran a través de una zona de carga y de descarga dentro del anillo de control. Además, la bomba comprende un elemento pretensor que está empujando el anillo de control en una dirección de volumen de bombeo alto. Una primera cámara de control está empujando el anillo de control en una dirección de volumen de bombeo bajo y una segunda cámara de control está empujando el anillo de control en una dirección de volumen de bombeo alto si el lubricante está presurizado. La bomba también comprende una salida de bomba que está conectada a la primera cámara de control. Ambas cámaras de control, es decir, la primera y segunda cámaras de control, están conectadas entre si mediante una válvula reguladora. Ambas cámaras de control pueden tener una extensión circunferencial diferente alrededor del anillo de control, de modo que las superficies eficaces de las dos cámaras de control y los brazos de palanca respectivos son diferentes. Ambas cámaras de control actúan una contra la otra, es decir, actúan en direcciones de volumen de bombeo diferentes.
Dichas bombas son conocidas por el documento O 2006066405 Al. El desplazamiento del lubricante está controlado por la excentricidad del anillo de control. La excentricidad del anillo de control está controlada por las fuerzas de equilibrio entre la primera cámara de control, la segunda cámara de control y el elemento pretensor. Cuando el rotor de bomba está girando en el anillo de control, el rotor de bomba causa una compresión del lubricante en la zona de descarga. El lubricante está comprimido al máximo en la cámara de bomba de descarga que está ubicada al final de la zona de descarga, es decir, la cámara de bomba con un volumen mínimo en la zona de descarga. Esta compresión máxima del lubricante puede causar picos de presión local alta, especialmente a altas velocidades de rotación y si el anillo de control está situado en una posición de volumen de bombeo alto, con lo que las fuerzas de equilibrio entre la primera cámara de control, la segunda cámara de control y el elemento pretensor están temporalmente alteradas. Como consecuencia, el caudal de lubricante puede ser incorrecto temporalmente y no está adaptado a las necesidades del motor.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Es un objeto de la presente invención proporcionar una bomba de lubricante de desplazamiento variable con una calidad de control del flujo mejorada a una velocidad de rotación alta.
Este objeto se resuelve con una bomba de lubricante de desplazamiento variable con las características de la reivindicación 1.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS DE LA INVENCIÓN
La figura 1 muestra una vista en sección transversal de una bomba de lubricante de desplazamiento variable.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El anillo de control de la bomba de lubricante de desplazamiento variable mecánica está provisto de una válvula de alivio de presión que conecta directamente la zona de descarga a la segunda cámara de control.
La válvula de alivio de presión forma una segunda conexión de la zona de descarga dentro del anillo de control a la segunda cámara de control. La válvula de alivio de presión evita de forma eficaz picos de presión diferencial local en la zona de descarga. La válvula de alivio de presión permite solo una fuga calibrada de lubricante de la zona de descarga a la segunda cámara de control, por lo quei las presiones entre la segunda cámara de control y la zona de descarga siguen siendo diferentes pero sin picos de presión diferencial alta. Como consecuencia, las fuerzas de equilibrio entre la primera cámara de control, la segunda cámara de control y el elemento pretensor permanecen sin alterar, de modo que el control del caudal de lubricante sigue estando adaptado a las necesidades del motor.
Preferentemente, la válvula de alivio de presión es una ranura radial en el anillo de control. Una ranura radial en el anillo de control es sencilla de realizar y rentable. Además, la fuga de lubricante de la zona de descarga a la segunda cámara de control puede estar calibrada por el área de la sección transversal de la ranura radial. La fuga calibrada permite solo un flujo de alivio de lubricante mínimo. El flujo de alivio de lubricante mínimo evita picos de presión diferencial local alta pero mantiene diferente las presiones de funcionamiento entre la segunda cámara de control y la zona de descarga.
Preferentemente, la válvula de alivio de presión está dispuesta en un sector final de la zona de descarga. En este sector, una compresión máxima de lubricante aparece en la cámara de bomba, especialmente cuando el anillo de control está situado en una posición de volumen de bombeo alto. El sector final de la descarga es la región siguiente al punto vértice donde la acción de descarga se convierte en acción de carga. La válvula de alivio de presión, es decir, una ranura radial en el anillo de control, permite una fuga calibrada de modo que los picos de presión diferencial alta en este sector más susceptible pueden evitarse eficazmente.
De acuerdo con una realización preferida, el anillo de control desplazable está soportado giratoriamente por un perno de suspensión. El término "desplazable" no está restringido a un movimiento lineal del anillo de control. El anillo de control desplazable puede girar en un radio definido. El perno de suspensión está dispuesto entre las dos cámaras de control, es decir, la primera y la segunda cámaras de control.
En una realización preferida, la primera cámara de control está definida entre el perno de suspensión y un primer elemento de sellado y la segunda cámara de control está definida entre el perno de suspensión y un segundo elemento de sellado.
En una realización preferida, la válvula reguladora está situada de forma adyacente al perno de suspensión y rodea el perno de suspensión que está formando un sellado entre la primera y la segunda cámaras de control.
De acuerdo con una realización preferida, la salida de bomba está conectada directamente con la primera cámara de control. La conexión directa entre la primera cámara de control y la salida de bomba se puede realizar mediante una abertura que evita cualquier caída de presión incluso a caudales altos de lubricante a través de la abertura.
Preferentemente, el elemento pretensor es un muelle mecánico de metal.
Una realización preferida de la invención está descrita con referencia al dibujo, en el que en la Figura 1, se muestra una bomba 10 de lubricante de desplazamiento variable para un motor de combustión interna. La bomba 10 de lubricante está adaptada para suministrar un motor de combustión interna con un lubricante y, más particularmente, con una presión de descarga de lubricante que no debería depender proporcionalmente de la velocidad de bombeo giratorio .
La bomba 10 de lubricante de desplazamiento variable comprende una carcasa 12 de metal donde un anillo 14 de control desplazable está dispuesto axialmente entre dos paredes laterales (no mostradas) . El anillo 14 de control está provisto de un eje 16 de pivote en el que gira el anillo 14 de control, por lo que el anillo 14 de control se desplaza entre una posición de volumen de bombeo alto y bajo. El eje 16 de pivote se realiza mediante un perno 18 de suspensión.
La carcasa 12 de metal contiene un rotor 20 de bomba con varios álabes 22 radialmente deslizables, con lo que los álabes 22 deslizables están girando dentro del anillo 14 de control desplazable. El anillo 14 de control rodea varias cámaras 24 de bomba giratorias que están separadas por los álabes 22. Las cámaras 24 de bomba con un volumen de cámara creciente definen una zona 32 de carga y las cámaras 24 de bomba con un volumen de cámara decreciente definen una zona 34 de descarga.
El rotor 20 de bomba está provisto de una protuberancia (no mostrada) que sobresale axialmente hacia el exterior de una de las paredes laterales. La protuberancia del rotor 20 de bomba puede ser girada por un accionador de bomba que no se muestra. Ambos, el rotor 20 de bomba y el anillo 14 de control está apoyados en un anillo 21 de soporte que está montado en una de las paredes laterales (no mostradas). El anillo 21 de soporte está provisto de una abertura 26 de descarga a través de la que el lubricante se suministra desde las cámaras 24 de bomba hasta una salida 48 de bomba.
La posición del anillo 14 de control desplazable está determinada por tres elementos, es decir, un elemento 42 pretensor que es un muelle mecánico de metal precargado, una primera cámara 28 de control y una segunda cámara 30 de control .
Las dos cámaras 28, 30 de control que están formadas por la carcasa 12, las dos paredes laterales (no mostradas) y el anillo 14 de control tienen una extensión circunferencial diferente alrededor del anillo 14 de control, por lo que las superficies eficaces de las dos cámaras 28, 30 de control y los brazos de palanca respectivos son diferentes. Ambas cámaras 28, 30 de control están opuestas entre si con relación al eje 16 de pivote o el perno 18 de suspensión del anillo 14 de control, respectivamente. La extensión circunferencial de las dos cámaras 28, 30 de control está definida por dos elementos 36, 38 de sellado que se mantienen por ajuste de forma en las ranuras 40, 41 axiales respectivas del anillo 14 de control. Por lo tanto, las dos cámaras 28, 30 de control están separadas entre si por el perno 18 de suspensión y están selladas en sus extremos circunferenciales por los dos elementos 36, 38 de sellado.
La bomba 10 está provista de una entrada 46 de bomba y una salida 48 de bomba. La entrada 46 de bomba conduce a una precámara 50 de entrada que está separada por el anillo 14 de control de las cámaras 24 de bomba. La precámara 50 de entrada está circunferencialmente restringida por los dos elementos 36, 38 de sellado. La conexión entre la precámara 50 de entrada y las cámaras 24 de bomba puede realizarse, por ejemplo, por aberturas tipo rebaje radial (no mostradas) en el anillo 14 de control. La salida 48 de bomba de la bomba 10 está conectada directamente con la primera cámara 28 de control.
Adyacente al perno 18 de suspensión, se proporciona una válvula 52 reguladora. La válvula 52 reguladora conecta la primera cámara 28 de control con la segunda cámara 30 de control, de modo que el lubricante rodea el perno 18 de suspensión mediante la válvula 52 reguladora. La válvula 52 reguladora permite un flujo de lubricante regulado desde la primera cámara 28 de control hasta la segunda cámara 30 de control .
El anillo 14 de control está provisto de una válvula 54 de alivio de presión que conecta la zona 34 de descarga con la segunda cámara 30 de control y, más particularmente, conecta un sector 56 final de la zona 34 de descarga con la segunda cámara 30 de control. La válvula 54 de alivio de presión está definida por una ranura radial que está provista en un lado axial del anillo 14 de control. El sector 56 final de la zona 34 de descarga está definido por una o como máximo dos de las cámaras 24 de bomba que están situadas en el extremo de la zona 34 de descarga, es decir, las cámaras 24 de bomba con el volumen de bombeo mínimo.
La conexión entre el sector 56 final de la zona 34 de descarga y la segunda cámara 30 de control, realizada por la válvula 54 de alivio de presión, evita eficazmente picos de presión diferencial local alta en la zona 34 de descarga, de modo que el caudal de lubricante sigue estando adaptado a las necesidades del motor, especialmente a altas velocidades de rotación .
Claims (9)
1. Una bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar lubricante presurizado para un motor de combustión interna, con un rotor (20) de bomba con álabes (22) radialmente deslizables que giran en un anillo (14) de control desplazable, envolviendo el anillo (14) de control varias cámaras (24) de bomba que giran a través de una zona (32) de carga y una zona (34) de descarga, y un elemento (42) pretensor que empuja el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo alto, y una primera cámara (28) de control, con lo que la primera cámara (28) de control está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo bajo, y una segunda cámara (30) de control, con lo que la segunda cámara (30) de control está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo alto, y una salida (48) de bomba, con lo que la salida (48) de bomba está conectada a la primera cámara (28) de control, y una válvula (52) reguladora, con lo que la válvula (52) reguladora conecta la primera y la segunda cámaras (28, 30) de control, caracterizada porque el anillo (14) de control está provisto de una válvula (54) de alivio de presión que conecta la zona (34) de descarga a la segunda cámara (30) de control.
2. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de la reivindicación 1, en la que la válvula (54) de alivio de presión es una ranura radial en el anillo (14) de control.
3. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de la reivindicación 1 o 2, en la que la válvula (54) de alivio de presión está dispuesta en el sector (56) final de la zona (34) de descarga.
4. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que el anillo (14) de control desplazable está soportado giratoriamente mediante un perno (18) de suspensión.
5. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera cámara (28) de control está definida entre el perno (18) de suspensión y el primer elemento (36) de sellado.
6. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la segunda cámara (30) de control está definida entre el perno (18) de suspensión y un segundo elemento (38) de sellado.
7. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la válvula (52) reguladora está situada adyacente al perno (18) de suspensión y rodea el perno (18) de suspensión que separa la primera de la segunda cámaras (28, 30) de control.
8. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de una de las reivindicaciones anteriores, en la que la salida (48) de bomba está conectada directamente a la primera cámara (28) de control.
9. Bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable de la reivindicación 1, en la que el elemento (42) pretensor es un muelle. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una bomba (10) de lubricante de desplazamiento variable para proporcionar lubricante presurizado para un motor de combustión interna. La bomba (10) mecánica comprende un rotor (20) de bomba con álabes (22) radialmente deslizables que giran en un anillo (14) de control desplazable, con lo que el anillo (14) de control envuelve varias cámaras (24) de bomba. Las cámaras (24) de bomba giran a través de una zona (32, 34) de carga y de descarga dentro del anillo (14) de control. Además, la bomba (10) comprende un elemento (42) pretensor que está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo alto. Una primera cámara (28) de control está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo bajo, y una segunda cámara (30) de control está empujando el anillo (14) de control en una dirección de volumen de bombeo alto si el lubricante está presurizado. La bomba (10) también comprende una salida (48) de bomba que está conectada a la primera cámara (28) de control. Ambas cámaras de control, es decir, la primera y la segunda cámaras (28, 30) de control, están conectadas entre si a través de una válvula (52) reguladora. Ambas cámaras (28, 30) de control pueden tener una extensión circunferencial diferente alrededor del anillo (14) de control, de manera que las superficies eficaces de las dos cámaras (28, 30) de control y los brazos de palanca respectivos son diferentes. Ambas cámaras (28, 30) de control actúan una contra la otra, es decir, actúan en direcciones de volumen de bombeo diferentes. El anillo (14) de control de la bomba (10) está provisto de una válvula (54) de alivio de presión que conecta la zona (34) de descarga a la segunda cámara (30) de control. 1/1
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