IT9005214A1 - Perfezionamento ai motori a combustione interna alternativi - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE

avente per titolo:

"PERFEZIONAMENTO AI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ALTERNATIVI"

La presente invenzione è diretta ai motori a combustione interna alternativi, sia a carburazione sia a iniezione curetta, che indiretta.

I motori a combustione interna più diffusi, siano essi a quattro tempi oppure a due tempi, con accensione a scintilla elettrica oppure spontanea, possono comprendere un numero di cilindri molta vario e con diversa disposizione e, in ciascun cilindra, un pistone a stantuffo atto a realizzare ciclicamente le fasi di aspirazione, compressione, scoppio-espansione e scarico tipiche di detti motori. La trasformazione del moto alternativa dei pistoni in moto rotatorio continuo per l 'erogazione della potenza che si sviluppa nel motore avviene usualmente attraverso un manovellismo includente un albero a manovella al quale i pistoni sono tutti collegati mediante bielle corrispondenti.

La trasmissione attraverso simili manovellismi implica comunque rilevanti dispersioni di potenza e limitazioni cinematiche proprie di un simile accoppiamento e per ie non trascurabili inerzie,oltre che dei pistoni, anche delle bielle.

Oltretutto, l'usuale adozione di una biella per ciascun pistone e la configurazione dell'albero a manovella in presenza di più cilindri per collegarvi tutte le bielle rendano la meccanica del motore complessa e sofisticata e non permettono di contenerne gli ingombri oltre determinati limiti obbligati dall'aioero. E' inoltre risaputo che il rapporto tra la lunghezza della biella e la corsa del pistone, per un corretto comportamento ed una buona resa oel cinematismo, Dovrebbe essere il più alto possibile cosa cne comportereobe l'adozione di bielle relativamente lunghe. Questo però non avviene praticamente dal momento che si tende sempre a ridurre la lunghezza delle bielle minimizzando un tale rapporto per non influire negativamente sugli ingombri della struttura. Nella pratica sarebbe anche auspicatin e sempre un maggior frazionamento della cilindrata del motore. Infatti, un aumento del numero oei cilindri rappresenta, a parità di altre circostanze, come regime e cilindrata, il mezzo più semplice per aumentare e meglio sfruttare la potenza del motore, lia più cilindri comportano più bielle ed un albero a manovella più lungo, complesso, difficile da realizzare e supportare, per cui si tende attualmente ad un compromesso limitando il numero dei cilindri a 4,6,8, 12.

La presente invenzione mira invece a risolvere in modo nuovo e originale le problematiche di cui sopra e a sem lificare la struttura dei motori a combustione interna alternativi anche per renderli più compatti, leggeri e meno ingombranti. Essa si applica sia ai motori a quattro tempi che a quelli a due tempi e mira anche a superare le attuali limitazioni in fatto ai rapporto lunghezza biella/corsa pistoni, di frazionamento della cilindrata, di complessità e dimensioni dell'albero a manovella. Il tutta rispettando le testate dei motori nella loro presente configurazione e senza modificare i tradizionali sistemi di punterie, alimentazione e scarico, accensione, lubrificazione e raffreddamento.

A tal -fine la presente invenzione propone un motore a comoustione interna alternativa nel quale più Distomi,sono collegati all'albero a manovella con una sola biella, riducendo così il numero delie bielle e semplificando la configurazione e lì supporto aell'albero a manovella. L'invenzione prevede inoltre che, in un motore a quattro tempi, in ogni cilindro siano alloggiati due pistoni collegati ad uno spinotto ai biella in comune e con teste rivolte in direzioni,opposte a partire da detto spinotto in modo che un pistone sia in fase di espansione quando l'altro è in compressione. Ancora, in un motore a quattro tempi si potranno anche collegare quattro pistoni aa una sola biella attraverso uno spinotto in comune, i pistoni essendo a due a due opposti ed operanti in due cilindri affiancati. Queste soluzioni permettono ai utilizzare anche un grande, inusuale numero ai cilindri per un frazionamento delia cilindrata, di compattare comunque la struttura motore, di ridurre drasticamente il numero delle bielle e le dimensioni dell'albero a manovella, dunque con vantaggi di ordine costruttuivo ed economico tenuto conto anche della possibilità, se desiderato, di utilizzare uno stesso basamento per motori a quattro tempi sia a due pistoni che a quattra pistoni in aue cilindri.

Anche in un motore a due tempi si possono utilizzare due pistoni collegati entrambi ad una biella e operanti in camere separate, parallele, con travasi indipendenti per ogni cilindro, casa che permette un frazionamento della cilindrata anche in questo tipo ai motori.

Maggiori dettaglì ael trovato risulteranno più evidenti dai seguito della descrizione -fatta a. titolo indicativa e non limitativo con riferimento agli allegati disegni nei quali:

la Fig. 1 mostra una vista schematica esterna con teste in sezione ai un motore a quattro tempi secondo l'invenzione:

la Fig. 2 mostra una sezione del motore secondo le frecce ΙΙ-II in Fig.15

la Fig. 3 mostra, ingrandita, un'ulteriore sezione ael motore secando le frecce III—III in Fig.2; la Fig. 4 mostra in sezione schematica un motore a oue tempi; e

la Fig. 5 mostra una vista dall'alto del motore in Fig. 4 con Pistoni e collegamento bielle come visti in trasparenza.

Le Figg.1 e 3 si riferiscono ad un motore a quattro tempi e a quattro pistoni. Detto motore coniprende un corpo 10 nel quale sono definiti due cilindri 11,12 ad assi paralleli, dotati ognuno di una camicia interna il',12'ed aperti alle loro estremità opposte. I due cilindri 11,12 sono separati da una parete mediana 13 nella quale sono ricavati un vano 14 in direzione longitudinale ed un'asola 15 in direzione trasversale in un tratto intermedio della lunghezza di detta parete. Il corpo 10 può essere costituito ad esempio da due metà uguali e opposte -v.Fig.2- che si accoppiano e -fissano tra di loro in un piano di combaciamento passante nel piano longitudinale mediano X-X della parete divisoria 13, ossia aei vano 14. Da parti apposte del corpo 10, nella sua parete esterna, a livello dell'asola trasversale 15 nella parete divisoria 13 possono essere ricavati due fori passanti 16 chiudibili mediante tappi riportaci i7.

Nella realizzazione illustrata, in ogni cilindro 11,12 è alloggiato e scorrevole un pistone doppio 21 e 22 rispettivamente. I due pistoni doppi 21,22 si collegano entrambi al piede di un'unica biella 23 la cui testa si collega ad un albero a manovella 24 -v.Fig.3- montato su cuscinetti di banco. Più precisamente, la biella 23 è pasta nel vano 14 nella parete divisoria 13 tra i due cilindri 11,12 e può avere una qualcuasi lunghezza potendosi collocare l'albera a manovella alle distanze più varie dal piede di biella, I due pistoni doppi sano collegati ai piede di oieila 23 mediante un'unica spinotto passante 25 che viene montato attraverso i fori laterali io del corpo 10 e che si estende nell'asola i5. Quest'asola permette lo scorrimento dei pistoni nei cilindri ea i -fari laterali vengano chiusi con i tappi 17 dopo l'inserimento delio spinotto.

Un tale assemblaggio è semplice e permette anche uno smontaggio dei componenti per la manutenzione. Ciò non toglie però che con-figurazιone e assiemaggio del corpo, delia biella e dei pistoni possa essere diversa senza uscire dal trovato che prevede l'adozione di una soia biella per più pistoni.

Ogni pistone doppio 21,22 ha due teste rivolte in direzioni opposte,cioè verso le estremità del rispettiva cilinaro dove sono montate due convenzionali testate di motore 26,27 portanti ciascuna -v,Fig.3- le valvole, punterie e canalizzazioni che controllano le vasi del motore e, quando è il caso, la candela ai accensione. Ogni pistone doppio svolge allora la funzione di due pistoni solidali che si muovono simultaneamente in uno stesso cilindro raggiungendo l'uro il punto morto superiore quando .l'altro è al punto morto interiore e viceversa, definendo cosi alternativeniente le camere che consentono lo svolgimento del ciclo proprio del motore a combustione interna. Le teste dei pistoni, a livello del punto morto inferiore, non raggiungono comunque il livella dell'asola trasversale per evitare travasi da un cilindro all'altro.

Da quanto sopra è eviaente come il motore, pur avendo strutturalmente due cilindri e due pistoni, abbia le prerogative di un motore a quattro tempi e a quattro cilindri, dal momento che ciascun pistone è doppio 2i,22 svolge la funzione di due pistoni e sfrutta altem acivamente le parti opposte di uno stesso cilindro per lo svolgimento del ciclo. D'altro lato, usando due pistoni semplici anziché doppi in uno stesso corpo a due cilindri, e ovviamente due testate, una ter cilindro è possibile realizzare un motore a due cilindri e a quattro tempi. In ogni caso tutti i pistoni sono collegati ad una sola biella e attraverso questa ad un albero a manovella semplficato. bielle testate e nel corpo dei motore potranno in entrambi i casi essere ricavati dei condotti per i fluidi ai lubrificazione 29 e raffreddamento 30 e collegando le bielle ad un albero a manovella appropriato sarà peraltro possibile realizzare motori con un qualsiasi numero di cilindri multiplo di due, il numera delle bielle essendo metà del numero dei cilindri nel caso di pistoni semplici come nel motore bicilindrico a addirittura un quarto nel caso di pistoni doppi come nel motore a quattro cilindri sopra descritti, l'albero a manovella essendo semplificato corrispondentemente.

Da notare infine che lo stesso concetto innovativo di colieaare più pistoni ad un'unica biella è applicabile ancne ai motori a due tempi come illustrato nelle Figg.4 e 5. In tal caso, ad una biella 33 si collegano contemporaneamente due pistoni 31,32 posti in ciiinon paralleli 41,42.

Ognuno dei cilindri è datato di luci di travaso 41',42',indipendenti da quello dell'altra cilindro lindro e la oieila si collega convenientemente ao un albero a manovella 34. Il collegamento dei pistoni alla biella 33 si consegue a mezzo di uno spinotto 35 con 1'interposizione di cuscinetti o rullini 3o. Vantaggiosamente poi, sulla parte esterna del piede di biella, tra questo e il corpo pistoni possono essere montate due gaboie di rullini supplementari 37 che permettono una miglior ripartizione delle forze.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1^) Motore a combustione interna alternativo, del tipo a quattro tempi(Comprendente un corpo (10), almeno due cilindri (11,12) definiti da detto corpo, almeno un pistone (21,22) alloggiato e scorrevole in ogni cilindro, e almeno una testata di motore (26,27) montata su detto corpo in associazione ad ogni cilindro, caratterizzato dal -fatto che i pistoni (21,22) in detti cilindri sono collegati al piede di un'unica biella (23), la testa di biella essendo accoppiata ad un albero a manovella (24) montato su cuscinetti di banco. 2^) Motore a combustione interna secondo la rivendicazione 1), in cui detto corpo (10) definisce due cilindri paralleli (11,12) aperti ad un'estremità in cui m agni cilindra è alloggiato un pistone semplice con una testa di pistone rivolta verso una testata DI motore montata all'estremità aperta del cilindro stesso, e in cui i pistoni in entrambi i d im ori sono collegati al piede dell'unica biella (23) mediante uno spinotto trasversale in comune (25) costituendo un motore bicilindrico. 3 ) botare a combustione interna secondo la rivendicazione 1), in cui detto corpo definisce due cilindri paralleli (11,12) aperti ad entrambe le estremità, in cui in ogni cilindra è alloggiato un pistone doppio (21,22) avente due teste di pistone rivolte in sensi opposti verso due rispettive testate di motore montate alle estremità opposte di detti cilindri, ed in cui i pistoni doppi in entrambi i cilindri sono collegati al piede dell'unica biella (23) mediante uno spinotto trasversale (25) in comune costituendo un motore a quattro cilindri. 4^) Piotare a combustione interna secondo la rivendicazione 2) o 3), in cui i cilindri (il,12) in detto corpo (10) sono separati da una parete divisoria (13) nella quale sono ricavati un vana (14) in direzione longitudinale ed un'asola (15) in direzione trasversale, in cui la biella (23) è disposta in detto vano (14), ed in cui lo spinotto trasver— sale (25) di collegamento dei pistoni al piede di biella e il piede di biella si estendano in detta asola (15) che permette lo scorrimento dei pistoni nei cilindri. 5^) Motore a combustione interna secondo la rivendicazione 4), in cui detto corpo (-10) è costituito da due elementi uguali combacienti e fissati in un piano longitudinale passante per la mezzeria del vano (14) in oecta parete divisoria, in cui nella parete esterna del corpo sono ricavati due fori passanti opposti ii6; a livello di detta asola (15) per il passaggio delio spinotto (25) di collegamento dei oistoni al piede della biella, detti fori essendo chiusi da tappi riportati dopo il montaggio dello spinotto. 6^) botare a combustione interna secondo la rivendicaiione i), in cui detto corpo definisce un numero di multiplo di due, in cui in ogni cilindro è montato almeno un pistone, e in cui i pistoni in ogni DUE cilindri contigui sono collegati ao un'unica niella che si collega ad un albero a manoveì1a. 7^) motore a combustione interna alternativa, del tipo a due tempi, comprendente un corpo, almeno due cilindri (41,42) definiti da detto corpo, un pistone (31,32) alloggiato e scorrevole in ogni cilindro, delle luci di travaso ricavate nel corpo in associazione ad ogni cilindro, ed una testata di motore fissata a detto corpo su detti cilindri, caratterizzato aaì fatto che i pistoni in detti cilindri sono collegati al piede di un'unica biella (33) la cu.i testa si accappia ad un albero a manovella montato su cuscinetti di banco. 8^) Motore a combustione interna secondo la rivendicazione 7), in cui tra il piede di biella (33) e il corpo dei pistoni collegativi sono montate gabbie ai rullini (37). 9^) Per-fK ianaiiiento ai motori a combustione interna alternativi, come sostanzialmente sopra descritto, illustrato e rivendicato per gli scopi specifi