IT201800001869A1 - Pistone di motore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“PISTONE DI MOTORE”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione è relativa a una camera di combustione, nel campo dei motori a combustione interna. In particolare, la presente invenzione è relativa a una camera migliorata integrata almeno parzialmente in un pistone di motore.

Descrizione della tecnica anteriore

In passato sono state sviluppate molte forme di camera di combustione per migliorare i fenomeni implicati nei cicli di un motore a combustione interna.

La figura 1 descrive, secondo US2017145901, un pistone di motore diesel a iniezione diretta 4 avente una cavità rientrante 6, rotazionalmente simmetrica secondo un asse di linea mediana CL. Il motore diesel comprende un ugello di iniezione di carburante multiforo disposto coassiale a detto asse di linea mediana. La cavità comprende un labbro anulare 42 che definisce un diametro minore in una posizione sotto una superficie di corona di pistone 43 e una porzione rialzata 42 formata in corrispondenza del centro della parte inferiore della cavità e sagomata come un tronco di cono. La posizione di altezza di una superficie superiore 41b è generalmente simile alla posizione di altezza del labbro anulare. Questa struttura ha la funzione di promuovere l’ossidazione di nerofumo utilizzando l’aria nella parte centrale della cavità.

Un volume toroidale è definito tra la porzione troncoconica e il labbro anulare. Pertanto, la cavità è ristretta in modo anulare dal labbro anulare 42 che separa la porzione di tasca 45 dalla porzione di ingresso ingrandita 44 della cavità. La circonferenza 44a indica l’intersezione tra la cavità e la superficie di corona 43.

Tale soluzione nota mira a ottenere una buona interazione con i getti iniettori quando il pistone è vicino al punto morto superiore formando una regione in cui una portata di aria in eccesso è maggiore in corrispondenza della linea mediana della porzione rialzata.

Riepilogo dell’invenzione

L’obiettivo principale della presente invenzione è ridurre ulteriormente la durata di combustione mediante un ulteriore getto di fiamma diviso nella direzione circonferenziale, avendo un totale diviso in quattro sezioni. Questo porta a un rendimento termico migliorato del motore e a una riduzione di fumo.

Alla luce della simmetria rotazionale della soluzione nota, anche tale eccesso di aria ha una simmetria rotazionale. Pertanto per qualsiasi sezione assiale la distribuzione di aria è la stessa.

Il principio principale dell’invenzione è implementare una cavità rientrante, avente una simmetria assiale secondo una linea mediana, con una porzione rialzata interna troncoconica e un labbro anulare, e distribuire, lungo il labbro anulare, due o più elementi sporgenti, sagomati per sviluppare un effetto di deviazione.

Detti elementi sporgenti sono adatti per deviare una miscela di gas che include aria fresca, carburante iniettato, gas combusti e, a seconda della fase dello stadio di corsa, anche il getto di fiamma.

Vantaggiosamente, detto elemento sporgente è adatto per dividere il getto di fiamma in più di due direzioni, utilizzando meglio l’aria nella coppa di combustione ed evitando l’urto con la camicia di cilindro se il getto passa sopra il labbro anulare.

Preferibilmente, detti elementi sporgenti sono sagomati come elementi piatti, preferibilmente anelli parziali, ciascuno posto su un piano assiale contenente la linea mediana di cavità.

Gli anelli parziali sono contigui in modo regolare con la forma del labbro anulare e sono completamente contenuti all’interno della cavità. In altri termini tali elementi sporgenti sono sotto la superficie di corona del pistone.

A differenza della soluzione nota, la distribuzione di flusso non è costante mediante la rotazione di un piano di sezione assiale, ma descrive regioni con una concentrazione di flusso maggiore secondo tali angoli tra due elementi sporgenti adiacenti.

Un altro obiettivo della presente invenzione è un motore a combustione dotato di detto pistone.

Un ulteriore obiettivo della presente invenzione è un veicolo comprendente tale motore a combustione.

Questi e ulteriori obiettivi sono raggiunti per mezzo delle rivendicazioni allegate, che descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione risulterà completamente chiara dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a titolo di esempio meramente esemplificativo e non limitativo, da leggere con riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 mostra una sezione longitudinale di un pistone secondo la tecnica anteriore;

- La figura 2 mostra una vista in prospettiva di un esempio di pistone secondo la presente invenzione,

- La figura 3 mostra una porzione della figura 2 in dettaglio;

- Le figure 4 e 5 descrivono una porzione di vista dall’alto della figura 2 secondo due livelli di ingrandimento.

Per semplificare la comprensione della presente invenzione, sono impiegati gli stessi numeri e le stesse lettere della tecnica anteriore per indicare caratteristiche corrispondenti della presente invenzione. Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure indicano le stesse caratteristiche o caratteristiche funzionalmente equivalenti.

Descrizione dettagliata delle forme di realizzazione preferite

La figura 2 descrive una vista in prospettiva di un pistone di motore 4 secondo una implementazione preferita della presente invenzione.

Il pistone di motore 4, nel seguito “pistone”, ha una cavità rientrante 6, assialmente simmetrica e preferibilmente rotazionalmente simmetrica secondo un asse di linea mediana CL.

Preferibilmente l’intera porzione superiore del pistone ha una simmetria rotazionale, pertanto l’asse di linea mediana è l’asse di rotazione sia per la porzione superiore del pistone sia per la cavità 6.

La cavità include un labbro anulare 42 che definisce un restringimento minore, preferibilmente un diametro minore, in una posizione sotto una superficie di corona di pistone 43 e una porzione inferiore di cavità 45.

Una porzione rialzata 42 è formata in corrispondenza del centro della porzione inferiore della cavità e rastremata verso la sua porzione superiore, preferibilmente sagomata come un tronco di cono. La posizione di altezza di una superficie superiore 41b è generalmente simile alla posizione di altezza del labbro anulare.

L’inclinazione della superficie laterale della porzione rialzata 42 può variare secondo le caratteristiche dell’iniettore di carburante (non descritto).

Un volume pseudo toroidale è definito tra la porzione a tronco di cono e il labbro anulare.

Il labbro anulare 42 divide la cavità in detto volume pseudo toroidale e una porzione di ingresso ingrandita 44 della cavità definita dalla superficie delimitata da detta superficie di corona 43, rastremata verso la porzione inferiore della cavità. L’intersezione tra detta porzione ingrandita e la superficie di corona 43 definisce un profilo di ingresso, che preferibilmente è una circonferenza.

Secondo l’invenzione, lungo il labbro anulare sono disposti elementi sporgenti PJ per deviare il flusso di gas/getto di fiamma inducendo la loro accelerazione locale in quattro direzioni.

Pertanto, tali elementi sporgenti PJ definiscono mezzi di deviazione.

Preferibilmente, detti elementi sporgenti sono distribuiti equamente lungo il profilo di labbro anulare 42.

Il numero di tali elementi sporgenti PJ può essere qualsiasi, pari o dispari.

Tuttavia, essi sono distribuiti equamente lungo il perimetro del profilo di labbro assicurando un comportamento generalmente assialmente simmetrico della cavità.

Le figure da 2 a 5 indicano il flusso di gas o getto di fiamma con la lettera G.

Questo flusso è diviso da un elemento sporgente inducendo un’accelerazione di flusso locale.

Secondo una implementazione preferita dell’invenzione, tali elementi sporgenti sono come porzioni di anello o di settori circolari piatti posti all’interno di uno stesso numero di piani assiali.

L’obiettivo è dividere il flusso in quattro sottoflussi grazie all’elemento sporgente in combinazione con il labbro anulare.

Gli anelli parziali sono congiunti in modo dolce, rastremata, con la forma del labbro anulare e sono completamente contenuti all’interno della cavità. In altri termini, tali elementi sporgenti sono sotto la superficie di corona del pistone.

Ciascuno di detti elementi sporgenti è congiunto con la porzione di ingresso ingrandita 4 della cavità definendo alette o nervature lisce F.

Le alette lisce possono essere presenti anche dal labbro anulare verso la porzione inferiore 45 della cavità.

Il motore diesel comprende un ugello di iniezione di carburante multiforo disposto coassiale a detto asse di linea mediana.

Grazie alla presente invenzione, all’interno della camera i flussi di gas e/o i getti di fiamma sono accelerati permettendo una combustione più rapida della carica.

La presente invenzione è relativa anche a un motore a combustione interna comprendente un cilindro e un pistone accoppiato a detto cilindro e un albero a manovella collegato a detto pistone attraverso una biella.

Molti cambiamenti, modifiche, varianti e altri usi e applicazioni dell’invenzione in oggetto saranno evidenti agli esperti nella tecnica dopo la considerazione della descrizione e dei disegni allegati, che descrivono forme di realizzazione preferite della stessa.

Per esempio detti mezzi di deviazione possono essere posti su un piano perpendicolare a detto asse di linea mediana CL. Inoltre, ciascuno di detti mezzi di deviazione può avere il proprio asse di rotazione, incidente a detto asse di linea mediana.

Tali cambiamenti, modifiche, varianti e altri usi e applicazioni che non si discostano dallo spirito e dall’ambito di protezione dell’invenzione sono tutti coperti dalla presente invenzione.

Non saranno descritti ulteriori dettagli di implementazione, dato che un esperto nella tecnica è in grado di realizzare l’invenzione partendo dall'insegnamento della descrizione di cui sopra.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pistone di motore (4) comprendente una cavità rientrante (6), assialmente simmetrica secondo un asse di linea mediana (CL), la cavità includendo - un labbro anulare (42) che definisce un restringimento della cavità in una posizione sotto una superficie di corona di pistone (43), - una porzione inferiore di cavità (45) e - una porzione rialzata (42) formata in corrispondenza di un centro della porzione inferiore (45) della cavità, rastremata verso una relativa porzione superiore e caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di deviazione distribuiti equamente lungo detto labbro anulare (42).
2. 2. Pistone secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuno di detti mezzi di deviazione comprende un elemento piatto posto in un piano assiale contenente detto asse di linea mediana (CL).
3. 3. Pistone secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuno di detti elementi piatti definisce un anello parziale o un settore circolare piatto congiunto in modo dolce a detto labbro anulare.
4. 4. Pistone secondo la rivendicazione 3, in cui detto un labbro anulare (42) divide la cavità in un volume pseudo toroidale e una porzione di ingresso ingrandita (44) della cavità definita da una superficie, rastremata verso detta porzione inferiore (45) della cavità, in cui ciascuno di detti mezzi di deviazione definisce un’aletta liscia (F).
5. 5. Pistone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta cavità (6) ha una simmetria rotazionale complessiva su detto asse di linea mediana (CL) e detta porzione rialzata definisce un tronco di cono.
6. 6. Pistone secondo la rivendicazione 5, in cui una porzione superiore di detto pistone includente detta cavità (6) ha una simmetria rotazionale complessiva su detto asse di linea mediana (CL).
7. 7. Motore a combustione comprendente almeno un pistone di motore (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 6.
8. 8. Motore a combustione secondo la rivendicazione 7, comprendente inoltre un iniettore, posto su detto asse di linea mediana (CL).
9. 9. Motore a combustione secondo la rivendicazione 8, in cui detto iniettore è adatto per produrre almeno un insieme di coni di spruzzatura orientati secondo le direttrici di un cono e distanziati angolarmente equamente tra loro.
10. 10. Veicolo comprendente il motore a combustione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 7 a 9.