IT9067149A1 - Sistema di distribuzione, in particolare per un motore endotermico a piu' valvole per cilindro. - Google Patents

Description

seconda eccentricità di valore prefissato. (Figura 1)

La presente invenzione è relativa ad un sieterna di distribuzione per regolare attraverso rispettive valvole comandate da una albero a camme 1' ingresso o 1' uscita di un fluido da uno o più cilindri di un motore e/o di una macchina operatrice. In particolare, la presente invenzione è relativa ad un sistema di distribuzione ad albero a camme in testa per un motore endotermico del tipo avente più valvole per cilindro, per esempio del tipo a cinque valvole.

E' noto che per migliorare il rendimento volumetrico dei motori endotermici, in particolare di quelli ad alte prestazioni utilizzati per equipaggiare autoveicoli sportivi o comunque così detti "gran turismo”, è tendenza progettuale comune quella di realizzare schemi di distribuzione che, al posto delle classiche due valvole per cilindro (una di alimentazione ed una di scarico), prevedano schemi a più valvole per cilindro, per esempio quattro (due di alimentazione e due di scarico) o cinque (tre di alimentazione e due di scarico) . In particolare una tale ultimo tipo di schema di distribuzione comporta notevoli complicazioni costruttive per il comando delle valvole e/o pone seri problemi dì disposizione delle valvole onde evitare interferenze, specie tra le punterie delle tre valvole di alimentazione. Allo scopo di risolvere tali problemi, è noto dal brevetto USA nr. 4.615.309 adottare una disposizione divaricata delle valvole di alimentazione, disponendo obliquamente la valvola intermedia del terzetto rispetto alle due laterali, in modo da poter comandare le tre valvole con un unico albero a camme, ed adottare punterie aventi i bicchierini di diametro inferiore al normale e, nella fattispecie, inferiore a quello dei bicchierini delle valvole di scarico.

Un tale tipo di soluzione non è però priva di inconvenienti: in primo luogo 1' alloggiamento delle molle di contrasto delle valvole di alimentazione all' interno dei rispettivi bicchierini delle punterie risulta difficoltoso, quando non impossibile, con i conseguenti aumenti di ingombro; in secondo luogo, 1' adottare bicchierini di diamentro inferiore, specie in presenza di valvole inclinate rispetto all' albero a camme e, quindi, in presenza di possibili spinte laterali sulle punterie, comporta il rischio di aumentare la pressione di contatto tra i bicchierini e le guide per i medesimi ricavate nella testata motore con conseguente rischio di rottura del velo di olio lubrificante e/o, comunque, con maggiore usura a carico delle parti in movinmento.

Scopo del trovato è quello di realizzare un sistema di distribuzione particolarmente adatto a venire impiegato su motori endotermici ad alte prestazioni senza che si verifichino gli inconvenienti prima descritti; in particolare è uno scopo del trovato realizzare un sistema di distribuzione di costruzione semplice e di ridotto ingombro e che consenta di realizzare le luci delle valvole di servizio del motore con la maggiore ampiezza possibile.

Il suddetto scopo è raggiunto dal trovato, che è relativo ad un sistema di distribuzione, in particolare per un motore endotermico, in cui un albero a camme comanda la traslazione, contro 1' azione di mezzi elastici, di rispettivi steli di una pluralità di valvole di servizio adiacenti atte a regolare 1' ingresso o 1' uscita di un fluido da un rispettivo cilindro, ciascuna detta valvola essendo comandata da una rispettiva camma del detto albero a camme attraverso 1’ interposizione di una rispettiva punteria, caratterizzato dal fatto che gli steli valvola sono disposti con il proprio asse alternativamente spostato eccentrico da parti opposte rispetto all' asse della corrispondente punteria, in modo da definire tra 1' asse di ciascuna punteria e 1' asse del corrispondente stelo valvola una prima eccentricità di valore prefissato.

Per una migliore comprensione del trovato, viene ora data una descrizione non limitativa di un suo esempio di realizzazione, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la figura 1 illustra in elevazione una vista laterale sezionata di un motore endotermico provvisto di un sistema di distribuzione realizzato secondo 1' invenzione;

la figura 2 illustra in scala ingrandita un dettaglio della figura 1; e

la figura 3 illustra schematicamente in prospettiva la disposizione di alcuni componenti del sistema di distribuzione secondo il trovato.

Con riferimento alle figure da 1 a 3, è indicato nel suo complesso con 1 un motore endotermico di tipo noto, del quale è illustrata per semplicità solamente una porzione superiore comprendente una testata 2 ed un sottostante singolo cilindro 3 definente insieme alla testata 2 una delle camere di combustione del motore 1, le altre camere di combustione definite dagli altri eventuali cilindri 3 del motore 1 non essendo illustrate per semplicità. Il motore 1 è provvisto di un sistema di distribuzione, indicato nel complesso con 4, comprendente, per ciascun cilindro 3, cinque valvole di servizio, nella fattispecie tre valvole adiacenti alimentazione, indicate con 5 e 6, e due valvole adiacenti di scarico, note e non illustrate per semplicità; tutte le suddette valvole sono del tipo a fungo e sono atte a controllare 1* apertura/chiusura di corrispondenti luci di immissione 7 e di scarico 8 del cilindro 3; queste sono ricavate in corona nella testata 2, in corrispondenza della sommità della camera di combustione definita da questa e dal rispettivo cilindro 3, e sono disposte sostanzialmente secondo i vertici di un pentagono.

11 sistema di distribuzione 4 comprende inoltre un rispettivo albero a camme 10 per il comando simultaneo di tutte le valvole 5, 6 di tutti i cilindri 3 del motore 1, ed un analogo albero a camme, noto e non illustrato per semplicità, che comanda in modo noto le valvole delle luci di scarico 8 di tutti i cilindri 3 del motore 1. L' albero 10 comprende per ciascuna valvola 5, 6 una rispettiva camma di comando 11 di sagoma prefissata, che comanda la traslazione, attraverso 1' interposizione di una rispettiva punteria 12 di tipo noto e contro 1' azione di rispettivi mezzi elastici di contrasto 15, di un rispettivo stelo valvola 13; secondo 1' esempio non limitativo illustrato, il sistema di distribuzione 4 secondo il trovato prevede uno schema ad albero a camme in testa, ovvero in cui le camme 11 dell<1 >albero a camme 10 cooperano direttamente con le punterie 12, 1* albero a camme 10 essendo disposto in modo da ruotare attorno ad un asse 14 (indicato in figura 1 da un punto definente la sua proiezione) disposto direttamente in corrispondenza delle luci 7. Le punterie 12 possono essere indifferentemente di tipo meccanico senza regolazione del gioco, come nella fattispecie non limitativa illustrata, oppure di un qualsiasi tipo idraulico noto a recupero automatico dei giochi; in ogni caso esse comprendono ciascuna un rispettivo bicchierino cilindrico 16 alloggiato assialmente scorrevole all' interno di una rispettiva sede di guida 18 ricavata nella testata 2, ed un piattello 19 portato superiormente ed esternamente dal bicchierino 16 in modo da risultare interposto tra lo stesso e la rispettiva camma 11. Il bicchierino cilindrico 16 definisce il corpo esterno di ciascuna punteria 12 ed un suo asse longitudinale di simmetria 20 (figura 2) definisce di conseguenza 1' asse della rispettiva punteria 12.

Secondo il trovato, gli steli valvola 13 delle valvole 5, 6 sono disposti ciascuno con un proprio rispettivo asse longitudinale di simmetria 21 disassate rispetto all' asse 20 della corrispondente punteria 12; in particolare, gli assi 21 risultano alternativamente spostati eccentrici da parti opposte rispetto all' asse 20 della corrispondente punteria, in modo da definire tra 1' asse 20 di ciascuna punteria e 1' asse 21 del corrispondente stelo valvola 13 una prima eccentricità, indicata con e^, di valore prefissato (figura 2). Inoltre, gli assi 20 delle punterie 12 sono disposti alternativamente spostati di lato da parti opposte rispetto all' asse di rotazione 14 (la cui posizione trasversale è in figura 2 rappresentata da una sua perpendicolare 14a) dell1 albero a camme 10 dalla parte dei corrispondenti steli valvola 13, in modo da definire tra 1' asse 14 dell' albero a camme 10 e 1' asse 20 di ciascuna punteria 12 una seconda eccentricità e^ di valore prefissato.

Secondo una ulteriore caratteristica del trovato, la valvola 5, che è disposta in posizione intermedia tra le due valvole 6, è anche disposta inclinata rispetto a queste ultime, in modo che 1' asse 21 del suo rispettivo stelo 13 risulta divergente verso il rispettivo cilindro 3 rispetto all' asse 21 dello stelo 13 delle altre due valvole 6, come è ben illustrato in figura 1; pertanto, in seguito alla combinazione di caratteristiche descritte, le proiezioni in un piano trasversale all' asse 14 degli assi 21 degli steli 13 delle tre valvole 5, 6 convergono in un punto (non illustrato) disposto lontano ed al di sopra dell' asse 14 dell' albero a camme 10; inoltre, la eccentricità e2 e le dimensioni del rispettivo piattello 19 vengono scelte in modo tale da far cooperare ciascuna rispettiva camma 11 dell' albero a camme 10 esclusivamente con il piattello 19 della corrispondente punteria 12, ed esclusivamente all' interno dell' ingombro in pianta del medesimo. Questo permette di limitare eventuali usure localizzate al solo piattello 19, che è intercambiabile, nonché di contenere a valori minimi la generazione di spinte laterali sulle guide 18, nonostante la presenza di un disassamento tra 1' asse lungo il quale si applicano le spinte delle camme 11 (1* asse 14a) e 1' asse 20 della corrispondente punteria 12.

I già citati mezzi elastici di contrasto delle valvole 5, 6 comprendono rispettive molle elicoidali 15 montate coassiali con gli steli 13 avvolte intorno ai medesimi ed alloggiate nella parte superiore all' interno delle punterie 12, nella fattispecie all' interno dei bicchierini 16, insieme ad un rispettivo piattello di spailamento 30 per le medesime per ciascuno stelo valvola 13 portato solidale da quest' ultimo. 1 piattelli di spailamento 30 sono portati solidali dagli steli valvola 13, ciascuno di essi cooperando in battuta, con una propria superficie conica 31 svasate verso 11 rispettivo piattello 19, con una coppia di semiconi 32 di tipo noto a loro volta vincolati assialmente solidali al rispettivo stelo 13 per impegnamento in una corrispondente gola 33 dello stesso. La estremità terminale degli steli valvola 13 coopera in battuta con i bicchierini 16, mentre le molle 15, dalla parte opposta alle puterie 12, appoggiano in battuta contro la parete di fondo delle rispettive sedi di guida 18; si realizza in tal modo la continuità della catena cinematica dì comando del movimento di traslazione delle valvole 5, 6 lungo 1* asse degli steli 13.

Da guanto descritto risultano evidenti i vantaggi connessi con il trovato; grazie alla particolare disposizione disassata degli steli valvola rispetto all' asse delle punterie e di queste rispetto all' asse dì rotazione dell' albero a camme, nonché grazie alla disposizione divergente delle tre valole di alimentazione, la centrale 5 e le due laterali 6, si riesce ad ottenere un sistema di distribuzione con schema a cinque valvole in cui le tre luci di alimentazione possono essere realizzate di elevate dimensioni e ben spaziate tra loro (in modo da permetterne una adeguata refrigerazione e da non indebolire la testata motore) pur effettuando il comando delle tre rispettive valvole con un solo albero a camme, per dì più disposto secondo lo schema ad albero a camme in testa. Si ottiene così un sistema di distribuzione per motori endotermici presentante elevata efficienza ed elevate prestazioni simultaneamente ad un ridotto ingombro. I disassamenti tra i diversi componenti della catena cinematica di comando delle valvole possono poi essere piuttosto contenuti, per cui la generazione di spinte laterali sulle superfici di guida delle punterie 12 e ridotta: soprattutto, però, 1* architettura adottata fornisce spinte laterali ben prevedìbili e calcolalibili , che possono quindi es&ere, in caso di necessità, opportunamente contrastate con gli adeguati accorgimenti di progetto. Al contrario, nei motori con sistema di distribuzione noto, in' cui la necessaria spaziatura tra le luci di aspirazione è ottenuta solo con 1' inclinazione delle valvole, le spìnte laterali che si possono ingenerare nel corso del funzionamento possono essere incostanti e, quindi, molto più difficili da contrastare

E' infine chiaro che a quanto descritto possono essere apportate varianti e modifiche, senza per questo uscire dall1 ambito dell’ invezione. In particolare, sarebbe anche possìbile realizzare un sistema di distribuzione analogo a quello descritto ma con comando indiretto delle valvole, mediante bilancieri, nel qual caso, utilizzando bilancieri di lunghezza diversa, si potrebbero applicare le spinte di comando sulle punterie in asse con le stesse.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di distribuzione, in particolare per un motore endotermico, in cui un albero a camme comanda la traslazione, contro 1' azione di mezzi elastici, di rispettivi steli di una pluralità di valvole di servizio adiacenti atte a regolare 1' ingresso o 1' uscita di un fluido da un rispettivo cilindro, ciascuna detta valvola essendo comandata da una rispettiva camma del detto albero a camme attraverso 1' interposizione di una rispettiva punteria, caratterizzato dal fatto che gli steli valvola sono disposti con il proprio asse alternativamente spostato eccentrico da parti opposte rispetto all' asse della corrispondente punteria, in modo da definire tra 1' asse di ciascuna punteria e 1* asse del corrispondente stelo valvola una prima eccentricità di valore prefissato.
2. 2. Sistema di distribuzione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le camme dell* albero a camme cooperano direttamente con le punterie delle valvole da esse comandate, secondo uno schema ad albero a camme in testa, gli assi delle punterie essendo disposti alternativamente spostati di lato da parti opposte rispetto all' asse di rotazione dell' albero a camme dalla parte dei corrispondenti steli valvola, in modo da definire tra 1' asse dell1 albero a camme e 1' asse di ciascuna punteria una seconda eccentricità di valore prefissato.
3. 3. Sistema di distribuzione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere tre valvole di alimentazione per ciascun detto cilindro, dette tre valvole essendo tutte simultaneamente comandate da detto albero a camme ed una di dette tre valvole, disposta in posizione intermedia tra le altre due, essendo disposta inclinata rispetto a queste ultime, in modo che 1' asse del rispettivo stelo della valvola intermedia risulta divergente verso il rispettivo cilindro rispetto all' asse dello stelo delle altre due valvole.
4. 4. Sistema di distribuzione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti assi degli steli di dette tre valvole convergono in un punto lontano ed al di sopra dell' asse dell' albero a camme.
5. 5. Sistema di distribuzione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette punterie sono punterie meccaniche comprendenti ciascuna un bicchierino cilindrico cooperante a scorrimento con una sede di guida ricavata in una testata di chiusura del rispettivo lette cilindro, ed un piattello portato superiormente dal bicchierino; detta seconda eccentricità e le dimensioni del detto piattello essendo scelte in modo tale da far ccoperare la rispettiva camma dell' albero a camme esclusivamente con detto piattello ed all' interno dell' ingombro del medesimo.
6. 6. Sistema di distribuzione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elastici di contrasto comprendono rispettive molle elicoidali avvolte intorno a detti steli valvola ed alloggiate almeno in parte all' interno di dette punterie insieme ad un rispettivo piattello di spailamento per le medesime per ciascun detto stelo valvola portato solidale da quest' ultimo.
7. 7. Sistema di distribuzione secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto piattello di spallamento è vincolato solidale al rispettivo detto stelo valvola mendiante una coppia di semiconi cooperanti con una superificie conica interna del piattelo ed una corrispondente gola dello stelo valvola.