IT201800005088A1 - Motore termico a combustione interna a due tempi con lubrificazione migliorata - Google Patents

Description

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“MOTORE TERMICO A COMBUSTIONE INTERNA A DUE TEMPI CON LUBRIFICAZIONE MIGLIORATA”

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione è relativa ad un motore termico a combustione interna a due tempi.

ARTE ANTERIORE

Il motore termico a combustione interna a due tempi fu inventato da nel 1879 e si differenzia dal più diffuso motore termico a combustione interna a quattro tempi principalmente per la differente alternanza delle fasi attive (fasi utili o di potenza) in relazione ai giri dell'albero motore: infatti se nel motore a quattro tempi si ha una fase attiva (ovvero la fase di espansione in cui avviene la trasformazione dell'energia chimica in energia termica e quindi in energia cinetica) per ogni due giri dell'albero, nel motore a due tempi si ha una fase attiva per ogni giro completo dell'albero. Strutturalmente, un motore termico a combustione interna a due tempi di norma non presenta le classiche valvole d'aspirazione e scarico, che sono sostituite dalle "luci", ovvero fenditure non circolari che sono ricavate direttamente sul cilindro e vengono aperte e chiuse dal moto alternato del pistone.

Il motore termico a combustione interna a due tempi è un motore estremamente semplice, compatto, leggero ed economico e per tale motivo è stato in passato quasi sempre utilizzato nei ciclomotori di piccola cilindrata (generalmente fino a 125-150 cc) ed in tutte le applicazioni di piccola taglia (piccoli gruppi elettrogeni, motoseghe, tagliaerba, piccoli motori nautici fuoribordo). Tuttavia, gli attuali motori termici a combustione interna a due tempi non sono in grado di soddisfare le nuove normative sulle emissioni dei motori termici. Principalmente, esistendo un elevato incrocio tra la fase di aspirazione e la fase di scarico (durante l’incrocio sono contemporaneamente aperte sia le luci di aspirazione, sia le luci di scarico), una parte rilevante (fino al 40-50%) della carica fresca (ovvero dell’aria che viene aspirata nel cilindro attraverso le luci di aspirazione) fuoriesce direttamente nello scarico senza venire interessata dalla combustione; nel caso di iniezione indiretta del carburante, la carica fresca è già una miscela di aria e di carburante e quindi l’incrocio tra la fase di aspirazione e la fase di scarico provoca una dispersione nell’ambiente di una notevole quantità di idrocarburi incombusti.

Per diminuire in modo sostanziale la quantità di idrocarburi incombusti che vengono dispersi nell’ambiente è stato proposto di utilizzare l’iniezione diretta del carburante nel cilindro in modo tale da potere iniettare il carburante solo quando le luci di scarico sono chiuse (in questo caso durante l’incrocio la carica fresca che fuoriesce dalle luci di scarico è composta unicamente da aria fresca). Tuttavia, per riuscire ad ottenere una buona miscelazione del carburante iniettato direttamente nel cilindro con l’aria fresca aspirata all’interno del cilindro dalle luci di aspirazione sono normalmente necessari sistemi di iniezione molto sofisticati e quindi di costo elevato che vanificano i vantaggi economici e di compattezza per i quali viene scelto il motore termico a combustione interna a due tempi.

La domanda di brevetto WO2004106714A1 descrive un motore termico a combustione interna a due tempi con iniezione diretta del carburante, in cui il carburante viene iniettato direttamente nel cilindro mediante un iniettore che presenta un ugello orientato in modo da indirizzare il getto di carburante contro una parete della testa del cilindro disposta di fianco ad una candela di accensione montata in posizione centrale. La domanda di brevetto WO2009044225A1 descrive un motore termico a combustione interna a due tempi con iniezione diretta del carburante, in cui il carburante viene iniettato direttamente nel cilindro mediante un iniettore che presenta un ugello orientato in modo da indirizzare il getto di carburante (presentante una forma conica internamente cava per effetto di un buco di forma conica presente all’interno del getto di carburante stesso) contro una parete della testa del cilindro disposta attorno alla candela di accensione montata in posizione centrale. Tuttavia, il motore termico a combustione interna a due tempi descritto nelle domande di brevetto WO2004106714A1 e WO2009044225A1 presenta diverse irregolarità di funzionamento in quanto non permette di ottenere in molti regimi una miscelazione ottimale tra il carburante iniettato direttamente nel cilindro e l’aria fresca aspirata all’interno del cilindro dalle luci di aspirazione.

La domanda di brevetto EP0738827A1 e la domanda di brevetto US2015184579A1 descrivono un motore termico a combustione interna a due tempi con iniezione indiretta del carburante, in cui il carburante viene iniettato in un condotto di aspirazione che sfocia in una camera di manovella attraverso un pacco lamellare.

Il brevetto US4922866A1 descrive un motore a due tempi a sei cilindri a “V” provvisto di sei pacchi lamellari, all’interno di ciascuno delle quali è disposto un iniettore di carburante che inietta il carburante all’interno del pacco lamellare (ovvero la fuoriuscita del carburante dal pacco lamellare è comunque vincolata alla apertura delle lamelle). La domanda di brevetto WO2016128861A1 descrive un motore a due tempi, in cui due iniettori sono disposti da lati opposti di un pacco lamellare e sono meccanicamente del tutto indipendente dal pacco lamellare stesso.

Nei motori a termici a combustione interna a due tempi noti, generalmente, non esiste un circuito di lubrificazione con un continuo ricircolo del lubrificante, ma la lubrificazione delle parti in movimento avviene per lavaggio ed a perdere in quanto il lubrificante viene immesso indirettamente/direttamente all’interno del collettore di aspirazione e pertanto accompagna la miscela aria/carburante di carburante in tutte le sue fasi. Nei motori a termici a combustione interna a due tempi noti più moderni, è previsto un sistema alimentazione di lubrificante, il quale comprende un serbatoio del lubrificante (separato ed indipendente dal serbatoio del carburante) ed una pompa di lubrificazione a controllo elettronico che pesca il lubrificante nel serbatoio ed alimenta il lubrificante in pressione verso il condotto di aspirazione attraverso un condotto di alimentazione. Tuttavia, questa soluzione presenta alcuni inconvenienti, in quanto la portata di lubrificante che viene immessa nel condotto di alimentazione è relativamente elevata per garantire una adeguata lubrificazione di tutte le parti in movimento, nel tempo il lubrificante tende ad imbrattare il condotto di aspirazione ed i componenti contenuti nel condotto di aspirazione (con un conseguente potenziale degrado delle prestazioni dell’aspirazione), ed a motore termico spento il lubrificante può continuare a fuoriuscire accumulandosi nella camera di manovella (rendendo più difficoltoso l’avviamento a freddo del motore termico e provocando un sensibile aumento nella produzione di HC incombusti al momento dell’avviamento del motore termico). Inoltre, non si riesce a sincronizzare con precisione e nella giusta quantità l’immissione dell’olio lubrificante con la fase di aspirazione, se non utilizzati iniettori del lubrificante muniti di circuito separato (che sono, tuttavia, molto più complessi e costosi).

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è di fornire un motore termico a combustione interna a due tempi, il quale motore termico sia privo degli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di facile ed economica realizzazione.

Secondo la presente invenzione viene fornito un motore termico a combustione interna a due tempi, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.

Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

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 è una vista schematica di un motore termico a combustione interna a due tempi con iniezione del carburante realizzato in accordo con la presente invenzione;

• la figura 2 è una vista schematica e parzialmente in sezione del motore termico della figura 1;

• la figura 3 è una vista schematica ed esplosa del motore termico della figura 1;

• la figura 4 è una vista schematica e parzialmente in sezione di un pacco lamellare del motore termico della figura 1;

• le figure 5 e 6 sono due diverse viste schematiche e prospettiche del pacco lamellare della figura 4;

• la figura 7 è una vista schematica ed in sezione di una diversa forma di attuazione del motore termico della figura 1;

• la figura 8 è una vista prospettica ed in una configurazione chiusa di una alternativa forma di attuazione del pacco lamellare della figura 4;

• la figura 9 è una vista prospettica ed in una configurazione aperta del pacco lamellare della figura 8;

• le figure 10 e 11 sono due diverse viste prospettiche, con parti nascoste in evidenza ed in una configurazione chiusa del pacco lamellare della figura 8; e

• la figura 12 è una ulteriore vista prospettica ed in una configurazione aperta del pacco lamellare della figura 8.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

Nelle figure 1, 2 e 3, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un motore termico a combustione interna a due tempi con iniezione del carburante.

Nella (non limitativa) forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, il motore 1 termico è monocilindrico, ovvero comprende un unico cilindro 2 che si eleva da un basamento 3 (secondo altre forme di attuazione non illustrate il motore 1 termico potrebbe essere bicilindrico o potrebbe anche presentare più di due cilindri 2); all’interno del basamento 3 è ricavata una camera 4 di manovella in cui è alloggiato un albero 5 motore.

Il cilindro 2 comprende internamente una camera 6 di combustione che presenta una simmetrica cilindrica attorno ad un asse longitudinale ed in cui scorre alternativamente un pistone 7 (schematicamente illustrato nella figura 2). Il pistone 7 è collegato all’albero 5 motore mediante una biella 8, la cui parte inferiore si trova all’interno della camera 4 di manovella.

Nella parete laterale della camera 6 di combustione si apre almeno una luce di scarico (del tutto nota e non illustrata) che espelle i gas di scarico verso un condotto di scarico e viene ciclicamente aperta e chiusa dal movimento alternativo del pistone 7.

Il motore 1 termico illustrato nelle figure 1, 2 e 3 presenta l’aspirazione nel basamento, ovvero l’aria fresca (ovvero l’aria contenente circa il 20% di ossigeno e proveniente dall’ambiente esterno) ed il carburante (tipicamente benzina) vengono alimentati nella camera 4 di manovella al di sotto del pistone 7 e vengono aspirati nella camera 6 di combustione attraverso dei condotti di travaso (del tutto noti e non illustrati) ricavati attraverso il pistone 7. In particolare, l’aria fresca viene aspirata all’interno della camera 4 di manovella per effetto della depressione generata nella camera 4 di manovella dal movimento di salita del pistone 7 dal PMI (Punto Morto Inferiore) verso il PMS (Punto Morto Superiore); invece, l’aria fresca viene inviata alla camera 6 di combustione attraverso i condotti di travaso per effetto della sovrappressione generata nella camera 4 di manovella dal movimento di discesa del pistone 7 dal PMS (Punto Morto Superiore) verso il PMI (Punto Morto Inferiore).

In corrispondenza del basamento 3 è disposto un condotto 9 di aspirazione attraverso il quale viene aspirata l’aria fresca (ovvero l’aria contenente circa il 20% di ossigeno e proveniente dall’ambiente esterno) necessaria alla combustione. Il condotto 9 di aspirazione è provvisto di una scatola filtro (non illustrata) che alloggia al suo interno un filtro aria e sfocia nella camera 4 di manovella attraverso una apertura 10 di aspirazione ricavata in una parete della camera 4 di manovella stessa.

Il condotto 9 di aspirazione termina con pacco 11 lamellare che è disposto in corrispondenza della apertura 10 di aspirazione per regolare l’apertura e la chiusura del condotto 9 di aspirazione. In altre parole, il pacco 11 lamellare si apre (ovvero permette l’ingresso di aria fresca nella camera 4 di manovella) quando la pressione all’interno del condotto 9 di aspirazione è (adeguatamente) superiore alla pressione presente nella camera 4 di manovella ed il pacco 11 lamellare si chiude (ovvero impedisce l’ingresso di aria fresca nella camera 4 di manovella) quando la pressione all’interno del condotto 9 di aspirazione è inferiore alla pressione presente nella camera 4 di manovella. Quindi il pacco 11 lamellare è un dispositivo passivo di regolazione della portata di immissione di aria fresca nella camera 4 di manovella aprendo e chiudendo il condotto 9 di aspirazione in funzione del differenziale di pressione tra la camera 4 di manovella ed il condotto 9 di aspirazione.

Il cilindro 2 comprende una testata 12 che chiude superiormente la camera 6 di combustione; ovvero la testata 12 è una sorta di coperchio che delimita superiormente la camera 6 di combustione. Attraverso ciascuna testata 12 è disposta (avvitata) una candela 13 di accensione che presenta inferiormente una coppia di elettrodi disposti all’interno della camera 6 di combustione; ciclicamente (ovvero al termine della fase di compressione) tra gli elettrodi viene scoccata una scintilla che determina l’accensione della miscela di aria e carburante presente nella camera 6 di combustione. La candela 13 è disposta al centro della testata 12 e quindi al centro della camera 6 di combustione; in altre parole, la candela 13 è coassiale all’asse longitudinale della camera 6 di combustione.

Secondo quanto illustrato nelle figure 4, 5 e 6, il pacco 11 lamellare comprende un corpo 14 di supporto (generalmente in materiale plastico oppure, in alternativa, in alluminio) che ha una forma a cuneo e nel quale la base è completamente aperta e costituisce l'area di ingresso lato aspirazione (ovvero l’area attraverso cui entra l’aria fresca). Il corpo 14 di supporto presenta due pareti 15 esterne ed inclinate che sono tra loro contrapposte e presentano una inclinazione opposta una rispetto all’altra (ovvero le due pareti 15 esterne sono tra loro convergenti verso la punta del cuneo). Attraverso ciascuna parete 15 esterna è ricavata una coppia di aperture 16 passanti, ciascuna delle quali è impegnata da una corrispondente lamella 17 flessibile (realizzata ad esempio in acciaio, in fibra di carbonio, in fibra di vetro, oppure in materiale plastico); ciascuna lamella 17 flessibile è fissata al corpo 14 di supporto da un solo lato per essere libera di deformarsi sollevandosi dalla corrispondente apertura 16 e quindi permettendo il passaggio dell’aria fresca attraverso l’apertura 16 stessa.

Secondo una preferita, ma non limitante, forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, tra le due pareti 15 esterne del corpo 14 di supporto è ricavata una gola 18 presentante due pareti 19 interne che sono tra loro parallele ed affacciate (ovvero le due pareti 19 interne si “guardano” una con l’altra); le due pareti 19 interne sono tra loro raccordate da una parete 20 di fondo di sezione semicircolare (ovvero di forma semicilindrica) che definisce il fondo della gola 18. Attraverso ciascuna parete 19 interna è ricavata una coppia di aperture 21 passanti, ciascuna delle quali è impegnata da una corrispondente lamella 22 flessibile del tutto analoga (se non per le diverse dimensioni) alle lamelle 17 flessibili.

Ogni singola lamella 17 e/o 22 può essere a un solo petalo o avere più petali che possono essere completamente divisi l'uno dall'altro, possono essere congiunti alle estremità, oppure possono essere combinati tra loro con lo stesso materiale o con materiali diversi. Secondo una possibile forma di attuazione, il corpo 14 di supporto può portare degli stopper, ovvero dei lamierini sagomati che vengono montati dietro alle lamelle 17 e/o 22 per limitarne la corsa delle lamelle 17 e/o 22 stesse. Secondo una possibile forma di attuazione, le lamelle 17 e/o 22 possono essere provviste di corrispondenti smorzatori.

Il pacco 11 lamellare comprende inoltre un iniettore 23 che è montato sul corpo 14 di supporto ed inietta direttamente nella camera 4 di manovella. In altre parole, il pacco 11 lamellare è provvisto dell’iniettore 23 che sfocia direttamente nella camera 4 di manovella. In particolare, la parte terminale dell’iniettore 23 (ovvero l’ugello 24 di iniezione dell’iniettore 23) è disposta all’interno della gola 18 tra le aperture 21 in modo tale da indirizzare all’interno della camera 4 di manovella uno spruzzo (getto) 25 di carburante (illustrato nella figura 5) che fuoriesce ciclicamente dall’ugello 24 di iniezione. In altre parole, l’ugello 24 di iniezione di iniezione spruzza il carburante verso la camera 4 di manovella (quindi verso la camera 6 di combustione) ovvero spruzza il carburante a valle del pacco 11 lamellare rispetto alla direzione di alimentazione dell’aria fresca lungo il condotto 9 di aspirazione. Secondo quanto illustrato nella figura 4, il corpo 14 di supporto presenta centralmente un foro 26 passante che si apre attraverso la parete 20 di fondo della gola 18 ed alloggia l’iniettore 23.

In altre parole, il corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare racchiude e definisce un volume interno (a diretto collegamento con il condotto 9 di aspirazione), dal quale l’aria aspirata può fuoriuscire solo passando attraverso le aperture 16 e 21 quando le aperture 16 e 21 stesse vengono liberate dalle corrispondenti lamelle 17 e 22 flessibili (quando le lamelle 17 e 22 flessibili si deformando elasticamente sollevandosi dal corpo 14 di supporto); l’ugello 24 di iniezione dell’iniettore 3 si trova al di fuori del volume interno definito dal corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare per spruzzare il carburante a valle del pacco 11 lamellare stesso rispetto alla direzione di alimentazione dell’aria fresca lungo il condotto 9 di aspirazione.

Grazie alla sua posizione, l’iniettore 23 è in grado di spruzzare il carburante nella camera 4 di manovella in ogni momento indipendentemente dall’ingresso dell’aria attraverso l’apertura 10 di aspirazione, ovvero indipendentemente dalla apertura/chiusura delle lamelle 17 e 22. In questo modo, il controllo dell’iniettore 23 è molto semplificato, in quanto non è necessario sincronizzare in modo perfetto l’attivazione dell’iniettore 23 con il movimento delle lamelle 17 e 22 (tra le altre cose, il movimento delle lamelle 17 e 22 è legato ai differenziali di pressione ed all’elasticità delle lamelle 17 e 21 e quindi è difficilmente prevedibile con precisione). In altre parole, la fase di iniezione del carburante nella camera 4 di manovella eseguita dall’iniettore 23 è completamente svincolata dalla fase di aspirazione dell’aria dovuta al movimento delle lamelle 17 e 22 garantendo maggiori semplicità e libertà nella gestione dei tempi di iniezione e permettendo un aumento dell’efficienza con conseguente risparmio di carburante a parità di prestazioni.

Grazie alla sua posizione, il carburante che viene spruzzato dall’iniettore 23 può venire miscelato in modo efficace ed efficiente con l’aria fresca che entra nella camera 4 di manovella, in quanto, quando le lamelle 17 e 22 si aprono, il carburante che viene spruzzato dall’iniettore 23 entra direttamente nel flusso dell’aria fresca che entra nella camera 4 di manovella attraverso le aperture 16 e 21. In particolare, il getto di carburante emesso dall’iniettore 23 oltre ad essere già iniettato con una pressione tale da renderlo atomizzato, subisce anche una fase di mescolamento con l’aria che proviene dall’aspirazione; ad aumentare quest’ultimo fenomeno è anche il movimento rotatorio dell’albero 5 motore che asseconda la direzione tangenziale iniziale del flusso di carburante per poi centrifugarlo nella camera 4 di manovella e nei travasi del cilindro 2.

Secondo una preferita forma di attuazione illustrata nelle figure 1, 2 e 3, il condotto 9 di aspirazione comprende una valvola 27 a farfalla che è direttamente collegata ad un elemento 28 tubolare che alloggia al proprio interno il pacco 11 lamellare; in altre parole, il pacco 11 lamellare è alloggiato (supportato) da un elemento 28 tubolare che da un lato è fissato al basamento 2 e dal lato opposto è direttamente collegato alla valvola 27 a farfalla. Secondo una alternativa forma di attuazione non illustrata, il condotto 9 di aspirazione comprende una valvola conformata diversamente da una valvola a farfalla oppure il condotto 9 di aspirazione è privo di valvola 27 a farfalla.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure 1-6, il motore 1 termico presenta l’aspirazione nel basamento e quindi il pacco 11 lamellare, portante l’iniettore 23, è disposto in corrispondenza della camera 4 di manovella. Nella alternativa forma di attuazione illustrata nella figura 7, il motore 1 termico presenta l’aspirazione nella camera 6 di combustione; di conseguenza, nella parete laterale della camera 6 di combustione si apre almeno una luce 29 di aspirazione (opposta alla luce di scarico) che riceve l’aria fresca dal condotto 9 di aspirazione e viene ciclicamente aperta e chiusa dal movimento del pistone 7. Anche nella forma di attuazione illustrata nella figura 7, il pacco 11 lamellare è disposto lungo il condotto 9 di aspirazione in prossimità della luce 29 di aspirazione e quindi l’iniettore 23 portato dal pacco 11 lamellare spruzza il carburante direttamente all’interno della camera 6 di combustione.

Nella forma di attuazione illustrata nella figura 7, l’ugello 24 di iniezione dell’iniettore 23 è rivolto dalla parte opposta della testata 12 e quindi il carburante viene spruzzato dall’iniettore 23 verso il fondo del cilindro 2 (quindi dalla parte opposta del cielo del pistone 7). Secondo una alternativa forma di attuazione non illustrata, l’ugello 24 di iniezione dell’iniettore 23 è rivolto verso la testata 12 per spruzzare il carburante verso la testata 12 stessa secondo quanto descritto nella domanda di brevetto 102017000061734 qui incorporata per riferimento. In questa ultima forma di attuazione non illustrata, l’asse longitudinale dell’iniettore 23 forma con l’asse longitudinale della camera 6 di combustione un angolo preferibilmente compreso tra 55° e 65° (ad esempio pari a 60,5°). Inoltre, l’asse longitudinale dell’iniettore 23 è orientato in modo da intersecare gli elettrodi della candela 13 di accensione, ovvero il prolungamento dell’asse longitudinale dell’iniettore 23 passa attraverso gli elettrodi della candela 13 di accensione.

Inoltre, in questa ultima forma di attuazione non illustrata, l’iniettore 23 genera uno spruzzo 25 di carburante avente una forma conica (con il vertice del cono disposto in prossimità dell’ugello 24 di iniezione) e presentante centralmente un buco (ovvero una zona priva di carburante) sempre di forma conica (con il vertice del cono disposto in prossimità dell’ugello 24 di iniezione). In altre parole, lo spruzzo 25 di carburante generato dall’iniettore 23 ha la forma di un mantello conico per effetto della presenza del buco centrale, ovvero ha una forma conica internamente cava. Il buco centrale dello spruzzo 25 di carburante dell’iniettore 23 è dimensionato in modo tale da comprendere al suo interno gli elettrodi della candela 13 di accensione; di conseguenza, il carburante iniettato dall’iniettore 23 (ovvero il carburante costituente lo spruzzo 25 di carburante) bagna la parete inferiore della testata 12 disposta attorno alla candela 13 di accensione, ma non bagna gli elettrodi della candela 13 di accensione.

Il motore 1 termico è, come detto in precedenza, a due tempi e quindi richiede una costante alimentazione di lubrificante (olio) per lubrificare, tra le altre cose, i cuscinetti di banco, i cuscinetti di biella, l’albero 5 motore, lo spinotto, ed il cilindro 2. A tale scopo, il motore 1 termico è provvisto di un sistema 30 di alimentazione di lubrificante (illustrato schematicamente nella figura 1), il quale comprende un serbatoio 31 del lubrificante (separato ed indipendente dal serbatoio del carburante) ed una pompa 32 di lubrificazione a controllo elettronico che pesca il lubrificante nel serbatoio 31 ed alimenta il lubrificante in pressione verso il condotto 9 di aspirazione attraverso un condotto 33 di alimentazione.

Secondo una possibile forma di attuazione, il condotto 33 di alimentazione sfocia nel condotto 9 di aspirazione a monte del pacco 11 lamellare per immettere il lubrificante nell’aria aspirata ancora all’interno del condotto 9 di aspirazione. Inoltre, secondo una possibile forma di attuazione, il condotto 33 di alimentazione, nella sua parte terminale, potrebbe biforcarsi per immettere il lubrificante in due zone distinte e quindi migliorare la miscelazione del lubrificante nell’aria aspirata.

Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 8-12, il condotto 33 di alimentazione (che, nella sua parte terminale, si biforca) sfocia in due orifizi 34 di lubrificazione che sono ricavati attraverso la parete 19 interna del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare in prossimità di rispettive aperture 21 in modo tale che ciascun orifizio 34 di lubrificazione venga chiuso da una corrispondente lamella 22 quando la lamella 22 si appoggia alla parete 19 interna (ovvero quando la lamella chiude la rispettiva apertura 21). In questo modo, il lubrificante in pressione viene alimentato (miscelandosi con l’aria aspirata) solo quando l’aria viene effettivamente aspirata (e quindi solo quando il motore 1 termico è in moto), ovvero solo quando le lamelle 22 si aprono liberando, contemporaneamente, sia le aperture 21 attraverso cui fluisce l’aria aspirata, sia gli orifizi 34 di lubrificazione attraverso cui fluisce il lubrificante.

In particolare, le due parti finali del condotto 33 di alimentazione (già biforcato in precedenza) sono ricavate direttamente all’interno del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare, ovvero sono ricavate all’interno della fusione del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare.

Nella non limitativa forma di attuazione illustrata nelle figure 8-12, il sistema 30 di alimentazione presenta due orifizi 34 di lubrificazione; secondo una diversa forma di attuazione non illustrata e perfettamente equivalente, il sistema 30 di alimentazione presenta un diverso numero di orifizi 34 di lubrificazione (da un minimo di un solo orifizio 34 di lubrificazione ad un massimo di quattro-otto orifizi 34 di lubrificazione).

Nella non limitativa forma di attuazione illustrata nelle figure 8-12, gli orifizi 34 di lubrificazione sono ricavati attraverso una singola parete 19 interna del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare e vengono chiusi da due corrispondenti lamelle 22; secondo una diversa forma di attuazione non illustrata e perfettamente equivalente, gli orifizi 34 di lubrificazione sono ricavati attraverso entrambe le pareti 19 interne del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare, oppure sono ricavati (anche o solo) attraverso (almeno) una parete 15 esterna del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare (e quindi vengono chiusi da almeno una corrispondente lamella 17), oppure sono ricavati (anche o solo) attraverso entrambe le pareti 15 esterne del corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare (e quindi vengono chiusi da corrispondenti lamelle 17).

Durante il funzionamento del motore 1 termico, le lamelle 17 e 22 (ovvero le valvole lamellari) si aprono e si chiudono con una frequenza che è funzione della velocità di rotazione dell’albero 5 motore (ovvero che è funzione della velocità di movimento alternativo del pistone 7); con la stessa identica frequenza con cui si aprono e si chiudono le lamelle 17 e 22 (ovvero le valvole lamellari), del lubrificante viene immesso nella camera 4 di manovella attraverso gli orifizi 34 di lubrificazione (che vengono aperti e chiusa dalle lamelle 22). Quando le lamelle 22 sono chiuse (ovvero sono appoggiate contro le corrispondenti pareti 19 interne del corpo 14 di supporto), gli orifizi 34 di lubrificazione sono chiusi (coperti) dalle lamelle 22 e quindi il lubrificante non può entrare nella camera 4 di manovella (condizione garantita a motore spento). Il fatto che a motore 1 termico spento non sia possibile l’ingresso di lubrificante nella camera 4 di manovella (in quanto gli orifizi 34 di lubrificazione sono chiusi dalle lamelle 22) permette di evitare che il lubrificante entri inutilmente nella camera 4 di manovella quando il motore 1 termico è spento: tale lubrificante (che entra nella camera 4 di manovella quando il motore 1 termico è spento) è del tutto sprecato, si accumula nella camera 4 di manovella ostacolando la successiva ripartenza a freddo del motore 1 termico, e provoca un significativo aumento di HC incombusti in fase di avviamento.

Quando il motore 1 termico è accesso, le lamelle 22 si aprono e chiudono continuamente determinando analoghe aperture e chiusure continuative degli orifizi 34 di lubrificazione: questo fatto è positivo in quanto le lamelle 22 chiudendosi impattano contro le goccioline di lubrificante che attraversano gli orifizi 34 di lubrificazione rompendo le tensioni superficiali e quindi favorendo una distribuzione atomizzata e più diluita del lubrificante all’interno della camera 4 di manovella.

Nel normale funzionamento del motore 1 termico le lamelle 17 e 22 si aprono e chiudono in seguito alla differenza di pressione che si verifica a valle ed a monte delle lamelle 17 e 22 per effetto della ciclica pressione/depressione generata dal movimento alternativo del pistone 7; quando le lamelle 17 e 22 si aprono, dalle aperture 16 e 21 passa l’aria aspirata che fluisce in condizioni turbolente e quindi favorisce la nebulizzazione e la diffusione del lubrificante all’interno della camera 4 di manovella. Inoltre, le gocce di lubrificante che escono dagli orifizi 34 di lubrificazione vengono investite anche dallo spruzzo 25 di carburante che fuoriesce dall’ugello 24 di iniezione dell’iniettore 23 direttamente montato nel corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare garantendo una nebulizzazione e miscelazione aggiuntiva del lubrificante con il carburante.

Il sistema 30 di alimentazione illustrato nelle figure 8-12 presenta numerosi vantaggi, in quanto è di semplice e facile realizzazione (richiedendo sostanzialmente come unica modifica sostanziale la realizzazione dei condotti 33 di alimentazione e degli orifizi 34 di lubrificazione nel corpo 14 di supporto del pacco 11 lamellare), permette una ottimale distribuzione del lubrificante a tutti gli organi meccanici interessati (in questo modo viene utilizzata una minore quantità di lubrificante a parità di prestazioni), evita del tutto l’alimentazione di lubrificante quando il motore 1 termico è spento, evita del tutto gli accumuli di lubrificante nel condotto 9 di aspirazione (ovvero evita di imbrattare il condotto 9 di aspirazione ed i componenti contenuti nel condotto 9 di aspirazione con il lubrificante con un conseguente potenziale degrado delle prestazioni dell’aspirazione). Alcune stime hanno evidenziato che l’utilizzo del sistema 30 di alimentazione illustrato nelle figure 8-12 permette di ridurre, a parità di prestazioni, il consumo di lubrificante fino al 50% con un evidente beneficio in termini di costi di funzionamento e soprattutto di riduzione dell’inquinamento ambientale.

Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.

Il motore 1 termico sopra descritto presenta numerosi vantaggi.

In primo luogo, il motore 1 termico sopra descritto presenta una emissione di inquinanti particolarmente ridotta tanto da potere essere omologato secondo le più recenti normative cosiddette “Euro4” ed “Euro5” che si applicano a motocicli e ciclomotori.

Inoltre, il motore 1 termico sopra descritto presenta una eccellente regolarità di funzionamento a tutti i regimi di funzionamento.

Infine, il motore 1 termico sopra descritto è particolarmente leggero, compatto ed economico se paragonato ad un analogo motore termico a combustione interna a quattro tempi di pari prestazioni.

ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE

1 motore termico

2 cilindri

3 basamento

4 camera di manovella

5 albero motore

6 camera di combustione

7 pistone

8 manovella

9 condotto di aspirazione

10 apertura di aspirazione

11 pacco lamellare

12 testata

13 candela di accensione

14 corpo di supporto

15 parete esterna

16 apertura

17 lamella

18 gola

19 parete interna

20 parete di fondo

21 apertura

22 lamella

23 iniettore

24 ugello di iniezione

25 spruzzo di carburante

26 foro

27 valvola a farfalla

28 elemento tubolare

29 luce di aspirazione

30 sistema di alimentazione 31 serbatoio

32 pompa

33 condotto di alimentazione 34 orifizio di lubrificazione

Claims (10)

1) Motore (1) termico a combustione interna a due tempi con iniezione del carburante; il motore (1) termico comprende: almeno un cilindro (2) che comprende internamente una camera (6) di combustione; un pistone (7) che è montato dentro al cilindro (2) per scorrere alternativamente; una testata (12) che chiude superiormente la camera (6) di combustione e presenta una parete inferiore; un basamento (3) dal quale si eleva il cilindro (2) ed in cui è ricavata una camera (4) di manovella; un albero (5) motore alloggiato nella camera (4) di manovella; una biella (8) che collega il pistone (7) all’albero (5) motore; una candela (13) di accensione che è montata attraverso la testata (12); un condotto (9) di aspirazione che alimenta l’aria fresca verso la camera (6) di combustione; un pacco (11) lamellare che è disposto all’interno del condotto (9) di aspirazione e comprende: un corpo (14) di supporto provvisto di almeno una parete (15, 19), almeno una apertura (16, 21) per l’aria aspirata ricavata nella parete (15, 19), ed una lamella (17, 22) flessibile che chiude la apertura (16, 21); ed un sistema (30) di alimentazione di lubrificante provvisto di un condotto (33) di alimentazione che termina in un orifizio (34) di lubrificazione; il motore (1) termico è caratterizzato dal fatto che l’orifizio (34) di lubrificazione è ricavato attraverso la parete (15, 19) del corpo (14) di supporto del pacco (11) lamellare ed è disposto di fianco alla apertura (16, 21) per l’aria aspirata in modo tale che l’orifizio (34) di lubrificazione venga chiuso dalla lamella (17, 22) flessibile quando la lamella (17, 22) flessibile stessa si appoggia alla parete (15, 19) per chiudere l’apertura (16, 21).

2) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 1, in cui: il corpo (14) di supporto del pacco (11) lamellare ha una forma a cuneo e presenta due pareti (15) esterne ed inclinate che sono tra loro contrapposte e presentano una inclinazione opposta una rispetto all’altra; ed attraverso ciascuna parete (15) esterna è ricavata almeno una prima apertura (16), la quale è impegnata da una corrispondente prima lamella (23) flessibile.

3) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 2, in cui: tra le due pareti (15) esterne del corpo (14) di supporto è ricavata una gola (24) presentante due pareti (19) interne che sono tra loro parallele ed affacciate e sono tra loro raccordate da una parete (20) di fondo che definisce il fondo della gola (24); ed attraverso ciascuna parete (19) interna è ricavata una coppia di seconde aperture (21) passanti, ciascuna delle quali è impegnata da una corrispondente seconda lamella (22) flessibile.

4) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 3, in cui l’orifizio (34) di lubrificazione è ricavato attraverso una parete (19) interna di fianco ad una seconda apertura (21) ed è chiuso da una corrispondente seconda lamella (22) flessibile.

5) Motore (1) termico secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui una parte finale del condotto (33) di alimentazione si biforca e termina in due orifizi (34) di lubrificazione distinti e separati.

6) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 3, in cui i due orifizi (34) di lubrificazione sono disposti di fianco a due diverse aperture (16, 21) per l’aria aspirata e vengono chiusi da due diverse lamelle (17, 22) flessibili.

7) Motore (1) termico secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6 e comprendente un iniettore (23) che è provvisto di un ugello (24) di iniezione attraverso il quale viene iniettato il carburante verso la camera (6) di combustione ed è montato attraverso il corpo (14) di supporto del pacco (11) lamellare e di fianco alla apertura (16, 21) impegnata dalla lamella (17, 22) flessibile in modo tale che l’ugello (24) di iniezione si trovi all’esterno del corpo (14) di supporto, non sia coperto dalla lamella (17, 22) flessibile, e spruzzi il carburante a valle del pacco (11) lamellare stesso rispetto alla direzione di alimentazione dell’aria fresca lungo il condotto (9) di aspirazione.

8) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 7, in cui: il corpo (14) di supporto del pacco (11) lamellare racchiude e definisce un volume interno, dal quale l’aria aspirata può fuoriuscire solo passando attraverso l’apertura (16, 21) quando l’apertura (16, 21) stessa viene liberata dalla lamella (17, 22) flessibile; e l’ugello (24) di iniezione dell’iniettore (3) si trova al di fuori del volume interno del definito dal corpo (14) di supporto del pacco (11) lamellare.

9) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui: il corpo (14) di supporto ha una forma a cuneo e presenta due pareti (15) esterne ed inclinate che sono tra loro contrapposte e presentano una inclinazione opposta una rispetto all’altra; attraverso ciascuna parete (15) esterna è ricavata almeno una apertura (16), la quale è impegnata da una corrispondente lamella (23) flessibile; e l’iniettore (23) è disposto tra le due pareti (15) esterne.

10) Motore (1) termico secondo la rivendicazione 9, in cui tra le due pareti (15) esterne del corpo (14) di supporto è ricavata una gola (24) in cui è disposto l’iniettore (23).