ITMI20002420A1 - Procedimento atto all'esercizio di un motore a combustione interna - Google Patents

Description

Descrizione

L'invenzione concerne un procedimento atto all'esercizio di un motore a combustione interna, specialmente di un autoveicolo, nel quale carburante viene iniettato, in una prima modalità di funzionamento, in una camera di combustione durante una fase di compressione ed in una seconda modalità di funzionamento durante una fase di aspirazione, ed in cui si commuta da una modalità di funzionamento all'altra. L'invenzione concerne parimenti un corrispondente motore a combustione interna, nonché un apparecchio di comando per un tale motore a combustione interna.

Un tale procedimento, un tale motore a combustione interna ed un tale apparecchio di comando sono a titolo di esempio noti da .una cosiddetta iniezione diretta a benzina. Qui, nella camera di combustione del motore a combustione interna, carburante viene iniettato durante la fase di aspirazione in un funzionamento omogeneo oppure durante la fase di compressione in un funzionamento stratificato. Il funzionamento omogeneo è previsto preferibilmente per l'esercizio a pieno carico del motore a combustione interna, mentre il funzionamento stratificato si addice al funzionamento al minimo ed a carico parziale.

Quando il motore a combustione interna è freddo specialmente il funzionamento stratificato può essere effettuato non senza complicazioni.

Quando il motore a combustione interna è freddo si verificano qui maggiori emissioni di sostanze nocive, nonché una maggior rumorosità di funzionamento .

Compito e vantaggi dell'invenzione

Compito dell invenzione è quello di creare un procedimento per il funzionamento di un motore a combustione interna, con il quale, anche quando il motore a combustione interna è freddo, possa essere utilizzato il funzionamento stratificato.

In un procedimento del genere citato inizialmente questo compito viene risolto secondo l'invenzione per il fatto che, quando il motore a combustione interna è freddo, l'iniezione nella prima modalità di funzionamento viene pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura. In un motore a combustione interna ed in un apparecchio di comando del genere citato inizialmente il compito viene risolto secondo l'invenzione corrispondentemente .

Per effetto di questo pilotaggio e/oppure regolazione in funzione della temperatura, dopo la messa in moto del motore a combustione interna freddo, può in special modo essere conseguito un migliore riscaldamento dello stesso. Grazie alla dipendenza dalla temperatura possono in special modo essere migliorati la silenziosità di funzionamento e le condizioni dei gas scaricati. Può parimenti essere abbreviata la fase di riscaldamento, cosicché in un istante più anticipato è possibile passare all'usuale funzionamento del motore a combustione interna .

In una vantaggiosa configurazione dell'invenzione, quando il motore a combustione interna è freddo, la commutazione nella prima modalità di funzionamento viene pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura. Ciò significa che non solo il funzionamento stratificato in quanto tale, bensì anche la commutazione su questo vengono effettuati in funzione della temperatura. In proposito, ciò può interessare tanto l'istante di commutazione, come anche la transizione durante la commutazione.

In vantaggiosi, ulteriori sviluppi dell'invenzione l'istante dell'iniezione e/oppure l'istante dell'accensione vengono pilotati e/oppure regolati in funzione della temperatura e/oppure in funzione della temperatura vengono pilotati e/oppure regolati un'angolazione di una valvola a farfalla e/oppure una quota parte di gas di scarico riciclata attraverso una valvola di riciclaggio del gas di scarico .

In altri, vantaggiosi, ulteriori aspetti dell'invenzione vengono misurate la temperatura del motore e/oppure la temperatura dell'aria aspirata e/oppure la temperatura del gas scaricato.

Particolarmente significativa è la realizzazione del procedimento di cui all'invenzione sotto forma di un elemento di comando che è previsto per un apparecchio di comando di un motore a combustione interna, specialmente di un autoveicolo. In proposito, sull'elemento di comando è memorizzato un programma che può essere fatto girare su un apparecchio calcolatore, specialmente su un microprocessore, e che si addice all'esecuzione del procedimento di cui all'invenzione. In questo caso quindi l'invenzione viene realizzata tramite un programma memorizzato sull'elemento di comando, cosicché questo elemento di comando, dotato del programma, rappresenta allo stesso modo tanto l'invenzione quanto il procedimento, per la cui esecuzione il programma è adatto. In qualità di elemento di comando può in special modo trovare impiego un mezzo elettrico di memorizzazione, a titolo di esempio una Read-Only-Memory oppure una Flash-Memory .

Altre caratteristiche, possibilità di utilizzo e vantaggi dell'invenzione si evincono dalla descrizione che segue di esempi di realizzazione dell'invenzione, che sono rappresentati nel disegno. In proposito, tutte le caratteristiche descritte o rappresentate formano di per sé oppure in combinazione arbitraria l'oggetto dell'invenzione, indipendentemente dal loro raggruppamento nelle rivendicazioni oppure dalla loro correlazione, nonché indipendentemente dalla loro formulazione, rispettivamente rappresentazione nella descrizione ovvero nel disegno.

Descrizione di esempi di realizzazione

L'unica figura del disegno fa vedere uno schema circuitale a blocchi di un esempio di realizzazione di un motore a combustione interna conforme all<1 >invenzione.

Nella figura è rappresentato un motore a combustione interna 1 di un autoveicolo, nel quale un pistone 2 può eseguire un movimento di andirivieni in un cilindro 3 . Il cilindro 3 è provvisto di una camera di combustione 4 che tra l'altro è delimitata dal pistone 2, da una valvola di ingresso 5 e da una valvola di scarico 6. Con la valvola di ingresso 5 è accoppiato un tubo di aspirazione 7 e con la valvola di scarico 6 è accoppiato un tubo di scarico dei gas 8.

Nella zona della valvola di ingresso 5 e della valvola di scarico 6, nella camera di combustione 4 si protendono una valvola di iniezione 9 ed una candela di accensione 10. Tramite la valvola di iniezione 9 carburante può essere iniettato nella camera di combustione 4. Con la candela di accensione 10 può essere incendiato il carburante nella camera di combustione 4.

Nel tubo di aspirazione 7 è sistemata una valvola a farfalla 11 girevole, tramite la quale al tubo di aspirazione 7 può essere addotta aria. La quantità dell'aria addotta dipende dalla posizione angolare della valvola a farfalla 11. Nel tubo di scarico dei gas 8 è disposto un catalizzatore 12, il quale serve alla depurazione dei gas di scarico che si formano per effetto della combustione del carburante .

Dal tubo di scarico dei gas 8 un tubo di riciclaggio del gas di scarico 13 riporta al tubo di aspirazione 7. Nel tubo di riciclaggio del gas di scarico 13 è disposta una valvola di riciclaggio del gas di scarico 14, con la quale può essere regolata la quantità del gas di scarico riciclato nel tubo di aspirazione 7. Il tubo di riciclaggio del gas di scarico 13 e la valvola di riciclaggio del gas di scarico 14 formano un cosiddetto sistema di riciclaggio del gas di scarico.

Da un serbatoio del carburante 15 una tubazione di sfiato del serbatoio 16 fa capo al tubo di aspirazione 7. Nella tubazione di sfiato del serbatoio 16 è disposta una valvola di sfiato del serbatoio 17, con la quale può essere regolata la quantità dei vapori di carburante addotti al tubo di aspirazione 7 e provenienti dal serbatoio del carburante 15. La tubazione di sfiato del serbatoio 16 e la valvola di sfiato del serbatoio 17 formano un cosiddetto sistema di sfiato del serbatoio.

Per effetto della combustione del carburante nella camera di combustione 4 il pistone 2 viene portato ad eseguire un movimento di andirivieni, il quale viene trasmesso ad un albero a gomiti non rappresentato e su questo esercita una coppia.

Un apparecchio di comando 18 è alimentato con segnali di ingresso 19, i quali rappresentano grandezze di funzionamento del motore a combustione interna 1 misurate per mezzo di sensori. L'apparecchio di comando 18 è per esempio collegato con un sensore della massa d'aria, con un sensore lambda, con un sensore del numero di giri e simili. L'apparecchio di comando 8 è inoltre collegato con un sensore del pedale dell'acceleratore, il quale genera un segnale che indica la posizione di un pedale dell'acceleratore, azionabile da un conducente, e perciò la coppia richiesta. L'apparecchio di comando 18 genera segnali di uscita 20, con i quali il comportamento del motore a combustione l può essere influenzato tramite attuatori rispettivamente posizionatori. L'apparecchio di comando 18 è a titolo di esempio collegato con la valvola di iniezione 9, la candela di accensione 10 e la valvola a farfalla il e simili, e genera i segnali necessari per il loro pilotaggio .

L'apparecchio di comando 18 è tra l'altro previsto per pilotare e/oppure regolare le grandezze di funzionamento del motore a combustione interna 1. A titolo di esempio, la massa del carburante, iniettata dalla valvola di iniezione 9 nella camera di combustione 4, viene pilotata e/oppure regolata dall'apparecchio di comando 18 specialmente dal punto di vista di un basso consumo di carburante e/oppure di una bassa emissione di sostanze nocive. L'apparecchio di comando 18 è a questo scopo provvisto di un microprocessore, nel quale, in un mezzo di memorizzazione, specialmente in una Flash-Memory, è memorizzato un programma che si addice all'attuazione dei menzionati pilotaggio e/oppure regolazione.

Il motore a combustione 1 di cui alla figura 1 può essere fatto funzionare in una molteplicità di modalità di funzionamento. Possibile è così fare funzionare il motore a combustione interna 1 in una modalità di funzionamento omogeneo, in una modalità di funzionamento stratificato, in una modalità di funzionamento omogeneo magro, in una modalità di funzionamento stratificato magro, e simili.

Nel funzionamento omogeneo, durante la fase di aspirazione, dalla valvola di iniezione 9 il carburante viene iniettato direttamente nella camera di combustione 4 del motore a combustione interna.

Il carburante viene in seguito a ciò ancora sottoposto in ampia misura ad una turbolenza, fino all'accensione, cosicché nella camera di combustione 4 si forma una miscela di carburante ed aria sostanzialmente omogenea. La coppia da generare viene in proposito impostata dall'apparecchio di comando 18 sostanzialmente attraverso il posizionamento della valvola a farfalla li. Nel funzionamento omogeneo le grandezze di funzionamento del motore a combustione interna 1 vengono pilotate e/oppure regolate in modo tale che lambda sia uguale ad uno. Il funzionamento omogeneo viene utilizzato specialmente in caso di pieno carico.

Il funzionamento omogeneo magro corrisponde ampiamente al funzionamento omogeneo, tuttavia lambda viene impostato su un valore inferiore ad uno.

Nel funzionamento stratificato, durante la fase di compressione, il carburante viene iniettato direttamente dalla valvola di iniezione 9 nella camera di combustione 4 del motore a combustione interna 1. All'atto dell'accensione tramite la candela di accensione 10 nella camera di combustione 4 non è perciò presente alcuna miscela omogenea, bensì una stratificazione del carburante. La valvola a farfalla li, prescindendo da requisiti, per esempio il riciclaggio dei gas di scarico e/oppure lo sfiato del serbatoio, può essere completamente aperta ed il motore a combustione interna 1 può perciò essere fatto funzionare senza strozzamenti. Nel funzionamento stratificato la coppia da generare viene impostata in larga misura attraverso la massa del carburante. Con la modalità di funzionamento stratificato il motore a combustione interna 1 può essere fatto funzionare specialmente al minimo ed in caso di carico parziale.

E' possibile passare dall'una all'altra, rispettivamente commutare tra le menzionate modalità di funzionamento del motore a combustione interna 1. Tali commutazioni vengono effettuate dall'apparecchio di comando 18.

Possibili sono parimenti iniezioni multiple. In proposito, durante un ciclo di lavoro di un pistone 2, nella relativa camera di combustione 3 vengono effettuate svariate iniezioni di carburante. Queste iniezioni possono aver luogo durante la fase di aspirazione e/oppure durante la fase di compressione. Queste iniezioni multiple rappresentano speciali situazioni intermedie, con le quali si effettua la commutazione tra le modalità di funzionamento descritte in quanto precede.

Conformemente alla figura sono previsti svariati sensori di temperatura. Disposto è così nella zona del tubo di aspirazione 7 un sensore di temperatura 22' che misura la temperatura dell'aria aspirata. Altri sensori di temperatura 22" e 22''' sono previsti nella zona del tubo di scarico dei gas 8 per misurare la temperatura dei gas di scarico, e più precisamente a monte ed a valle del catalizzatore 12. Al cilindro 3 è associato un altro sensore di temperatura 22 ' ' ' ' , il quale misura perciò la temperatura del motore. A questo sensore di temperatura 22<T T >'<1 >possono essere addotti l'acqua di raffreddamento oppure l'olio del motore, rispettivamente della trasmissione del motore a combustione interna 1. Dalla temperatura dell'acqua di raffreddamento oppure dalla temperatura dell'olio può allora essere dedotta la temperatura del motore.

Dei sensori di temperatura descritti ne è presente almeno uno. Presenti possono essere eventualmente anche più di uno dei sensori di temperatura, oppure addirittura tutti. In appresso, il quantomeno singolo sensore di temperatura viene individuato con il contrassegnato 22.

Quando il motore a combustione interna 1 è freddo, la commutazione sul funzionamento stratificato viene pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura misurata dal sensore di temperatura 22. In alternativa oppure in aggiunta il funzionamento stratificato in quanto tale viene pilotato e/oppure regolato in funzione della temperatura misurata dal sensore di temperatura 22.

Un corrispondente pilotaggio e/oppure una corrispondente regolazione in funzione della temperatura del motore a combustione interna 1 freddo vengono effettuati in alternativa oppure in aggiunta per iniezioni multiple eventualmente esistenti, e più precisamente specialmente per quell'iniezione che ha luogo nella fase di compressione .

In occasione del pilotaggio e/oppure della regolazione in funzione della temperatura del motore a combustione interna 1 freddo vengono influenzati l'istante dell'iniezione della valvola di iniezione 9 e/oppure l'istante dell'accensione della candela di accensione 10 e/oppure l'angolazione della valvola a farfalla il e/oppure la quota parte di gas di scarico riciclata attraverso la valvola di riciclaggio del gas di scarico 14. In proposito, quantomeno una di queste grandezze di funzionamento viene pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura. Possibile è però anche che parecchie oppure tutte le grandezze di funzionamento vengano corrispondentemente influenzate.

L'influenzamento descritto in quanto precede di grandezze di funzionamento del motore a combustione interna 1 freddo viene in proposito adottato in occasione della commutazione sulla modalità di funzionamento stratificato e/oppure in occasione della modalità di funzionamento stratificato in quanto tale e/oppure in occasione di iniezioni multiple.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1.~ Procedimento atto all'esercizio di un motore a combustione interna (1), specialmente di un autoveicolo, nel quale carburante viene iniettato, in una prima modalità di funzionamento, in una camera di combustione (4) durante una fase di compressione ed in una seconda modalità di funzionamento durante una fase di aspirazione, ed in cui si commuta da una modalità di funzionamento all'altra, caratterizzato dal fatto che quando il motore a combustione interna (l) è freddo l'iniezione nella prima modalità di funzionamento viene pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura . 2.- Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che quando il motore a combustione interna (1) è freddo la commutazione sulla prima modalità di funzionamento viene pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura. 3.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che l'istante dell'iniezione e/oppure l'istante dell'accensione vengono pilotati e/oppure regolati in funzione della temperatura. 4.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni l fino a 3, caratterizzato dal fatto che un'angolazione di una valvola a farfalla (11) e/oppure una quota parte di gas di scarico riciclata attraverso una valvola di riciclaggio del gas di scarico (14) vengono pilotate e/oppure regolate in funzione della temperatura. 5.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che vengono misurate la temperatura del motore e/oppure la temperatura dell'aria aspirata e/oppure la temperatura del gas scaricato. 6.- Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che vengono misurate la temperatura dell'acqua di raffreddamento e/oppure la temperatura dell'olio. 7.- Elemento di comando, specialmente Read-Only-Memory oppure Flash-Memory, per un apparecchio di comando (18) di un motore a combustione interna (1), specialmente di un autoveicolo, sul quale è memorizzato un programma che può girare su un apparecchio calcolatore, specialmente su un microprocessore, e si addice all'esecuzione di un procedimento secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 6. 8.- Motore a combustione interna (1), specialmente di un autoveicolo, comprendente una camera di combustione (4), nella quale carburante è iniettabile, in una prima modalità di funzionamento, durante una fase di compressione e, in una seconda modalità di funzionamento, durante una fase di aspirazione, e comprendente un apparecchio di comando (18) che serve alla commutazione tra una modalità di funzionamento e l'altra, caratterizzato dal fatto che è previsto un sensore di temperatura (22) e dal fatto che, quando il motore a combustione interna (1) è freddo, attraverso l'apparecchio di comando (18) l'iniezione nella prima modalità di funzionamento può essere pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura. 9.- Apparecchio di comando (18) per un motore a combustione interna (1), specialmente di un autoveicolo, laddove il motore a combustione interna (1) è provvisto di una camera di combustione (4), nella quale carburante è iniettabile, in una prima modalità di funzionamento, durante una fase di compressione e, in una seconda modalità di funzionamento, durante una fase di aspirazione, e laddove l'apparecchio di comando (18) è previsto per la commutazione tra una modalità di funzionamento e l'altra, caratterizzato dal fatto che, quando il motore a combustione interna (1) è freddo, attraverso l'apparecchio di comando (18) l'iniezione nella prima modalità di funzionamento può essere pilotata e/oppure regolata in funzione della temperatura .