ITPE20110007A1

ITPE20110007A1 - Sistema di distribuzione a molle di compressione con valvole a movimento traslorotante.

Info

Publication number: ITPE20110007A1
Application number: IT000007A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Pisciella
Original assignee: Alessandro Pisciella
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-11-18

Description

DESCRIZIONE.

Come precedentemente detto nel riassunto, questo brevetto è l’evoluzione del precedente brevetto presentato il 17/03/2010. Lo scopo del presente è quello di incrementare la potenza del propulsore facendo entrare più aria all’ interno del cilindro, non andando ad intervenire sulla parte elettronica del sistema, ma realizzando un sistema di distribuzione che in massima alzata della camma ( figura 9 pag. 20 ) la valvola ( figura 12 pag. 23 ) ruotando su se stessa scopre o del tutto o parzialmente il condotto di aspirazione/scarico. Naturalmente anche per il condotto di scarico si userà lo stesso sistema. Cosa molto importante è che il sistema può essere installato nelle attuali testate dei propulsori che utilizzano il sistema di distribuzione a molla. La modifica può essere effettuata semplicemente: primo: ostruendo l’attuale foro del guidavalvole originale e realizzandone un altro decentrato su specifiche della valvola ed inserire un nuovo guidavalvole modificato ( figura 8 pag. 19 ) , secondo: spianando la testa originale dal

lato dove vengono posizionate le valvole, senza però eliminare i supporti dell’asse a camme.

Elencherò di seguito le differenze che ci sono.

Mentre nel primo per far aprire le valvole si utilizzavano dei bilancieri, in questo si usano solo molle elicoidali a compressione. Un’altra differenza è nella valvola, intesa come deve essere realizzata.

Essa infatti ha differenza del primo brevetto per l’apertura, viene realizzata una cava in prossimità della parte alta dello stelo ( figura 12 pag. 23 ) che per i primi 5mm segue un moto rettilineo, per poi seguire una traiettoria elicoidale ( passo 35mm, naturalmente il medesimo può variare a seconda del diametro del condotto e dell’alzata ). Da esso si può realizzare un’alzata o - accentuata, realizzando un passo o - lungo.

Nella sua parte alta viene realizzato il collarino per il calettamento dei due semiconi. Infatti essi vengono utilizzati per rendere solidali la valvola allo snodo sferico ( mod. SKF vedi allegato ) che a sua volta è calettato nel bicchierino. Vedi (figura 11 pag. 22). Lo snodo sferico facilita la rotazione della valvola in fase di apertura. Inoltre la valvola è realizzata con lo stelo posto eccentricamente all’asse del piattello.

Per delimitare gli ingombri il guidavalvole viene posizionato all’interno del condotto, ma decentrato verso la parte più esterna. Lo stesso viene modificato nella parte alta ( figura 8 pag. 19 ), questo per facilitare l’innesto dei due semi piatteli (figura 7 pag. 18), inoltre essi vengono assicurati tra di loro tramite un fermo, che viene inserito nella cava realizzata nei semi piattelli.

Io non mi sono limitato alla progettazione del sistema, ma ho anche, tramite la NT-PROJECT ho effettuato una simulazione termo-fluidodinamica di due condotti in 3d.

VALUTAZIONE NUMERICA FLUSSAGGIO CONDOTTO ASPIRAZIONE TESTATA PROTOTIPO su base Ducati 748 biposto

Sulla base del disegno tecnico ricevuto è stato effettuato un calcolo numerico per valutare il coefficiente d’efflusso del condotto con la valvola nelle posizioni riportate in tabellal, a pag. 7 Come per le prove di flussaggio eseguite sperimentalmente si sono ipotizzate le seguenti condizioni di prova:

- Temperatura ambiente 20 °C;

- Pressione ambiente 1.013 bar;

- Delta Pressione 20 Inch H20;

- Entrambi i condotti di aspirazione aperti;

I risultati ottenuti sono riportati in tabella 2 a pag. 7

Elaborando questi dati è possibile ottenere i coefficienti d'efflusso che consentono di fare una valutazione più generale sul comportamento delle nuove valvole, come è riportato nella tabella 3 a pag. 7

Come si può vedere dal grafico 1 a pag. 8 nella prima fase non essendoci rotazione della valvola il comportamento è simile a quello che si ha per una valvola tradizionale e quindi il flusso è radiale. A questo proposito è opportuno considerare che nella valvola tradizionale la presenza dello stelo con le opportune raccordature funge da guida per il flusso verso un’uscita radiale, pertanto sebbene nella nuova valvola non sia presente lo stelo al centro, sarebbe opportuno sagomare ugualmente l’interno valvola per favorire questo aspetto, (vedi figura 1 pag. 8 ).

Quando l’angolo di apertura cresce il flusso preponderante diviene assiale e le perdite si riducono portando ad ottimi valori del coefficiente d’efflusso. Vedere figura 2 a pag.9 Per valutare compiutamente il comportamento della nuova valvola si è valutato anche il coefficiente d’efflusso della testata con valvole originali.

I risultati ottenuti sono riportati nella tabella 4 a pag. 7 e nel grafico 2 a pag. 10

Dal grafico si può notare come il coefficiente d’efflusso della testata prototipo presenti un incremento rispetto alla testata originale solo dopo che la valvola ha superato i 20° rotazione. Infatti, come detto precedentemente, nella prima fase il flusso rimane prevalentemente radiale come accade con le valvole tradizionali.

SIMULAZIONE FLUIDODINAMICA TESTATA PROTOTIPO

Per valutare gli effetti prestazionali e di funzionamento del motore dovuti all’impiego della testata prototipo in luogo di quella originale, si è effettuata una simulazione termofluidodinamica utilizzando i dati della testata su un motore che riprende le caratteristiche principali di quello su cui andrà montata la testata stessa. I dati sono nella tabella 5 a pag. 10. Oltre a questi dati si sono utilizzati i valori dei coefficienti d’efflusso precedentemente calcolati e si è definito l’andamento delle leggi d’alzata con le fasature sopra indicate.

Infine si è che il nuovo sistema di distribuzione abbia perdite meccaniche comparabili a quelle del sistema originale.

RISULTATI

Attraverso i dati a disposizione si sono ottenuti i risultati prestazionali, riportati, nelle pag. 11-12-13

Nei grafici 3-4-5-6-7

ANALISI RISULTATI

I risultati della simulazione termo-fluidodinamica confermano quanto ci si attendeva dai calcoli effettuati per il coefficiente d’efflusso, infatti a parità di diametro valvola, il meccanismo della testata prototipo consente di avere condizioni di flusso più favorevoli e minori perdite fluidodinamiche soprattutto alle alte alzate, ciò si traduce in un incremento prestazionale ai regimi medio alti.

Claims

RIVENDICAZIONI: 1. VALVOLA in ACCIAIO comprendente uno STELO VALVOLA più PIATTELLO. Vedi (figura 12 pag.24), ( in un unico pezzo ), caratterizzato dal fatto che nella parte medio alta dello STELO è stato realizzato lo scasso, con traiettoria per i primi cinque millimetri è rettilinea verticale per il movimento discendente della valvola l’altra elicoidale per il movimento rotatorio traslante.
2. Componente VALVOLA in ACCIAIO secondo la rivendicazione 1, in cui il componente BICCHIERINO (figura 11 pag.23) , realizzato in acciaio caratterizzato dal fatto che in esso vengono ricavate le sedi per il calettamento dello snodo sferico e del coperchio del bicchierino (figura 6 pag.18 ).
3. Componente VALVOLA in ACCIAIO secondo la rivendicazione 1, in cui il componente SEMI PIATTELLO con CAVA (figura 7 pag.19) realizzato in acciaio caratterizzato dal fatto che, a differenza di un normale piattello, esso viene realizzato per metà dove all’interno vi è la cava estrusa.
4. Componente VALVOLA in ACCIAIO secondo la rivendicazione 1, in cui il componente SEMI PIATTELLO (figura 7 pag.19) realizzato in acciaio caratterizzato dal fatto che esso è la metà del SEMI PIATTELLO con CAVA. Esso all’interno è libero da cave, ma il suo diametro interno copia il diametro interno della VALVOLA. L’accoppiamento avviene tramite un fermo circolare. Vedi (figura 7 pag.19).