ITRM20130103A1 - Sistema di aspirazione dell'aria e di ricircolo dei gas di scarico per un motore diesel - Google Patents

Description

“Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico per un motore dieselâ€

DESCRIZIONE

[0001] La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei motori diesel provvisti di un sistema di ricircolo dei gas di scarico, e più in particolare riguarda un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico per un motore diesel come definito nel preambolo della rivendicazione 1.

[0002] Il ricircolo dei gas di scarico EGR (Exhaust Gas Recirculation) à ̈ uno dei sistemi utilizzati sui motori, in modo particolare nei motori diesel, per contenere le emissioni di Ossidi di Azoto (NOx) dovute all’ossidazione dell’azoto atmosferico per effetto delle alte temperature e pressioni presenti all’interno della camera di combustione durante il funzionamento.

[0003] L’introduzione di quantità prestabilite di gas di scarico (che possono considerarsi inerti) sortisce infatti un duplice effetto: ritarda la combustione (e di conseguenza riduce la temperatura e la pressione massima all’interno del cilindro) e riduce la quantità di ossigeno eccedente quella stechiometrica consentendo di ottenere consistenti riduzioni delle quantità di NOx emesse.

[0004] Tipicamente per regolare la quantità di gas di scarico da ricircolare, à ̈ noto prevedere nel sistema di ricircolo dei gas di scarico una valvola solitamente elettromeccanica, cosiddetta valvola EGR, che variando la sezione di passaggio del condotto di ricircolo dei gas di scarico regola la quantità di gas di scarico ricircolata. L’attuazione della valvola EGR à ̈ tipicamente governata dalla centralina elettronica di controllo motore in base a degli specifici algoritmi di funzionamento.

[0005] A causa delle sempre più stringenti normative antiinquinamento vi à ̈ in generale l’esigenza di aumentare il più possibile la quantità di gas di scarico ricircolata tramite il sistema di ricircolo dei gas di scarico. Ciò ha comportato in particolare una sempre maggiore complessità dei motori e dei sistemi di ricircolo dei gas di scarico.

[0006] A questo proposito un primo accorgimento della tecnica nota per aumentare la quantità in massa dei gas di scarico ricircolati, consiste nell’impiegare uno scambiatore di calore aria-acqua sul ramo EGR tra ramo caldo (scarico) e ramo freddo (aspirazione), il quale à ̈ adatto a raffreddare il gas di scarico prima che la quantità di gas di scarico da ricircolare venga alimentata al sistema di aspirazione del motore.

[0007] Un secondo accorgimento della tecnica nota per aumentare la quantità di gas di scarico ricircolata, consiste tipicamente nel prevedere, in aggiunta allo scambiatore di calore succitato, una valvola a farfalla a controllo elettronico che può essere disposta o nel sistema di scarico, per regolare la contropressione allo scarico del motore, o nel sistema di aspirazione, per regolare la depressione all’aspirazione del motore.

[0008] L’impiego della suddetta valvola a farfalla presenta tuttavia alcuni inconvenienti. In primo luogo l’impiego della valvola a farfalla implica infatti un maggior costo ed una maggiore complessità del sistema di ricircolo dei gas discarico, in quanto richiede ad esempio una risorsa dedicata HW (driver) all’interno della centralina necessaria al suo comando e un modulo SW dedicato all’attuazione e alla diagnosi dell’attuatore della valvola a farfalla stessa, inclusa la strategia di †fault reaction†. Inoltre, il malfunzionamento della valvola potrebbe pregiudicare la corretta quantità di gas ricircolato richiesta e di conseguenza portare al mancato rispetto dei limiti imposti in relazione alle emissioni di Ossidi di Azoto o, nel caso peggiore, allo spegnimento del motore. Essendo la valvola a farfalla un attuatore elettromeccanico, questa può infatti soffrire di problemi sia elettrici (disconnessione fili, errata tensione di alimentazione, problemi sul sensore di posizione, problemi sul motore elettrico, ecc.) sia meccanici (usura, grippaggio, impuntamenti, ecc.).

[0009] Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di aspirazione e ricircolo dei gas di scarico per un motore diesel che sia in grado di ovviare o di ridurre almeno in parte gli inconvenienti sopra discussi con riferimento alla tecnica nota.

[0010] Secondo un altro aspetto dell’invenzione uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un sistema di aspirazione e ricircolo dei gas di scarico per un motore diesel che sia di tipo più semplice rispetto ai sistemi della tecnica nota sopra discussi e che al contempo presenti prestazioni generali in relazione alle emissioni di Ossidi di Azoto ed ai consumi di combustibile che siano sostanzialmente inalterate o comunque comparabili con le prestazioni dei suddetti sistemi noti.

[0011] Tale scopo à ̈ raggiunto mediante un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico per un motore diesel come definito e caratterizzato nell’annessa rivendicazione 1 nella sua forma più generale e nelle rivendicazioni dipendenti in alcune forme di esecuzione particolari.

[0012] Formano oggetto della presente invenzione anche un motore diesel ed un veicolo a motore come definiti rispettivamente nelle annesse rivendicazioni 15 e 16.

[0013] L’invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di esecuzione, fatte a titolo esemplificativo e pertanto in nessun modo limitativo in relazione agli uniti disegni, in cui:

- la Fig. 1 à ̈ una vista piana in cui à ̈ mostrata una rappresentazione schematica parziale e di alto livello di un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico in accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita, detto sistema essendo rappresentato accoppiato ad un cilindro e ad un collettore di scarico di un motore diesel;

- la Fig. 2 mostra un grafico rappresentativo del funzionamento di un dispositivo di regolazione del sistema di Fig. 1 in funzione di alcuni parametri di funzionamento del motore;

- la Fig. 3 à ̈ una vista prospettica in cui à ̈ mostrato un motore diesel in accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita in cui à ̈ implementato il sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico di Fig. 1;

- la Fig. 4 à ̈ una vista prospettica parziale in cui à ̈ mostrato un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico in accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita che à ̈ fornito nel motore diesel di Fig. 3;

- la Fig. 5 Ã ̈ una vista prospettica in cui sono mostrati alcuni componenti del sistema di Fig. 4 e in cui alcuni elementi sono rappresentati in sezione; e

- la Fig. 6 Ã ̈ una vista piana frontale di un elemento di Fig. 4; e

- la Fig. 7 à ̈ una vista in sezione dell’elemento di Fig. 6.

[0014] Nelle figure elementi uguali o simili saranno indicati con gli stessi riferimento numerici.

[0015] In Fig. 1 à ̈ mostrata una rappresentazione schematica di alto livello in cui à ̈ rappresentato parzialmente un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico per un motore diesel in accordo ad una forma di realizzazione attualmente preferita. Tale sistema à ̈ stato indicato in Fig. 1 con i riferimenti 1, 2. Il sistema 1, 2 comprende un sistema di aspirazione 1 ed un sistema di ricircolo dei gas di scarico 2 o sistema EGR (Exhaust Gas Recirculation) 2. Il sistema di aspirazione 1 comprende un condotto di aspirazione 3, 4 fornito per convogliare aria aspirata dall’atmosfera ad almeno un cilindro 5 del suddetto motore diesel. Il condotto di aspirazione include un collettore di aspirazione 3 ed una linea di aspirazione 4 raccordata a detto collettore di aspirazione 3. In particolare la linea di aspirazione 4 à ̈ disposta a monte del collettore di aspirazione 3. La linea di aspirazione 4 à ̈ parzialmente rappresentata in Fig. 1 in quanto gli altri elementi di una linea di aspirazione di un motore diesel, nonché del sistema di aspirazione di un tale motore, quali ad esempio il filtro dell’aria o il cosiddetto “snorkel†, vale a dire il tubo di raccordo che serve ad aspirare l’aria da zone più riparate, sono ampiamente noti alla persona esperta del settore. Il sistema di ricircolo dei gas di scarico 2 à ̈ fornito per reintrodurre nel condotto di aspirazione 3, 4 una parte dei gas di scarico proveniente da un condotto di scarico 6 del suddetto motore. Il condotto di scarico 6 à ̈ parzialmente rappresentato in Fig. 1 in quanto gli altri elementi di un condotto di scarico di un motore diesel sono ampiamente noti alla persona esperta del settore. In particolare in Fig.1 à ̈ rappresentato solamente il collettore di scarico 7 del condotto di scarico 6. Il sistema di ricircolo 2 comprende un condotto di ricircolo dei gas di scarico 8, 9, 10 che à ̈ munito di una porta di uscita 11 per la suddetta parte di gas di scarico da ricircolare. Come si può osservare in Fig. 1, la porta di uscita 11 à ̈ adatta a comunicare con il condotto di aspirazione.

[0016] In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il sistema di ricircolo 2 comprende un dispositivo di regolazione del flusso dei gas di scarico 12, o valvola 12, che à ̈ fornito lungo il condotto di ricircolo 8, 9, 10 per regolare la suddetta parte o quantità di gas di scarico da reintrodurre nel condotto di aspirazione 3, 4. Preferibilmente, il dispositivo di regolazione 12 comprende una valvola EGR 12. In accordo ad una forma di realizzazione preferita il condotto di ricircolo 8, 9, 10 à ̈ operativamente interposto fra il collettore di scarico 7 ed il collettore di aspirazione 3. Come si può osservare in Fig. 1, in accordo ad una forma di realizzazione preferita il condotto di ricircolo 8, 9, 10 comprende un tratto iniziale 8 provvisto di una porta di ingresso 13 per i gas di scarico da ricircolare comunicante con il collettore di scarico 7, un tratto intermedio 9 ed un tratto terminale 10 includente la suddetta porta di uscita 11. Fra i tratti 8 e 9, in modo per sé noto à ̈ preferibilmente fornito uno scambiatore di calore 14 avente la funzione di raffreddare i gas di scarico da reintrodurre nel collettore di aspirazione 3. La valvola 12 à ̈ invece interposta fra i tratti 9 e 10 del condotto di ricircolo. In accordo ad una forma di realizzazione preferita, la valvola 12 à ̈ operativamente connessa ad una centralina di comando (non rappresentata), preferibilmente la centralina di comando del motore diesel, la quale à ̈ prevista per comandare la valvola 12. Nell’esempio di Fig. 1, la centralina di comando à ̈ adatta a comandare il movimento di un organo otturatore 15 in modo da regolare il grado di chiusura/apertura della sezione di uscita 16 del tratto 9 del condotto di ricircolo. In Fig. 1 la valvola 12 à ̈ rappresentata in una configurazione di valvola completamente chiusa in cui il flusso di gas di scarico da ricircolare reintrodotto nel condotto di aspirazione à ̈ nullo. Quando l’otturatore 15 libera completamente la sezione 16 (muovendosi verso destra nell’esempio di Fig. 1), la valvola 12 assume una configurazione di valvola completamente aperta in cui il flusso di gas di scarico da ricircolare reintrodotto nel condotto di aspirazione à ̈ massimo. Con riferimento alla Fig. 2 à ̈ mostrato un grafico rappresentativo di un esempio di funzionamento preferito della valvola 12 in funzione di alcuni parametri di funzionamento del motore. In particolare i numeri da 0 a 100 indicati in ordinate rappresentano in percentuale il grado di apertura della valvola 12. In particolare, con riferimento alla Fig. 1, tale grado di apertura à ̈ inteso come rapporto fra l’area della sezione 16 non ostruita dall’otturatore 15 e l’intera area della sezione 16. In pratica, ritornando alla Fig. 2, il valore 0 delle ordinate corrisponde alla configurazione di valvola completamente chiusa mentre il valore 100 delle ordinate corrisponde alla configurazione di valvola completamente aperta. I numeri da 600 a 4000 indicati nelle ascisse del grafico di Fig. 2, rappresentano i giri dell’albero motore espressi in giri al minuto (giri/min). I numeri da 0 a 24 indicati nelle ascisse del grafico di Fig.2, rappresentano la quantità di carburante iniettata nel cilindro espressa in mm<3>per ciascun colpo e per ciascun cilindro del motore (mm<3>/colpo/cilindro). Dal grafico di Fig. 2, si può osservare che in accordo ad una forma di realizzazione particolarmente preferita la centralina di comando à ̈ impostata o programmata per comandare la valvola 12 in modo da mantenere la valvola nella configurazione di valvola completamente aperta o in una configurazione di valvola sostanzialmente completamente aperta (intendendo per “valvola sostanzialmente completamente aperta†una valvola con un grado di apertura generalmente compreso fra l’80% ed il 100%, e più preferibilmente compreso fra il 90% ed il 100%, in cui il flusso dei gas di scarico à ̈ sostanzialmente massimo) in un intervallo di giri dell’albero motore compreso fra circa 600 giri/min e circa 1100 giri/min con una quantità di carburante iniettata compresa fra 2 mm<3>/colpo/cilindro e circa 20 mm<3>/colpo/cilindro. In accordo ad una forma di realizzazione preferita più generale, la centralina di comando à ̈ impostata o programmata per comandare la valvola 12 in modo da mantenere la valvola nella configurazione di valvola completamente aperta o completamente sostanzialmente aperta in un intervallo di giri dell’albero motore compreso fra circa 600 giri/min e circa 1500 giri/min e con un quantità di carburante iniettato compresa fra 1 mm<3>/colpo/cilindro e circa 24 mm<3>/colpo/cilindro.

[0017] Sempre dal grafico di Fig. 2, si può osservare che in accordo ad una forma di realizzazione particolarmente preferita la centralina di comando à ̈ impostata o programmata per comandare la valvola 12 in modo da mantenere la valvola nella configurazione di valvola completamente aperta o sostanzialmente completamente aperta in un intervallo di giri dell’albero motore compreso fra circa 600 giri/min e circa 3600 giri/min con una quantità di carburante iniettata compresa fra 3 mm<3>/colpo/cilindro e 6 mm<3>/colpo/cilindro. In accordo ad una forma di realizzazione preferita più generale, la centralina di comando à ̈ impostata o programmata per comandare la valvola 12 in modo da mantenere la valvola nella configurazione di valvola completamente aperta in un intervallo di giri dell’albero motore compreso fra circa 600 giri/min e circa 3600 giri/min con una quantità di carburante iniettato compresa fra 1 mm<3>/colpo/cilindro circa 12 mm<3>/colpo/cilindro.

[0018] Il modo di operare la valvola 12 sopra descritto ad esempio con riferimento alla Fig. 2 consente vantaggiosamente di ridurre al minimo, rispetto ai sistemi della tecnica nota sopra discussi in cui la valvola non rimane completamente aperta negli intervalli di funzionamento del motore sopra indicati con riferimento alla valvola 12, gli effetti transitori dovuti all’inerzia del sistema di regolazione con gli effetti positivi di una maggiore reintroduzione di gas ricircolati ed una conseguente maggiore riduzione delle emissioni inquinanti.

[0019] Facendo nuovamente riferimento alla Fig. 1, il collettore di aspirazione 3 comprende una sezione di ingresso 17 (sezione A-A) per consentire l’ingresso nel collettore di aspirazione dell’aria proveniente dalla linea di aspirazione 4. Inoltre il condotto di aspirazione 3, 4 comprende una sezione di condotto 18 che à ̈ situata a monte o al limite in corrispondenza della porta di uscita 11 dei gas di scarico da ricircolare. La sezione di ingresso 17 ha una prima area di passaggio di fluido e la sezione di condotto 18 ha una seconda area di passaggio di fluido. Convenientemente la seconda area di passaggio di fluido à ̈ un’area invariante e ridotta rispetto alla prima area di passaggio di fluido. In altre parole il valore numerico della seconda area di passaggio di fluido à ̈ minore del valore numerico della prima area di passaggio di fluido. A tal proposito si osservi che con l’espressione “area invariante†si intende un’area avente delle dimensioni e una geometria prestabilite ed invarianti nel tempo e che in particolare non à ̈ associata ad alcun un dispositivo adatto a modificare selettivamente tale area, quale ad esempio e non limitativamente una valvola a farfalla. Si osservi inoltre che le espressioni “a monte†e “a valle†impiegate per descrivere elementi di un condotto si intendono riferiti al verso prevalente del flusso di fluido nel condotto in questione. Ad esempio, con riferimento alla Fig. 1, le espressioni “a monte†e “a valle†sono riferite rispettivamente al verso del flusso dell’aria aspirata indicato dalla feccia A1 nel caso del condotto di aspirazione 3, 4, al verso del flusso dei gas di scarico indicato dalla freccia B1 nel caso del condotto di scarico 7, e al verso del flusso dei gas di scarico da ricircolare indicato dalla freccia C1 nel caso del condotto di ricircolo 8, 9, 10. Si osservi ancora che nella presente descrizione il termine “sezione†riferito ad un condotto à ̈ normalmente impiegato per indicare una sezione di passaggio di un fluido che à ̈ disposta trasversalmente e più in particolare ortogonalmente rispetto all’asse longitudinale del condotto o rispetto al verso prevalente del flusso di fluido nel condotto.

[0020] Sempre con riferimento alla Fig. 1 si osservi che sebbene in tale figura la sezione di condotto 18 sia situata in prossimità della sezione di ingresso 17 del collettore di aspirazione, in generale la sezione di condotto 18 può essere situata in una parte qualsiasi del condotto di aspirazione purché sia situata a monte della porta di uscita 11 dei gas di scarico da ricircolare. Ad esempio in accordo ad una forma di realizzazione la sezione di condotto 18 può essere situata nella linea di aspirazione 4 in una parte di tale linea situata più a monte rispetto alla rappresentazione di Fig. 1. In tal caso la porta di uscita 11 per i gas di scarico da ricircolare può anch’essa essere disposta sulla linea di aspirazione 4, anziché sul collettore di aspirazione 3, purché la sezione di condotto 18 sia sempre situata a monte della porta di uscita 11 o al limite in corrispondenza della porta di uscita 11. Alternativamente la sezione di condotto 18 può essere situata nel collettore di aspirazione 3 a valle della sezione di ingresso 17 (ma a monte della porta di uscita 11). In generale, la sezione di condotto 18 può anche essere situata in modo da essere esattamente adiacente alla sezione di ingresso 17 del collettore di aspirazione.

[0021] Sempre con riferimento alla Fig. 1, in accordo ad una forma di realizzazione preferita la sezione di condotto 18 à ̈ situata in una porzione di ingresso 19 del collettore di aspirazione 3 oppure in una porzione di uscita 20 della linea di aspirazione 4. La porzione di ingresso 19 comprende la sezione di ingresso 17. La porzione di uscita 20 à ̈ connessa, preferibilmente in modo amovibile, alla porzione di ingresso 19. Alternativamente la porzione di uscita 20 può anche essere connessa in modo non amovibile alla sezione di ingresso 19, ad esempio saldando fra loro le porzioni 19 e 20. La porzione di ingresso 19 corrisponde in generale ad una porzione del collettore di aspirazione che à ̈ compresa fra la sezione di ingresso 17 e la porta di uscita 11 de gas di scarico da ricircolare. In accordo ad una forma di realizzazione preferita la porzione di ingresso 19 ha una lunghezza, misurata lungo l’asse del condotto di aspirazione, che à ̈ compresa fra qualche millimetro e poco più di dieci centimetri, ad esempio compresa fra circa 2-3 mm e circa 14 cm. La porzione di uscita 20 à ̈ una porzione di estremità della linea di aspirazione 4. In accordo ad una forma di realizzazione preferita, la porzione di uscita ha una lunghezza, misurata lungo l’asse del condotto di aspirazione, che à ̈ compresa fra 0 mm e circa 400mm, e più preferibilmente compresa fra 0 e 200mm.

[0022] Facendo ora riferimento alla Fig. 3, in tale figura à ̈ mostrato un motore diesel in accordo ad una forma di realizzazione preferita che à ̈ stato generalmente indicato con il riferimento 30. Nel motore 30 à ̈ implementato il sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico 1, 2 schematizzato in Fig. 1. Il motore 30 à ̈ preferibilmente un motore diesel aspirato, e più preferibilmente un motore diesel aspirato con sistema cosiddetto “common rail†. Nell’esempio il motore 30 à ̈ un motore bicilindrico. Tuttavia à ̈ chiaro che gli insegnamenti della presente descrizione possono essere applicati ad un motore avente un qualsivoglia numero di cilindri. In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il motore 30 ha una cilindrata di circa 1000 centimetri cubi ed una potenza nominale compresa fra circa 15 kW e circa 19,5 kW ad una velocità di rotazione dell’albero motore pari a 3600 giri/min. Preferibilmente il motore 30 à ̈ adatto ad essere installato su un veicolo a motore quale ad esempio un veicolo da trasporto leggero avente ad esempio una portata massima di 1.5 tonnellate quali ad esempio un veicolo venduto veicoli da trasporto leggero con una portata massima di 1.5 tonnellate.

[0023] Sempre con riferimento alla Fig. 3 si possono osservare il collettore di scarico 7, i tratti 8 e 9 del condotto di ricircolo dei gas di scarico fra i quali à ̈ interposto lo scambiatore di calore 14, la valvola di regolazione 12 ed un organo 31 appartenente alla porzione di uscita 20 della linea di aspirazione 4.

[0024] Con riferimento alla Fig. 4 à ̈ parzialmente mostrato il sistema 1, 2 del motore 30. In tale figura, oltre agli elementi 7, 8, 9, 12, 14 e 31 sopra discussi, à ̈ mostrato il collettore di aspirazione 3. In particolare, in Fig. 4 sono mostrate due sezioni di uscita 32, 33 del collettore di aspirazione 3 fornite per consentire l’ingresso, ciascuna in un rispettivo cilindro del motore 30, di una miscela di aria e gas di scarico ricircolati.

[0025] In Fig. 5 à ̈ mostrata una parte del sistema 1, 2 di Fig. 4 rappresentata parzialmente in sezione. In particolare in Fig.5 sono mostrati il collettore 3, la valvola 12 e il tratto 10 del condotto di ricircolo dei gas di scarico. Inoltre, in Fig. 5 sono mostrati in sezione sia una parte 31, 34 del condotto di aspirazione 4 sia una parte del collettore di aspirazione 3 in corrispondenza della sezione di ingresso 17. Nell’esempio la parte 31, 34 fa parte della porzione di uscita 20 della linea di aspirazione 4.

[0026] Sempre con riferimento alla Fig. 5, in accordo ad una forma di realizzazione conveniente il condotto di aspirazione comprende un organo di strozzatura 34, o diaframma 34. Il diaframma 34 à ̈ provvisto di un orifizio 35 che definisce una strozzatura del condotto di aspirazione 3, 4. L’orifizio 35 definisce la seconda area di passaggio di fluido della sezione di condotto 18. In pratica il diaframma 34 à ̈ fornito per determinare un’ incremento (rispetto al caso in cui il diaframma non fosse presente nel condotto di aspirazione) della caduta di pressione prestabilito nel condotto di aspirazione, in generale a monte della porta di uscita 11 per i gas di scarico da ricircolare, in modo da determinare un incremento della depressione prestabilito nel condotto di aspirazione, e più preferibilmente nel collettore di aspirazione 3, atta ad incrementare il flusso dei gas di scarico da ricircolare nel condotto di aspirazione. L’incremento suddetto viene quindi raggiunto aumentando la differenza di pressione tra la porta di uscita 11 e la porta d’ingresso 13 del condotto di ricircolo 8,9,10.

[0027] In Fig. 5 la sezione di condotto 18 à ̈ convenientemente disposto sostanzialmente adiacente alla sezione di ingresso 17 del collettore di aspirazione. In generale il diaframma 34 può essere tuttavia disposto in modo tale che la sezione di condotto 18 sia situata ad una distanza dalla sezione di uscita 32 del collettore di aspirazione (Fig.1 e Fig.4) che à ̈ preferibilmente compresa fra 110mm e 540mm. Si osservi che tale distanza à ̈ misurata lungo l’asse del condotto di aspirazione. Si osservi inoltre che la sezione di uscita 32 à ̈ la sezione di uscita del collettore di aspirazione 3 associata al cilindro del motore 30 che à ̈ più vicino alla sezione di condotto 18. Si osservi che in tale intervallo di distanze della sezione di condotto 18 rispetto alla sezione di uscita 32, à ̈ convenientemente possibile trovare un compromesso ottimale fra l’avere una buona omogeneità della miscela di aria aspirata e gas di scarico ricircolati (540mm) ed avere un volume minimo sufficiente a garantire un opportuno smorzamento delle onde di pressione causate dal ciclo di funzionamento del motore tra la sezione di condotto 18 e la valvola di aspirazione 36 (110mm) (Fig. 1).

[0028] Sempre con riferimento alla Fig. 5, in accordo ad una forma di realizzazione preferita il diaframma 34 à ̈ accoppiato, ad esempio saldato, ad un’estremità del suddetto organo 31. L’organo 31 à ̈ preferibilmente un tubo di adattamento 31 sul quale à ̈ destinato ad essere calzato un tubo flessibile (non rappresentato) della linea di aspirazione, ad esempio un tubo flessibile in gomma, che à ̈ preferibilmente connesso al filtro dell’aria del motore 30. Come si può osservare in Fig.5 il tubo di adattamento 31 comprende un tratto a sezione costante a monte del diaframma 34.

[0029] Nelle Figure 6 e 7, sono mostrate rispettivamente una vista frontale ed una vista in sezione trasversale del diaframma 34. Con riferimento a tali figure, in accordo ad una forma di realizzazione preferita l’orifizio 35 comprende un tratto di orifizio a sezione costante 37 ed un tratto di orifizio a sezione crescente da monte verso valle 38.

[0030] In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il tratto di orifizio 38 a sezione crescente ha una sezione di estremità di area massima 39 ed il rapporto in percentuale fra detta area massima e l’area di una sezione di detto tratto di orifizio 37 a sezione costante à ̈ compreso fra il 125% e il 130%.

[0031] In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il tratto a sezione costante 37 à ̈ un tratto cilindrico ed il tratto a sezione crescente 38 à ̈ un tratto troncoconico. Nell’esempio il tratto cilindrico 37 ha un diametro nominale di 31mm mentre la sezione di area massima 39 ha un diametro nominale di 35mm.

[0032] In accordo ad una forma di realizzazione preferita, il rapporto in percentuale fra l’area della sezione del tratto a sezione costante 37 dell’orifizio e l’area della sezione del tratto a sezione costante del tubo di adattamento 31 à ̈ preferibilmente compreso fra il 25% ed il 45% e più preferibilmente compreso tra il 30% ed il 35%. Si osservi che in generale il suddetto orifizio 35 ha preferibilmente una sezione di forma circolare. Tuttavia tale sezione può essere in generale anche di altre forme, per esempio ellittica, al limite quadrata. Inoltre tale sezione può essere anche asimmetrica o decentrata rispetto all’asse del condotto di aspirazione, purchà ̈ rimangano preferibilmente i rapporti fra le aree sopra menzionati.

[0033] In base a quanto sopra descritto, à ̈ possibile dunque comprendere come un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico secondo la presente descrizione sia tale da risolvere gli inconvenienti sopra citati con riferimento alla tecnica nota.

[0034] Grazie al fatto di prevedere nel condotto di aspirazione una sezione di condotto che à ̈ situata a monte della porta di immissione dei gas di scarico da ricircolare e che presenta un’area di passaggio di fluido che à ̈ fissata ed invariante nel tempo ed à ̈ ridotta rispetto alla area di passaggio di fluido della sezione di ingresso del collettore di aspirazione, à ̈ infatti possibile fare a meno della valvola a farfalla nel condotto di aspirazione ottenendo un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico molto più semplice rispetto ai sistemi della tecnica nota con valvola a farfalla sopra discussi.

[0035] E’ evidente che possono essere apportate modifiche e/o varianti a quanto sopra descritto ed illustrato a titolo di esempio.

[0036] Ad esempio si osservi che in un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico secondo la presente descrizione non à ̈ strettamente necessario prevedere il diaframma 34. In particolare, in accordo ad una forma di realizzazione non illustrata nelle figure, al posto del diaframma 34 può essere prevista una porzione della linea di aspirazione a sezione costante avente un’area di passaggio di fluido ridotta rispetto all’area di passaggio di fluido della sezione di ingresso del collettore di aspirazione. In pratica, con riferimento alla Fig. 1, si potrebbe rimuovere il diaframma e ridurre la sezione della porzione di uscita 20 rispetto alla sezione di ingresso del collettore di aspirazione 3. In tal caso si avrebbe quindi una caduta di pressione distribuita nel condotto di aspirazione anziché una caduta di pressione concentrata come nel caso del diaframma.

[0037] In accordo ad una forma di realizzazione alternativa, in luogo del suddetto diaframma potrebbe anche essere impiegata una porzione “a tubo di venturi†del condotto di aspirazione purchà ̈ la porta di uscita 11 sia posizionata in corrispondenza della sezione di condotto 18 del suddetto tubo di Venturi.

[0038] Fermo restando il principio dell’invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) per un motore diesel (30) comprendente: - un condotto di aspirazione (3, 4) fornito per convogliare aria aspirata dall’atmosfera ad almeno un cilindro (5) di detto motore (30), il condotto di aspirazione (3, 4) includendo un collettore di aspirazione (3) ed una linea di aspirazione (4) raccordata al collettore di aspirazione (3) che à ̈ disposta a monte di detto collettore (3); e - un sistema di ricircolo dei gas di scarico (2) fornito per reintrodurre nel condotto di aspirazione (3, 4) una parte dei gas di scarico proveniente da un condotto di scarico (6) di detto motore (30), detto sistema di ricircolo (2) comprendendo un condotto di ricircolo dei gas di scarico (8, 9, 10) munito di una porta d’uscita (11) per detta parte di gas di scarico che à ̈ adatta a comunicare con il condotto di aspirazione (3, 4); in cui il collettore di aspirazione (3) comprende una sezione di ingresso (17), avente una prima area di passaggio di fluido, per consentire l’ingresso nel collettore di aspirazione (3) dell’aria proveniente dalla linea di aspirazione (4), e in cui il condotto di aspirazione (3, 4) comprende una sezione di condotto (18), avente una seconda area di passaggio di fluido, che à ̈ situata a monte o in corrispondenza di detta porta di uscita (11), caratterizzato dal fatto che la seconda area di passaggio di fluido à ̈ un’area invariante e ridotta rispetto alla prima area di passaggio di fluido.
2. 2. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 1, in cui il motore diesel (30) à ̈ un motore diesel aspirato (30).
3. 3. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il collettore di aspirazione (3) comprende una porzione di ingresso (19) comprendente detta sezione di ingresso (17) e in cui la linea di aspirazione (4) comprende una porzione di uscita (20) che à ̈ connessa alla porzione di ingresso (19) del collettore di aspirazione (3), detta sezione di condotto (18) essendo situata nella porzione di ingresso (19) del collettore di aspirazione (3) o nella porzione di uscita (20) della linea di aspirazione (4).
4. 4. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 3, in cui detta sezione di condotto (18) à ̈ sostanzialmente adiacente o esattamente adiacente alla sezione di ingresso (17) del collettore di aspirazione (3).
5. 5. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il collettore di aspirazione (3) comprende una sezione di uscita (32) fornita per consentire l’ingresso di una miscela di aria e di gas di scarico ricircolati in detto cilindro (5), e in cui detta sezione di condotto (18) à ̈ situata ad una distanza dalla sezione di uscita (32) del collettore di aspirazione che à ̈ compresa fra 110mm e 540mm.
6. 6. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto condotto di aspirazione (3, 4) comprende un diaframma (34) provvisto di un orifizio (35) che definisce una strozzatura del condotto di aspirazione (3, 4), detto orifizio (35) definendo la seconda area di passaggio di fluido.
7. 7. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 6, in cui detto orifizio (35) comprende un tratto di orifizio (37) a sezione costante ed un tratto di orifizio (38) a sezione crescente da monte verso valle.
8. 8. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 7, in cui detto tratto di orifizio (38) a sezione crescente ha una sezione di estremità (39) di area massima ed in cui il rapporto in percentuale fra detta area massima e l’area di una sezione di detto tratto di orifizio (37) a sezione costante à ̈ compreso fra il 125% e il 130%.
9. 9. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui il tratto a sezione costante (37) à ̈ un tratto cilindrico ed il tratto a sezione crescente (38) à ̈ un tratto tronco-conico.
10. 10. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 7 in quanto dipendente dalla rivendicazione 3, in cui detta porzione di uscita (20) della linea di aspirazione (3, 4) comprende un tratto a sezione costante a monte di detto diaframma (34), e in cui il rapporto in percentuale fra l’area della sezione del tratto a sezione costante (37) di detto orifizio (35) e l’area della sezione del tratto a sezione costante di detta porzione di uscita (20) à ̈ compreso fra il 25% ed il 45%.
11. 11. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 10, in cui detta porzione di uscita (20) comprende un tubo di adattamento (31) e in cui detto diaframma (34) à ̈ accoppiato ad un’estremità del tubo di adattamento (31).
12. 12. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di ricircolo dei gas di scarico (2) comprende un dispositivo di regolazione (12) fornito lungo detto condotto di ricircolo (8, 9, 10) per regolare il flusso di detta parte di gas di scarico da reintrodurre nel condotto di aspirazione (3, 4).
13. 13. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo la rivendicazione 12, in cui detto dispositivo di regolazione (12) à ̈ una valvola di regolazione (12) e in cui detto sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) comprende una centralina di comando operativamente connessa alla valvola di regolazione (12) per comandare detta valvola (12), la valvola di regolazione (12) essendo adatta ad assumere una configurazione di valvola completamente aperta o di valvola sostanzialmente completamente aperta in cui il flusso di gas di scarico da ricircolare reintrodotto nel condotto di aspirazione à ̈ massimo o sostanzialmente massimo, la centralina di comando essendo impostata o programmata per comandare la valvola di regolazione (12) in modo da mantenere tale valvola (12) nella configurazione di valvola completamente aperta o di valvola sostanzialmente completamente aperta in un intervallo di giri dell’albero motore compreso fra circa 600 giri/min e circa 1500 giri/min e con una quantità di carburante iniettato in detto cilindro che à ̈ compresa fra 1 mm<3>/colpo/cilindro e circa 24 mm<3>/colpo/cilindro.
14. 14. Sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il condotto di aspirazione (3, 4) non comprende una valvola a farfalla.
15. 15. Motore diesel (30) comprendente un sistema di aspirazione dell’aria e di ricircolo dei gas di scarico (1, 2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
16. 16. Veicolo a motore comprendente un motore diesel (30) come definito nella rivendicazione 15.