ITBO980403A1

ITBO980403A1 - Sistema di accoppiamento tra testata del motore , iniettore e colletto re carburante .

Info

Publication number: ITBO980403A1
Application number: IT98BO000403A
Authority: IT
Inventors: Flavio Giovannini; Mirco Lambertini
Original assignee: Magneti Marelli Spa
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-01
Also published as: EP0969203A1; ES2218905T3; DE69916532D1; IT1306311B1; EP0969203B1; BR9903082A; DE69916532T2; US6263863B1

Description

DESCR IZ ION E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un sistema di accoppiamento tra testata del motore, iniettore e collettore carburante.

Come è noto, nei motori a combustione interna attualmente in commercio l'alimentazione del carburante alla camera di combustione viene sempre più di frequente realizzata tramite uno o più iniettori alloggiati all'interno di apposite sedi ricavate nella testata del motore. Tali iniettori ricevono il carburante ad alta pressione da un collettore carburante che si estende al di sopra degli iniettori stessi.

Punto nevralgico dei gruppi di alimentazione del carburante sopra descritti è l'accoppiamento tra iniettore e collettore carburante che deve essere realizzato in modo tale da escludere qualsiasi fuoriuscita di carburante. Purtroppo tale collegamento costruttive che, provocando sovente un disallineamento tra l'iniettore che sporge dalla sede ricavata nella testata del motore ed il collettore carburante disposto al disopra della testata stessa, costringono ad interporre tra l'iniettore ed il collettore carburante un giunto di raccordo in grado di ovviare al disallineamento .

Nella figura 1 è illustrato un sistema noto di accoppiamento tra testata del motore, iniettore e collettore carburante, in cui l'iniettore 100 è bloccato all'interno della sede 101 ricavata nella testata 102 del motore tramite una staffa 103 di fissaggio imbullonata alla testata 102. L'estremità superiore dell'iniettore 100 è collegata al collettore carburante 104 tramite un manicotto rigido 105 che presenta una prima estremità calzata sull'iniettore 100 stesso, ed una seconda estremità inserita all'interno di una corrispondente sede 106 ricavata nel collettore carburante 104 stesso. Il manicotto rigido 105 è accoppiato all'iniettore 100 ed al collettore carburante 104 con un certo gioco in modo tale da recuperare l'eventuale disassamento, ed è mantenuto fissato al collettore carburante 104 da un elemento elastico di bloccaggio 107 presente all'esterno del manicotto rigido 105 stesso. La tenuta è garantita da due guarnizioni anulari 108 e 109 di tenuta posizionate in corrispondenza delle due estremità del manicotto rigido 105.

É lampante che un collegamento tra iniettore e collettore carburante come quello realizzato in figura 1 è estremamente costoso, complica notevolmente l'assemblaggio del gruppo di alimentazione del carburante sul motore, ed infine raddoppia il numero delle possibili vie di fuga del carburante.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un accoppiamento tra iniettore e collettore carburante economico da realizzare ed intrinsecamente più sicuro.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sistema di accoppiamento tra testata del motore, iniettore e collettore carburante in cui la testata del motore è provvista di una sede atta ad alloggiare il detto iniettore; il sistema essendo caratterizzato dal fatto che l'iniettore è accoppiato con la sede tramite un accoppiamento sferico che permette l'orientamento a piacere dell'iniettore all'interno della detta sede La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni 2 e 3 annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 2 illustra, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, un sistema di accoppiamento tra testata del motore, iniettore e collettore carburante realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 3 è una variante del sistema di accoppiamento tra testata del motore, iniettore e collettore carburante illustrato in figura 2.

Con riferimento alla figura 2, con i numeri 1, 2 e 3 sono indicati rispettivamente la testata di un motore a scoppio, l'iniettore atto ad alimentare a comando una quantità determinata di carburante all'interno della camera di combustione del motore a scoppio, ed il collettore carburante all'interno del quale viene accumulato il carburante ad alta pressione che deve essere inviato alla camera di combustione del motore a scoppio .

La testata 1, l'iniettore 2 ed il collettore carburante 3 sono accoppiati tra loro in modo tale che il carburante ad alta pressione in ingresso al collettore carburante 3 possa raggiungere la camera di combustione del motore che, nell'esempio illustrato, è parzialmente realizzata all'interno della testata 1, e verrà in seguito indicata con il numero 4.

Per alloggiare l'iniettore 2, la testata 1 del motore a scoppio è provvista di una sede 5 comunicante con la camera di combustione 4 del motore a scoppio.

Tale sede 5 si estende all'interno della testata 1 coassialmente ad un asse X perpendicolare nell'esempio illustrato alla superficie esterna la della testata.1, e comprende una porzione superiore 5a di forma sostanzialmente cilindrica, atta ad essere impegnata dal corpo centrale 2a dell'iniettore 2; una porzione inferiore 5b di forma sostanzialmente troncoconica, comunicante con la camera di combustione 4 ed atta ad essere impegnata dalla porzione di estremità 2b dell'iniettore 2 in cui è ricavato l'ugello nebulizzatore; ed infine una porzione intermedia 5c collegante tra loro le porzioni 5a e 5b.

Con riferimento alla figura 2, la porzione superiore 5a e la porzione intermedia 5c sono tra loro separate da uno spallamento anulare 6 coassiale all'asse X, che ha la forma di una corona sferica con concavità rivolta verso la porzione inferiore 5b, ovvero verso l'interno della testata 1. Il centro C della superficie sferica a cui appartiene la corona sferica definita dallo spallamento anulare 6 è posizionato lungo l'asse X, in corrispondenza del centro della guarnizione anulare 7 di tenuta che l'iniettore 2 presenta sulla superficie esterna della porzione di estremità 2b, immediatamente a monte dell'ugello nebulizzatore.

Nell'esempio illustrato, in particolare, lo spallamento anulare 6 è realizzato tramite una boccola 8 inserita, coassiale all'asse X, all'interno della porzione superiore 5a della sede 5. Ovviamente è anche possibile realizzare lo spallamento anulare 6 direttamente sulla parete laterale della sede 5.

L'iniettore 2 è a sua volta provvisto di uno spallamento anulare 9 che si estende, coassialmente all'asse A dell'iniettore 2, all'esterno del corpo centrale 2a dell'iniettore 2 stesso. Tale spallamento anulare 9 presenta una forma complementare allo spallamento anulare 6 in modo tale da poter essere disposto in battuta sullo stesso, definendo con quest'ultimo un accoppiamento sferico 10.

Similmente allo spallamento anulare 6, nell'esempio illustrato lo spallamento anulare 9 è realizzato tramite una boccola il calettata, coassiale all'asse A, all'esterno del corpo centrale 2a dell'iniettore 2. Ovviamente, anche in questo caso è possibile realizzare lo spallamento anulare 9 direttamente sulla superficie laterale esterna del corpo centrale 2a dell'iniettore 2.

Visto che il corpo centrale 2a dell'iniettore 2 impegna la porzione superiore 5a della sede 5 con un certo gioco, e che la porzione inferiore 5b ha una forma troncoconica divergente verso la porzione intermedia 5c, l'accoppiamento sferico 10 esistente tra l'iniettore 2 e la sede 5 permette di variare a piacere la posizione dell'iniettore 2 all'interno della sede 5. In particolare, l'accoppiamento sferico 10 rende possibile inclinare in una qualsiasi direzione l'iniettore 2 all'interno della sede 5, in modo tale che l'asse A dell'iniettore 2 sia inclinato di un angolo determinato rispetto all'asse X della sede 5.

Con riferimento alla figura 2, il collettore carburante 3 si estende al disopra della testata 1 coassialmente ad un asse Y preferibilmente, ma non necessariamente, parallelo alla superficie esterna la della testata 1, è rigidamente fissato alla testata 1 del motore attraverso elementi di fissaggio non illustrati, ed è provvisto di un manicotto 12 di collegamento che si estende verso l'iniettore 2 alloggiato nella sede 5 della testata 1. Tale manicotto 12 è atto ad accogliere al suo interno una parte della porzione di estremità 2c dell'iniettore 2 che sporge all'esterno della sede 5.

Nel caso in cui, a causa delle tolleranze costruttive, il manicotto 12 non sia perfettamente allineato alla sede 5, ovvero non sia coassiale all'asse X, la presenza dell'accoppiamento sferico 10 tra l'iniettore 2 e la sede 5 permette di orientare l'iniettore 2 stesso in modo tale che la porzione di estremità 2c possa comunque essere inserita all'interno del manicotto 12.

Anche nel caso in cui l'iniettore 2 non sia perfettamente allineato con il manicotto 12, una guarnizione anulare 13 di tenuta presente sulla porzione di estremità 2c dell'iniettore 2 impedisce la fuoriuscita del carburante ad alta pressione.

Mezzi di bloccaggio 15 sono infine previsti per trattenere l'iniettore 2 all'interno della sede 5 con lo spallamento anulare 9 in battuta sullo spallamento anulare 6 in modo tale da realizzare l'accoppiamento sferico 10.

Nell'esempio illustrato, tali mezzi di bloccaggio 15 sono costituiti da una molla di contrasto precompressa, là quale è interposta tra l'iniettóre 2 ed il collettore carburante 3 in modo tale da schiacciare l'iniettore 2 all'interno della sede 5. Nella figura 2 tale molla di contrasto è alloggiata all'interno del manicotto 12 in modo tale da presentare una prima estremità in battuta sulla porzione di estremità 2c dell'iniettore 2, ed una seconda estremità in battuta sul fondo del manicotto 12.

Nella variante illustrata in figura 3, la molla di contrasto è una molla a tazza calzata sull'iniettore 2 in modo tale da presentare una prima estremità in battuta sul corpo centrale 2a dell'iniettore 2, ed una seconda estremità in battuta sul bordo perimetrale 12a del manicotto 12. Ovviamente la molla a tazza è priva di uno spicchio in modo tale da non interferire con lo spinotto dell'iniettore 2.

Il funzionamento del sistema di accoppiamento tra testata 1 del motore, iniettore 2 e collettore carburante 3, è facilmente desumibile da quanto sopra descritto, e ,non necessita quindi di ulteriori spiegazioni .

É ovvio che il sistema di accoppiamento sopra descritto, eliminato alcuni elementi prima indispensabili, ha ridotto sensibilmente i costi ed i tempi di montaggio.

Tale sistema ha inoltre l'ulteriore vantaggio di aver ridotto al minimo indispensabile il numero delle giunzioni attraverso cui può fuoriuscire il carburante ad alta pressione.

Risulta infine chiaro che al sistema di accoppiamento tra testata 1 del motore, iniettore 2 e collettore carburante 3 qui' descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Sistema di accoppiamento tra testata (1) del motore, iniettore (2) e collettore carburante (3) in cui la testata (1) del motore è provvista di una sede (5) atta ad alloggiare il detto iniettore (2); il sistema essendo caratterizzato dal fatto che l'iniettore (2) è accoppiato con la sede (5) tramite un accoppiamento sferico (10) che permette l'orientamento a piacere dell'iniettore (2) all'interno della detta sede (5).
2. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta sede (5) presenta al suo interno un primo spallamento anulare (6) a forma sostanzialmente di corona sferica, e che il detto iniettore (2) presenta esternamente un secondo spallamento anulare (9) a forma sostanzialmente di corona sferica, complementare al detto primo spallamento anulare (6); il detto secondo spallamento anulare (9) essendo atto a disporsi in battuta sul detto primo spallamento anulare (6) per definire il detto accoppiamento sferico (10).
3. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta sede (5) è provvista internamente di una prima boccola (8) la quale definisce il detto primo spallamento anulare ( 6 ) .
4. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che il detto iniettore (2) è provvisto esternamente di una seconda boccola (11) calettata al corpo (2a) del detto iniettore (29; la detta seconda boccola (11) definendo il detto secondò spallamento anulare (6).
5. Sistema di accoppiamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzata dal fatto che la corona sferica definita dal detto primo spallamento anulare (6) è disposta con la concavità rivolta verso l'interno della detta testata (1).
6. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la detta sede (5) comunica con la camera di scoppio del motore e si estende all'interno della detta testata (1) coassialmente ad un asse determinato (X); il detto iniettore (2) essendo alloggiato all'interno della detta sede (5) con la propria estremità nebulizzatrice (2b) rivolta verso la camera di scoppio del motore; la detta estremità nebulizzatrice (2b) presentando esternamente una guarnizione anulare (7) di tenuta, ed il centro (C) della superficie sferica a cui appartiene la corona sferica definita dal detto primo spallamento anulare (6) essendo posizionato lungo il detto asse determinato (X), in corrispondenza della detta guarnizione anulare (7) di tenuta .
7. Sistema di accoppiamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio (15) atti a mantenere il detto iniettore (2) all'interno della detta sede (5).
8. Sistema di accoppiamento- secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto collettore carburante (3) si estende al di sopra della detta testata (1) ed è provvisto di un manicotto (12) per il collegamento al detto iniettore (2); il detto collettore carburante (3) essendo collegato rigidamente alla detta testata (1) del motore, ed i detti mezzi di bloccaggio (15) comprendendo un elemento elastico (15) interposto tra il detto collettore carburante (3) ed il detto iniettore (2) per schiacciare il detto iniettore (2) all'interno della detta sede (5).
9. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il detto elemento elastico è alloggiato all'interno del detto manicotto (12).