ITTO960833A1 - Iniettore di combustibile per un motore endotermico e motore endoter- mico provvisto di tale iniettore - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un motore endotermico ad iniezione, particolarmente ma non esclusivamente del tipo ad accensione per compressione (Diesel) utilizzato nei veicoli industriali.

Come è noto, gli iniettori per l'alimentazione di combustibile nei motori endotermici comprendono un gruppo polverizzatore atto ad immettere il combustibile in una camera di combustione di un relativo cilindro, ed un gruppo elettro-idraulico di controllo; tali gruppi sono normalmente coassiali tra loro ed integrati in un involucro comune di forma tubolare allungata.

L'iniettore viene montato nella testa del motore, preferibilmente in posizione coassiale al relativo cilindro, con il gruppo polverizzatore disposto passante attraverso una parete della testa delimitante superiormente la camera di combustione; l’iniettore si estende assialmente nel vano punterie, tra le molle delle valvole, per fuoriuscire superiormente attraverso il coperchio del vano stesso.

La soluzione con iniettore centrale e coassiale al relativo cilindro è ottimale per la combustione, ma comporta l'impiego di quattro valvole per cilindro (e delle relative molle); i problemi di ingombro si manifestano pertanto in modo particolarmente critico, e determinano difficoltà rilevanti nelle operazioni di montaggio e smontaggio.

In altre soluzioni note, si rinuncia alla disposizione coassiale dell'iniettore o si dispongono le valvole con l'asse inclinato; queste soluzioni, più vantaggiose dal punto di vista degli ingombri, risultano però sfavorevoli dal punto di vista della combustione .

Ulteriore inconveniente è costituito dal fatto che deve essere prevista una tenuta olio tra l'iniettore ed il coperchio punterie, ed eventualmente una tenuta acqua tra il vano di raffreddamento della testa cilindri e la sede dell'iniettore.

Inoltre, il fissaggio dell'iniettore nella propria sede è generalmente complesso e disagevole.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un iniettore di combustibile per un motore endotermico, il quale consenta di eliminare gli inconvenienti degli iniettori noti e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un iniettore di combustibile per un motore endotermico, l'iniettore comprendendo un gruppo polverizzatore estendentesi lungo un asse e provvisto di mezzi ad ugello di estremità e di mezzi otturatori associati ai detti mezzi ad ugello e mobili lungo il detto asse, ed un gruppo elettro-idraulico di controllo dei detti mezzi otturatori, caratterizzato dal fatto che il detto gruppo di controllo si estende in direzione trasversale rispetto al detto asse del detto gruppo polverizzatore.

La presente invenzione è altresì relativa ad un motore endotermico ad iniezione provvisto di almeno un cilindro e di una testa alloggiente almeno un iniettore associato al detto cilindro, l'iniettore comprendendcn un gruppo polverizzatore estendentesi lungo un asse e provvisto di mezzi ad ugello di estremità e di mezzi otturatori associati ai detti mezzi ad ugello e mobili lungo il detto asse, ed un gruppo elettro-idraulico di controllo dei detti mezzi otturatori, caratterizzato dal fatto che il detto gruppo di controllo si estende in direzione trasversale rispetto al detto asse del detto gruppo polverizzatore.

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 sezione parziale di un motore endotermico provvisto di un iniettore realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e

la figura 2 è una vista in elevazione ed in parziale sezione, in scala ingrandita, dell'iniettore di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con 1 un motore endotermico, parzialmente illustrato .

Il motore 1 comprende una testa 2, convenientemente realizzata in una lega leggera, la quale presenta una parete inferiore 3 delimitante verso l'alto le camere di combustione (non illustrate) dei cilindri (anch'essi non illustrati), e definisce superiormente un vano punterie 4 nel quale è alloggiato un gruppo 5 di comando valvole di tipo noto. Il motore 1 comprende quattro valvole 6 per cilindro, delle quali due sono visibili in figura 1.

Il vano punterie 4 è chiuso superiormente da un coperchio, non illustrato, ed è delimitato inferiormente da una parete 1 di fondo sostanzialmente orizzontale intermedia della testa 2, la quale definisce un appoggio per le molle 8 delle valvole.

Il motore 1 comprende inoltre un iniettore 9 per ciascun cilindro.

Ciascun iniettore 9 (figura 2) comprende un gruppo polverizzatore 10 ed un gruppo di controllo 11.

Il gruppo polverizzatore 10 presenta un asse A verticale e coincidente con l'asse del relativo cilindro, e comprende un involucro 14 tubolare, realizzato in più parti per ragioni di montaggio e facilità di lavorazione e provvisto di una cavità 15 assiale. L'involucro 14 presenta una porzione 16 terminale inferiore di diametro ridotto, la quale è montata in una sede 17 passante della parete 3 ed è provvista di ugelli 18 di estremità comunicanti con la relativa camera di combustione.

Il gruppo polverizzatore 10 comprende inoltre un organo otturatore 19 a spillo (nel seguito brevemente "spillo 19"), scorrevole nella cavità 15 ed atto a cooperare a tenuta con gli ugelli 18, ed un pistone 22 scorrevole a tenuta in una camera 23 di spinta definente una porzione di estremità superiore della cavità 15. Il pistone 22 e lo spillo 19 sono provvisti di rispettivi puntalini 24, 25 atti a cooperare di testa tra loro.

Lo spillo 19 è spinto verso il basso, cioè verso la posizione di chiusura, dall'azione del pistone 22 soggetto alla pressione nella camera 23 e di una molla 26 alloggiata nella cavità 15 dell'involucro 14 coassialmente ai puntalini 24, 25.

Lo spillo 19 è provvisto di una superficie di spinta 27 anulare intermedia, di area minore rispetto alla sezione del pistone 22, la quale si affaccia verso il basso in una seconda camera di spinta 28 ricavata nell'involucro 14.

Secondo la presente invenzione, il gruppo di controllo 11 si estende in direzione trasversale rispetto all'asse A del gruppo polverizzatore 10.

Più in particolare, il gruppo 11 comprende un'elettrovalvola 30, di tipo noto e pertanto non descritta in dettaglio. L'elettrovalvola comprende un corpo esterno 31 allungato estendentesi integralmente da una porzione superiore dell'involucro 14 e provvisto di una cavità assiale 32 di asse B ortogonale all'asse A, ed un equipaggio mobile 33 scorrevole assialmente nella cavità 32.

La cavità 32 comunica ad una propria estremità con la camera di spinta 23 attraverso un condotto 34 di diametro ridotto, ed è atta ad essere coliegata ad una propria estremità opposta con un condotto di ricircolo del combustibile (non illustrato) attraverso un raccordo 35.

L'equipaggio mobile 33 comprende un otturatore 36 a sfera atto a cooperare a tenuta con una sede 37 conica di imbocco del condotto 34 per isolare da quest'ultimo la cavità 32 e, quindi, il raccordo 35.

L'iniettore 9 comprende infine un raccordo 40 di ingresso per il combustibile ad alta pressione. Il raccordo 40 è fissato su un'appendice 41 inferiore del corpo 31 dell'elettrovalvola 30 e comunica con un condotto 42 di alimentazione ricavato nell'appendice 41 stessa ed estendentesi lungo un asse C inclinato rispetto agli assi A e B, verso la zona di unione del corpo 31 dell'elettrovalvola 30 e dell'involucro 14. Il condotto 42 è collegato alla camera di spinta 23 da un condotto 43 di diametro ridotto, ed alla seconda camera di spinta 28 da un condotto 44.

Grazie alla sua particolare geometria, l'iniettore 9 può essere interamente alloggiato in un vano 45 intermedio della testa 2 compreso tra la parete inferiore 3 e la parete di fondo 7 del vano punterie 4. Il vano 45 comunica con l'esterno del motore attraverso un'apertura 46 laterale della testa 2, la quale consente il montaggio dell'iniettore 9 ed il passaggio delle tubazioni di alimentazione e ricircolo, nonché di un cavo di controllo (non illustrato) dell'elettrovalvola 30.

L'iniettore 9 è bloccato nella sua posizione di montaggio da una vite 50 di pressione di asse A, montata attraverso la parete 7 di fondo del vano punterie 4, ed agente con una propria estremità contro una superficie 52 superiore di riscontro dell'involucro 14 trasversale all'asse A ed intersecata da questo. La. vite 50 è avvitata in un foro assiale 53 di una boccola 54, la quale è a sua volta avvitata in un foro 55 passante della parete 7.

La boccola 54, convenientemente realizzata in acciaio, è interposta tra la vite 50 e la parete 7 (in lega leggera) per evitare di danneggiare quest'ultima avvitando e svitando ripetutamente la vite 50 per interventi di manutenzione.

Il diametro del foro 55 consente di lavorare la sede 17 per l'iniettore nella parete 3 della testa 2.

La vite 54 presenta convenientemente una sede 56 anulare per un anello di tenuta 57 cooperante con la boccola 54 per evitare trafilamenti di olio dal vano punterie 4.

Il funzionamento dell'iniettore 9, in sé noto, è il seguente.

Lo spillo 19 è mantenuto in posizione di chiusura dalla molla 26 e dalla spinta idraulica agente sul pistone 22, che prevalgono sulla spinta idraulica agente sulla superficie 27 dello spillo 19. Quando l'elettrovalvola 30 viene eccitata, la prima camera di spinta 23 viene collegata al condotto di ricircolo; il pistone 22 è pertanto libero di spostarsi verso l'alto per consentire l'apertura dello spillo 19 sotto l'azione della pressione idraulica vigente nella seconda camera di spinta 28 sulla superficie 27, la quale azione prevale sulla reazione elastica della molla 26.

Quando l'elettrovalvola 30 viene diseccitata, la pressione nella prima camera 23 sale nuovamente al valore di alimentazione e la conseguente spinta del pistone 22, sommata a quella della molla 26, vince la forza idraulica agente sullo spillo 19, determinando la chiusura di quest'ultimo.

Da un esame della caratteristiche del motore 1 e, in particolare, dell'iniettore 9 realizzati secondo i dettami della presente invenzione, sono evidenti i molteplici vantaggi che essa consente di ottenere.

In primo luogo, grazie alla disposizione trasversale del gruppo di controllo 11 rispetto al gruppo polverizzatore 10 dell'iniettore 9, viene evitata l'introduzione dell'iniettore 9 stesso nel vano punterie 4, pur consentendo una disposizione del gruppo polverizzatore 10 coassiale con il relativo cilindro. Ciò permette di ottenere risparmi nei tempi di montaggio e di smontaggio, e di facilitare il collegamento dei tubi e del cavo all'iniettore.

Inoltre, risulta facilitato il fissaggio dell'iniettore 9 stesso, in quanto è possibile applicare, tramite la vite 50 o altro elemento equivalente, una spinta puramente assiale sul gruppo polverizzatore 10.

La vite 50 può essere azionata dal vano punterie 4, mediante un attrezzo convenzionale.

La disposizione del gruppo di controllo 11 nel vano 45 consente di ridurre le sollecitazioni termiche sul gruppo 11 stesso. Una eventuale perdita di combustibile non inquina l'olio motore. I condotti all'interno dell'iniettore risultano di lunghezza inferiore, e sono conseguentemente ridotte le perdite di carico. Inoltre, essendo minori le lunghezze di foratura, il diametro del gruppo polverizzatore può essere ridotto. Infine, sono ridotte le dimensioni delle parti mobili all'interno dell'iniettore 9.

Risulta infine chiaro che al motore 1 ed all'iniettore 9 possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di tutela definito dalle rivendicazioni.

In particolare, il gruppo di controllo 11 può estendersi in una direzione trasversale ma non ortogonale all'asse A del gruppo polverizzatore 10. Inoltre, l'iniettore 9 può essere bloccato nella testa 2 mediante un fissaggio a staffa di tipo convenzionale, in luogo della vite 50.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Iniettore (9) di combustibile per un motore (1) endotermico, l'iniettore (9) comprendendo un gruppo polverizzatore (10) estendentesi lungo un asse (A) e provvisto di mezzi ad ugello (18) di estremità e di mezzi otturatori (19) associati ai detti mezzi ad ugello (18) e mobili lungo il detto asse (A), ed un gruppo (11) elettro-idraulico di controllo dei detti mezzi otturatori (19), caratterizzato dal fatto che il detto gruppo di controllo (11) si estende in direzione trasversale rispetto al detto asse (A) del detto gruppo polverizzatore (10). 2.- Iniettore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto gruppo di controllo (11) presenta un asse (B) ortogonale rispetto al detto asse (A) del detto gruppo polverizzatore (10). 3.- Iniettore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto gruppo polverizzatore (10) comprende un involucro (14) provvisto di una superficie di appoggio (52) opposta ai detti mezzi ad ugello (18), trasversale al detto asse (A) ed intersecata dall'asse (A) stesso. 4.- Motore (1) endotermico ad iniezione provvisto di almeno un cilindro e di una testa (2) alloggiante almeno un iniettore (9) associato al detto cilindro, l'iniettore (9) comprendendo un gruppo polverizzatore (10) estendentesi lungo un asse (A) e provvisto di mezzi ad ugello (18) di estremità e di mezzi otturatori (19) associati ai detti mezzi ad ugello (18) e mobili lungo il detto asse (A), ed un gruppo (11) elettroidraulico di controllo dei detti mezzi otturatori (19), caratterizzato dal fatto che il detto gruppo di controllo (11) si estende in direzione trasversale rispetto al detto asse (A) del detto gruppo polverizzatore (10). 5.- Motore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta testa (2) comprende una parete inferiore (3) delimitante il detto cilindro e definisce superiormente un vano punterie (4) presentante una parete di fondo (7); la detta testa (2) presentando almeno un vano (45) intermedio compreso tra la detta parete di fondo (7) del detto vano punterie (4) e la detta parete (3) inferiore, il detto iniettore' (9) essendo alloggiato nel detto vano (45) intermedio. 6.- Motore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la detta testa (2) presenta almeno un'apertura laterale (46) comunicante con il detto vano (45) intermedio. 7.- Motore secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che il detto gruppo polverizzatore (10) comprende un involucro (14) provvisto di una superficie di appoggio (52) opposta ai detti mezzi ad ugello (18), trasversale al detto asse (A) ed intersecata dall'asse stesso (52). 8.- Motore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio (50) del detto iniettore (9) vincolati alla detta parete di fondo (7) del'detto vano punterie (4) e cooperanti con la detta superficie di appoggio (52) del detto iniettore (9). 9.- Motore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio comprendono una vite (50) di pressione montata passante attraverso la detta parete (7) di fondo del detto vano punterie (4). 10.- Motore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il detto gruppo di controllo (11) presenta un asse (B) ortogonale rispetto al detto asse (A) del detto gruppo polverizzatore (10). 11.- Iniettore di combustibile per un motore endotermico, sostanzialmente come descritto ed illustrato nel disegno allegato. 12.- Motore endotermico a iniezione, sostanzialmente come descritto ed illustrato nel disegno allegato.