ITPR20120060A1

ITPR20120060A1 - Metodo e sistema di alimentazione e scarico di motori a combustione interna e motore cosi' ottenuto

Info

Publication number: ITPR20120060A1
Application number: IT000060A
Authority: IT
Inventors: Marcello Marchi
Original assignee: Marcello Marchi
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-04-04

Description

DESCRIZIONE

METODO E SISTEMA DI ALIMENTAZIONE E

SCARICO DI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA E MOTORE COSI' OTTENUTO

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL'INVENZIONE

Il presente trovato si inserisce nel campo dei metodo e sistemi atti a governare le fasi di alimentazione e di scarico della carica fresca e dei gas combusti in un motore alternativo a combustione interna.

STATO DELL'ARTE

Attualmente, sono utilizzati nei motori a combustione interna valvole di aspirazione e di scarico per ciascun cilindro, comandate da particolari elementi eccentrici, denominati camme, calettate di norma su un cosiddetto albero a camme azionato dall'albero motore e rispetto al quale ruota a velocità angolare dimezzata ed al quale è collegato tramite una catena o una cinghia oppure una cascata di ingranaggi.

La forma degli eccentrici va ad influire sul tempo di apertura di ciascuna valvola, comandandone l'escursione all'interno della camera di combustione. Infatti le valvole si muovono linearmente aprendo e chiudendo la rispettiva luce di passaggio.

ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO

Scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione della tecnica un sistema di alimentazione alternativo, che prevede di aprire e chiudere rispettive luci di passaggio con valvole cilindriche di tipo ruotante. In tal caso sono abolite le camme e i relativi sistemi per la conversione del moto da rotatorio (quello dell'albero motore) a lineare (quello delle valvole a stelo appena descritte)

Ne conseguono vantaggi in termini di silenziosità del motore e semplicità costruttiva.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal metodo e sistema per l'alimentazione e lo scarico in motori a combustione interna, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno.

Figura 1: una vista sezionata della fase di aspirazione di un cilindro di un motore alternativo a quattro tempi, chiuso superiormente da una testata recante sistema di alimentazione e scarico come previsto dall'oggetto del trovato;

Figura 2: una vista sezionata della fase di compressione di un cilindro di un motore alternativo a quattro tempi

Figura 3: una vista sezionata della fase di espansione di un cilindro di un motore alternativo a quattro tempi

Figura 4: una vista sezionata della fase di scarico di un cilindro di un motore alternativo a quattro tempi,

Figura 5: una variante di realizzazione con un solo rullo avente due luci di passaggio, per l'aspirazione e lo scarico, - Figura 6 e 7: due esempi di valvole con relative luci.

Figura 8: illustra un dettaglio di una delle valvole, in cui si evidenzia un sistema di tenuta alla fuoriuscita del fluido.

DESCRIZIONE DEL TROVATO

In un motore alternativo a combustione interna le parti che lo compongono sono:

- CAMME: dispositivi eccentrici montati su un albero che servono a trasformare un movimento rotatorio in movimento lineare delle valvole

- VALVOLE, otturatori mobili linearmente, mantenute in posizione chiusa da molla; ciascuna valvola si apre momentaneamente alla pressione della camma

- PISTONE: parte cilindrica mobile, che serve a comprimere i gas in attesa di un'esplosione, e che dopo l'esplosione trasforma un'energia termica in energia meccanica.

- BIELLA: gambo rigido, articolato alle suoi due estremità; trasforma un movimento lineare in movimento rotatorio.

- ALBERO A GOMITO: albero composto da molti cuscinetti bilanciati. Trasmette indirettamente l'energia meccanica.

- DISTRIBUZIONE: meccanismo di regolazione di entrata e d'uscita dei gas attraverso la camera di combustione. Creando un coordinamento perfetto tra l'albero a camma e l'albero a gomito.

- CAMERA di COMBUSTIONE: camera ermetica dove è iniettato il miscuglio aria/benzina per essere compresso e infiammato e creare così un'energia meccanica.

- CANDELA: ove presente, è l'organo che fa scaturire una scintilla che da fuoco al miscuglio aria/benzina, che crea così un'esplosione.

Nel presente trovato sono eliminate le valvole a stelo e le relative camme e molle di azionamento.

La funzione di apertura e chiusura svolta dalle comuni valvole lineari sono ora attuate da rispettive valvole cilindriche e ruotanti secondo un asse centrale disposto come l'asse motore. Ciascuna valvola reca una feritoia o apertura passante ricavata nella valvola così da mettere in comunicazione le luci di entrata e scarico ricavate sulla testata.

Nel seguito è descritta nel dettaglio l'invenzione

RIVELAZIONE DELL'INVENZIONE

Indicato con 1 nel suo complesso il sistema di alimentazione oggetto del trovato, viene mostrata la sezione di un generico motore a combustione interna, che può essere dotato di uno o più cilindri 2 al cui interno si crea una camera di scoppio 10.

Il motore qui descritto e illustrato serve per azionare un autoveicolo o comunque generare energia meccanica rotativa di un albero a gomito, o albero motore, raffigurato dal tratteggio 3 circolare.

Su detto albero a gomito un sistema biella-manovella 4 solidale a un pistone 5 attraverso spinotto 6 consente a quest'ultimo di trasformare il proprio movimento alternativo all'interno della camera di scoppio 2.

La camera di scoppio 10 è pertanto definita dal cilindro 2 ed è chiusa inferiormente dal pistone 5 stesso mentre superiormente da una testata 7.

La testata può essere monoblocco o componibile come nell'esempio, con relative parti 7B, 7C. Eventualmente, potrà anche essere integrata con il cilindro sottostante. Ancora, il cielo della testata potrà avere forme differenti a seconda della tipologia di alimentazione, potenza ecc...

La testata 7 presenta rispettivamente almeno due condotti 8 e 9: il primo è il condotto d'aspirazione, il secondo quello di scarico.

Entrambi i condotti 8 e 9 collegano l'interno della camera di combustione con l'esterno e quindi con sistemi di alimentazione della carica fresca e sistemi di espulsione dei gas combusti, vale a dire il tubo di scappamento; in alternativa a sistemi di recupero energia esausta quali ad esempio turbocompressori o altri sistemi noti.

Detti condotti 8 e 9 sono in alternativa

- Dei fori cilindri passanti (come illustra la sezione 8B) - Delle aperture che si estendono longitudinalmente sulla testata 7 in modo da definire una sorta di asole o occhielli passanti (come illustra la sezione 8C) Preferibilmente sarà la configurazione 8B quella che garantirà il miglior scambio di fluido tra camera 10 ed esterno.

Entrambi i condotti 8 e 9 sono intercettati da rispettive valvole 11 e 12, entrambe aventi conformazione di rulli cilindrici ruotanti secondo un proprio asse di rotazione perpendicolare alla sezione mostrata e disposti paralleli all'asse dell'albero motore 3.

Entrambe le valvole 11 e 12 cilindriche aprono e chiudono, durante la loro rotazione, rispettive luci 13, 14 sulla testata così da chiudere o aprire il collegamento dei condotti 8 e 9. Detta apertura e chiusura viene realizzata mediante

- Luci cilindriche passanti e corrispondenti alla sezione 8B dei condotti di aspirazione e scarico,

- Luci 15, 16, che si estendono longitudinalmente sul rispettivo rullo cilindrico in modo da definire una sorta di asole o occhielli passanti (corrispondenti a quelli delle feritoie 8C ed indicate nelle figure 6 e 7)

La rotazione delle valvole 11, 12 è sincronizzata con quella dell'albero motore 3; più precisamente a due giri completi dell'albero motore corrisponde mezzo giro delle rispettive valvole 11 e 12 di aspirazione e scarico.

La valvola di aspirazione 8 e quella di scarico 9, come detto devono consentire l'intero ciclo del motore (quattro fasi) in metà rotazione, giacché le aperture sono lineari e passanti attraverso la corda massima del rullo; in altre parole ogni 180° di rotazione di ciascuna valvola, l'albero 3 dovrà aver compiuto due giri, pari a 720°.

Mediante una cascata di ingranaggi o uno o più sistemi di riduzione dei giri, quali ad esempio doppia cinghia di distribuzione collegata in serie, sarà possibile ottenere il rapporto desiderato sincronizzando le valvole 11, 12 con la rotazione dell'albero motore 3.

Preferibilmente le valvole 11, 12 riceveranno il moto dalla medesima cinghia di distribuzione, tuttavia senza uscire dall'ambito richiesto, si potrà avere una distribuzione dedicata per la valvola o le valvole di ingresso e un'altra per quelle di scarico.

In aggiunta le valvole sono disposte con i condotti in modo da realizzare cicli di lavoro nella sequenza richiesta, vale a dire aspirazione - compressione - espansione - scarico, come illustrato nelle figure. A tal riguardo si osserva che il condotto 15 della valvola 11 è ruotata di 45° in anticipo rispetto a quella di scarico.

Una seconda variante di realizzazione è quella che prevede di realizzare una o più valvole di regolazione dell'apertura delle luci recanti sul medesimo corpo sia le aperture 15 che quelle 16.

In tal configurazione le aperture saranno adiacenti e sfasate tra loro in modo tale che il condotto 15 risulti sfasato di 45° in anticipo rispetto a quello 16. In tal seconda configurazione, vi saranno delle apposite pareti di divisione all'interno della testa per distanziare i condotti di aspirazione e scarico.

Infine, con riferimento alla figura 8 si illustra il sistema in cui si prevede una pluralità di anelli 20, 21 di tenuta atti a premere sulla superficie del rullo 11, 12 rotante; la pressione è esercitata ovvero favorita da mezzi a molla 22 che mantengono detti anelli in contatto con il rispettivo rullo/valvola 11, 12.

Claims

RI V E N D I C AZ I O N I 1. Metodo per alimentazione e scarico in un motore a quattro tempi, del tipo comprendente un sistema di immissione della carica fresca e di espulsione dei gas esausti tramite luci di collegamento ricavate sulla testa del motore; caratterizzato dal fatto che prevede di aprire e chiudere rispettive luci di passaggio della testata con almeno un rullo cilindrico ruotante provvisto di luci passanti; detta rotazione essendo sincronizzata con quella dell'albero motore; a due giri completi dell'albero motore corrisponde mezzo giro delle rispettive valvole di aspirazione e scarico.
2. Sistema di alimentazione e scarico in un motore a quattro tempi, per l'immissione della carica fresca e di espulsione dei gas esausti caratterizzato dal fatto che comprende almeno un rullo (11, 12) o valvola ruotante avente rispettive luci di passaggio per mettere in comunicazione i condotti di uscita ed entrata.
3. Sistema di alimentazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che almeno una valvola (11, 12) cilindrica apre e/o chiude, durante la rotazione, rispettive luci 13, 14 sulla testata così da chiudere o aprire il collegamento dei condotti 8 e 9. Detta apertura e chiusura viene realizzata mediante a. Luci cilindriche passanti e corrispondenti alla sezione 8B dei condotti di aspirazione e scarico, b. Luci che si estendono longitudinalmente sul rispettivo rullo cilindrico in modo da definire una sorta di asole o occhielli passanti (corrispondenti a quelli delle feritoie 8C ed indicate nelle figure 6 e 7)
4. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta almeno una valvola (11, 12) di regolazione dell'apertura delle luci può recare sul medesimo corpo sia le luci di aspirazione che di scarico; dette aperture adiacenti e sfasate tra loro in modo tale che la prima risulti sfasata di 45° ed in anticipo rispetto alla seconda.
5. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le valvole di aspirazione e di scarico sono azionate da mezzi di azionamento comune o in alternativa mezzi di azionamento indipendente; in entrambi i casi detta rotazione essendo sincronizzata con quella dell'albero motore; a due giri dell'albero motore corrisponde mezzo giro delle valvole di aspirazione e scarico.
6. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende degli anelli (20, 21) di tenuta atti a premere sulla superficie del rullo (11, 12) rotante; dei mezzi a molla (22) mantengono detti anelli in contatto con il rispettivo rullo.
7. Un motore alternativo a combustione interna, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un albero motore 3, un pistone 5 e un sistema di alimentazione mediante testata 7 provvista di condotti 8, 9 di alimentazione e scarico per la camera 10 di scoppio caratterizzata dal fatto che detti condotti 8 e 9 sono intercettati almeno una valvola 11, 12, un rullo cilindrici ruotante secondo un proprio asse di rotazione parallelo all'asse dell'albero motore 3 dal quale riceve il moto; detta almeno una valvola 11, 12 atta ad aprire e chiudere, durante la sua rotazione, i rispettivo condotti 8, 9 mediante a. Luci cilindriche passanti, b. Luci 15, 16 che si estendono longitudinalmente sul rispettivo rullo cilindrico.
8. Motore secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che la rotazione di detta una o più valvole 11, 12 è sincronizzata con quella dell'albero motore 3; a due giri completi dell'albero motore corrisponde mezzo giro delle rispettive una o più valvole 11 e 12.