ITMI981499A1 - AIR INTAKE DEVICE - Google Patents
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Description
Stato della tecnica State of the art
L' invenzione riguarda un dispositivo per aspirare aria, specialmente per motori' endotermici, conformemente alla definizione introduttiva della rivendicazione 1. Specialmente in motori diesel con cosiddetta iniezione diretta è necessario un buon comando del procedimento fluidodinamico. Si desidera una cosiddetta corrente rotazionale, che con l'afflusso nella camera di combustione provoca una vorticazione del combustibile. Già ai numeri di giri più alti la esistente dinamica dell'aria aspirata mediante il canale di aspirazione di regola è sufficiente per una vorticazione del combustibile. Tuttavia, soprattutto ai bassi numeri di giri si è passati al fatto di inserire un aggiuntivo canale di aspirazione tramite corrispondenti valvole di impostazione . The invention relates to a device for sucking air, especially for endothermic engines, in accordance with the introductory definition of claim 1. A good control of the fluid dynamic process is necessary especially in diesel engines with so-called direct injection. A so-called rotational current is desired, which causes the fuel to swirl as it flows into the combustion chamber. Even at higher speeds, the existing dynamics of the air drawn in via the intake duct is usually sufficient for fuel swirling. However, especially at low speeds, an additional intake channel has been inserted via corresponding setting valves.
La valvola di impostazione nel canale di aspirazione supplementare conformemente allo stato della tecnica generalmente noto di regola è dotata di un'asse di rotazione attraversante la parete del canale di aspirazione, cosicché la valvola può essere azionata dall'esterno del canale dell'aria. Una tale disposizione di valvola di impostazione è formata da più parti da montare singolarmente, laddove le parti attraversanti la parete canalare devono essere inoltre chiuse a tenuta d'aria. According to the generally known state of the art, the setting valve in the additional intake duct is generally provided with a pivot axis traversing the wall of the intake duct, so that the valve can be operated from outside the air duct. Such a setting valve arrangement consists of a plurality of parts to be mounted individually, with the parts passing through the canal wall also having to be closed airtight.
Ciò richiede un certo dispendio di fabbricazione, la dove aggiuntivamente va tenuto conto del fatto che per ogni cilindro del corrispondente motore endotermico è necessario un tale dispositivo di impostazione. This requires a certain manufacturing effort, whereby it must additionally be taken into account that such a setting device is required for each cylinder of the corresponding internal combustion engine.
Vantaggi dell'invenzione Advantages of the invention
A differenza di ciò l'invenzione si pone il compito di proporre un dispositivo, mediante il quale si migliorano la fabbricazione, l'ermeticità nonché il montaggio. Differently from this, the invention has the task of proposing a device, by means of which manufacturing, airtightness and assembly are improved.
Partendo da un dispositivo del genere menzionato nell'introduzione questo problema viene risolto mediante le caratteristiche della rivendicazione 1. Starting from a device of the kind mentioned in the introduction, this problem is solved by means of the characteristics of claim 1.
Con le caratteristiche menzionate nelle sottorivendicazioni sono possibili vantaggiose esecuzioni ed ulteriori sviluppi dell'invenzione. Advantageous embodiments and further developments of the invention are possible with the characteristics mentioned in the sub-claims.
Corrispondentemente a ciò un dispositivo secondo l'invenzione per aspirare aria è caratterizzato dal fatto che è prevista una cassa racchiudente il canale dell'area e gli elementi di impostazione meccanici. Pertanto l'intero dispositivo forma in un certo qualmodo una cassetta montabile come unità complessiva. Questa cassa inoltre provvedere un aggiuntivo chiusura a tenuta del dispositivo. Con l'aggiuntiva chiusura a tenuta della cassa sono considerevolmente ridotti i requisiti posti alla chiusura a tenuta dei passaggi degli elementi di impostazione meccanici, ad esempio di un asse di rotazione, attraverso la parete canale, per cui a questo punto è possibile un minore dispendio. Correspondingly to this, a device according to the invention for sucking in air is characterized in that a box is provided which encloses the channel of the area and the mechanical setting elements. Thus the whole device forms in some way a cassette mountable as a whole unit. This case also provide an additional sealing device. With the additional sealing of the enclosure, the requirements for sealing the passages of the mechanical setting elements, for example of a rotation axis, through the duct wall are considerably reduced, so that less effort is now possible .
Qui sia nel canale dell'area che la chiusura insieme agli elementi meccanici di impostazione vantaggiosamente possono essere prodotti con il metodo di iniettofusione. Anche la cassa esterna in tal modo può essere prodotta in maniera vantaggiosa. Here both in the channel of the area and the closure together with the mechanical setting elements can advantageously be produced by the injection molding method. The outer casing can also be produced advantageously in this way.
Come già menzionato nel caso di un motore endotermico pluricilindrico per ogni cilindro è necessario un tale canale dell'area con chiusura e elementi di impostazione. Pertanto in un'ulteriore e vantaggioso sviluppo dell'invenzione la cassa viene realizzata in modo che tutti i canali dell'area con chiusura ed elementi di impostazione sono sistemati in una cassa in comune. In tal modo viene ulteriormente semplificato il montaggio, poiché per tutti i cilindri si dovrà montare unicamente un dispositivo fra testa-cilindri e unità di aspirazione. Con ciò viene considerevolmente ridotto il numero dei punti di tenuta da chiudere ermeticamente in fase di montaggio sul motore. As already mentioned in the case of a multi-cylinder internal combustion engine, one such area channel with closure and setting elements is required for each cylinder. Therefore, in a further and advantageous development of the invention the box is made in such a way that all channels of the area with closure and setting elements are arranged in a common box. This further simplifies assembly, since only one device between the cylinder head and the suction unit has to be fitted for all cylinders. This significantly reduces the number of sealing points to be hermetically sealed during assembly on the motor.
Vantaggiosamente almeno una unità di azionamento per azionare la chiusura del canale dell'aria viene disposta nella cassa. Integrando l'unità di azionamento nella cassa si ottiene una cassetta compatta, che oltre alle aperture verso la testa-cilindri rispettivamente verso l'unità di aspirazione, richiede unicamente un'ulteriore passaggio per il comando, rispettivamente l'azionamento dell'unità di azionamento, Il Numero dei punti di tenuta di una tale cassetta con valvola di commutazione è pertanto riducibile ad un minimo di tre punti di tenuta. Advantageously, at least one drive unit for actuating the closure of the air channel is arranged in the casing. By integrating the drive unit into the casing, a compact cassette is obtained, which in addition to the openings to the cylinder head or to the suction unit, requires only one further passage for the control, or the actuation of the drive unit , The number of sealing points of such a box with changeover valve can therefore be reduced to a minimum of three sealing points.
La disposizione di chiusura viene realizzata preferibilmente come valvola girevole, il cui asse di rotazione attraversa la parete del canale dell'aria. Pertanto questa valvola come nei precedenti sistemi è azionabile dall'esterno del canale dell'aria. In corrispondenza dell'asse di rotazione si prevedono preferibilmente lina leva ed un'asta di azionamento che sono accoppiate con una unità di azionamento. La meccanica completa insieme all'unità di azionamento si trova, come precedentemente indicato, all'interno della cassa chiudente il tutto, cosicché come in precedenza il dispositivo secondo l'invenzione rappresenta un modulo complessivo finito e di semplice montaggio. The closing arrangement is preferably implemented as a rotary valve, the axis of rotation of which passes through the wall of the air duct. Therefore this valve, as in the previous systems, can be operated from outside the air duct. At the axis of rotation, a lever and an actuation rod are preferably provided which are coupled to an actuation unit. The complete mechanism together with the actuation unit is found, as previously indicated, inside the enclosure that closes the whole, so that, as previously, the device according to the invention represents a finished and easy assembly overall module.
Preferibilmente gli elementi di impostazione, specialmente la valvola e, oppure la leva vengono realizzati in un unico pezzo mediante iniettofusione. Questo elemento costruttivo con moderna tecnica di iniettofusione può essere incorporato ad iniezione direttamente nel canale dell'aria. Preferably, the setting elements, especially the valve and / or the lever, are made in one piece by injection molding. This constructive element with modern injection casting technique can be incorporated by injection directly into the air duct.
Con unità di azionamento per l'unità di chiusura si può impiegare ad esempio un magnete girevole o a movimento alternativo. Sono tuttavia pensabili anche altre modalità di azionamento, ad esempio un cilindro pneumatico. In un caso per le linee elettriche e nell'altro caso per la conduttura pneumatico oppure per uno spintore di un cilindro pneumatico, è necessario prevedere un'apertura passante nella cassa secondo l'invenzione . With drive units for the locking unit, for example, a rotatable or reciprocating magnet can be used. However, other actuation modes are also conceivable, for example a pneumatic cylinder. In one case for the electric lines and in the other case for the pneumatic conduit or for a pusher of a pneumatic cylinder, it is necessary to provide a through opening in the casing according to the invention.
In un'ulteriore forma di realizzazione vantaggiosa una o più unità di azionamento vengono incorporati ad iniezione all'interno della cassa pure di materiale artificiale. Successivamente alla fabbricazione dei diversi componenti costruttivi precedentemente menzionati con il metodo di iniettofusione si può vantaggiosamente applicare pure ad iniezione a ridosso la cassa. Pertanto alla fine di questo procedimento di fabbricazione tecnologicamente vantaggioso si ottiene il modulo completo, che dovrà essere dotato unicamente di tre guarnizioni ed è montabile complessivamente sul motore. In a further advantageous embodiment, one or more actuation units are incorporated by injection into the casing also of artificial material. Subsequently to the manufacturing of the various constructive components previously mentioned with the injection-casting method, it is advantageously possible to apply also by injection close to the casing. Therefore, at the end of this technologically advantageous manufacturing process, the complete module is obtained, which must be equipped with only three gaskets and can be assembled on the engine as a whole.
In una forma di realizzazione vantaggiosa si prevede dal lato di entrata oppure dal lato di uscita rispetto all'aria di aspirazione una guarnizione superficiale chiudente a tenuta la cassa. Come già è indicato una guarnizione di tale tipo, ad esempio fatta di un elastomero, con eccellente ermeticità consente un montaggio veloce senza problemi. In an advantageous embodiment, on the inlet side or on the outlet side with respect to the intake air, a surface gasket is provided to seal the casing. As already indicated, a gasket of this type, for example made of an elastomer, with excellent tightness allows a quick assembly without problems.
Inoltre vantaggiosamente si prevede almeno una guarnizione in corrispondenza del canale dell'aria. Questa guarnizione chiusa a tenuta il canale dell'aria, incorporato ad iniezione nel dispositivo, in corrispondenza dei tubi di raccordo dopo il montaggio. Pertanto è garantita in misura elevata una buona chiusura a tenuta d'aria del dispositivo secondo l'invenzione. In primo luogo il od i canali dell'aria vengono chiusi direttamente a tenuta, e d'altro canto, come precedentemente indicato, viene chiuso a tenuta aggiuntivamente la cassa circostante, cosicché non risultano critiche ed eventuali .fughe per difetto di tenuto attraverso i passaggi del canale dell'area relativamente al passaggio dell'asse di rotazione. Furthermore, advantageously, at least one gasket is provided in correspondence with the air channel. This gasket sealed the air channel, incorporated by injection into the device, at the connecting pipes after assembly. Therefore, a good airtight closure of the device according to the invention is ensured to a high degree. In the first place the air ducts are sealed directly, and on the other hand, as previously indicated, the surrounding casing is additionally sealed, so that there are no critical and possible leaks due to lack of sealing through the passages. of the area channel relative to the passage of the rotation axis.
Preferibilmente viene prevista un'unica guarnizione superficiale che soddisfa ad entrambe le funzioni di tenuta, la chiusura a tenuta della cassa nonché la chiusura a tenuta dei singoli canali dell'aria. In tal modo viene ancora una volta semplificato il montaggio del dispositivo secondo l'invenzione. Preferably, a single surface gasket is provided which satisfies both sealing functions, sealing the casing as well as sealing the individual air channels. In this way the assembly of the device according to the invention is simplified once again.
Per una buona funzione permanente del dispositivo secondo l'invenzione è consigliabile supportare le parti in movimento in .cuscinetti dì bronzo e incorporare concomitantemente questi cuscinetti di preferenza in fase di fabbricazione. Nel caso di un dispositivo di azionamento, pneumatico si può far passare attraverso la parete della cassa e chiudere tenuta anche unicamente uno spintore. For a good permanent function of the device according to the invention it is advisable to support the moving parts in bronze bearings and concomitantly incorporate these bearings preferably in the manufacturing phase. In the case of a pneumatic actuation device, even one pusher alone can be passed through the wall of the box and sealed.
Per una buona funzione permanente, rigida alle deformazioni e agli svirgolamenti, il dispositivo secondo l'invenzione viene preferibilmente irrigidito. I puntoni di rigidimento da prevedere a tale scopo, che vengono parimenti applicati a ridosso ad iniezione durante la fabbricazione provvedono per un'elevata stabilità nei confronti degli svirgolamenti e diramazioni, che possono essere provocati specialmente dalla vibrazione di un motore diesel. Esempi di realizzazione dell'invenzione For a good permanent function, rigid to deformations and unwinding, the device according to the invention is preferably stiffened. The stiffening struts to be provided for this purpose, which are likewise applied close to injection during manufacture, provide for a high stability against twists and branches, which can be caused especially by the vibration of a diesel engine. Examples of embodiments of the invention
Un esempio di realizzazione dell'invenzione è rappresentato nel disegno e viene illustrato più dettagliatamente in seguito in base alla figura. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is illustrated in greater detail below on the basis of the figure.
L'unica figura mostra una sezione attraverso un dispositivo secondo l'invenzione rappresentato parzialmente. The single figure shows a section through a device according to the invention shown partially.
Il dispositivo 1 secondo la figura comprende una cassa 2, che in corrispondenza del proprio contorno è dotata di una cava 3 per l'inserimento di una guarnizione elastomera (non rappresentata più dettagliatamente). The device 1 according to the figure comprises a casing 2, which in correspondence with its contour is provided with a groove 3 for the insertion of an elastomeric gasket (not shown in more detail).
Nella cassa 2 è sagomato un canale dell'aria 4 chiuso mediante una valvola di sbarramento. La valvola di sbarramento 5 è dotato di un'asse di rotazione 6, che è supportata girevole nella parete 7 ed attraversa la parete 7 in corrispondenza del lato inferiore 8. Sono indicati a forma di manicotto due cuscinetti di bronzo 9, 10 . An air channel 4 is shaped in the casing 2 and is closed by means of a block valve. The shut-off valve 5 is equipped with a rotation axis 6, which is rotatably supported in the wall 7 and passes through the wall 7 at the lower side 8. Two bronze bearings 9, 10 are indicated in the form of a sleeve.
A ridosso dell'asse di rotazione 6 in corrispondenza del lato inferiore 8 della canna dell'aria 4 è sagomato una leva 11 accoppiata ad articolazione con un'asta di azionamento 12. L'asta di azionamento 12 è fissata a sua volta ad articolazione ad una montatura 13 di un magnete permanente 14. A lever 11 is shaped close to the axis of rotation 6 in correspondence with the lower side 8 of the air tube 4, coupled to an actuation rod 12. a mount 13 of a permanent magnet 14.
Il magnete permanente 14 tramite un asse di rotazione 15 è supportato girevole. A tale scopo un lato 16 dell'asse di rotazione 15 è rivestito ad iniezione da una parte 17 di materia artificiale fissata nella cassa 2. In corrispondenza del lato inferiore ima molla di richiamo 18 è sostenuta in un sostegno 19 sagomato a ridosso della parte 17 in materia artificiale ed è fissata all'asse di rotazione 15. La molla di richiamo 18 nell'esempio di realizzazione rappresentata è eseguita come molla di torsione. The permanent magnet 14 is rotatably supported by means of a rotation axis 15. For this purpose, one side 16 of the rotation axis 15 is coated by injection with a part 17 of artificial material fixed in the case 2. At the lower side a return spring 18 is supported in a support 19 shaped close to the part 17 in artificial material and is fixed to the rotation axis 15. The return spring 18 in the embodiment shown is designed as a torsion spring.
Una bobina elettromagnetica 20 vicino al magnete permanente 14 è parimenti rivestita ad iniezione dalla parte 17 di materia artificiale. E' previsto un connettore a innesto piatto 21 per la connessione elettrica dell'elettromagnete 20. An electromagnetic coil 20 close to the permanent magnet 14 is likewise injection coated from the part 17 of artificial matter. A flat plug connector 21 is provided for the electrical connection of the electromagnet 20.
Il dispositivo 1 è rappresentato solo parzialmente. Esso prosegue verso destra nella rappresentazione secondo la figura. Di seguito ai puntoni di rigidimento 22 seguono ulteriori canali dell'aria, non più disegnati per ulteriori cilindri. Anche l'asta di azionamento 12 prosegue ed è accoppiata ad articolazione con ulteriori leve 11 per ulteriori valvole di sbarramento 5 degli ulteriori canali dell'aria 4. Device 1 is only partially represented. It continues to the right in the representation according to the figure. Following the stiffening struts 22 follow further air channels, no longer designed for further cylinders. The actuation rod 12 also continues and is jointly coupled with further levers 11 for further blocking valves 5 of the additional air channels 4.
Accanto al canale dell'aria 4 con valvola di sbarramento 5 è presente un ulteriore canale dell'aria 23 senza valvola di sbarramento 5. Attorno ad entrambi i canali dell'aria 4, 23 è presente un alloggiamento 24, parzialmente a forma di cava, per una guarnizione che chiude a tenuta i canali dell'aria 4, 23 dal lato di raccordo. Next to the air duct 4 with shut-off valve 5 there is a further air duct 23 without a shut-off valve 5. Around both air ducts 4, 23 there is a housing 24, partially in the shape of a hollow, for a gasket which seals the air channels 4, 23 on the connection side.
Il dispositivo 1 secondo l'invenzione forma la cassetta, che viene montata come modulo di commutazione fra la testa-cilindri e il dispositivo di aspirazione del motore endotermico. A tale scopo il dispositivo 1 tramite corrispondenti guarnizioni piatte viene chiusa a tenuta rispetto alla testa cilindri rispettivamente ad un corrispondente sistema tubolare portante alla testa cilindri nonché sull'altro lato rispetto al modulo di aspirazione. Questa guarnizione piatta viene inserita e quindi fissata nelle cave 3 rispettivamente nell 'alloggiamento 24. The device 1 according to the invention forms the cassette, which is mounted as a switching module between the cylinder head and the suction device of the internal combustion engine. For this purpose, the device 1 is sealed with respect to the cylinder head by means of corresponding flat gaskets respectively to a corresponding tubular system carrying the cylinder head as well as on the other side with respect to the intake module. This flat gasket is inserted and then fixed in the slots 3 respectively in the housing 24.
Un'ulteriore accorgimento di tenuta va previsto unicamente un passaggio per la connessione elettrica dell'elettromagnete 22. A further sealing device only needs to be provided for a passage for the electrical connection of the electromagnet 22.
La molla di richiamo 18 viene disposta preferibilmente in modo che la valvola 5 si trova nella posizione aperta. Tramite l'asta di azionamento 12 pertanto sono aperte anche le vicine valvole 5 non rappresentate. Questa posizione di commutazione comporta una grande sezione traversale di aspirazione, in cui anche a bassi numeri di giri si produce la corrente rotazionale necessario per una sufficiente nebulizzazione del combustibile. The return spring 18 is preferably arranged so that the valve 5 is in the open position. By means of the actuation rod 12, therefore, the adjacent valves 5, not shown, are also open. This switching position results in a large suction cross section, in which the rotational current necessary for sufficient atomization of the fuel is produced even at low speeds.
Non appena il numero di giri ha raggiunto il corrispondente intervallo, in cui è sufficiente la dinamica del gas della corrente d'aria attraverso la sezione traversale di aspirazione del canale 23, l'elettromagnete 20 viene sollecitato con corrente. In tal modo il magnete permanente 14 ruota trascinando l'asta di azionamento 12,. A riguardo tutte le valvole 5 vengono portante nella posizione chiusa conformemente alla figura rappresentata . As soon as the number of revolutions has reached the corresponding range, in which the gas dynamics of the air stream through the suction cross section of the channel 23 is sufficient, the electromagnet 20 is energized with current. In this way the permanent magnet 14 rotates by dragging the actuation rod 12. In this connection, all the valves 5 are carried in the closed position in accordance with the figure shown.
Al diminuire del numero di giri al di sotto di un valore preassegnato viene interrotta la sollecitazione di corrente, per cui in seguito alla molla di richiamo 18 il magnete permanente 14 viene portato nella sua posizione di partenza. Mediante il trascinamento dell'asta di azionamento 12 vengono in tal caso aperte tutte le valvole 5. As the number of revolutions decreases below a predetermined value, the current load is interrupted, so that the permanent magnet 14 is brought into its starting position following the return spring 18. By dragging the actuation rod 12 all the valves 5 are opened.
Il dispositivo completo 1 può essere prodotto gradualmente mediante iniettofusione. le parti non fatte di materia artificiale in tal caso vengono inserite nel rispettivo stampo e rivestite ad iniezione durante la fabbricazione. Specialmente la valvola 5 con il proprio asse di rotazione 6 e la leva 11 possono essere in tal caso incorporate ad iniezione come un tutt'unico nel canale dell'aria 4. Poiché l'intero dispositivo 1 è circondato dalla cassa 2 come già menzionato non risulta critica la chiusura a tenuta in corrispondenza del passaggio dell'asse di rotazione 6 attraverso la parete 7 del canale dell'aria 4. L'intero dispositivo 1 forma una cassetta montabile come modulo completo sul rispettivo motore, in quanto il dispositivo 1 viene fissato fra il modulo di aspirazione e la testa-cilindro rispettivamente corrispondenti tubi di aspirazione fissati alla testa-cilindri. The complete device 1 can be gradually produced by injection fusion. the parts not made of artificial material are then inserted into the respective mold and injection-coated during manufacturing. Especially the valve 5 with its axis of rotation 6 and the lever 11 can in this case be incorporated by injection as a single unit into the air channel 4. Since the entire device 1 is surrounded by the casing 2 as already mentioned, it is not the sealing at the passage of the rotation axis 6 through the wall 7 of the air channel 4 is critical. The entire device 1 forms a box that can be mounted as a complete module on the respective motor, since the device 1 is fixed between the intake module and the cylinder head respectively corresponding intake pipes fixed to the cylinder head.
Legenda Legend
1 Dispositivo 1 Device
2 Cassa 2 Checkout
3 Cava 3 Quarry
4 Canale dell'aria 4 Air channel
5 Valvola di sbarramento 5 Shut-off valve
6 Asse di rotazione 6 Axis of rotation
7 Parete 7 Wall
8 Lato inferiore 8 Bottom side
9 Cuscinetto di bronzo 9 Bronze bearing
10 Cuscinetto di bronzo 10 Bronze bearing
11 Leva 11 Lever
12 Asta di azionamento 12 Drive rod
13 Montatura 13 Mounting
14 Magnete permanente 14 Permanent magnet
15 Asse di rotazione 15 Axis of rotation
16 Lato 16 Side
17 Parte in materia artificiale 18 Molla di richiamo 17 Part in artificial material 18 Return spring
19 Sostegno 19 Support
20 Elettromagnete 20 Electromagnet
21 Connettore a innesto piatto 22 Punto di rifinimento 21 Flat plug connector 22 Finishing point
23 Canale dell'aria 23 Air duct
24 Alloggiamento 24 Housing
Claims (16)
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