IT201800009735A1 - Hybrid engine perfected. - Google Patents

Hybrid engine perfected. Download PDF

Info

Publication number
IT201800009735A1
IT201800009735A1 IT102018000009735A IT201800009735A IT201800009735A1 IT 201800009735 A1 IT201800009735 A1 IT 201800009735A1 IT 102018000009735 A IT102018000009735 A IT 102018000009735A IT 201800009735 A IT201800009735 A IT 201800009735A IT 201800009735 A1 IT201800009735 A1 IT 201800009735A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
hybrid engine
cylinder
fluid
engine
piston
Prior art date
Application number
IT102018000009735A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Sabino Iannuzzi
Original Assignee
Sabino Iannuzzi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sabino Iannuzzi filed Critical Sabino Iannuzzi
Priority to IT102018000009735A priority Critical patent/IT201800009735A1/en
Priority to GB1915389.9A priority patent/GB2592864A/en
Publication of IT201800009735A1 publication Critical patent/IT201800009735A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K6/485Motor-assist type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/045Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0456Air cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types
    • F02B69/06Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types for different cycles, e.g. convertible from two-stroke to four stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B2037/122Control of rotational speed of the pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Transplanting Machines (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Description

MOTORE IBRIDO PERFEZIONATO IMPROVED HYBRID ENGINE

La presente invenzione riguarda un motore ibrido perfezionato. The present invention relates to an improved hybrid engine.

Più dettagliatamente, l’invenzione concerne un motore ibrido destinato, preferibilmente, alla trazione di veicoli. More specifically, the invention concerns a hybrid engine intended, preferably, for traction of vehicles.

Nel settore dell’auto trazione, risultano oggi molto utilizzati, per fornire lavoro alle ruote dei veicoli, i motori alimentati a combustibile ovvero i motori a combustione interna, anche indicati brevemente con l’acronimo “MCI”, o talvolta i sistemi “ibridi”, in cui un motore a combustione interna e un motore alimentato con energia elettrica trasmettono lavoro alle ruote del veicolo. In the automotive sector, fuel-powered engines or internal combustion engines, also referred to briefly with the acronym "MCI", or sometimes "hybrid" systems, are widely used to provide work to vehicle wheels. , in which an internal combustion engine and an electric-powered engine transmit work to the vehicle's wheels.

I motori a combustione interna sfruttano la pressione generata dalla combustione di una miscela formata da un combustibile e un comburente per mettere in movimento una parte mobile, generalmente uno stantuffo scorrevole all’ interno di un cilindro. Internal combustion engines exploit the pressure generated by the combustion of a mixture formed by a fuel and an oxidizer to move a moving part, generally a piston sliding inside a cylinder.

Tra i motori a combustione interna, particolare diffusione hanno i motori che seguono un ciclo termodinamico Otto o Diesel. Among internal combustion engines, engines that follow an Otto or Diesel thermodynamic cycle are particularly popular.

Prendendo, ora, in esame i motori a ciclo Otto, questo presentano una efficienza termodinamica più elevata di un motore a ciclo diesel a parità di rapporto di compressione che, come noto, esprime il rapporto tra il volume del cilindro al punto morto inferiore e superiore, rispettivamente indicati con “PMI” e “PMS” nella figura 2. Taking now into consideration the Otto cycle engines, this has a higher thermodynamic efficiency than a diesel cycle engine with the same compression ratio which, as known, expresses the ratio between the volume of the cylinder at the lower and upper dead center. , respectively indicated with "PMI" and "PMS" in Figure 2.

Nel diagramma pressione-volume di figura 1A sono mostrate le trasformazioni termodinamiche di un ciclo Otto, mentre nella figura 1B sono mostrate le configurazioni del sistema pistone-cilindro nelle varie fasi del ciclo Otto. The pressure-volume diagram of Figure 1A shows the thermodynamic transformations of an Otto cycle, while Figure 1B shows the configurations of the piston-cylinder system in the various phases of the Otto cycle.

In particolare, il ciclo Otto è suddiviso nelle seguenti fasi: aspirazione della miscela di combustibile e comburente nel cilindro (fase 1-2), compressione della miscela aspirata (fase 2-3), innesco della combustione (fase 3-4), espansione della miscela (fase 4-5-2) e scarico della miscela esausta (fase 2-1). In particular, the Otto cycle is divided into the following phases: intake of the mixture of fuel and comburent into the cylinder (phase 1-2), compression of the intake mixture (phase 2-3), ignition ignition (phase 3-4), expansion of the mixture (phase 4-5-2) and discharge of the exhausted mixture (phase 2-1).

Questi motori offrono, tuttavia, una bassa efficienza termodinamica, ovvero un basso rapporto tra il lavoro ottenuto dal motore e la quantità di energia impiegata per ottenerlo. However, these motors offer low thermodynamic efficiency, i.e. a low ratio between the work obtained by the motor and the amount of energy used to obtain it.

Prendendo ad esempio un motore funzionante con un ciclo Otto, per migliorare l’efficienza termodinamica occorrerebbe aumentare il rapporto di compressione, ma ciò non è possibile. Taking for example an engine running with an Otto cycle, to improve thermodynamic efficiency it would be necessary to increase the compression ratio, but this is not possible.

Uno dei motivi che impedisce tale miglioramento è dato dal fatto che per alti valori del rapporto di compressione, la miscela composta da aria e benzina “detona”, dando luogo a danni alle parti del motore e non consentendo una combustione ottimale, in quanto per alti valori del rapporto di compressione la pressione e quindi la temperatura di fine compressione superano le condizioni di autoaccensione (v. punto 3 nel diagramma di figura 1A). One of the reasons that prevents this improvement is given by the fact that for high values of the compression ratio, the mixture composed of air and petrol "detonates", giving rise to damage to the parts of the engine and not allowing optimal combustion, as for high values of the compression ratio, the pressure and therefore the end-of-compression temperature exceed the self-ignition conditions (see point 3 in the diagram of Figure 1A).

Un altro limite ai valori di efficienza ottenibili è legato al fatto che le fasi di compressione ed espansione avvengono in genere nello stesso cilindro, in cui lo stantuffo ha la stessa corsa sia in fase di compressione che in fase di espansione; a causa di questa limitazione di progetto, quando il pistone raggiunge il suo punto più basso nella fase di espansione, la miscela di combustibile e comburente contiene una energia residua che non può essere sfruttata attivamente (v. fase 5-2 in figura 1A). Another limit to the achievable efficiency values is linked to the fact that the compression and expansion phases generally take place in the same cylinder, in which the piston has the same stroke both in the compression phase and in the expansion phase; due to this design limitation, when the piston reaches its lowest point in the expansion phase, the fuel and comburent mixture contains a residual energy that cannot be actively exploited (see step 5-2 in figure 1A).

Per superare il limite sopra indicato, sono stati messi a punto i motori a combustione interna a ciclo separato, come ad esempio il motore Scuderi (v. figura 3). To overcome the limit indicated above, separate cycle internal combustion engines have been developed, such as the Scuderi engine (see figure 3).

In particolare, il motore Scuderi funziona con un ciclo Otto suddiviso in due parti che si svolgono all’interno di due cilindri separati, nei quali si muove un rispettivo pistone. In particular, the Scuderi engine works with an Otto cycle divided into two parts that take place inside two separate cylinders, in which a respective piston moves.

In questo caso, la compressione viene infatti svolta all’interno di un cilindro detto “freddo”, dal quale il fluido compresso viene trasferito in un secondo cilindro detto “caldo”, dove è prevista una candela per innescare la combustione e la seguente espansione del fluido. In this case, the compression is in fact carried out inside a cylinder called "cold", from which the compressed fluid is transferred to a second cylinder called "hot", where a spark plug is provided to trigger combustion and the following expansion of the fluid.

I due pistoni sono collegati ad uno stesso albero motore, per cui il pistone nel cilindro “caldo” cede parte del suo lavoro a quello del cilindro “freddo”, per comprimere il fluido aspirato. The two pistons are connected to the same crankshaft, so the piston in the "hot" cylinder transfers part of its work to that of the "cold" cylinder, to compress the sucked fluid.

Uno dei vantaggi di questo tipo di motore è la possibilità di ottimizzare la corsa di espansione e di compressione per i singoli pistoni, in modo da garantire la massima efficienza, in particolare cercando di sfruttare completamente la corsa di espansione e minimizzare la fase 5-2 indicata nella figura 1A. One of the advantages of this type of engine is the possibility of optimizing the expansion and compression stroke for the individual pistons, in order to ensure maximum efficiency, in particular by trying to fully exploit the expansion stroke and minimize the 5-2 phase. shown in Figure 1A.

Il motore Scuderi presenta, tuttavia, una serie di svantaggi, come ad esempio la presenza cospicua di vibrazioni di notevoli entità sull’albero motore. The Scuderi engine, however, has a number of disadvantages, such as the conspicuous presence of vibrations of considerable magnitude on the crankshaft.

La possibilità di ottimizzare la corsa dei pistoni di espansione e compressione è inoltre limitata dalla stessa architettura costruttiva del motore Scuderi, che impedisce di intervenire separatamente sui sistemi pistone-cilindro relativi alle fasi di compressione ed espansione. The possibility of optimizing the stroke of the expansion and compression pistons is also limited by the construction architecture of the Scuderi engine, which prevents separate intervention on the piston-cylinder systems relating to the compression and expansion phases.

Uno dei fattori che ha decretato il successo dei motori a combustione interna sui veicoli per trazione, è che questi possono adoperare un fluido ad alta densità energetica, come la benzina, facilmente trasportabile. One of the factors that has made internal combustion engines successful on traction vehicles is that they can use a fluid with a high energy density, such as gasoline, which is easily transportable.

Tuttavia, i motori a combustione interna tradizionali sono anche caratterizzati dalla produzione di sostanze nocive per l’ambiente e per l’essere umano. However, traditional internal combustion engines are also characterized by the production of substances that are harmful to the environment and to humans.

All’aumentare della temperatura di combustione si ha infatti un corrispondente aumento delle quantità di CO e NOx prodotte e quindi immesse in atmosfera. As the combustion temperature increases, there is in fact a corresponding increase in the quantities of CO and NOx produced and then released into the atmosphere.

Da ciò emerge, pertanto, la necessità di trovare dei modi per migliorare l’efficienza e la qualità della combustione. From this emerges, therefore, the need to find ways to improve the efficiency and quality of combustion.

Per ridurre le sostanze inquinanti prodotte dal veicolo si è soliti abbinare al motore a combustione interna un secondo motore a zero emissioni, quale ad esempio un motore elettrico alimentato da batterie. To reduce the pollutants produced by the vehicle, it is customary to combine the internal combustion engine with a second zero-emission engine, such as an electric motor powered by batteries.

Tipicamente, i sistemi di questo tipo, cosiddetti “ibridi”, sono dotati di dispositivi per la selezione del motore da utilizzare preferibilmente e prevedono che il motore a combustione interna e il motore elettrico siano collegati al medesimo albero di trasmissione. Typically, systems of this type, so-called "hybrid", are equipped with devices for selecting the engine to be used preferably and provide that the internal combustion engine and the electric motor are connected to the same transmission shaft.

Un tale tipo di sistema garantisce, in genere, miglioramenti sotto il profilo delle emissioni di sostanze inquinanti; tuttavia, esso è caratterizzato da una certa complessità ingegneristica, la quale incide negativamente sia sui costi di fabbricazione che sul peso del veicolo. This type of system generally guarantees improvements in terms of emissions of pollutants; however, it is characterized by a certain engineering complexity, which negatively affects both the manufacturing costs and the weight of the vehicle.

Alla luce di quanto sopra, è, pertanto, scopo della presente invenzione quello di fornire un motore ibrido perfezionato che abbia, al contempo, una elevata efficienza e un ridotto impatto ambientale. In the light of the above, it is therefore an object of the present invention to provide an improved hybrid engine which has, at the same time, a high efficiency and a reduced environmental impact.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di fornire un motore ibrido perfezionato che presenti una ridotta complessità strutturale. Another object of the invention is to provide an improved hybrid engine that has a reduced structural complexity.

Forma, pertanto, oggetto specifico della presente invenzione un motore ibrido per l’alimentazione di un veicolo dotato di almeno una ruota motrice, detto motore ibrido comprendendo: un dispositivo di compressione per comprimere, nell’uso, un fluido comprimibile; un motore elettrico collegato a detto dispositivo di compressione in modo da fornire, nell’uso, energia a detto dispositivo di compressione per comprimere detto fluido comprimibile; e un dispositivo di espansione distinto da detto dispositivo di compressione e comprendente: un cilindro in comunicazione di fluido con detto dispositivo di compressione per consentire, nell’uso, il trasferimento di un fluido compresso da detto dispositivo di compressione a detto cilindro; un pistone mobile rispetto a detto cilindro; e mezzi di innesco per innescare, nell’uso, la combustione di una miscela comprendente almeno un comburente e almeno un combustibile, consentendo l’espansione di detta miscela in detto cilindro e il movimento di detto pistone per effetto di detta espansione; dove detto pistone è cinematicamente scollegato da detto dispositivo di compressione e cinematicamente collegabile, nell’uso, a detta ruota motrice di detto veicolo, in modo tale che tutta l’energia cinetica prodotta dal movimento di detto pistone sia trasferita a detta ruota motrice. Therefore, the specific object of the present invention forms a hybrid engine for powering a vehicle equipped with at least one driving wheel, said hybrid engine comprising: a compression device to compress, in use, a compressible fluid; an electric motor connected to said compression device so as to supply, in use, energy to said compression device to compress said compressible fluid; and an expansion device distinct from said compression device and comprising: a cylinder in fluid communication with said compression device to allow, in use, the transfer of a compressed fluid from said compression device to said cylinder; a piston movable with respect to said cylinder; and ignition means to trigger, in use, the combustion of a mixture comprising at least one comburent and at least one fuel, allowing the expansion of said mixture in said cylinder and the movement of said piston due to the effect of said expansion; where said piston is kinematically disconnected from said compression device and kinematically connectable, in use, to said driving wheel of said vehicle, so that all the kinetic energy produced by the movement of said piston is transferred to said driving wheel.

Ulteriormente secondo l’invenzione, detto dispositivo di compressione può essere alternativo o rotativo. Further according to the invention, said compression device can be alternative or rotary.

Convenientemente secondo l’invenzione, detto motore ibrido può comprendere mezzi di passaggio per il trasferimento di un fluido compresso da detto dispositivo di compressione a detto dispositivo di espansione e un dispositivo di iniezione per iniettare almeno un combustibile in detti mezzi di passaggio. Conveniently according to the invention, said hybrid engine can comprise passage means for the transfer of a compressed fluid from said compression device to said expansion device and an injection device for injecting at least one fuel into said passage means.

Ulteriormente secondo l’invenzione, detti mezzi di passaggio possono comprendere mezzi di scambio termico per consentire, nell’uso, l’abbassamento della temperatura di detto fluido compresso passante attraverso detti mezzi di passaggio. Further according to the invention, said passage means may comprise heat exchange means to allow, in use, the lowering of the temperature of said compressed fluid passing through said passage means.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detto dispositivo di iniezione può essere disposto a valle di detti mezzi di scambio termico. Advantageously according to the invention, said injection device can be arranged downstream of said heat exchange means.

Convenientemente secondo l’invenzione, detto motore ibrido può comprendere un sensore di pressione per misurare la pressione di un fluido in detti mezzi di passaggio. Conveniently according to the invention, said hybrid engine can comprise a pressure sensor to measure the pressure of a fluid in said passage means.

Preferibilmente secondo l’invenzione, detto motore elettrico è operativamente collegato a detto sensore di pressione e detto motore ibrido comprende un interruttore operativamente interconnesso a detto motore elettrico e a detto sensore di pressione in modo tale che detto motore elettrico sia attivabile o disattivabile, nell’uso, da detto interruttore in base alla pressione rilevata da detto sensore di pressione. Preferably according to the invention, said electric motor is operatively connected to said pressure sensor and said hybrid motor comprises a switch operatively interconnected to said electric motor and said pressure sensor in such a way that said electric motor can be activated or deactivated, in use. , by said switch on the basis of the pressure detected by said pressure sensor.

Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detto veicolo può essere del tipo comprendente un dispositivo di accelerazione per variare la potenza erogata da detto motore ibrido, e detto motore ibrido può comprendere: una valvola in detti mezzi di passaggio configurata per variare il flusso di un fluido passante in detti mezzi di passaggio e operativamente collegabile a detto dispositivo di accelerazione; e mezzi di elaborazione operativamente interconnettibili, nell’uso, tra detta valvola e detto dispositivo di accelerazione in modo tale da comandare il funzionamento di detta valvola in base alla potenza richiesta a detto motore ibrido. Advantageously according to the invention, said vehicle can be of the type comprising an acceleration device for varying the power delivered by said hybrid engine, and said hybrid engine can comprise: a valve in said passage means configured to vary the flow of a passing fluid in said passage means and operatively connectable to said acceleration device; and processing means operably interconnectable, in use, between said valve and said acceleration device in such a way as to control the operation of said valve based on the power required from said hybrid engine.

Convenientemente secondo l’invenzione, detto veicolo può essere del tipo comprendente un dispositivo di accelerazione per variare la potenza erogata da detto motore ibrido, detto motore elettrico può essere operativamente collegabile, nell’uso, con detto dispositivo di accelerazione e detto motore ibrido può comprendere un dispositivo di controllo interconnettibile, nell’uso, tra detto motore elettrico e detto dispositivo di accelerazione. Conveniently according to the invention, said vehicle can be of the type comprising an acceleration device for varying the power delivered by said hybrid engine, said electric motor can be operably connectable, in use, with said acceleration device and said hybrid engine can comprise a control device interconnectable, in use, between said electric motor and said acceleration device.

Ancora secondo l’invenzione, detto sensore di pressione può essere operativamente collegato a detto dispositivo di controllo in modo tale che detto dispositivo di controllo comandi, nell’uso, il funzionamento di detto motore elettrico in base alla pressione rilevata da detto sensore di pressione. Still according to the invention, said pressure sensor can be operatively connected to said control device in such a way that said control device controls, in use, the operation of said electric motor based on the pressure detected by said pressure sensor.

La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1A è un diagramma pressione-volume relativo ad un motore a ciclo Otto tradizionale; The present invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which: Figure 1A is a pressure-volume diagram relating to a traditional Otto cycle engine ;

la figura 1B mostra il sistema pistone-cilindro nelle quattro fasi principali di un ciclo Otto; Figure 1B shows the piston-cylinder system in the four main phases of an Otto cycle;

la figura 2 mostra la fase di massima espansione e la fase di massima compressione di un sistema pistonecilindro in un ciclo Otto; Figure 2 shows the phase of maximum expansion and the phase of maximum compression of a piston-cylinder system in an Otto cycle;

la figura 3 mostra il funzionamento del motore “Scuderi”; figure 3 shows the functioning of the “Scuderi” engine;

la figura 4 mostra uno schema di funzionamento di un motore ibrido secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 4 shows an operating diagram of a hybrid engine according to a first embodiment of the present invention;

la figura 5 mostra tre fasi del funzionamento del sistema pistone-cilindro relativo alla fase di espansione di un motore secondo la presente invenzione; Figure 5 shows three phases of the operation of the piston-cylinder system relating to the expansion phase of an engine according to the present invention;

la figura 6 è un diagramma pressione-volume relativo alla fase di compressione in un motore ibrido in accordo all’invenzione; Figure 6 is a pressure-volume diagram relating to the compression phase in a hybrid engine according to the invention;

la figura 7 è un diagramma pressione-volume relativo alla fase di espansione in un motore ibrido secondo l’invenzione; e Figure 7 is a pressure-volume diagram relating to the expansion phase in a hybrid engine according to the invention; And

la figura 8 mostra uno schema di funzionamento di un motore ibrido in accordo ad una seconda forma di realizzazione dell’invenzione. Figure 8 shows an operating diagram of a hybrid engine according to a second embodiment of the invention.

Facendo riferimento alla figura 4, con 1 è indicato un motore ibrido comprendente un compressore alternativo 2 dotato di un primo sistema pistonecilindro 3 formato da un cilindro 4 e un pistone 5 azionato da un motore elettrico 6 tramite un cinematismo 7 del tipo biella-manovella. With reference to Figure 4, 1 indicates a hybrid engine comprising a reciprocating compressor 2 equipped with a first piston-cylinder system 3 formed by a cylinder 4 and a piston 5 driven by an electric motor 6 by means of a linkage 7 of the connecting rod-crank type.

Alla parte sommitale del cilindro 4 sono collegati un condotto di aspirazione 8 e un condotto di espulsione 9 comunicanti con una camera interna 10 del cilindro 4, rispettivamente, tramite una valvola di aspirazione 11 e un valvola di espulsione 12. Connected to the top of the cylinder 4 are an intake duct 8 and an expulsion duct 9 communicating with an internal chamber 10 of the cylinder 4, respectively, by means of an intake valve 11 and an expulsion valve 12.

In particolare, il condotto di aspirazione 8 e il condotto di espulsione 9 consentono, rispettivamente, l’immissione di aria nella camera interna 10 del cilindro 4 e l’espulsione di aria compressa dalla stessa camera. In particular, the intake duct 8 and the expulsion duct 9 allow, respectively, the introduction of air into the internal chamber 10 of the cylinder 4 and the expulsion of compressed air from the same chamber.

Il condotto di espulsione 9 è inoltre collegato ad un serbatoio 13 per l’accumulo di aria compressa, nel quale è collocato un sensore di pressione 14 per misurare la pressione dell’aria nel serbatoio 13. The expulsion duct 9 is also connected to a tank 13 for the accumulation of compressed air, in which a pressure sensor 14 is placed to measure the air pressure in the tank 13.

Il serbatoio 13 è inoltre provvisto di una serie di alette 15 per il raffreddamento dell’aria compressa proveniente dalla camera interna 10 del cilindro 4. The tank 13 is also provided with a series of fins 15 for cooling the compressed air coming from the internal chamber 10 of the cylinder 4.

Sul condotto di espulsione 9 è anche prevista una valvola di ritegno 16 per impedire il ritorno dell’aria verso la camera interna 10. A check valve 16 is also provided on the expulsion duct 9 to prevent the return of air to the internal chamber 10.

Il serbatoio 13 è inoltre collegato, elettricamente, al motore elettrico 6 tramite una prima linea di collegamento elettrico 17 sulla quale è previsto anche un interruttore 19. The tank 13 is also electrically connected to the electric motor 6 by means of a first electrical connection line 17 on which a switch 19 is also provided.

Il serbatoio 13 è anche collegato, tramite un condotto di collegamento 20, ad un secondo sistema pistone-cilindro 21 composto da un cilindro 22 e un pistone 23 definente, con tale cilindro 22, una camera interna 24 a volume variabile. The tank 13 is also connected, through a connecting duct 20, to a second piston-cylinder system 21 composed of a cylinder 22 and a piston 23 defining, with this cylinder 22, an internal chamber 24 with variable volume.

Nel condotto di collegamento 20 sono montati una valvola di regolazione 25 e un iniettore 26, disposto a valle di tale valvola di regolazione 25, per l’iniezione di un carburante quale ad esempio la benzina. In the connection duct 20 a regulation valve 25 and an injector 26 are mounted, arranged downstream of this regulation valve 25, for the injection of a fuel such as petrol.

La valvola di regolazione 25 è collegata, tramite una seconda linea di collegamento elettrico 27, ad un dispositivo di accelerazione 28 del veicolo su cui è montato il motore 1. The regulating valve 25 is connected, through a second electrical connection line 27, to an acceleration device 28 of the vehicle on which the engine 1 is mounted.

Sulla seconda linea di collegamento elettrico 27 è presente un elaboratore elettronico 29 per gestire il funzionamento della valvola di regolazione 25 in funzione dei segnali di potenza richiesta ricevuti dal dispositivo di accelerazione 28. On the second electrical connection line 27 there is an electronic processor 29 to manage the operation of the regulating valve 25 as a function of the required power signals received by the acceleration device 28.

Nella zona di intersezione tra il condotto di collegamento 20 e il cilindro 22 è prevista una valvola di aspirazione 30 per regolare il flusso della miscela di aria e combustibile, in pressione, verso la camera interna 24 del cilindro 22. In the area of intersection between the connection duct 20 and the cylinder 22 there is an intake valve 30 to regulate the flow of the mixture of air and fuel, under pressure, towards the internal chamber 24 of the cylinder 22.

Nel cilindro 22 è anche presente una candela di accensione 31 per l’innesco della combustione della miscela di aria e carburante nella camera interna 24. In the cylinder 22 there is also a spark plug 31 for starting the combustion of the mixture of air and fuel in the internal chamber 24.

Al cilindro 22 è anche collegato un condotto di scarico 32 tramite una valvola di scarico 33 per l’espulsione dei fluidi esausti della combustione dalla camera interna 24. An exhaust duct 32 is also connected to the cylinder 22 via an exhaust valve 33 for the expulsion of the exhausted combustion fluids from the internal chamber 24.

Il pistone 23 è a sua volta collegato, tramite un cinematismo 34 del tipo biella-manovella, all’albero motore 35 del suddetto veicolo per trasmettere un moto rotativo alle ruote 36 del veicolo stesso. The piston 23 is in turn connected, through a kinematics 34 of the connecting rod-crank type, to the crankshaft 35 of the aforementioned vehicle to transmit a rotary motion to the wheels 36 of the vehicle itself.

Durante ciascun ciclo di funzionamento del motore ibrido 1 (v. figura 5), il compressore alternativo 2 alimentato dal motore elettrico 6 comprime un fluido comburente, ad esempio aria, il quale a sua volta passa nel serbatoio 13 attraverso il condotto di espulsione 9 fino a quando il fluido presente nello stesso serbatoio 13 non raggiunge un predeterminato valore di pressione di soglia. During each operating cycle of the hybrid engine 1 (see figure 5), the reciprocating compressor 2 powered by the electric motor 6 compresses a combustive fluid, for example air, which in turn passes into the tank 13 through the expulsion duct 9 until until the fluid present in the same tank 13 does not reach a predetermined threshold pressure value.

Il comando di attivazione del motore elettrico 6 che alimenta il compressore alternativo 2 viene fornito allo stesso motore elettrico 6 dall’interruttore 19 in base alla pressione rilevata nel serbatoio 13 dal sensore di pressione 14. The activation command of the electric motor 6 that powers the reciprocating compressor 2 is supplied to the same electric motor 6 by the switch 19 based on the pressure detected in the tank 13 by the pressure sensor 14.

Pertanto, il motore elettrico 6 dovrà alimentare il compressore alternativo 2 fintanto che la pressione nel serbatoio 13 è inferiore al suddetto valore di pressione di soglia. Therefore, the electric motor 6 will have to feed the reciprocating compressor 2 as long as the pressure in the tank 13 is lower than the aforementioned threshold pressure value.

Tale valore di pressione di soglia corrisponde al punto 3 del diagramma rappresentato nella figura 6, in cui il tratto 1-2 e il tratto 2-3 rappresentano rispettivamente le fasi di immissione e compressione del fluido. This threshold pressure value corresponds to point 3 of the diagram represented in Figure 6, in which the section 1-2 and the section 2-3 respectively represent the injection and compression phases of the fluid.

Dal serbatoio 13 il fluido passa, quindi, nel cilindro 22 per differenza di pressione allorquando viene aperta la valvola di aspirazione 30; in particolare, ciò avviene quando il pistone 23 giunge al punto più alto della sua corsa, i.e. al punto morto superiore (PMS), ovvero quando il volume della camera interna 24 del cilindro 22 è minimo. From the tank 13 the fluid then passes into the cylinder 22 due to the difference in pressure when the intake valve 30 is opened; in particular, this occurs when the piston 23 reaches the highest point of its stroke, i.e. at the top dead center (TDC), i.e. when the volume of the internal chamber 24 of the cylinder 22 is minimal.

Il passaggio del fluido attraverso il condotto di collegamento 20 viene regolato dalla valvola di regolazione 25 in base alla potenza effettiva richiesta dall’utilizzatore attraverso il dispositivo di accelerazione 28. The passage of the fluid through the connection duct 20 is regulated by the regulation valve 25 based on the actual power required by the user through the acceleration device 28.

Nello specifico, la valvola di regolazione 25 sarà completamente aperta nel caso in cui sia richiesta la massima potenza, oppure aperta solo parzialmente quando occorra una potenza inferiore. Specifically, the regulating valve 25 will be completely open if maximum power is required, or only partially open when less power is required.

In questo modo, la valvola di regolazione 25 provvede a gestire, ovvero a determinare la pressione di aspirazione della miscela fluida nel cilindro 22. In this way, the regulating valve 25 manages, that is to say, determines the suction pressure of the fluid mixture in the cylinder 22.

Prima di entrare nel cilindro 22, il fluido viene arricchito con un combustibile, ad esempio benzina, tramite l’iniettore 26. Before entering the cylinder 22, the fluid is enriched with a fuel, for example gasoline, through the injector 26.

Come detto, quando il pistone 23 si trova nel punto morto superiore, la valvola di aspirazione 30 viene aperta per consentire alla miscela fluida in pressione di passare dal condotto di collegamento 20 alla suddetta camera interna 24. As said, when the piston 23 is in the top dead center, the intake valve 30 is opened to allow the fluid mixture under pressure to pass from the connection duct 20 to the aforementioned internal chamber 24.

Dopo un certo lasso di tempo, quando il pistone 23 è ancora nei pressi del relativo punto morto superiore, la valvola di aspirazione 30 si chiude interrompendo così la connessione fluidodinamica con il condotto di collegamento 20. After a certain period of time, when the piston 23 is still close to the relative top dead center, the intake valve 30 closes thus interrupting the fluid-dynamic connection with the connection duct 20.

A questo punto, la candela di accensione 31 scocca una scintilla facendo sì che la pressione nella camera interna 24 aumenti per effetto della combustione della miscela fluida, provocando la spinta del pistone 23 verso il punto più basso, i.e. al punto morto inferiore (PMI) e generando, in questo modo, lavoro sull’albero motore 35. At this point, the spark plug 31 ignites a spark causing the pressure in the internal chamber 24 to increase due to the combustion of the fluid mixture, causing the piston 23 to push towards the lowest point, i.e. at bottom dead center (PMI) and thus generating work on the crankshaft 35.

In particolare, quando il pistone 23 viene a trovarsi nel succitato punto morto inferiore, il volume della camera interna 24 è massimo. In particular, when the piston 23 is in the aforementioned lower dead center, the volume of the internal chamber 24 is maximum.

Quando il pistone 23 raggiunge il punto morto inferiore, la valvola di scarico 33 si apre, consentendo l’espulsione del fluido esausto nella successiva fase di risalita dello stesso pistone 23. When the piston 23 reaches the bottom dead center, the discharge valve 33 opens, allowing the expulsion of the exhausted fluid in the subsequent rising phase of the same piston 23.

Quando il pistone giunge nuovamente in prossimità del punto morto superiore, la valvola di aspirazione 30 si riapre e il ciclo riparte. When the piston reaches the top dead center again, the intake valve 30 reopens and the cycle restarts.

Da quanto precede, emerge come il lavoro ottenuto a seguito della combustione nel cilindro 22 (v. figura 7) possa essere interamente sfruttato senza doverne utilizzare una parte per comprimere il fluido per il ciclo successivo, come invece avviene nei classici motori a combustione interna. From the foregoing, it emerges that the work obtained as a result of combustion in cylinder 22 (see figure 7) can be fully exploited without having to use a part of it to compress the fluid for the next cycle, as is the case in classic internal combustion engines.

Nella figura 7 è mostrato, appunto, un grafico pressione-volume relativo a quanto avviene nel cilindro 22, in cui i tratti 7-3’, 3’-4, 4-5-6 e 6-7 rappresentano, rispettivamente, le fasi di immissione, combustione della miscela fluida, espansione ed espulsione del fluido esausto. Figure 7 shows, in fact, a pressure-volume graph relating to what happens in the cylinder 22, in which the sections 7-3 ', 3'-4, 4-5-6 and 6-7 represent, respectively, the phases of injection, combustion of the fluid mixture, expansion and expulsion of the exhausted fluid.

Facendo ora riferimento alla figura 8, con 1’ è indicato un secondo motore ibrido in accordo ad una seconda forma di realizzazione dell’invenzione. Referring now to figure 8, 1 'indicates a second hybrid engine in accordance with a second embodiment of the invention.

Tale secondo motore ibrido 1’ è strutturalmente identico al motore ibrido 1 sopra descritto, fatta eccezione per l’assenza della valvola di regolazione 25 e del serbatoio 13 e per i diversi collegamenti funzionali che interessano il motore elettrico, il condotto di collegamento e il dispositivo di accelerazione. This second hybrid motor 1 'is structurally identical to the hybrid motor 1 described above, except for the absence of the regulating valve 25 and the tank 13 and for the various functional connections involving the electric motor, the connection duct and the device acceleration.

Infatti, a differenza del motore ibrido 1, nel secondo motore ibrido 1’ il dispositivo di accelerazione 28’ è funzionalmente collegato, tramite una prima linea di collegamento 29’, ad un elaboratore elettronico 30’ che è a sua volta collegato, funzionalmente, sia al motore elettrico 6’ mediante una seconda linea di collegamento 31’ sulla quale è previsto un dispositivo di controllo 32’, quale ad esempio un inverter, sia al condotto di collegamento 20’ tramite una terza linea di collegamento 33’ alla quale è collegato il sensore di pressione 14’. In fact, unlike the hybrid engine 1, in the second hybrid engine 1 'the acceleration device 28' is functionally connected, through a first connection line 29 ', to an electronic processor 30' which is in turn connected, functionally, both to the electric motor 6 'by means of a second connection line 31' on which a control device 32 'is provided, such as an inverter, and to the connection duct 20' by means of a third connection line 33 'to which the pressure sensor 14 '.

Inoltre, nel secondo motore ibrido 1’, il condotto di collegamento 20’ presenta delle alette 15’ per il raffreddamento del comburente proveniente dal cilindro 4’, disposte a monte dell’iniettore 26’ per l’iniezione di combustibile nello stesso condotto di collegamento 20’. Furthermore, in the second hybrid engine 1 ', the connection duct 20' has fins 15 'for cooling the comburent coming from the cylinder 4', arranged upstream of the injector 26 'for the injection of fuel in the same connection duct 20 '.

Nel secondo motore ibrido 1’ la pressione nel condotto di collegamento 20’ viene regolata dinamicamente. In the second hybrid engine 1 ', the pressure in the connection duct 20' is dynamically adjusted.

L’elaboratore elettronico 30’ invia continuamente segnali di comando al dispositivo di controllo 32’ affinché regoli, ad ogni istante, il numero di giri del motore elettrico 6’ in funzione della potenza richiesta dall’utilizzatore attraverso il dispositivo di accelerazione 28’ e della pressione misurata nel condotto di collegamento 20’ dal sensore di pressione 14’. The electronic processor 30 'continuously sends command signals to the control device 32' so that it regulates, at any instant, the number of revolutions of the electric motor 6 'according to the power required by the user through the acceleration device 28' and the pressure measured in the connection duct 20 'by the pressure sensor 14'.

Variando il numero di giri del motore elettrico 6’, la portata del fluido uscente dal cilindro 4’ può essere aumentata o diminuita, e in questo modo può essere quindi variata la pressione nel condotto di collegamento 20’. By varying the number of revolutions of the electric motor 6 ', the flow rate of the fluid exiting the cylinder 4' can be increased or decreased, and in this way the pressure in the connection duct 20 'can therefore be varied.

Come emerge da quanto precede, il motore ibrido secondo la presente invenzione presenta un dispositivo di compressione e un dispositivo di espansione meccanicamente separati tra loro, diversamente dai tradizionali motori a combustione interna, in cui le fasi di compressione ed espansione avvengono nello medesimo cilindro, e dai motori “Scuderi” in cui i due pistoni previsti per le fasi di compressione ed espansione, pur muovendosi all’interno di cilindri diversi, sono meccanicamente collegati allo stesso albero motore. As emerges from the foregoing, the hybrid engine according to the present invention has a compression device and an expansion device that are mechanically separated from each other, unlike traditional internal combustion engines, in which the compression and expansion phases take place in the same cylinder, and by the “Scuderi” engines in which the two pistons provided for the compression and expansion phases, while moving inside different cylinders, are mechanically connected to the same crankshaft.

Confrontando, ad esempio, il motore secondo l’invenzione con un tipico motore a combustione interna, ad esempio un motore a quattro tempi, si ha che il lavoro ottenuto a seguito della combustione nel cilindro 22 è totalmente sfruttabile dall’utilizzatore, mentre in un motore a combustione interna parte del lavoro ottenuto a seguito della combustione deve essere riutilizzato per comprimere il fluido per il ciclo successivo. By comparing, for example, the engine according to the invention with a typical internal combustion engine, for example a four-stroke engine, the work obtained following combustion in the cylinder 22 can be fully exploited by the user, while in a Internal combustion engine Part of the work obtained as a result of combustion must be reused to compress the fluid for the next cycle.

Paragonando, ancora, il motore in accordo all’invenzione ad un normale motore a quattro tempi, poiché la compressione avviene in un’unità separata rispetto all’unità di espansione, il sistema pistonecilindro relativo alla fase di espansione può erogare lavoro ad ogni giro dell’albero motore, mentre in un motore a quattro tempi può essere erogato lavoro solo ogni 2 giri dell’albero motore. Comparing, again, the engine according to the invention to a normal four-stroke engine, since the compression takes place in a separate unit with respect to the expansion unit, the piston-cylinder system relating to the expansion phase can perform work at each revolution of the 'crankshaft, while in a four-stroke engine work can only be delivered every 2 revolutions of the crankshaft.

Inoltre, come detto sopra, a differenza dei normali motori a combustione interna il sistema pistone-cilindro del motore secondo l’invenzione, relativo alla fase di espansione, non deve compiere lavoro di compressione e pertanto tale sistema pistonecilindro può essere progettato in maniera totalmente indipendente dalla unità di compressione e quindi dimensionato in modo tale da minimizzare il tratto 5-6 mostrato nella figura 7, corrispondente alla fase di fine espansione. Furthermore, as mentioned above, unlike normal internal combustion engines, the piston-cylinder system of the engine according to the invention, relating to the expansion phase, does not have to perform compression work and therefore this piston-cylinder system can be designed in a totally independent manner. from the compression unit and therefore sized in such a way as to minimize the portion 5-6 shown in Figure 7, corresponding to the phase of end expansion.

Il fluido, quando si trova nelle condizioni di cui al punto 5 del diagramma della figura 7, presenta infatti un’energia residua che non può essere sfruttata in quanto il pistone ha terminato la propria corsa. The fluid, when it is in the conditions referred to in point 5 of the diagram of Figure 7, in fact has a residual energy that cannot be exploited since the piston has finished its stroke.

È quindi auspicabile minimizzare tale fase di fine espansione per sfruttare al massimo l’energia del fluido. It is therefore desirable to minimize this phase of end expansion to make the most of the energy of the fluid.

Nei classici motori a combustione interna, la corsa del pistone in fase di compressione è uguale a quella di espansione, e per questo motivo risulta difficile ridurre l’entità della suddetta fase di fine espansione. In classic internal combustion engines, the stroke of the piston in the compression phase is equal to that of expansion, and for this reason it is difficult to reduce the extent of the aforementioned end-of-expansion phase.

Nel motore secondo la presente invenzione, invece, la corsa del pistone nella fase di espansione può essere regolata senza restrizioni, in quanto il dispositivo che realizza l’espansione è meccanicamente scollegato da quello che permette la compressione. In the engine according to the present invention, however, the stroke of the piston in the expansion phase can be adjusted without restrictions, since the device that carries out the expansion is mechanically disconnected from the one that allows compression.

Il fatto che nel motore qui proposto il dispositivo di compressione sia meccanicamente scollegato da quello di espansione consente, inoltre, di avere minori vibrazioni sull’albero motore, anche rispetto al motore “Scuderi”, e di ottenere altresì un sistema strutturalmente più flessibile rispetto ai motori tradizionali, tale da consentire ad esempio anche la sostituzione del sistema pistone-cilindro previsto per la fase di compressione con un compressore rotativo. The fact that in the engine proposed here the compression device is mechanically disconnected from the expansion device also allows for lower vibrations on the crankshaft, even with respect to the "Scuderi" engine, and also to obtain a system that is structurally more flexible than the traditional engines, such as to allow for example also the replacement of the piston-cylinder system provided for the compression phase with a rotary compressor.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, la previsione del motore elettrico per alimentare il compressore permette di ridurre sensibilmente le emissioni nocive per l’ambiente e quindi di ridurre l’impatto ambientale del motore. According to a further aspect of the invention, the provision of the electric motor to power the compressor makes it possible to significantly reduce harmful emissions to the environment and therefore reduce the environmental impact of the engine.

Inoltre, nel motore secondo l’invenzione, la combustione nel cilindro si svolge a temperature relativamente basse grazie alla previsione delle alette di raffreddamento a monte di tale cilindro. Furthermore, in the engine according to the invention, combustion in the cylinder takes place at relatively low temperatures thanks to the provision of the cooling fins upstream of this cylinder.

Ne consegue che in questo modo la combustione avviene in maniera più efficiente, anche in termini di minore inquinamento prodotto. It follows that in this way the combustion takes place more efficiently, also in terms of less pollution produced.

Alle alte temperature è infatti favorita la formazione di inquinanti pericolosi per la salute umana, quali il monossido di carbonio e gli ossidi di azoto. In fact, at high temperatures the formation of pollutants dangerous for human health, such as carbon monoxide and nitrogen oxides, is favored.

In aggiunta a quanto appena detto, facendo avvenire la combustione a basse temperature, si riduce sensibilmente il rischio di incorrere nel fenomeno della dissociazione, che, nel caso si verificasse, non consentirebbe di sfruttare tutta la potenziale energia della combustione a causa di un calore “occultato”. In addition to what has just been said, making combustion occur at low temperatures significantly reduces the risk of incurring the phenomenon of dissociation, which, if it occurs, would not allow to exploit all the potential energy of combustion due to heat " concealed ".

Con il termine “dissociazione” si intende, normalmente, il fenomeno secondo cui quando la temperatura di combustione supera un certo valore di soglia, si ottengono la dissociazione dell’anidride carbonica e l’assorbimento di calore da parte della reazione. The term "dissociation" normally means the phenomenon according to which when the combustion temperature exceeds a certain threshold value, the dissociation of carbon dioxide and the absorption of heat by the reaction are obtained.

Il calore che si sviluppa durante la combustione è quindi inferiore di quello ideale, in quanto una sua parte è utilizzata nella reazione di dissociazione. The heat that develops during combustion is therefore less than ideal, as a part of it is used in the dissociation reaction.

Pertanto, in questi casi la combustione non risulta completa e ci sarà una certa parte di calore che non si è sviluppato. Therefore, in these cases the combustion is not complete and there will be some heat that has not developed.

Per quanto riguarda la benzina, ad esempio, tale fenomeno si verifica intorno ai 2300°K. As for gasoline, for example, this phenomenon occurs around 2300 ° K.

Inoltre, il fatto che le alette di raffreddamento del motore secondo l’invenzione siano state previste a monte dell’iniettore di carburante permette di scongiurare il rischio di detonazione del fluido, dato che il carburante viene aggiunto al comburente dopo il raffreddamento di quest’ultimo. Furthermore, the fact that the cooling fins of the engine according to the invention have been provided upstream of the fuel injector makes it possible to avoid the risk of detonation of the fluid, since the fuel is added to the comburent after the latter has cooled. .

La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The present invention has been described for illustrative, but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection, such as defined by the attached claims.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Motore ibrido (1, 1’) per l’alimentazione di un veicolo dotato di almeno una ruota motrice, detto motore ibrido (1, 1’) comprendendo: - un dispositivo di compressione (2) per comprimere, nell’uso, un fluido comprimibile; - un motore elettrico (6, 6’) collegato a detto dispositivo di compressione (2) in modo da fornire, nell’uso, energia a detto dispositivo di compressione (2) per comprimere detto fluido comprimibile; e - un dispositivo di espansione (21) distinto da detto dispositivo di compressione (2) e comprendente: un cilindro (22) in comunicazione di fluido con detto dispositivo di compressione (2) per consentire, nell’uso, il trasferimento di un fluido compresso da detto dispositivo di compressione (2) a detto cilindro (22); un pistone (23) mobile rispetto a detto cilindro (22); e mezzi di innesco (31) per innescare, nell’uso, la combustione di una miscela comprendente almeno un comburente e almeno un combustibile, consentendo l’espansione di detta miscela in detto cilindro (22) e il movimento di detto pistone (23) per effetto di detta espansione; dove detto pistone (23) è cinematicamente scollegato da detto dispositivo di compressione (2) e cinematicamente collegabile, nell’uso, a detta ruota motrice di detto veicolo, in modo tale che tutta l’energia cinetica prodotta dal movimento di detto pistone (23) sia trasferita a detta ruota motrice. CLAIMS 1. Hybrid engine (1.1 ') for powering a vehicle equipped with at least one drive wheel, called hybrid engine (1.1') including: - a compression device (2) to compress, in use, a compressible fluid; - an electric motor (6, 6 ') connected to said compression device (2) so as to provide, in use, energy to said compression device (2) to compress said compressible fluid; And - an expansion device (21) distinct from said compression device (2) and comprising: a cylinder (22) in fluid communication with said compression device (2) to allow, in use, the transfer of a compressed fluid from said compression device (2) to said cylinder (22); a piston (23) movable with respect to said cylinder (22); And ignition means (31) to trigger, in use, the combustion of a mixture comprising at least one comburent and at least one fuel, allowing the expansion of said mixture in said cylinder (22) and the movement of said piston (23) to effect of said expansion; where said piston (23) is kinematically disconnected from said compression device (2) and kinematically connectable, in use, to said driving wheel of said vehicle, so that all the kinetic energy produced by the movement of said piston (23 ) is transferred to said driving wheel. 2. Motore ibrido (1, 1’) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di compressione (2) è alternativo o rotativo. 2. Hybrid engine (1, 1 ') according to claim 1, characterized by the fact that said compression device (2) is reciprocating or rotary. 3. Motore ibrido (1, 1’) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di passaggio (9, 13, 20; 20’) per il trasferimento di un fluido compresso da detto dispositivo di compressione (2) a detto dispositivo di espansione (21) e un dispositivo di iniezione (26, 26’) per iniettare almeno un combustibile in detti mezzi di passaggio (9, 13, 20; 20’). Hybrid engine (1, 1 ') according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises passage means (9, 13, 20; 20') for transferring a fluid compressed by said compression device (2) to said expansion device (21) and an injection device (26, 26 ') for injecting at least one fuel into said passage means (9, 13, 20; 20'). 4. Motore ibrido (1, 1’) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di passaggio (9, 13, 20; 20’) comprendono mezzi di scambio termico (15, 15’) per consentire, nell’uso, l’abbassamento della temperatura di detto fluido compresso passante attraverso detti mezzi di passaggio (9, 13, 20; 20’). 4. Hybrid engine (1, 1 ') according to claim 3, characterized in that said passage means (9, 13, 20; 20') comprise heat exchange means (15, 15 ') to allow, in use , the lowering of the temperature of said compressed fluid passing through said passage means (9, 13, 20; 20 '). 5. Motore ibrido (1, 1’) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di iniezione (26, 26’) è disposto a valle di detti mezzi di scambio termico (15, 15’). 5. Hybrid engine (1, 1 ') according to claim 4, characterized by the fact that said injection device (26, 26') is arranged downstream of said heat exchange means (15, 15 '). 6. Motore ibrido (1, 1’) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 a 5, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di pressione (14, 14’) per misurare la pressione di un fluido in detti mezzi di passaggio (9, 13, 20; 20’). 6. Hybrid engine (1, 1 ') according to any one of claims 3 to 5, characterized in that it comprises a pressure sensor (14, 14') for measuring the pressure of a fluid in said passage means (9, 13 , 20; 20 '). 7. Motore ibrido (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto motore elettrico (6) è operativamente collegato a detto sensore di pressione (14) e dal fatto di comprendere un interruttore (19) operativamente interconnesso a detto motore elettrico (6) e a detto sensore di pressione (14) in modo tale che detto motore elettrico (6) sia attivabile o disattivabile, nell’uso, da detto interruttore (19) in base alla pressione rilevata da detto sensore di pressione (14). Hybrid motor (1) according to claim 6, characterized in that said electric motor (6) is operatively connected to said pressure sensor (14) and by the fact that it comprises a switch (19) operatively interconnected to said electric motor ( 6) and to said pressure sensor (14) so that said electric motor (6) can be activated or deactivated, in use, by said switch (19) based on the pressure detected by said pressure sensor (14). 8. Motore ibrido (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto veicolo è del tipo comprendente un dispositivo di accelerazione (28) per variare la potenza erogata da detto motore ibrido (1) e dal fatto che detto motore ibrido (1) comprende: - una valvola (25) in detti mezzi di passaggio (9, 13, 20) configurata per variare il flusso di un fluido passante in detti mezzi di passaggio (9, 13, 20) e operativamente collegabile a detto dispositivo di accelerazione (28); e - mezzi di elaborazione (29) operativamente interconnettibili, nell’uso, tra detta valvola (25) e detto dispositivo di accelerazione (28) in modo tale da comandare il funzionamento di detta valvola (25) in base alla potenza richiesta a detto motore ibrido (1). Hybrid engine (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that said vehicle is of the type comprising an acceleration device (28) for varying the power delivered by said hybrid engine (1) and in that said hybrid engine (1) includes: - a valve (25) in said passage means (9, 13, 20) configured to vary the flow of a fluid passing through said passage means (9, 13, 20) and operatively connectable to said acceleration device (28) ; And - processing means (29) operatively interconnectable, in use, between said valve (25) and said acceleration device (28) in such a way as to control the operation of said valve (25) based on the power required of said hybrid engine (1). 9. Motore ibrido (1’) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto veicolo è del tipo comprendente un dispositivo di accelerazione (28’) per variare la potenza erogata da detto motore ibrido (1), dal fatto che detto motore elettrico (6’) è operativamente collegabile, nell’uso, con detto dispositivo di accelerazione (28’) e dal fatto che detto motore ibrido (1’) comprende un dispositivo di controllo (32’) interconnettibile, nell’uso, tra detto motore elettrico (6’) e detto dispositivo di accelerazione (28’). Hybrid engine (1 ') according to claim 6, characterized in that said vehicle is of the type comprising an acceleration device (28') for varying the power delivered by said hybrid engine (1), in that said electric motor (6 ') is operatively connectable, in use, with said acceleration device (28') and by the fact that said hybrid motor (1 ') comprises a control device (32') which can be interconnected, in use, between said motor electric (6 ') and said acceleration device (28'). 10. Motore ibrido (1’) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto sensore di pressione (14’) è operativamente collegato a detto dispositivo di controllo (32’) in modo tale che detto dispositivo di controllo (32’) comandi, nell’uso, il funzionamento di detto motore elettrico (6’) in base alla pressione rilevata da detto sensore di pressione (14’). 10. Hybrid engine (1 ') according to claim 9, characterized in that said pressure sensor (14') is operatively connected to said control device (32 ') in such a way that said control device (32') controls , in use, the operation of said electric motor (6 ') on the basis of the pressure detected by said pressure sensor (14').
IT102018000009735A 2018-10-24 2018-10-24 Hybrid engine perfected. IT201800009735A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000009735A IT201800009735A1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Hybrid engine perfected.
GB1915389.9A GB2592864A (en) 2018-10-24 2019-10-23 Improved hybrid engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000009735A IT201800009735A1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Hybrid engine perfected.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201800009735A1 true IT201800009735A1 (en) 2020-04-24

Family

ID=65244492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102018000009735A IT201800009735A1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Hybrid engine perfected.

Country Status (2)

Country Link
GB (1) GB2592864A (en)
IT (1) IT201800009735A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360440A1 (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Toyota Jidosha K.K., Toyota Vehicle control/regulating arrangement for hybrid vehicle with internal combustion engine, motor has power controller/regulator for selectively feeding power produced by generator directly to motor
US20080087482A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle with motor driven charge air booster
DE102009051472A1 (en) * 2008-11-04 2010-06-02 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit A hybrid powertrain and method for controlling a hybrid powertrain
US20120090580A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 Lung Tan Hu Controlled-compression direct-power-cycle engine
GB2490106A (en) * 2011-04-13 2012-10-24 Ge Prec Engineering Ltd Forced induction for internal combustion engines
US20180202349A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-19 Ford Global Technologies, Llc Systems and method for charge air cooler de-icing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011011837A (en) * 2010-03-15 2011-11-29 Scuderi Group Llc Electrically alterable circuit for use in an integrated circuit device.
CN102518507A (en) * 2012-01-06 2012-06-27 何凌锋 Forced air inflow device of internal combustion engine
US10508590B2 (en) * 2017-02-07 2019-12-17 Kohler Co. Forced induction engine with electric motor for compressor
SK8609Y1 (en) * 2018-12-05 2019-11-05 Cerny Julius Ing Csc Method of operation of the 2-stroke hybrid engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360440A1 (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Toyota Jidosha K.K., Toyota Vehicle control/regulating arrangement for hybrid vehicle with internal combustion engine, motor has power controller/regulator for selectively feeding power produced by generator directly to motor
US20080087482A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle with motor driven charge air booster
DE102009051472A1 (en) * 2008-11-04 2010-06-02 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit A hybrid powertrain and method for controlling a hybrid powertrain
US20120090580A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 Lung Tan Hu Controlled-compression direct-power-cycle engine
GB2490106A (en) * 2011-04-13 2012-10-24 Ge Prec Engineering Ltd Forced induction for internal combustion engines
US20180202349A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-19 Ford Global Technologies, Llc Systems and method for charge air cooler de-icing

Also Published As

Publication number Publication date
GB2592864A (en) 2021-09-15
GB201915389D0 (en) 2019-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7143725B1 (en) Dual six-stroke self-cooling internal combustion engine
CN102498272B (en) Turbocharged reciprocating piston engine having a connected pressure tank for bridging turbo lag, and method for operating said engine
US6953010B1 (en) Opposed piston opposed cylinder free piston engine
RU2622457C1 (en) Internal combustion engine based on isothermal compression, its operating and management methods
US8613269B2 (en) Internal combustion engine with direct air injection
US20090314252A1 (en) Combustion engine with self-ignition of air-and-fuel mixture
GB2402169A (en) An engine with several operating modes including operation by compressed air
WO2005068804A1 (en) A two-stroke compression ignition engine
CN108368770A (en) Air-treatment in heavily loaded opposed-piston engine
US6311651B1 (en) Computer controlled six stroke internal combustion engine and its method of operation
US9234490B2 (en) Multi-cylinder internal combustion engine and method for operating such a multi-cylinder internal combustion engine
US5758610A (en) Air cooled self-supercharging four stroke internal combustion engine
CN106246335B (en) System and method for engine air path reversal management
IT201800009735A1 (en) Hybrid engine perfected.
US6112707A (en) Engine fuel system with a super charged air compressor
RU2538231C1 (en) Cycling of exhaust gases in single-stroke engine with external combustion engine
EP3728814B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
EP3371433B1 (en) Four stroke internal combustion engine
WO2023215126A1 (en) Separate compressor arrangements for engines
IT201800005066A1 (en) Two-stroke engine with integral pistons
CA1305070C (en) Internal combustion engine, particularly, a free-piston engine
US1008191A (en) Gas-engine.
US1385266A (en) Engine
SE539658C2 (en) Four Stroke Internal Combustion Engine
ITPG20000001A1 (en) ENDOTHERMAL MOTOR WITH ROTATING PISTONS INSIDE A TOROIDAL CHAMBER.