ITTO20000365A1 - Assieme per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore endotermico, in particolare per un veicolo industriale, e motore en - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione è relativa ad un assieme per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore endotermico, in particolare per un motore endotermico di tipo Diesel di un veicolo industriale e comprendente un albero di distribuzione a camme e, per ciascun cilindro del motore, un relativo bilanciere per il comando dell'alzata delle valvole di scarico del cilindro stesso.

Dal brevetto statunitense US 5 335 636 è noto comandare i bilancieri associati allo scarico tramite camme aventi tratti di profilo selettivamente attivabili variando il gioco valvole e, in particolare, un primo tratto ad alzata nulla (definito cioè da una porzione del cerchio di base della camma), corrispondente sostanzialmente a gran parte della fase di aspirazione del relativo cilindro, un secondo tratto ad alzata costante ridotta, estendentesi per un'ampiezza angolare corrispondente all'ultima parte della fase di aspirazione ed alle fasi di compressione ed espansione, ed un terzo tratto a lobo convesso, corrispondente sostanzialmente alla fase di scarico e definente una legge di alzata delle valvole di scarico di tipo convenzionale.

Tali motori noti sono provvisti di un -dispositivo di freno motore comprendente, per ciascun bilanciere associato allo scarico, una boccola eccentrica interposta tra il bilanciere stesso ed un relativo perno di supporto direttamente collegato alla testa cilindri del motore. In particolare, la boccola presenta una superficie cilindrica esterna, sulla quale è montato in maniera oscillante il bilanciere, ed un foro assiale passante eccentrico impegnato dal perno di supporto. Il dispositivo di freno motore comprende, inoltre, per ciascun cilindro, un attuatore idraulico realizzato direttamente nella testa cilindri del motore e comandato da una centralina elettronica per ruotare la boccola eccentrica attorno all'asse del perno di supporto durante le fasi di attivazione del freno motore. A seguito di tale rotazione, l'asse di oscillazione del bilanciere si sposta, riducendo il gioco presente tra il bilanciere stesso e le relative valvole di scarico, in modo da avere un'alzata non nulla delle valvole di scarico, e definita dal secondo tratto delle camme, durante l'ultima parte della fase di aspirazione e le fasi di compressione ed espansione, per dissipare l'energia di compressione che si genera all'interno del relativo cilindro.

Nei motori endotermici noti, il dispositivo di freno motore del tipo descrìtto è integrato nella testa cilindri del motore, condizionandone in modo sostanziale la progettazione e la fabbricazione; il dispositivo di freno motore risulta pertanto dedicato ad un tipo specifico di motore e deve essere riprogettato completamente di volta in volta. Inoltre, 1'implementazione del freno motore in motori esistenti che ne sono privi è sostanzialmente impossibile senza ricorrere ad una completa riprogettazione della testa cilindri .

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un assieme per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore endotermico, in particolare di un veicolo industriale, il quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi sopra esposti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un assieme per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore endotermico, in particolare di un veicolo industriale; il motore comprendendo una pluralità di cilindri, una testa cilindri provvista, per ciascun detto cilindro, di almeno una valvola di scarico e, per ciascuna detta valvola di scarico, una relativa camma di comando presentante un profilo comprendente almeno un trattò selettivamente attivabile al variare del gioco valvole; caratterizzato dal fatto di comprendere, per ciascun detto cilindro, un corpo di supporto atto ad essere collegato alla testa cilindri stessa; almeno un asse portabilancieri portato dal detto corpo di supporto; una boccola eccentrica; un bilanciere atto ad essere interposto tra una detta valvola di scarico ed una detta camma di comando ed accoppiabile al detto asse portabilancieri tramite la detta boccola eccentrica per oscillare attorno ad un asse; e mezzi attuatori atti a ruotare la detta boccola eccentrica rispetto al detto corpo di supporto attorno al detto asse portabilancieri per spostare l'asse di oscillazione dei detti bilancieri e variare il gioco valvole tra i bilancieri stessi e le dette valvole di scarico .

La presente invenzione è, inoltre, relativa ad un motore endotermico, in particolare per un veicolo industriale.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un motore endotermico, in particolare per un veicolo industriale, comprendente una pluralità di cilindri; una testa cilindri provvista, per ciascun detto cilindro, di almeno una valvola di scarico; per ciascuna detta valvola di scarico, una relativa camma di comando presentante un profilo comprendente almeno un tratto selettivamente attivabile al variare del gioco valvole; e, per ciascun detto cilindro, una boccola eccentrica ed un bilanciere interposto tra la detta valvola di scarico ed una detta camma di comando ed accoppiato ad un asse portabilancieri tramite la detta boccola eccentrica per oscillare attorno ad un relativo asse; e mezzi attuatori atti a ruotare la detta boccola eccentrica rispetto alla detta testa cilindri attorno al detto asse portabilancieri per spostare l'asse di oscillazione dei detti bilancieri e variare il gioco valvole tra i bilancieri stessi e le dette valvole di scarico; caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo di supporto dei detti assi portabilancieri ed accoppiato a detta testa cilindri.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra, in esploso ed in prospettiva, una preferita forma di attuazione dell'assieme per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore endotermico secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una figura analoga alla figura 1 ed illustra una variante dell'assieme della figura 1;

la figura 3 illustra, parzialmente in sezione, un particolare dell'assieme delle figure 1 e 2; e

le figure 4 e 5 illustrano, in pianta, l'assieme della figura 1 e, rispettivamente, della figura 2.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un motore endotermico di un veicolo industriale, convenientemente di tipo Diesel sovralimentato, non illustrato in dettaglio in quanto avente struttura nota in sé, e comprendente una pluralità di cilindri ed una testa cilindri 2 (figura 3) provvista, per ciascuno dei cilindri, di due valvole 3 di scarico e di due valvole 3a di alimentazione (parzialmente illustrate).

Nelle figure allegate, sono illustrate le parti relative alle valvole 3,3a di un solo cilindro; è evidente che le valvole degli altri cilindri e le corrispondenti parti del motore 1 sono del tutto analoghe a quelle illustrate e/o descritte nel seguito.

Ciascuna valvola 3,3a è scorrevole assialmente in una relativa guida tubolare fissa (non illustrata) ed è atta a chiudere una relativa luce di scarico e, rispettivamente, di alimentazione (non illustrate) ricavate nella testa cilindri 2. Le luci di scarico comunicano con un collettore (non illustrato) atto a convogliare i gas di scarico provenienti da tutte le luci di scarico associate ai cilindri.

Le valvole 3, 3a sono mantenute in posizione di chiusura, in modo noto, da rispettive molle (non illustrate) e sono comandate, le une, da un bilanciere 18 e, le altre, da un bilanciere 18a mediante rispettivi traversini indicati con 19 e 19a.

Ciascuno dei bilancieri 18,18a comprende due bracci contrapposti 27 e 28. Il braccio 28 porta ad una propria estremità un elemento 29 atto a cooperare con il relativo traversino 19,19a, mentre ad una estremità del braccio 27 è collegato in maniera registrabile (figura 3) un elemento 30, il quale è accoppiato ad un albero di distribuzione a camme (non illustrato) del motore 1 mediante una relativa asta 31 di rinvio.

In particolare, ciascun elemento 29 comprende una testa 32 semisferica di estremità, rivolta verso il relativo- traversino 19,19a ed atta a cooperare con una corrispondente sede semisferica 33 del traversino 19,19a stesso. Si precisa che l'espressione "gioco valvole", utilizzata nel corso della presente descrizione, identifica la ridotta corsa a vuoto che l'organo di contatto del bilanciere, in questo caso la testa 32, deve compiere per giungere a contatto con il corrispondente organo di spinta delle valvole 3, 'in questo caso la sede 33 del traversino 19, a partire da una posizione di alzata nulla della relativa camma (o da altra posizione se specificata).

Le camme (non illustrate) dell'albero di distribuzione atte a comandare le valvole 3 di scarico presentano un profilo modificato di tipo noto comprendente tratti selettivamente attivabili variando il gioco valvole. In particolare, il profilo di tali camme è costituito sostanzialmente da un primo tratto ad alzata nulla (definito cioè da una porzione del cerchio di base della camma), corrispondente sostanzialmente a gran parte della fase di aspirazione del relativo cilindro, un secondo tratto ad alzata costante ridotta, estendentesi per un'ampiezza angolare corrispondente all’ultima parte della fase di aspirazione ed alle fasi di compressione ed espansione, ed un terzo tratto a lobo convesso, corrispondente sostanzialmente alla fase di scarico e definente una legge di alzata delle valvole 3 di tipo convenzionale.

I bilancieri 18,18a costituiscono parte di un assieme 39 per realizzare un sistema di freno motore del motore 1 associato al suddetto profilo. Nelle figure allegate sono illustrate le parti dell'assieme 39 relative alle valvole 3 di un solo cilindro, lasciando inteso che le parti relative agli altri cilindri sono del tutto analoghe.

Con riferimento alle figure 1, 3 e 5, l'assieme 39 comprende un corpo 40 di attacco distinto dalla testa cilindri 2, disposto in appoggio contro una superficie 41 della testa 2, e solidalmente collegato alla testa 2 stessa, in particolare mediante una coppia di viti 42,43 parallele. Il corpo 40 comprende una base 44 disposta in appoggio alla testa cilindri 2 e comprendente due porzioni 45 e 46 affiancate, delle quali la porzione 45 è impegnata dalla vite 42 e porta integrale una forcella 47 estendentesi a sbalzo per supportare il bilanciere 18.

In particolare, la forcella 47 supporta un asse portabilancieri definito da un perno 50, il quale si estende lungo un asse 51 tra i bracci della forcella 47 stessa, ed al quale è accoppiata una boccola 52 eccentrica. La boccola 52 presenta una superficie 54 cilindrica interna accoppiata al perno 50 in maniera girevole attorno all'asse 51, ed una superficie 55 cilindrica esterna, sulla quale è calzata una porzione intermedia 56 del bilanciere 18 per rendere oscillante il bilanciere 18 stesso attorno ad un asse 57 parallelo ed eccentrico rispetto all'asse 51.

La boccola 52 porta integrale, ad una propria estremità assiale, una leva 60 radiale azionata da un attuatore 62 per ruotare la boccola 52 stessa attorno all’asse 51 rispetto al corpo 40 e spostare l'asse 57 di oscillazione del bilanciere 18. L'attuatore 62 comprende un cilindro 63 solidalmente collegato ad un braccio della forcella 47, ad esempio tramite viti (non illustrate), ed uno stelo 64, il quale fuoriesce dal cilindro 63 ed è scorrevole rispetto al cilindro 63 stesso. Lo stelo 64 è collegato ad una propria estremità alla leva 60 mediante un perno 65, il quale è parallelo all'asse 51 ed impegna una scanalatura 66 radiale ricavata ad un'estremità della leva 60 stessa.

La porzione 46, invece, porta integrale un elemento 70 sostanzialmente prismatico, al quale è fissato, mediante la vite 43, un asse portabilancieri definito da un perno 71. Il bilanciere 18a comprende una porzione 73 intermedia cava, la quale alloggia parzialmente l'elemento 70 ed è incernierata al perno 71 per oscillare attorno ad un asse 75 parallelo agli assi 51 e 57.

Le figure 2 e 5 illustrano una variante dell'assieme 39, nel quale il corpo 40 è privo della porzione 46 e dell'elemento 70 ed è fissato alla testa cilindri 2 mediante la sola vite 42, mentre il bilanciere 18a (non illustrato) associato alle valvole di aspirazione è montato in maniera oscillante su un perno portato direttamente dalla testa cilindri 2, in modo noto e non illustrato.

In condizioni di normale funzionamento del motore 1, il gioco valvole delle valvole 3 è pari al valore ottimale di registrazione quando è attivo il secondo tratto della relativa camma, mentre esiste un gioco sensibilmente maggiore quando è attivo il primo tratto corrispondente al cerchio di base della camma stessa.

In caso di attivazione del freno motore, l'asse 57 di oscillazione del bilanciere 18 viene abbassato ruotando la boccola 52 per ridurre il gioco valvole delle valvole 3 in modo pressoché completo, ossia per ottenere un gioco residuo pari al valore ottimale di registrazione quando è attivo il primo tratto della camma di distribuzione corrispondente al cerchio di base. In tale condizione, durante l'ultima parte della fase di aspirazione e durante le fasi di compressione ed espansione, le valvole 3 rimangono aperte di una quantità corrispondente all'alzata del secondo tratto del profilo delle camme, dissipando l'energia di compressione generata nel cilindro mediante trafilamento verso il collettore di scarico.

In fase di montaggio del motore 1, l'assieme 39 consente di realizzare un sistema di freno motore, il quale non è dipendente da un tipo specifico di testa cilindri 2.

Infatti, da un lato, la base 44 è facilmente collegabile ad una testa cilindri 2 di tipo e struttura sostanzialmente qualsiasi avente una superficie 41 di appoggio, e, dall'altro, l'attuatore 62 è distinto dalla testa 2 stessa, a differenza delle soluzioni note nelle quali era inglobato nella testa cilindri 2 stessa. In altre parole, la realizzazione del sistema di freno motore descritto tramite l'assieme 39 non condiziona sostanzialmente la progettazione e la fabbricazione della testa cilindri 2, e pertanto, il sistema descritto può essere applicato a motori di tipo diverso, sia nuovi che esistenti, che ne sono privi.

Da quanto precede appare, infine, evidente che all'assieme 39 descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione.

In particolare, l'attuatore 62 potrebbe essere solidalmente collegato alla testa cilindri 2 invece che al corpo 40, potrebbe essere previsto un solo attuatore per tutti i bilancieri 18, e/o i perni 50 e 71 potrebbero essere realizzati in un sol pezzo ed estendersi lungo lo stesso asse.

Claims (1)

1. R IV E N D I C A Z I O N I 1.- Assieme (39) per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore (1) endotermico, in particolare per un veicolo industriale; il motore comprendendo una pluralità di cilindri, una testa cilindri (2) provvista, per ciascun detto cilindro, di almeno una valvola di scarico (3) e, per ciascuna detta valvola di scarico (3), una relativa camma di comando presentante un profilo comprendente almeno un tratto selettivamente attivabile al variare del gioco valvole; caratterizzato dal fatto di comprendere, per ciascun detto cilindro, un corpo di supporto (40) atto ad essere collegato alla testa cilindri (2) stessa; almeno un asse portabilancieri (50) portato dal detto corpo di supporto (40); una boccola eccentrica (52); un bilanciere (18) atto ad essere interposto tra una detta valvola di scarico (3) ed una detta camma di comando ed accoppiabile al detto asse portabilancieri (50) tramite la detta boccola eccentrica (52) per oscillare attorno ad un asse (57); e mezzi attuatori (60,62) atti a ruotare la detta boccola eccentrica (52) rispetto al detto corpo di supporto (40) attorno al detto asse portabilancieri (50) per spostare l'asse (57) di oscillazione dei detti bilancieri (18) e variare il gioco valvole tra i bilancieri (18) stessi e le dette valvole (3) di scarico. 2.- Assieme secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi attuatori (60,62) comprendono una leva (60) radiale solidale alla detta boccola eccentrica (52) ed un attuatore (62) distinto dalla detta testa cilindri (2) e comprendente un organo mobile (64) accoppiabile a detta leva (60). 3.- Assieme secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che il detto attuatore (62) comprende un corpo fisso (63) accoppiabile al detto corpo di supporto (40). 4.- Assieme secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto corpo di supporto (40) comprende una base (44) di appoggio atta ad essere collegata alla detta testa cilindri (2), e una forcella (47) solidale alla detta base (44) per il supporto dì almeno un relativo detto asse portabilancieri (50). 5.- Assieme secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il detto corpo di supporto (40) comprende una porzione (70) solidale alla detta base (44) per il supporto di un bilanciere (18a) di comando di almeno una valvola di alimentazione (3a). 6·- Assieme secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una vite (43) di fissaggio della detta base (44) alla detta testa cilindri (2) e di fissaggio di un detto asse portabilancieri (71) al detto corpo di supporto (40). 7.- Motore (1) endotermico, in particolare per un veicolo industriale, comprendente una pluralità di cilindri; una testa cilindri (2) provvista, per ciascun detto cilindro, di almeno una valvola di scarico (3); per ciascuna detta valvola di scarico (3), una relativa camma di comando presentante un profilo comprendente almeno un tratto selettivamente attivabile al variare del gioco valvole; e, per ciascun detto cilindro, una boccola eccentrica (52) ed un bilanciere (18) interposto tra la detta valvola di scarico (3) ed una detta camma di comando ed accoppiato ad un asse portabilancieri (50) tramite la detta boccola eccentrica (52) per oscillare attorno ad un relativo asse (57); e mezzi attuatori (60,62) atti a ruotare la detta boccola eccentrica (52) rispetto alla detta testa cilindri (2) attorno al detto asse portabilancieri (50) per spostare l'asse (57) di oscillazione dei detti bilancieri (18) e variare il gioco valvole tra i bilancieri (18) stessi e le dette valvole (3) di scarico; caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo di supporto (40) dei detti assi portabilancieri (50) ed accoppiato a detta testa cilindri (2). 8.- Motore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi attuatori (60,62) comprendono una leva (60) radiale solidale alla detta boccola eccentrica (52) ed un attuatore (62) distinto dalla detta testa cilindri (2) e comprendente un organo mobile (64) accoppiato alla detta leva (60). 9.- Motore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il detto attuatore (62) comprende un corpo fisso (63) accoppiabile al detto corpo di supporto (40). 10.- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto che il detto corpo di supporto (39) comprende una base (44) di appoggio collegata alla detta testa cilindri (2) ed una forcella (47) solidale alla detta base (44) per il supporto di almeno un relativo detto asse portabilancieri (50). 11.- Motore secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il detto corpo di supporto (39) comprende una porzione (70) solidale alla detta base (44) supportante un bilanciere (18a) di comando di almeno una valvola di alimentazione (3a). 12.- Motore secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una vite (43) di fissaggio della detta base (44) alla detta testa cilindri (2) e di fissaggio di un detto asse portabilancieri (71) al detto corpo di supporto (40). 13.- Assieme per la realizzazione di un sistema di freno motore per un motore endotermico, in particolare per un veicolo industriale, sostanzialmente come descritto ed illustrato nelle figure allegate. 14.- Motore endotermico, in particolare per un veicolo industriale, sostanzialmente come descritto ed illustrato nelle figure allegate.