ITBO20120546A1 - Pompa di alimentazione carburante - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“POMPA DI ALIMENTAZIONE CARBURANTEâ€
La presente invenzione à ̈ relativa ad una pompa di alimentazione carburante.
La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nei motori a combustione interna di piccola cilindrata per motoveicoli, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità .
Nel settore dei motoveicoli di piccola cilindrata, Ã ̈ noto realizzare un motore a combustione interna comprendente un cilindro collegato con un collettore di aspirazione tramite almeno una valvola di aspirazione e con un collettore di scarico tramite almeno una valvola di scarico.
Il collettore di aspirazione alimenta all’interno del cilindro aria proveniente dall’ambiente esterno, mentre il collettore di scarico scarica all’esterno del cilindro i gas prodotti dalla combustione per alimentarli ad una marmitta e, quindi, nell’atmosfera.
Il carburante (normalmente benzina) viene alimentato al cilindro tramite un impianto di alimentazione ad iniezione elettronica comprendente un iniettore disposto in prossimità della valvola di aspirazione per iniettare il carburante all’interno del collettore di aspirazione o disposto in modo da iniettare il carburante stesso direttamente all’interno del cilindro.
L’impianto di alimentazione comprende, inoltre, una pompa carburante, che preleva il carburante da un serbatoio di contenimento a pressione atmosferica, e lo alimenta all’iniettore sotto il controllo di una centralina elettronica, che pilota l’iniettore in modo da iniettare ciclicamente il carburante durante le fasi di aspirazioni del cilindro, e pilota, inoltre, la pompa carburante per alimentare il carburante all’iniettore con una pressione costante.
Generalmente, la pompa carburante comprende un corpo pompa tubolare provvisto di un canale di alimentazione centrale collegato da un lato al serbatoio di contenimento del carburante e dal lato opposto all’iniettore.
Il canale di alimentazione à ̈ impegnato in maniera scorrevole da un pistone definente, all’interno del corpo pompa, una camera di pompaggio a volume variabile, che à ̈ collegata con l’iniettore tramite l’interposizione di una valvola di non ritorno, ed à ̈ collegata, inoltre, con il canale di alimentazione tramite una pluralità di aperture ricavate attraverso il pistone e chiuse, normalmente, da una valvola lamellare fissata al pistone stesso.
Il pistone à ̈ mobile lungo il canale di alimentazione con un moto rettilineo alternativo sotto la spinta di un dispositivo di azionamento comprendente un attuatore elettromagnetico atto a spostare il pistone con una corsa di aspirazione del carburante nel corpo pompa ed una molla atta a spostare il pistone con una corsa di mandata del carburante all’iniettore.
Le pompe di alimentazione carburante note del tipo sopra descritto presentano alcuni inconvenienti principalmente discendenti dal fatto che tali pompe di alimentazione sono incapaci di impedire la presenza nel canale di alimentazione di bolle di vapore prodotte dall’evaporazione del carburante a causa del calore generato dalla corrente elettrica di alimentazione del citato attuatore elettromagnetico e/o dalle condizioni atmosferiche in cui opera l’impianto di alimentazione e/o dal funzionamento del motore a combustione interna.
La presenza delle citate bolle di vapore impedisce una corretta alimentazione del carburante all’interno della camera di pompaggio, e diventa particolarmente problematica quando il serbatoio di contenimento e la pompa di alimentazione carburante sono collegati fra loro tramite un condotto di alimentazione di sezione relativamente ridotta.
Scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare una pompa di alimentazione carburante che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e che sia di semplice ed economica attuazione.
Secondo la presente invenzione viene realizzata una pompa di alimentazione carburante secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
la figura 1 Ã ̈ una vista schematica di un motore a combustione interna provvisto di una preferita forma di attuazione della pompa di alimentazione carburante della presente invenzione;
la figura 2 Ã ̈ una vista laterale schematica della pompa di alimentazione carburante della figura 1;
la figura 3 Ã ̈ una sezione secondo la linea III-III della figura 1;
la figura 4 Ã ̈ una vista in pianta di un particolare della figura 3;
la figura 5 Ã ̈ una sezione secondo la linea V-V della figura 4;
la figura 6 Ã ̈ analoga alla figura 2 ed illustra una prima variante della pompa di alimentazione carburante della figura 2 stessa; e
la figura 7 Ã ̈ analoga alla figura 3 ed illustra una seconda variante della pompa di alimentazione carburante della figura 2.
Co riferimento alla figura 1, con 1 à ̈ indicato, nel suo complesso, un motore a combustione interna comprendente un cilindro 2, il quale à ̈ collegato con un collettore 3 di aspirazione tramite almeno una valvola 4 di aspirazione e con un collettore 5 di scarico tramite almeno una valvola 6 di scarico.
Il collettore 3 di aspirazione viene alimentato con aria proveniente dall’ambiente esterno da un condotto 7 di alimentazione controllato da una valvola 8 a farfalla, ed à ̈ collegato con il cilindro 2 tramite un condotto 9 di aspirazione controllato dalla valvola 4. Analogamente, il collettore 5 di scarico à ̈ collegato con il cilindro 2 tramite un condotto 10 di scarico controllato dalla valvola 6, ed à ̈ collegato, inoltre, con un condotto 11 di emissione, la cui estremità libera à ̈ collegata, a sua volta, con una marmitta (nota e non illustrata) per rilasciare nell’atmosfera i gas prodotti dalla combustione.
Il carburante, nella fattispecie benzina, viene alimentato al cilindro 2 tramite un impianto 12 di alimentazione ad iniezione elettronica comprendente un iniettore 13 disposto in prossimità della valvola 4 per iniettare il carburante stesso all’interno del condotto 9.
Secondo una variante non illustrata, l’iniettore 13 à ̈ disposto in modo da iniettare il carburante direttamente all’interno del cilindro 2.
L’impianto 12 comprende, inoltre una pompa 14 di alimentazione carburante, la quale comunica idraulicamente con un serbatoio 15 di contenimento a pressione atmosferica tramite un primo condotto 16 di alimentazione e con l’iniettore 13 tramite un secondo condotto 17 di alimentazione.
Il funzionamento dell’impianto 12 viene controllato selettivamente da una centralina 18 elettronica di controllo, la quale pilota l’iniettore 13 per alimentare ciclicamente il carburante al cilindro 2 durante le fasi di aspirazione del motore a combustione interna, e pilota, inoltre, la pompa 14 per alimentare il carburante all’iniettore 13 con una pressione costante e predeterminata.
Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, la pompa 14 comprende un corpo pompa 19, il quale presenta una forma a tazza, e definisce un cilindro 20, che presenta un asse 21 longitudinale sostanzialmente verticale, e comprende una porzione 22 superiore allargata ed una porzione 23 inferiore ristretta.
La porzione 23 à ̈ collegata con il condotto 17 e, quindi, l’iniettore 13 tramite un raccordo 19a di uscita del carburante sporgente dal corpo pompa trasversalmente all’asse 21.
La porzione 22 del cilindro 20 à ̈ impegnata in maniera scorrevole da un pistone 24, il quale à ̈ montato perpendicolarmente all’asse 21, e definisce, all’interno della porzione 22 stessa, una camera 25 superiore ed una camera 26 inferiore allineate lungo l’asse 21.
La camera 26 à ̈ una camera di pompaggio a volume variabile collegata con l’iniettore 13 tramite l’interposizione di una valvola 27 di non ritorno di tipo noto alloggiata nella porzione 23 del cilindro 20.
Il carburante viene alimentato all’interno della camera 26 tramite una valvola 28 di aspirazione comprendente una pluralità di fori 29 di alimentazione (nella fattispecie cinque fori 29) ricavati attraverso il pistone 24 parallelamente all’asse 21 ed una lamina 30 deformabile atta a controllare selettivamente l’alimentazione del carburante nella camera 26 stessa.
La lamina 30 comprende una corona 31 anulare esterna fissata lungo un bordo perimetrale del pistone 24 mediante saldatura, ed una pluralità di petali 32 centrali di forma circolare, i quali sono pari in numero al numero dei fori 29, sono associati, ciascuno, ad un rispettivo foro 29, e sono collegati con la corona 31 tramite rispettivi bracci 33 elasticamente deformabili, ciascuno dei quali à ̈ atto a spostare, e normalmente mantenere, il relativo petalo 32 in una posizione di chiusura del relativo foro 29.
Il pistone 24 à ̈ mobile lungo la porzione 22 sotto la spinta di un dispositivo 34 di azionamento comprendente un attuatore 35 elettromagnetico comprendente, a sua volta, una bobina 36 anulare alloggiata nel corpo pompa 19 all’esterno del cilindro 20, un polo 37 magnetico tubolare fissato all’interno della camera 25 coassialmente all’asse 21, ed un’ancora 38 tubolare, la quale à ̈ montata all’interno della camera 25 coassialmente all’asse 21, ed à ̈ accoppiata in maniera assialmente fissa al pistone 24 per spostarsi, rispetto al polo 37, lungo la porzione 22.
La pompa 14 comprende, inoltre, un imbuto 39 tubolare, il quale à ̈ montato all’interno della porzione 22 coassialmente all’asse 21, ed à ̈ disposto con la sua concavità rivolta verso il pistone 24.
L’imbuto 39 comprende una porzione 40 cilindrica presentante un diametro minore del diametro interno minimo del polo 37, ed una porzione 41 a tazza di forma troncoconica appoggiata sul pistone 24.
L’imbuto 39 viene mantenuto a contatto del pistone 24 da una molla 42, la quale definisce parte del dispositivo 34, si estende attorno all’imbuto 39, ed à ̈ montata tra il polo 37 e la porzione 41 coassialmente all’asse 21.
La camera 25 à ̈ chiusa superiormente da un coperchio 43, il quale à ̈ fissato al corpo pompa 19, si estende attorno all’asse 21, e presenta un manicotto 44 centrale coassiale all’asse 21 stesso.
Il manicotto 44 comprende una porzione inferiore, la quale sporge all’interno della camera 25, ed à ̈ impegnata in maniera scorrevole da una estremità libera della porzione 40 sporgente all’esterno del polo 37, ed una porzione superiore, che si estende all’esterno della camera 25, ed à ̈ collegata con il serbatoio 15 tramite il condotto 16.
L’assieme definito dall’imbuto 39 e dal manicotto 44 suddivide, quindi, la camera 25 in due canali 45, 46 di alimentazione coassiali fra loro ed all’asse 21, e di cui il canale 45 à ̈ definito all’interno dell’imbuto 39 e del manicotto 44 ed il canale 46 si estende attorno all’imbuto 39 ed al manicotto 44.
I due canali 45 e 46 sono collegati fra loro tramite una pluralità di fori 47 ricavati attraverso la porzione 41 trasversalmente all’asse 21.
In uso, il pistone 24 viene spostato dal dispositivo 34 di azionamento con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione per aspirare il carburante attraverso la valvola 28 di aspirazione ed all’interno della camera 26 di pompaggio ed una corsa di mandata per scaricare il carburante attraverso la valvola 27 ed all’esterno della camera 26 stessa.
Al termine della corsa di mandata, la bobina 36 dell’attuatore 35 elettromagnetico viene eccitata; l’assieme definito dal pistone 24 e dall’ancora 38 viene spostato contro l’azione della molla 42 a contatto del polo 37 in modo da aumentare il volume della camera 26; ed i petali 32 della valvola 28 di aspirazione vengono spostati dalla pressione del carburante presente all’interno della porzione 41 dalle loro posizioni di chiusura dei fori 29 in rispettive posizioni di apertura dei fori 29 stessi in modo da consentire l’ingresso del carburante nella camera 26.
Al termine della corsa di aspirazione, la bobina 36 dell’attuatore 35 viene diseccitata; i petali 32 della valvola 28 di aspirazione vengono spostati nuovamente nelle loro posizioni di chiusura dai relativi bracci 33; e l’assieme definito dal pistone 24 e dall’ancora 38 viene spostato dalla molla 42 in modo da ridurre il volume della camera 26 ed aprire la valvola 27.
Per quanto riguarda l’alimentazione del carburante, à ̈ opportuno precisare che il carburante viene alimentato all’interno della porzione 41 troncoconica dell’imbuto 39 lungo il canale 45 e fuoriesce in parte nel canale 46 attraverso i fori 47.
Il calore generato dalla bobina 36 nel canale 46 esterno, vale a dire nella zona più calda del corpo pompa 19, causa l’evaporazione di almeno parte del carburante presente nel canale 46 e la formazione di bolle di vapore, le quali, a causa della posizione sostanzialmente verticale dell’asse 21, risalgono in primo luogo lungo il canale 46 ed escono, quindi, dalla camera 25 attraverso un raccordo 48 di uscita, il quale sporge verso l’alto dal corpo pompa 19, e presenta un asse 49 longitudinale inclinato rispetto all’asse 21.
La presenza dell’imbuto 39 e del manicotto 44 consente, quindi, di confinare la formazione di bolle di vapore nel canale 46 esterno, evitare la formazione di bolle di vapore all’interno del canale 45 interno, e garantire una corretta alimentazione del carburante lungo il canale 45 ed all’interno della porzione 41.
La variante illustrata nella figura 6 differisce da quanto illustrato nelle figure da 2 a 5 per il fatto che, in essa, il coperchio 43 viene eliminato e sostituito con un coperchio 50, il quale à ̈ privo del manicotto 44, e presenta un raccordo 51 di ingresso del carburante nella camera 25 ed un raccordo 52 di uscita delle bolle di vapore dalla camera 25 stessa.
Il raccordo 51 à ̈ collegato con il serbatoio 15 tramite il condotto 16, ed à ̈ sostanzialmente tangente alla parete laterale del coperchio 50; ed il raccordo 52 sporge verso l’alto dal coperchio 50 coassialmente all’asse 21, ed à ̈ collegato con il serbatoio 15.
In questo caso, il canale 45 interno à ̈ definito all’interno dell’imbuto 39, il canale 46 esterno à ̈ definito tra il corpo pompa 19 e l’imbuto 39, ed il carburante viene alimentato all’interno della porzione 41 troncoconica dell’imbuto 39 sia lungo il canale 45 interno, sia tra il polo 37 e la porzione 40, lungo il canale 46 esterno, ed attraverso i fori 47.
Il calore generato dalla bobina 36 nel canale 46 esterno, vale a dire nella zona più calda del corpo pompa 19, causa l’evaporazione di almeno parte del carburante presente nel canale 46 e la formazione di bolle di vapore, le quali, a causa della posizione sostanzialmente verticale dell’asse 21, risalgono in primo luogo lungo l’asse 21, quindi tra il polo 37 e l’imbuto 39, ed infine lungo il raccordo 52 di uscita.
La presenza dell’imbuto 39 consente, quindi, di confinare all’interno del canale 46 esterno la formazione di bolle di vapore, evitare la formazione di bolle di vapore all’interno del canale 45, e garantire una corretta alimentazione del carburante lungo il canale 45 ed all’interno della porzione 41.
La variante illustrata nella figura 7 differisce da quanto illustrato nelle figure da 2 a 6 per il fatto che, in essa, l’imbuto 39 viene eliminato e sostituito con un imbuto 53, il quale à ̈ montato nella camera 25 con la sua concavità rivolta verso l’ingresso della pompa 14, ed à ̈ bloccato assialmente per interferenza all’interno del polo 37 coassialmente all’asse 21.
L’imbuto 53 à ̈ limitato da una parete 54 di fondo, la quale si estende perpendicolarmente all’asse 21, ed à ̈ provvista da una pluralità di fori 55, che sono distribuiti attorno all’asse 21, e sono ricavati attraverso la parete 54 parallelamente all’asse 21 stesso.
L’imbuto 53 comprende, inoltre, un cannotto 56, il quale sporge dalla parete 54 verso il pistone 24, e presenta una estremità libera impegnata in maniera scorrevole in un corpo 57 a tazza, che à ̈ del tutto analogo alla porzione 41, à ̈ disposto con la sua concavità rivolta verso il pistone 24, ed à ̈ provvisto di una pluralità di fori 58 del tutto analoghi ai fori 47.
La variante illustrata nella figura 7 differisce, inoltre, da quanto illustrato nelle figure da 2 a 6 per il fatto che, in essa, la molla 42 viene eliminata e sostituita con una molla 59, la quale definisce parte del dispositivo 34, si estende attorno al cannotto 56, ed à ̈ montata tra la parete 54 ed il corpo 57.
Per quanto riguarda l’alimentazione del carburante, à ̈ opportuno precisare che il carburante viene alimentato all’interno del corpo 57 sia lungo il cannotto 56, sia attraverso i fori 55, lungo un canale 60 esterno definito attorno al cannotto 56, ed attraverso i fori 58.
Il calore generato dalla bobina 36 causa l’evaporazione di almeno parte del carburante presente nel canale 60 esterno, vale a dire nella zona più calda del corpo pompa 19, e la formazione di bolle di vapore, le quali, a causa della posizione sostanzialmente verticale dell’asse 21, risalgono in primo luogo lungo l’asse 21, quindi tra il polo 37 ed il cannotto 56, ed infine attraverso i fori 55 e lungo il condotto 16 di alimentazione.
La presenza dell’imbuto 53 e del corpo 57 a tazza consente, quindi, di confinare all’interno del canale 60 esterno la formazione di bolle di vapore, evitare la formazione di bolle di vapore all’interno del cannotto 56, e garantire una corretta alimentazione del carburante lungo il cannotto 56 ed all’interno del corpo 57.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.- Pompa di alimentazione carburante, in particolare per motoveicoli, comprendente un corpo pompa (19) definente un cilindro (20) presentante un asse longitudinale (21) determinato; un pistone (24) impegnato in maniera scorrevole nel cilindro (20) e definente, unitamente al corpo pompa (19), una camera di pompaggio (26) a volume variabile provvista di almeno una mandata collegabile con un iniettore (13); un circuito di alimentazione (25; 45), il quale comunica con un serbatoio di contenimento (15) di un carburante, ed à ̈ collegato con la camera di pompaggio (26) tramite almeno una aspirazione (28) ricavata attraverso il pistone (24); ed un dispositivo di azionamento (34) per spostare il pistone (24) lungo il cilindro (20) con un moto rettilineo alternativo comprendente una corsa di aspirazione del carburante nella camera di pompaggio (26) ed una corsa di mandata del carburante all’iniettore (13); e caratterizzata dal fatto di comprendere, inoltre, un corpo tubolare (39, 44; 39; 53, 57) montato all’interno del cilindro (20) lungo il detto asse longitudinale (21) per definire, all’interno del cilindro (20) stesso, un primo canale (45; 56) ed un secondo canale (46; 60), il quale si estende attorno al primo canale (45; 56), e comunica con il primo canale (45; 56) tramite almeno una apertura (47; 58) ricavata attraverso il corpo tubolare (39, 44; 39; 53, 57) stesso. 2.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo tubolare (39, 44; 39; 53, 57) à ̈ disposto a contatto del pistone (24) per separare uno dall’altro il primo canale (45; 56) ed il secondo canale (46; 60). 3.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il corpo tubolare (39, 44; 39; 53, 57) à ̈ sostanzialmente coassiale al detto asse longitudinale (21). 4.- Pompa di alimentazione carburante secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo di azionamento (34) comprende un attuatore elettromagnetico (35) per spostare il pistone (24) con la sua corsa di aspirazione ed una molla (42; 59) per spostare il pistone (24) con la sua corsa di mandata. 5.- Pompa di alimentazione carburante secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il corpo tubolare (39, 44; 39) comprende un imbuto (39), il quale à ̈ montato all’interno del cilindro (20) con la sua concavità rivolta verso il pistone (24), e comprende una porzione a tazza (41) disposta a contatto del pistone (24) ed una porzione cilindrica (40) estendentesi attraverso il cilindro (20) stesso. 6.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 5, in cui la detta apertura (47) à ̈ ricavata attraverso la porzione a tazza (41). 7.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 5 o 6 quando dipendenti dalla rivendicazione 4, in cui la molla (42) à ̈ disposta tra l’attuatore elettromagnetico (35) e la porzione a tazza (41) per bloccare assialmente il corpo tubolare (39) sul pistone (24). 8.- Pompa di alimentazione carburante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui il corpo pompa (19) presenta una forma a tazza, ed à ̈ chiuso da un coperchio (50), il quale delimita il cilindro (20), e presenta un raccordo di ingresso (51) del carburante nel cilindro (20) ed un raccordo di uscita (52) per scaricare all’esterno del cilindro (20) bolle di vapore contenute nel secondo canale (46). 9.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 8, in cui il raccordo di ingresso (51) à ̈ sostanzialmente tangente ad una parete laterale del coperchio (50) ed il raccordo di uscita (52) à ̈ sostanzialmente coassiale al detto asse longitudinale (21). 10.- Pompa di alimentazione carburante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui il corpo pompa (19) presenta una forma a tazza, ed à ̈ chiuso da un coperchio (43), il quale delimita il cilindro (20), e presenta un raccordo di ingresso (44) del carburante nel corpo tubolare (39, 44); l’imbuto (39) essendo impegnato in maniera scorrevole nel raccordo di ingresso (44). 11.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 10, in cui il coperchio (43) presenta un raccordo di uscita (48) per scaricare all’esterno del cilindro (20) bolle di vapore contenute nel secondo canale (46). 12.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 4, in cui il corpo tubolare (53, 57) comprende un imbuto (53), il quale à ̈ montato all’interno del cilindro (20) con la sua concavità rivolta da banda opposta rispetto al pistone (24), à ̈ bloccato per interferenza sull’attuatore elettromagnetico (35), e presenta una porzione cilindrica (56) estendentesi attraverso il cilindro (20) stesso. 13.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 12, in cui il corpo tubolare (53, 57) comprende, inoltre, un organo a tazza (57), il quale à ̈ disposto a contatto del pistone (24), ed à ̈ montato con la sua concavità rivolta verso il pistone (24) stesso; l’imbuto (53) presentando una estremità libera impegnata in maniera scorrevole attraverso l’organo a tazza (57) stessa. 14.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 13, in cui la molla (59) à ̈ disposta tra l’imbuto (53) e l’organo a tazza (57) per bloccare assialmente l’organo a tazza (57) sul pistone (24). 15.- Pompa di alimentazione carburante secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui la detta apertura (58) à ̈ ricavata attraverso l’organo a tazza (57). 16.- Pompa di alimentazione carburante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 15, in cui l’imbuto (53) comprende, inoltre, una pluralità di fori (55) ricavati attraverso una parete di fondo (54) dell’imbuto (53) stesso per collegare fra loro il secondo canale di alimentazione (60) ed un ingresso della pompa di alimentazione carburante stessa.
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