ITTO960474A1 - Motore endotermico provvisto di un dispositivo di depurazione dei gas di sfiato del basamento. - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

La presente invenzione è relativa ad un motore endotermico provvisto di un dispositivo di depurazione dei gas di sfiato del basamento del motore stesso.

Come è noto, i motori endotermici sono provvisti di un circuito di sfiato del basamento atto a scaricare all'esterno del basamento stesso i gas cosiddetti di "blow-by", cioè dei gas che trafilano dai cilindri nel basamento attraverso i segmenti dei pistoni. Lo sfiato è necessario sia per impedire l'aumento della pressione all'interno del basamento, sia per compensare le variazioni di volume dovute al moto dei pistoni.

I gas di blow-by contengono particelle di olio finemente nebulizzate, nonché particelle di incombusti di natura carboniosa (particolato) aventi dimensioni dell'ordine di qualche μηι, tipicamente comprese tra 5 e 8 |im.

II circuito di sfiato è in qualche caso di tipo aperto, cioè scarica i gas di blow-by nell’ambiente; in questo caso, l'olio ed il particolato devono essere separati dai gas per evidenti ragioni di tutela dell'ambiente e della salute (il particolato ha effetti cancerogeni) .

Talora, il circuito di sfiato è di tipo chiuso e ’ricircola i gas di blow-by all'aspirazione del motore, per assicurare la completa combustione del particolato. Anche in questo caso, tuttavia, si presenta il problema di depurare tali gas dall'olio e dal particolato; infatti, l'olio ed il particolato tendono a formare sedimenti resinosi sui componenti che i gas attraversano prima di raggiungere i cilindri (in particolare sulle valvole e, per i motori sovralimentati, nel compressore e nell'intercooler, ove riducono fortemente lo scambio termico), compromettendo il buon funzionamento di tali componenti. Inoltre, nelle vetture catalizzate, la combustione dell'olio motore eventualmente ricircolato all'aspirazione ha effetti dannosi sulla marmitta catalitica e sulla sonda 1ambda.

Sono pertanto stati proposti depuratori di vario tipo, ciascuno dei quali presenta però degli inconvenienti .

Ad esempio, sono noti separatori ad urto in cui il flusso di gas interagisce con pareti che ne provocano brusche variazioni di direzione; separatori di questo tipo sono però poco efficaci per la separazione del particolato, in quanto le dimensioni medie del particolato sono troppo piccole, e presentano un ingombro elevato. Anche l'impiego di elementi filtranti di tipo tradizionale si è rivelato di per sé insoddisfacente in quanto essi determinano perdite di carico rilevanti e sono soggetti ad un rapido intasamento. Inoltre, i dispositivi noti sono difficilmente integrabili nel motore e creano ingombr aggiuntivi, difficoltà di assemblaggio e d manutenzione.

Scopo della presente invenzione è la realizzazion di un motore endotermico provvisto di un dispositivo d depurazione dei gas di sfiato del basamento, il qual sia privo degli inconvenienti connessi con dispositivi separatori noti e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un motore endotermico comprendente un testa definente. una pluralità di cilindri, un basamento, e mezzi di sfiato di gas trafilati nel detto basamento attraverso i detti cilindri e contenenti in sospensione olio e particolato, detti mezzi di sfiato comprendendo un dispositivo di depurazione dei detti gas avente un ingresso collegato con l'interno del detto basamento, un'uscita, e mezzi depuratori interposti tra il detto ingresso e la detta uscita, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo di depurazione è un'unità integrata comprendente un involucro fissabile al detto motore e provvisto di una prima apertura costituente il detto ingresso e di una seconda apertura costituente la detta uscita, detti mezzi depuratori comprendendo un separatore ad urto definito da una pluralità di pareti interne del detto involucro ed un elemento filtrante alloggiato in una camera del detto involucro.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali :

la figura 1 è una vista in elevazione laterale ed in parziale sezione di un motore endotermico realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

la figura 2 è una vista in elevazione frontale di un dispositivo di depurazione del motore di figura 1; la figura 3 è una sezione lungo la linea III-III di figura 2;

la figura 4 è una sezione lungo la linea IV-IV di figura 2; e

la figura 5 è una sezione lungo la linea V-V di figura 2.

Con riferimento alla figura 1, è indicato con 1 un motore endotermico comprendente una testa 2 definente una pluralità di cilindri 3, un basamento 4 ed una coppa 5 atta a contenere olio lubrificante.

Il motore 1 è provvisto inoltre di un circuito 1 11 di sfiato del basamento 4 per lo scarico all'esterno dal basamento stesso dei gas cosiddetti di "blow-by", cioè dei gas che trafilano tra i cilindri 3 ed relativi pistoni 6.

Tali gas contengono in sospensione particelle olio finemente nebulizzato, nonché particelle soli (particolato), prevalentemente di natura carboniosa, quali sono costituite in parte da prodotti combustione parzialmente incombusti ed in parte impurità solide normalmente contenute nell'olio.

Il circuito di sfiato 11 comprende un dispositiv di depurazione 7 (figura 2) avente un'apertura d ingresso 8 comunicante con l'interno del basamento 4 e un'apertura di uscita 9 atta ad essere collegat all'aspirazione del motore (non illustrata).

Secondo la presente invenzione, il dispositivo d depurazione 7 è costituito da un'unità integrata comprendente un involucro 10 esterno definente l'ingresso 8, l'uscita 9 ed un separatore 14 ad urto, ed un elemento filtrante 19 alloggiato in una camera 20 dell'involucro 10 stesso.

L'involucro 10 è fissato al motore 1 mediante una pluralità di viti 21 in corrispondenza di un’apertura 22 di un carter 23 di protezione degli ingranaggi 24 della distribuzione e del volano 25 del motore 1. L'involucro 10 è convenientemente realizzato in due parti (figura 5), in particolare un corpo 26 principale ed un coperchio 27, le quali sono assemblate tra loro mediante le stesse viti 21 di fissaggio al motore 1.

Il corpo principale 26 comprende una porzione 29 scatolata definente il separatore ad urto 14 ed una porzione 30 a semiguscio delimitante una parte della camera 20 a monte dell'elemento filtrante 19 e presentante una parete posteriore 31 sostanzialmente piana.

La porzione 29 è suddivisa da una parete intermedia 33 complanare alla parete posteriore 31 della porzione 30 in una zona posteriore 34 ed in una zona anteriore 35. La zona posteriore 34 presenta inferiormente l'apertura di ingresso 8, la quale comunica con l'interno del basamento 4, ed è provvista di una pluralità di setti 35 sostanzialmente verticali definenti una percorso tortuoso per ì gas di blow-by e costituenti pertanto il separatore 14; la zona posteriore 34 è inoltre provvista di ulteriori aperture 36 inferiori di scolo dell'olio intercettato dal separatore 14 per effetto delle brusche deflessioni impartite al flusso di gas. La zona anteriore 35 è suddivisa da una paratia 37 in un condotto 38 svasato che sbocca nella porzione 30 e comunica con la zona posteriore 34 attraverso un foro 39 della parete intermedia 33, ed in un condotto di uscita 40 comunicante con un foro 44 passante ricavato nel carter 23 attraverso l'apertura di uscita 9 (figura 4).

Il coperchio 27 comprende una porzione 46 a semiguscio delimitante una parte della camera 20 a valle dell'elemento filtrante 19 e presentante una parete anteriore 47 sostanzialmente piana, ed una porzione 48 sagomata sovrapposta alla porzione 29 del corpo 26 e definente un passaggio 43 di collegamento tra la camera 20 ed il condotto di uscita 40 (figura 5).

L'elemento filtrante 19 è montato tra la porzione 30 a semiguscio del corpo 26 e la porzione 46 a semiguscio del coperchio 27, le quali definiscono tra loro una sede 49 perimetrale per un bordo 50 dell'elemento stesso.

Convenientemente , l'elemento filtrante 19 è costituito da una cartuccia di tessuto non tessuto di fibre con porosità variabile lungo il proprio spessore; il tessuto è convenientemente pieghettato in modo da aumentare la superficie filtrante a parità di ingombro.

Convenientemente, l'elemento filtrante 19 presenta potere ritenzione tale da lasciare passare, di per sé, il particolato ed è ad azione coalescente; in alternativa, esso può essere del tipo a condensazione.

La porzione 30 a semiguscio del corpo 26 e la porzione 46 a semiguscio del coperchio 27 definiscono inoltre, alla loro estremità inferiore, porzioni complementari di una vaschetta 54 di raccolta dell'olio e del particolato disposta al di sotto dell'elemento filtrante 19 e comunicante con la porzione di valle della camera 20. Tale vaschetta 54 è atta a raccogliere l'olio ed <' >il particolato separati dall'elemento filtrante 19, ed è provvista di un dispositivo atto a permettere lo scarico del contenuto della vaschetta in una zona inferiore 56 del basamento (figura 1), dalla quale l'olio può colare nella coppa, ma ad impedire il riflusso dei gas; tale dispositivo può essere costituito da una valvola di drenaggio 55 a comando elettrico o a pressione, oppure da un tubo 56 (illustrato con linea a tratto-punto) terminante con un sifone 57.

Il funzionamento del dispositivo di depurazione 7 è il seguente.

I gas di blow-by con l'olio ed il particolato in sospensione (indicati con una freccia nera) fluiscono attraverso l'apertura di ingresso 8 nel separatore ad urto 14, in cui le particelle d'olio più grossolane si separano dal flusso per inerzia ed impattano contro i setti 35; l'olio così depurato cola nel basamento 4 attraverso le aperture 36 di scolo (frecce tratteggiate) . Attraverso il condotto 38, il flusso di gas depurato dalle particelle d’olio più grossolane (frecce bianche e nere) raggiunge quindi la camera 20 e l'elemento filtrante 19.

Le particelle d'olio passano all'interno dell'elemento filtrante 19 dove si agglomerano per coalescenza per formare gocce di dimensioni sufficienti ad impedirne il trascinamento a valle; l'olio pertanto cola nella vaschetta 54 di raccolta e può essere ricircolato nella zona inferiore 56 del basamento 4 attraverso la valvola 55.

II particolato, che in assenza di olio tenderebbe a passare attraverso l'elemento filtrante 19, viene inglobato nelle gocce d'olio che si agglomerano nell'elemento stesso, e ricircolato nel basamento insieme con l ' olio .

I gas purificati dall’olio e dal particolato (frecce bianche) fluiscono attraverso il condotto 40 e l'apertura 9 di uscita nel foro 44 del carter 23, il quale è collegato mediante un condotto non illustrato all'aspirazione del motore 1.

Da un esame delle caratteristiche del motore 1 e, in particolare, del dispositivo di depurazione 7 realizzati secondo i dettami della presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

II dispositivo 7 costituisce un'unità integrata di ingombro ridotto, poco costosa e di facile montaggio. L'impiego combinato di un separatore ad urto 14 e di un elemento filtrante 19 consente di ridurre al minimo le dimensioni del filtro e di ottimizzarne il funzionamento in quanto vengono separate a monte le particelle d'olio di dimensioni maggiori.

Infine, l'impiego di un elemento filtrante con potere di ritenzione tale da far passare il particolato consente di evitare l'intasamento del filtro, in quanto il particolato non si accumula nel filtro ma viene rimosso dall'olio.

Risulta infine chiaro che al motore 1 ed al dispositivo 7 possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di tutela definito dalle rivendicazioni.

Ad esempio, la geometria dell'involucro 10 può essere variata; il dispositivo può essere montato sul motore in qualsiasi altra posizione; la geometria dell'elemento filtrante 19 può essere qualsiasi, ad esempio a cartuccia cilindrica.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Motore (1) endotermico comprendente un testa (2) definente una pluralità di cilindri (3), un basamento (4), e mezzi di sfiato (11) di gas trafilati nel detto basamento (4) attraverso i detti cilindri (3) e contenenti in sospensione olio e particolato, detti mezzi di sfiato (11) comprendendo un dispositivo (7) di depurazione dei detti gas avente un ingresso (8) collegato con l'interno del detto basamento (4), un'uscita (9), e mezzi depuratori (14, 19) interposti tra il detto ingresso (8) e la detta uscita (9), caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo di depurazione è un'unità integrata comprendente un involucro (10)· fissabile al detto motore (1) e provvisto di una prima apertura costituente il detto ingresso (8) e di una seconda apertura costituente la detta uscita (9), detti mezzi depuratori comprendendo un separatore ad urto (14) definito da una pluralità di pareti interne (35) del detto involucro (10) ed un elemento filtrante (19) alloggiato in una camera (20) del detto involucro (10). 2.- Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un carter (23) di protezione di ingranaggi della distribuzione (24) e di un volano, il detto dispositivo (7) essendo fissato al detto motore (1) in corrispondenza di un'apertura (22) del detto carter (23). 3.- Motore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi, di collegamento della detta uscita (9) del detto dispositivo (7) a mezzi di aspirazione del motore stesso . 4.- Motore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto involucro (10) definisce una vaschetta (54) di raccolta di olio e particolato. 5.- Motore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta vaschetta è provvista di mezzi di scarico (55) di olio e particolato all'interno del detto motore (1) atti ad impedire un riflusso di gas. 6.- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto elemento filtrante (19) presenta un potere di ritenzione tale da lasciar passare il detto particolato. 7.- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto elemento filtrante (19) è del tipo a coalescenza. 8. - Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che il detto elemento filtrante (19) è del tipo a condensazione . 9,- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto elemento filtrante (19) presenta porosità variabile lungo il proprio spessore. 10.- Motore endotermico, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati,