ITMI970929U1 - Sfiato del basamento con integrate funzioni aggiuntive - Google Patents

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Westenberger Lutz
Hezel Bruno
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Description

Descrizione
Stato dell'arte
L'invenzione concerne un coperchio della testa cilindri per un motore a combustione interna, specialmente di autoveicoli, presentante un basamento ed una testata.
Durante il processo di lavoro nei motori a combustione interna si crea, a motivo di modesti difetti di tenuta nella regione della luce degli anelli elastici, una perdita di pressione che fa si che dalla camera di combustione sfoghino nel basamento gas combusti definiti come "Blow-By-Gas". Alla pressione che sale deve essere data una possibilità di espansione, poiché altrimenti verrebbero a crearsi inammissibili condizioni di funzionamento. Inoltre, nel basamento si trovano goccioline di olio, provenienti per esempio dalla catena di azionamento della trasmissione ad albero a camme, le quali vengono trascinate dai gas di combustione ed in questa maniera pervengono nel processo di combustione. Al fine di abbassare l'emissione di sostanze nocive provocata dalla combustione dell'olio, è necessario eliminare dalla miscela olio-gas una quantità per quanto possibile grande delle particelle in sospensione assorbite.
E' noto il fatto di prevedere dispositivi di separazione dell'olio, che sono montati all'esterno del coperchio della testa cilindri e che separano l'olio dalla miscela olio-gas. Al fine di regolare la pressione nel basamento sono inoltre note valvole di regolazione della pressione del basamento, parimenti disposte all'esterno del coperchio della testa cilindri. Svantaggioso si dimostra il fatto che il dispositivo di separazione dell'olio e la valvola di regolazione della pressione del basamento secondo lo stato dell'arte non sono disposti nelle immediate vicinanze del motore, cosicché il riscaldamento di questi due dispositivi progredisce solo lentamente e sussiste il pericolo del congelamento. Oltre a ciò, la modalità costruttiva del motore è assai complicata a motivo dei singoli dispositivi applicati e disposti all'esterno del coperchio della testa cilindri.
Vantaggi dell'invenzione
La presente invenzione concerne un coperchio della testa cilindri per un motore a combustione interna, specialmente di autoveicoli, presentante un basamento ed una testata, con una disposizione integrata nel coperchio della testa cilindri e contemplante un dispositivo per la separazione dell'olio. In una forma di realizzazione particolarmente preferita, l'invenzione concerne un coperchio della testa cilindri summenzionato, la cui disposizione integrata comprende, oltre al dispositivo per la separazione dell'olio, un dispositivo per la regolazione della pressione che regna nel basamento. Il coperchio della testa cilindri di cui all'invenzione presenta il vantaggio che, per effetto dell'integrazione nel coperchio della testa cilindri del dispositivo per la separazione dell'olio ed eventualmente del dispositivo per la regolazione della pressione che regna nel basamento, viene conseguita una modalità costruttiva oltremodo compatta e leggera e non è presente alcuna apparecchiatura montata esternamente sul motore. Oltre a ciò, la disposizione integrata nel coperchio della testa cilindri di cui all'invenzione giace direttamente al di sopra della camera dell'albero a gomiti, cosicché è garantito un rapido riscaldamento dopo l'avviamento del motore e viene ridotto il pericolo del congelamento.
In un'ulteriore forma di realizzazione l'invenzione concerne il coperchio della testata cilindri summenzionato, laddove il dispositivo per la separazione dell'olio presenta un inserto ad elica, nonché, in maniera particolarmente preferita, un separatore micrometrico. Il separatore micrometrico, di preferenza posto a valle dell'inserto ad elica, contempla, secondo un'ulteriore forma di realizzazione, tessuti non tessuti, maglie di filo metallico, lana di filo metallico, filati arrotolati oppure granulati.
L'invenzione prevede inoltre che il separatore micrometrico presenti, in corrispondenza del punto più alto del suo involucro, un'apertura di uscita del gas, preferibilmente circolare. Viene in seguito a ciò evitato che, nel caso di un aumento dell'olio accumulato nel separatore micrometrico oppure nel caso dell'accumulo di condensa, questi vengano trascinati via ed in modo indesiderato vengano di nuovo addotti alla combustione.
La disposizione prevista nel coperchio della testa cilindri di cui all'invenzione presenta inoltre, preferibilmente, un pezzo ad inserto che viene fissato nella sua posizione, tramite una parte, disposta nella zona di ingresso del gas, del coperchio della testa cilindri e dall. inserto ad elica, senza che siano necessari ulteriori dispositivi di fissaggio. Il pezzo ad inserto forma, assieme ad una parte, disposta nella zona di ingresso del gas, del coperchio della testa cilindri una sezione fluodinamicamente ottimizzata per l'afflusso del gas. La zona di ingresso del gas così formata incide di preferenza tangenzialmente sull'inserto ad elica integrato nel coperchio della testa cilindri. Vengono in seguito a ciò vantaggiosamente provocate piccole deviazioni del flusso e perciò perdite di carico. Il pezzo ad inserto presenta vantaggiosamente una struttura aggiuntiva, la quale abbraccia per quanto possibile intimamente la parte posteriore, che ruota velocemente, dell'albero a gomiti e pertanto riduce in ampia misura il lancio di olio centrifugato nella zona di ingresso del gas.
In una forma di realizzazione alternativa, l'invenzione contempla un coperchio della testa cilindri, nel caso del quale la zona di ingresso del gas si trova nella regione di un bocchello di introduzione dell’olio. In questo caso, la miscela olio-gas proveniente dal bocchello di introduzione dell'olio perviene anzitutto nella zona dell'inserto ad elica. In proposito è vantaggiosamente previsto di dotare l'inserto ad elica di almeno due strutture supplementari, le quali si protendono nella regione del bocchello di introduzione dell'olio ed impediscono da un lato la penetrazione dell'olio fresco, all'atto del rabbocco, nell'inserto ad elica e dall'altro lato il lancio di olio centrifugato proveniente dalla zona dell'albero a gomiti.
Secondo un'altra forma di realizzazione è previsto di realizzare il fondo del separatore micrometrico integrato nel coperchio della testa cilindri in modo che questo presenti una sopraelevazione, per esempio di forma sferica, che serve a meglio far defluire le componenti recuperate del liquido.
Disegni
L'invenzione viene illustrata più in dettaglio in relazione ad esempi di realizzazione, con riferimento ai disegni. In essi
la figura 1 mostra una sezione longitudinale attraverso una prima forma di realizzazione di un coperchio della testa cilindri di cui all<1 >invenzione e
la figura 2 mostra una sezione longitudinale attraverso un'altra forma di realizzazione di un coperchio della testa cilindri di cui all invenzione.
La figura 1 mostra un coperchio 1 della testa cilindri disposto sopra un albero a gomiti 3. Non rappresentati sono la testata, disposta al di sotto dell'albero a gomiti 3, nonché il basamento che perciò verso l'alto viene coperto dal coperchio 1 della testa cilindri. Il coperchio 1 della testa cilindri contempla, nella direzione di flusso del gas indicata mediante frecce 50, una zona 5 di ingresso del gas, un inserto ad elica 7, un separatore micrometrico 9 ed una valvola 11 di regolazione della pressione del basamento. La geometria della zona 5 di ingresso del gas viene definita dalla zona 13.1, collocata nella regione della zona 5 di ingresso del gas, della parte 13 del coperchio 1 della testa cilindri, e dal pezzo ad inserto 15 . Il pezzo ad inserto 15 è realizzato sotto forma di semicoppa del canale di ingresso e presenta una struttura aggiuntiva 17 realizzata in qualità di copertura parziale dell'albero a gomiti. La zona 5 di ingresso del gas incide tangenzialmente sull'inserto ad elica 7. L'inserto ad elica 7, che presenta un fondo di convogllamento dell'aria, è fissato per mezzo di una vite 19 nel coperchio 1 della testa cilindri, laddove evidentemente è anche attuabile un fissaggio per mezzo di accoppiamento ad aggancio. L'inserto elicoidale 7 è realizzato in modo da fissare il pezzo ad inserto 15 nella regione 13.1 del coperchio 1 della testa cilindri senza che si rendano necessari provvedimenti supplementari. L'inserto ad elica 7 è unito attraverso un canale 21 di convogllamento del gas con il separatore micrometrico 9 che, quale materiale base, presenta tessuto non tessuto, maglia di filo metallico, lana di filo metallico, filati arrotolati oppure granulati. Il separatore micrometrico 9 presenta un foro di ritorno 23, attraverso il quale l'olio separato può essere riportato nel circuito dell'olio del motore. Il separatore micrometrico 9 viene superiormente racchiuso mediante un semi-coperchio 24 dell'involucro. Nel punto più alto del suo involucro si trova una posizione di accoppiamento 27 circolare, provvista di una guarnizione radiale 25. Di fronte alla posizione 27 si trova una geometria di centraggio 29, ricavata sul coperchio 1 della testa cilindri, fungente da contro-appoggio per il separatore micrometrico 9 . Nel punto più alto dell'involucro del separatore micrometrico 9 si trova inoltre un'apertura 31 di uscita del gas.
L'apertura 31 di uscita del gas viene collegata, attraverso un ulteriore canale 33 di convogliamento del gas, con uno spazio 35, formato nella regione inferiore del semi-coperchio 24 dell'involucro, della valvola 11 di regolazione della pressione del basamento. Il canale 33 di convogliamento del gas viene formato per effetto dell'applicazione di un coperchio 49 a semiguscio di convogliamento dell'aria sul semi-coperchio 24 dell'involucro. La valvola 11 di regolazione della pressione del basamento presenta un corpo di supporto 37 ed una membrana elastica 39 che costituiscono una bilancia tra la pressione nel tubo di aspirazione e quella nel basamento. Il corpo di supporto 37 della membrana e la membrana elastica 39 possono essere fabbricati in un ciclo di lavoro assieme alla guarnizione 31. La chiusura superiore della valvola il di regolazione della pressione del basamento viene formata tramite una struttura a coperchio 43 che può per esempio essere fissata a clip, saldata oppure incollata. La struttura a coperchio 43 stabilisce il collegamento verso l'atmosfera e viene protetta nei confronti di sporcizia e neve tramite un'inguainatura 45 a forma di tubo, sporgente. L'inguainatura 45 a forma di tubo viene disposta sulla calotta di copertura, qui non rappresentata del coperchio 1 della testa cilindri.
E inoltre rappresentato il fatto che il semicoperchio 24 dell'involucro chiude con la parte 13 il coperchio 1 della testa cilindri tramite le guarnizioni sagomate 48.
Il funzionamento avviene nel modo di seguito indicato, laddove le frecce 50 indicano la direzione di flusso del Blow-By-Gas.
Il Blow-By-Gas oleoso entra nell'inserto ad elica 7 attraverso la zona 5 di ingresso del gas. L'ingresso avviene di preferenza tangenzialmente, al fine di provocare cambiamenti di direzione e perciò perdite di carico modesti. Il passo dell'inserto ad elica 7 provoca una guida costante della corrente del gas, ciò che è di particolare importanza soprattutto nel funzionamento non stazionario (città, numeri di giri variabile). Per effetto delle forze centrifughe che agiscono nell'inserto ad elica 7 l'olio viene separato dalla corrente del gas alimentata. In conseguenza della forza di gravità questo olio va verso il foro di ritorno 23. Dopo essere passato per l'inserto ad elica 7, il gas entra nella zona del separatore micrometrico 9, laddove il gas perde ulteriormente liquido sotto forma di goccioline di grandezza molto piccola. Le gocce raccolte nel separatore micrometrico 9 defluiscono, in conseguenza della forza di gravità, lungo la parete del separatore micrometrico 9 e vengono convogliate in una coppa dell'olio fino al foro di ritorno 23. Attraverso il foro di ritorno 23 ha luogo un rinvio dell'olio nel circuito dell'olio del motore. Nell'ulteriore prosieguo del percorso il gas viene convogliato nella zona della valvola 11 di regolazione della pressione del basamento. Lo spazio 35 della valvola 11 di regolazione della pressione del basamento è in collegamento con l'atmosfera esterna attraverso un sistema a membrana 37, 39 e 41, cosicché può essere eliminata una sovrapressione regnante nel basamento. Blow-By-Gas disoleato viene infine di nuovo addotto alla combustione a partire dallo spazio 35 della valvola 11 di regolazione della pressione del basamento.
Dalla figura 1 si evince il vantaggio di cui all'invenzione, vale a dire l'integrazione nel coperchio della testa cilindri di un dispositivo per la separazione dell'olio e per la regolazione della pressione nel basamento. Ciò rende possibile una modalità costruttiva particolarmente compatta e leggera. Può in special modo essere conseguita una geometria ottimale del canale di convogliamento del gas per effetto della costruzione sostanzialmente in due parti, costituita dalla parte 13 del coperchio 1 della testa cilindri e dal semi -coperchio 24 dell 'involucro.
La figura 2 rappresenta un'ulteriore forma di realizzazione del coperchio 1 della testa cilindri di cui all'invenzione. Parti costruttivamente e funzionalmente uguali sono provviste di uguali contrassegni .
L'ingresso del gas ha luogo, nel caso del coperchio 1 della testa cilindri di cui alla figura 2, attraverso il bocchello 51 di introduzione dell'olio. L'inserto ad elica 7 presenta appendici 53 e 55, le quali si protendono nel bocchello 51 di introduzione dell'olio. La struttura 53 impedisce che, all'atto del rabbocco, olio fresco pervenga nella disposizione di cui all'invenzione. La struttura 55 impedisce che olio centrifugato, proveniente dalla zona dell'albero a camme 3, venga spruzzato nella disposizione di cui all'invenzione. Dopo essere passato per l'inserto ad elica 7, il gas perviene nella regione del separatore micrometrico 9. Il separatore micrometrico 9 presenta un fondo 57, il quale contempla una sopraelevazione 59 di forma sferica. La sopraelevazione 59 di forma sferica migliora il deflusso delle componenti recuperate del liquido.
Il gas perviene, attraverso un'apertura 31 di uscita del gas disposta nel punto più alto della geometria del separatore micrometrico 9, tramite il canale 33 di convogllamento del gas, nello spazio 35 della valvola 11 di regolazione della pressione del basamento. Da qui gas disoleato .viene di nuovo inviato alla combustione.

Claims (1)

  1. Rivendicazioni 1.- Coperchio della Cesta cilindri per un motore a combustione interna, specialmente di autoveicoli, presentante un basamento ed una testata, con una disposizione integrata nel coperchio della testa cilindri contemplante un dispositivo (7, 9) per la separazione dell'olio. 2.- Coperchio della testa cilindri secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la disposizione presenta in aggiunta un dispositivo (il) per la regolazione della pressione che regna nel basamento. 3.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il dispositivo {7, 9) per la separazione dell'olio contempla un inserto ad elica (7). 4.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (7, 9) per la separazione dell'olio contempla un separatore micrometrico (9) preferibilmente un separatore micrometrico (9) comprendente tessuti non tessuti, reti di filo metallico, lana di filo metallico, filati o granulati. 5.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il separatore micrometrico (9) presenta un’apertura (31) di uscita del gas in corrispondenza del punto più alto della sua geometria . 6.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il separatore micrometrico (9) è posto a valle dell'inserto ad elica (7). 7.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la disposizione presenta, in una zona (5) di ingresso del gas, in aggiunta un pezzo ad inserto (15). 8.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il pezzo ad inserto (15) presenta una struttura aggiuntiva (17) per la schermatura della zona (5)-di ingresso del gas. 9.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la zona (5) di ingresso del gas viene formata dal pezzo ad inserto (15) e da una regione (13.1) di una parte (13) del coperchio (1) della testa cilindri. 10.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la zona (5) di ingresso del gas incide tangenzialmente sull'inserto ad elica (7). 11.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che l'inserto ad elica (7) è configurato in modo da fissare il pezzo ad inserto (15) nel coperchio (1) della testa cilindri. 12.- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (il) per la regolazione della pressione nel basamento è posto a valle del separatore micrometrico (9). 13 .- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (11) per la regolazione della pressione nel basamento contempla un supporto (37) per membrana, una membrana elastica (39), una guarnizione (41) della membrana ed una struttura a coperchio (43). 14 .- Coperchio della testa cilindri secondo una delle rivendicazioni che precedono, caratterizzato dal fatto che la struttura a coperchio (43) è ricoperta da un' inguainatura (45)
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