ITTO950405A1

ITTO950405A1 - Motore a combustione interna con sistema di alimentazione ad iniezione atto ad operare selettivamente con benzina o con gpl.

Info

Publication number: ITTO950405A1
Application number: IT95TO000405A
Authority: IT
Inventors: Massimo Ferrera
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-11-24
Also published as: ITTO950405A0; IT1279556B1

Abstract

Un sistema di alimentazione di GPL allo stato liquido per motori a combustione interna comprende mezzi elettronici di controllo (10, 11) che controllano l'iniezione di GPL nei vari cilindri del motore senza realizzare una fasatura predeterminata dell'iniezione rispetto alla posizione angolare dell'albero motore.(Figura 1).

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Motore a combustione interna con sistema di alimentazione ad iniezione, atto ad operare selettivamente con benzina o con GPL"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai motori a combustione interna con sistema di alimentazione ad iniezione atto ad operare selettivamente con benzina o con GPL.

La richiedente ha già proposto nella sua domanda di brevetto italiana n. T095A000064, depositata in data 03.02.1995, ancora segreta al momento del deposito della presente domanda, un motore del tipo sopra indicato dotato di un sistema di alimentazione di GPL comprendente:

una pluralità di iniettori rispettivamente associati ai vari cilindri del motore,

un collettore o "rail" di alimentazione di GPL agli iniettori,

un serbatoio di GPL,

mezzi per alimentare il GPL dal serbatoio al rail di alimentazione, mantenendo il GPL allo stato liquido, detti mezzi includendo una pompa che aspira GPL dal serbatoio e lo invia al rail,

un condotto di riflusso per riportare nel serbatoio la quantità di GPL alimentata in eccesso agli iniettori,

un regolatore di pressione, interposto nel condotto di riflusso per strozzare tale condotto in modo tale per cui detta pompa crea un salto dalla pressione del GPL nel serbatoio alla pressione di alimentazione del GPL agli iniettori,

mezzi associati a detto regolatore di pressione, atti a rilevare la pressione del GPL nel serbatoio, che é funzione della temperatura, ed a variare conseguentemente il grado di strozzatura attuato dal regolatore, così da mantenere il suddetto salto di pressione ad un livello sostanzialmente costante,

- mezzi sensori della pressione di alimentazione del GPL agli iniettori, e

mezzi elettronici di controllo degli iniettori che ricevono i segnali in uscita da detti mezzi sensori e controllano l'apertura di detti iniettori,

Nei sistemi di alimentazione del tipo convenzionale con iniezione di combustibile gassoso, come metano, un parametro di calibrazione fondamentale per garantire la regolarità di funzionamento del motore in termini di ripartizione omogenea della miscela aria/combustibile cilindro per cilindro é la fasatura dell'inizio dell'iniezione subito dopo l'apertura della valvola di aspirazione del cilindro interessato. Ciò é dovuto al fatto che il combustibile gassoso iniettato in un cilindro avente la valvola di aspirazione chiusa può essere risucchiato nel condotto di un altro cilindro che in quella fase presenta la valvola di aspirazione aperta. La bassa inerzia di un gas rispetto ad un liquido, ed il volume occupato nel condotto sono le principali ragioni per cui si verifica il suddetto fenomeno.

Gli studi e le esperienze condotte dalla richiedente hanno portato a rilevare che tale problema viene meno nel caso di iniezione di GPL allo stato liquido, ove il combustibile iniettato occupa un volume analogo ad una massa uguale di benzina iniettata in fase liquida.

Partendo da tale considerazione, lo scopo della presente invenzione é quello di perfezionare il sistema sopra indicato realizzando il.controllo del tempo di iniezione con mezzi particolarmente semplici ed economici.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un motore a combustione interna con sistema di alimentazione ad iniezione atto ad operare selettivamente con benzina o con GPL, caratterizzato dalla combinazione delle caratteristiche sopra indicate relative al sistema precedentemente proposto dalla richiedente con l'ulteriore caratteristica consistente nel fatto che sono previsti mezzi sensori della velocità di rotazione dell'albero motore includenti una ruota fonica, e nel fatto che i suddetti mezzi elettronici di controllo sono programmati per effettuare l’iniezione in un primo cilindro del motore, dopo un avviamento del motore, al ricevimento di un primo segnale dalla suddetta ruota fonica e per comandare successivamente in sequenza, ad intervalli regolari dalla prima iniezione, l'iniezione negli altri cilindri del motore, detto sistema essendo pertanto privo di mezzi atti a realizzare una fasatura predeterminata dell'inizio dell'iniezione nei vari cilindri rispetto alla posizione angolare dell'albero motore.

L'istante di ricevimento del primo segnale dalla ruota fonica, dopo l'avviamento del motore, può cambiare di volta in volta, anche in funzione della ruota fonica utilizzata. La richiedente ha tuttavia sorprendentemente rilevato che tale variazione non ha alcun effetto negativo sul corretto funzionamento del motore. Come già indicato, una volta effettuata la prima iniezione in un cilindro del motore, l'iniezione negli altri cilindri viene comandata di conseguenza, ad intervalli regolari dalla prima iniezione ed il ciclo viene naturalmente ripetuto con il prosieguo della rotazione dell'albero motore. Come già indicato, la variazione dell'inizio dell'iniezione rispetto alla posizione angolare dell'albero motore non esercita alcuna influenza sulla ripartizione cilindro per cilindro della miscela aria/GPL.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 é uno schema del sistema di alimentazione formante oggetto dell'invenzione, e la figura 2 é un diagramma che illustra 1'ininfluenza della fasatura dell'iniezione sul rapporto aria/GPL nei vari cilindri del motore.

Con riferimento alla figura 1, il numero 1 indica nel suo insieme il collettore o "rail" di alimentazione del GPL a quattro iniettori 2 rispettivamente associati ai quattro cilindri di un motore a combustione interna di autoveicolo. Il motore é provvisto di un sistema di alimentazione ad iniezione atto ad operare selettivamente con benzina o con GPL. Nel disegno, le parti del sistema di alimentazione a benzina non sono illustrate, in quanto tale sistema é del tipo tradizionale ad iniezione di benzina, con una centralina elettronica di controllo che provvede a controllare l'iniezione di benzina in funzione dei diversi parametri operativi del sistema.

Il GPL viene alimentato al rail 1 tramite un condotto 3 da una pompa di alimentazione 4 che aspira GPL da un serbatoio 5. La quantità di GPL alimentata in eccesso agli iniettori 2 ritorna nel serbatoio 5 attraverso una linea di riflusso 6 nella quale é interposto un regolatore di pressione 7 che provvede a strozzare la linea 6 in modo tale da far si che la pompa 4 crei un salto di pressione dalla pressione all'interno del serbatoio 5 alla pressione di alimentazione agli iniettori 2. Il regolatore 7 é in grado di sentire la pressione nel serbatoio 5 tramite una linea 8 ed é così in grado di autoregolarsi per mantenere sostanzialmente costante il suddetto salto di temperatura e prossimo a 2-3 bar, al variare della pressione del GPL nel serbatoio 5, che é funzione della temperatura. In tal modo, quando la temperatura é molto bassa (ad esempio -20 °C) la pressione del GPL nel serbatoio 5, che é di circa 1 bar, viene innalzata a circa 3 bar dalla pompa 4, mentre quando la temperatura é molto elevata (ad esempio 50°C) la pressione del GPL nel serbatoio 5 é di circa 20 bar e viene innalzata dalla pompa 4 fino a circa 22 bar. In entrambe le suddette condizioni estreme, la pressione di alimentazione del GPL allo stato liquido agli iniettori 2 é quindi compresa nel campo di pressione entro cui gli iniettori sono in grado di operare correttamente (che va da 3 bar a 22-23 bar). Naturalmente, al variare della pressione di alimentazione del GPL, il tempo di apertura degli iniettori 2 deve essere variato. A tale funzione provvede l'usuale centralina elettronica di controllo 10 che é predisposta per l'iniezione di benzina. Nel caso di funzionamento a GPL, tuttavia, il modo di operare della centralina 10 viene modificato dalla centralina elettronica ausiliaria 11 in funzione delle caratteristiche di alimentazione del GPL. In particolare, la centralina 11 riceve un segnale 12 da una ruota fonica 13 costituente un sensore della velocità di rotazione dell'albero motore.

Come é stato indicato, la centralina elettronica 11 é programmata in modo tale per comandare 1'inizio dell'iniezione in un primo cilindro del motore al ricevimento del primo segnale 12 dopo l'avviamento del motore. Successivamente, viene comandata in sequenza l'iniezione negli altri cilindri del motore, ad intervalli regolari dalla prima iniezione. Come si vede, il sistema é sprovvisto di mezzi atti ad ottenere una fasatura predeterminata dell'iniezione rispetto alla posizione angolare dell'albero motore. Infatti, la richiedente ha rilevato che tale fasatura non é di alcuna importanza ai fini di un funzionamento corretto del motore, per le ragioni sopra indicate. Pertanto, il fatto che l'istante in cui il primo segnale 12 viene ricevuto dalla centralina 11 possa variare da caso a caso é assolutamente ininfluente sulle prestazioni del motore e sulla ripartizione della miscela aria/combustibile nei vari cilindri del motore. Tale circostanza é anche stata verificata sperimentalmente, come mostrato nel diagramma della figura 2. Tale diagramma illustra i valori della tosatura λ = aria/GPL nei vari cilindri del motore, nonché il valore medio dei vari cilindri, per diverse posizioni angolari dell'albero motore in corrispondenza delle quali viene effettuato l'inizio dell'iniezione. Come si vede al variare della fasatura dell'iniezione, i valori di λ nei vari cilindri sono comunque compresi nel campo ammissibile e l'andamento del valore medio della dosatura nei vari cilindri é sostanzialmente costante al variare della fasatura.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore a combustione interna con sistema di alimentazione ad iniezione atto ad operare selettivamente con benzina o con GPL, caratterizzato_ dal_ fatto che il sistema di alimentazione di GPL comprende: una pluralità di iniettori (2) rispettivamente associati ai vari cilindri del motore, un collettore o "rail" (1) di alimentazione di GPL agli iniettori (2), - un serbatoio di GPL (5), mezzi per alimentare il GPL dal serbatoio (5) al "rail" (1) di alimentazione mantenendo il GPL allo stato liquido, detti mezzi includendo una pompa (4) che aspira GPL dal serbatoio e lo invia al rail, un condotto di riflusso (6) per riportare nel serbatoio (5) la quantità di GPL alimentata in eccesso agli iniettori (2), un regolatore di pressione (7), interposto nel condotto di riflusso (6) per strozzare tale condotto in modo tale per cui detta pompa (4) crei un salto dalla pressione del GPL nel serbatoio (5) alla pressione di alimentazione del GPL agli iniettori (2), mezzi (8) associati a detto regolatore di pressione (7), atti a rilevare la pressione del GPL nel serbatoio (5), che é funzione della temperatura, ed a variare conseguentemente il grado di strozzatura attuato dal regolatore (7) così da mantenere il suddetto salto di pressione ad un livello sostanzialmente costante, mezzi sensori (9) della pressione di alimentazione del GPL agli iniettori (2), e mezzi elettronici di controllo che ricevono i segnali in uscita da detti mezzi sensori (9) della pressione di alimentazione agli iniettori e controllano di conseguenza l'apertura degli iniettori (2), detto sistema essendo inoltre caratterizzato dal fatto che comprende mezzi sensori della velocità di rotazione dell'albero motore, comprendenti una ruota fonica, e dal fatto che detti mezzi elettronici di controllo degli iniettori sono programmati per effettuare l'iniezione in un primo cilindro, dopo un avviamento del motore, al ricevimento di un primo segnale (12) dalla ruota fonica (13) e per comandare successivamente in sequenza, ad intervalli regolari dalla prima iniezione, l'iniezione negli altri cilindri del motore, detto sistema essendo pertanto sprovvisto di mezzi per realizzare una fasatura predeterminata dell'iniezione rispetto alla posizione angolare dell'albero motore.
2. Motore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti mezzi elettronici di controllo comprendono una prima centralina elettronica di controllo (10) predisposta per il controllo dell'iniezione a benzina, ed una seconda centralina elettronica di controllo (11) che modifica il modo di operare della centralina principale (10) quando il motore viene alimentato a GPL, in funzione dei segnali ricevuti indicativi delle caratteristiche di alimentazione del GPL. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.