BRPI0709186A2 - bomba de palheta deslizante de deslocamento variável - Google Patents

Abstract

BOMBA DE PALHETA DESLIZANTE DE DESLOCAMENTO VARIáVEL. Uma bomba de palheta deslizante de deslocamento variável compreendendo um corpo de bomba, orifícios de entrada e de saída formados no corpo de bomba, um eixo de acionamento montado giratoriamente no corpo de bomba, um rotor acionado pelo eixo de acionamento e coaxialmente alinhado com ele, uma pluralidade de palhetas radialmente estendidas dispostas de forma deslizante no rotor, um pivó disposto no corpo de bomba, uma corrediça disposta de forma pivotante no pivó no corpo de bomba e tendo um eixo central excêntrico em relação ao eixo do rotor, uma pluralidade de câmaras de fluido definidas pelo rotor, pelas palhetas, e pela corrediça, as quais são conectadas sucessivamente aos orifícios de entrada e de saída, uma mola atuando sobre a corrediça para induzir a corrediça em uma direção, uma primeira câmara e uma segunda câmara, cada uma delas sendo adequada para receber uma pressão hidráulica, e cada uma delas sendo disposta entre o corpo da bomba e uma superfície externa da corrediça; a primeira câmara em comunicação hidráulica com uma pressão de descarga de saída da bomba, e uma válvula operável para seletivamente pressurizar, e despressurizar, a segunda câmara.

Description

"ΒΟΜΒΑ DE PALHETA DESLIZANTE DE DESLOCAMENTO VARIÁVEL"

Campo da Invenção

A invenção se refere a uma bomba de palheta deslizante de deslocamento variáveltendo uma corrediça cuja posição é controlada por uma pressão diferencial entre uma fontede pressão constante e uma fonte de pressão variável, a pressão diferencial equilibrandouma força de mola aplicada à corrediça para estabelecer taxa e pressão de fluxo, desejadas.

Antecedentes da Invenção

Um sistema de lubrificação para um motor pressuriza e distribui o fluido de Iubrifica-ção para os circuitos de lubrificação do motor. O mesmo emprega um rotor e uma corrediçacom múltiplas palhetas e cavidades que podem variar o volume de fluido fornecido aos cir-cuitos de óleo.

A corrediça é deslocada excentricamente do rotor para criar câmaras de fluido defi-nidas pelas palhetas, rotor, e superfície interna da corrediça. Uma mola de compressão po-siciona a corrediça para criar grandes câmaras de fluido como o padrão. Quando o motorrequer menos volume de fluido ou menos pressão do óleo pela bomba, um regulador depressão direciona o fluido a partir da linha de saída da bomba para uma câmara reguladorana bomba. A pressão na câmara reguladora gira a palheta contra a força da mola para ali-nhar mais estreitamente os centros do rotor e corrediça, desse modo reduzindo o tamanhodas câmaras de fluido. Isso reduz a quantidade de fluido puxado para dentro da bomba apartir do reservatório de fluido e similarmente, a quantidade de fluido emitida pela bomba edesse modo reduz também a pressão do óleo.

Existem duas formas de controlar a saída da bomba. A primeira forma é a de dire-cionar a pressão da linha para a câmara reguladora por intermédio do regulador de pressãopara diminuir a saída da bomba. A segunda forma é a de remover a pressão a partir da câ-mara reguladora por intermédio do regulador de pressão pelo fluido de exaustão para au-mentar a saída da bomba.

Representante da técnica é a patente dos Estados Unidos 4342545 (1982) de S-chuster que revela uma bomba do tipo palheta de deslocamento variável tendo um elementode anel montado de forma pivotante controlável para variar a excentricidade entre o rotor e oanel desse modo controlando o deslocamento da bomba. O anel é posicionado no pivô detal modo que o seu centro está sempre localizado em um quadrante em relação aos eixosatravés do ponto pivô e o centro do rotor da bomba para manter continuamente a força lí-quida da reação do anel, devido à pressão interna, direcionada para um lado da conexãopivô em oposição à pressão de controle de deslocamento, que é forçada sobre uma porçãoda superfície externa do anel, pelo que a estabilidade de controle por toda a faixa de deslo-camento é aperfeiçoada.O que é necessário é uma bomba de palheta deslizante de deslocamento variáveltendo uma corrediça cuja posição é controlada por uma pressão diferencial entre uma fontede pressão constante e uma fonte de pressão variável, a pressão diferencial equilibrandouma força de mola aplicada à corrediça para estabelecer taxa e pressão de fluxo, deseja-das. A presente invenção satisfaz essa necessidade.

Sumário da Invenção

O principal aspecto da invenção é o de prover uma bomba de palheta deslizante dedeslocamento variável tendo uma corrediça cuja posição é controlada por uma pressão dife-rencial entre uma fonte de pressão constante e uma fonte de pressão variável, a pressãodiferencial equilibrando uma força de mola aplicada à corrediça para estabelecer uma taxa epressão de fluxo, desejadas.

Outros aspectos da invenção serão assinalados ou tornados óbvios pela descriçãoa seguir da invenção e pelos desenhos anexos.

A invenção compreende uma bomba de palheta deslizante de deslocamento variá-vel compreendendo um corpo de bomba, orifícios de entrada e saída formados no corpo debomba, um eixo de acionamento montado giratoriamente no corpo de bomba, um rotor acio-nado pelo eixo de acionamento e alinhado coaxialmente com ele, várias palhetas radialmen-te estendidas dispostas de forma deslizante no rotor, um pivô disposto no corpo de bomba,uma corrediça disposta de forma pivotante no pivô no corpo de bomba e tendo um eixo cen-tral excêntrico em relação ao eixo do rotor, várias câmaras de fluido definidas pelo rotor, aspalhetas, e a corrediça que são conectadas sucessivamente aos orifícios de entrada e saí-da, uma mola atuando sobre a corrediça para induzir a corrediça em uma direção, uma pri-meira câmara e uma segunda câmara, cada uma delas adequada para receber uma pres-são hidráulica e cada uma delas disposta entre o corpo de bomba e uma superfície externada corrediça, a primeira comunicação estando em comunicação hidráulica com uma pressãode descarga da saída da bomba, e uma válvula operável para seletivamente pressurizar edespressurizar a segunda câmara.

Descrição Resumida dos Desenhos

Os desenhos anexos, os quais são incorporados e formam uma parte do relatóriodescritivo, ilustram modalidades preferidas da presente invenção, e em conjunto com umadescrição, servem para explicar os princípios da invenção.

A Figura 1 é uma vista frontal da bomba com a cobertura externa removida.

A Figura 2 é uma vista explodida da bomba.

A Figura 3 é uma vista frontal do corpo da bomba sem a cobertura externa, corredi-ça, rotor e palhetas.

A Figura 4 é uma vista superior/plana do rotor de bomba.

A Figura 5 é uma vista plana da corrediça de bomba.A Figura 6 é um diagrama esquemático do circuito de fluido da bomba.

A Figura 7 é um gráfico ilustrando o desempenho da bomba incluindo a taxa de flu-xo da bomba e pressão.

A Figura 8 é uma vista lateral de uma válvula elétrica.

A Figura 9 é um gráfico ilustrando o desempenho da bomba incluindo a taxa de flu-xo da bomba e a pressão.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida

A Figura 1 é uma vista frontal da bomba com a cobertura externa removida. A bom-ba inventiva 100 compreende o corpo 10. O corpo 10 define uma cavidade 11 dentro da qualestá disposta a corrediça 12, e o rotor 13. Várias palhetas deslizantes 14 são dispostas radi-almente em torno do rotor 13. Cada palheta 14 se estende radialmente a partir de uma fen-da 15 no rotor 13. Cada palheta 14 é móvel dentro de cada fenda 15.

O eixo de bomba 16 é montado giratoriamente no corpo 10. Uma extremidade es-triada 160 do eixo de bomba 16 engata o rotor 13. Quando o rotor 13 gira as palhetas 14são impelidas no sentido para fora por um par de anéis de controle de palheta 17 e pela for-ça centrípeta para um engate de deslizamento com a superfície interna 120, da corrediça 12.

A corrediça 12 é engatada de forma pivotante com o corpo em um elemento pivô18. A corrediça 12 gira no elemento pivô 18 dentro da cavidade 11 desse modo descreven-do um arco que define a faixa de operação de movimento da corrediça 12.

A posição de cada palheta 14 é uma função da posição da corrediça 12 com rela-ção ao anel 17. O anel 17 ocupa um espaço determinado pelas extremidades das palhetas14. O anel 17 é substancialmente concêntrico com a superfície interna 120.

A posição do anel 17 com relação ao rotor 13 determina a posição radial de cadapalheta 14 em cada fenda 15, o que por sua vez, determina uma posição determinada dacorrediça 12 em comparação com a posição do eixo de rotação do rotor 13. Essa relaçãodetermina o volume de cada uma das câmaras 21 entre o orifício de entrada 19 e o orifíciode saída 20 para uma determinada velocidade do motor e, portanto, uma determinada posi-ção da corrediça 12.

O corpo 12 define um par de orifícios no formato de rins 19, 20 que compreende umorifício de entrada e um orifício de saída, respectivamente, para a bomba 100. Várias câma-ras 21 são formadas pelas palhetas 14, rotor 13 e superfície interna 120. As câmaras 21giram com o rotor 13 e se expandem e contraem durante a rotação, como é bem sabido nasbombas do tipo palheta.

O orifício de entrada 19 aceita o fluido a partir de uma fonte ou reservatório tal co-mo um sistema de óleo do motor, não mostrado, e passa o fluido para as câmaras 21 emturnos à medida que o rotor 13 gira. As palhetas 14 deslocam os fluidos nas câmaras 21 apartir do orifício de entrada 19 para o orifício de saída 20. Como pode ser visto na Figura 1,se o rotor da bomba 13 estiver girando em uma direção no sentido anti-horário, as câmaras21 estão se expandindo continuamente desse modo criando uma região de baixa pressão aqual causa um influxo de fluido na área do orifício de entrada 19 e estão se contraindo des-se modo aumentando a pressão do fluido que causa um fluxo de saída do fluido na área doorifício de saída 20.

A posição da corrediça 12 é estabelecida pelo efeito combinado da pressão de con-trole em cada uma de duas câmaras, isto é, a câmara 22 e câmara 23 atuando em equilíbriocom a força de mola a partir da mola 31. A câmara 22 se estende em torno de uma porçãoda circunferência externa da corrediça 12, a partir do elemento de vedação 24, disposto emuma ranhura 26 para o membro de vedação 25 disposto em uma ranhura 27, cada um delesformado na corrediça 12. Cada um dos elementos de vedação, 24 e 25, é induzido no senti-do para fora contra a superfície 28 por um elemento de apoio flexível 29, 30, respectivamen-te. A câmara 23 se estende em torno de uma porção da circunferência externa da corrediça12 a partir do elemento de vedação 24 para o membro pivô 18.

A mola 31 atua em oposição à soma das pressões de fluido nas câmaras 22 e 23de tal modo que quando aumenta a pressão total nas câmaras 22 e 23 e, portanto, o torqueda corrediça em torno do elemento pivô aumenta, a corrediça de bomba 12 se deslocará nosentido horário em torno do elemento pivô 18. O torque combinado causado pela pressão nacâmara 22, 23 é equilibrado pela força de mola da mola 31.

A pressão hidráulica na câmara 22 é fornecida pelo fluido em comunicação finalcom o orifício de saída da bomba 100 e, portanto, está sujeita à pressão de saída da bomba100 e a partir de um canal de retorno para a galeria do motor, vide Figura 5. A pressão hi-dráulica na câmara 23 é fornecida pela comunicação de fluido com uma segunda fonte depressão também conectada ao orifício de saída 20 da bomba 100. A pressão hidráulica nacâmara 22 é proporcional à pressão de saída da bomba 100. A pressão hidráulica na câma-ra 23 depende da velocidade da bomba 100, isto é, para certos regimes de operação abaixode uma velocidade predeterminada da bomba a pressão na câmara 23 é automaticamenteventilada para o ambiente, por exemplo, um reservatório de armazenamento de óleo. Acimade uma velocidade predeterminada a pressão na câmara 23 é equivalente à pressão na câ-mara 22. Isso também é referido como o "ponto de comutação" e pode ser ajustado emqualquer velocidade dependendo da aplicação. A soma das pressões e, portanto, o torquenas câmaras, 22 e 23, determina a posição da corrediça 12. A posição da corrediça 12 de-termina a pressão de saída e a taxa de fluxo da bomba.

Sob a maioria das condições de operação, o eixo da corrediça 12 e, portanto, dasuperfície interna 120, se desloca entre a posição 32 durante condições de baixa velocidadedo motor para posição 33 durante condições de alta velocidade do motor. Quando as palhe-tas 14 são giradas a partir do orifício de entrada 19 para o orifício de saída 20 uma transiçãode pressão ocorre com as câmaras 21.

Como a superfície interna 120 é submetida à geração de pressão interna nas câma-ras 21, a corrediça 12 é inerentemente desequilibrada durante operação. A força de reaçãolíquida resultante devido à geração de pressão interna passa através do eixo central da su-perfície interna 120. Será considerado que as forças de reação sempre proporcionam ummomento no sentido anti-horário em torno do eixo 18 o qual é oposto ao momento no senti-do horário gerado pela pressão de controle nas câmaras 22 e 23.

As pressões na câmara 22, 23 são equilibradas contra a força da mola 31 de modoque o deslocamento da bomba, e como resultado o fluxo, pode ser ajustado mediante varia-ção das pressões da câmara. A bomba inventiva controla ambos, o deslocamento e o fluxode óleo para dois ou mais níveis de pressão de saída com base na pressão de saída dabomba ou na pressão da galeria do motor.

Tipicamente, o nível de pressão desejável na bomba para cada câmara é o nível depressão exigido para produzir o próprio fluxo de óleo e pressão para todas as velocidades econdições de carga do motor. Em alguns casos, em RPM inferior o mecanismo não requerum alto nível de pressão do óleo, portanto uma pressão de certo modo inferior é aceitável e,portanto, o fluxo também é reduzido. A pressão de operação inferior e fluxo são obtidos me-diante pressurização da câmara 23.

A magnitude exigida da pressão de óleo inferior depende de diferentes parâmetrosdo motor, incluindo se ele é um motor de acionamento a gás ou diesel, da complexidade domotor, da velocidade e carga do motor.

A bomba inventiva provê dois níveis de controle. O primeiro é o controle de pressãosobre uma determinada faixa de velocidades devido à função variável da bomba de palheta.O segundo se baseia na capacidade da bomba em mudar entre dois (ou mais) níveis depressão por intermédio do uso de duas (ou mais) câmaras de pressão 22, 23 controlando aposição da corrediça 12.

A cobertura 70 é presa ao alojamento 10 por uma pluralidade de prendedores 37.Vazamento a partir das câmaras 21 radialmente no sentido para fora além da cobertura 70 éimpedido por contato de superfície a superfície.

A Figura 2 é uma vista explodida da bomba. A posição do anel 17 com relação aorotor 13 determina a posição radial de cada palheta 14 em cada fenda 15, o que por sua vezdetermina uma posição da corrediça 12 em comparação com a posição do eixo de rotaçãodo rotor 13. Uma borda interna 14a de cada palheta 14 se apóia sobre a superfície externa17a do anel 17. Uma borda externa 14b de cada palheta 14 também se apóia sobre e desli-za sobre a superfície interna 120 da corrediça 12. A bomba pode usar uma única mola 31,ou ela pode usar, por exemplo, duas molas 31a e 31b.A Figura 3 é uma vista frontal do corpo de bomba sem a cobertura externa, corredi-ça, rotor e palhetas. O orifício de entrada 19 e o orifício de saída 20 são dispostos no corpo10. O conduto 34 transmite pressão a partir da galeria de óleo principal 204 para a câmara22, vide Figura 5. O conduto 35 transmite pressão a partir da galeria de óleo principal 204para a câmara 23, vide Figura 5. O conduto 34 é exposto à pressão de saída da bomba oupressão do óleo da galeria do motor durante todas as condições de operação da bomba. Apressão hidráulica no conduto 35 é determinada pela posição da válvula 207, vide Figura 1.

A Figura 4 é uma vista plana superior do rotor de bomba. O rotor 13 compreendefendas 15 que são orientadas radialmente em torno da circunferência externa. Uma palheta14 é engatada de forma deslizante em cada fenda 15. O eixo de acionamento 16 engata orotor 13 através do furo estriado 36. O eixo de acionamento 16 também pode ser encaixadopor pressão no furo 36. Cada fenda 15 compreende um comprimento radial suficiente paraacomodar a faixa integral de movimento de cada palheta 14. Durante operação da bombacada palheta 14 se desloca radialmente por uma distância predeterminada cuja distânciadepende da posição dos anéis 17 com relação ao rotor 13.

A Figura 5 é uma vista plana da corrediça de bomba. A corrediça 12 compreende asuperfície interna 120. Uma borda externa de cada palheta 14 engata de forma deslizante asuperfície interna 120. A superfície interna 120 é cilíndrica, mas o formato da superfície po-de ser ligeiramente distorcido para acomodar as geometrias de projeto, por exemplo, parauma forma oval ou uma forma no formato de ovo. O pivô 18 engata o detentor 121. A ranhu-ra 26 e a ranhura 27 recebem individualmente os elementos de vedação 24, 25, respectiva-mente, para vedar uma pressão hidráulica dentro de cada câmara 23, 22 respectivamente. Amola 31 se apóia sobre a superfície 122. Elementos de vedação 24, 25 podem compreenderqualquer material tendo uma compatibilidade adequada com o fluido de bomba, por exem-plo, borrachas sintéticas e/ou naturais.

A Figura 6 é um diagrama esquemático exemplar do circuito de fluido de bomba200. O conduto de fluido 201 conecta o orifício de saída de bomba 20 a um filtro de óleo202, esfriador de óleo 203 e a uma galeria de óleo principal 204. A galeria de óleo principal204 é exposta à pressão de saída da bomba 100, submetida a perdas por fricção normaispara qualquer sistema de fluido. A galeria de óleo principal 204 também é conectada ao sis-tema de óleo do motor 210. Esse sistema é oferecido apenas como exemplo e não ilustra asvariedades de sistemas de óleo do motor, aos quais a bomba e o sistema, inventivos, po-dem ser aplicados.

Conectado à galeria de óleo principal 204 está o conduto 205 o qual se conecta àcâmara 22 através do conduto 34, vide Figura 1. Conectado ao conduto 205 está o conduto209. O conduto 209 é conectado à válvula elétrica 207, vide Figura 7. A válvula 207 é usadapara conectar ou desconectar seletivamente o conduto 209 através do conduto 206 ao con-duto 35 e câmara 23 na Figura 1, com a pressão hidráulica no conduto 205. A válvula 207 épreferivelmente contida dentro do corpo 10. A válvula 207 é mostrada na Figura 5 esquema-ticamente separada da válvula 100 para facilidade de ilustração. Contudo, a válvula 207também pode ser separada do corpo de bomba 100 conforme mostrado esquematicamentena Figura 5 para acomodar as restrições físicas variáveis conforme requerido pelas exigên-cias de espaço do sistema. A válvula 207 também pode compreender uma válvula mecânicaconhecida na técnica, por exemplo, uma válvula que regula uma pressão a jusante com ba-se em uma pressão a montante comumente conhecida como válvula reguladora de pressão.

A força total exercida contra a mola 31 pela corrediça 12 é a soma dos torques cri-ados pela pressão hidráulica na câmara 22 acrescido da pressão hidráulica na câmara 23,ambas atuando em torno do elemento pivô 18.

Na primeira velocidade de motor ou menos do que a primeira velocidade de opera-ção, a válvula 207 está ABERTA desse modo permitindo que a pressão da galeria do motorentre na câmara 23. A pressão na câmara 23 combinada com a pressão na câmara 22 fazcom que a corrediça 12 gire em torno do elemento pivô 18 a uma distância arqueada parauma posição em que o torque causado pelas pressões combinadas nas câmaras 22, 23 éequilibrado pela força de mola da mola 31. As características da bomba com a corrediça 12nessa posição são mostradas pela porção "A" da Figura 7. A pressão nas câmaras, 22 e 23,é proporcional à velocidade da bomba. À medida que a velocidade do motor, e desse modoa velocidade da bomba, aumenta assim também aumenta a pressão nas câmaras 22, 23.

Nessa condição de operação a saída da bomba está em um fluxo e pressão que são inferio-res ao fluxo e pressão da bomba com a válvula 207 fechada (câmara 23 despressurizada)na mesma velocidade do motor. Na porção "A" a posição da corrediça 12, e desse modo dofluxo de saída da bomba e pressão, é uma função da pressão em ambas as câmaras 22, 23.

Em uma condição de operação maior do que a primeira velocidade de operação, aválvula 207 é fechada desse modo ventilando a câmara 23 para a pressão ambiente (apro-ximadamente 0,98 atm). A pressão na câmara 22 faz com que a corrediça 12 gire em tornodo elemento pivô 18 por uma distância arqueada até uma posição de equilíbrio onde o tor-que causado pela pressão na câmara 22 é equilibrado pela força de mola da mola 31. Acorrediça 12 gira porque à medida que aumenta a velocidade da bomba, a pressão na câ-mara 22 também aumenta, desse modo aumentando a força exercida contra a mola 31. Ascaracterísticas da bomba com a corrediça 12 nessa posição são mostradas pela porção Bda Figura 7. O regime de operação na porção B também pode ser caracterizado como ummodo passivo uma vez que a câmara 23 é ventilada para pressão atmosférica e o movimen-to pivô inteiro e a posição da corrediça 12 são determinados pelo nível de pressurização dacâmara 22.

Em uma modalidade alternativa a válvula 207 pode ser aberta para uma posiçãoparcial nisso fazendo com que a corrediça 12 se desloque para uma posição que é a posi-ção intermediária A e posição B1 causando uma pressão de saída intermediária e fluxo. Co-locar a válvula 207 em qualquer posição entre totalmente aberta e totalmente fechada per-mite que a pressão na câmara 23 seja variável, assim proporcionando uma faixa de posi-ções de corrediça para uma determinada pressão de saída da bomba.

No caso de uma falha da válvula 207, a bomba continuará a operar em um modopassivo (câmara 23 despressurizada) enquanto satisfazendo todas as exigências de óleo domotor. O modo de operação passivo é ainda mais eficiente do que em uma bomba de des-locamento fixo. Com a válvula 207 em operação a presente invenção provê redução de ca-valos-vapor, incrementai, acima do modelo passivo.

A Figura 7 é um gráfico exemplar ilustrando o desempenho da bomba incluindo ta-xa de fluxo da bomba e pressão. Uma faixa de velocidades do motor é representada no eixoχ e uma faixa de pressões de saída da bomba é representada no eixo-y. Uma faixa de taxasde fluxo da bomba também é representada no segundo eixo-y em litros por minuto.

A faixa de velocidades do motor é de 0 RPM a 8.000 RPM. A faixa de pressões desaída é de 0 atm a 5,92 atm. A faixa de taxas de fluxo da bomba é de 0 litro/minuto a 90,00litros/minuto.

Com o propósito de ilustração uma velocidade do motor de -3.500 RPM é selecio-nada para demonstrar as características da bomba inventiva. A transição entre as condiçõesde operação "A" e "B" é ilustrada como o "ponto de comutação" no centro das curvas no grá-fico.

Para velocidades do motor inferiores a -3.500 RPM a pressão de saída da bombamáxima é de aproximadamente 2,56 atm. A taxa de fluxo máxima é de aproximadamente20,0 litros/minuto.

Para velocidades do motor superiores a -3.500 RPM a pressão de saída da bombamuda rapidamente até uma pressão de saída mínima de aproximadamente 4,83 atm em7.500 RPM. A taxa de fluxo muda para um máximo de aproximadamente 28,0 litros/minutoem 7.500 RPM.

No ponto de transição a mudança gradual em pressão é de aproximadamente 1,57atm. A mudança gradual em fluxo é de aproximadamente 5 l/min.

A transição de desempenho é causada pela corrediça 12 girando em torno do pivô18 causado pela desativação da válvula 27 ventilando a câmara 23 para condições atmosfé-ricas ambientes. A válvula 207 é controlada por um sinal elétrico transmitido por uma ECUdo motor, por exemplo. Ao atingir a velocidade predeterminada do motor, nesse caso -3.500RPM1 a ECU 208 (vide Figura 6) sinaliza para a válvula 207 fechar, desse modo pressuri-zando a câmara 23 com pressão hidráulica igual àquela na galeria principal de óleo 204.

Conforme descrito anteriormente, as pressões nas câmaras 22, 23 criam um torquee, portanto, força que é superior à combinação da força da mola 31 e a força de fluido nascâmaras 21, desse modo fazendo com que a mola 31 seja comprimida. Isso faz com que acorrediça 12 gire. Mediante giro na direção no sentido horário a taxa de fluxo e a pressão desaída são individualmente substancialmente diminuídas na velocidade predeterminada domotor porque o deslocamento da bomba é reduzido.

Com o propósito de comparação, as linhas tracejadas na porção A da Figura 7 a -baixo de aproximadamente 3.500 RPM ilustram o comportamento da pressão de saída e ataxa de fluxo de uma bomba no caso onde a posição da corrediça 12 é controlada apenaspor uma única câmara de pressão. No caso da câmara única, em velocidades relativamentebaixas do motor, digamos apenas ligeiramente superior à marcha lenta (-1.500 RPM), abomba operaria em uma pressão de saída comparativamente elevada e taxa de fluxo deoutra forma não exigida pelo motor. Isso é ineficiente. A bomba inventiva provê apenas aquantidade exigida de fluxo e pressão para operação eficiente em velocidades reduzidas domotor. Isso significa consideráveis economias de energia no sistema. Contudo, em elevadasvelocidades do motor a bomba pode mudar rapidamente e precisamente para taxas de fluxosuperiores e pressões de saída necessárias para atender às demandas do motor.

A Figura 8 é uma vista lateral de uma válvula elétrica. A válvula 207 é engatadacom o corpo 10 da bomba. A válvula 207 é conectada à rede elétrica do motor ou veículo(não mostrado). Um conector elétrico (não mostrado) engata a válvula 207 no soquete 208.

Quando a válvula 207 é desativada, a pressão é ventilada a partir da câmara 23, desse mo-do fazendo com que a bomba opere na região "A". Quando a válvula 207 é ativada, pressãohidráulica é admitida na câmara 23 a partir do bico 211, desse modo fazendo com que abomba opere na região "B". Para evitar falha do motor causada por pressão inadequada defluido em alta velocidade, a válvula deve ser eletricamente desativada para ventilar a pres-são a partir da câmara 23. Isso resulta na situação segura contra falha em alta velocidade,isto é, a câmara 23 é ventilada a partir de falha elétrica da válvula 207.

A Figura 9 é um gráfico ilustrando o desempenho da bomba incluindo a taxa de flu-xo e pressão da bomba. Uma faixa de velocidades do motor é representada no eixo-x, euma faixa de pressões de saída da bomba são representadas no eixo-y. Uma faixa de taxasde fluxo da bomba também é representada no segundo eixo-y.

A faixa de velocidades do motor é de 0 RPM a 8.000 RPM. A faixa de pressões desaída é de 0 atm a 5,92 atm. A faixa de taxas de fluxo da bomba é de 0 l/min. a 90 l/min.

Com o propósito de ilustração uma velocidade do motor de -2.000 RPM é selecio-nada para demonstrar as características da bomba inventiva. A transição entre as condiçõesde operação "A" e "B" é ilustrada como o "ponto de comutação" em aproximadamente 2.000 RPM.

Nesse exemplo, a válvula 207 está DESLIGADA na partida e para velocidades domotor inferiores a 2.000 RPM, isto é, a câmara 23 está despressurizada e ventilada para omeio ambiente. Para velocidades do motor inferiores a aproximadamente 2.000 RPM apressão máxima de saída da bomba (Pressão de Linha) é de aproximadamente 3,55 atm. Ataxa de fluxo máxima (Taxa de Fluxo) é de aproximadamente 25 l/min.

Para velocidades do motor superiores a aproximadamente 2.000 RPM a pressão desaída da bomba (Pressão de Linha) muda rapidamente para uma pressão de saída mínimade aproximadamente 2,36 atm em 2.000 RPM até 3,15 atm em aproximadamente 7.500RPM. A taxa de fluxo (Taxa e Fluxo) muda para um máximo de aproximadamente 23 l/min.em 7.500 RPM.

No ponto de transição a mudança gradual na pressão é de aproximadamente 1,38atm. A mudança gradual em fluxo é de aproximadamente 5 l/min.

A transição de desempenho nesse exemplo é causada pela corrediça 12 girandoem torno do pivô 18 causada pela ativação da válvula 207 desse modo pressurizando a câ-mara 23. A válvula 207 é controlada por um sinal elétrico transmitido por uma ECU do mo-tor, por exemplo. Ao atingir a velocidade predeterminada do motor, nesse caso aproxima-damente 2.000 RPM, a ECU 208 (vide Figura 6) sinaliza para a válvula 207 fechar, dessemodo pressurizando a câmara 23 com pressão hidráulica igual àquela na galeria principal deóleo 204. No caso de uma falha da válvula 207 a câmara 23 despressurizaria desse modocolocando a bomba no modo de alta pressão de descarga.

Embora uma forma da invenção tenha sido aqui descrita, será óbvio para aquelesversados na técnica que variações podem ser feitas na construção e relação das partes semse afastar do espírito e escopo da invenção aqui descrita.

Claims (10)

1. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, CARACTERIZADA porcompreender:um corpo de bomba;orifícios de entrada e saída no corpo de bomba;um eixo de acionamento montado giratoriamente no corpo de bomba;um rotor acionado pelo eixo de acionamento;uma pluralidade de palhetas radialmente estendidas dispostas de forma deslizanteno rotor;um pivô disposto no corpo de bomba;uma corrediça disposta de forma pivotante no pivô e tendo um eixo central excêntri-co ao eixo do rotor;uma pluralidade de câmaras de fluido definidas pelo rotor, pelas palhetas, e pelacorrediça, que são conectadas sucessivamente aos orifícios de entrada e saída;uma mola atuando sobre a corrediça para induzir a corrediça em uma direção;uma primeira câmara e uma segunda câmara, cada uma delas para receber umapressão hidráulica e cada uma delas disposta entre o corpo de bomba e uma superfície ex-terna da corrediça;a primeira câmara conectada a uma pressão de descarga de saída da bomba; euma válvula operável para pressurizar seletivamente a segunda câmara para umapressão hidráulica maior do que uma condição de pressão ambiente atmosférica.

2. Bomba de deslocamento variável, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA por compreender ainda uma segunda mola atuando paralela com a mola.

3. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a válvula é elétrica e controlada por umaECU (Unidade de Controle Eletrônico) do motor.

4. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a taxa de fluxo de descarga de saída dabomba diminui a partir da despressurização da segunda câmara.

5. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda câmara é pressurizada até umapressão superior à pressão ambiente atmosférica para velocidades do motor inferiores auma velocidade predeterminada do motor e é despressurizada até uma pressão ambienteatmosférica para velocidades de motor maiores do que a velocidade predeterminada do motor.

6. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, de acordo com a reivin-dicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira câmara e a segunda câmara es-tão ambas em comunicação hidráulica com uma pressão de descarga de saída da bomba.

7. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, CARACTERIZADA porcompreender:um corpo de bomba;orifícios de entrada e de saída no corpo de bomba;um eixo de acionamento montado giratoriamente no corpo de bomba;um rotor acionado pelo eixo de acionamento e alinhado coaxialmente com o mesmo;uma pluralidade de palhetas radialmente estendidas dispostas de forma deslizanteno rotor;um pivô disposto no corpo de bomba;uma corrediça disposta de forma pivotante no pivô no corpo de bomba e tendo umeixo central excêntrico ao eixo do rotor;uma pluralidade de câmaras de fluido definidas pelo rotor, pelas palhetas, e pelacorrediça, que são conectadas sucessivamente aos orifícios de entrada e saída;uma mola atuando sobre a corrediça para induzir a corrediça em uma direção;uma primeira câmara e uma segunda câmara, cada uma delas em comunicação hi-dráulica com uma pressão de óleo de descarga da bomba e cada uma delas disposta entreo corpo da bomba e uma superfície externa da corrediça; euma válvula operável em uma velocidade predeterminada da bomba em que a se-gunda câmara é seletivamente comutada entre uma pressão atmosférica ambiente e umapressão de óleo de descarga da bomba.

8. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, CARACTERIZADA porcompreender:um corpo de bomba;orifícios de entrada e saída formados no corpo de bomba;um eixo de acionamento montado giratoriamente no corpo de bomba;um rotor acionado pelo eixo de acionamento e alinhado coaxialmente com o mesmo;uma pluralidade de palhetas radialmente estendidas dispostas de forma deslizanteno rotor;um pivô disposto no corpo de bomba;uma corrediça disposta de forma pivotante no pivô no corpo de bomba e tendo umeixo central excêntrico ao eixo do rotor;uma pluralidade de câmaras de fluido definidas pelo rotor, pelas palhetas, e pelacorrediça, as quais são conectadas sucessivamente aos orifícios de entrada e de saída;uma mola atuando sobre a corrediça para induzir a corrediça em uma direção;uma primeira câmara e uma segunda câmara, cada uma delas sendo adequada pa-ra receber uma pressão hidráulica e cada uma delas sendo disposta entre o corpo de bom-ba e uma superfície externa da corrediça;a primeira câmara em comunicação hidráulica com uma pressão de descarga desaída da bomba; euma válvula operável para seletivamente pressurizar e despressurizar a segundacâmara.

9. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, de acordo com a reivin-dicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda câmara é pressurizada até umapressão maior do que a pressão atmosférica ambiente para velocidades do motor inferioresa uma velocidade predeterminada do motor e é despressurizável para uma pressão atmos-férica ambiente para velocidades do motor maiores do que a velocidade predeterminada domotor.

10. Bomba de palheta deslizante de deslocamento variável, de acordo com a rei-vindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda câmara é pressurizável atéaproximadamente uma pressão de descarga de saída da bomba.