ITBO20010092A1 - Dispositivo elettroidraulico per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio - Google Patents

Description

D E S C R I Z ION E

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo elettroidraulico per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio.

Come è noto, sono attualmente in fase di sperimentazione dei motori a scoppio in cui le valvole di aspirazione e di scarico che mettono selettivamente in comunicazione la camera di scoppio del motore con il collettore di aspirazione e, rispettivamente, con il collettore di scarico del motore, sono azionate tramite dei dispositivi di azionamento elettroidraulici pilotati da una centralina elettronica di comando.

Tale soluzione permette infatti di variare in modo molto preciso gli istanti di apertura e chiusura delle valvole in funzione della velocità angolare dell'albero a gomiti e di altri parametri di funzionamento del motore, aumentando sensibilmente il rendimento del motore .

Più in dettaglio, sono attualmente in fase di sperimentazione dei motori a scoppio provvisti, per ciascuna valvola di aspirazione e/o di scarico del motore, di un rispettivo dispositivo di azionamento elettroidraulico che comprende un attuatore idraulico lineare atto a spostare assialmente la valvola dalla posizione di chiusura alla posizione di massima apertura, vincendo l'azione di un elemento elastico atto a mantenere la valvola stessa in posizione di chiusura, ed un distributore idraulico a comando elettronico atto a regolare il flusso dell'olio in pressione da e verso 1'attuatore idraulico stesso, in modo tale da comandare lo spostamento della valvola tra la posizione di chiusura e la posizione di massima apertura.

Per supplire al fabbisogno di olio in pressione, i motori a scoppio in via di sperimentazione sono inoltre provvisti di un circuito idraulico che comprende un serbatoio di raccolta dell'olio, all'interno del quale viene immagazzinato a pressione ambiente l'olio da inviare agli attuatori, ed una unità di pompaggio atta ad inviare olio in pressione ai vari distributori idraulici prelevandolo direttamente dal serbatoio di raccolta .

Ciascun distributore idraulico a comando elettronico è collegato al circuito idraulico in modo tale da mettere il corrispondente attuatore idraulico lineare in comunicazione diretta, rispettivamente, con la bocca di mandata dell'unità di pompaggio, quando è necessario spostare la valvola dalla posizione di chiusura alla posizione di massima apertura, e con il serbatoio di raccolta, quando è necessario spostare la valvola dalla posizione di massima apertura alla posizione di chiusura. Nel primo caso, l'olio in pressione viene fatto affluire all'interno dell'attuatore idraulico lineare, mentre nel secondo caso l'olio in pressione che riempie 1'attuatore idraulico lineare viene fatto defluire direttamente nel serbatoio di raccolta.

In altre parole, quindi, tutto l'olio in pressione convogliato all'interno dell'attuatore idraulico durante lo spostamento della valvola dalla posizione di chiusura alla posizione di massima apertura, viene scaricato direttamente nel serbatoio di raccolta durante lo spostamento della valvola dalla posizione di massima apertura alla posizione di chiusura, sotto la spinta dell'elemento elastico atto a mantenere la valvola stessa in posizione di chiusura.

Il principale inconveniente della soluzione sopra descritta è quello di avere un fabbisogno di olio in pressione particolarmente elevato che cresce proporzionalmente al numero di giri del motore, e che impone l'uso di unità di pompaggio talmente voluminose da risultare, di fatto, incompatibili con un utilizzo in ambito automobilistico.

Per ovviare a tale inconveniente, la richiedente ha sviluppato e brevettato un motore a scoppio in cui il dispositivo di azionamento elettroidraulico è in grado di convogliare, durante lo spostamento della valvola dalla posizione di massima apertura alla posizione di chiusura, la maggior parte dell'olio in pressione presente all'interno dell'attuatore idraulico nuovamente all'interno della parte ad alta pressione del circuito idraulico, sfruttando l'energia elastica accumulata dall'elemento elastico atto a mantenere la valvola in posizione di chiusura.

In altre parole, 1'attuatore idraulico lineare ed il· corrispondente distributore idraulico a controllo elettronico sono realizzati e pilotati in modo tale da pompare, durante lo spostamento della valvola dalla posizione di massima apertura alla posizione di chiusura, la maggior parte dell'olio in pressione presente all'interno dell'attuatore idraulico nuovamente all'interno della parte ad alta pressione del circuito idraulico, sfruttando l'energia elastica accumulata dall'elemento elastico atto a mantenere la valvola in posizione di chiusura.

In questo modo, il fabbisogno complessivo di olio in pressione viene drasticamente ridotto, rendendo possibile l'utilizzo di unità di pompaggio di piccole dimensioni compatibili con l'impiego automobilistico. L'olio in pressione che viene pompato da ciascun attuatore idraulico lineare nuovamente all'interno della parte ad alta pressione del circuito idraulico può essere, infatti, subito riutilizzato.

Purtroppo, l'ultima soluzione sopra descritta richiede l'utilizzo di dispositivi elettroidraulici particolarmente complicati che non sono attualmente compatibili con il settore automobilistico per costi ed affidabilità .

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo elettroidraulico per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio più affidabile ed economico da produrre di quelli attualmente conosciuti, in modo tale da poter essere validamente impiegato nel settore automobilistico.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo elettroidraulico per l'azionamento di almeno una valvola di aspirazione o di scarico di un motore a scoppio; il dispositivo elettroidraulico comprendendo un attuatore idraulico lineare, il quale è atto a spostare assialmente la detta almeno una valvola da una posizione di chiusura ad una posizione di massima apertura, ed un distributore idraulico a comando elettronico, il quale è atto a regolare il flusso del liquido in pressione da e verso l'attuatore idraulico lineare stesso, in modo tale da comandare la spostamento della detta valvola tra le dette posizioni di chiusura e di massima apertura; il dispositivo elettroidraulico essendo caratterizzato dal fatto che il detto distributore idraulico a comando elettronico comprende una valvola a cassetto la quale è selettivamente atta ad assumere una prima posizione di funzionamento, in cui mette il detto attuatore idraulico lineare in comunicazione diretta con una bocca di scarico del liquido in pressione, una seconda posizione di funzionamento, in cui isola il detto attuatore idraulico lineare in modo tale da impedire il flusso di liquido in pressione da o verso l'attuatore medesimo, ed una terza posizione di funzionamento, in cui mette il detto attuatore idraulico lineare in comunicazione diretta con una bocca di ingresso del liquido in pressione.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra in modo schematico, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, un motore a scoppio equipaggiato con dei dispositivi elettroidraulici per l'azionamento delle valvole realizzati secondo i dettami della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in scala ingrandita, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, di uno dei dispositivi elettroidraulici per l'azionamento delle valvole di un motore a scoppio illustrati in figura 1; mentre

- le figure 3, 4, e 5 illustrano in sezione il dispositivo elettroidraulico di figura 2 in altrettante posizioni di funzionamento.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo elettroidraulico atto a muovere a comando almeno una valvola 2 di aspirazione o di scarico di un motore a scoppio .

Come noto, infatti, qualsiasi motore a scoppio attualmente comprende: un basamento, uno o più pistoni montati assialmente scorrevoli all'interno di rispettive cavità cilindriche ricavate nel corpo del basamento, ed una testata 3 disposta sulla sommità del basamento a chiusura delle suddette cavità cilindriche.

Unitamente alla testata 3 ciascun pistone delimita, all'interno della rispettiva cavità cilindrica, una camera di scoppio 4 a volume variabile che risulta collegata al collettore di aspirazione ed al collettore di scarico del motore (entrambi di tipo noto e non illustrati) attraverso almeno un condotto di aspirazione e, rispettivamente, almeno un condotto di scarico, entrambi ricavati nel corpo della testata 3 stessa, ed il motore a scoppio comprende, inoltre, una serie di valvole 2 di aspirazione e di scarico atte a regolare il flusso di aria o gas combusti che fluisce da e verso ciascuna camera di scoppio 4 attraverso il corrispondente condotto di aspirazione ed il corrispondente condotto di scarico.

Più in dettaglio, le valvole 2 di aspirazione e di scarico sono posizionate nella testata 3 in corrispondenza dell'ingresso di ciascun condotto di aspirazione e di ciascun condotto di scarico, e sono mobili tra una posizione di chiusura, in cui impediscono il passaggio dei gas attraverso il condotto di aspirazione o di scarico da e verso la camera di scoppio 4, ed una posizione di massima apertura, in cui permettono il passaggio dei gas attraverso il condotto di aspirazione o di scarico da e verso la camera di scoppio stessa con la massima portata possibile.

Per ciascuna valvola 2, il motore a scoppio comprende inoltre un rispettivo elemento elastico 5 atto a mantenere la valvola 2 stessa in posizione di chiusura .

Con riferimento alla figura 1, nell'esempio illustrato, ciascuna valvola 2 di aspirazione o di scarico ha forma di fungo ed è montata sulla testata 3 del motore con il proprio stelo 2a assialmente scorrevole attraverso il corpo della testata 3, e la propria testa 2b assialmente mobile in corrispondenza dell'ingresso del condotto di aspirazione o di scarico, m modo tale da essere mobile tra una posizione di chiusura, in cui la testa 2b della valvola 2 impedisce il passaggio dei gas attraverso il condotto di aspirazione o di scarico da e verso la camera di scoppio 4, ed una posizione di massima apertura, in cui la testa 2b della valvola 2 sporge all'interno della camera di scoppio 4, in modo tale da permettere il passaggio dei gas attraverso il condotto di aspirazione o di scarico da e verso la camera di scoppio 4 stessa con la massima portata possibile.

Per quanto riguarda invece l'elemento elastico 5, esso è costituito da una molla elicoidale 5 precaricata in compressione, calzata sullo stelo 2a della valvola 2 in modo tale da presentare una prima estremità in battuta sulla testata 3 del motore, ed una seconda estremità in battuta su di una ghiera di riscontro 2c solidale allo stelo 2a della valvola 2 stessa.

Con riferimento alle figure 1 e 2, il dispositivo elettroidraulico 1 per l'azionamento delle valvole 2 è provvisto di una bocca di ingresso, attraverso cui l'olio in pressione viene alimentato al dispositivo elettroidraulico 1, e di una bocca di uscita attraverso cui l'olio in pressione fuoriesce dal dispositivo elettroidraulico 1 stesso, e comprende un attuatore idraulico lineare 10, il quale è atto a spostare assialmente la valvola 2 dalla posizione di chiusura alla posizione di massima apertura vincendo l'azione dell'elemento elastico 5, ed un distributore idraulico 11 a comando elettronico, il quale è atto a regolare il flusso dell'olio in pressione da e verso 1'attuatore idraulico 10 stesso, in modo tale da comandare lo spostamento della valvola 2 tra le citate posizioni di chiusura e di massima apertura.

L'attuatore idraulico lineare 10 è costituito, nell'esempio illustrato, da un semplice pistone idraulico a singolo effetto, mentre il distributore idraulico 11 comprende: una valvola a cassetto 12, selettivamente in grado di mettere 1'attuatore idraulico 10 in comunicazione diretta con la bocca di ingresso dell'olio in pressione o con la bocca di scarico dell'olio in pressione, oppure di isolare 1'attuatore idraulico 10 stesso da entrambe le bocche; un elemento elastico 13 atto a mantenere la valvola a cassetto 12 in una prima posizione di funzionamento, in cui la valvola stessa mette l'attuatore idraulico lineare 10 in comunicazione diretta con la bocca di scarico dell'olio in pressione; ed un attuatore a comando elettrico 14 atto a spostare, a comando, la valvola a cassetto 12 dalla prima posizione di funzionamento, vincendo l'azione dell'elemento elastico 13.

Più in dettaglio, l'attuatore a comando elettrico 14 è atto a spostare, a comando, la valvola a cassetto 12 dalla prima posizione di funzionamento ad una seconda posizione di funzionamento, in cui la valvola a cassetto 12 isola l'attuatore idraulico lineare 10 dalla bocca di ingresso e dalla bocca di scarico dell'olio in pressione, passando per una terza posizione di funzionamento, in cui la valvola stessa mette l'attuatore idraulico lineare 10 in comunicazione diretta con la bocca di ingresso dell'olio in pressione.

Con riferimento alle figure 1 e 2, nell'esempio illustrato, l'attuatore idraulico lineare 10 ed il distributore idraulico 11 sono integrati in un'unica struttura, ed il dispositivo elettroidraulico 1 quindi comprende:

- una carcassa esterna 15 atta ad essere fissata alla testata 3 immediatamente al disopra della valvola 2 di aspirazione o di scarico che il dispositivo elettroidraulico 1 stesso deve azionare;

- un pistone 16, montato assialmente scorrevole all'interno dì una cavità cilindrica 17 che si estende all'interno della carcassa esterna 15 in modo tale da essere coassiale all'asse A dello stelo della valvola 2;

- un cassetto distributore 18 montato assialmente scorrevole all'interno di una cavità cilindrica 19 che si estende all'interno della carcassa esterna 15 a fianco della cavità cilindrica 17, in modo tale da essere coassiale ad un asse B preferibilmente, ma non necessariamente, parallelo all'asse A;

una molla elicoidale 20 disposta coassiale all'asse B all'interno della cavità cilindrica 19 con le due estremità in battuta, rispettivamente, su una delle due superfici di fondo della cavità stessa e sull'estremità assiale del cassetto distributore 18, in modo tale da mantenere quest'ultimo in battuta sull'altra superficie di fondo della cavità cilindrica 19, di seguito indicata con il numero 19a; ed infine un secondo pistone 21, montato assialmente scorrevole all'interno di una cavità cilindrica 22 che si estende all'interno della carcassa esterna 15 coassialmente all'asse B, a partire dalla superficie di fondo della cavità cilindrica 19 contro cui è spinto in battuta il cassetto distributore 18 dalla molla elicoidale 20, ovverosia a partire dalla superficie di fondo 19a.

Con riferimento alla figura 2, la cavità cilindrica 17 è in comunicazione diretta con l'esterno in modo tale da essere affacciata all'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, ed il pistone 16 è inserito nella cavità cilindrica 17 in modo tale da sporgere parzialmente all'esterno della cavità stessa, ovvero della carcassa esterna 15, così da disporsi e mantenersi sempre con una estremità in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2.

Il pistone 16, inoltre, è montato mobile all'interno della cavità cilindrica 17 a tenuta di fluido, in modo tale da definire all'interno di quest'ultima una camera a volume variabile 17a selettivamente atta ad essere riempita di olio in pressione. Tale olio in pressione è in grado di esercitare sul pistone 16 una forza sufficiente a vincere l'azione dell'elemento elastico 5, ed a spostare assialmente il pistone 16 stesso da una posizione ritratta, in cui sporge all'esterno della cavità cilindrica 17 di una lunghezza H' determinata, ad una posizione estratta, in cui sporge all'esterno della cavità cilindrica 17 di una lunghezza H" determinata, maggiore di H'.

È opportuno sottolineare che il pistone 16, ovverosia l'attuatore idraulico lineare 10, essendo sempre in battuta sull'estremità superiore dello stelo 2a della valvola 2, quando è in posizione ritratta dispone la valvola 2 in posizione di chiusura, mentre quando è in posizione estratta dispone la valvola 2 in posizione di massima apertura. La differenza tra le lunghezze H' ed H" corrisponde alla corsa o alzata della valvola 2.

Per quanto riguarda invece il distributore idraulico 11 ed in particolare la valvola a cassetto 12, la cavità cilindrica 19 è provvista di una serie di luci di scarico le quali sono in comunicazione tramite una serie di condotti di collegamento ricavati nel corpo della carcassa esterna 15, rispettivamente, con la bocca di ingresso 15a dell'olio in pressione, con la bocca di scarico 15b dell'olio in pressione, entrambe ricavate nel corpo della carcassa esterna 15, e con la camera a volume variabile 17a ricavata all'interno della cavità cilindrica 17. Per quanto riguarda invece il cassetto distributore 18, esso è montato assialmente scorrevole all'interno della cavità cilindrica 19 in modo tale da ostruire, a seconda della propria posizione all'interno della cavità, una o più delle suddette luci di scarico, così da regolare l'afflusso di olio in pressione da e verso la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10.

Con riferimento alla figura 2, in particolare, la cavità cilindrica 19 è lateralmente definita da una camicia tubolare cilindrica 23 provvista di tre luci di scarico anulari assialmente distribuite lungo la parete laterale cilindrica della camicia stessa.

La prima luce di scarico, di seguito indicata con il numero 23a, è posizionata ad una distanza da determinata dalla superficie di fondo della cavità cilindrica 19 dove si dispone in battuta il cassetto distributore 18, ovverosia dalla superficie di fondo 19a, ed è collegata con la camera a volume variabile 17a ricavata all'interno della cavità cilindrica 17 attraverso un primo condotto di collegamento. La seconda luce di scarico, dì seguito indicata con il numero 23b, è posizionata ad una distanza db determinata dalla superficie di fondo 19a, ed è collegata con la bocca di ingresso 15a dell'olio in pressione tramite un secondo condotto di collegamento. Infine, la terza luce di scarico, di seguito indicata con il numero 23c, è posizionata ad una distanza dc determinata dalla superficie di fondo 19a, ed è collegata nuovamente con la camera a volume variabile 17a attraverso un terzo condotto di collegamento.

È opportuno sottolineare inoltre che le tre distanze da, db e dc sono valutate parallelamente all'asse B e sono una maggiore dell'altra.

Una quarta luce di scarico, di seguito indicata con il numero 23d, è invece ricavata direttamente sul fondo della cavità cilindrica 19 dove si dispone in appoggio una estremità della molla elicoidale 20. Tale quarta luce di scarico è in comunicazione diretta con la bocca di scarico 15b dell'olio in pressione attraverso un quarto condotto di collegamento.

Con riferimento alla figura 2, il cassetto distributore 18 è invece costituito da un pistone sagomato, il quale è montato assialmente mobile all'interno della camicia tubolare cilindrica 23 tra una prima posizione operativa (vedi figura 2), in cui è disposto in battuta sulla superficie di fondo 19a della cavità cilindrica 19, ed una seconda posizione operativa (vedi figura 5), in cui è disposto ad una distanza massima prestabilita dalla superficie di fondo 19a stessa.

Il cassetto distributore 18, in particolare, è montato mobile all'interno della camicia tubolare cilindrica 23 a tenuta dì fluido, ed è sagomato in modo tale da mettere la luce di scarico 23c in comunicazione diretta con la luce di scarico 23d e da impedire che le luci di scarico 23a e 23b siano in comunicazione diretta tra loro o con la luce di scarico 23d, quando è disposto nella prima posizione operativa. Il cassetto distributore 18, inoltre, è sagomato in modo tale da impedire che le luci di scarico 23a, 23b e 23c siano in comunicazione tra loro o con la luce di scarico 23d quando è disposto nella seconda posizione operativa, ed in modo tale da mettere temporaneamente le luci di scarico 23a e 23b in comunicazione tra loro durante lo spostamento dalla prima alla seconda posizione operativa.

Nell'esempio illustrato, in particolare, il pistone sagomato 18 presenta una lunghezza assiale L che approssima per difetto la distanza dc che separa la terza luce di scarico 23c dalla superficie di fondo 19a della cavità cilindrica 19, ed è provvisto di una scanalatura anulare 18a in prossimità dell'estremità assiale rivolta verso la superficie di fondo 19a della cavità cilindrica 19.

Tale scanalatura anulare 18a ha una larghezza G, rilevata parallelamente all'asse B, che approssima per eccesso la distanza tra le luci di scarico 23a e 23b (ossia approssima per eccesso la differenza tra le distanze db e da) , in modo tale da poter mettere la luce di scarico 23a e la luce di scarico 23b temporaneamente in comunicazione diretta una con l'altra durante lo spostamento assiale del pistone sagomato 18 all'interno della cavità cilindrica 19.

La scanalatura anulare 18a, inoltre, è posizionata sul corpo del pistone sagomato 18 in modo tale da mantenere la luce di scarico 23a e la luce di scarico 23b isolate una dall'altra quando il pistone sagomato 18 è disposto nella prima posizione operativa. In altre parole, la scanalatura anulare 18a è posizionata sul corpo del pistone sagomato 18 in modo tale da essere affacciata alla luce di scarico 23a, ma non alla luce di scarico 23b, quando il pistone sagomato 18 è disposto in battuta sulla superficie di fondo 19a della cavità cilindrica 19.

Con riferimento alla figura 2, è opportuno sottolineare inoltre che la scanalatura anulare 18a è posizionata sul corpo del pistone sagomato 18 in modo tale da scavalcare, al termine della corsa del pistone, la luce di scarico 23a, senza però disporsi affacciata contemporaneamente alle luci di scarico 23b e 23c, così da evitare di mettere le suddette due luci di scarico in comunicazione diretta una con l'altra.

Alla luce di quanto sopra scritto, quando il cassetto distributore 18 è nella prima posizione operativa, la camera a volume variabile 17a dell 'attuatore idraulico lineare 10 è in comunicazione diretta con la bocca di scarico 15b dell'olio in pressione, e la valvola a cassetto 12 si trova quindi nella prima posizione di funzionamento.

Quando invece il cassetto distributore 18 è nella seconda posizione operativa, la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 è isolata dalle bocche di ingresso 15a e di scarico 15b dell'olio in pressione, e la valvola a cassetto 12 si trova quindi nella seconda posizione di funzionamento.

Durante lo spostamento del cassetto distributore 18 dalla prima alla seconda posizione operativa, infine la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 si trova temporaneamente in comunicazione con la bocca di ingresso 15a dell'olio in pressione, e la valvola a cassetto 12 si trova quindi nella terza posizione di funzionamento.

Per quanto riguarda infine 1'attuatore a comando elettrico 14, con riferimento alla figura 2, la cavità cilindrica 22 è affacciata all'estremità assiale del cassetto distributore 18 rivolta verso la superficie di fondo 19a, ed il pistone 21 è inserito nella cavità cilindrica 22 in modo tale da sporgere parzialmente all'esterno della cavità stessa, così da disporsi e mantenersi sempre con una estremità in battuta sull'estremità assiale del cassetto distributore 18.

Il pistone 21, inoltre, è montato mobile all'interno della cavità cilindrica 22 a tenuta di fluido, in modo tale da definire all'interno di quest'ultima una camera a volume variabile 22a selettivamente atta ad essere riempita di olio in pressione. Tale olio in pressione è in grado di esercitare sul pistone 21 una forza sufficiente a vincere l'azione della molla elicoidale 20, ossia dell'elemento elastico 13, ed a spostare assialmente il pistone 21 stesso da una posizione ritratta, in cui sporge all'esterno della cavità cilindrica 22 di una lunghezza K' determinata, ad una posizione estratta, in cui sporge all'esterno della cavità cilindrica 22 di una lunghezza K" determinata, maggiore di K'.

Anche in questo caso è opportuno sottolineare che il pistone 21, essendo sempre in battuta sull'estremità assiale del cassetto distributore 18, quando è in posizione ritratta dispone il cassetto distributore 18 nella prima posizione operativa, mentre quando è in posizione estratta dispone il cassetto distributore 18 nella seconda posizione operativa. La differenza tra le lunghezze K' ed K" corrisponde alla corsa che il cassetto distributore 18 può compiere all'interno della cavità cilindrica 19.

Per quanto riguarda l'afflusso ed il deflusso dell'olio in pressione dalla camera a volume variabile 22a, l'attuatore a comando elettrico 14 è provvisto di due elettrovalvole ad apertura e chiusura comandata, inserite all'interno della carcassa esterna 5 in modo tale da regolare l'afflusso ed il deflusso dell'olio in pressione dalla camera a volume variabile 22a.

Nell'esempio illustrato, in particolare, l'attuatore a comando elettrico 14 comprende due iniettori carburante di tipo noto, inseriti nella carcassa esterna 5 in modo tale da raggiungere la camera a volume variabile 22a. Il primo iniettore carburante, di seguito indicato con il numero 25, è rivolto con l'ugello nebulizzatore verso la camera a volume variabile 22a, ed è atto a regolare l'afflusso di olio in pressione verso la camera a volume variabile 22a stessa; mentre il secondo iniettore carburante (non visibile perché coperto dal primo) è orientato in senso contrario, ossia in modo tale da presentare l'ugello nebulizzatore rivolto dalla parte opposta della camera a volume variabile 22, ed è atto a regolare il deflusso dell'olio in pressione dalla camera a volume variabile 22a stessa.

É opportuno sottolineare che l'olio in pressione inviato verso la camera a volume variabile 22a dell 'attuatore a comando elettrico 14 può avere una pressione diversa dall'olio in pressione che viene inviato al dispositivo elettroidraulico 1 attraverso la bocca di ingresso 15a. In questo modo, è possibile regolare l'alzata della valvola 2 agendo direttamente sul valore della pressione dell'olio in ingresso al dispositivo elettroidraulico 1 attraverso la bocca di ingresso 15a: al crescere della pressione cresce infatti l'alzata della valvola 2 del motore.

Il funzionamento del dispositivo elettroidraulico 1 per l'azionamento delle valvole 2 di aspirazione o di scarico di un motore a scoppio verrà ora descritto con riferimento alle figure 2, 3, 4 e 5, supponendo che la valvola 2 sia in posizione di chiusura, che il pistone 16 sia in posizione ritratta e che il pistone 21 ed il cassetto distributore 18 siano rispettivamente in posizione ritratta e nella prima posizione operativa.

Quando viene comandata l'apertura dell'iniettore carburante 25, l'olio in pressione entra nella camera a volume variabile 22a dell'attuatore a comando elettrico 14 e spinge progressivamente il pistone 21 fuori dalla cavità cilindrica 22 vincendo la forza elastica esercitata dalla molla elicoidale 20, in modo tale da spostare il cassetto distributore 18 dalla prima posizione operativa.

Nella parte iniziale della corsa del cassetto distributore 18, la luce di scarico 23c viene progressivamente chiusa dal corpo del cassetto distributore 18, mentre le luci di scarico 23a e 23b vengono mantenute ancora isolate una dall'altra. In altre parole, nella parte iniziale della corsa del cassetto distributore 18, la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 viene mantenuta in comunicazione diretta con la bocca di scarico 15b dell'olio in pressione, ed il pistone 16 rimane quindi in posizione ritratta lasciando la valvola 2 in posizione di chiusura.

Con riferimento alla figura 3, al termine di questa prima parte della corsa del pistone 21, il cassetto distributore 18 ha chiuso completamente la luce di scarico 23c e sta per mettere in comunicazione tra loro le luci di scarico 23a e 23b. In questo momento, la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 è isolata dalla bocca di ingresso 15a e di scarico 15b dell'olio in pressione.

Con riferimento alla figura 4, nella parte intermedia della corsa del pistone 21, il cassetto distributore 18 mette in comunicazione diretta attraverso la scanalatura anulare 18a la luce di scarico 23a con la luce di scarico 23b e l'olio in pressione può quindi raggiungere la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 e spinge progressivamente il pistone 16 fuori dalla cavità cilindrica 17, in modo tale da spostare progressivamente la valvola 2 dalla posizione di chiusura verso la posizione di massima apertura, vincendo la forza elastica dell'elemento elastico 5.

Con riferimento alla figura 5, nella parte finale della corsa del pistone 21 che porta il pistone 21 stesso nella posizione estratta ed il cassetto distributore 18 nella seconda posizione operativa, il corpo del cassetto distributore 18 chiude progressivamente la luce di scarico 23a, fino ad isolare completamente la camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 dalla bocca di ingresso 15a dell'olio in pressione.

In questa condizione, infatti le luci di scarico 23a, 23b e 23c sono tutte chiuse dal corpo del cassetto distributore 18 e l'olio in pressione non può più entrare od uscire dalla camera a volume variabile 17a: di conseguenza il pistone 26 rimane bloccato nella posizione estratta e la valvola 2 nella posizione di massima apertura.

A questo punto, il iniettore carburante 25 viene disalimentato, ossia chiuso in modo tale da bloccare il pistone 21 in posizione estratta.

Il dispositivo elettroidraulico 1 può mantenere la valvola 2 in posizione di massima apertura indefinitamente, fino a quando l'altro iniettore carburante non viene alimentato permettendo la fuoriuscita dell'olio in pressione dalla camera a volume variabile 22a dell'attuatore a comando elettrico 14 ed il conseguente progressivo ritorno del cassetto distributore 18 nella prima posizione operativa, sotto la spinta della molla elicoidale 20.

É evidente che, nello spostamento dalla seconda posizione operativa alla prima posizione operativa, il cassetto distributore 18 permette il pompaggio della maggior parte dell'olio in pressione contenuto nella camera a volume variabile 17a dell'attuatore idraulico lineare 10 nuovamente verso la bocca di ingresso 15a dell'olio in pressione.

Il dispositivo elettroidraulico 1 per l'azionamento delle valvole 2 di aspirazione o di scarico ha il notevole pregio di avere una struttura particolarmente semplice che garantisce una elevata affidabilità nel tempo, permettendone quindi l'utilizzo in ambiente automobilistico. Il dispositivo elettroidraulico 1 inoltre è relativamente economico da produrre.

Risulta infine chiaro che al dispositivo elettroidraulico 1 qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (7)

1. R IV E N D I CA Z I O N I 1. Dispositivo elettroidraulico (1) per l'azionamento di almeno una valvola (2) di aspirazione o di scarico di un motore a scoppio; il dispositivo elettroidraulico (1) comprendendo un attuatore idraulico lineare (10), il quale è atto a spostare assialmente la detta almeno una valvola (2) da una posizione di chiusura ad una posizione di massima apertura, ed un distributore idraulico (11) a comando elettronico, il quale è atto a regolare il flusso del liquido in pressione da e verso 1'attuatore idraulico lineare (10) stesso, in modo tale da comandare la spostamento della detta valvola (2) tra le dette posizioni di chiusura e di massima apertura; il dispositivo elettroidraulico (1) essendo caratterizzato dal fatto che il detto distributore idraulico (11) a comando elettronico comprende una valvola a cassetto (12) la quale è selettivamente atta ad assumere una prima posizione di funzionamento, in cui mette il detto attuatore idraulico lineare (10) in comunicazione diretta con una bocca di scarico (15b) del liquido in pressione, una seconda posizione di funzionamento, in cui isola il detto attuatore idraulico lineare (10) in modo tale da impedire il flusso di liquido in pressione da o verso 1'attuatore medesimo, ed una terza posizione di funzionamento, in cui mette il detto attuatore idraulico lineare (10) in comunicazione diretta con una bocca di ingresso (15a) del liquido in pressione.
2. 2. Dispositivo elettroidraulico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto distributore idraulico (11) a comando elettronico comprende mezzi di movimentazione a controllo elettronico (13, 14) selettivamente atti a spostare la detta valvola a cassetto (12) tra la detta prima, la detta seconda e la detta terza posizione di funzionamento .
3. 3. Dispositivo elettroìdraulìco secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di movimentazione a controllo elettronico (13, 14) comprendono un elemento elastico (13) atto a mantenere la detta valvola a cassetto (12) nella prima posizione di funzionamento, ed un attuatore a comando elettrico (14) atto a spostare, a comando, la detta valvola a cassetto (12) dalla detta prima posizione di funzionamento alla detta seconda posizione di funzionamento, vincendo l'azione dell'elemento elastico (13); nello spostamento dalla detta prima alla detta terza posizione di funzionamento, il detto attuatore a comando elettrico (14) essendo atto a posizionare la detta valvola a cassetto (12) nella detta terza posizione di funzionamento.
4. 4. Dispositivo elettroidraulico secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la detta valvola a cassetto (12) comprende una carcassa esterna (15) ed un cassetto distributore (18) montato assialmente scorrevole all'interno di una prima cavità cilindrica (19) che si estende all'interno della detta carcassa esterna (15); la detta prima cavità cilindrica (19) essendo provvista di una serie di luci di scarico (23a, 23b, 23c, 23d) le quali sono in comunicazione diretta con la detta bocca di ingresso (15a) del liquido in pressione, la detta bocca di scarico (15b) del liquido in pressione e con il detto attuatore idraulico lineare (10); il cassetto distributore (18) essendo montato assialmente scorrevole all'interno della detta prima cavità cilindrica (19) in modo tale da ostruire, a seconda della propria posizione all'interno della cavità, una o più delle suddette luci di scarico (23a, 23b, 23c, 23d), così da regolare l'afflusso di liquido in pressione da e verso il detto attuatore idraulico lineare (10).
5. 5. Dispositivo elettroidraulico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il detto elemento elastico (13) comprende una molla elicoidale (20) disposta all'interno della detta cavità cilindrica (19) con le due estremità in battuta, rispettivamente, su una prima superficie di fondo della prima cavità cilindrica (19) e sull'estremità assiale del cassetto distributore (18), in modo tale da mantenere quest'ultimo in battuta su di una seconda superficie di fondo (19a) della detta prima cavità cilindrica (19).
6. 6. Dispositivo elettroidraulico secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che il detto attuatore a comando elettrico (14) comprende un secondo pistone (21), montato assialmente scorrevole all'interno di una seconda cavità cilindrica (22) che si estende all'interno della detta carcassa esterna (15) coassialmente alla detta prima cavità cilindrica (19), a partire dalla detta seconda superficie di fondo (19a) della prima cavità cilindrica (19), contro cui è spinto in battuta il detto cassetto distributore (18); il detto secondo pistone (21) essendo montato mobile all'interno della detta seconda cavità cilindrica (22) a tenuta di fluido, in modo tale da definire all'interno di quest'ultima una camera a volume variabile (22a) selettivamente atta ad essere riempita di liquido in pressione.
7. 7. Dispositivo elettroidraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; caratterizzato dal fatto che il detto attuatore idraulico lineare (10) comprende una carcassa esterna (15) ed un terzo pistone (16) montato assialmente scorrevole all'interno di una terza cavità cilindrica (17) che si estende nella carcassa esterna (15) coassialmente allo stelo (2a) della valvola (2) ed è affacciata all'estremità superiore del detto stelo (2a); il detto terzo pistone (16) essendo inserito nella terza cavità cilindrica (17) in modo tale da sporgere parzialmente all'esterno della cavità stessa, così da disporsi e mantenersi sempre in battuta sull'estremità superiore dello stelo (2a) della valvola (2), ed essendo montato mobile all'interno della detta terza cavità cilindrica (17) a tenuta di fluido, in modo tale da definire all'interno di quest'ultima una camera a volume variabile (17a) selettivamente atta ad essere riempita di liquido in pressione.