BRPI1009474B1

BRPI1009474B1 - Bomba de alta pressão

Info

Publication number: BRPI1009474B1
Application number: BRPI1009474-1A
Authority: BR
Inventors: Christian Langenbach
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2020-08-04
Also published as: ES2425380T3; CN102356229B; JP5390692B2; CN102356229A; DE102009001563A1; WO2010105861A1; US20110315120A1; RU2523525C2; JP2012520422A; BRPI1009474A2; US8485159B2; EP2409015B1; RU2011141707A; EP2409015A1; PL2409015T3

Abstract

bomba de alta pressão a presente invenção refere-se a uma bomba de alta pressão (2) para um sistema de injeção de combustível (1) de um motor de combustão interna, especialmente para um sistema de injeção de "galeria comum", que apresenta um eixo de acionamento (21) montado por pelo menos um mancai (23, 24) disposto em um retorno de mancai (31, 31', 31"), em que a jusante do pelo menos um mancai (23, 24) está disposta pelo menos uma válvula (27, 28), em que a pelo menos uma válvula (27, 28) apresenta uma pressão de abertura, que se situa em uma faixa de 1 okpa (0, 1 bar) a 80kpa (0,8 bar).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma bomba de alta pressão para um sistema de injeção de combustível de um motor de combustão interna, especialmente para um sistema de injeção de “common rail”.

Estado da técnica

[0002] No estado da técnica são conhecidas bombas de alta pressão, por exemplo, para sistemas de "common rail", em que um eixo de acionamento está montado por mancais de deslizamentos supridos à pressão, que proveem ótima lubrificação e resfriamento. Além disso, válvulas dispostas em um retorno hidráulico em série para com os mancais podem estar dispostas a jusante dos mancais, para impedir fluxos de atravessamento do mancai na partida.

[0003] Por exemplo, da DE 10 2006 048 356 A1 é conhecida uma bomba de alta pressão de combustível para um motor de combustão interna, em que os mancais do eixo de acionamento são forçadamente atravessados por combustível e, assim, é nitidamente aumentada a capacidade de carga térmica dos mancais e, com isso, de toda a bomba de alta pressão de combustível. Para a montagem do eixo de acionamento estão então previstos um primeiro e um segundo mancais de deslizamentos. Para que a formação de pressão dentro da bomba de alta pressão de combustível e no armazenador de alta pressão do sis-tema de "common rail"seja acelerada, a jusante e em série com o primeiro mancai está disposta uma primeira válvula de retenção. Correspondentemente, a jusante e em série com o segundo mancai está disposta uma segunda válvula de retenção. A pressão de abertura das válvulas de retenção é, contudo, de tal maneira selecionada que, quando da partida do motor de combustão interna, as mesmas estão fechadas e só abrem quando o motor de combustão interna funciona.

[0004] A pressão de abertura, que apresenta as válvulas de retenção utilizadas no estado da técnica, se situa em uma faixa maior do que 100kPa (1,0 bar). Essa pressão de abertura é tão alta que as válvulas de retenção só abrem após as válvulas de aspiração da bomba de alta pressão de combustível, de modo que por exemplo no caso de partida não ocorre um vazamento pelos mancais, o que é, porém, desvantajoso para os mesmos.

[0005] A pressão no lado dos mancais situados a jusante também aumenta antes das válvulas. Estando ali posicionado um anel de vedação de eixo, a carga pode ascender a valores inadmissíveis. Por esse motivo, nesses mancais usualmente não é prevista uma válvula.

[0006] Desvantajoso nas configurações conhecidas é também o fato de que em casos com mau suprimento de combustível, quando ocorre uma quebra do equilíbrio quantitativo, o armazenador de alta pressão continua sendo suprido com combustível, enquanto que as válvulas nos mancais já fecham. A lubrificação e o resfriamento dos mancais não mais são assim garantidos nesse caso.

[0007] Por isso é necessário prover uma bomba de alta pressão de combustível, que possa ser empregada em um sistema de injeção de combustível, especialmente em um sistema de "common rail", em que a situação de equilíbrio quantitativo especialmente quando da partida do motor de combustão interna é melhorada sem apresentam as desvantagens acima mencionadas.

Descrição da invenção Vantagens da invenção

[0008] Segundo a invenção, é prevista uma bomba de alta pressão para um sistema de injeção de combustível de um motor de combustão interna, especialmente para um sistema de "common rail", que apresenta um eixo de acionamento montado por pelo menos um mancai disposto em um retorno de mancai, em que a jusante do pelo menos um mancai está disposta pelo menos uma válvula, que apresenta uma pressão de abertura, que se situa em uma faixa de 10 a 80 kPa (0,1 bar a 0,8 bar). Com a bomba de alta pressão, segundo a invenção, que apresenta a pelo menos uma válvula com pressão de abertura baixa, é melhorada a situação de equilíbrio quantitativo no caso de partida do motor de combustão interna. A válvula reduz o vazamento por pelo menos um mancai no caso de partida do motor de combustão interna e melhora assim a potência de partida (o requerido número de rotações ou o tempo para a partida). A válvula com baixa pressão de abertura, que é menor ou igual a 80kPa (0,8 bar), abre suficientemente cedo, de modo que a pressão admissível no anel de vedação de eixo usualmente presente não seja ultrapassada, o que novamente não reduz inadmissivelmente a vida útil.

[0009] Além disso, a válvula tampouco fecha quando de uma quebra do equilíbrio quantitativo de baixa pressão, de modo que é garantido um fluxo de passagem de mancai em todos os casos operacionais. Por isso, a bomba de alta pressão é mais robusta no total, tanto com relação a sua funcionalidade, como também com relação à durabilidade.

[00010] A pressão de abertura da válvula em uma faixa de pressão de abertura inferior ou igual a 80kPa (0,8 bar) e superior ou igual a 10kPa (0,1 bar) tem a vantagem de que, de um lado - como já mencionado acima - com baixos números de rotação e especialmente no ponto operacional da partida do motor ocorre uma nítida redução dos vazamentos; mas, de outro lado, já quando da partida é garantido um vazamento mínimo. Mesmo com massiva quebra do equilíbrio quantitativo de baixa pressão no retorno de baixa pressão do sistema de injeção de combustível é, portanto, assegurado um mínimo vazamento para o pelo menos um mancai.

[00011] De preferência, a pelo menos uma válvula é uma válvula de retenção, especialmente uma válvula de retenção de esfera.

[00012] Segundo uma forma de execução preferida, o pelo menos um mancai é atravessável em fluxo por combustível.

[00013] Segundo ainda uma forma de execução preferida, o pelo menos um mancai é um mancai de deslizamento. Portanto, quando do atravessamento em fluxo do mancai com combustível, se forma uma cunha de lubrificação hidrostática, com o que é melhorada a capacidade de carga do mancai.

[00014] De preferência, na bomba de alta pressão segundo outra forma de execução, estão previstos um primeiro mancai e um segundo mancai para montagem do eixo de acionamento.

[00015] Segundo ainda outra forma de execução preferida, no retorno de mancai a jusante do primeiro mancai está prevista uma primeira válvula e no retorno de mancai a jusante do segundo mancai uma segunda válvula.

[00016] Segundo outra forma de execução preferida, a primeira válvula está disposta em série com o primeiro mancai e a segunda válvula em série com o segundo mancai.

[00017] Dependendo do local do mancai, pode estar posicionada uma válvula, especialmente uma válvula de retenção de esfera, individualmente ou, depois da reunião de distintos ou de todos os retornos de mancai, em conjunto para os mesmos. É então insignificante a ulterior condução de combustível dos retornos de mancai.

[00018] De preferência, o respectivo retorno de mancai do primeiro mancai e do segundo mancai desemboca em um retorno de mancai comum, em que está prevista uma válvula comum no retorno de mancai comum.

[00019] De preferência, o eixo de acionamento é um eixo de carne ou um eixo excêntrico, que fica disposto em um compartimento interno de uma carcaça de bomba.

[00020] Também é preferível que o retorno de mancai e o compartimento interno da carcaça de bomba estejam conectados hidraulicamente.

[00021] A configuração segundo a invenção pode ser empregada de modo particularmente vantajoso em todos os sistemas de injeção de combustível, que apresentam uma bomba de transporte mecânica na entrada da bomba, sendo particularmente vantajoso o emprego em todos os casos, em que não haja outros consumidores no retorno de combustível (por exemplo bombas de jato de tanque, circuitos de temperatura, etc.), pois então pode ser aproveitado o máximo potencial, isto é, a máxima pressão de abertura na faixa de pressão de abertura segundo a invenção de 10kPa (0,1) a 80kPa (0,8 bar).

Breve descrição dos desenhos

[00022] A seguir serão detalhadamente descritos exemplos de execução da invenção com referência aos desenhos em apenso. São mostrados: na figura 1 - um esquema de ligação de bloco de um sistema de injeção de combustível com uma bomba de alta pressão segundo o estado da técnica, na figura 2 - um esquema de ligação de bloco de um segmento do sistema de injeção de combustível com uma bomba de alta pressão segundo uma forma de execução; e na figura 3 - um esquema de ligação de bloco de um segmento do sistema de injeção de combustível com uma bomba de alta pressão segundo outra forma de execução.

Formas de execução da invenção

[00023] Na figura 1 está representado um esquema de ligação de bloco de um sistema de injeção de combustível de "common rail"1 com uma bomba de alta pressão 2, que consiste essencialmente em um tanque 3, uma pré-bomba 4 com um elemento para a limitação da quantidade de transporte 5, um filtro 6, uma galeria 7 e uma válvula de limitação de pressão 8 ou válvula de regulagem de pressão. Os injeto- res, que estão conectados à galeria 7, não estão representados na figura 1.

[00024] O elemento para a limitação da quantidade de transporte 5 é executado como estrangulador, que fica disposto diretamente na entrada da pré-bomba 4. O estrangulador faz com que seja limitada toda a quantidade de combustível comprimida na bomba de alta pressão 2. Com isso, a pressão resultante em um compartimento interno 9 da bomba de alta pressão 2 é ainda limitada em correspondência a uma linha característica de uma válvula de regulagem de pressão 10. A válvula de regulagem de pressão 8 desemboca em um conduto de retorno 11, no qual são descarregadas também as quantidades de vazamento dos injetores não representados. O conduto de retorno 11 desemboca no tanque 3 e aciona ali circunstancialmente uma bomba de jato (não representada).

[00025] No interior da bomba de alta pressão 2 pode, além disso, estar disposto o sensor de temperatura T. A bomba de alta pressão 2 está conectada hidraulicamente com o tanque 3 por uma entrada de combustível 12, pelo filtro 6 e pela pré-bomba 4. A entrada de combustível 12 conecta um lado dianteiro da pré-bomba 4 com o compartimento interno 9 da carcaça de bomba, de modo que todo o fluxo de transporte da pré-bomba 4 chega ao compartimento interno 9.

[00026] A pré-bomba 4 está executada como bomba de roda dentada. Entre a pré-bomba 4, entre os componentes que giram e a carcaça de bomba, existe uma fenda, que provoca perda por vazamento, representada na figura 1 pelo símbolo de um estrangulador (vide referência 29). A quantidade de vazamento escoando pela fenda é descarregada por um conduto de vazamento 30. O conduto de vazamento 30 desemboca antes de uma primeira válvula 27 no conduto (sem refe- rência), que aduz a quantidade de combustível fluindo por um primeiro mancai 23, através da primeira válvula 27, ao conduto de retorno 11.

[00027] Um retorno de combustível 13 produz uma conexão hidráulica entre o compartimento interno 9 da carcaça de bomba, de um lado, bem como de uma unidade de dosagem 14 e o conduto de retorno 11, de outro lado. Entre o retorno de combustível 13 e o conduto de retorno 11 está disposta a válvula de regulagem de pressão 10.

[00028] A unidade de dosagem 14 serve para controlar a quantidade de combustível aspirada por elementos de bomba 15 da bomba de alta pressão e, com isso, também sua quantidade de transporte. Para tanto, os lados de aspiração dos elementos de bomba 15 são hidraulicamente conectados, por um conduto distribuidor, com a saída da unidade de dosagem 14.

[00029] Os elementos de bomba 15 consistem, essencialmente, em válvulas de aspiração 16, válvulas de retenção 17 do lado de alta pressão e um êmbolo 18, que oscila em uma perfuração de cilindro (não representada). Os êmbolos 18 dos elementos de bomba 15 são acionados por tuchos de rolos 19 de carnes 20 de um eixo de acionamento 21. Os elementos de bomba 15 transportam combustível sob alta pressão por um conduto de alta pressão 22 para a galeria 7.

[00030] Os carnes 20 são parte do eixo de acionamento 21, que está montado rotativo de ambos os lados dos carnes 20 em um primeiro mancai 23 e em um segundo mancai 24 (representado respectivamente como estrangulador na figura) em uma carcaça de bomba (não representada). O eixo de acionamento 21 está disposto no compartimento interno 9 da carcaça de bomba.

[00031] Além disso, a válvula de regulagem de pressão 10 está disposta a jusante do compartimento interno 9 da bomba de alta pressão 2. A válvula de regulagem de pressão 10 compreende um conduto de vazamento 25, em que pode estar previsto opcionalmente um contro- lador 26. Pela disposição da válvula de regulagem de pressão 10 a jusante do compartimento interno 9 predomina no compartimento interno 9 aproximadamente a mesma pressão que no lado de pressão da pré-bomba 4.

[00032] A elevada pressão interna no compartimento interno 9 da carcaça de bomba faz, inclusive, com que, independentemente da pressão predominante no compartimento interno 9, da viscosidade do combustível e da resistência de fluxo do primeiro mancai 23 e de um segundo mancai 24 do eixo de acionamento 21, uma quantidade de combustível definida seja comprimida pelos mancais 23 e 24. Isso conduz a um nítido aumento da capacidade de carga tanto do primeiro mancai 23 como também do segundo mancai 24.

[00033] Como o primeiro mancai 23 e o segundo mancai 24 são executados como mancais de deslizamentos, pela passagem forçada de fluxo dos mancais 23 e 24 se forma nos mancais 23 e/ou 24 uma cunha de lubrificação hidrostática. Eleva-se assim consideravelmente a capacidade de carga do primeiro mancai 23 e do segundo mancai 24 e, simultaneamente, é também melhorada a descarga térmica do primeiro mancai 23 e do segundo mancai 24.

[00034] Para que a formação de pressão dentro da bomba de alta pressão de combustível 2 e na galeria 7 seja acelerada, a jusante e em série com o primeiro mancai 23 está disposta uma primeira válvula 27, que é executada como válvula de retenção. Correspondentemente, a jusante e em série com o segundo mancai 24 está disposta uma segunda válvula 28, que é executada igualmente como válvula de retorno 11. A pressão de abertura das válvulas 27 e 28 segundo o estado da técnica importa em mais de 100 kPa (1 bar) e é de tal maneira se-lecionada que as mesmas quando da partida do motor de combustão interna estão fechadas e só abrem quando o motor de combustão interna está funcionando.

[00035] A figura 2 mostra um esquema de ligação de bloco de um segmento do sistema de injeção de combustível, que é formado essencialmente como o sistema de injeção de combustível 1 da figura 1, com uma bomba de alta pressão 2 segundo uma forma de execução. Um eixo de acionamento, alojado no compartimento interno 9 e não representado em detalhe, está montado por um primeiro mancai 23 e um segundo mancai 24 em ambos os lados do compartimento interno 9. O primeiro mancai 23 e o segundo mancai 24 são executados como mancais de deslizamentos e estão dispostos respectivamente em um retorno de mancai 31 ou 31’. A jusante do primeiro mancai 23 e em série com o mesmo está disposta uma primeira válvula 27, que é executada como válvula de retenção ou válvula de retenção de esfera. A jusante do segundo mancai 24 e em série com o mesmo está disposta uma segunda válvula 28, que é executada igualmente como válvula de retenção ou como válvula de retenção de esfera. O efeito e o funcionamento são essencialmente os mesmos como já descritos com relação às primeiras e segundas válvulas 27, 28 da figura 1, mas com a diferença de que a primeira válvula 27 e/ou a segunda válvula 28 apresentam segundo a forma de execução uma pressão de abertura menor ou igual a 80kPa (0,8 bar) e maior ou igual a 10kPa (0,1 bar). Portanto, a primeira válvula 27 e/ou a segunda válvula 28, à diferença das primeiras e segundas válvulas 27, 28 da figura 1, estão abertas quando da partida do motor de combustão interna.

[00036] A figura 3 mostra outro esquema de ligação de bloco de um segmento do sistema de injeção de combustível com uma bomba de alta pressão 2 segundo outra forma de execução. À diferença da forma de execução mostrada na figura 2, está prevista apenas uma válvula 32 comum, que é executada como válvula de retenção ou como válvula de retenção de esfera. A válvula 32 comum está então disposta em um retorno de mancai 31” comum, em que desembocam os retornos de mancai 31, 31’. Também a válvula 32 comum nessa forma de execução apresenta uma pressão de abertura, que é menor ou igual a 80kPa (0,8 bar) e maior ou igual a 10kPa (0,1 bar), de modo que a válvula 32 comum esteja aberta quando da partida do motor de combustão interna.

[00037] No total, pela configuração segundo a invenção é disponibilizada uma bomba de alta pressão 2, que é aperfeiçoada relativamente a sua funcionalidade como também mais robusta com relação a sua durabilidade.

Claims

1. Bomba de alta pressão (2) para um sistema de injeção de combustível (1) de um motor de combustão interna, especialmente para um sistema de injeção de "common rail", que apresenta um eixo de acionamento (21) montado por pelo menos um mancai (23, 24) disposto em um retorno de mancai (31, 31’, 31"), em que a jusante do pelo menos um mancai (23, 24) está disposta pelo menos uma válvula (27, 28, 32), caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma válvula (27, 28, 32) apresenta uma pressão de abertura, que se situa em uma faixa de 10kPa (0,1 bar) a 80kPa (0,8 bar).

2. Bomba de alta pressão (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma válvula (27, 28, 32) é uma válvula de retenção, especialmente uma válvula de retenção de esfera.

3. Bomba de alta pressão (2), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um mancai (23, 24) é um mancai de deslizamento.

4. Bomba de alta pressão (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um mancai (23, 24) é atravessável em fluxo por combustível.

5. Bomba de alta pressão (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que estão previstos um primeiro mancai (23) e um segundo mancai (24) para montagem do eixo de acionamento (21).

6. Bomba de alta pressão (2) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que no retorno de mancai (31) a jusante do primeiro mancai (23) está prevista uma primeira válvula (27) e no retorno de mancai (31’) a jusante do segundo mancai (24) uma segunda válvula (28).

7. Bomba de alta pressão (2) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a primeira válvula (27) está disposta em série com o primeiro mancai (23) e a segunda válvula (28) em série com o segundo mancai (24).

8. Bomba de alta pressão (2) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o respectivo retorno de mancai (31, 31’) do primeiro mancai (23) e do segundo mancai (24) desembocam em um retorno de mancai (31") comum, em que está prevista uma válvula (32) comum no retorno de mancai comum.

9. Bomba de alta pressão (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o eixo de acionamento (21) é um eixo de carne ou um eixo excêntrico, que fica disposto em um compartimento interno (9) de uma carcaça de bomba.

10. Bomba de alta pressão (2), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o retorno de mancai (31,31’, 31") e o compartimento interno (9) da carcaça de bomba estão conectados hidraulicamente.