ITTO970205A1

ITTO970205A1 - Sistema di raffreddamento per un motore a combustione interna, parti- colarmente per autoveicoli

Info

Publication number: ITTO970205A1
Application number: IT97TO000205A
Authority: IT
Inventors: Andrea Bartolazzi
Original assignee: Gate Spa
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-09-13
Also published as: DE69816891D1; US5975031A; ES2205294T3; IT1291190B1; EP0864733A1; EP0864733B1; DE69816891T2

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai sistemi di raffreddamento per motori a combustione interna, particolarmente per autoveicoli.

Più specificamente l'invenzione ha per oggetto un sistema di raffreddamento per un motore a combustione interna comprendente un circuito idraulico per l'alimentazione di un.flusso di liquido di raffreddamento al<' >motore, includente

una pompa di circolazione,

un radiatore collegato al motore,

un condotto di by-pass essenzialmente in parallelo al radiatore, e

una valvola di regolazione atta a modificare il rapporto tra i flussi di liquido di raffreddamento alimentati al motore attraverso il condotto di bypass e, rispettivamente, attraverso il radiatore.

Nei sistemi di raffreddamento di tale tipo sinora realizzati la pompa di circolazione è una pompa meccanica,praticamente incorporata nel motore a combustione interna ed azionata in rotazione dallo stesso. La valvola di regolazione in tali sistemi è una valvola termostatica.

Tali sistemi noti risultano costruttivamente complessi e costosi e, pur presentando un funzionamento soddisfacente, consentono una regolazione della temperatura del motore relativamente poco flessibile.

Lo.scopo della presente invenzione è di realizzare un sistema di raffreddamento per un motore a combustione interna di tipo perfezionato.

Questi ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un sistema di raffreddamento del tipo precedentemente specificato, caratterizzato dal fatto che

la pompa di circolazione è una pompa, a portata variabile in funzione di un segnale di comando; è provvisto un.sensore atto a fornire segnali indicativi della temperatura del liquido fluente in una zona prefissata del motore o di detto circuito idraulico;

un'unità elettronica è collegata al sensore ed è predisposta per pilotare la pompa in modo tale per cui la portata di quest'ultima varia secondo modalità prestabilite in funzione della temperatura rilevata dal sensore, e

la valvola di regolazione è predisposta per modificare il rapporto tra i suddetti flussi di liquido di raffreddamento al variare della portata di detta pompa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una rappresentazione,schematica di un modo di realizzazione di un sistema di raffreddamento per un motore a combustione interna secondo l'invenzione, e .

la figura 2 è una vista sezionata di una valvola di regolazione compresa nel sistema di raffreddamento della figura 1.

Nella figura 1 con E è indicato un motore a combustione interna per autoveicoli.

Al motore E è associato un sistema di raffreddamento complessivamente indicato con 1.

Tale sistema comprende un circuito idraulico per l'alimentazione di un flusso di liquido dì raffreddamento al motore E. Il liquido di raffreddamento può essere ad esempio una miscela di acqua e di agenti anti-congelanti ed anti-corrosione.

Nella realizzazione schematicamente illustrata il circuito idraulico del sistema di raffreddamento comprende una pompa elettrica di circolazione 2 la cui uscita o mandata è connessa all'ingresso 3 del motore E per il liquido di raffreddamento. La pompa 2 è ad esempio un'elettropompa preferibilmente di tipo rotativo, a portata variabile al variare della velocità di rotazione della sua girante.

Un radiatore {scambiatore di calore liqùido/aria) 4 ha l'ingresso collegato all'uscita .5 del liquido di raffreddamento dal motore E. L'uscita del radiatore 4 è collegata ad un ingresso 10b di una valvola di regolazione complessivamente indicata con 10 .

Con 6 nella figura 1 è indicato un condotto di by-pass connesso sostanzialmente in parallelo al radiatore 4, fra l'uscita 5 del motore E ed un ulteriore ingresso IOa della valvola di regolazione 10. Il condotto di by-pass 6.può eventualmente estendersi attraverso uno scambiatore di calore {non illustrato) ad esempio per il riscaldamento dell'aria immessa nell'abitacolo del veicolo.

L'uscita 10c della valvola di regolazione 10 è collegata all'ingresso della pompa di circolazione 2.

Con il nella figura 1 è indicato un sensore elettrico di temperatura. Nella realizzazione esemplificativamente illustrata in tale figura il sensore 11 è disposto presso l'ingresso 3 del motore E per il liquido di raffreddamento. Il sensore di temperatura 11 potrebbe peraltro essere disposto altrove, ad esempio presso l'uscita 5 del motore E, oppure in una zona interna al motore E, oppure ancora in un punto prefissato del circuito idraulico interessato dal flusso del liquido di raffreddamento.

Con. 12 è indicata un'unità elettronica di controllo a cui è collegata l'uscita del sensore di temperatura 11. L'unità di controllo 12 è collegata al motore elettrico di azionamento dell'elettropompa 2 ed è predisposta per pilotare detta pompa in modo tale per cui la portata di quest'ultima varia secondo modalità prestabilite in funzione della temperatura rilevata dal sensore 11.

Come risulterà più chiaramente dalla descrizione dell'esempio di realizzazione mostrato nella figura 2, la valvola di regolazione 10 è in generale atta a modificare il rapporto tra i flussi di liquido di raffreddamento alimentati al motore E attraverso il condotto di by-pass 6 e, rispettivamente, attraverso il radiatore 4.

La valvola di regolazione 10 della figura 2 comprende un corpo cavo, esemplificativamente realizzato in due parti 13 e 14 fra loro accoppiate a tenuta. Nel corpo 10 sono realizzati il raccordo di ingresso 10a ed il raccordo di uscita 10c. Nella parte 14 del corpo della valvola è invece realizzato il raccordo di ingresso 10b.

Fra le due parti 13 e 14 del corpo della valvola è bloccato un elemento di guida complessivamente indicato con 15. Nella realizzazione. esemplificativamente illustrata l'elemento- di guida 15 comprende una porzione a disco 15a provvista di una pluralità di aperture periferiche 15b, e di una protuberanza o mozzo centrale I5c in cui è realizzato un passaggio assiale 15d.

La parte 14 del corpo della valvola 10 presenta un restringimento 1S in prossimità del raccordo di ingresso 10b. Tale restringimento funge da sede di valvola con cui è suscettibile di cooperare un otturatore 17 solidale con uno stelo 18 montato scorrevole nel passaggio I5d dell'elemento di guida 15.

Una molla elicoidale 19 è interposta fra la porzione a disco 15a dell'elemento di guida 15 e l'otturatore 17, e tende a mantenere quest'ultimo nella posizione illustrata nella figura 2, cioè contro la sede di valvola 16.

Il sistema di raffreddamento sopra descritto funziona nel modo seguente.

All'ingresso IOa della valvola 10 perviene normalmente un flusso di liquido caldo, proveniente dal .motore E, mentre all'ingresso 10b di tale valvola perviene liquido relativamente più freddo, proveniente dal radiatore 4.

La valvola 10 è normalmente chiusa, cioè l'otturatore 17 normalmente (a motore freddo) chiude l'ingresso 10b della valvola.

Quando la temperatura rilevata dal sensore 11 supera un valore predeterminato, l'unità di controllo 12 porta 1'elettropompa 2 ad un regime di rotazione tale per cui la differenza fra la pressione agente sulla faccia inferiore e la pressione agente sulla faccia superiore dell'otturatore 17 supera la resistenza della molla 19, e l'otturatore 17 si allontana allora dalla sede 16, aprendo la via al fluido relativamente più freddo che proviene dal radiatore 4. La valvola 10 consente allora una miscelazione tra il liquido caldo proveniente dal condotto di by-pass ed il liquido relativamente più freddo proveniente dal radiatore 4.

L'unità di controllo 12 è predisposta per controllare la velocità di rotazione della pompa 2 in modo tale da regolare nel modo desiderato la temperatura del fluido alimentato al motore E.

Il sistema secondo l'invenzione presenta diversi vantaggi.

In primo luogo esso risulta più semplice e meno costoso rispetto alle soluzioni tradizionali che prevedono, l'impiego di una pompa azionata in rotazione dal motore a combustione interna e di una valvola di regolazione di tipo termostatico.

Dal punto di vista costruttivo, la valvola di regolazione 10 può essere integrata, cioè realizzata in un solo gruppo, con 1'elettropompa stessa, con conseguenti vantaggi anche dal punto di vista dell'assemblaggio e dell'installazione del sistema di raffreddamento, ed in particolare del suo circuito idraulico.

Naturalmente, come apparirà evidente ai tecnici del settore, numerose varianti possono essere apportate al sistema precedentemente descritto con riferimento ai disegni.

In particolare la valvola di regolazione potrà essere realizzata in modo diverso da quello illustrato con riferimento alla figura 2.

Inoltre, la pompa e l'associata valvola di regolazione possono essere disposti sul lato di uscita del liquido dal motore E, anziché sul lato d'ingresso.

Infine, la pompa di circolazione può essere ad esempio di tipo meccanico ed azionata in rotazione dal motore a combustione tramite un.giunto di accoppiamento a comando elettrico od elettromagnetico controllato dall’unità elettronica 12.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere .ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, eenza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di raffreddamento per un motore a combustione interna (E), comprendente un circuito idraulico (1) per l'alimentazione di un flusso di liquido di raffreddamento al motore (E), includente una pompa di circolazione (2), un radiatore (4) collegato al motore (E), un condotto di by-pass (6) essenzialmente in parallelo al radiatore (4), e una valvola di regolazione (10) atta a modificare il rapporto tra i flussi di liquido alimentati al motore (E) attraverso il condotto di by-pass (6) e, rispettivamente, attraverso il radiatore (4); il sistema essendo caratterizzato dal fatto che . la pompa di circolazione (2) è una pompa a portata variabile in funzione di un segnale di comando; è provvisto un sensore (11) atto a fornire segnali indicativi della temperatura del liquido fluente in una zona prefissata del motore (E) o di detto circuito idraulico (1); un'unità elettronica (12) è collegata al sensore (11) ed è predisposta per pilotare detta pompa (2) in modo tale per cui la portata di quest'ultima varia secondo modalità prestabilite in funzione della tèmperatura rilevata dal sensore (11), e la valvola di regolazione (10) è predisposta per modificare il rapporto tra i suddetti flussi di liquido al variare della portata di detta pompa (2).
2 . Sistema di raffreddamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta pompa (2) è una pompa elettrica di tipo rotativo.
3 . Sistema di raffreddamento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la valvola di regolazione (10) comprende un corpo cavo (13, 14) avente un primo ed un secondo ingresso (10a, 10b) collegati al-condotto di by-pass (6) e, rispettivamente, all'uscita del radiatore (4), ed un'uscita (10c) collegata all'ingresso (3) del liquido di raffreddamento nel motore (E); il primo ingresso (IOa) della valvola (10) essendo permanentemente in comunicazione con l'uscita (10c); fra il secondo ingresso (10b) e l'uscita (10c) essendo provvista una sede di valvola (16) cui è associato un otturatore (17) mobile nel corpo (13, 14); detto otturatore (17) essendo suscettibile di allontanarsi dalla sede (16), contro l'azione di mezzi di richiamo (19), quando la differenza di pressione fra la regione del corpo a monte della sede (16) e la regione a valle di detta sede (16) supera un valore predeterminato .
4. Sistema di raffreddamento per un motore a combustione interna, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.