ITMI970461A1 - Gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore in particolare per autoveicoli - Google Patents

Description

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore a combustione interna, in particolare per autoveicoli. I sistemi di alimentazione di carburante al motore con linea di ritorno sono stati introdotti sui sistemi carburati allo scopo di avere, in prossimità del carburatore, una portata di combustibile abbondante rispetto alla portata consumata, per evitare che, in caso di brusche variazioni della stessa (per esempio, durante violente accelerazioni del veicolo), il motore si trovi in condizioni di carenza di alimentazione, con conseguente malfunzionamento dello stesso e pericolosità intrinseca; essi sono utilizzati anche nei sistemi ad iniezione con l'ausilio di un regolatore di pressione a derivazione, il quale è montato normalmente sul condotto portainiettori o, comunque, nelle immediate vicinanze dello stesso, in quanto, per garantire l'iniezione del carburante con una differenza di pressione costante rispetto al collettore di aspirazione del motore, occorre collegare pneumaticamente un lato della membrana al collettore di aspirazione stesso tramite un tubo. Inoltre, la portata di combustibile ricircolata verso il serbatoio contribuisce a contenere la temperatura del combustibile all'interno del condotto portainiettori ed a limitare la possibilità di formazione di vapori all'interno-del condotto stesso. Il formarsi di vapori crea, infatti, problemi di riavviamento a caldo del motore, specialmente in particolari condizioni. Questo sistema, però, ha come controindicazione l'aumento delle temperature del combustibile all'interno del serbatoio e, quindi, una maggiore formazione di vapori all'interno del serbatoio stesso e ciò determina maggiore criticità in termini di dimensionamento del filtro "canister" e di controllo delle emissioni inquinanti.

L'installazione del regolatore di pressione appena prima del condotto portainiettori riduce, in parte, il riscaldamento del combustibile nel serbatoio, ma non offre altri benefici sostanziali. L'alternativa di gestire elettronicamente il funzionamento della pompa presenta, allo stato attuale della tecnica, un rapporto costo/vantaggi non ancora favorevole.

I sistemi di alimentazione senza linea di ritorno (sistemi "returnless"), invece, non presentano il regolatore di pressione installato sul condotto portainiettori o, comunque, in prossimità del motore ed all'interno del condotto portainiettori fluisce esclusivamente la portata di combustibile strettamente necessaria al funzionamento del motore. Ciò comporta una temperatura operativa del condotto portainiettori (e, conseguentemente, del carburante in esso contenuto) più elevata e, quindi, per limitare i pro-blemi dovuti a questa condizione, la tendenza è di operare nel circuito di alimentazione del combustibi-'le a pressioni più elevate rispetto a quelle usuali, al fine di innalzare la temperatura di formazione di vapore nel sistema. I sistemi senza linea di ritorno di questo tipo presentano il regolatore di pressione installato all'interno del serbatoio, in modo da ricircolare la portata in eccesso fornita dalla pompa direttamente all'interno del serbatoio stesso.

E' evidente che questa diversa posizione di montaggio del regolatore non consente più di utilizzare la depressione esistente all'interno del collettore di aspirazione del motore come riferimento per fornire combustibile agli iniettori con una differenza di pressione costante rispetto al collettore stesso; questo limite viene, però, superato con una diversa gestione da parte della centralina elettronica, che interviene sui tempi di apertura degli iniettori nelle varie condizioni di funzionamento del motore.

Per avere una regolazione di pressione indipendente dalle condizioni di intasamento del filtro combustibile, il regolatore di pressione è idraulicamente connesso a valle del filtro stesso, con lo svantaggio che il filtro lavora sempre alla massima portata della pompa e deve essere, quindi, dimensionato di conseguenza, anche se, in effetti, buona parte di questo combustibile filtrato verrà subito dopo introdotta nel serbatoio per rimescolarsi al combustibile non filtrato. Ne consegue, inoltre, che la stessa porzione di liquido passerà più volte all'interno del filtro stesso aumentando le possibilità di intasamento del medesimo. L'apporto di energia al serbatoio, in questo caso, è limitato e la temperatura del carburante nel serbatoio non supera, in pratica, la temperatura ambiente; inoltre, le emissioni di vapore nocivo si riducono di circa il 60% rispetto ai sistemi con linea di ritorno.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di aspirazione e mandata di carburante ad un motore, in particolare per autoveicoli, integrato in una struttura più versatile e meno ingombrante, rispetto alle tecniche note, a parità di prestazioni, che consenta di utilizzare, eventualmente, un indicatore di livello di tipo tubolare anch'esso integrato nel gruppo di aspirazione.

Altro scopo della presente invenzione è quello di indicare un gruppo di aspirazione e mandata del carburante che consenta di ottenere una capacità residua della vasca di calma elevata, in modo che possa essere sfruttata come riserva positiva di carburante.

Altro scopo della presente invenzione è quello di indicare un gruppo di aspirazione e mandata, in cui poter integrare, nel medesimo involucro del filtro carburante, anche la linea di ricircolo del combustibile ed il relativo eiettore Venturi.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore, in cui l'involucro del fil-tro sia facilmente smontabile e sostituibile, senza dover sostituire tutto il gruppo di alimentazione, in caso di guasto, malfunzionamento, manutenzione.

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di aspirazione e mandata di carburante ad un motore utilizzando componenti economici e tecnologie semplici e poco costose.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un gruppo di aspirazione e mandata di carburante ad un motore, in particolare per autoveicoli, secondo la rivendicazione 1, alla quale si rimanda per brevità.

Il gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore, secondo l'invenzione, è tradizionale, del tipo "returnless" (senza linea di ritorno); esso comprende una pompa, associata al serbatoio del carburante, un filtro ed un regolatore di pressione (il quale viene, talvolta, montato sopra la cartuccia del filtro), disposti tra una linea di ingresso del car-burante proveniente dalla pompa ed un raccordo di mandata del carburante al sistema di iniezione del motore. Il filtro viene costruito con diametro ridotto rispetto alle tecniche attuali e si sviluppa maggiormente in altezza piuttosto che in larghezza; il fatto che, utilizzando questa particolare soluzione costruttiva, si ottenga un minimo ingombro in pianta di almeno uno dei componenti del gruppo di aspirazione, consente di integrare nel gruppo stesso un supporto, che contiene la pompa del carburante, il filtro ed eventualmente un indicatore di livello del carburante di tipo tubolare.

All'interno dell'involucro del filtro, inoltre, vengono integrati la linea di ricircolo del combustibile ed il relativo eiettore Venturi.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della· presente invenzione risulteranno più chiari ed evidenti dalla descrizione che segue, a scopo esemplificativo e non limitativo, che si basa sui disegni allegati, di cui: la figura 1 mostra un diagramma a blocchi dello schema idraulico di un gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore, secondo l'invenzione; la figura 2 rappresenta una vista schematica, parziale e parzialmente sezionata, di un gruppo di aspirazione e mandata di carburante ad un motore, secondo la presente invenzione;

la figura 3 rappresenta una vista laterale di una prima forma di realizzazione di un gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore, assemblato all'interno di una vasca di calma secondo una disposizione preferita dei componenti idraulici, come descritto nella presente invenzione;

la figura 4 rappresenta una vista in sezione di figura 3, secondo la linea IV-IV;

la figura 5 rappresenta una vista in sezione di figura 4, secondo la linea V-V;

la figura 6 è una vista prospettica dal basso di una seconda forma di realizzazione del gruppo di aspira-zione e mandata, secondo l'invenzione;

la figura 7 è una vista dall'alto della forma realizzativa di cui alla figura 6;

la figura 8 è una vista parzialmente sezionata lungo la linea VIII-VIII di figura 7.

Con riferimento alle figure menzionate, con 50 è indicato schematicamente un serbatoio di carburante, con 60 è indicata una pompa di raccolta ed erogazione del carburante, con 60B un filtro di aspirazione della pompa 60, con 65 è indicata una linea di alimentazione del carburante in uscita dalla pompa 60 ed in uscita da un filtro carburante 66, con 65A un sistema di iniezione del motore 40 connesso ad un regolatore di pressione 42, tramite un condotto di mandata 42A, mentre con 44 è indicato un condotto di ricircolo del carburante, che scorre internamente all'involucro 66A del filtro 66 e termina con un eiettore Venturi 441. Con 661 è indicata, genericamente, una cartuccia filtrante a sezione circolare, che viene permeata dal carburante seguendo un cammino, le cui direzioni sono individuate dalle frecce indicate con C in figura 2, con 60A è indicato un supporto che contiene la pompa 60, mentre con 42B è indicata una ghiera di fissaggio del regolatore di pressione 42 alla linea 65 ed al filtro carburante 66. Il filtro 66 è disposto operativamente tra una linea di alimentazione 65 di in-gresso, proveniente dalla pompa 60 ed una linea di uscita, che conduce al motore 40; il regolatore di pressione 42 riceve in ingresso la quantità di carburante in uscita dal filtro 66 (la direzione del flusso è individuata dalle frecce indicate con P in figura 2) e fornisce un valore di pressione predeterminato del carburante, che esce dal filtro 66 (secondo le frecce indicate con F in figura 2), prima di essere inviato al motore 40 lungo il raccordo di mandata 42A (secondo la direzione delle frecce R di figura 2). Il regolatore 42 permette il ricircolo del carburante, che scorre lungo il condotto 44 (secondo le frecce indicate con V in figura 2) fino al serbatoio 50, quando la pressione del fluido in uscita dal filtro 66 risulta maggiore o uguale al valore di pressione predeterminato. Con particolare riferimento alla fi-gura 5, con 33 è indicato il livello di carburante raggiunto nel serbatoio 50, mentre con 32 è indicato il livello di carburante raggiunto in una vasca di calma 10, situata internamente al serbatoio 50.

La vasca di calma 10 è di tipo tradizionale, costrui-ta in un pezzo unico, in materiale termoplastico. Il carburante in eccesso fornito dalla pompa 60 e ricircolato all'interno del serbatoio 50, tramite il condotto 44, viene utilizzato al fine di mantenere piena la vasca di calma 10, in modo che, anche con una minima quantità di combustibile presente all'interno del serbatoio 50, la quantità di fluido esistente in prossimità della pompa 60 sia sufficiente ad evitare il disinnesco della pompa 60 stessa, che potrebbe avvenire per effetto delle accelerazioni a cui è sottoposto l'autoveicolo durante la marcia. Per ottenere il riempimento della vasca di calma 10, il fluido ricircolato attraverso il condotto 44 viene fatto passare attraverso una-strozzatura {eiettore Venturi, indicato con 441), che ne aumenta la velocità in prossimità dell'uscita e, quindi, viene convogliato nella vasca 10 lungo una direzione prefissata, la quale è individuata dalle frecce M in figura 5. Inoltre, grazie al noto effetto Venturi, questo flus-so di carburante, che esce ad alta velocità dall'eiettore 441 aspira altro fluido dalle zone circostanti del serbatoio 50 e lo convoglia all'interno della vasca di calma 10.

Il filtro 66 viene costruito con un diametro sostanzialmente minore (e, quindi, con un ingombro in pianta minore), rispetto alle tecniche attuali e si sviluppa maggiormente in altezza, in modo che il volume totale rimanga sostanzialmente invariato rispetto al-le soluzioni costruttive tradizionali.

Ciò permette di alloggiare il gruppo di aspirazione e mandata (supporto 60A che contiene la pompa 60, regolatore 42, filtro carburante 66) in spazi notevolmente ristretti, all'<' >interno della vasca di calma 10, la quale può eventualmente contenere, in aggiunta, un indicatore di livello, indicato con 20, tubolare.

Le dimensioni geometriche del filtro 66 e del regolatore di pressione 42, che viene, preferibilmente, posizionato sulla testa del filtro 66, tramite una ghiera di fissaggio 42B, consentono, inoltre, di realizzare un gruppo di aspirazione e mandata del carburante, in cui si ottiene una elevata capacità residua della vasca di calma 10, tale da essere sfruttata come riserva positiva di carburante.

Come è evidente dalla rappresentazione schematica di figura 4, il filtro 66 con il suo involucro 66A, il supporto 60A della pompa 60 e l'indicatore di livello 20 sono disposti all'interno della vasca di calma 10, in modo tale da minimizzare gli spazi liberi delle cavità interne. A parità di prestazioni del sistema, è, dunque, possibile utilizzare maggiormente lo spazio utile all'interno della vasca di calma 10 prevedendo l'inserimento di dispositivi ausiliari.

In una ulteriore forma di realizzazione del gruppo di aspirazione e mandata, illustrata in dettaglio in figura 6, l'involucro 66A del filtro 66 è facilmente smontabile e sostituibile (con o senza regolatore di pressione 42), senza dover sostituire tutto il gruppo di alimentazione del combustibile, in caso di guasto, malfunzionamento, manutenzione, grazie ad un innesto a baionetta: sganciando semplicemente un dente 31, che è previsto sull'involucro 66A del filtro 66, da una apposita sede della vasca di calma 10 è possibile sfilare l'intero filtro 66 dalla struttura e sosti-tuirlo ovvero ripararlo prima di riutilizzarlo.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del gruppo di aspirazione e mandata del carburante ad un motore, in particolare per autoveicoli, che è oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

E' comunque chiaro che numerose varianti possono essere apportate al gruppo di alimentazione e mandata sopra menzionato, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di alimentazione e mandata del carburante ad un motore (40), in particolare per autoveicoli, comprendente un serbatoio (50), dal quale una pompa (60) preleva il carburante da inviare al motore (40), almeno un filtro (66), che riceve in ingresso, tramite almeno una linea di alimentazione (65), il carburante in uscita da detta pompa (60), almeno un regolatore di pressione (42), connesso a detto filtro (66), il quale, in base ad un valore di riferimento predeterminato della pressione del carburante, invia nuovamente all'interno del serbatoio (50) una quantità di carburante in eccesso, tramite almeno un condotto di ricircolo (44), almeno un raccordo di manda-ta (42A), che invia a detto motore (40) il carburante proveniente dal filtro (66), caratterizzato dal fatto che detta pompa (60) e/o detto filtro (66) sono alloggiati, almeno parzialmente, all'interno di una vasca di calma (10), in modo tale da occupare il minimo spazio secondo almeno una delle dimensioni di uno spazio bidimensionale, detto filtro (66) presentando una sezione cilindrica ed avendo un diametro di base e, quindi, un ingombro in pianta ridotti rispetto al-le tecniche note.
2. 2. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto regolatore di pressione (42) è fissato superiormente a detto filtro (66), tramite almeno una ghiera di fissaggio (42B).
3. 3. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, all'interno di detta vasca di calma (10), è previsto almeno un indicatore di livello (20) del carburante, di tipo tubolare.
4. 4. Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, all'interno di detta vasca di calma (10), è presente almeno un indicatore di livello (20) del carburante, del tipo a braccio.
5. 5. Sistema come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto regolatore di pressione (42), detta pompa (60) e detto filtro (66) sono integrabili all'interno di detto serbatoio (50) del carburante.
6. 6. Sistema come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che un supporto (60A) contenente detta pompa (60) ed un involucro (66A) di detto filtro (66) presentano una forma geometrica sostanzialmente cilindrica e sono disposti all'interno di detta vasca di calma (10), in modo che le loro superfici laterali risultino tangenti tra loro.
7. 7. Gruppo come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che almeno una superficie esterna di detto indicatore di livello (20) di tipo tubolare è tangente alle superfici laterali di detto supporto (60A) contenente detta pompa (60) e/o di detto involucro (66A) del filtro (66).
8. 8. Gruppo come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto supporto (60A) contenente detta pompa (60) e detto filtro (66) sono alloggiati, almeno parzialmente, all'interno di una stessa cavità, che è ricavata nella vasca di calma (10).
9. 9. Gruppo come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto supporto (60A) contenente detta pompa (60) e detto filtro (66) sono alloggiati, alme-no parzialmente, ognuno all'interno di una cavità, che è ricavata nella vasca di calma (10).
10. 10. Gruppo come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto condotto di ricircolo (44) è integrato all'interno di detto involucro (66A) del filtro (66) e termina con una strozzatura, costituita da un dispositivo eiettore (441) ad effetto Venturi, che convoglia il carburante in eccesso all'interno della vasca di calma (10).
11. 11. Gruppo come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto filtro (66) viene inserito all'interno di detta vasca dì calma (10), tramite un sistema di fissaggio a scatto, al fine di poter smontare e sostituire detto involucro (66A) senza dover sostituire tutto il gruppo di alimentazione del combustibile, in caso di guasto, malfunzionamento, manutenzione.
12. 12. Gruppo come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto filtro (66) viene inserito all'interno di detta vasca di calma (10), tramite un innesto a baionetta, mediante l'aggancio di almeno un dente (31) dell'involucro (66A) del filtro (66) in almeno una sede della vasca di calma (10).
13. 13. Gruppo come alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo eiettore (441) è connesso a detto condotto di ricircolo (44), medianteun sistema di fissaggio a scatto.
14. 14. Gruppo di alimentazione e mandata del carburante ad un motore (40), in particolare per autoveicoli, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei dinsegni allegati.