ITMI950903A1 - Testa-cilindri per motore endotermico - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Testa-cilindri per motore endotermico"
Riassunto del trovato
Testa-cilindri (1) con 4 valvole e valvola di iniezione, disposta centralmente, per un motore endotermico, specialmente per un motore diesel, con una pipa di colata (4) chiusa, che è disposta concentricamente ad un asse (5) della valvola di iniezione e collega un fondo di compressione (2) con un lato superiore (3) della testa-cilindri (1). Fori del refrigerante (11, 12, 18, 19, 20, 21, 22, 30, 31, 35, 36, 37, 38) si estendono nell'immediata vicinanza di canali di ammissione e di scarico (13, 14, 15, 16) da un contorno della testa-cilindri (1) ad uno spazio interno (6) dell'acqua della testa-cilindri (1). (Fig. 1)
Descrizione del trovato
L'invenzione riguarda teste-cilindri con 4 valvole e valvola di iniezione, disposta centralmente, per motori endotermici conformemente alla definizione introduttiva della rivendicazione 1.
Sono note teste-cilindri, che per ottimizzare la combustione sono dotate di 4 valvole in corrispondenza di rispettivamente 2 canali di ammissione e 2 canali di scarico e inoltre di una valvola di iniezione disposta centralmente nella testa-cilindri. In teste-cilindri di tale tipo è necessario provvedere specialmente affinché il refrigerante venga portato il più possibile vicino davanti a sedi valvolari e valvole di iniezione, cosicché è possibile dissipare il calore derivante dalla combustione, senza pregiudicare la resistenza del fondo di compressione della testa-cilindri lato-camera di combustione, altamente sollecitato da calore e pressione di accensione.
Per migliorare la resistenza di teste-cilindri con 4 valvole in corrispondenza di 2 canali di ammissione e 2 canali di scarico e con valvola di iniezione disposta nella testa-cilindri è noto il fatto di disporre centralmente attorno alla valvola di iniezione una pipa di colata chiusa. La pipa di colata collega il fondo di compressione con un lato superiore della testa-cilindri, cosicché forze sul fondo di compressione possono essere scaricate ampiamente nella testa-cilindri. La pipa di colata conformemente a questo stato della tecnica dal fondo di compressione fino al lato superiore della testa-cilindri è contenuta in uno spazio del refrigerante, che è delimitato da pareti preventivamente ottenute per colata per i canali di ammissione e di scarico. Il refrigerante percorre fori nel fondo di compressione, si porta centralmente sulla valvola di iniezione, orientato nello spazio del refrigerante circondante la pipa di colata e viene scaricato tramite una conduttura collettrice dalla testa-cilindri .
Un inconveniente di questo noto stato della tecnica è che lo spazio del refrigerante disposto centralmente attorno alla valvola di iniezione e la disposizione dei fori per il refrigerante limitano le possibilità di conformazione per i canali di ammissione e di scarico nella testa-cilindri. Un ulteriore inconveniente è che le sedi valvolari in corrispondenza dei canali di ammissione e di scarico nella testa-cilindri non sono lambite perifericamente sufficientemente da refrigerante.
L'invenzione si pone il compito di realizzare una testa-cilindri con 4 valvole e valvola di iniezione disposta centralmente nella testa-cilindri, per motori endotermici, la quale presenta un'elevata resistenza, buone proprietà di raffreddamento e possibilità di conformazione perfezionate per i canali di ammissione e di scarico.
La soluzione del compito dell'invenzione avviene con una testa-cilindri per motori endotermici avente le caratteristiche della rivendicazione 1. Esecuzioni vantaggiose dell'invenzione sono rappresentate nelle sottorivendicazioni .
Per migliorare la combustione in un motore endotermico canali di ammissioni nella testa-cilindri secondo l'invenzione vengono dotati di un profilo, cosicché l'aria di aspirazione viene sollecitata con componente rotazionale. Per poter produrre questo profilo i canali di ammissione sono applicati per colata a ridosso di una pipa di colata disposta centralmente nella testa-cilindri, secondo l'invenzione, cosicché è superflua una parete separata e quindi uno spazio del refrigerante su un lato di ammissione della pipa di colata. Secondo l'invenzione fori per il refrigerante sono praticati nel fondo di compressione della testa-cilindri, in modo che i canali di ammissione applicati per colata a ridosso della pipa di colata chiusa per produrre la componente rotazionale, al pari di canali di scarico, applicati per colata a ridosso della pipa di colata, in prossimità di sedi valvolari sono circondati in tutte le direzioni dal refrigerante, che tramite questi fori viene addotto ad uno spazio del refrigerante della testa-cilindri situato fra i canali di scarico. I fori per il refrigerante secondo l'invenzione sboccano in corrispondenza di un foro di passaggio eccentrico fra i canali di scarico nello spazio del refrigerante .
Fori supplementari per refrigerante secondo l'invenzione sono previsti in corrispondenza dei canali di ammissione della testa-cilindri, cosicché la testa-cilindri sul lato di ammissione e di scarico è uniformemente raffreddata e si riducono tensioni termiche nella testa-cilindri. Un ulteriore foro sul lato dei canali di ammissione nella testa-cilindri semplifica la lavorazione della testa-cilindri .
Conformemente ad una esecuzione vantaggiosa dell'invenzione per migliorare il passaggio del refrigerante attraverso la testa-cilindri si incrociano i fori del refrigerante in punti di incrocio che tramite fori di passaggio sono collegati con lo spazio interno del refrigerante.
Per il percorrimento uniforme e per la riduzione della resistenza fluidodinamica dei fori per il refrigerante secondo l'invenzione i fori di passaggio preventivamente ottenuti per colata sono rifiniti meccanicamente.
L'invenzione viene illustrata nel seguito da esempi di realizzazione.
In particolare:
la figura 1 mostra una sezione trasversale verticale attraverso una testa-cilindri conforme all'attuale stato della tecnica,
la figura 2 mostra una sezione trasversale parallelamente al fondo di compressione di una testa-cilindri secondo la figura l,
la figura 3 mostra una sezione trasversale verticale attraverso una testa-cilindri secondo l'invenzione,
la figura 4 mostra una sezione trasversale parallelamente al fondo di compressione di una testa-cilindri secondo l'invenzione,
la figura 5 mostra una sezione trasversale verticale attraverso la testa-cilindri secondo l'invenzione, senza candela ad incandescenza,
la figura 6 mostra una sezione trasversale parallelamente al fondo di compressione della testa-cilindri secondo la figura 5, corrispondentemente alla linea di sezionamento in figura 5.
Figura l: è nota una testa-cilindri 1 in un unico pezzo, ottenuta per colata e presentante un fondo di compressione 2, sostanzialmente piano, un lato superiore 3 e una pipa di colata 4 chiusa, che è concentrica all'asse verticale 5 di una valvola di iniezione disposta centralmente (non rappresentata) . Fra fondo di compressione 2 e lato superiore 3 si estende uno spazio chiuso interno 6 del refrigerante attorno alla pipa di colata 4 chiusa. Aperture 7, chiuse a tenuta con viti di chiusura 9, e un sostegno 10 per un dispositivo di preincandescenza (non rappresentati) sono contenuti nella testa-cilindri 1.
Tramite fori del refrigerante 11, 21, 22 alla testa-cilindri 1 viene addotto refrigerante dalla parete cilindrica (non rappresentata). Perpendicolarmente al foro 11 e parallelamente al fondo di compressione 2 un foro diritto 12, orientato sull'asse verticale 5, si dirama dal foro 11 e attraverso un'apertura 8 sbocca nello spazio interno 6 del refrigerante. Il refrigerante è preferibilmente acqua. Il foro 12 è chiuso verso l'esterno con un tappo di tenuta 17.
Figura 2: canali di ammissione 13, 14 e canali di scarico 15, 16, preventivamente ottenuti per colata, nella testa-cilindri 1 sono disposti attorno all'asse 5 della valvola di iniezione. I canali di ammissione 13, 14 ottenuti preventivamente mediante colata sono sprovvisti di profilo rotazionale e le pareti dei canali di ammissione 13, 14 e dei canali di scarico 15, 16 sono separate dalla parete della pipa di colata 4. Fori 23 e 24 sono situati fra i canali di ammissione e di scarico 13, 14, 15, 16 e sono orientati sull'asse verticale 5 della valvola di iniezione. Un foro diritto 18 parallelamente al fondo di compressione 1 si raccorda perpendicolarmente al foro 12 e arriva fino in corrispondenza del contorno della testa-cilindri 1. Fori 19, 20 si estendono perpendicolarmente dal foro 18 e parallelamente al fondo di compressione 2 della testa-cilindri 1 fino ai fori 21, 22.
Fori 23, 25 si diramano perpendicolarmente ai fori 19, 20 e parallelamente al fondo di compressione 2 e si estendono sull'asse verticale 5 della pipa di colata 4. I fori 23, 24 sboccano centralmente tramite aperture 25, 26 nello spazio interno 6 del refrigerante. I fori 18, 19, 20, 23, 24 con tappi di tenuta 17 sono chiusi ermeticamente verso l'esterno.
Refrigerante dallo spazio 6 del refrigerante tramite una conduttura collettrice (non rappresentata) viene trasferito su una testa-cilindri vicina (non rappresentata) e in corrispondenza di un lato frontale del motore endotermico entra in una conduttura collettrice del refrigerante (non rappresentata) , che riceve il refrigerante di tutte le teste-cilindri 1 del motore endotermico.
La testa-cilindri 1 con dispositivi di fissaggio (non rappresentati) può essere montata in fori 27 della parete cilindrica. Un foro 28 è coassiale ai fori 27.
Figure 3, 4: corrispondenti elementi costruttivi della testa-cilindri 1 secondo l'invenzione sono dotati degli stessi contrassegni usati nelle figure 1 e 2. I canali di ammissione 13, 14 sono applicati mediante colata a ridosso delle pipe di colata 4 e per produrre la componente rotazionale per l'aria aspirata sono dotati di profili (canale rotazionale) (non rappresentati). I canali di scarico 15, 16 non sono applicati per colata a ridosso delle pipe di colata 4. In prossimità del fondo di compressione 2 lo spazio 6 del refrigerante è disposto eccentricamente fra la pipa di colata 4 e le pareti dei canali di scarico 15, 16.
Un foro supplementare 30 collega i fori 19, 20, 21, 22. Coassialmente al foro 12 e orientato sull'asse 5 della valvola di iniezione nel fondo di compressione 2 si estende un foro 31. Coassialmente al foro 12 e orientato in senso di allontanamento dall'asse 5 della valvola di iniezione, parallelamente al fondo di compressione 2 si estende un foro 32, che attraversa il foro 28 della testa-cilindri 1. Un tappo di tenuta 33 chiude il foro 32 contro il foro 28 e un ulteriore tappo di tenuta 17 chiude verso l'esterno il foro 32.
Fori 35 e 36 incrociano il foro 19 ad angolo ottuso e fori 37 e 38 incrociano il foro 20 ad angolo ottuso. I fori 35, 36 sono centrati simmetricamente rispetto ai fori 37, 38 relativamente all'asse 5 della valvola di iniezione. Il foro 35 si estende dal foro 19 nell'immediata vicinanza del canale di scarico 15, incrocia il foro 34 in un punto di incrocio 39, si estende nell'immediata vicinanza del canale di ammissione 13 e sbocca in corrispondenza di un punto di incrocio 42 nel foro 31. Il foro 36 si estende dal foro 19 nell'immediata vicinanza del canale di ammissione 13, incrocia il foro 35 nel punto di incrocio 39, si estende nell'immediata vicinanza del canale di scarico 15 e sbocca fra i canali di scarico 15, 16 in un foro di passaggio 40 eccentrico, preventivamente ottenuto per colata o lavorato e portante all'interno dello spazio 6 del refrigerante. Il foro 37 si estende dal foro 20 nell'immediata vicinanza del canale di scarico 16, incrocia il foro 38 in un punto di incrocio 41, si estende nell'immediata vicinanza del canale di ammissione 14 e sbocca nel punto di incrocio 42 nel foro 31. Il foro 38 si estende dal foro 20 nell'immediata vicinanza del canale di ammissione 14, incrocia il foro 37 nel punto di incrocio 41, si estende nell'immediata vicinanza del canale di scarico 16 e sbocca fra i canali di scarico 15, 16 nell'apertura di passaggio 40 eccentrica, preventivamente ottenuta per colata o lavorata e portante verso lo spazio interno 6 del refrigerante. I fori 30, 31, 32, 35, 36, 37, 38 si estendono in un piano parallelamente al fondo di compressione 2 e sono chiusi verso l'esterno con tappi di tenuta 17.
Conformemente ad un'esecuzione vantaggiosa dell'invenzione nella testa-cilindri 1 in corrispondenza dei punti di incrocio 39, 41 dei fori 35, 36, 37, 38 sono previsti aggiuntivi fori di passaggio 43, 44 verso lo spazio interno 6 del refrigerante. Fori di passaggio 40 preventivamente ottenuti per colata possono essere rifiniti meccanicamente per ridurre la resistenza fluidodinamica e per il flusso uniforme attraverso la testa-cilindri.
Nella forma di realizzazione di una testa-cilindri 1 mostrata nelle figure 5 e 6 si tratta di una testa senza candele ad incandescenza. Tutti i fori di tutte le zone corrispondono essenzialmente alle forme di realizzazione mostrate nelle figure 1 fino a 4, solo che nella testa-cilindri è praticato un foro supplementare 100. In tal caso l'uscita del refrigerante nello spazio 6 avviene tramite un foro 101 realizzato preferibilmente mediante lavorazione meccanica.
Le teste-cilindri 1 secondo l'invenzione sono previste specialmente per l'impiego per motori diesel sovralimentati, in cui pressione di accensione particolarmente elevata porta all'elevata sollecitazione del fondo di compressione 2.
Claims (5)
- Rivendicazioni 1. Testa-cilindri (1) con 4 valvole e valvola ad iniezione, disposta centralmente, per motori endotermici, con una pipa di colata (4) chiusa, che è disposta concentricamente ad un asse (5) della valvola di iniezione e collega un fondo di compressione (2) con un lato superiore (3) della testa-cilindri (1), con fori di adduzione (11, 21, 22) e due ulteriori fori di adduzione, tramite i quali alla testa-cilindri (1) affluisce refrigerante, con fori (12, 18, 19, 20) dal foro di adduzione (11, 21, 22) ad uno spazio interno (6) del refrigerante della testa-cilindri (1), con una conduttura collettrice, attraverso la quale il refrigerante viene trasportato dallo spazio interno (6) del refrigerante della testa-cilindri (1), e con due canali di ammissione (13, 14) per aria e due canali di scarico per gas di scarico del motore endotermico, caratterizzata dal fatto che i canali di ammissione (13, 14) sono applicati per colata a ridosso delle pipe di colata (4) e fori trasversali (35, 36, 37, 38) sono contenuti nel fondo di compressione (2), laddove i primi fori trasversali (35, 36) incrociano ad angolo ottuso il primo foro (19) del refrigerante e i secondi fori trasversali (37, 38) incrociano ad angolo ottuso il secondo foro (20) del refrigerante, i primi fori trasversali (35, 36) si trovano in un punto di incrocio (39) e i secondi fori trasversali (37, 38) si trovano in un punto di incrocio (41), un primo e un secondo foro trasversale (35, 37) si incontrano in un punto di incrocio (42) e gli altri rispettivi fori trasversali (36, 38) attraverso un'apertura di passaggio (40) sboccano eccentricamente fra i canali di scarico (15, 16) nello spazio interno (6) del refrigerante.
- 2. Testa-cilindri (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che fori del refrigerante (30, 31) sono contenuti nel fondo di compressione (2), laddove il foro (30) del refrigerante collega i fori (19, 20, 21, 22) del refrigerante e il foro (31) del refrigerante orientato perpendicolarmente al foro (30) del refrigerante sull'asse (5) si estende fino al punto di incrocio (42) fra i canali di ammissione (13, 14).
- 3. Testa-cilindri (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che un ulteriore foro (32) del refrigerante è contenuto nel fondo di compressione (2), che perpendicolarmente al foro (30) del refrigerante orientato in senso di allontanamento dall'asse (5) si estende verso un foro (28).
- 4. Testa-cilindri (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che sono previsti aggiuntivi fori di passaggio (43, 44) dai punti di incrocio (39, 41) dei fori (35, 36, 37, 38) nello spazio interno (6) del refrigerante.
- 5. Testa-cilindri (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il foro di passaggio (40) è rifinito meccanicamente o può essere prodotto meccanicamente.
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