IT201600087054A1

IT201600087054A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE INCLUDING A LIQUID COOLING CIRCUIT

Info

Publication number: IT201600087054A1
Application number: IT102016000087054A
Authority: IT
Inventors: Enzo Pierro
Original assignee: Fpt Ind Spa
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2018-02-24

Description

“MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA COMPRENDENTE UN CIRCUITO DI RAFFREDDAMENTO A LIQUIDO” "INTERNAL COMBUSTION ENGINE INCLUDING A LIQUID COOLING CIRCUIT"

Campo di applicazione dell’invenzione Field of application of the invention

La presente invenzione si riferisce al campo dei circuiti di raffreddamento di motori a combustione interna. The present invention relates to the field of cooling circuits of internal combustion engines.

Stato della tecnica State of the art

La testa ed i cilindri dei motori a combustione interna devono essere adeguatamente raffreddati. Il circuito di raffreddamento comprende una porzione esterna al motore che include almeno un radiatore ed una porzione interna al motore, che include uno o più passaggi attraverso le zone termicamente critiche del motore stesso. Il liquido di raffreddamento proveniente dalla porzione esterna del circuito di raffreddamento viene, generalmente, immesso in una camera di raffreddamento (jacket) del cilindro e di lì procede verso la testa del motore per raffreddare gli organi in esso contenuti. The head and cylinders of internal combustion engines must be adequately cooled. The cooling circuit comprises a portion external to the engine which includes at least one radiator and a portion internal to the engine, which includes one or more passages through the thermally critical areas of the engine itself. The cooling liquid coming from the external portion of the cooling circuit is generally introduced into a cooling chamber (jacket) of the cylinder and from there it proceeds towards the head of the engine to cool the parts contained therein.

Immaginando un cilindro disposto verticalmente, il liquido refrigerante si muove dal basso verso l’alto, cioè dalla camera di raffreddamento del cilindro verso la testa. Successivamente viene raccolto per essere nuovamente circolato nella porzione esterna del circuito di raffreddamento. Imagining a cylinder arranged vertically, the coolant moves from the bottom up, that is, from the cylinder's cooling chamber towards the head. It is then collected to be circulated again in the external portion of the cooling circuit.

E’ evidente che le zone maggiormente critiche sono in prossimità del piatto di fiamma (fire/flame deck). Organi quali gli iniettori e le valvole, soprattutto di scarico (exhaust ports), devono essere opportunamente raffreddati. US8584627 mostra una soluzione in cui il raffreddamento della testa è realizzata mediante due camere di cui una camera inferiore adiacente al piatto di fiamma ed una camera superiore adiacente e disposta superiormente e affiancata alla camera inferiore. Entrambe si estendono perpendicolarmente all’asse di sviluppo del cilindro. It is evident that the most critical areas are near the flame plate (fire / flame deck). Parts such as injectors and valves, especially exhaust ports, must be suitably cooled. US8584627 shows a solution in which the cooling of the head is achieved by means of two chambers, of which a lower chamber adjacent to the flame plate and an adjacent upper chamber arranged above and flanked by the lower chamber. Both extend perpendicular to the cylinder development axis.

Secondo tale schema, il liquido entra nella camera di raffreddamento del cilindro, e di lì una prima porzione irrora la camera inferiore ed una seconda porzione irrora la camera superiore. La prima porzione di liquido che ha irrorato la camera superiore, entra successivamente nella camera inferiore, unendosi alla seconda porzione. According to this scheme, the liquid enters the cooling chamber of the cylinder, and from there a first portion supplies the lower chamber and a second portion supplies the upper chamber. The first portion of liquid that has sprayed the upper chamber subsequently enters the lower chamber, joining the second portion.

Nella camera inferiore è alloggiata l’apertura di uscita che mette in comunicazione la porzione interna del circuito di refrigerazione del motore con la porzione esterna dello stesso. The lower chamber houses the outlet opening which connects the internal portion of the engine cooling circuit with the external portion of the same.

La camera inferiore di US8584627 è pensata per raffreddare il piatto di fiamma (flame deck), ma la descrizione e i disegni non chiariscono la disposizione delle cosiddette aperture di bypass rispetto alle luci di aspirazione e scarico e l’individuazione della loro collocazione ottimale è cruciale. The lower chamber of US8584627 is designed to cool the flame deck, but the description and drawings do not clarify the arrangement of the so-called bypass openings with respect to the intake and exhaust ports and the identification of their optimal location is crucial.

Le medesime considerazioni si applicano ai condotti che irrorano la camera superiore, che stando alla descrizione possono essere disposti su lati longitudinali opposti della testa. The same considerations apply to the ducts that spray the upper chamber, which according to the description can be arranged on opposite longitudinal sides of the head.

Si ritiene che tale schema possa essere migliorato e completato. It is believed that this scheme can be improved and completed.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Scopo della presente invenzione è quello di migliorare il suddetto schema di raffreddamento mostrato in US8584627. The purpose of the present invention is to improve the aforementioned cooling scheme shown in US8584627.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire dettagli migliorativi assenti in US8584627. A further object of the present invention is to provide improvement details absent in US8584627.

L’idea di base della presente invenzione è quella di irrorare la camera di raffreddamento di un cilindro. Di qui una prima porzione di liquido refrigerante è indirizzata direttamente ad una prima zona della camera superiore della testa. E dopo aver attraversato tale prima zona della camera superiore della testa entra nella camera inferiore e di qui ritorna su, in una seconda zona della camera superiore. La camera superiore ha un’apertura di uscita comunicante con l’esterno del motore atta ad essere collegata con il circuito esterno di refrigerazione. The basic idea of the present invention is to spray the cooling chamber of a cylinder. Hence a first portion of coolant is directed directly to a first area of the upper chamber of the head. And after having crossed this first zone of the upper chamber of the head, it enters the lower chamber and from here it returns up to a second zone of the upper chamber. The upper chamber has an outlet opening communicating with the outside of the engine designed to be connected with the external refrigeration circuit.

Preferibilmente, una seconda porzione di liquido refrigerante è indirizzata dalla camera di raffreddamento del cilindro direttamente alla camera inferiore della testa e di lì si unisce con la prima porzione di liquido proveniente dalla prima zona della camera superiore per entrare nella seconda zona della camera superiore. Preferably, a second portion of coolant liquid is directed from the cooling chamber of the cylinder directly to the lower chamber of the head and from there it joins with the first portion of liquid coming from the first zone of the upper chamber to enter the second zone of the upper chamber.

Secondo varianti preferite dell’invenzione, il collegamento tra la camera di raffreddamento del cilindro e la camera inferiore della testa è realizzato in posizione adiacente alle luci di aspirazione, cosicché la prima porzione di liquido refrigerante attraversa la camera inferiore muovendo dalle luci di aspirazione alle luci di scarico. Viceversa, il collegamento tra la camera di raffreddamento del cilindro e la prima zona della camera superiore è realizzato mediante uno o più condotti alloggiati in posizione adiacente alle luci di scarico, cosicché la seconda porzione di liquido refrigerante attraversa la prima zona della camera superiore muovendo dalle luci di scarico alle luci di aspirazione ed entra nella camera inferiore attraverso uno o più aperture di comunicazione reciproca. According to preferred variants of the invention, the connection between the cooling chamber of the cylinder and the lower chamber of the head is made in a position adjacent to the intake ports, so that the first portion of coolant liquid passes through the lower chamber moving from the intake ports to the ports. drain. Vice versa, the connection between the cooling chamber of the cylinder and the first zone of the upper chamber is made by means of one or more ducts housed in a position adjacent to the exhaust ports, so that the second portion of refrigerant liquid passes through the first zone of the upper chamber moving from the exhaust ports to the intake ports and enters the lower chamber through one or more mutual communication openings.

In altre parole la prima e la seconda porzione di liquido refrigerante muovono rispettivamente nella prima zona della camera superiore e nella camera inferiore in direzioni reciprocamente contrapposte. In other words, the first and second coolant liquid portions move respectively in the first zone of the upper chamber and in the lower chamber in mutually opposite directions.

Preferibilmente, una di dette aperture di comunicazione tra la prima area della camera superiore e la camera inferiore è disposta in posizione centrale della testa del cilindro in modo da lambire la porzione della testa che circonda l’iniettore. Preferably, one of said communication openings between the first area of the upper chamber and the lower chamber is arranged in a central position of the cylinder head so as to touch the portion of the head that surrounds the injector.

Il liquido refrigerante precedentemente entrato nella camera inferiore, si muove in alto, in una seconda zona della camera superiore per lambire il/i condotti di scarico e di qui viene raccolta per essere ricircolata. The coolant that has previously entered the lower chamber moves upwards to a second area of the upper chamber to lap the exhaust ducts and is collected from here to be recirculated.

Vantaggiosamente, la prima porzione di liquido dapprima lambisce i condotti di scarico comunicanti con le luci di scarico, più vicina alle valvole di scarico, poi lambisce la zona centrale della testa per raffreddare l’iniettore. Viceversa, la seconda porzione di liquido lambisce la zona più vicina alla camera di combustione e successivamente, assieme alla prima porzione di liquido lambisce i condotti di scarico in una zona meno calda e più distante dalle luci di scarico per essere successivamente ricircolato. Advantageously, the first portion of liquid first touches the exhaust ducts communicating with the exhaust ports, closest to the exhaust valves, then touches the central area of the head to cool the injector. Vice versa, the second portion of liquid touches the area closest to the combustion chamber and subsequently, together with the first portion of liquid, it touches the exhaust ducts in a less hot area and further away from the exhaust ports to be subsequently recirculated.

E’ oggetto della presente invenzione un motore a combustione interna comprendente un circuito di raffreddamento a liquido conformemente alla rivendicazione 1. The subject of the present invention is an internal combustion engine comprising a liquid cooling circuit in accordance with claim 1.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un metodo di raffreddamento di un motore a combustione interna. A further object of the present invention is a cooling method of an internal combustion engine.

Le rivendicazioni descrivono varianti preferite dell’invenzione e formano parte integrante della presente descrizione. The claims describe preferred variants of the invention and form an integral part of this description.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti) e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui: Further objects and advantages of the present invention will become clear from the following detailed description of an example of its embodiment (and its variants) and from the annexed drawings given purely for explanatory and non-limiting purposes, in which:

nella figura 1 è indicato schematicamente un circuito di refrigerazione secondo una variante preferita della presente invenzione; Figure 1 schematically indicates a refrigeration circuit according to a preferred variant of the present invention;

nella figura 2 è indicata una sezione trasversale della camera di raffreddamento inferiore della testa di un motore a combustione interna realizzato secondo i principi della presente invenzione; Figure 2 shows a cross section of the lower cooling chamber of the head of an internal combustion engine made according to the principles of the present invention;

nella figura 3 è indicata una sezione trasversale della camera di raffreddamento superiore della testa di un motore a combustione interna realizzato secondo i principi della presente invenzione Figure 3 shows a cross section of the upper cooling chamber of the head of an internal combustion engine made according to the principles of the present invention

nella figura 4 è indicata una sezione del motore a combustione interna di figura 2 e 3 secondo un asse di simmetria di un cilindro del motore a combustione interna e perpendicolarmente ad un relativo albero motore. Figure 4 shows a section of the internal combustion engine of Figures 2 and 3 according to an axis of symmetry of a cylinder of the internal combustion engine and perpendicular to a relative driving shaft.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. The same reference numbers and letters in the figures identify the same elements or components.

Nell’ambito della presente descrizione il termine “secondo” componente non implica la presenza di un “primo” componente. Tali termini sono infatti adoperati soltanto per chiarezza e non vanno intesi in modo limitativo. In the context of this description, the term "second" component does not imply the presence of a "first" component. These terms are in fact used only for clarity and should not be understood in a limiting way.

Nell’ambito della presente descrizione, quando si parla di collegamento o connessione si intende un collegamento idraulico se si parla di circuito di refrigerazione o collegamento pneumatico se si parla di condotti di aspirazione e scarico. In the context of this description, when we talk about connection or connection we mean a hydraulic connection if we are talking about the refrigeration circuit or pneumatic connection if we are talking about intake and exhaust pipes.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione Detailed description of examples of realization

La figura 1 riporta schematicamente una porzione di un motore a combustione interna con in particolare evidenza il relativo circuito di raffreddamento interno al motore stesso. Figure 1 schematically shows a portion of an internal combustion engine with particular emphasis on the related cooling circuit inside the engine itself.

Il circuito comprende una camera 2 di raffreddamento del cilindro 3. Essa può essere singola, oppure può a sua volta essere suddivisa in porzioni. Inoltre quando il motore a combustione interna comprende più cilindri, ogni cilindro può comprendere una propria e dedicata camera di raffreddamento, oppure due o più cilindri ne possono condividere una comune. Inoltre, se la camera 2 di raffreddamento è condivisa da più cilindri essa può essere suddivisa in porzioni, tutte condivise da detti più cilindri. The circuit comprises a cooling chamber 2 for the cylinder 3. It can be single, or it can in turn be divided into portions. Furthermore, when the internal combustion engine comprises several cylinders, each cylinder can comprise its own and dedicated cooling chamber, or two or more cylinders can share a common one. Furthermore, if the cooling chamber 2 is shared by several cylinders, it can be divided into portions, all shared by said several cylinders.

La camera 2 di raffreddamento del cilindro 3 è collegata direttamente alla porzione “esterna” del circuito di raffreddamento del motore mediante l’apertura 19. Tale porzione esterna comprende almeno un radiatore (non mostrati) per cedere calore all’ambiente esterno. Una pompa (non mostrata) permette la ricircolazione del liquido refrigerante. The cooling chamber 2 of the cylinder 3 is connected directly to the "external" portion of the engine cooling circuit through the opening 19. This external portion includes at least one radiator (not shown) to transfer heat to the external environment. A pump (not shown) allows the recirculation of the coolant.

Un primo condotto 4 mette in comunicazione diretta la camera 2 di raffreddamento del cilindro con la testa H del motore per raffreddarla. A first duct 4 puts the cylinder cooling chamber 2 in direct communication with the engine head H to cool it.

Evidentemente tale primo condotto 4 è parzialmente realizzato all’interfaccia tra il basamento B (block) del motore e la testata H (head). Testa e testata sono sinonimi. Obviously, this first duct 4 is partially made at the interface between the engine block B (block) and the head H (head). Head and head are synonymous.

Secondo la presente invenzione, il circuito di raffreddamento della testa è formato, come in US8584627 da due camere di cui una camera inferiore 8 adiacente al piatto di fiamma (flame deck) 14 ed una camera superiore 5 adiacente alla camera inferiore e ad essa sovrapposta. In altre parole, la camera inferiore si trova, come un sandwich, tra il piatto di fiamma 14 e la camera superiore 5. According to the present invention, the head cooling circuit is formed, as in US8584627, by two chambers, of which a lower chamber 8 adjacent to the flame deck 14 and an upper chamber 5 adjacent to and superimposed on the lower chamber. In other words, the lower chamber is located, like a sandwich, between the flame plate 14 and the upper chamber 5.

Secondo la presente invenzione, diversamente da US8584627, la camera superiore è divisa almeno in due zone: una prima zona ZA ed una seconda zona ZB, reciprocamente separate da un setto divisore SD sostanzialmente verticale, cioè perpendicolare al piatto di fiamma. Pertanto le due zone ZA e ZB sono sostanzialmente affiancate l’una all’altra in senso perpendicolare all’asse di sviluppo X del cilindro. La prima zona ZA è in connessione idraulica diretta con la camera 2 per il condotto 4 e comprende almeno una apertura 10, 11 all’interfaccia con la camera inferiore 8, in modo da consentire alla prima porzione di liquido F1 ricevuta dalla camera 2 di defluire verso la camera inferiore 8. According to the present invention, unlike US8584627, the upper chamber is divided into at least two zones: a first zone ZA and a second zone ZB, mutually separated by a substantially vertical dividing partition SD, i.e. perpendicular to the flame plate. Therefore the two zones ZA and ZB are substantially side by side with each other in a perpendicular direction to the cylinder's X axis of development. The first zone ZA is in direct hydraulic connection with the chamber 2 for the duct 4 and comprises at least one opening 10, 11 at the interface with the lower chamber 8, so as to allow the first portion of liquid F1 received from the chamber 2 to flow out towards the lower chamber 8.

Una volta attraversata la camera inferiore, il liquido F risale verso la camera superiore 5 entrando nella seconda zona ZB per il percorso/collegamento 16. Nella seconda zona ZB della camera superiore 5 si apre una apertura 17 di uscita per restituire alla porzione esterna del circuito il flusso F di liquido refrigerante. Once through the lower chamber, the liquid F goes up towards the upper chamber 5 entering the second zone ZB for the path / connection 16. In the second zone ZB of the upper chamber 5 an outlet opening 17 opens to return to the external portion of the circuit the flow F of coolant.

Nel caso la camera superiore sia formata da più di due zone; ZA, ZB, ZB’, etc.. le rispettive aperture di uscita 16, 16’, etc. sboccano in un collettore (non mostrato) che raccoglie il liquido refrigerante per ricircolarlo nella porzione esterna del circuito di raffreddamento del motore a combustione interna. If the upper chamber is made up of more than two areas; ZA, ZB, ZB ', etc .. the respective exit openings 16, 16', etc. they open into a manifold (not shown) which collects the coolant to recirculate it in the external portion of the cooling circuit of the internal combustion engine.

Preferibilmente, la camera inferiore 8 è anche in comunicazione diretta con la camera 2 di raffreddamento del cilindro mediante l’apertura 7. Tale apertura 7 è evidentemente realizzata all’interfaccia tra il basamento e la testa del motore. Preferably, the lower chamber 8 is also in direct communication with the cylinder cooling chamber 2 through the opening 7. This opening 7 is evidently made at the interface between the base and the engine head.

Attraverso detta apertura 7, una seconda porzione di liquido refrigerante F2 passa direttamente dalla camera 2 di raffreddamento del cilindro alla camera inferiore 8 della testa e si unisce alla prima porzione di liquido refrigerante F1 a formare detto flusso F di liquido, che dunque, secondo la presente variante, può essere considerato il flusso di liquido totale che irrora la testa H del motore a combustione interna 1. Through said opening 7, a second portion of coolant F2 passes directly from the cooling chamber 2 of the cylinder to the lower chamber 8 of the head and joins the first portion of coolant F1 to form said liquid flow F, which therefore, according to the present variant, the total liquid flow that irrigates the head H of the internal combustion engine 1 can be considered.

La figura schematica 1 riporta anche un asse tratto-punto X che rappresenta l’asse di sviluppo e preferibilmente di rotazione del cilindro 3 su cui è preferibilmente centrato l’iniettore 9. Ciononostante, una sezione trasversale del cilindro 3 può essere elissoidale e l’iniettore 9 può essere disposto in modo non centrato. The schematic figure 1 also shows a point-point axis X which represents the axis of development and preferably of rotation of the cylinder 3 on which the injector 9 is preferably centered. Nevertheless, a cross section of the cylinder 3 can be ellipsoidal and the injector 9 can be arranged in an off-center manner.

La figura 2 mostra una sezione trasversale della camera inferiore 8 della testa H. E’ preferibile che tale sezione risulti essere simmetrica rispetto all’asse Y perpendicolare all’asse X. Ciò implica che ogni riferimento usato su un lato della figura è implicitamente presente sull’altro lato della stessa. Figure 2 shows a cross section of the lower chamber 8 of the head H. It is preferable that this section is symmetrical with respect to the Y axis perpendicular to the X axis. This implies that any reference used on one side of the figure is implicitly present on the other side of it.

Si preferisce che la testa del motore sia del tipo a 4 valvole, cioè due valvole di aspirazione IV e due di scarico EV con l’iniettore 9 disposto nel centro. E’ evidente che i medesimi principi possono essere applicati ad un motore con sole due valvole per cilindro. It is preferred that the engine head be of the 4-valve type, i.e. two IV intake valves and two EV exhaust valves with the injector 9 placed in the center. It is clear that the same principles can be applied to an engine with only two valves per cylinder.

La figura 2 prevede che l’asse di simmetria Y sia disposto in modo che su un lato è presente una valvola di aspirazione ed una di scarico. In altre parole le due valvole di aspirazione sono adiacenti tra di loro e le due valvole di scarico sono adiacenti tra di loro a formare un quadrilatero. Figure 2 provides that the Y symmetry axis is arranged so that on one side there is an intake valve and an exhaust valve. In other words, the two intake valves are adjacent to each other and the two exhaust valves are adjacent to each other to form a quadrilateral.

Le aperture 10 e 11 comunicano con la prima zona ZA della sovrastante camera superiore 5. The openings 10 and 11 communicate with the first zone ZA of the overlying upper chamber 5.

Le aperture 4 sono passanti, nel senso che non comunicano con la camera inferiore 8, mettendo in comunicazione diretta la sottostante camera 2 di raffreddamento del cilindro con la prima zona ZA della sovrastante camera superiore 5. The openings 4 are through, in the sense that they do not communicate with the lower chamber 8, putting the underlying cylinder cooling chamber 2 in direct communication with the first zone ZA of the overlying upper chamber 5.

La seconda porzione di liquido F2 entra nella camera inferiore 8 attraverso le aperture 7 e lambisce le zone circostanti le luci di aspirazione IV e procede perimetralmente alla testa verso l’apertura 16 che mette in comunicazione la camera inferiore 8 con la seconda zona ZB della sovrastante camera superiore 5. The second portion of liquid F2 enters the lower chamber 8 through the openings 7 and laps the areas surrounding the intake ports IV and proceeds perimeter to the head towards the opening 16 which connects the lower chamber 8 with the second area ZB of the overlying upper chamber 5.

Il condotto 4 che collega direttamente la camera 2 con la camera superiore 5 interseca l’asse di simmetria Y in posizione opposta all’iniettore 9 rispetto alle valvole di scarico EV. Il collegamento diretto 7 tra detta camera inferiore 8 e detta camera 2 di raffreddamento di detto cilindro comprende una coppia di aperture simmetricamente disposte rispetto all’asse di simmetria Y in posizione opposta all’iniettore 9 rispetto alle valvole di aspirazione IV. In altre parole, le aperture 7 sono disposte tra un bordo esterno del motore e la/le valvole di aspirazione. The duct 4 that directly connects the chamber 2 with the upper chamber 5 intersects the axis of symmetry Y in the opposite position to the injector 9 with respect to the exhaust valves EV. The direct connection 7 between said lower chamber 8 and said cooling chamber 2 of said cylinder comprises a pair of openings symmetrically arranged with respect to the axis of symmetry Y in the opposite position to the injector 9 with respect to the intake valves IV. In other words, the openings 7 are arranged between an outer edge of the engine and the intake valve (s).

Deve esser chiaro che la posizione delle luci di scarico e dell’iniettore può essere variata leggermente rendendo detto asse di simmetria Y una sorta di asse di separazione tra due lati non simmetrici della testa. It must be clear that the position of the exhaust ports and the injector can be changed slightly by making said Y symmetry axis a sort of separation axis between two non-symmetrical sides of the head.

Una prima frazione F11 della prima porzione di liquido F1, dopo aver irrorato la prima zona ZA della camera superiore 5, entra nella camera inferiore 8 per l’apertura 10, collocata tra le luci di aspirazione IV e l’iniettore 9, per raffreddore il volume che circonda l’iniettore 9. Una prima sottofrazione F111 di tale prima frazione, muovendo radialmente verso l’esterno della camera inferiore preferibilmente attraverso una zona intermedia tra le luci di aspirazione IV e le luci di scarico EV, si unisce alla seconda porzione F2 di liquido refrigerante (F2 F111) e prosegue perimetralmente fino all’apertura 16. Una seconda sottofrazione F112 della prima frazione F11 prosegue attorno all’iniettore 9 per unirsi ad una seconda frazione F12 di liquido refrigerante che, provenendo dalla prima zona ZA della sovrastante camera superiore, entra nella camera inferiore 8 attraverso l’apertura 11 disposta tra le luci di scarico EV e l’iniettore 9. Tale frazione F12 assieme alla seconda sottofrazione F112 (F12+F112) si muove in una zona tra le valvole di scarico per raggiungere l’apertura 16. A first fraction F11 of the first portion of liquid F1, after having sprayed the first zone ZA of the upper chamber 5, enters the lower chamber 8 through the opening 10, located between the intake ports IV and the injector 9. volume surrounding the injector 9. A first subfraction F111 of this first fraction, moving radially towards the outside of the lower chamber preferably through an intermediate zone between the intake ports IV and the exhaust ports EV, joins the second portion F2 of refrigerant liquid (F2 F111) and continues around the perimeter until opening 16. A second subfraction F112 of the first fraction F11 continues around the injector 9 to join a second fraction F12 of coolant which, coming from the first zone ZA of the overlying chamber upper chamber, enters the lower chamber 8 through the opening 11 arranged between the exhaust ports EV and the injector 9. This fraction F12 together with the second subfraction F112 (F12 + F112) moves in an area between the exhaust valves to reach opening 16.

I due flussi individuati F12+F112 e F2+F111, equivalentemente F1 F2, attraversano assieme l’apertura 16 che congiunge la camera inferiore con la seconda zona ZB della sovrastante camera superiore 5. The two identified flows F12 + F112 and F2 + F111, equivalently F1 F2, cross together the opening 16 which joins the lower chamber with the second zone ZB of the overlying upper chamber 5.

Le aperture 10, 11 e 16 sono per comodità chiamate di “intercomunicazione” in quanto sono realizzate all’interfaccia tra la camera superiore e la camera inferiore. The openings 10, 11 and 16 are for convenience called "intercommunication" as they are made at the interface between the upper chamber and the lower chamber.

Preferibilmente, dopo la fusione della testa, si pratica almeno un foro nella superficie superiore della testa per ispezionare la corretta apertura delle aperture di intercomunicazione 10, 11 e 16. Successivamente, detto foro di ispezione è otturato dall’esterno mediante mezzi di otturazione quali tappi filettati. Preferably, after the casting of the head, at least one hole is made in the upper surface of the head to inspect the correct opening of the intercommunication openings 10, 11 and 16. Subsequently, said inspection hole is closed from the outside by means of sealing means such as plugs. threaded.

Sia le luci di aspirazione che le luci di scarico sono raffreddate sia mediante liquido che si muove perimetralmente all’intera camera inferiore, sia centralmente alla stessa, fino a raggiungere l’apertura 16 che riporta l’intero liquido F (F1 F2) nella seconda zona ZB della sovrastante camera superiore 5. Both the intake ports and the exhaust ports are cooled both by liquid which moves around the entire lower chamber perimeter, and centrally to the same, until opening 16 is reached which brings the entire liquid F (F1 F2) back into the second zone ZB of the overlying upper chamber 5.

La seconda ZB ha il compito di raffreddare i condotti di scarico 6, che sboccano nelle luci di scarico EV, in una zona distante dalle luci di scarico. The second ZB has the task of cooling the exhaust ducts 6, which lead into the EV exhaust ports, in an area distant from the exhaust ports.

Da quanto descritto è evidente che la seconda porzione di liquido F2 muove dalle luci di aspirazione alle luci di scarico. Viceversa, la prima porzione di liquido F1, fintanto che è nella camera superiore, muove dai condotti di scarico 6 verso i condotti di aspirazione 18. From what has been described it is evident that the second liquid portion F2 moves from the intake ports to the exhaust ports. Vice versa, the first portion of liquid F1, as long as it is in the upper chamber, moves from the exhaust ducts 6 towards the intake ducts 18.

Dunque, la porzione F1 ha il compito di raffreddare una parte intermedia dei condotti di scarico 6 ed una parte alta dell’iniettore 9. Scendendo nella camera inferiore, il la porzione F1 raffredda una parte bassa dell’iniettore 9 e contribuisce a raffreddare una parte bassa dei condotti di scarico, vale a dire le luci di scarico, successivamente, tutto il liquido F (F1 F2) va a raffreddare una parte alta dei condotti di scarico 6. Therefore, the portion F1 has the task of cooling an intermediate part of the exhaust ducts 6 and an upper part of the injector 9. Descending into the lower chamber, the portion F1 cools a lower part of the injector 9 and helps to cool a part bottom of the exhaust ducts, i.e. the exhaust ports, subsequently, all the liquid F (F1 F2) goes to cool a high part of the exhaust ducts 6.

Tra le due zone ZA e ZB della camera superiore può essere presente un’apertura di deaerazione 13. Between the two zones ZA and ZB of the upper chamber there may be a deaeration opening 13.

L’apertura di uscita 17 che permette di raccogliere tutto il liquido F è preferibilmente disposta in una parte alta della seconda zona ZB in modo da evitare la formazione di bolle di gas. The outlet 17 which allows to collect all the liquid F is preferably arranged in a high part of the second zone ZB in order to avoid the formation of gas bubbles.

La figura 3 mostra la circolazione della prima porzione di liquido F1 all’interno della camera superiore 5. Si vede che, dal condotto 4, la prima porzione F1 si divide in una prima frazione F11 che circola perimetralmente fino a raggiungere la prima apertura di intercomunicazione 10, mentre una seconda frazione devia verso l’iniettore 9 per raggiungere la seconda apertura di intercomunicazione 11. Sono possibili varianti realizzative all'esempio non limitativo descritto. Figure 3 shows the circulation of the first portion of liquid F1 inside the upper chamber 5. It can be seen that, from the duct 4, the first portion F1 divides into a first fraction F11 which circulates around the perimeter until it reaches the first intercommunication opening 10, while a second fraction deviates towards the injector 9 to reach the second intercommunication opening 11. Implementation variants of the described non-limiting example are possible.

Preferibilmente, la prima porzione di liquido F1 rappresenta circa il 50% del flusso complessivo che refrigera la testa. Di conseguenza la seconda porzione di liquido F2 rappresenta il restante flusso. Esso è suddiviso equamente tra le due aperture 7 disposte simmetricamente all’asse Y in prossimità delle luci di aspirazione IV. Preferably, the first portion of liquid F1 represents about 50% of the overall flow which refrigerates the head. Consequently, the second liquid portion F2 represents the remaining flow. It is divided equally between the two openings 7 arranged symmetrically to the Y axis near the intake ports IV.

La prima frazione F11 della prima porzione di liquido F1 che attraversa l’apertura di intercomunicazione 10 rappresenta il 40% di F1, mentre la seconda frazione F12 di liquido di liquido F1 che attraversa l’apertura di intercomunicazione 11 rappresenta il 60% di F1. The first fraction F11 of the first portion of liquid F1 that passes through the intercommunication opening 10 represents 40% of F1, while the second fraction F12 of liquid F1 that passes through the intercommunication opening 11 represents 60% of F1.

Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo è in grado di realizzare l’oggetto dell’invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi. Quanto descritto nel capitolo relativo allo stato della tecnica, se non specificatamente escluso per effetto delle differenze esplicitamente descritte è da considerarsi come parte integrante della descrizione di dettaglio. From the above description, the person skilled in the art is able to realize the object of the invention without introducing further construction details. What is described in the chapter relating to the state of the art, if not specifically excluded due to the differences explicitly described, is to be considered as an integral part of the detailed description.

Claims

CLAIMS 1. Internal combustion engine comprising at least a crankcase (B) in which a cylinder (3) and a head (H) suitable to be coupled with the crankcase and a liquid cooling circuit (1) are housed in which the liquid cooling comprises an inlet opening (19) and an outlet opening (17) communicating with the outside of the motor, - a cooling chamber (2) of said cylinder, housed in said base and having said inlet opening (19); - a lower cooling chamber (8) housed in said head (H) in a position adjacent to a flame plate (14) of said head; - an upper cooling chamber (5) housed in said head (H) above said lower chamber, so that said lower chamber is interposed between said upper chamber and said flame plate; characterized by the fact that said upper chamber (5) comprises a first zone (ZA) and a second zone (ZB) mutually separated, in which - said first zone (ZA) is directly connected (4) with said cooling chamber (2) of said cylinder to receive coolant and is directly connected (10, 11) with said lower chamber (8) to introduce coolant into it, - said second zone (ZB) is connected (16) with said lower chamber (8) to receive refrigerant liquid, and wherein said second zone (ZB) comprises said outlet opening (17).

2. Engine according to claim 1, in which, in operating conditions, said coolant flows in succession: - said cooling chamber (2) of said cylinder, - said first zone (ZA) of said upper chamber (5), - said lower chamber (8), - said second zone (ZB) of said upper chamber (5).

Engine according to one of the preceding claims, wherein said lower chamber (8) is directly connected (7) with said cooling chamber (2) of said cylinder so as to directly receive a first portion (F1) of liquid from said chamber top (5) and to directly receive a second portion (F2) of coolant liquid from said cooling chamber (2) of said cylinder.

4. Engine according to claim 3, wherein said first liquid portion (F1) and said second liquid portion (F2) move respectively in said first zone (ZA) and said lower chamber (8) in a mutually opposite way.

5. Engine according to any one of the preceding claims, wherein said head (H) comprises at least one exhaust port (EV), and wherein said direct connection between said cylinder cooling chamber (2) and said upper chamber is made by a duct (4) arranged in proximity to said at least one discharge port (4).

6. Engine according to claim 3, wherein said head (H) comprises at least one intake port (IV) and wherein said direct connection (7) between said lower chamber (8) and said cooling chamber (2) of said cylinder is made by means of an opening (7) at the interface between the base (B) and the head (H) and in which said opening is in proximity to said at least one intake port (IV).

7. Engine according to claims 5 and 6, wherein said second portion (F2), as long as it is in said lower chamber, moves from the intake ports to the exhaust ports and said first portion (F1), as long as it is in the upper chamber , moves from the exhaust ports towards the intake ports.

8. Engine according to claims 5 and 6, wherein said head (H) is equipped with two exhaust ports (EV) arranged adjacent to each other and two intake ports arranged adjacent to each other to form a quadrilateral and in which an injector ( 9) is substantially positioned in the center of said quadrilateral and in which - said duct (4) is arranged between said exhaust valves in the opposite position to the injector (9) with respect to the exhaust valves (EV), - said direct connection (7) between said lower chamber (8) and said cooling chamber (2) of said cylinder comprises a pair of openings, one for each intake valve, each opening being arranged opposite the injector (9 ) with respect to a respective intake valve (IV).

Engine according to claim 8, in which, under operating conditions, a first fraction (F11) of the first liquid portion (F1), after having sprayed the first zone (ZA) of the upper chamber (5), enters the lower chamber (8) by means of a first interconnection opening (10), located between the intake ports (IV) and the injector (9), to cool the injector.

10. Engine according to claim 9, wherein a first subfraction (F111) of said first fraction, moving radially towards the outer perimeter of the lower chamber, through an intermediate zone between an intake port (IV) and an exhaust port (EV ), joins said second portion (F2) of coolant liquid and continues perimetrically up to a third interconnection opening (16) which puts said lower chamber (8) in communication with said second zone (ZB).

11. Engine according to claim 9 or 10, wherein a second subfraction (F112) of the first fraction (F11) continues around the injector (9) and joins said second fraction (F12) of coolant which, coming from the first zone (ZA) of the upper chamber, enters the lower chamber through a second intercommunication opening (11), arranged between the exhaust ports (EV) and the injector (9).

Engine according to claim 11, wherein said second fraction (F12) together with the second subfraction (F112) moves in an area between the exhaust valves to reach said third intercommunication opening (16).

13. Engine according to claim 12, wherein both said first and second portions (F1, F2) of coolant liquid pass through said third intercommunication opening (16) to spray said second zone (ZB) arranged so as to cool a portion of a exhaust duct communicating with said exhaust ports (EV).

14. Motor according to claims 9, 10 and 11, in which said first, second and third intercommunication apertures (10, 11, 16) can be inspected through an external surface of the head by means of respective inspection holes closed by shutter means.

15. Method of cooling of an internal combustion engine, the internal combustion engine (1) comprising at least a crankcase (B) in which a cylinder (3) and a head (H) are housed, adapted to be coupled with the crankcase for defining a combustion chamber (14) and a liquid cooling circuit (1) in which the liquid cooling circuit comprises - a cooling chamber (2) of said cylinder, housed in said base and having an inlet opening (19) capable of being connected hydraulically with means for circulating said cooling liquid; - a lower cooling chamber (8) housed in said head (H) in a position adjacent to said combustion chamber (14); - an upper cooling chamber (5) housed in said head (H) in a position such that said lower chamber is interposed between said upper chamber and said combustion chamber; the method comprising the step of circulating said coolant in succession through - said cooling chamber (2) of said cylinder, - a first zone (ZA) of said upper chamber (5), - said lower chamber (8), - a second zone (ZB) of said upper chamber separated from said first zone.