ITRM20000436A1

ITRM20000436A1 - Testata cilindri con raffreddamento a liquido.

Info

Publication number: ITRM20000436A1
Application number: IT2000RM000436A
Authority: IT
Inventors: Ulrich Bertsch; Carsten Funke
Original assignee: Daimler Chrysler Ag
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2002-02-02
Also published as: US6412452B1; ITRM20000436A0; FR2797307B1; DE19937122C1; IT1315980B1; FR2797307A1

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

,,TESTATA CILINDRI CON RAFFREDDAMENTO A LIQUIDO''

L'invenzione concerne un involucro per refrigerante per una testata cilindri di un motore a combustione interna con almeno un vano per refrigerante associato, di volta in volta, ad una camera di combustione, la quale presenta almeno un'entrata per refrigerante ed almeno una uscita per refrigerante.

E' già noto un involucro per refrigerante per un motore a combustione interna a più cilindri (DE 195 42 492 Cl) equipaggiato con un vano per refrigerante, il quale è suddiviso in più segmenti, i quali sono associati, di volta in volta, ad una camera di combustione del motore a combustione interna. Insieme alla base della testata cilindri, le pareti esterne e il coperchio testa cilindri disposto a distanza dalla base della stessa formano un involucro per refrigerante. L'alimentazione dei segmenti del vano per refrigerante avviene attraverso entrate e rispettivamente tubazioni relative, le quali sono collegate con una pompa. In questo caso, i singoli segmenti del vano per refrigerante sono collegati in modo fluidodinamico e non possono essere bagnati in modo differente e rispettivamente essere alimentati con refrigerante.

L'invenzione si prefigge il compito di realizzare e disporre il vano del refrigerante in modo che i singoli segmenti di detto vano del refrigerante siano bagnati in modo diverso e rispettivamente siano alimentati con refrigerante e quindi il flusso del refrigerante possa essere addotto separatamente in modo mirato alla ' zona critica dei singoli cilindri.

Il compito viene risolto, secondo l'invenzione, per il fatto che il vano del refrigerante presenta almeno una prima camera per refrigerante ed almeno una seconda camera· per carburante separata da questa, laddove l'uscita del refrigerante della seconda camera del refrigerante è collegata con la prima camera del refrigerante. In questo modo si ottiene che, all'interno del vano del refrigerante di un cilindro, il flusso del refrigerante è realizzato in modo ottimale in zòne critiche come la parte centrale della camera di combustione e la valvola di scarico. La circolazione del fluido altrimenti esterna è spostata nella parte centrale e il volume complessivo dell'involucro del refrigerante è ridotto. Sostanzialmente non vi sono zone di acqua stagnante.

Una ulteriore possibilità è data, secondo un ulteriore sviluppo, dal fatto che 'l'afflusso di refrigerante della seconda camera del vano del refrigerante è previsto esternamente all'involucro relativo e l'uscita del refrigerante è prevista nell'involucro dello stesso.

Inoltre è vantaggioso il fatto che l'uscita del refrigerante della seconda camera relativa è realizzata come una costola ed è disposta in corrispondenza di un'apertura per la valvola di scarico. L'uscita del refrigerante, realizzata come una costola, arriva sulla zona critica della valvola di scarico e della camera di combustione e consente, in questa zona, un raffreddamento mirato.

A questo scopo è vantaggioso anche il fatto che l'entrata nonché l'uscita della prima camera del refrigerante del vano relativo sono previste al di fuori dell'involucro del refrigerante. L'afflusso alle due camere del refrigerante e rispettivamente al vano del refrigerante può avvenire, in questo modo, separatamente e dette camere e detto vano possono essere raffreddati in modo mirato.

'Secondo una forma di esecuzione preferita della soluzione secondo l'invenzione è previsto, infine, che l'entrata del refrigerante è collegata in senso fluidodinamico con la prima e con la seconda camera relativa. Entrambe le camere del refrigerante vengono alimentate, in questo modo, congiuntamente con refrigerante.

L'involucro del refrigerante della testa cilindri è separata, in questo modo, completamente dall'involucro dell'acqua di raffreddamento del basamento .

Le anime in terra necessarie al procedimento di produzione dell'involucro del refrigerante sono realizzate corrispondentemente alla forma delle camere del refrigerante. In questo modo si omettono fori supplementari e rispettivamente fasi lavorative per la formatura delle camere del refrigerante e rispettivamente dell'involucro del refrigerante. Gli involucri secondo l'invenzione del refrigerante possono essere realizzati, in questo modo, a costi molto vantaggiosi dal punto di vista della tècnica di colata.

Per la presente invenzione è particolarmente vantaggioso il fatto che l'entrata del refrigerante della prima e della seconda camera del vano del refrigerante presenta alméno una valvola esterna relativa. Per mezzo della valvola, l'afflusso separato al vano del refrigerante può essere pilotato corrispondentemente alla potenza desiderata assorbita dal raffreddamento.

Per guanto riguarda la forma di realizzazione e la disposizione secondo l'invenzione è vantaggioso il fatto che l'altezza d'ingombro della prima camera del vano del refrigerante corrisponde, all'incirca, all'altezza d'ingombro del coperchio della camera di combustione.

Inoltre è vantaggioso il fatto che la seconda camera del vano del refrigerante è prevista in corrispondenza di un lato esterno della prima camera del vano del refrigerante e in corrispondenza del lato di scarico caldo. In questo modo, il lato di scarico esterno critico è alimentato con la seconda camera supplementare del refrigerante.

Inoltre è vantaggioso il fatto che l'involucro del refrigerante presenta elementi fluidoconduttori per refrigerante. Gli elementi fluidoconduttori consentono un andamento di flusso ottimale all'interno dell'involucro del refrigerante .

Inoltre è vantaggioso il fatto che la prima e la seconda camera del réfrigerante presentano una entrata comune oppure una entrata separata. A seconda del motore a combustione interna, l'afflusso ai singoli vani del refrigerante può avvenire singolarmente oppure in modo combinato, e il fatto che l'uscita della seconda camera del refrigerante scarica in modo mirato sul coperchio della camera di combustione in corrispondenza della parte centrale di detta camera di combustione.

Per limitare la complessità del sistema di raffreddamento secondo l'invenzione è vantaggioso che almeno due vani di refrigerante attigui presentino una entrata comune per refrigerante e una uscita comune per refrigerante.

Altri vantaggi e particolari dell'invenzione sono illustrati nelle rivendicazioni brevettuali e nella descrizione e sono rappresentati nelle figure. Nei disegni:

La figura 1 mostra una rappresentazione schematica del vano del refrigerante con le linee di contorno in vista laterale secondo la figura 2,

la figura 2 mostra una rappresentazione schematica del vano del refrigerante con le linee di contorno in vista dall'alto,

la figura 3 mostra una rappresentazione in sezione dell'involucro del refrigerante lungo la linea A-A secondo la figura l.

Nei disegni, nella figura 1 è indicato con 1 un vano per refrigerante per una testa cilindri non rappresentata nei disegni di un motore a combustione interna, ad esempio, a più cilindri, il quale è formato da una prima camera 2 e da una secondo camere 3 che sono parte di un involucro per refrigerante 7.

La prima camera 2 del refrigerante e la seconda camera 3 dello stesso presentano una entrata comune 4 per refrigerante . Nell'entrata 4 per refrigerante è prevista, immediatamente dopo l'ammissione nell'involucro 7 del refrigerante (Fig. 3) , una diramazione 15, attraverso la quale la prima camera 2 e la seconda camera 3 del refrigerante sono alimentate con refrigerante.

L'entrata 4 del refrigerante è realizzata a guisa di adduzione esterna, cioè essa è prevista esternamente all'involucro del refrigerante. In questo caso, il refrigerante non viene portato tramite un blocco base cilindri nel circuito di raffreddamento della testa cilindri ma tramite l'entrata esterna 4 del refrigerante sull'involucro del refrigerante e rispettivamente sulla testata cilindri (Fig. 2). Nei disegni, alle tubazioni di adduzione non rappresentate sono associate, valvole per refrigerante non rappresentate, mediante le quali si ottiene un comando semplice del flusso del refrigerante nei rispettivi cilindri.

La seconda camera 3 del refrigerante è equipaggiata con una costola 6 per refrigerante, la quale è realizzata come una uscita per refrigerante. La seconda camera 3 del refrigerante viene attraversata trasversalmente dal refrigerante, laddove il refrigerante defluisce, in corrispondenza di un'apertura 10 per una valvola di scarico, tramite la costola 6 della prima camera 2 del refrigerante. In questo modo, la zona critica della valvola di scarico e rispettivamente del canale di scarico per il gas di scarico e della camera di combustione viene raffreddata in modo preciso.

La seconda camera 3 del vano 1 del refrigerante è disposta sopra la prima camera del vano 1 del refrigerante in corrispondenza del lato di scarico, la seconda camera 3 del refrigerante non presenta, oltre alla costola 6 per refrigerante e all'entrata 4 dello stesso, nessun altro collegamento con la prima camera 2 del refrigerante.

Essa presenta l'apertura 10 per una valvola di scarico, in cui è disposta una valvola di scarico non rappresentata. L'apertura 10 viene bagnata dal flusso di refrigerante (Fig. 2).

La prima camera 2 del vano 1 del refrigerante presenta una uscita 5 eseguita come un canale per refrigerante. Essa viene attraversata longitudinalmente dal refrigerante, laddove in corrispondenza della parte centrale della camera di combustione sono previste diverse aperture 9, 10, il, 12, 13 per la fuoriuscita di gas di scarico, una valvola di scarico, candele di accensione, un iniettore e valvole di ammissione per aria alimentata a pressione, intorno a cui circola il refrigerante prima che questo defluisca attraverso l'uscita 5 del refrigerante.

L'uscita 5 del refrigerante è eseguita come una uscita esterna per refrigerante, cioè essa è prevista esternamente all'involucro 7 del refrigerante. Essa è in collegamento fluidodinamico con la pompa del refrigerante tramite tubazioni non rappresentate .

Oltre all'entrata 4 del refrigerante, la costola 6 della seconda camera 3 del refrigerante serve da ulteriore adduzione di refrigerante 4 per la prima camera relativa 2.

A due cilindri sono' associati, di volta in volta, due vani per refrigerante 1 come coppia di vani per refrigerante, laddove le coppie di vani per refrigerante sono disposte, per i diversi cilindri, una accanto all'altra nell'involucro 7 del refrigerante. Due vani per refrigerante 1 attigui di una coppia di vani per refrigerante sono collegati, di volta in volta, tramite l'entrata 4 e l'uscita 5 del refrigerante. Non si ha un collegamento continuo tra le coppie di refrigerante precedentemente descritte. In questo modo, ogni coppia di cilindri e rispettivamente ogni coppia di vani per refrigerante è raffreddata e rispettivamente pervasa separatamente.

La figura 1 mostra anche che la prima camera 2 e la seconda camera 3 del vano 1 del refrigerante sono disposte in modo separato l'una dall'altra e soltanto l'entrata comune 4 del refrigerante e la costala 6 dello stesso collega le due camere del refrigerante .

La figura 2 mostra il vano 1 del refrigerante con le diverse aperture 9, li, 12, 13 per la fuoriuscita dei gas di scarico, le candele di accensione, l'iniettore e le valvole di ammissione per l'aria alimentata a pressione.

La figura 3 mostra l'involucro 7 del refrigerante con pareti 17, con una flangia di ammissione 19 e un copricatena 18 nella vista dall'alto secondo la figura 2.

Mentre nelle figure 1 e 2 è rappresentato soltanto il vano 1 del refrigerante, la figura 3 mostra l'involucro del refrigerante in sezione, laddove le pareti 17 dell'involucro 7 del refrigerante formano il vano 1 del refrigerante.

In questa rappresentazione, la prima camera 2 del refrigerante (Fig. 2) è sezionata lungo la linea A-A. L'entrata 4 del refrigerante alimenta i due vani 1 del refrigerante di entrambi i cilindri. Attraverso l'uscita 5 del refrigerante, il refrigerante della prima e della seconda camera 2, 3 defluisce verso i due vani 1 del refrigerante e rispettivamente verso le coppie di vani del refrigerante. Sono previsti canali di scarico 9' per i gas di scarico, canali di ammissione 13' per l'aria alimentata a pressione nonché alloggiamenti il', 12' per le candele di accensione e l'iniettore into a cui circola il refriger

Claims

RIVENDICAZIONI '1. Involucro per refrigerante (7) per la testata cilindri di un motore a combustione interna con almeno un vano per refrigerante (1) associato di volta in volta ad una camera di combustione, il quale presenta almeno una entrata (4) per refrigerante e almeno una uscita (5) per refrigerante, caratterizzato dal fatto che il vano (1) del refrigerante presenta almeno una prima camera (2) per refrigerante e almeno una seconda camera (3) per refrigerante separata dalla prima.
2. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'uscita (5) della camera (3) del refrigerante è collegata in modo fluidodinamico con la prima camera (2) del refrigerante .
3. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che l'entrata (4) del refrigerante della seconda camera (3) del vano (1) del refrigerante è prevista esternamente all'involucro (7) del refrigerante e l'uscita (5) del refrigerante è prevista nell'involucro relativo (7) in corrispondenza della parte centrale della camera di combustione . .
4. Vano per rafrigèrante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'uscita (5) della seconda camera (3) del refrigerante è realizzata come una costola per refrigerante (6) ed è disposta in corrispondenza di un'apertura (10) per una valvola di scarico.
5. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'entrata (4) nonché l'uscita (5) della prima camera (2) del vano (1) del refrigerante sono previste esternamente all'involucro (7) del refrigerante.
6. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'entrata (4) del refrigerante è collegata in modo fluidodinamico con la prima camera (2) e la seconda camera (3) del refrigerante.
7. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'entrata (4) della prima camera (2) e della seconda camera (3) del vano (1) del refrigerante presenta almeno una valvola di refrigerante esterna. -
8. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'altezza d'ingombro della prima camera (2) del vano (1) del refrigerante corrisponde, all'incirca, all'altezza d'ingombro del coperchio della camera di combustione.
9. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la seconda camera (3) del vano (1) del refrigerante è prevista in corrispondenza di un lato esterno (16) della prima camera (2) del vano (1) del refrigerante e in corrispondenza del lato di scarico caldo.
10. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'involucro (7) del refrigerante presenta elementi fluidoconduttori (8) per refrigerante.
11. Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la prima camera per refrigerante (2) e la seconda camera per refrigerante (3) presentano una entrata comune oppure ima camera separata (4) per refrigerante. '
12. Vano per refrigerante (l) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno due vani attigui per refrigerante (l) presentano una entrata comune (4) per refrigerante e una uscita comune (5) per refrigerante.
13 . Vano per refrigerante (1) per motore a combustione interna secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato 'dal fatto che l'uscita (5) della seconda camera (3) del refrigerante scarica in modo mirato sul coperchio della camera di combustione in corrispondenza della parte centrale di detta camera di combustione.