Mejoras relativas a bombas de combustible.

Una cabeza de bomba para una bomba de combustible para utilizar en un sistema de inyección decombustible de raíl común,

comprendiendo la cabeza de bomba:

un alojamiento de cabeza de bomba (110);

una cámara de bombeo (124) definida dentro del alojamiento de cabeza de bomba (110); y

una disposición de válvula de entrada (132) para controlar el flujo de combustible al interior de la cámara debombeo (124), incluyendo la disposición de válvula de entrada un miembro de válvula (146) que se puedemover entre las posiciones abierta y cerrada como respuesta a la presión de combustible dentro de unagalería (150), en la que la galería comunica con una cámara externa (168) definida por un miembro decierre (142) montado externamente en el alojamiento de cabeza de bomba (110), de manera que, en uso, lagalería (150) comunica con una fuente de combustible de baja presión a través de la cámara externa (168),estando la cabeza de bomba caracterizada porque

el alojamiento de cabeza de bomba (110) incluye un saliente (112a) que se sitúa dentro del miembro decierre (142).

Mejoras relativas a bombas de combustible

Campo técnico

La presente invención se refiere a bombas de combustible de alta presión para utilizar en sistemas de inyección de combustible de raíl común para suministrar combustible a alta presión a un motor de combustión interna, y en particular a una cabeza de bomba mejorada para utilizar en tales bombas de combustible. La invención tiene particular aplicación en motores de ignición de compresión (diesel) .

Técnica anterior

Las bombas de alta presión para sistemas de inyección de combustible de raíl común típicamente comprenden una o más cabezas de bomba hidráulicas en las que el combustible es presurizado en una cámara de bombeo de la cabeza de bomba mediante el movimiento alternante de un pistón. Típicamente, el combustible de baja presión es suministrado a las cabezas de bomba mediante una bomba de elevación de baja presión en el depósito, o alternativamente mediante una bomba de transferencia integrada en la bomba de combustible de alta presión. Una vez presurizado, el combustible a alta presión es suministrado desde la cámara de bombeo al raíl común.

Una cabeza de bomba conocida de una bomba de combustible de alta presión se muestra en la Fig. 1. La cabeza de bomba conocida incluye un alojamiento de cabeza de bomba 10 que tiene una parte superior 12 y un tubo de soporte de pistón que se extiende hacia abajo 14. Un pistón de bombeo 16 se mueve de forma alterna dentro de un orificio de pistón 18 definido parcialmente dentro de la parte superior 12 del alojamiento de cabeza de bomba 10 y parcialmente dentro del tubo de soporte de pistón 14. El pistón de bombeo 16 es accionado mediante una leva 20 montada en un árbol de accionamiento 22 accionado por el motor. La cámara de bombeo 24 está definida dentro de la parte superior 12 del alojamiento de cabeza de bomba 10, en un extremo superior 26 del orificio de pistón 18. El combustible a baja presión es suministrado a la cámara de bombeo 14 a lo largo de una perforación de entrada 29 en la parte superior 12. El combustible es presurizado dentro de la cámara de bombeo 24 mediante el movimiento alternante del pistón de bombeo 16 dentro del orificio del pistón 18, y el combustible a alta presión sale de la cámara de bombeo 24 a lo largo de la perforación de salida 30 en la parte superior 12.

La disposición de válvula de entrada 32 está situada encima de la cámara de bombeo 24 (en la orientación mostrada en la página) . La disposición de válvula de entrada 32 se muestra más claramente en la vista aumentada de la Fig. 1a. Haciendo ahora referencia a la Figura 1a, la disposición de válvula de entrada 32 está montada dentro de un orificio de válvula de entrada 34, que está definido en la parte superior 12 del alojamiento de cabeza de bomba 10, coaxial con el orificio de pistón 18. La disposición de válvula de entrada 32 incluye un cuerpo de válvula de entrada 36, una superficie inferior 38 que es adyacente a una pared extrema anular 40 del orificio de válvula de entrada 34 que rodea el extremo superior de la cámara de bombeo 24. El cuerpo de válvula 36 está cargado contra la pared extrema anular 40 mediante una tapa de tornillo 42 que se acopla a una parte roscada 44 de una pared interna del orificio de válvula 34. Un miembro de válvula de entrada móvil 46, guiado dentro de un orificio de válvula 48 está definido en el cuerpo de válvula de entrada 36, controla el flujo de combustible dentro de la cámara de bombeo como respuesta a la presión del combustible dentro de una galería definida en el cuerpo de válvula de entrada 36. El combustible a baja presión es suministrado a la galería 50 a través de una pluralidad de perforaciones de suministro radiales 52 en el cuerpo de válvula de entrada 36. Las perforaciones de suministro radiales 52 comunican con la perforación de entrada 28 a través de un espacio anular 54, que está definido dentro de la parte superior 12 del alojamiento de cabeza de bomba 10, entre el cuerpo de válvula de entrada 36 y la pared interior 56 del orificio de válvula de entrada 34. El espacio anular de suministro 54 puede estar mecanizado o bien en el alojamiento de cabeza de bomba 10, o bien en el cuerpo de válvula 36, o bien está divido a veces entre ambos. Un anillo con forma de O 58 está situado entre la tapa de tornillo 42 y la pared interior 56 del orificio de válvula de entrada 34 para proporcionar una obturación de baja presión entre el combustible de baja presión en el espacio anular de suministro 54 y el exterior del alojamiento de cabeza de bomba 10. Un saliente anular 60 sobre la superficie inferior 38 del cuerpo de válvula de entrada 36 limita la pared externa anular 40 del orificio de válvula de entrada 34 para formar una obturación de alta presión (“borde de cuchillo”) entre las regiones de alta presión y de baja presión. Como alternativa al saliente anular 60, se utiliza a veces una arandela de metal para formar esta obturación de alta presión.

La disposición de válvula de entrada 32 mostrada en las Figuras 1 y 1a normalmente está montada como un subconjunto. Una carga de agarre grande se aplica al cuerpo de válvula de entrada 36 mediante la tapa de tornillo 42 con el fin de generar una obturación de alta presión 60 entre las regiones de alta y baja presión. Una desventaja de estas cabezas de bomba conocidas es que la característica de obturación de alta presión 60 índice presión de contacto local elevada en una región susceptible de tensionarse por el combustible de alta presión. Además, la obturación de alta presión 60 requiere apretado precisa de la tapa del tornillo 42, que puede ser difícil de conseguir de manera constante. Diseños alternativos de cabezas de bomba emplean una válvula de bola que elimina la necesidad de una obturación a alta presión. Sin embargo, las válvulas de bola no están guiadas, lo que limita las capacidades de rendimiento de alta velocidad/alto flujo de estas cabezas de bomba.

Otro diseño conocido de cabeza de bomba se muestra en el documento US 7.363.913. La cabeza de bomba elimina

la necesidad de una obturación de alta presión entre las regiones alta y baja de la cabeza de bomba cuando el espacio anular de suministro ocupa una posición externa del alojamiento de cabeza de bomba, y recibe el combustible a una presión baja directamente desde una perforación de entrada. Sin embargo, a pesar de este beneficio, la cabeza de bomba tiene otras desventajas. Por ejemplo, el alojamiento de cabeza de bomba tiene un bolsillo grande mecanizado en su superficie superior para definir la cámara de suministro. Un saliente del cuerpo de alojamiento de cabeza de bomba se extiende dentro de la cámara de suministro y las perforaciones radiales provistas en este saliente definen trayectorias de flujo para el combustible pasado el asiento de válvula y dentro de la cámara de bombeo cuando la disposición de válvula de entrada está abierta. Desde el punto de vista de la fabricación, el alojamiento es difícil de mecanizar debido a que su compleja formación, particularmente debido al requisito del bolsillo en la superficie superior del alojamiento de cabeza de bomba y el saliente que se extiende entro del bolsillo. La provisión de perforaciones en el saliente reduce también la rigidez de alojamiento.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar una cabeza de bomba de alto rendimiento que supere los problemas anteriores asociados con los diseños conocidos.

Sumario de la invención De acuerdo con un aspecto principal de la invención, se proporciona una cabeza de bomba para una bomba de combustible para utilizar en un sistema de inyección de combustible de raíl común, comprendiendo la cabeza de bomba un alojamiento de cabeza de bomba, una cámara de bomba definida dentro del alojamiento de cabeza de bomba, y una disposición de válvula de entrada para controlar el flujo de combustible a la cámara de bombeo. La disposición de válvula de entrada incluye un miembro de válvula que se puede mover entre las posiciones abierta y cerrada como respuesta a la presión de combustible dentro de una galería. La galería comunica con la cámara externa definida por un miembro de cierre montado externamente al alojamiento de cabeza de bomba, de manera que, en uso, la galería comunica con una fuente de combustible de baja presión a través de la cámara externa. El alojamiento de cabeza de bomba incluye un saliente que es recibido dentro de miembro de cierre para situar el miembro de cierre en el alejamiento de cabeza de bomba.

La provisión del saliente sobre el alojamiento de cabeza de bomba para situar el miembro de cierre proporciona varias ventajas. La superficie radialmente exterior del saliente se puede acoplar con una superficie radialmente... [Seguir leyendo]

1. Una cabeza de bomba para una bomba de combustible para utilizar en un sistema de inyección de combustible de raíl común, comprendiendo la cabeza de bomba:

un alojamiento de cabeza de bomba (110) ;

una cámara de bombeo (124) definida dentro del alojamiento de cabeza de bomba (110) ; y

una disposición de válvula de entrada (132) para controlar el flujo de combustible al interior de la cámara de bombeo (124) , incluyendo la disposición de válvula de entrada un miembro de válvula (146) que se puede mover entre las posiciones abierta y cerrada como respuesta a la presión de combustible dentro de una galería (150) , en la que la galería comunica con una cámara externa (168) definida por un miembro de cierre (142) montado externamente en el alojamiento de cabeza de bomba (110) , de manera que, en uso, la galería (150) comunica con una fuente de combustible de baja presión a través de la cámara externa (168) ,

estando la cabeza de bomba caracterizada porque el alojamiento de cabeza de bomba (110) incluye un saliente (112a) que se sitúa dentro del miembro de cierre (142) .

2. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 1, en la que una superficie radialmente exterior del saliente (112a) se acopla con una superficie radialmente interior del miembro de cierre (142) para situar el miembro de cierre (142) en el saliente.

3. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 2, en la que una obturación de anillo con forma de O (170) está situada en una ranura dispuesta en la superficie radialmente exterior del saliente (112a) para proporcionar una obturación para la salida del flujo de combustible de la cámara externa (168) .

4. Una cabeza de bomba como la reivindicada en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un paso de baja presión para transportar combustible de baja presión desde la fuente a la cámara externa (168) , en la que el paso de suministro de baja presión está definido, en parte, dentro del saliente (112a) .

5. Una cabeza de bomba como la reivindicada en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el miembro de válvula (146) es guiado dentro de un orificio de válvula (148) definido en el alojamiento de cabeza de bomba (110) .

6. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 5, en la que el miembro de válvula (146) se acopla con un asiento de válvula (161) definido por el orificio de válvula (148) para controlar el flujo de combustible entre la cámara externa (168) y la cámara de bombeo (124) .

7. Una cabeza de bomba como la reivindicada en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el saliente (112a) del alojamiento de cabeza de bomba (110) está provisto de al menos una trayectoria de combustible (152) para proporcionar una trayectoria de flujo para el combustible entre la cámara externa

(168) y la galería (150) .

8. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 7, en la que la al menos una trayectoria de combustible es proporcionada por al menos una perforación (152) en el saliente.

9. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 7 ó en la reivindicación 8, en la que el miembro de válvula (146) está cargado en la posición cerrada mediante un muelle (163) acoplado entre una parte extrema del miembro de válvula y una superficie superior del saliente (112a) .

10. Una cabeza de bomba como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además

un muelle (163) que actúa sobre el miembro de válvula (146) para empujar el miembro de válvula a la posición cerrada en la que el combustible no es capaz de fluir a la cámara de bombeo (124) , y

al menos una trayectoria de combustible (152) entre la cámara externa (168) y la galería (150) , en la que al menos una trayectoria de combustible (152) se abre en una superficie del alojamiento de cabeza de bomba (110) fuera del diámetro del muelle (163) .

11. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 10, en la que el miembro de válvula (146) es guiado dentro del orificio de válvula (148) definido en el alojamiento de cabeza de bomba (110) .

12. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 11, en la que el miembro de válvula (146) se acopla con un asiento de válvula (161) definido por el orificio de válvula (148) para controlar el flujo de combustible entre la cámara externa (168) y la cámara de bombeo (150) .

13. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 11 ó la reivindicación 12 , en la que la 5 galería (150) está definida dentro del alojamiento de cabeza de bomba (110) .

14. Una cabeza de bomba como la reivindicada en una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en la que la al menos una trayectoria de combustible es al menos una perforación radial (152) dispuesta en el alojamiento de cabeza de bomba (110) .

15. Una bomba de combustible para utilizar en un sistema de inyección de combustible de raíl común, 10 comprendiendo la bomba:

un alojamiento de bomba principal;

y una cabeza de bomba como la reivindicada en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14;

una bomba de combustible que comprende además medios para fijar la cabeza de bomba al alojamiento de bomba principal, estando dichos medios adaptados para fijar también los medios de cierre a cabeza de 15 bomba.

16. Una cabeza de bomba como la reivindicada en la reivindicación 15, en la que la cámara externa (168) está definida, al menos en parte, por un miembro de cierre (142) montado en una superficie externa del alojamiento de cabeza de bomba (110) .