BRPI0706556A2

BRPI0706556A2 - bomba de alta de pressão, em particular, para um dispositivo de injeção de combustìvel de uma máquina de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0706556A2
Application number: BRPI0706556-6A
Authority: BR
Inventors: Peter Bauer; Markus Koch; Gernot Repphun; Wolfram Rittmannsberger
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2011-03-29
Also published as: US20080295807A1; JP2009527675A; ATE502209T1; KR101076170B1; DE102006041673A1; KR20080093131A; CN101389858A; EP2032850A1; EP2032850B1; WO2007096224A1; US8191459B2; CN101389858B; DE502007006731D1; JP4768826B2

Abstract

BOMBA DE ALTA PRESSãO, EM PARTICULAR, PARA UM DISPOSITIVO DE INJEçãO DE COMBUSTìVEL DE UMA MáQUINA DE COMBUSTãO INTERNA. A bomba de alta pressão apresenta um eixo de acionamento (12) com pelo menos, um came (16) ou excêntrico e, pelo menos, um elemento de bomba (18) que apresenta um êmbolo de bomba (20) que é acionado, através do came (16) ou excêntrico do eixo de acionamento (12), em um movimento de elevação. Entre o êmbolo de bomba (20) e o came (16) ou excêntrico do eixo de acionamento (12) estão dispostos um elemento de suporte (44) e um rolete (46), apoiado, podendo girar, neste elemento, que rola sobre o came (16) ou excêntrico. Na direção do eixo de rotação (47) do rolete (46), além deste está disposto um apoio (60) para o rolete (46). Pelo menos, na área de contato entre o rolete (46) e o apoio (60), o rolete (46) e/ou o apoio (60) apresenta uma superfície com alta resistência ao desgaste.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BOMBA DEALTA PRESSÃO, EM PARTICULAR, PARA UM DISPOSITIVO DE INJE-ÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA".

DESCRIÇÃO

ESTADO DA TÉCNICA

A presente invenção refere-se a uma bomba de alta pressão,em particular, a um dispositivo de injeção de combustível de uma máquinade combustão interna, de acordo com o gênero da reivindicação 1.

Uma bomba de alta pressão desse tipo é conhecida através dapatente DE 199 07 311 A1. Esta bomba de alta pressão apresenta um eixode acionamento com, pelo menos, um carne ou excêntrico. A bomba de altapressão apresenta, além disso, pelo menos, um elemento de bomba, queapresenta um êmbolo de bomba que é acionado por meio do carne ou ex-cêntrico do eixo de acionamento em um movimento de elevação. Entre oêmbolo de bomba e o carne ou excêntrico do eixo de acionamento está dis-posto um elemento de suporte, e nó elemento de suporte está apoiado umrolete podendo girar, que se movimenta sobre o carne ou excêntrico do eixode acionamento. Foi verificado que, durante a operação da bomba de altapressão sobre o rolete, também atuam forças na direção de seu eixo de ro-tação, sendo que, durante o movimento do rolete nos componentes adjacen-tes pode ocorrer desgaste no rolete e/ou nesses componentes, o qual leva aum atrito aumentado entre o rolete e os componentes adjacentes. Este atritoaumentado impede o movimento de rotação do rolete, pelo que pode surgirum escorregamento entre o rolete e o carne ou excêntrico do eixo de acio-namento, o que, neste caso, também leva ao desgaste.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

VANTAGENS DA INVENÇÃO

Por sua vez, a bomba de alta pressão de acordo com a inven-ção com as características de acordo com a reivindicação 1 tem a vantagemque, o desgaste do rolete e/ou do apoio é reduzido e, com isto, é evitado,neste caso, um atrito aumentado.Nas reivindicações dependentes estão indicadas execuções eaperfeiçoamentos vantajosos da bomba de alta pressão de acordo com ainvenção.

Vários exemplos de execução da invenção estão representadosno desenho, e serão esclarecidos em detalhes na descrição a seguir. Sãomostrados, na figura 1, uma bomba de alta pressão para um dispositivo deinjeção de combustível de uma máquina de combustão interna em um cortelongitudinal, na figura 2, a bomba de alta pressão em um corte transversalao longo da linha Il-Il na figura 1, na figura 3, um recorte, representado nafigura 1 com III, da bomba de alta pressão, em representação ampliada, deacordo com um primeiro exemplo de execução, na figura 4, o recorte Ill dabomba de alta pressão de acordo com um segundo exemplo de execução,na figura 5, o recorte Ill da bomba de alta pressão de acordo com um tercei-ro exemplo de execução, na figura 6, uma parte da bomba de alta pressãode acordo com um quarto exemplo de execução e, na figura 7, um recorteda bomba de alta pressão em um corte ao longo da linha Vll-Vll na figura 2.

DESCRIÇÃO DOS EXEMPLOS DE EXECUÇÃO

Nas figuras de 1 a 6 está representada uma bomba de altapressão para um dispositivo de injeção de combustível de uma máquina decombustão interna. A bomba de alta pressão apresenta uma carcaça dabomba 10 de várias partes, na qual está disposto um eixo de acionamento12 acionado por rotação através da máquina de combustão interna. O eixode acionamento 12 está apoiado, podendo girar, por exemplo, através dedois pontos de apoio distanciados um do outro na direção do eixo de rota-ção 13 do eixo de acionamento 12. Os pontos de apoio podem estar dispos-tos em diversas partes da carcaça da bomba 10, por exemplo, um primeiroponto de apoio pode estar disposto em um corpo de base 14 da carcaça dabomba 10, e um segundo ponto de apoio pode estar disposto em uma partedo flange 15 ligada com o corpo de base 14.

Em uma área situada entre os dois pontos de apoio, o eixo deacionamento 12 apresenta, pelo menos, um carne 16 ou uma seção forma-da de modo excêntrico em relação ao seu eixo de rotação 13, sendo que, ocarne 16 também pode ser executado como carne múltiplo. A bomba de altapressão apresenta, pelo menos, um ou mais elementos de bomba 18 dis-postos na carcaça 10 com, respectivamente, um êmbolo de bomba 20 que éacionado através do carne 16 do eixo de acionamento 12 em um movimentode elevação na direção, pelo menos, aproximadamente radial em relação aoeixo de rotação 13 do eixo de acionamento 12. Na área de cada elementode bomba 18 está prevista uma parte da carcaça da bomba 22 ligada com ocorpo de base 14, que é executada como cabeçote do cilindro. A parte dacarcaça da bomba 22 apresenta um flange 24 adjacente ao lado externo docorpo de base 14 e um ressalto 26, pelo menos, aproximadamente de formacilíndrica, com um diâmetro menor, em relação ao flange 24, que atravessauma abertura no corpo de base 14 na direção do eixo de acionamento 12. Oêmbolo de bomba 20 é conduzido rente, podendo se deslocar, em um furodo cilindro 28 na parte da carcaça da bomba 22 executado no ressalto 26 e,com seu lado frontal no furo do cilindro 28, afastado do eixo de acionamento12, limita um compartimento de trabalho da bomba 30. O furo do cilindro 28pode se estender até para dentro do flange 24, no qual, então, está dispostoo compartimento de trabalho da bomba 30. Através de um canal de alimen-tação de combustível 32, que passa na carcaça da bomba 10, o comparti-mento de trabalho da bomba 30 apresenta uma ligação com uma alimenta-ção de combustível, por exemplo, com uma bomba de alimentação. Na de-sembocadura do canal de alimentação de combustível 32, no compartimen-to de trabalho da bomba 30, está disposta uma válvula de admissão 34 quese abre para o compartimento de trabalho da bomba 30. Além disso, o com-partimento de trabalho da bomba 30 apresenta, através de um canal de ali-mentação de combustível 36 que passa na carcaça da bomba 10, uma liga-ção com uma descarga, que está ligada, por exemplo, com um reservatóriode alta pressão 110. Com o reservatório de alta pressão 110 estão ligadosum ou, de preferência, vários injetores 120 dispostos nos cilindros da má-quina de combustão interna, através dos quais é injetado combustível noscilindros da máquina de combustão interna. Na desembocadura do canal deescoamento de combustível 36, no compartimento de trabalho da bomba 30está disposta uma válvula de descarga 38 aberta a partir do compartimentode trabalho da bomba 30.

Entre o êmbolo de bomba 20 e o carne 16 do eixo de aciona-mento 12 está disposto um tucho 40, através do qual o êmbolo de bomba 20sé apoia, pelo menos, diretamente no carne 16 do eixo de acionamento 12.O tucho 40 é executado em forma de cilindro oco, com seção transversalexterna redonda, e é conduzido, podendo ser deslocado, em um furo 42 docorpo de base 14 da carcaça da bomba 10 na direção do eixo longitudinal21 do êmbolo de bomba 20. Com isto, pelo menos, o eixo longitudinal 41 dotucho 40 é, em essência, idêntico ao eixo longitudinal 21 do êmbolo debomba 20. No tucho 40, em sua área final voltada para o eixo de aciona-mento 12 está inserido um elemento de suporte 44, no qual está apoiado,podendo girar, um rolete 46, que rola sobre o carne 16 do eixo de aciona-mento 12. O eixo de rotação 47 do rolete 46 é, pelo menos, aproximada-mente paralelo ao eixo de rotação 13 do eixo de acionamento 12. Em seulado voltado para o eixo de acionamento 12, o elemento de suporte 44 apre-senta uma cavidade 48 na qual o rolete 46 está apoiado, podendo girar. Oelemento de suporte 44 e o tucho 40 também podem ser executados empeça única.

No tucho 40 ou no êmbolo de bomba 20 agarra uma mola dereajuste 52 submetida à tensão prévia, que se apóia nâ parte da carcaça dabomba 22. Através da mola de reajuste 52 o êmbolo de bomba 20 e o tucho40 são admitidos na direção do carne 16 do eixo de acionamento 12, de talmodo que, é garantido o encosto do rolete 44 no carne 16 também duranteo curso de sucção do êmbolo de bomba 20 direcionado para o eixo de acio-namento 12 e, também, no caso de alto número de rotações do eixo de a-cionamento 12. O êmbolo de bomba 20 pode estar acoplado com o tucho40, pelo menos, na direção de seu eixo longitudinal 21. De modo alternativo,o êmbolo de bomba 20 também pode não estar ligado com o tucho 40, sen-do que, então, através da mola de reajuste 52 é garantido o encosto do êm-bolo de bomba 20 no tucho 40. Pode estar previsto que, a mola de reajuste52 agarre, por exemplo, através de um disco da mola 53, em uma base doêmbolo 20 aumentada no diâmetro, que, com isto, é mantido em contato emum flange, que se projeta para dentro no tucho 40 de seu revestimento, que,por sua vez, é mantido em contato no elemento de suporte 44, de tal modoque, a união completa, composta do êmbolo da bomba 20, do tucho 40 e doelemento de suporte 44, com rolete 46, é admitida na direção do carne 16do eixo dè acionamento 12.

Na direção do eixo de rotação 47, lateralmente ao lado do rolete46 está disposto um apoio 60 para este rolete, através do qual é evitadoque, o rolete 46 se movimente para fora do elemento de suporte 44 na dire-ção de seu eixo de rotação 47. Em sua área lateral 56, voltada para apoio60, o rolete 46 pode ser executado abaulado de modo convexo, por exem-plo, pelo menos aproximadamente, abaulado em forma de esfera. A superfí-cie do apoio 60 voltada para as superfícies laterais 56 do rolete 46 pode serexecutada, pelo menos, aproximadamente plana ou abaulada, em particular,abaulada côncava, por exemplo, como representado na figura 7, como se-ção de um cilindro circular. Neste caso, de acordo com a figura 7, o abaula-mento côncavo do apoio 60 somente está previsto em planos de corte per-pendiculares ao eixo longitudinal 41 do tucho 40, enquanto que o apoio 60em planos de corte paralelos ao eixo longitudinal 41 de acordo com as figu-ras de 3 a 6 não apresenta nenhum abaulamento. Como representado nafigura 7, o apoio 60 pode ser executado como um anel que envolve o rolete46, ou pode estar disposto somente lateralmente ao lado das superfícieslaterais 56 do rolete 46.

A geometria das superfícies laterais 56 do rolete 46 e do apoio60 é otimizada em relação à compressão de superfície mínima e ao resfria-mento máximo, de tal modo que, a solicitação tribológica do rolete 46 e doapoio 60 é minimizada. Se o apoio 60 for executado plano, como represen-tado na figura 7 na metade esquerda, então o raio R do abaulamento con-vexo das superfícies laterais 56 do rolete 46, por exemplo, tem o valor deaproximadamente 50 até 500 mm, de preferência, aproximadamente de 90até 300 mm. Se o apoio 60 for executado com abaulamento côncavo comum raio R1, como representado na figura 7 na metade direita, então o raio Rdo abaulamento convexo das superfícies laterais 56 do rolete 46 tem o valoraproximadamente de 70 até 100%, de preferência, aproximadamente de 85até 95% do raio R1 do apoio 60.

Está previsto que, pelo menos, na área de contato entre o rolete46 e o apoio 60, o rolete 46 e/ou o apoio 60 apresente uma superfície comalta resistência ao desgaste. Neste caso, pode estar previsto que, no todo, orolete 46 seja constituído de um material com alta resistência ao desgaste,por exemplo, de um material de cerâmica ou de um metal duro. De modoalternativo ou adicional, também pode estar previsto que, no todo, o apoio60 seja constituído de um material com alta resistência ao desgaste, por e-xemplo, de um material de cerâmica ou de um metal duro.

De modo alternativo está previsto que, o rolete 46 propriamentedito seja constituído de um material com menor resistência ao desgaste e,de acordo com um exemplo de execução representado na figura 3, em suassuperfícies laterais 56 voltadas para o apoio 60, seja dotado, respectivamen-te, de um revestimento 62 de um material com alta resistência ao desgaste.De modo alternativo ou adicional, ao revestimento das superfícies laterais56 do rolete, também pode estar previsto o apoio 60 com um revestimento62 de um material com alta resistência ao desgaste. O revestimento 62 podeser constituído de um material de cerâmica, de um metal duro ou de umaliga de carbono, em particular, de uma liga de carbono semelhante ao dia-mante. De modo alternativo, o revestimento 62 pode ser constituído de umóxido de metal ou de um nitrito de metal, por exemplo, nitrito de titânio. Orevestimento 62 também pode ser produzido por meio de nitro-carburação.

Além disso, de modo alternativo está previsto que, o rolete 46em si seja constituído de um material com menor resistência ao desgaste e,de acordo com um exemplo de execução representado na figura 4, em suassuperfícies laterais 56 voltadas para o apoio 60, apresenta respectivamenteuma peça intercalada 64 de um material com alta resistência ao desgaste.Neste caso, a peça intercalada 64 pode ser executada como uma placa fina,que é inserida em uma cavidade correspondente da superfície lateral 56 dorolete 46. De modo alternativo ou adicional ao rolete 46, no apoio 60, emsuas áreas voltadas para as superfícies laterais 56 do rolete 46, tambémpode ser respectivamente inserida uma peça intercalada 64 de um materialcom alta resistência ao desgaste. A peça intercalada 64 pode ser constituídade um material, como o que está indicado anteriormente para o revestimen-to 62.

Também pode estar previsto que, de acordo com um exemplode execução representado na figura 5, o revestimento 62 seja aplicado dire-tamente sobre o tucho 40, como representado na metade esquerda na figu-ra 5, ou sobre o elemento de suporte 44, como representado na metade di-reita na figura 5, em particular, em uma parede interna do tucho 40 ou doelemento de suporte 44 que está adjacente ao rolete 46 lateralmente na di-reção de seu eixo de rotação 47. Neste caso, pode estar previsto que, naparede interna do tucho 40 ou do elemento de suporte 44 esteja disposta,pelo menos, uma ranhura 66, na qual o revestimento 62 é aplicado, sendoque, na, pelo menos uma, ranhura 66 é garantida uma boa aderência dorevestimento 62 no tucho 40 ou no elemento de suporte 44. O revestimento62 pode ser aplicado, por exemplo, através de injeção como cerâmica deinjeção.

O apoio 60 pode ser formado por uma parte do tucho 40 ou doelemento de suporte 44 ou por um componente separado, em particular, emforma de anel, inserido no tucho 40, conforme representado na metade es-querda na figura 6, ou no elemento de suporte 44, conforme representadona metade direita na figura 6, o qual, então, está disposto entre o rolete 46 eo tucho 40 ou o elemento de suporte 44. O apoio 60 pode estar inserido, porexemplo, comprimido, no tucho 40 ou no elemento de suporte 44. Neste ca-so, de acordo com um exemplo de execução representado na figura 6, notucho 40 pode ser executada uma recepção 68 para o apoio 60. A recepção68 pode ser formada, por exemplo, de uma área aumentada no diâmetrointerno da parede interna do tucho 40, que envolve o rolete 46. Neste caso,na área da recepção 68, a espessura da parede do tucho 40 pode ser redu-zida em relação ao resto do tucho 40 ou do elemento de suporte 44. Demodo alternativo, como representado na metade direita da figura 6, no ele-mento de suporte 44 também pode ser executada uma recepção 68 igual àexecutada para o apoio 60. O apoio pode ser executado como esclarecidoanteriormente, portanto, ele próprio pode ser constituído de um material comalta resistência ao desgaste, ou pode apresentar um revestimento ou umapeça intercalada de um material com alta resistência ao desgaste.

Durante o curso de sucção do êmbolo de bomba 20, no qualeste se desloca radialmente para dentro, com a válvula de admissão 34 a -berta, o compartimento de trabalho da bomba 30 é enchido com combustí-vel, através do canal de alimentação de combustível 32, sendo que, a válvu-la de descarga 38 está fechada. Durante o curso de transporte do êmboloda bomba 20, no qual este se desloca radialmente para fora, com a válvulade descarga 38 aberta, através do êmbolo da bomba 20 é transportadocombustível sob alta pressão, através do canal de escoamento de combus-tível 36 para o reservatório de alta pressão 110, sendo que, a válvula deadmissão 34 está fechada.

Claims

1. Bomba de alta pressão, em particular, para um dispositivo deinjeção de combustível de uma máquina de combustão interna, com um eixode acionamento (12) que apresenta, pelo menos, um carne (16) ou excêntri-co com, pelo menos, um elemento de bomba (18) que apresenta um êmbolode bomba (20) que é acionado, através do carne (16) ou excêntrico do eixode acionamento (12), para um movimento de elevação, sendo que, entre oêmbolo de bomba (20) e o carne (16) ou excêntrico do eixo de acionamento(12) estão dispostos um elemento de suporte (44) e um rolete (46), apoiado,podendo girar, neste elemento, que rola sobre o carne (16) ou excêntrico,caracterizada pelo fato de que, na direção do eixo de rotação (47) do rolete(46), além deste está disposto um apoio (40; 44; 60) para o rolete (46) e pe-lo fato de que, pelo menos, na área de contato entre o rolete (46) e o apoio(40; 44; 60), o rolete (46) e/ou o apoio (40; 44; 60) apresenta uma superfíciecom alta resistência ao desgaste.

2. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que, em sua superfície lateral (56) voltada para a-poio (40; 44; 60) o rolete (46) é executado abaulado de modo convexo.

3. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 2, ca-racterizada pelo fato de que, o abaulamento convexo da superfície lateral(56) do rolete (46) é, pelo menos aproximadamente, em formato de esfera,pelo fato de que, o apoio (60) é executado abaulado de modo côncavo, epelo fato de que, o raio (R) do abaulamento da superfície lateral (56) do role-te (46) tem o valor aproximadamente de 70 até 100%, de preferência, apro-ximadamente de 85 até 95% do raio (R1) do abaulamento do apoio (60).

4. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 2, ca-racterizada pelo fato de que o abaulamento convexo da área lateral (56) dorolete (46) é, pelo menos, aproximadamente em formato de esfera, caracte-rizado pelo fato de que, pelo menos, aproximadamente, o apoio (60) é exe-cutado plano, e pelo fato de que o raio (R) do abaulamento da superfícielateral (56) do rolete (46) tem o valor de aproximadamente de 50 até 500mm, de preferência, aproximadamente de 90 até 300 mm.

5. Bomba de alta pressão de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que, na área de contato, o rolete(46) e/ou o apoio (40; 44; 60) está dotado de um revestimento (62) de ummaterial com alta resistência ao desgaste.

6. Bomba de alta pressão de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que, no rolete (46) e/ou no apoio(40; 44; 60), na área de contato, está inserida uma peça intercalada (64) deum material com alta resistência ao desgaste.

7. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 5 ou 6,caracterizada pelo fato de que o revestimento (62) ou a peça intercalada(64) é constituído de um material de cerâmica.

8. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 5 ou 6,caracterizada pelo fato de que o revestimento (62) ou a peça intercalada(64) é constituído de um oxido de metal ou de um nitrito de metal.

9. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 8, ca-racterizada pelo fato de que, o revestimento (62) ou a peça intercalada (64)é constituído de um nitrito de titânio.

10. Bomba de alta pressão de acordo com a reivindicação 5 ou-6, caracterizada pelo fato de que o revestimento (62) ou a peça intercalada(64) é constituído de uma liga de carbono, em particular, de uma liga decarbono semelhante ao diamante.

11. Bomba de alta pressão de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o rolete (46) e/ou o apoio (60)é constituído de um material de cerâmica.

12. Bomba de alta pressão de acordo com uma das reivindica-ções anteriores, caracterizada pelo fato de que o apoio (60) é formado comoum anel que envolve o rolete (46).

13. Bomba de alta pressão de acordo com uma das reivindica-ções anteriores, caracterizada pelo fato de que o apoio (60) está inserido noelemento de suporte (44) ou em um tucho (40) que recebe o elemento desuporte (44).