Mejoras relacionadas con bombas de combustible.

Una bomba (200) de combustible para ser usada en un motor de combustión interna,

comprendiendo la bomba (200) de combustible:

un émbolo (201) de bombeo para presurizar combustible en el interior de una bomba (220) de combustible durante una carrera de bombeo del émbolo;

un elemento (206) cursor que puede interaccionar con un elemento de accionamiento; y

un elemento (226) de interfaz para impartir impulso desde el elemento (206) cursor al émbolo (201) de bombeo para realizar la carrera de bombeo del émbolo, caracterizado por que el elemento (226) de interfaz comprende un pie integral del émbolo (201) de bombeo que tiene una superficie (244) de contacto curvada que puede interaccionar con el elemento (206) cursor, por lo cual dicha superficie (244) de contacto curvada está diseñada para que se aplane durante la utilización.

Mejoras relacionadas con bombas de combustible

La invención se refiere a conjuntos de bomba del tipo apropiado para ser usados en sistemas de inyección de combustible de conducto común (common rail) de motores de combustión interna. En particular, aunque no de forma exclusiva, la invención se refiere a un émbolo de bombeo mejorado, y a una bomba de combustible mejorada del tipo que tiene al menos un émbolo de bombeo que es accionado por una leva impulsada por motor u otro sistema de accionamiento apropiado.

La Figura 1 es una vista seccionada de una bomba de combustible de conducto común con diseño de bomba radial conocida, la cual se describirá ahora, a modo de ejemplo, para ilustrar la técnica anterior.

La bomba 100 de la Figura 1 comprende tres émbolos 102 de bombeo que están situados en posiciones espaciadas equi-angularmente alrededor de una leva 104 impulsada por motor. Cada émbolo 102 está montado dentro de un agujero 106 de émbolo proporcionado en una carcasa principal 108 de la bomba. A medida que la leva 104 es accionada durante la utilización, se obliga a los émbolos 102 a realizar un movimiento de vaivén dentro de sus agujeros 106 de una manera cíclica en fase. A medida que los émbolos 102 realizan su movimiento de vaivén, cada uno de ellos provoca presurización de combustible en el interior de una cámara 109 de bomba definida en un extremo del agujero 106 de émbolo asociado. El suministro de combustible desde las cámaras de bomba hacia una tubería de alimentación de alta presión común (no mostrada) se controla por medio de válvulas de salida (no mostradas). La tubería de alta presión suministra combustible a un conducto común, o a otro volumen acumulador, para su envío a inyectores situados aguas abajo de un sistema de combustible de conducto común.

La leva 104 soporta a un anillo de leva, o cursor 110 de leva, el cual está provisto de una pluralidad de planos 112, uno para cada émbolo 102. Un elemento intermedio en forma de un empujador 114 interacciona con cada uno de los planos 112 del cursor 110 de leva y se acopla a un émbolo 102 asociado de tal manera que, a medida que el empujador 114 es impulsado por el giro de la leva 104, se imparte impulso al émbolo 102. A medida que cada empujador 114 es impulsado radialmente hacia afuera, su émbolo 102 respectivo es impulsado para reducir el volumen de la cámara de bomba. A esta parte del ciclo de bombeo se le denomina carrera de bombeo del émbolo 102, durante la cual combustible situado en el interior de la cámara de bombeo asociada se presuriza hasta un nivel relativamente alto.

A medida que el cursor 110 se mueve arrastrado por la leva 104 para impartir Impulso a los empujadores 114 en una dirección axial, se provoca que una superficie de base de cada empujador 114 se traslade lateralmente sobre una zona de interacción de un plano 112 asociado del cursor 110. Esta traslación de los empujadores 114 con respecto al cursor 110 provoca desgaste por rozamiento de los empujadores 114 y del cursor 110. El desgaste por rozamiento se produce particularmente en bordes laterales de los empujadores 114.

El desgaste por rozamiento de los empujadores 114 y del cursor 110 de la bomba 100 de combustible de conducto común conocida de la Figura 1 conduce no sólo a un eventual fallo del componente, sino también a mayores temperaturas locales de funcionamiento, las cuales a su vez tienen un impacto adicional sobre la eficiencia y la durabilidad de la bomba 100 en su conjunto. De las Patentes DE 19753593 y DE 19829547 se conocen otras bombas de combustible de la técnica anterior.

Es con vistas a resolver o mitigar al menos un problema de la técnica anterior por lo que la presente invención proporciona una bomba de combustible y un émbolo de bombeo mejorados.

Desde un primer aspecto, la presente invención reside en líneas generales en una bomba de combustible para ser usada en un motor de combustión interna, comprendiendo la bomba de combustible: un émbolo de bombeo para presurizar combustible dentro de una cámara de bomba durante una carrera de bombeo del émbolo; un elemento cursor que puede interaccionar con un elemento de accionamiento; y un elemento de interfaz para impartir impulso desde el elemento cursor al émbolo de bombeo para realizar la carrera de bombeo del émbolo, donde el elemento de Interfaz comprende una superficie de contacto curvada que puede ¡nteracclonar con el elemento cursor.

La superficie de contacto curvada reduce el desgaste por rozamiento entre el elemento de interfaz y el elemento cursor al permitir una libertad de movimiento mejorada entre el elemento de Interfaz y el elemento cursor, en particular durante la traslación del elemento de Interfaz sobre el elemento cursor durante la utilización. Además, debido a la naturaleza hidrodinámica de la superficie curvada, la cual ayuda a difundir lubricante, se puede reducir aún más el rozamiento.

Convenientemente, para permitir una libertad de movimiento particularmente grande, la superficie de contacto curvada puede ser convexa.

Preferiblemente, el elemento de interfaz puede comprender una superficie de contacto curvada adicional que puede ¡nteracclonar con el elemento cursor, definiendo las superficies de contacto curvadas en conjunto una superficie de

contacto curvada combinada que tiene un radio de curvatura variable. Además, el elemento de interfaz puede comprender ventajosamente una superficie de contacto substancialmente plana que puede interaccionar con el elemento cursor, bordeando dicha superficie substancialmente plana a la superficie de contacto curvada combinada. Convenientemente, la superficie de contacto substancialmente plana puede estar definida por un bisel anular del elemento de interfaz.

Para facilitar una transición sin bordes entre la superficie de contacto curvada combinada y la superficie de contacto substancialmente plana, la superficie curvada combinada puede comprender un primer radio de curvatura, comparativamente pequeño, en un primer punto en una frontera con la superficie substancialmente plana, y un segundo radio de curvatura, comparativamente grande, en un segundo punto. Opcionalmente, el radio de curvatura de la superficie curvada combinada puede aumentar a medida que aumenta la distancia desde la frontera con la superficie substanclalmente plana.

Para ayudar a maxlmlzar las propiedades hidrodinámicas que ayudan a la difusión de lubricante, la superficie de contacto curvada puede preferiblemente ser parcialmente esférica. Para proporcionar durante la utilización un buen equilibrio entre la reducción de rozamiento y la evitación de grandes tensiones de compresión, la superficie curvada parcialmente esférica puede tener preferiblemente un radio de curvatura dentro del rango de 650 mm a 900 mm. Lo más preferiblemente, para proporcionar un equilibrio excelente entre la reducción de rozamiento y la evitación de grandes tensiones de compresión durante la utilización, la superficie curvada puede tener un radio de curvatura dentro del rango de 700 mm a 800 mm. Un radio dentro de cualquiera de estos rangos se puede combinar ventajosamente con un diámetro máximo de sección de la superficie curvada dentro del rango de 15,2 mm a 16,2 mm.

El elemento de Interfaz es Integral con el émbolo de bombeo. El elemento de interfaz comprende un pie del émbolo de bombeo. Dado que la superficie de contacto curvada proporciona una libertad de movimiento mejorada y reduce significativamente el desgaste por rozamiento, la necesidad de un elemento Intermedio tal como un empujador se elimina cuando el elemento de Interfaz es Integral con el émbolo de bombeo. De esta forma, se reduce el coste de fabricación y se simplifica la estructura de la bomba de combustible.

Preferiblemente, el elemento cursor puede comprender un plano para su Interacción con el elemento de interfaz. De forma adicional o alternativa, el elemento de Interfaz y el elemento cursor se pueden diseñar ventajosamente para proporcionar una tolerancia de rotación que permita un movimiento giratorio del elemento cursor alrededor de un eje del elemento cursor. Preferiblemente, la tolerancia de rotación puede estar definida por la superficie curvada del elemento de interfaz.

La provisión de una tolerancia de rotación ayuda a reducir el desgaste por rozamiento debido a cualquier momento de giro variable que se pueda producir entre el elemento cursor y el émbolo de bombeo durante cualquier traslación lateral del elemento de interfaz con respecto al elemento cursor durante la utilización.

Para proporcionar una reducción significativa del desgaste por rozamiento, la máxima tolerancia de rotación entre un eje central de movimiento del elemento de interfaz y un eje de una fuerza de accionamiento radial del elemento... [Seguir leyendo]

1. Una bomba (200) de combustible para ser usada en un motor de combustión interna, comprendiendo la bomba (200) de combustible:

un émbolo (201) de bombeo para presurizar combustible en el interior de una bomba (220) de combustible durante una carrera de bombeo del émbolo;

un elemento (206) cursor que puede interacclonar con un elemento de accionamiento; y

un elemento (226) de interfaz para impartir Impulso desde el elemento (206) cursor al émbolo (201) de bombeo para realizar la carrera de bombeo del émbolo, caracterizado por que el elemento (226) de Interfaz comprende un pie integral del émbolo (201) de bombeo que tiene una superficie (244) de contacto curvada que puede interaccionar con el elemento (206) cursor, por lo cual dicha superficie (244) de contacto curvada está diseñada para que se aplane durante la utilización.

2. La bomba de combustible de la reivindicación 1, en la cual la superficie (244) curvada es convexa.

3. La bomba de combustible de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en la cual el elemento (226) de Interfaz comprende una superficie (242) de contacto curvada adicional que puede interacclonar con el elemento (206) cursor, definiendo las superficies (242, 244) de contacto curvadas en conjunto una superficie (242, 244) de contacto curvada combinada que tiene un radio de curvatura variable.

4. La bomba de combustible de la reivindicación 3, en la cual el elemento (226) de interfaz comprende además una superficie (240) de contacto substancialmente plana que puede interacclonar con el elemento (206) cursor, bordeando la citada superficie (240) substancialmente plana a la superficie (242, 244) de contacto curvada combinada.

5. La bomba de combustible de la reivindicación 4, en la cual la superficie (240) substancialmente plana está definida por un bisel anular del elemento (226) de interfaz.

6. La bomba de combustible de la reivindicación 4 o de la reivindicación 5, en la cual la superficie (242, 244) curvada combinada comprende un primer radio de curvatura, comparativamente pequeño, en un primer punto en una frontera con la superficie (240) substancialmente plana, y un segundo radio de curvatura, comparativamente grande, en un segundo punto.

7. La bomba de combustible de la reivindicación 6, en la cual el radio de curvatura de la superficie (242, 244) curvada combinada aumenta a medida que aumenta la distancia desde la frontera con la superficie (240) substancialmente plana.

8. La bomba de combustible de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la superficie (244) curvada es parcialmente esférica.

9. La bomba de combustible de la reivindicación 8, en la cual la superficie (244) curvada tiene un radio de curvatura dentro del rango de 650 mm a 900 mm.

10. La bomba de combustible de la reivindicación 9, en la cual la superficie (244) curvada tiene un radio de curvatura dentro del rango de 700 mm a 800 mm.

11. La bomba de combustible de la reivindicación 9 o de la reivindicación 10, en la cual la superficie (244) curvada tiene un diámetro máximo de sección dentro del rango de 15,2 mm a 16,2 mm.

12. La bomba de combustible de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual el elemento (206) cursor comprende un plano (206a, 206b) para interaccionar con el elemento (226) de interfaz.

13. La bomba de combustible de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual el elemento (226) de interfaz y el elemento (206) cursor están diseñados para proporcionar un a tolerancia (T) de rotación para permitir un movimiento giratorio del elemento (206) cursor alrededor de un eje (C) del elemento cursor.

14. La bomba de combustible de la reivindicación 13, en la cual la tolerancia (T) de rotación está definida por la superficie (244) curvada del elemento (226) de interfaz.

15. La bomba de combustible de la reivindicación 13 o de la reivindicación 14, en la cual la máxima tolerancia (T) de rotación entre un eje (A) de movimiento del elemento de Interfaz y un eje (D) de una fuerza de accionamiento radial del elemento (206) cursor es de al menos 1 grado.