IT9053356U1

IT9053356U1 - Perfezionamento ai corpi farfallati per dispositivi di alimentazione d el carburante di un motore endotermico

Info

Publication number: IT9053356U1
Application number: IT5335690U
Authority: IT
Inventors: George Robertson; Claudio Zaccherini
Original assignee: Weber Srl
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-05-01
Also published as: IT220664Z2; GB2249348A; BR9104794A; GB9122821D0; IT9053356V0; FR2668544A1; DE4135806A1

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente innovazione si riferisce ad un corpo farfal lato per un dispositivo di alimentazione del carburante di un motore endotermico, particolarmente per un dispositivo di questo tipo in cui vengono utilizzate valvole dosatrici e polverizzatrici di carburante ad azionamento elettromagne ti co,

I corpi farfal lati di questo tipo comprendono sostanzialmente un manicotto nel cui interno è ricavato un condotto per il passaggio del l'aria o cfe II a miscela di aria e carburante ed una valvola a farfalla disposta lungo tale condotto, la quale è provvista di un disco otturatore oscillante attorno ad un asse ortogonale all'asse del condotto stesso. Tale disco è atto ad assumere una posizione di chiusura in cui esso chiude sostanzialmente il condotto e forma un angolo prefissato con l'asse del condotto stesso.

Il disco otturatore oscillante è portato ad un alberino azionato da opportuni mezzi di comando atti a far assumere ad esso, e quindi al disco otturatore, una voluta configurazione angolare, in modo da consentire il passaggio di portate prefissate di aria o di miscela attraverso i l condotto nelle varie condizioni di funzionamento del motore.

Forma e dimensioni del disco otturatore vengono normalmente scelte in modo tale che quando questo è nella suddetta posizione di chiusura tale disco formi un angolo poco inferiore a 90° con l'asse del condotto.

I corpi farfallati de.l tipo brevemente descritto presentano alcuni inconvenienti.

Dopo un certo periodo di funzionamento del dispositivo sulla superficie del tratto di condotto che si trova a valle del disco otturatore si forma un accumulo di depositi carboniosi, che è generato dal flusso dei gas combusti che si muovono con direzione opposta a quella con cui si muove i l flusso di aria o di miscela al l ' interno del condot-to stesso. Il depositi carboniosi suddetti tendono a formare uno strato molto aderente alla superficie interna del condotto ed avente spessore

_

variabile lungo l'asse del condotto stesso e massimo in corrispondenza di sezioni che si trovano immediatamente a valle del disco otturatore della valvola a farfalla.

La presenza di tale strato riduce ovviamente la sezione di passaggio al flusso di aria o miscela che deve essere alimentato attraverso il condotto; la sezione di passaggio è infatti definita, per un prefissato assetto angolare del disco otturatore rispetto al condotto, dalle superfici del disco stesso e da quella del condotto. Ne consegue che, per ciascuna configurazione angolare del disco otturatore, viene consentito il passaggio di una portata di fluido inferiore a quella teorica prevista: questo inconveniente è particolarmente grave quando le sezioni di passaggio sono molto ridotte, vale a dire nelle condizioni di funzionamento al minimo del motore. Pertanto, soprattutto in tali condizioni, si possono determinare funzionamenti irregolari del motore a causa della ridotta alimentazione della miscela (o dell'aria).

Qualora il dispositivo di alimentazione sia provvisto di un dispositivo di controllo del regime di rotazione del motore nelle condizioni di f unzionamento al minimo, al fine di assicurare, in tale condizione operativa, una prefissata portata di aria o m i sce I a lungo i l condotto, questo r i sul tato viene ottenuto comunque con assetti angolari del disco otturatore che non sono quelli teorici previsti; infatti l'attuatore che fa parte del dispositivo di controllo suddetto, al fine di assicurare una portata che assicuri un prefissato regime di rotazione, deve far assumere al disco otturatore conf igurazioni angolari a cui corrispondono angoli di apertura più elevati di quelli teorici che dovrebbero verificarsi qualora non fosse presente il suddetto strato di depositi carboniosi. In tali condizioni, anche se si assicura la corretta portata di aria o miscela in ogni condizione di funzionamento del motore, il disco otturatore deve operare in una zona diversa da quella prevista, nella quale la legge con cui varia la portata al crescere dell'angolo di rotazione del disco otturatore non è quella prevista, ed in particolare, non assicura la proporzionalità tra i parametri suddetti.

Scopo della presente innovazione è quello di realizzare un corpo farfallato del tipo brevemente descritto con il quale vengono eliminati gli inconvenienti che sono stati evidenziati, ed in particolare, consenta di ottenere portate di aria o miscela corrispondenti a quelle teoriche previste, anche dopo lunghi periodi di esercizio del disposi tivo, al fine di assicurare una regolare alimentazione al motore, in particolare nelle condizioni di funzionamento al minimo del motore stesso.

Tale scopo viene ottenuto mediante un corpo farfallato per un dispositivo di alimentazione del carburante di un motore endotermico, comprendente sostanzialmente un condotto per i l passaggio del l 'aria o del la miscela di aria e carburante ed una valvola a farfalla disposta lungo detto condotto e provvista di un disco otturatore oscillante attorno ad un asse ortogonale all'asse del condotto stesso a partire da una posizione di chiusura in cui detto disco chiude sostanzialmente detto condotto e forma un angolo prefissato con detto asse del condotto, caratterizzato dal fatto che il tratto di detto condotto che si trova immediatamente a valle di detto disco otturatore quando esso è in detta posizione di chiusura ha sezione maggiore del tratto di detto condotto che si trova immediatamente a monte del disco otturatore, in modo da generare, in corrispondenza della sezione che separa detti due tratti, uno spali amento anulare contenuto sostanzialmente in un piano che forma detto angolo prefissato con detto asse del condotto .

Per una migliore comprensione del dispositivo dell'innovazione ne verrà ora data una descrizione più dettagliata con riferimento alle figure dei disegni allegati nelle quali:

la figura 1 rappresenta una sezione longitudinale schematica della parte centrale del corpo farfallato dell' innovazione in cui è ricavato il condotto per il passaggio dell 'arie a del la miscela di aria e combustici le;

la figura 2 rappresenta un dettaglio della sezione di figura 1, con dimensioni più elevate di quelle della precedente;

le figure 3 e 4 rappresentano sezioni analoghe a quelle di figura 2 atte ad illustrare varianti costruttive leggermente diverse da quelle di figura 2;

le figure 5 e 6 rappresentano sezioni analoghe a quelle delle figure 1 a 2 ed atte ad illustrare le condizioni in cui viene a trovarsi il condotto del corpo farfallato dell'innovazione dopo un lungo periodo di esercizio del dispositivo di alimentazione.

Il corpo farfallato dell'innovazione è destinato ad essere utilizzato su un dispositivo di alimentazione del carburante di un motore endotermico, in particolare di un dispositivo in cui è prevista l'utilizzazione di valvole dosatrici e po lve ri zzat ri ci di carburante ad azionamento elettromagnetico. Un corpo farfallato di questo tipo comprende sostanzialmente un elemento a forma di piastra 1 a cui è collegato un manicotto 2, nel cui interno è ricavato un condotto 3 per il passaggio del l 'aria o della miscela di aria e carburante la quale si muove nella direzione delle frecce; il condotto suddetto sbocca normalmente all' interno di un collettore di alimentazione (non rappresentato), in comunicazione con i cilindri del motore.

Fa parte del corpo farfallato una valvola a farfalla indicata nel suo complesso con 4, la quale è disposta lungo il condotto 3 ed è provvista di un disco otturatore 5, oscillante attorno ad un asse 6 ortogonale all'asse longitudinale 7 del condotto stesso. Il disco otturatore 5 è oscillante a partire da una posizione di chiusura, che è stata rappresentata in figura 1, in cui il disco stesso chiude sostanzialmente il condotto 3 e forma un angolo prefissato con l'asse 7 del condotto 3 indicato con in figura 1.

In base all'innovazione, il tratto di condotto 10 che si trova immediatamente a valle del disco otturatore 5 ha sezione maggiore del tratto di condotto 11 che si trova immediatamente a monte del disco stesso, come si vede chiaramente in figura 1; in tal modo in corrispondenza della sezione che è stata indicata con f in figura 1 e che separa i tratti di condotto 10 ed 11 viene generato uno spali amento anulare 12, il quale è contenuto sostanzialmente in un piano che forma con l'asse 7 del condotto 3 l'angolo prima defini to.

Il disco otturatore 4 è disposto lungo il condotto 3 in modo tale che, quando esso si trova nella posizione di chiusura rappresentata in figura 1, il piano della sezione f in cui è contenuto lo spallamento anulare 12 si trovi tra i piani in cui sono contenute le superfici superiore s ed inferiore i del disco otturatore 5; nel caso della figura 1 il piano della sezione f si trova alla stessa distanza dai piani delle superfici s ed i. E* comunque possibile adottare qualsiasi delle configurazioni intermedie che sono comprese tra le due configurazioni limite rappresentate nelle figure 3 e nella prima di esse il piano in cui si trova la superficie inferiore i del disco otturatore è contenuta sostanzialmente nello stesso piano della sezione f, mentre secondo la disposizione di figura 4, il piano in cui è contenuta la superficie superiore s del disco otturatore 5 si trova nello stesso piano della sezione f .

Convenientemente, la superficie 13 che delimita lateralmente il disco otturatore 5 è una porzione di superficie cilindrica, il cui asse è sostanzialmente coincidente con l'asse 7 del condotto 3 quando il disco otturatore si trova nella posizione di chiusura.

Inoltre, convenientemente, il tratto di condotto 11 che si trova a monte del disco otturatore 5 ha finitura superficiale più elevata di quella della superficie del tratto 10 dello stesso condotto che si trova a valle del disco stesso.

Il funzionamento del corpo farfallato descritto avviene nel modo seguente.

Durante il funzionamento del motore nel condotto 3 viene generato un flusso di aria o di miscela e carburante con modalità che sono ben note.

- io

La portata di tale flusso viene controllata dalla valvola a farfalla 4, facendo assumere al disco otturatore 5 una prefissata configurazione angolare a seguito della rotazione di esso attorno all'asse 6. Pertanto a partire dalla posizione di chiusura rappresentata in figura 1 e definita dall'angolo ai si hanno varie configurazioni operative al diminuire dell' angolo suddetto.

In alcune fasi di funzionamento del motore, com'è noto si verifica un flusso inverso dei gas i quali tendono ad attraversare il condotto 3 con direzione opposta a quel la con cui si muove l 'aria o la mi scela di alimentazione. Tale flusso di gas, in cui sono in sospensione delle particelle di materiale carbonioso, si muove nella direzione suddetta all'interno del tratto di condotto 10: quando tale flusso incontra la superficie inferiore i del disco otturatore 5 e lo spallamento 12 che separa il tratto 10 dal tratto 11, le particelle di materiale carbonioso, tendono a depositarsi nella cavità che è definita dallo spallamento stesso e dalla superficie del tratto 10: nelle figure 5 e 6 è visibile, in sezione, lo strato di materiale carbonioso 14 che si deposita in tal modo dopo un lungo periodo di funzionamento del dispositivo. Si può pertanto vedere dalla figura 6, che in una qualsiasi prefissata configurazione angolare dell'organo otturatore 5 definito dall'angolo (supposto molto piccolo, com ’ è quello che si ha durante le condizioni di funzionamento a regime minimo del motore), lo strato 14 di materiali carboniosi così formato non riduce sostanzialmente la sezione di passaggio anulare p (figura 6) lungo il condotto 3: come si vede chiaramente dalla figura 6 tale sezione è definita unicamente dalla superficie laterale 13 del disco otturatore 5 e dalla superficie del tratto di condotto 11, superfici sulle quali non si ha alcun sostanziale deposito di materiale carbonioso; tale materiale tende invece a formare lo strato 14 all'interno della cavità definita dallo spallamento 12 e dalla superficie del tratto di condotto 10. Qualunque sia lo spessore dello strato stesso all'interno della cavità così definita non si ha alcuna influenza sulla sezione anulare p.

Con il corpo farfallato dell'innovazione vengono pertanto eliminati gli inconvenienti che si verificano in quelli anteriori e che sono stati descritti nel preambolo della presente descrizione: in particolare viene mantenuta sostanzialmente costante la portata di aria o miscela attraverso i l condotto 3, qualunque sia il regime di funzionamento del motore, ed in particolare, nelle condizioni di funzionamento a regime minimo che risultano essere quelle più critiche per l'alimentazione del motore ; in particolare viene mantenuta la legge di variazione del la portata di aria o miscela in funzione dell'angolo J. di apertura della farfalla che è stata prevista per il corpo farfallato, qualunque sia il periodo di esercizio del corpo stesso.

Risulta evidente che alle forme di realizzazione descritte nella presente innovazione possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall'ambito dell' innovazione stessa.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. - Corpo farfallato per un dispositivo di alimentazione del carburante di un motore endotermico, comprendente sostanzialmente un condotto (3) per i l passaggio del l 'aria o del la miscela di ar i a e cai — burante ed una valvola a farfalla (4) disposta lungo detto condotto e provvista di un disco otturatore (5) oscillante attorno ad un asse (6) ortogonale all'asse (7) del condotto stesso a partire da una posizione di chiusura in cui detto disco forma un angolo (OÌ- Q) prefissato con detto asse del condotto, caratterizzato dal fatto che il tratto (10) di detto condotto che si trova immediatamente a valle di detto disco otturatore, quando esso è in detta posizione di chiusura, ha sezione maggiore del tratto (11) di detto condotto che si trova immediatamente a monte del disco otturatore, in modo da generare, in corrispondenza della sezione che separa detti due tratti, uno spallamento anulare (12) contenuto sostanzialmente in un piano che forma detto angolo prefissato (<^Q) con detto asse del condotto. 2. - Corpo farfallato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto disco otturatore (5) è disposto in modo tale che, quando esso si trova in detta posizione di chiusura, detto piano si trova tra i piani in cui sono contenute le superfici superiore (s) ed inferiore (i) di detto disco otturatore. 3. - Corpo farfallato secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la superficie (13) che delimita lateralmente detto disco otturatore è una porzione di superficie cilindrica il cui asse è sostanzialmente coincidente con detto asse (7) del condotto quando il disco otturatore si trova in detta posizione di chiusura. 4. - Corpo farfal lato secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la superficie di detto tratto di condotto (11) che si trova a monte di detto disco otturatore (5) ha finitura superficiale più elevata di quella della superficie di detto tratto di condotto (10) che si trova a valle di detto organo otturatore. 5. - Corpo farfal lato secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto condotto è ricavato in un elemento a forma di manicotto (2) costruito mediante pressofusione di un materiale metallico. 6. - Corpo farfallato per un dispositivo di alimentazione di carburante per un motore endotermico, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.