ITRM940079A1 - Dispositivo di controllo dell'aria compressa in un cilindro di un motore a combustione interna. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Dispositivo di controllo dell'aria com pressa in un cilindro rii un motore a combustione in-i terna".
L'invenzione si riferisce ad un dispositivo per il controllo di aria compressa in un cilindro di un motore a combustione interna;secondo le altre caratte ristiche indicate nel preambolo della rivendicazione .1.
Un dispositivo avente la struttura in questione é ; noto dalla pubblicazione DE-05 41 25 331· Nella testata cilindrica del motore a combustione interna per : ciascuno o diversi cilindri é prevista rispettivamente una valvola a farfalla, che controlla un canale di deflusso conducente dal relativo cilindro al con-!· dotto dei gas di scarico. La valvola a farfalla viene azionata da un elettromagnete in funzione disegnali di controllo di un apparecchiti di controllo elettro-·· nico. Al posto di un elettromagnete é possibile anche ricorrere all'azionamento idraulico o pneumatico della valvola a farfalla.
Lo scopo di questo dispositivo é quello di ottenere1 un esercizio di frenatura ottimale del motore, in quanti' l'aria compressa in uno o in tutti i cilindri del motore a combustione interna viene espansa nel condotte' dei gas di scarico appena prima della posizione di PMS del relativo pistone mediante l'apertura della corrispondente valvola a farfalla. Anche un'apertura permanente della valvola a farfalla (strozzatura costante) migliora l'effetto frenante in confronti' con il convenzionale freni' del motore a mezzo di una valvola a cerniera del freno del motore nel condotto dei gas di scarico.
Tuttavia si ha l'inconveniente che non'Iviene sfruttata l'energia esistente nell'aria compressa. inoltrte dalla pubblicazione DE-OS 31 17 143 é noto accumulare, nei motori a combustione interna, durante l'esercizio di frenatura,l'aria compressa nel cilindro in un serbatoio di aria compressa e di alimentarla di nuovo durante l'esercizio di carica nei cilindri per ottenere una maggiore carica di questi ultimi .
il controllo dell'aria compressa avviene in questo case' attraverso valvole di controllo, ciie controllano anche il cambio di gas.
L'invenzione si é posta il compito di perfezionare un dispositivo del tipo in questione,in maniera da ottenere , in modo strutturalmente semplice , uno sfruttamento dell'aria compressa per l'esercizio del motore e per altre possibilità di impiego.
li compito viene risolto secondo l'invenzione mediari- . te le-caratteristiche indicate nella parte caratterizzante della..rivendicazione 1 . .
Mediante l'invenzione diventa possibile di accumula-· re l ' aria , scaricata, f inora . inut ilinente nell ' eser izio di freno,del motore,.in un serbatoio di aria compresa e di riutilizzarla per il funzionamento del veicolo, ad esempio .quale forza ausiliaria.per l'a zionamento dei freni,o per il controllo di altri aggregali ausiliari oppure anche per l'esercizio del ! motore.· Un altro vantaggio del dispositivo secondo ; l'invenzione consiste nel fatte' che il suo uso, li-! mitato finora .solo per l'azionamento del freno del motore, é stato ora ampliato della possibilità di generare l'aria compressa e accumularla. In tale mai niera si può.quindi rinunciare ad un particolare compressore di aria.
Altre forme di reaiizzazione dell'invenzione forma no oggetto delle sottorivendicazioni, in particolare con le caratteristiche della rivendicazione 4 essendo ottenuto un ulteriore ampiamente funzionale del dispositivo, e precisamente quale dispositivo di in.sufflamento di aria compressa. All'uso del dispositivo quale dispositivo di insuff lamento di aria , viene particolarmente migliorato il funzionamento irregolare e il comportamento fumogeno del motore a combustione interna.
Nel.la seguente descrizione l'invenzione verrà illustrata più da vicino in un esempio di realizzazione illustrato schematicamente nel disegno.
Nella singola figura con il numero di riferimento! é indicata una testata cilindrica di un motore Diesel, non illustrato più da vicine», per l'azionamento di un veicolo. La testata cilindrica ricopre unc» o più cilindri 2, in cui é scorrevole un pistone .3 per la compressione di aria aspirata. Non sono illustrati canali e valvole di cambio di gas, disposti nella testata cilindrica 1, attraverso i quali .l'aria di combustione viene convogliata nei cilindri 1 e il gas di scarico, che si forma nella combustione, viene scricato dal cilindro 2 in un condotto di scarico 4 ·
Oltre alle valvole di cambio di gas nella testata cilindrica 1 é prevista per tutti i cilindri 2 o camere di combustione oppure anche per i singoli, cilindri 2,una valvola di controllo 5, che controlla un'apertura di co1 legamenti' tra il cilindro 2 o ..la camera di combustione e un canale di deflusso nel--la testata cilindrica 1 . Al canale di deflusso 6 é ' con nesso estern 'amente alla testata cilindrica 1 , un icondotto di aria compressa 7 , che é collegato con un serbatoio di aria compressa 8. Nel percorso del con .dotto di aria compressa 7 é prevista una valvola a .3/2 vie 9 quale valvola di comando e nel settore del Icondotto, che si estende verso il serbatoli» di aria 'compressa 8, é prevista una valvola di non ritorno 10, mediante la quale la pressione regnante nel serbatolo 8 viene bloccata rispetto al condotto di aria compressa 7; la valvola di non ritorno 7 viene quindi aperta solo quando la pressione nel condotto di aria compressa 7 é superiore che nel serbatoio 8.
Per sorvegliare una pressione di esercizio prestabilita nelserbatoio di pressione 8 serve un sensore di pressione 11, che é inserito nel condotto di aria compressa 7 tra la valvola di non ritorno 10 e il serbatoio 8 oppure é collegato direttamente con questo ultimo .
Alla valvola a 3/2 vie 9 é connesso inoltre un condotto di deflusso 12 collegato con il condotto di scarico di gas 4·
La valvola a .3/2 vie 9 presenta in una prima posialone di comando un collegamento di passaggio per il condotto di aria compressa 7 connesso ad essa, alle' sbloccaggio del condotto di deflusso 12. Nella seconda posizione di comando é interrotto il collegamento di passaggio nel condotto di aria compressa 7 però la parte del condotto di aria compressa 7, connessa al canale di deflusso 6. é collegata con il condotto di deflusso 12.
L'azionamento della valvola a 3/2 vie 9 avviene mediante un elettromagnete 13, che é collegato attraverso un appropriato condotto di controllo 14 con un apparecchio di controllo elettronico 15· Da questo apparecchio di controllo 15 ha luogo ugualmente 11a zionamento della valvola di controllo 5, che viene azionata da un pistone di controllo 16, che viene sollecitato con un mezze» idraulico o pneumatico da un condotto di pressione 17· Nel condotto di pressione 17 é inserita una valvola di regolazione l8. che viene controllata da un elettromagnete 19, che è collegato attraverso un condotto di controllo 20 con l'apparecchio rii controllo 15·
Grandezze di entrata pei’ l'apparecchio di controllo ; 15 sono ad esempio i parametri: pressione di esercizio del serbatoio 8, che viene trasmessa dal sensore di pressione 11 attraverso un condotto di misurazione 21 , inoltre il numero di giri n de.l motore, la temperatura ambiente t, un segnale di accelerazinne b, eventualmente la pressione di compressione p - e la pressione di carica p con un motore a combustione interna caricato. Dalle grandezze di entrata, conformemente ad un prestabilito programma, vengono generati nell'apparecchio di controllo 15 segnali di controllo, mediante i quali entrambi gli elettromagneti 13 e 19 e un elemento di controllo della quantità del combustibile, non illustrato più' da vicino, vengono azionati attraverso i conduttori.
14 e 20 nonché 22 per .l ' elemento di controllo della quantità del combustibile.
Con la struttura descritta,il dispositivo secondo l'invenzione può essere usato in primo lugo por l'esercizio quale "freno motore" oppure quale "generatore di aria compressa".
Il modo di funzionamento del dispositivo quale freno motore:
se in base alle grandezze di introduzione oppure mediante l azionamento mannaie da parte del conduceute viene riconosciute' dall'apparecchio di controllo 15 l'esercizio frenante, allora esso imposta la valv ola a 3/2 vie Q alla seconda posizione di comando. in cui il condotto di deflusso 12 é collegato con il condotto di aria compressa e con il canale 6. Contemporaneamente, attraverso il condotto di contrf'llo 22 viene interrotta l'alimentazione del combustibile e la valvola di controllo 5 viene ora azionata ritmicamente tutte le volte quando nella ! fase dicompressione il pistone 3 si avvicina alla posizione di PMS. L'aria finora compressa viene quindi, fatta defluire attraverso la fessura di strozzati!- ’ ranella valvola di controllo 5 ora in apertura. Me-, diante l'apertura della valvola di controllo 5? vicino o nella posizione di PMS del pistone l'aria é 1 stata compressa eventualmente fino alla pressione terminale, il che corrisponde alla massima azione frenante del motore. L'effetto frenante può essere variato per il fatto che non tutti3⁄4bensì solo una parte dei cilindri viene commutata al fanzionaniento' frenante del motore.
Un'altra possibilità per variare l'effetto frenante del motore consiste nell'anticipare l'istante di apertura della valvola di controllo 5 ad una più bassa pressione di compressione, come essa é ad esempio indicata mediante la posizione a punti e tratti del' pistone. Se ora il sensore 11 rileva una pressione limite inferiore nel serbatoio 8, allora durante il funzionamento frenante del motore l'aria compressa viene convogliata attraverso il condotto 7 al serbatoio 8 fino a raggiungere di nuovo la sua animissibile pressione limite superiore. Solo allora la val vola a 3/2 vie Q viene commutata e l'aria viene fatta defluire nel raccordo a gomito del condotto di scarico 4·
Il modo di funzionamento del dispositivo quale generatore di aria compressa:
se dal sensore di pressione 11 viene rilevata una mancanza di aria compressa nelserbatoio 8, allora l'apparecchio di controllo 15 regola la valvola a 3/2 vie alla prima posizione di comando, in cui il ìcondotto di aria compressa é collegato con il serbatoio 8. Contemporaneamente, attraverso il condottore di controllo 15 viene azionato l'elettromagnete 14 della valvola di controllo 5, che apre, durante la corsa diompressicne del pistone 5, ritmicamente la valvola di controllo 5 già quando la pressione nel cilindro 2 ha raggiunto la prestabilita pressione di esercizio del serbatoio di aria compressa 8, che corrisponde ad esempio alla posizione del pistone illustrata con le linee a punti e tratti. La valve»-la di non ritorno 10 impedisce che l'aria compressa defluisca all 'indietro dal serbatoio nel cilindro. Non appena il sensore di pressione 11 indica che é stata raggiunnta a pressione di esercizio nel serbatoio di aria compressa, l apparecchio di contrrollo, effettua la commutazione al modo di finizio-· nainento f reno motore" e il funzionamento ritmico della valvola di controllo 5 viene interrotto·. --.Se ..la quantità dell'aria compressa immagazzinata é . .sufficientemente grande,, secondo un'altra forma di.! realizzazione dell'invenzione é possibile insufflare l'aria compressa immagazzinata, quale aria supplenientare per favorire la combustione nei clindri.2. Convenientemente ciò avviene in particolare,.in caso! di un'accelerazione del veicolo. A mezzo'del (disposi tivo secondo l'invenzione ciò viene ottenuto, per _ il fatto che il condotto di aria compressa 7 é inter grato, come indicato con linee a punti e tratti, con un condotto di deviazione 23, che sorpassa la valvor la di non ritorno 10 e presenta una valvola a 2/2 vie 24 e un elettromagnete 25 per l'azionamento deir la valvola a vie. Inoltre é necessaria una corrispondente integrazione del modo di funzionamento dell1apparecchio di controllo 15*
Se ora l'apparecchio di controllo 15 rileva dal se- : gnale di accelerazione uno stato di accelerazione, allora vengono commutate alla posizione di passaggio la valvola a 3/2 vie 9 e attraverso il conduttore di controllo 20 e gli elettromagneti 25 la valvola a 2/2 vie 24· Successivamente la valvola di controllo 5 viene aperta ritmicamente ad ogni corsa di compressione del pistone 3J l'apertura avendo luogo in funzione della pressione di esercizio nel serbatoio 8, nella zona tra la posizione di PMT. del pistone 3 e una corsa di conpressione,in quanto la pressione di compressione nel cilindro 2 é ancora minore della pre-ssione di esercizio nel serbatoio di aria compressa 8. Anche in queste» modo di funzionamento del dispositivo, tutte o solo alcune valvole di controllo possono essere regolate per il funzionamento ad aria supplementare.
Per evitare temperature eccessive dell'aria compressa nel serbatoio 8, la valvola di controllo 5 può essere chiusa durante la corsa di salita del pistone 3·
Inoltre, un riempimento del sistema di aria compressa (serbatolo 8) dal late» del veicolo é possibile non solo a l fun zionamentoneutro ilei motore , ma 1 ' aria necessaria può essere prelevata anche durante l'operazione di compressione nell'esercizio attivo del motore a combustione interna attraverso una regelazione appropriata della valvola di controllo 5. La quantità di aria mancante alla fase di combustio— ne viene presa in considerazione al dosaggio della quantità di combustibile (adattamento della quantità di iniezione) mediante corrispondenti segnali di regolazione- attraverso, il conduttore 22.
Per una.appropriata apertura in.fase della valvola -di.controllo. 5-.esiste inoltre la.possibilità di av viare il motore a.combustione -interna,con.l'ausilio· dell'aria compressa del serbatoio 8,...per_cui il dispo sitivo_secondo, .l.'.invenzione presenta .nache la funziòne di._un._dispositivo di.avviamento,ad .aria compres-. sa.
Claims (2)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il controllo rii aria compressa mediante un pistone in un cilindro rii un motore a combustione interna a mezzo rii una valvola rii controllo, che é regolabile ria un apparecchio rii controllo elettronico in una corsa rii compressione del pistone durante diverse posizioni prima rii PMS in una posizione di apertura o rii chiusura, in cui l'aria prelevata rial cilindro attraverso la valvola di controllo può essere fatta defluire in un condotto discarico rii gas, caratterizzato rial fatto che a valle della valvola di controllo (5) é prevista una valvola rii comando (9), a partire dalla quale l'aria compressa può essere convogliata facoltativamente inun condotto rii aria compressa (7)j collegato con un serbatoio rii aria compressa (8) oppure al condotto di gas rii scarico (4), e rial fatto che al convogliamento dell'aria nel condotto rii aria compressa (7) l'apertura della valvola di controllo (5) ha luogo quando la pressione dell'aria compressa nel cilindri' (2) ha raggiunto all incirca una pressione di esercizio prestabil ita nel serbatoio rii aria compressa.
- 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto 'che tra..il serbatoio di aria compressa (8) e la vaivola, di comando. (5) é disposta una.valvola .di non -4 ritorno (10).spostabile alla posizione di .apertura. in .funzione della pressione,dell’aria .compressa nel .cilindro. (2).. 3.· Dispositivo secondo,.la rivendicazione .1_o 2,_ caratterizzato dal fatto che ..la valvola di comando (9.) è .una valvola a„ 3./.Z ._ί_ vie azionabile mediante un elettromagnete (13)· 4· Dispositivo secondo una delle rivendicazioni _da .1 a 3 caratterizzato dal fatto che un condotto di deviazione (23.)* sorpassante la valvola di non ritorni (10), é munito di una valvola a 2/2 vie (24) che é regolabile alla posizione di passaggio di bloccaggio dall'apparecchio di confrollo (15) in funzione di un segnale di accelera zion e "b"
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