ITPI20090117A1 - Motore ad accensione spontanea ad immissione progressiva della carica in fase di combustione - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
Breve descrizione del disegno
A titolo puramente esemplificativo e non limitativo verr? di seguito descritta ed illustrata in Figura 1 una forma realizzativa dell? invenzione.
Con riferimento alla Figura 1, in virt? del movimento discendente dello stantuffo (1), l?aria viene aspirata nel cilindro compressore (2) attraverso una valvola di aspirazione (3). Segue la chiusura di detta valvola di aspirazione (3) e la compressione dell?aria, grazie alla corsa di risalita dello stantuffo (1). Con opportuna successione temporale viene aperta una valvola di trasferimento (4) posizionata all?uscita del cilindro compressore (2) e l?aria fluisce attraverso un condotto di trasferimento (5) verso il cilindro combustore (6), il cui stantuffo (7) si muove con opportuno sfasamento rispetto allo stantuffo (1). Si noti che il condotto (5) ? conformato in modo tale da svolgere pure funzioni di trasferimento, e non da costituire un serbatoio di accumulo. Pertanto detto trasferimento dell?aria verso il combustore avviene a pressione non costante. Durante la fase di trasferimento, il combustibile viene immesso attraverso un iniettore (8) nell?aria che sta affluendo nel cilindro combustore (6). Detta immissione di combustibile pu? avvenire sia all? interno del condotto di trasferimento (5), sia all?interno del cilindro combustore. Nella soluzione riportata in Figura 1 a titolo puramente esemplificativo e non limitativo non esistono valvole tra il condotto di trasferimento (5) e il cilindro combustore (6). Lo sfasamento tra gli stantuffi (1) e (7) ? tale che tutta o parte della combustione abbia luogo durante il trasferimento della carica dal cilindro compressore (2) a quello combustore (6). Durante la discesa dello stantuffo (7) del cilindro combustore (6), nell?istante pi? opportuno viene chiusa la valvola di trasferimento (4). Grazie a detta discesa dello stantuffo (7) ha luogo la fase di espansione nel cilindro combustore (6), mentre nel cilindro compressore (2) comincia una nuova fase di aspirazione. Terminata nel cilindro combustore (8) la fase di espansione, si apre una valvola di scarico (9), attraverso la quale avviene lo scarico dei gas combusti, che si protrae per un?opportuna aliquota della corsa di risalita dello stantuffo (7) del cilindro combustore (6). Detta valvola di scarico (9), pu? essere fatta chiudere con opportuno anticipo rispetto al punto morto superiore dello stantuffo (7) del cilindro combustore (6), in modo tale da ricomprimere i gas residui nella restante parte della corsa di risalita di detto stantuffo (7), con il fine di ridurre la differenza di pressione tra i due ambienti a monte ed a valle della valvola di trasferimento (4) nel momento in cui essi vengono messi in comunicazione dall?apertura di detta valvola (4). Detta riduzione della differenza di pressione tra i due ambienti consente di ridurre le perdite energetiche connesse con la messa in comunicazione tra detti ambienti, a vantaggio del rendimento del motore. Altro fine di detta chiusura anticipata della valvola di scarico (9) ? di conservare una quantit? opportuna di gas residui all? interno del cilindro combustore (6) in modo tale da ridurre la formazione di ossidi di azoto.
Dalla descrizione fatta si evince che il motore secondo il trovato funziona seguendo il ciclo due tempi, in quanto viene compiuto un ciclo motore completo per ogni giro dell?albero motore.
Descrizione delle forme realizzative preferite
Grazie alle peculiarit? di immissione del combustibile e dell? aria nel cilindro combustore (6), il motore secondo il trovato consente basse emissioni di particolato e di ossidi di azoto e pu? funzionare con buona efficienza di combustione anche a velocit? di rotazione pi? elevate rispetto alle massime ammissibili nei motori ad accensione spontanea convenzionali.
Il motore secondo il trovato pu? anche essere sovralimentato, ad esempio grazie ad un sistema di turbosovralimentazione (10) di tipo simile a quelli impiegati nei motori ad accensione spontanea convenzionali, al fine di aumentare la potenza specifica del motore stesso. Si noti che possono essere adottate pressioni di sovralimentazione superiori rispetto alle massime ammissibili nei motori ad accensione spontanea convenzionali, grazie al fatto che nel motore secondo il trovato i gradienti di pressione durante la combustione sono inferiori rispetto a quelli tipici dei motori ad accensione spontanea convenzionali.
Ovviamente, oltre alla forma di esecuzione sopra illustrata a titolo esemplificativo, possono essere adottate altre forme di esecuzione.
Ad esempio il trasferimento della carica tra cilindro compressore e cilindro combustore pu? essere effettuato attraverso pi? condotti, come pure possono essere utilizzate pi? valvole di trasferimento. Anche per l?aspirazione nel cilindro compressore, come pure per lo scarico dal cilindro combustore, possono aversi pi? valvole e pi? condotti.
La sovralimentazione pu? essere effettuata con modalit? diverse rispetto allo schema illustrato in Figura 1.
Il cinematismo del cilindro compressore, come pure quello del cilindro combustore, possono essere di tipo particolare, ad esempio biella madre e bielletta, al fine di conseguire leggi di variazione del volume pi? idonee agli scopi prefissi e si pu? scegliere nella maniera pi? opportuna la cilindrata del cilindro compressore rispetto al cilindro combustore.
Il motore secondo il trovato pu? essere composto da pi? cilindri compressori e/o da pi? cilindri combustori, variamente combinati tra loro e la disposizione geometrica del/dei cilindro/i compressore/i e di quello/i combustore/i pu? essere la pi? varia.
Il motore secondo il trovato pu? avvalersi delle pi? opportune soluzioni ausiliarie, quali ad esempio la variabilit? della fasatura delle varie valvole (aspirazione, trasferimento e/o scarico), la variabilit? dello sfasamento tra cilindro combustore e cilindro compressore, la variabilit? della geometria del condotto di trasferimento.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Motore ad accensione spontanea ?split-cycle?, caratterizzato dal fatto che una carica precompressa di combustibile ed aria viene immessa nel/nei cilindro/i combustore/i in fase di combustione attraverso uno o pi? condotti di trasferimento, dal fatto che una o pi? valvole di trasferimento sono posizionate tra compressore/i e detto/i condotto/i, dal fatto che detto/i condotto/i ha/hanno pura funzione di trasferimento e non costituisce/ono serbatoio/i d?accumulo a pressione costante e dal fatto che tra compressore/i e cilindro/i combustore/i non sono interposti serbatoi d?accumulo.
  2. 2. Motore secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che l?iniezione del combustibile avviene all? interno del condotto/i di trasferimento.
  3. 3. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l?iniezione del combustibile avviene all?interno del/dei cilindro/i combustore/i.
  4. 4. Motore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il/i compressore/i ?/sono a stantuffo e che lo/gli sfasamento/i angolare/i tra lo/gli stantuffo/i compressore/i e quello/i combustore/i ?/sono tale/i da consentire il corretto trasferimento della carica dal/dai cilindro/i compressore/i al/ai cilindro/i combustore/i, con modalit? opportune al fine del raggiungimento degli scopi voluti.
  5. 5. Motore secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, caratterizzato dal fatto che il/i compressore/i non ?/sono a stantuffo.
  6. 6. Motore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le emissioni di particolato e/o di ossidi di azoto presenti allo scarico sono inferiori a quelle caratteristiche di un motore ad accensione spontanea convenzionale.
  7. 7. Motore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fasatura di una o pi? delle valvole ? variabile in funzione delle condizioni di funzionamento del motore.
  8. 8. Motore secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 6, 7, caratterizzato dal fatto che lo/gli sfasamento/i tra stantuffo/i compressore/i e stantuffo/i combustore/i ?/sono variabile/i in funzione delle condizioni di funzionamento del motore.
  9. 9. Motore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la geometria del/dei condotto/i di trasferimento ? variabile in funzione delle condizioni di funzionamento del motore.
  10. 10. Motore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che Taria viene introdotta in esso con pressione superiore a quella atmosferica mediante sovralimentazione.
  11. 11. Motore secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato per gli scopi specificati.
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