IT9067693A1 - Procedimento e dispositivo per l'alimentazione forzata di aria in un motore a combustione interna, dopo la combustione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell1invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento e dispositivo per 11alimentazione forzata di aria in un motore a combustione interna, dopo la combustione"

SFONDO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce a motori a combustione interna e, in modo più specifico, ad un procedimento e ad un dispositivo per l'alimentazione forzata di aria nella camera di combustione di un cilindro in un motore a combustione interna, dopo la combustione, destinati in particolare a permettere un uso corretto completo della corsa di potenza dello stantuffo.

Descrizione della tecnica anteriore

Diversi motori a combustione interna differenti sono ampiamente noti ed utilizzati nella tecnica per convertire l'energia termica risultante dalla combustione di una miscela gassosa aria/combustibile in energia meccanica.

In breve, una miscela gassosa aria/combustibile si espande volumetricamente al momento della sua combustione all'interno della camera di combustione di un cilindro e spinge uno stantuffo contenuto nel cilindro verso il basso. Una biella collegata allo stantuffo e ad un albero a gomiti trasforma il movimento alternativo dello stantuffo in un movimento di rotazione dell'albero a gomiti.

Un sistema di alimentazione di combustibile è collegato ad ogni cilindro del motore, con una valvola di ammissione prevista per controllare l'ammissione della miscela gassosa aria/combustibile suddetta nella camera di combustione di ogni cilindro nell'istante corretto. Analogamente un sistema di scarico per i gas combusti risultanti dalla combustione della miscela gassosa aria/combustibile suddetta è collegato ad ogni cilindro, con una valvola di scarico prevista per controllare lo scarico dei gas combusti da ogni cilindro nell'istante corretto.

La maggiore parte dei motori a combustione interna attualmente utilizzati in veicoli ha un ciclo a quattro tempi che sarà brevemente descritto nel seguito, benché siano anche noti motori aventi un ciclo a due tempi. La presente invenzione può essere utilizzata con entrambi questi tipi di motori.

Durante la prima corsa, o corsa di ammissione, la valvola di ammissione è aperta e la valvola di scarico è mantenuta chiusa, per cui il movimento verso il basso dello stantuffo crea una depressione entro la camera di combustione del cilindro, la quale depressione aspira la miscela gassosa aria/combustibile dal sistema suddetto di alimentazione di combustibile .

Al termine della prima corsa, la valvola di ammissione è chiusa e, con' la valvola di scarico anch'essa chiusa, lo stantuffo inizia a muoversi verso l'alto. Questo movimento verso l'alto dello stantuffo comprime la miscela gassosa aria/ combustibile entro la camera di combustione del cilindro vaporizzandola con il calore che risulta dalla compressione. Questa è la seconda corsa, denominata anche corsa di compressione .

La terza corsa, o corsa di potenza, avviene anche con entrambe le valvole chiuse. Una scintilla generata da una candela accende la miscela vaporizzata aria/combustibile contenuta nella camera di combustione del cilindro, per cui essa si espande e spinge verso il.basso lo stantuffo.

Al termine di questa corsa, la valvola di scarico è aperta e inizia la quarta-ed ultima corsa. Durante questa corsa, denominata anche corsa di scarico, il movimento verso l'alto dello stantuffo espelle dal cilindro i gas combusti risultanti dalla combustione della miscela vaporizzata aria/ combustibile.

E' importante notare, dalla descrizione precedente delle quattro corse di un motore a combustione interna avente un ciclo a quattro corse, che soltanto in una di queste corse lo stantuffo converte effettivamente energia termica in energia meccanica, che è trasferita all'albero a gomiti dalla biella. Durante le corse restanti lo stantuffo è spinto o tirato dall'albero a gomiti e non genera lavoro.

Perciò è estremamente importante che la corsa di potenza dello stantuffo sia correttamente sfruttata allo scopo di permettere che il motore generi più potenza.

In questo tipo di motore a combustione interna, la potenza che esso può generare è direttamente correlata con due parametri principali: il volume di miscela gassosa aria/combustibile aspirata nella camera di combustione di ogni cilindro, e il suo rapporto di compressione, ossia il rapporto tra i volumi della miscela gassosa suddetta prima e dopo che è stata compressa.

E' ovvio, anche per le persone non pratiche del ramo, che vi è un numero infinito di combinazioni possibili tra questi due parametri, ossia il volume della camera di combustione del cilindro e la corsa "dello stantuffo, che possono essere utilizzate per progettare motori aventi caratteristiche differenti. Per gli scopi della presente invenzione, "corsa dello stantuffo" è intesa come la distanza percorsa da un punto sulla superficie superiore dello stantuffo quando quest'ultimo passa dal punto più alto della corsa (punto morto superiore) al punto più basso della corsa (punto morto inferiore).

In un motore a combustione interna avente un ciclo a quattro tempi come precedentemente descritto, si può supporre che le valvole di ammissione e di scarico si aprano e si chiudano soltanto quando gli stantuffi si trovano in corrispondenza dei loro punti morti superiore ed inferiore, rispettivamente; tuttavia in pratica ciò non avviene esattamente.

In effetti, a causa del fatto che le valvole non possono essere aperte e chiuse istantaneamente, esse si aprono e si chiudono leggermente fuori tempo. In altre parole, ogni valvola si apre leggermente prima dell'istante corretto (o in anticipo) e si chiude leggermente dopa l'istante corretto (provocando un ritardo).

Questa apertura e chiusura delle valvole leggermente fuòri tempo, tuttavia, impone gravi limitazioni per quanto riguarda il progetto della corsa dello stantuffo, che non può essere aumentata per aumentare il rapporto di compressione del motore, e di conseguenza aumentarne la potenza prodotta.

Inóltre, nei motòri a combustione interna attualmente noti nella tecnica, la corsa di potenza dello stantuffo non è in realtà utilizzata completamente.

Come precedentemente descritto, l'espansione della miscela gassosa aria/combustibile al momento della sua combustione spinge lo stantuffo verso il basso e questa è la migliore definizione del fenomeno fisico che avviene entro la camera di combustione, poiché la spinta è una brusca forza.

In pratica soltanto durante la parte iniziale del suo movimento verso il basso durante la corsa di potenza lo stantuffo trasferisce effettivamente potenza all'albero a gomiti, avendo notato che la forza iniziale di spinta generata dalla combustione e dall'espansione della miscela suddetta aria/combustibile perde potenza mentre lo stantuffo si muove verso il basso, fino al punto in cui, nella parte finale della corsa verso il basso, la forza di spinta è completamente cessata.

Questa diminuzione graduale della potenza della forza di spinta, oltre al fatto che entrambe le valvole di ammissione e di scarico sono ancora chiuse, finisce per trasformare la parte finale del movimento verso il basso dello stantuffo durante la corsa di potenza, che dovrebbe essere una corsa di generazione di potenza, in un movimento resistente dello stantuffo, tirato o spinto dall'albero a gomiti e dalla biella, per cui si può affermare che lo stantuffo applica in realtà una forza di contrasto sull'albero a gomiti suddetto nella parte finale della sua corsa verso il basso.

La domanda di brevetto brasiliana n. PI 8807016, depositata il 28 dicembre 1988 dagli stessi inventori della presente invenzione, descrive una soluzione apportata a questo problema, prevedendo una valvola supplementare ed indipendente di alimentazione di aria che collega la camera di combustione di ogni cilindro direttamente con l'atmosfera.

Secondo quanto è descritto nella domanda di brevetto brasiliano precedentemente menzionata, quando la forza iniziale di spinta generata dalla combustione e dall'espansione della miscela gassosa aria/combustibile che agisce sullo stantuffo perde la sua potenza, si crea una depressione entro il cilindro, la quale depressione provoca l'apertura di una valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria e l'ammissione di un volume di aria che riempie completamente il cilindro ed elimina la depressione in quest'ultimo, per cui lo stantuffo non applica una forza di contrasto sull'albero a gomiti suddetto.

Oltre ad eliminare le restrizioni precedentemente discusse imposte al progetto della corsa dello stantuffo, poiché esso non applica più una forza di contrasto sull'albero a gomiti suddetto, malgrado il fatto che esso sia ancora trascinato da quest'ultimo, l'aria alimentata nella camera di combustione del cilindro dopo la combustione è anche utilizzata per lavare i gas combusti allo scopo di ridurre in modo significativo, o eliminare completamente, lo scarico di monossido di carbonio nell’atmosfera. In realtà il monossido di carbonio reagisce con 11aria fresca diventando biossido di carbonio.

Perciò l'invenzione descritta nella domanda di brevetto brasiliano precedentemente menzionata fornisce un aumento della potenza di uscita generata da un motore semplicemente eliminando la forza di contrasto che agisce sull'albero a gomiti a causa della resistenza degli stantuffi, senza nessuna variazione della corsa dello stantuffo o del rapporto di compressione del motore, riducendo nello stesso tempo il consumo di combustibile e migliorando la refrigerazione e la lubrificazione del motore.

Tuttavia la pratica ha dimostrato che l'uso della valvola supplementare indipendente precedentemente discussa di alimentazione di aria che collega ogni cilindro con l'atmosfera in un motore Diesel non fornisce gli stessi vantaggi di quando la valvola suddetta è utilizzata in un motore Otto.

Sostanzialmente queste prestazioni differenti più scadenti possono essere attribuite alla notevole differenza che si può facilmente notare tra i cicli di funzionamento di questi motori. In effetti, mentre in un motore a combustione interna a ciclo Otto la miscela gassosa aria/combustibile è aspirata nei cilindri, in un motore Diesel l'aria è aspirata nei cilindri separatamente dal combustibile, il quale combustibile è iniettato attraverso un ugello a pressione molto alta, appena prima del termine della corsa di compressione, e la combustione si verifica quando il combustibile raggiunge una temperatura corrispondente al suo punto di combustione.

Per questa ragione, i rapporti di compressione in un motore Diesel sono notevolmente maggiori che non quelli di un motore Otto. In effetti, mentre in un motore Otto i rapporti di compressione sono usualmente dell'ordine di 9:1, in un motore Diesel i rapporti di compressione possono arrivare fino a 22:1.

Perciò, malgrado il fatto che in un motore Diesel si può anche notare che la forza di spinta iniziale generata dalla combustione perde la sua potenza mentre ogni stantuffo si avvicina alla parte finale del suo movimento verso il basso durante le corse di potenza, la pressione nella camera di combustione di ogni cilindro non permette che le sue valvole indipendenti supplementari di alimentazione di aria siano aperte dalla pressione atmosferica.

Analogamente prove eseguite con motori Otto provvisti di sistemi di iniezione di combustibile hanno mostrato che la valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria che collega ogni rispettivo cilindro con l'atmosfera non fornisce neppure gli stessi vantaggi di quando essa è utilizzata in un motore avente un sistema di alimentazione di combustibile in cui il combustibile è aspirato nei cilindri.

Perciò la disposizione di un dispositivo per l'alimentazione forzata di aria nella camera di combustione di un cilindro in un motore Diesel, o in un motore Otto avente un sistema di iniezione di combustibile, costituisce una necessità, allo scopo di evitare che i suoi stantuffi applichino una forza di contrasto sull'albero a gomiti nella parte finale delle loro corse.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Perciò uno scopo della presente invenzione consiste nel fornire una soluzione al problema precedentemente discusso, prevedendo un procedimento ed un dispositivo per l'alimentazione forzata di aria nella camera di combustione di un cilindro in un motore avente un sistema di iniezione di combustibile.

Secondo la presente invenzione, questo scopo è raggiunto mediante la realizzazione di un procedimento per l'alimentazione forzata di aria in un motore a combustione interna, dopo la combustione, comprendente le fasi consistenti nel prevedere un volume di aria avente un volume almeno in grado di riempire-un cilindro del motore suddetto, pressurizzare il volume suddetto di aria ad una pressione maggiore della pressione entro la camera di combustione di un cilindro, e alimentare in modo forzato questo volume di aria nella camera di combustione suddetta, dopo la combustione, quando la forza iniziale di spinta generata dalla combustione inizia a perdere la sua potenza.

Secondo la presente invenzione, si realizza anche un dispositivo per 11alimentazione forzata di aria ad un motore a combustione interna, dopo la combustione, destinato in particolare ad attuare il procedimento precedente, comprendente una valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria collegata alla camera di combustione di un cilindro nel motore suddetto e ad una sorgente di aria sotto pressione, e mezzi per aprire e chiudere la valvola suddetta, in modo che un volume di aria sotto pressione suddetta sia alimentata in modo forzato nel cilindro suddetto, nella parte finale della sua corsa di potenza, allo scopo di evitare che lo stantuffo di tale cilindro applichi una forza di contrasto sull'albero a gomiti.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione sarà descritta nel seguito più in dettaglio, attraverso un suo esempio non limitativo, con riferimento alle sue forme di attuazione attualmente preferite illustrate nei disegni annessi, nei quali:

la figura 1 rappresenta una illustrazione schematica frontale di un motore a combustione interna avente un sistema di alimentazione di combustibile ad iniezione che attua la presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una illustrazione schematica, in scala ingrandita, di un cilindro del motore illustrato nella figura 1;

la figura 3 rappresenta una illustrazione schematica, in scala ingrandita, di una vista dall'alto della parte di testata del cilindro illustrato nella figura 2;

la figura 4 rappresenta una vista in sezione, in scala ingrandita, di una prima forma di attuazione della presente invenzione;

la figura 5 rappresenta una vista in sezione, in scala ingrandita, di una seconda forma di attuazione della presente invenzione; e

la figura 6 rappresenta una illustrazione schematica, in scala ingrandita, del condotto di circolazione di aria secondo la forma di attuazione della presente invenzione illustrata nella figura 4.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

Con riferimento ora più in particolare ai disegni, il procedimento ed il dispositivo per l'alimentazione forzata di aria nella camera di combustione di un cilindro in un motore a combustione interna, dopo la combustione della miscela gassosa aria/combustibile, secondo la presente invenzione, saranno descritti nel seguito con particolare riferimento ad un motore Diesel, benché si debba intendere che il presente procedimento e dispositivo possono anche essere utilizzati in un motore Otto avente un sistema di alimentazione di combustibile ad iniezione.

La figura 1 rappresenta una illustrazione schematica di una vista in sezione di un motore Diesel avente quattro cilindri 1, 2, 3, 4 collegati ad un albero a gomiti 5 attraverso bielle 6, 7, 8, 9, come è noto nella tecnica. Ognuno dei cilindri suddetti ha una valvola di ammissione 10 ed una valvola di scarico 11, collegate ad esso, ed inoltre ha anche una valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria 12 collegata ad esso, anche se soltanto il collettore 13 che collega le valvole indipendenti supplementari di ogni cilindro è illustrato nella figura.

Le figure 2 e 3 illustrano più in dettaglio il modo in cui le valvole indipendenti supplementari di alimentazione di aria suddette 12 sono disposte rispetto alle valvole di ammissione e di scarico 10, 11 in modo da essere azionate da un albero 14 di comando delle valvole, come sarà descritto in seguito.

La figura 2 rappresenta una parte di testata 16 saldamente montata mediante viti 17 sulla parte superiore del blocco 15 del motore illustrato nella figura 1. Una guarnizione di tenuta 18 è disposta tra la testata 16 e la parte superiore del blocco 15 allo scopo di fornire, oltre alla tenuta, il gioco necessario tra il blocco e la parte di testata.

Un cilindro 1 del motore a combustione interna suddetto è rappresentato più in dettaglio nella figura 2. Il cilindro suddetto è provvisto di un manicotto munito di aperture 19 in cui circola un fluido refrigerante allo scopo di refrigerare il motore, come è noto nella tecnica. Uno stantuffo 20 nel cilindro suddetto 1 è collegato all'albero a gomiti 5 attraverso una biella 6 montata su un albero 21 inserito in un foro 22 ricavato nello stantuffo suddetto 20; un arresto 23 è utilizzato per mantenere in posizione l'albero suddetto. Inoltre la figura 2 mostra anelli 24, 25, 26 nello stantuffo suddetto.

La parte di testata 16 illustrata nella figura 2 è provvista di una camera di iniezione 27 avente una forma destinata in modo specifico a provocare una turbolenza in un getto di combustibile proiettato da un ugello di iniezione 28 previsto nella camera di iniezione suddetta. Un passaggio 29 per i gas combusti risultanti dalla combustione della miscela aria/combustibile è anche riportato nella figura 2; il passaggio suddetto è formato per lavorazione meccanica nella parte di testata suddetta 16, e lo scarico dei gas combusti suddetti è controllato da una valvola di scarico 11.

La valvola di scarico 11 è provvista di un'asta di comando 30 che passa attraverso un foro 31 ricavato sulla parte di testata, con una guarnizione 32 prevista per ridurre la usura di queste parti a causa dell'attrito. L'asta 30 è prov— vista di una molla elicoidale 34 disposta intorno alla sua estremità superiore 33, con un organo di supporto 35 disposto sulla sommità dell'estremità superiore suddetta, il quale organo di supporto è in contatto con una camma 36 prevista sull1albero suddetto 14 di comando della valvola per essere azionato da tale camma. La camma 36 e l'organo di supporto 35 sono utilizzati per convertire il movimento di rotazione dell'albero di comando della valvola suddetto in un movimento alternativo dell'asta suddetta 30, che controlla l'apertura e la chiusura della valvola 11.

Una valvola indipendente supplementare 12 secondo la presente invenzione, che sarà descritta più in dettaglio nel seguito con particolare riferimento alle figure 4 e 5, è provvista di una leva di cornando 37 avente un organo cedente 38 disposto alla sua estremità distale allo scopo di controllare l'apertura e la chiusura della valvola suddetta per mezzo di un'altra camma ricavata sull'albero 14 di comando della valvole.

Come si può vedere più chiaramente dalla figura 3, l'albero 14 di comando delle valvole è provvisto di una prima camma 36 in contatto con l'organo di supporto 35 per azionare la valvola di scarico 11, di una seconda camma 39 in contatto con un organo di supporto 40 per azionare la valvola di ammissione 10 e di una terza camma 41, disposta tra le camme suddette precedentemente menzionate, per azionare la valvola indipendente supplementare suddetta 12 attraverso l'organo cedente 38 montato all'estremità distale della leva di comando 37.

L'albero 14 di comando delle valvole è montato sulla testata suddetta 16 attraverso supporti 42 uniformemente distanziati su di essa, con guarnizioni 43 utilizzate per fornire una protezione contro l'usura a causa dell'attrito tra i supporti suddetti e l'albero suddetto di comando delle valvole. L'albero 14 è azionato da una cinghia dentata (non rappresentata) che si impegna con un ingranaggio 44 previsto ad una delle sue estremità; il numero di denti dell1ingranaggio suddetto è calcolato in modo da mantenere il rapporto necessario 2:1 tra i giri al minuto dell'albero a gomiti suddetto 5 e dell'albero suddetto 14.

Con riferimento ora più in particolare alla figura 3, è illustrata più in dettaglio una prima forma di attuazione della valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria 12 secondo la presente invenzione. La valvola 12 comprende un'asta di valvola 45 provvista di un otturatore 46 alla sua estremità inferiore mentre la sua estremità superiore sporge verso l'alto per entrare in contatto con una estremità della leva di comando 37.

L'otturatore 46 coopera con un'apertura di sede di valvola 47 formata sulla superficie inferiore 48 di un corpo di valvola 49. Una rondella 50 avente una molteplicità di fori 51 è anche inserita nell'apertura di sede di valvola suddetta allo scopo di agire quale dispositivo di sicurezza ed evitare che l’asta di valvola 45 cada accidentalmente nei cilindri. La superficie periferica esterna del corpo di valvola 49 è provvista di una filettatura esterna 52 alla sua estremità inferiore 48 per il montaggio della valvola suddetta sulla parte di testata suddetta 16.

Due cuscinetti 53 sono disposti tra l'asta di valvola 45 e la parete interna del corpo di valvola 49, e ognuno di essi appoggia contro arresti 55 ricavati sulla parete suddetta per ricevere i cuscinetti suddetti. I cuscinetti 53 sono provvisti di aperture 54 allo scopo di permettere il passaggio dell'aria intorno all'asta di valvola 45 e posizionare l'asta suddetta al momento del suo spostamento assiale entro il corpo di valvola 49.

L'estremità superiore dell'asta di valvola 45 è circondata da una molla elicoidale 56 una cui estremità è supportata dal cuscinetto 53 mentre 11altra sua estremità appoggia contro una flangia di arresto 57 che sporge radialmente da due gusci semicircolari 58 inseriti in una sede periferica praticata all'estremità superiore dell'asta di valvola 45. Una molla 56 mantiene la valvola indipendente supplementare suddetta 12 permanentemente chiusa.

L'estremità superiore 59 del corpo di valvola 49 ha una filettatura esterna tagliata in tale estremità, che coopera con una filettatura interna ricavata in un braccio di un organo di accoppiamento a forma di T 60, con una guarnizione di tenuta 61 realizzata in un opportuno materiale compressa tra il corpo suddetto e l'organo di accoppiamento suddetto. Le filettature cooperanti suddette sono tagliate in modo che le pareti esterne del corpo di valvola suddetto 49 e dell'organo di accoppiamento suddetto 60 siano sostanzialmente a filo.

Un braccio opposto dell'organo di accoppiamento a forma di T 60 è anche provvisto di una filettatura interna allo scopo di ricevere una connessione di fissaggio 62 che, a sua volta, forma una sede per un collettore 13 che collega le valvole indipendenti supplementari suddette di alimentazione di aria 12. Un dado 63 ed una guarnizione di tenuta 64 sono utilizzati per assicurare la tenuta stagna di questa connessione .

Un braccio centrale dell'organo di accoppiamento a forma di T suddetto 60 ha anche la parete interna lavorata meccanicamente in modo da formare una sede 65 per un giunto sferico 66 integrale con la leva di comando suddetta 37. Una connessione di fissaggio 67 coopera con una filettatura interna tagliata sulla parete suddetta lavorata meccanicamente allo scopo di assicurare il posizionamento corretto del giunto sferico suddetto 66 fornendo ancora un gioco sufficiente per permettere che il giunto suddetto 66 si muova in risposta alla leva di comando suddetta 37 spostata dalla camma suddetta 41. Un dado 68 ed una guarnizione di tenuta 69 sono utilizzati per assicurare la tenuta stagna di questa connessione.

L'organo cedente 38 all'estremità distale della leva di comando suddetta 37 comprende un perno filettato mantenuto in posizione da un dado 70.

La costruzione precedente permette che la valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria 12 sia aperta contro la forza di chiusura della molla di chiusura 58 quando la camma 41 sposta l'organo cedente 38, e l'estremità distale della leva di spinta 37 verso l'alto, inclinando il giunto sferico suddetto 66 intorno al suo asse centrale in modo da applicare una forza diretta verso il basso sull'asta di valvola suddetta 45 spingendo l'otturatore 46 in modo da allontanarlo dalla sede di valvola 47. Una scanalatura 71 tagliata all'estremità interna della leva di comando 37 riceve l'estremità superiore dell'asta di valvola 45 allo scopo di facilitare questo movimento verso il basso.

Secondo il procedimento per 11alimentazione forzata di aria nella camera di combustione di un cilindro secondo la presente invenzione, le camme suddette 36 e 39 per il comando della valvole di ammissione e di scarico sono disposte alle loro posizioni radiali angolari usuali mentre la camma 41 per il comando della valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria è disposta ad una posizione angolare radiale differente in modo che il procedimento di alimentazione di aria avvenga come segue.

Quando lo stantuffo all1interno del cilindro dove è avvenuto l'ultima combustione si avvicina alla parte finale della sua corsa verso il basso, e perciò la forza di spinta iniziale generata dalla combustione inizia a perdere la sua potenza, una camma del cilindro successivo nella sequenza di accensione del motore, il cui stantuffo si muove verso l'alto per comprimere l'aria aspirata nella camera di combustione attraverso la valvola di ammissione, apre e chiude immediatamente la valvola indipendente supplementare corrispondente al cilindro successivo suddetto, in modo che un volume di aria compressa da questo cilindro sia alimentato a forza nel primo cilindro suddetto, il quale volume di aria riempie compietamente il cilindro suddetto ed evita che lo stantuffo in esso contenuto applichi una forza dj. contrasto sull'albero a gomiti .

Le prove eseguite hanno mostrato che la pressione del getto di aria compressa spostato da un cilindro all'altro, di circa 0,703 kg/m al minimo o circa 2,812 kg/m quando il motore funziona alla massima velocità, è sufficiente per riempire completamente il primo cilindro, la cui valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria è aperta dalla pressione del getto.

Analogamente le prove eseguite hanno mostrato molto chiaramente che il volume di aria spostato da un cilindro ad un altro non ha nessun effetto dannoso per quanto riguarda le prestazioni del motore, poiché questo volume è relativamente piccolo e non modifica in misura significativa il rapporto di compressione del motore.

Si è anche notato che i migliori risultati si sono ottenuti quando la camma utilizzata per azionare la valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria era disposta in modo da iniziare l'apertura della valvola in una posizione radiale corrispondente ad un angolo di circa 45° prima del punto di iniezione di combustibile e quando questa v apertura non durava più di un angolo di circa 22,5°, in base alla rotazione dell'albero a gomiti.

La figura 6 mostra schematicamente la circolazione dell'aria compressa da un cilindro ad un altro in un motore Diesel avente quattro cilindri, e una sequenza di accensione 1, 3, 4, 2.

La figura 5 illustra una seconda forma di attuazione della presente invenzione, secondo la quale la valvola indipendente supplementare 12 di alimentazione di aria in ogni cilindro è collegata ad un serbatoio di accumulo di aria compressa (non rappresentato), utilizzato per contenere aria compressa.

Secondo questa forma di attuazione, un braccio dell'organo di accoppiamento a forma di T 60 è collegato all'estremità superiore 59 del corpo di valvola 49 mentre un braccio opposto è collegato ad una seconda valvola simile alla prima ma funzionante in una posizione rovesciata.

La valvola rovesciata suddetta 72 è provvista di un'asta di valvola 73 guidata da cuscinetti 74 simili ai cuscinetti 53, aventi passaggi di aria 75 formati su di essi allo scopo di permettere il passaggio di aria intorno alla asta suddetta, mentre una molla elicoidale 76 è utilizzata per chiudere saldamente la valvola rovesciata suddetta 72 spingendo l'otturatore 77 contro la sede di valvola 78.

Come nella forma di attuazione precedente illustrata nella figura 4, la valvola 72 è provvista di una filettatura 80 ad una estremità del corpo di valvola 79 per formare una connessione per un collettore (non rappresentato) che collega la valvola suddetta al serbatoio suddetto di accumulo di aria compressa.

Il funzionamento di questa forma di attuazione della presente invenzione è simile a quello della forma di attuazione illustrata nella figura 4, tranne per il fatto che la camma suddetta di comando della valvola 41 è provvista, oltre alla sua eccentricità normale, di una rientranza per aprire la valvola suddetta 72.

Con questa costruzione, quando la valvola indipendente supplementare suddetta 12 di alimentazione di aria è aperta dalla camma 41, un volume di aria è spostato dal cilindro e accumulato nel serbatoio suddetto di accumulo di aria compressa; questo volume si trova ad una pressione sufficiente per aprire la valvola 72.

D'altra parte, quando è necessario spostare l'aria compressa dal serbatoio suddetto di accumulo di aria compressa in uno dei cilindri per riempire completamente quest'ultimo allo scopo di evitare che lo stantuffo in esso contenuto applichi una forza di contrasto sul motore, la rientranza praticata nella camma di comando suddetta 41 fa sì che la leva di comando suddetta 37 si inclini verso il basso allo scopo di aprire la valvola 72. Anche in questo caso la pressione dell'aria compressa contenuta nel serbatoio di accumulo suddetto è sufficiente per aprire la valvola 72.

Oltre alle forme di attuazione precedentemente descritte, secondo le quali il motore fornisce l'aria compressa che esso usa per riempire i cilindri, è anche possibile utilizzare un compressore per riempire il serbatoio di accumulo suddetto.

Avendo descritto 1'invenzione, si deve comprendere che essa può subire diverse modifiche e varianti nelle sue forme di attuazione purché queste modifiche e varianti non si allontanino dallo spirito e dall'ambito effettivi dell'invenzione come definita nelle rivendicazioni annesse.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per 1'alimentazione forzata di aria ad un motore a combustione interna, dopo la combustione, destinato in particolare ad essere utilizzato in un motore avente un sistema di alimentazione di combustibile ad iniezione, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: disposizione di una quantità di aria avente un volume almeno uguale al volume di un cilindro nel motore suddetto; pressurizzazione dell'aria suddetta ad una pressione maggiore della pressione entro un cilindro; e alimentazione forzata del volume suddetto di aria nella camera di combustione di un cilindro, dopo la combustione, quando la forza di spinta generata dalla combustione inizia a perdere la sua potenza.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui le fasi di disposizione del volume di aria suddetto e pressurizzazione di tale volume comprendono la fase di estrazione di un volume di aria sotto pressione da un cilindro nel motore suddetto, il cui stantuffo si muove verso l'alto durante la corsa di compressione.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui il cilindro suddetto il cui stantuffo si muove verso l'alto durante la corsa di compressione è il cilindro successivo nella sequenza di accensione del motore.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui ogni cilindro nel motore suddetto ha una valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria, e la fase suddetta di disposizione del volume suddetto di aria sotto pressione comprende 1'apertura e la chiusura di una valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui la valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria si apre in una posizione angolare dell'albero a gomiti del motore suddetto che corrisponde ad un angolo compreso tra 40 e 50° prima del punto di iniezione di combustibile.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui la valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria si apre in una posizione angolare dell'albero a gomiti del motore suddetto che corrisponde a circa 45° prima del punto di iniezione di combustibile.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui la valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria rimane aperta per un periodo di tempo corrispondente ad una rotazione di circa 20-25° dell'albero a gomiti.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui la valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria rimane aperta per un periodo di tempo corrispondente ad una rotazione di circa 22,5° dell'albero a gomiti.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui la fase suddetta di alimentazione forzata del volume suddetto di aria sotto pressione nel cilindro suddetto comprende l'apertura della valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria mediante l'aria sotto pressione suddetta.
10. 10. Dispositivo per l'alimentazione forzata di aria ad un motore a combustione interna, dopo la combustione, destinato in particolare ad essere utilizzato in un motore a combustione interna avente un sistema di alimentazione di combustibile ad iniezione, caratterizzato dal fatto che comprende una valvola indipendente supplementare di alimentazione di aria in ogni cilindro del motore suddetto; e mezzi per controllare l'apertura e la chiusura della valvola suddetta in sincronismo con la corsa di compressione del rispettivo cilindro.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui la valvola indipendente supplementare suddetta di alimentazione di aria comprende un'asta di valvola avente un otturatore ad una delle sue estremità, in cui l'otturatore suddetto è spinto da una molla contro una sede di valvola prevista nella valvola suddetta.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui i mezzi suddetti per controllare 1 'apertura e la chiusura della valvola suddetta comprendono una leva di comando avente un organo cedente alla sua estremità distale, il quale organo cedente coopera con una camma prevista in un albero di comando delle valvole.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui la leva di comando suddetta oscilla intorno ad un giunto sferico integrale con essa, inserito in un organo di accoppiamento che coopera con il corpo di valvola suddetto.
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui le valvole indipendenti supplementari suddette di alimentazione di aria in ogni cilindro sono collegate 11una all1altra da un collettore.
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui le valvole indipendenti supplementari suddette di alimentazione di aria in ogni cilindro sono valvole doppie aventi due otturatori azionati dai mezzi suddetti per controllare le valvole suddette e collegati ad una alimentazione di aria sotto pressione.