ITRM940680A1 - "sistema di controllo della miscela aria7carburante per piccoli motori ad iniezione di carburante - Google Patents

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ITRM940680A1
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Abstract

Riassunto dell'esposizione Un sistema di controllo dell'aria/carburante per un piccolo motore ad iniezione di carburante, con un corpo preferibilmente estruso avente in esso una camera per la messa punto dell'aria, una camera per la pompa nel carburante ed una camera per il collettore ad alta pressione del carburante, per alimentare carburante ad uno o più iniettori di carburante. Un corpo preferibilmente separato per il dosaggio del carburante e per la farfalla è montato sul corpo a camere. Aria viene alimentata ad un passaggio di aspirazione del complesso di farfalla alla camera dell'aria che ha tubi ad effetto di presa dinamica per alimentare della combustione al collettore di aspirazione del motore. Carburante da un serbatoio della benzina lontano viene alimentato attraverso un complesso di valvola di dosaggio all'entrata di una pompa del carburante di tipo elettrico, montata nella camera per la pompa che fornisce carburante ad alta pressione al collettore ad alta pressione del carburante e agli iniettori, e così al motore. Il vapore del carburante nella camera di dosaggio viene separato dal carburante liquido e fornito alla camera di aspirazione dell'aria quando il motore è in funzione.

Description

DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Sistema di controllo della miscela ar i a/carbur ante per piccoli motori ad iniezione di carburante"
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di controllo aria/carbur ante per un motore ad iniezione di carburante e particolarmente ad un dispositivo per l'uso con piccoli motori utilizzati nell'ambiente marino, come motori entrobordo e fuoribordo e motori usati per natanti personali, e per altri veicoli come motoslitte, trattori e simili.
Fondamento dell'invenzione
I moderni sistemi di iniezione del carburante per motori a benzina sono progettati principalmente per e utilizzati in applicazioni automobilistiche o di autocarro. Tuttavia, in seguito alle norme governative sulle emissioni ed alla richiesta dei clienti, sono ora desiderati sistemi di iniezione del carburante per motori per battelli, natanti personali, motoslitte, trattori per prati, eccetera.
Applicazioni di sistemi di iniezione di carburante a tali piccoli motori hanno requisiti di progettazione differenti rispetto a quelli delle automobili. In tali applicazioni, non è pratico avere alcuna linea del carburante ad alta pressione fra il motore ed un serbatoio del carburante a distanza. Le norme della Coast Guard (guardia costiera) richiedono che una linea di carburante pressurizzato dal serbatoio del carburante al motore non possa essere più lunga di 12 pollici (pari a cm 30,48).
Sommario dell'invenzione
Viene fornito un sistema di controllo dell 'aria/carbur ante per un motore ad iniezione di carburante, per piccoli motori come quelli usati nell'ambiente marino o per piccoli veicoli. Il sistema di controllo aria/carburante ha un corpo avente un collettore ad alta pressione per il carburante per fornire carburante ad alta pressione al motore attraverso uno o più iniettori del carburante, una pompa per il carburante alloggiata in esso per alimentare carburante ad alta pressione al collettore ad alta pressione, ed una camera per il dosaggio del carburante a bassa pressione per alimentare carburante alla pompa del carburante. Una camera per l 'aria viene formata nel corpo per alimentare aria al motore ed un separatore del vapore è previsto fra la camera di dosaggio del carburante e la camera dell 'aria per separare vapore dal carburante liquido e miscelare il vapore del carburante con l 'aria che entra nella camera. Una valvola a farfalla controlla la quantità di aria che entra nella camera.
Scopi, caratteristiche e vantaggi di questa invenzione sono il fornire un sistema di controllo dell'aria/carburante per motori per piccole imbarcazioni e veicoli, che alimenti il carburante ad alta pressione al collettore ad alta pressione, soddisfacendo nel contempo le norme governative relative ai sistemi marini di carburante, che sia sicuro, economico di produzione, facile di montaggio e facile da adattare a vari motori esistenti per piccoli natanti e veicoli.
Breve descrizione dei disegni
Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi di questa invenzione diverranno chiari dalla seguente descrizione dettagliata, dalle allegate rivendicazioni ed annessi disegni in cui:
la figura 1 è una vista in pianta del dispositivo per il controllo dell 'aria/carburante della presente invenzione per un motore fuoribordo;
la figura 2 è una vista in sezione presa lungo la linea 2-2 della figura 1; e
la figura 3 è una vista in sezione presa lungo la linea 3-3 della figura 2 e che mostra il dispositivo montato su di un collettore di aspirazione di un motore fuoribordo.
Descrizione dettagliata
Con riferimento in maggior dettaglio ai disegni, le figure 1 e 3 illustrano un dispositivo 10 per il controllo dell'aria/carburante incorporante questa invenzione montata sul collettore di aspirazione 12 di un motore a combustione interna come un motore entrobordo, con uno o più cilindri, ed avente una testata a cilindri 14 con un passaggio 16 di aspirazione ed una valvola di aspirazione 18 per ciascun cilindro. La valvola di aspirazione 18 viene attivata da un albero a camme e da un treno di trasmissione (non mostrato) attraverso un braccio di bi1anci ere 20.
Carburante liquido da un serbatoio della benzina viene fornito attraverso un complesso di dosaggio 22 ed un filtro 24 per il carburante ad una pompa 26 del carburante che alimenta carburante ad una pressione più elevata (tipicamente da 30 a 60 libbre per pollice quadrato (da 2,10 a 4,21,4 kg/cm )) ad uno o più iniettori 28 di carburante attraverso un collettore ad alta pressione 30 per il carburante. La pressione del carburante fornito agli iniettori 23 viene controllata da un regolatore 26 della pressione del carburante che fa ritornare carburante liquido in eccesso e vapore di carburante al complesso di dosaggio 22. Aria per supportare la combustione viene fornita al collettore di aspirazione 12 del motore attraverso il corpo 34 della farfalla, la camera di aspirazione 36 e i tubi 38 ad effetto di presa dinamica. In operazione, vapore di carburante viene separato dal carburante liquido nel complesso di dosaggio 22 e scaricato nell'aria che fluisce attraverso il corpo della farfalla.
Come mostrato nella figura 2, il dispositivo 10 presenta un corpo 89 preferibilmente estruso con una camera 36 di messa a punto dell'aria, una camera 44 per la pompa del carburante ed una camera 30 per il collettore ad alta pressione per il carburante in esso. Le camere 30, 36 e 44 sono separate e preferibilmente si estendono generalmente in senso longitudinale e parallelamente l 'una all 'altra attraverso il corpo. Le estremità delle camere sono chiuse e sigillate da cappelli di estremità 46 e 48 fissati a mezzo di viti a ferro 50 al corpo estruso. Nell 'uso il corpo estruso delle camere è montato sul collettore di aspirazione del motore mediante le viti a ferro 118.
Carburante da un serbatoio della benzina a distanza viene alimentato ad una camera di dosaggio 50 nel complesso di dosaggio 22 attraverso una valvola a spillo 52 la quale viene attivata alla sua posizione aperta ed alla sua posizione chiusa a mezzo di un galleggiante 54 montato girevolmente nella camera 50. Il galleggiante 54 apre e chiude la valvola 52 per mantenere il carburante nell'interno della camera 50 ad un livello o altezza abbastanza costante in essa, e quindi ad una pressione sostanzialmente costante. Così, come è noto, quando il livello del carburante scende al disotto di un certo punto, il galleggiante 54 apre la valvola di dosaggio 52 per consentire che carburante dal serbatoio della benzina entri nella camera 50 di dosaggio del carburante. La quantità di carburante alimentato alla camera 50 di dosaggio del carburante è appena efficiente per far salire il livello del carburante e così del galleggiante 54 all'altezza desiderata per chiudere la valvola di dosaggio 52. La camera 50 di dosaggio del carburante ha un'uscita 56 per alimentare carburante liquido a bassa pressione attraverso un'entrata 58 alla pompa elettrica 26 per il carburante alloggiata nell'interno del corpo. Il filtro 24 per il carburante è previsto sul l enetrata 58 per fi l t rare l ' a l i mentazi one di carburante al l a camera 44 del carburante . Preferi b i l mente la pompa 26 per il carburante è montata nella camera 44 per il carburante a mezzo di una coppia di molle opposte 60. Conduttori elettrici 62 si estendono dalla pompa 26 del carburante ad una sorgente di energia elettrica (non mostrata). La pompa 26 per il carburante ha una entrata a bassa pressione in comunicazione con la camera 44 del carburante ed una uscita ad alta pressione 66 per alimenntare carburante ad alta pressione al collettore ad alta presione 30 del carburante. Un anello ad 0 indicato su 68 fornisce una tenuta fra l'entrata 64 e la uscita 66 della pompa. Il collettore ad alta pressione 30 per il carburante presenta una uscita 70 a ciascun iniettore richiesto 28 per alimentare carburante ad alta pressione a ciascun iniettore del carburante 28 (figura 3) ubicato fra la uscita 70 ed il collettore di aspirazione 12 del motore.
Il regolatore 76 della pressione è ricevuto in modo amovibile in una cavità in un blocco di montaggio 32 fissato al blocco della camera. Il regolatore della pressione ha una luce di immissione che comunica, attraverso un passaggio 72 con il passaggio 30 del collettore ad alta pres s i one del carburante e l a uscita 66 ad alta pressione della pompa ed una luce di scarico che comunica, attraverso i passaggi 73 con un raccordo di uscita 74. Il regolatore tipicamente ha una valvola di controllo del flusso attivata da un diaframma sollecitato cedevolmente con un lato che viene a contatto con e che riceve azione dal carburante liquido ad alta pressione e l'altro lato che comunica o con l'atmosfera o con il vuoto del collettore di aspirazione del motore verso una luce di uscita 78.
La uscita 66 della pompa 26 del carburante comunica simultaneamente sia con la estremità superiore del collettore ad alta pressione 30 del carburante e sia con la luce di aspirazione attraverso il passaggio 72 del regolatore di pressione 76. Il regolatore di pressione 76 lavora spurgando carburante in eccesso attraverso il regolatore 76 all'attacco di uscita 74 per controllare e mantenere la pressione massima sia nel collettore ad alta pressione 30 per il carburante e sia sul lato di uscita della pompa 26 del carburante. Per mantenere pressione massima costante, il regolatore 76 del carburante bipassa carburante in eccesso di ritorno alla camera di dosaggio 50 del carburante attraverso l 'attacco o raccordo di uscita 74 ed una linea corta (non mostrata) collegata alla luce di ritorno 80.
Il regolatore di pressione 76 fa ritornare in modo aggiuntivo aria e vapore di carburante alla camera 50 di dosaggio del carburante. Per esempio all'avviamento del motore a freddo il collettore ad alta pressione 30 del carburante può contenere aria.Quando carburante liquido a pressione elevata riempie il collettore ad alta pressione 30 del carburante, l'aria viene forzata attraverso il passaggio 72, il regolatore 76 ed il raccordo di uscita 74 alla camera 50 di dosaggio del carburante. Se un motore caldo viene arrestato momentaneamente e riavviato, la temperatura del collettore ad alta pressione 30 del carburante può essere sufficientemente grande per far si che una certa parte del carburante liquido vaporizzi rapidamente. Il risultante vapore del carburante viene quindi fatto ritornare alla camera 50 di dosaggio del carburante attraverso il raccordo di uscita a mezzo del regolatore 76, come nello stesso modo precedentemente descritto nel collettore ad alta pressione del carburante.
Il corpo 34 della valvola a farfalla ha inoltre un passaggio 82 per l 'aria per ricevere aria da un'aspirazione (non mostrata). Una valvola a farfalla 84 controlla in essa la quantità di aria alimentata al motore. La valvola a farfalla 84 è montata su di un albero 85 controllata da un braccio attuatore 86 in conformità richiesta del motore per controllare la quantità di aria alimentata al motore.
Il separatore 42 del vapore preferibilmente ha una cupola 88 per il vapore nel corpo 34 in comunicazione con la camera 50 di dosaggio del carburante attraverso una luce 90 di vapore. Luce di scarico 92 mette in comunicazioe la cupola 88 per il vapore con il passaggio 82 dell'aria a valle della valvola a farfalla 84, di modo che il vapore di carburante viene scaricato nell'aria fornita al motore. Il vapore di carburante e/o aria nella camera 50 di dosaggio del carburante entra nella luce 90 del vapore, fluisce nella cupola 88 per il vapore ed esce dalla luce di uscita 92 per miscelarsi con l'aria che deve essere fornita al motore. Quando il motore è in funzione, la pressione sub-atmosferica ed il vuoto parziale creato nel passaggio 92 a valle della valvola a farfalla 84; attira il vapore del carburante dalla camera 50 di dosaggio del carburante nel passaggio 92 per miscelarsi con l 'aria che fluisce attraverso ad esso .
La camera 36 per l 'aria nel corpo presenta un ' en trat a 94 del l ' ar i a per ri cevere l ' ari a ed eventua l e mi scel a di vapore e carburante se presente da l passaggio 82 dell'aria. La camera 36 dell'aria presenta un'uscita dell'aria per ciascun passaggio 16 di collettore di aspirazione del motore sotto forma di un camino ve! ocizzatore o tubo ad effetto di presa dinamico 38. Ciascun tubo 38 è montato in modo svincolabile nella camera a mezzo di una coppia di linguette opposte e che sporgono radialmente indicate su 96, 98, aventi ciascuna una porzione a gradino 100 adiacente ad una estremità ed una flangia anulare 102 adiacente all'altra estremità. Una molla o rondella ondulata 104 viene installata sul tubo 38 sulla estremità con la flangia anulare 102. Nell'assemblaggio, le linguette 96 e 98 del tubo 38 vengono a poggiare su bordi adiacenti di pareti interne 106 e 108 della camera che definiscono fra di esse una fessura, con l'altra estremità 110 del tubo che viene ricevuta scorrevolmente in un foro 112 attraverso la parete esterna 114 della camera. Lunghezze e diametri differenti di tubo possono essere usati in dipendenza dai requisiti specifici di messa a punto del motore.
Ciascun tubo 38 è installato attraverso una estremità aperta del corpo prima che vengano installati entrambi i cappelli di estremità 46, 48. Ciascun tubo è disposto nella camera con le sue linguette 96 e 98 ruotate di 90° dalla posizione mostrata nella figura 2 per passare fra ed evitare interferenza con le pareti 106 e 108 del corpo. La estremità 110 del tubo con la rondella a molla 104 su di essa, viene quindi inserita assialmente nel foro 112 per comprimere la rondella. Il tubo 38 viene quindi ruotato di 90° e rilasciato con le linguette 96, 98 nella posizione mostrata nella figura 2 poggiando sulle pareti 106 e 108. La rondella a molla 104 si espande contro la flangia anulare 102 forzando la porzione a gradino 100 di ciascuna linguetta 96, 98 in saldo impegno di ritegno con le pareti 106, 108. Una volta che tutti i tubi 38 sono Installati, i cappelli di estremità rimanenti 46, 48 vengono fissati al corpo mediante viti a ferro 49.
Per l'uso, il dispositivo 10 è montato sul collettore di aspirazione 12 del motore mediante viti a ferro 118. L'accesso alle viti a ferro 118 viene fornito da fori di accesso 120 trapanati attraverso una porzione fessurata rettangolare 122. Per esempio, una testa di azionamento ed una estensione di un utensile motorizzato può essere inserita attraverso i fori 120 per applicare le fi ti a ferro 118. Quando il dispositivo 10 è stato montato, una decalcomania, tappi a scatto o altra copertura può essere disposta al disopra della porzione fessurata rettangolare 122 per ricoprire e sigillare i fori 120 e creare un aspetto estetico più piacevole.
In operazione, carburante liquido viene alimentato al sistema da un serbatoio della benzina a distanza {non mostrato) alla camera 50 di dosaggio del carburante attraverso la valvola di immissione 52. La pompa del carburante 26 attira carburante a bassa pressione dalla camera 50 di dosaggio del carburante attraverso il filtro 24 nel lato a bassa pressione della camera del carburante 44 attraverso l'uscita 56, l'entrata 58 ed un tubo di interconnessione. La pompa 26 del carburante alimenta carburante ad alta pressione attraverso l'uscita 66 al collettore ad alta pressione 30 del carburante attraverso il passaggio 72. Il carburante ad alta pressione fluisce quindi attraverso ciascuna uscita 70 agli iniettori 28 del carburante che scaricano periodicamente carburante nel collettore di aspirazione 12 per miscelazione con l'aria in esso. Il regolatore della pressione limita la pressione massima del carburante bipassando o spurgando in uscita una porzione del carburante che viene fatta ritornare alla camera di dosaggio.
Aria viene alimentata al sistema attraverso il passaggio 82. A richiesta del motore, la valvola a farfalla 84 si apre per consentire all'aria di fluire nella camera 36 attraverso la entrata 94. Aria fluisce quindi attraverso il tubo ad effetto di presa dinamica 38 al collettore di aspirazione 12 per miscelazione con il carburante liquido alimentato agli iniettori 28 del carburante. Dopo di ciò, la miscela aria-carburante fluisce alla testata cilindri 14 ed al cilindro (non mostrato) del motore attraverso la valvola di aspirazione 18. La camera 36 dell'aria fornisce attenuazione del suono per acquietare i tipici rumori di aspirazione dell'aria. Preferibilmente vengono anche usati i silenziatori dell'aria aggiuntivi (non mostrati).
Il rumore operativo del motore viene significativamente attenuato disponendo i tubi ad effetto di presa dinamica 38 nella camera dell'aria fornendo un percorso di flusso dell'aria non lineare o sinuoso dall'aspirazione al collettore del motore, ed una camera dell'aria di volume relativamente grande che circonda i tubi ad effetto di presa dinamica.
Questo sistema può essere facilmente messo a punto per massimizzare le caratteristiche desiderate di prestazione di un motore per una data applicazione cambiando semplicemente il diametro, la lunghezza ed il rapporto di lunghezza rispetto a diametro dei tubi ad effetto di presa dinamica. Usualmente questa messa a punto della prestazione può essere compiuta cambiando soltanto i tubi ad effetto di presa dinamica senza cambiare gli altri componenti del sistema. Ciò fornisce un modo relativamente rapido, facile e poco dispendioso per adattare ed applicare questo sistema ad una vasta gamma di motori e caratteristiche di prestazione del motore. I desiderati lunghezza, diametro e rapporto dei tubi per un dato motore e le desiderate caratteristiche di prestazione possono essere facilmente determinati da un progettista esperto di motori e di sistema carburante/aria e quindi come fare ciò non verrà qui descritto.
Così, si può essere notato che viene fornito un sistema di controllo aria/carburante per un motore ad iniezione di carburante per natanti a motore piccolo avente carburante a bassa pressione fornito da un serbatoio della benzina a distanza. La pompa del carburante alimenta quindi il carburante ad alta pressione al motore attraverso il collettore ad alta pressione del carburante. In modo aggiuntivo, è prevista una linea di ritorno del carburante dal regolatore della pressione alla camera di dosaggio del carburante per far ritornare vapore di carburante e trabocco di carburante alla camera di dosaggio del carburante .
Il sistema può essere fabbricato economicamente e l'assemblaggio può avvenire utilizzando una estrusione relativamente semplice, preferibilmente di alluminio, per il corpo della camera con una piastra di estremità poco dispendiosa e il corpo della valvola a farfalla e di dosaggio del carburante può essere un corpo per un convenzionale carburatore a vaschetta e galleggiante.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo dell 'aria/carburante per un motore ad iniezione di carburante comprendente: un corpo avente una camera del carburante, un passaggio di collettore ad alta pressione del carburante avente almeno un'uscita per alimentare carburante ad almeno un iniettore del carburante ed una camera dell'aria avente una entrata ed almeno una uscita per alimentare aria al motore; una pompa del carburante disposta in detta camera del carburante ed avente un'entrata a bassa pressione ed una uscita ad alta pressione in comunicazione di fluido con il passaggio del collettore ad alta pressione del carburante; un alloggiamento collegato a detto corpo; una camera di dosaggio del carburante a bassa pressione in detto alloggiamento in comunicazione con detta entrata a bassa pressione di detta pompa del carburante, ed avente una valvola di dosaggio per controllare il flusso del carburante da un'alimentazione a distanza a detta camera di dosaggi o ; un passaggio di flusso dell 'aria in detto alloggiamento che comunica con la entrata di detta camera dell 'aria ed avente in esso una valvola a farfalla per controllare il flusso dell'aria a detta camera dell'aria; e un separatore del vapore portato da detto alloggiamento in comunicazione con detta camera di dosaggio del carburante e l'entrata di detta camera dell'aria per consentire che vapore di carburante fluisca in detta camera dell'aria.
  2. 2. Sistema di controllo dell'aria/carburante secondo la rivendicazione 1, in cui detto separatore del vapore comprende: una cupola per il vapore in detto al1oggiamento; una luce per il vapore che mette in comunicazione detta cupola per il vapore con detta camera di dosaggio del carburante; e una luce di scarico che mette in comunicazione detta cupola del vapore con detto passaggio di flusso dell'aria a valle della valvola a farfalla.
  3. 3. Sistema di controllo aria/carburante secondo la rivendicazione 1, in cui: detta pompa del carburante è ricevuta in detta camera del carburante, detta camera del carburante presentando una entrata per ricevere carburante da detta camera di dosaggio del carburante in modo da alimentare carburante a detta entrata a bassa pressione di detta pompa per il carburante ed una uscita per alimentare carburante da detta uscita ad alta pressione di detta pompa detto collettore ad alta pressione del carburante.
  4. 4. Sistema di controllo dell ari a/carburante secondo la rivendicazione 3 comprendente: un regolatore della pressione portato da detto corpo per regolare il flusso del carburante ad alta pressione da detta camera del carburante a detto collettore a bassa pressione del carburante.
  5. 5. Sistema di controllo dell aria/carburante secondo la rivendicazione 4 comprendente: una uscita di trabocco in detto regolatore della pressione in comunicazione con detta camera di dosaggio del carburante per scaricare carburante in eccesso da detto collettore ad alta pressione del carburante a detta camera di dosaggio.
  6. 6. Sistema di controllo dell' aria/carburante secondo la rivendicazione 3 in cui detto corpo è estruso, e detto collettore ad alta pressione del carburante, detta camera del carburante e detta camera per l 'aria sono allungate e si estendono assialmente nell 'interno di detto corpo.
  7. 7. Sistema di controllo del l ar ia carburante secondo la rivendicazione 6 comprendente: cappelli di estremità portati da detto corpo per racchiudere detto collettore ad alta pressione del carburante, detta camera del carburante e detta camera dell 'aria, in cui detto collettore ad alta pressione del carburante, detta camera del carburante e detta camera dell'aria si estendono longitudinalmente e generalmente parallele l'una all'altra nell'interno di detto corpo.
  8. 8. Sistema di controllo dell' aria/carburante secondo la rivendicazione 1, comprendente tubi ad effetto di presa dinamica ubicati nell'interno di detta camera dell'aria per fornire aria da detta camera dell'aria al motore, detti tubi ad effetto di presa dinamica presentando un diametro predeterminato rivolto al motore.
  9. 9. Sistema per il controllo dell' aria/carburante secondo la rivendicazione 1, in cui detta camera per l 'aria fornisce attenuazione del motore dell 'aria che fluisce da detto passaggio di flusso dell 'aria in detti tubi ad effetto di presa di nami c a .
  10. 10. Sistema per il controllo di carburante per un motore ad iniezione di carburante comprendente: un corpo, un collettore ad alta pressione per il carburante in detto corpo ed avente almeno una uscita per alimentare carburante ad un iniettore del carburante ubicato su detta uscita, una pompa del carburante ubicata all'interno di detto corpo ed avendo una entrata a bassa pressione per ricevere carburante da una alimentazione del carburante ed una uscita ad alta pressione per alimentare carburante a detto collettore ad alta pressione del carburante, un regolatore della pressione formato in detto corpo per regolare il flusso del carburante ad alta pressione da detta pompa del carburante a detto collettore ad alta pressione del carburante, e un'uscita di trabocco in detti regolatori di pressione in comunicazione con l'alimentazione del carburante per scaricare carburante in eccesso da detto collettore ad alta pressione del carburante.
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