ITTO970433A1 - Motore endotermico. - Google Patents

Description

DE SCR IZ IONE

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un motore endotermico comprendente almeno un cilindro provvisto di almeno una coppia di valvole omologhe ed un gruppo di comando valvole a camme e bilancieri.

Sono noti gruppi di comando valvole comprendenti un albero a camme ed una pluralità di bilancieri oscillanti intorno ad un asse di rotazione intermedio; i bilancieri sono comandati da rispettive camme dell'albero a camme ed azionano, ciascuno, una coppia di valvole omologhe di un cilindro tramite un traversino di comando. L'azione del bilanciere sul traversino, per ragioni di equilibrio delle forze in gioco, si esercita nel piano degli assi delle valvole, in posizione intermedia rispetto alle valvole stesse.

Per recuperare i giochi che inevitabilmente si verificano al montaggio e nel tempo, è normalmente previsto un dispositivo di regolazione del gioco valvole interposto tra ciascun bilanciere ed il relativo traversino. Tale dispositivo può essere del tipo a registrazione manuale, ad esempio una vite di registro munita di controdado di bloccaggio, o a ripresa automatica del gioco, come ad esempio una punteria idraulica.

La disposizione nota del tipo brevemente descritto non è agevolmente applicabile in tutti<' >i motori, in quanto il traversino ed il dispositivo di regolazione del gioco valvole devono essere alloggiati in una zona del motore già particolarmente critica dal punto di vista degli ingombri, come avviene ad esempio nei motori ad iniezione.

In particolare, nel caso dei moderni motori Diesel l'adozione di sistemi di alimentazione plurivalvole richiede generalmente una disposizione dell'iniettore coassiale al cilindro, al fine di ottenere la distribuzione più uniforme possibile del combustibile nella camera di combustione. Nel caso in cui l'iniezione venga realizzata con un sistema del tipo ad accumulo, le dimensioni della porzione di comando dell'iniettore sono maggiori di quelle degli iniettori tradizionali e tali da rendere difficoltosa la progettazione del traversino e del dispositivo di regolazione del gioco valvole.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un motore endotermico per un veicolo, il quale sia privo degli inconvenienti connessi con i motori noti e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un motore endotermico comprendente almeno un cilindro provvisto di almeno una coppia di valvole omologhe<'>, ed un gruppo di comando valvole comprendente, a sua volta, un albero a camme, almeno un bilanciere associato alla detta coppia di valvole omologhe e comandato da una rispettiva camma del detto albero a camme, un traversino provvisto di una porzione di comando interposta tra il detto bilanciere e la detta coppia di valvole omologhe, ed un dispositivo di regolazione del gioco nella catena cinematica compresa tra la relativa detta camma e la relativa coppia di valvole omologhe, caratterizzato dal fatto che il detto traversino comprende un braccio estendentesi trasversalmente dalla detta porzione di comando del traversino stesso verso l'esterno del detto cilindro, il detto gruppo di comando valvole comprendendo primi mezzi di vincolo a snodo interposti tra il detto braccio del detto traversino ed una porzione fissa del detto motore, il detto bilanciere cooperando con una zona di contatto del detto traversino spostata verso l'esterno del cilindro rispetto ad un piano contenente gli assi delle dette valvole omologhe.

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 parziale in pianta di un motore endotermico realizzato secondo i dettami della presente invenzione, con parti asportate per chiarezza;

la figura 2 è una sezione parziale lungo la linea II-II di figura 1;

la figura 3 è una sezione parziale lungo la linea III-III di figura 1;

la figura 4 è una vista in pianta dal basso di un particolare del motore di figura 1;

la figura 5 è una vista in elevazione laterale ed in parziale sezione del particolare di figura 4;

la figura 6 illustra schematicamente un particolare della figura 2, in scala ingrandita ed in una diversa condizione operativa; e

la figura 7 è una sezione parziale analoga a quella di figura 3 di una seconda forma di attuazione della presente invenzione.

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

Il motore 1 comprende una pluralità di cilindri 2 e, per ciascun cilindro, un iniettore 3 coassiale al cilindro stesso, una coppia di valvole di scarico 4, ed una coppia di valvole di aspirazione 5. Gli iniettori 3 e le valvole 4, 5 sono montati in modo<'1 >convenzione in una testa 6 del motore 1, la quale alloggia inoltre un gruppo di comando valvole 7 descritto in maggiore dettaglio nel seguito.

Nella figura 1 sono illustrati i componenti sopra citati associati ad un solo cilindro 2 del motore 1; è evidente che il motore comprende analoghi componenti per ciascuno dei cilindri.

Il gruppo 7 di comando valvole comprende essenzialmente un albero a camme 8 di asse A e, per ciascun cilindro, una coppia di bilancieri 9 comandati da rispettive camme 10 dell'albero 7 ed azionanti, ciascuno, una coppia di valvole omologhe 4 o, rispettivamente, 5 contro l'azione di rispettive molle 11 delle valvole stesse.

I bilancieri 9 sono incernierati su un perno 12 comune di asse B parallelo all'asse A, e comprendono, ciascuno, un primo braccio 13 cooperante con la rispettiva camma 10 mediante un rullo 14 folle, ed un secondo braccio 15 azionante là relativa coppia di valvole 4 e, rispettivamente, 5 mediante un traversino 16.

Il gruppo 1 comprende inoltre, per ciascun bilanciere 9, un dispositivo 17 di regolazione del gioco nella catena cinematica compresa tra la relativa camma 10 o, rispettivamente, 11 e la relativa coppia di valvole 4 o, rispettivamente, 5.

La descrizione che segue fa specifico riferimento al bilanciere 9 ed al traversino 16 associati alla coppia di valvole 4 (figure 2 e 3), essendo peraltro evidente che il gruppo 7 comprende organi corrispondenti per il comando della coppia di valvole 5 dello stesso cilindro 2, nonché per le altre coppie di valvole, non illustrate.

Le valvole 4 presentano rispettivi assi E, E' paralleli e giacenti su un piano a.

Secondo la presente invenzione, il traversino 16 comprende una porzione 20 di comando estendentesi dall'una all'altra delle valvole 4, ed un braccio 21 estendentesi da una zona mediana della porzione 20 in direzione trasversale alla porzione 20 stessa, verso l'esterno del relativo cilindro 2.

La porzione 20 presenta convenientemente una rientranza 18 in un tratto intermedio del proprio lato opposto al braccio 21, e pertanto affacciata all'iniettore 3, per ragioni di ingombro dell'iniettore stesso. Il traversino 16 presenta pertanto, nel suo complesso, una forma sostanzialmente ad Y (figura 4) simmetrica rispetto ad un piano P definente la mezzeria trasversale della porzione di comando 20 e la mezzeria longitudinale del braccio 21.

Il dispositivo 17 di regolazione del gioco (figura 3) è alloggiato nella testa 6 al di sotto di un'estremità libera 22 del braccio 21, e consiste convenientemente in un compensatore idraulico, di tipo in sé noto, avente un corpo 23 fisso alloggiato in una sede 24 ricavata nella testa 6, ed un pistone 25 unidirezionalmente scorrevole rispetto al corpo 23 in modo da fuoriuscire da questo in presenza di gioco.

Il dispositivo 17 è alimentato con un fluido operativo, costituito convenientemente dall'olio lubrificante del motore, attraverso canalizzazioni non illustrate ricavate nella testa 6.

L'estremità 22 del braccio 21 è infulcrata sul pistone 25 del dispositivo 12, il quale presenta una testa 26 sferica cooperante con una sede 27 sostanzialmente semicilindrica estendentesi longitudinalmente lungo il piano P su una faccia inferiore del braccio 21 stesso (figure 4 e 5).

Il bilanciere 8 aziona il traversino 16 mediante una testa 28 sferica riportata su una porzione 29 di estremità del braccio 15 e cooperante con un'impronta 30 a fondo sferico {avente centro geometrico sul piano P) ricavata sul traversino 16 stesso in prossimità della zona di unione tra la porzione di comando 20 ed il braccio 21 (figure 3 e 5) e spostata rispetto al piano a verso l'esterno del cilindro 2.

La porzione di comando 20 del traversino 16 presenta inferiormente una sede 34 longitudinale sostanzialmente semicilindrica, estendentesi per tutta la lunghezza della porzione 20 stessa. Nella sede 34 è alloggiata una barretta 35 cilindrica, con possibilità di rotazione intorno ad un proprio asse D longitudinale giacente sul piano a ed ortogonale agli assi E, E' delle valvole 4.

La barretta 35 è mantenuta a contatto con la sede 34 da una molletta 36. Quest' ultima comprende una porzione di ancoraggio 37 a C, la quale avvolge il braccio 21 del traversino 16, ed una lamina 38 flessibile estendentesi a sbalzo dalla porzione 37 verso la barretta 35 e provvista di un'estremità 39 arcuata circondante parzialmente la barretta stessa.

La barretta 35 presenta rispettive estremità 40 semicircolari, delimitate verso il basso da rispettive superfici 41 piane complanari tra loro. Tali superfici cooperano assialmente con rispettivi steli 42 delle valvole 4.

Il funzionamento del gruppo di comando valvole 7 viene descritto nel seguito facendo sempre riferimento alle sole valvole 4 illustrate nelle figure 2 e 3.

Il carico di azionamento delle valvole 4 è trasmesso dal bilanciere 9, attraverso la testa 28, al traversino 16 e da quest'ultimo alle valvole 4 attraverso la barretta 35. Il dispositivo 17 assicura il contatto tra la testa 28 ed il traversino 16. Nel caso in cui si formasse del gioco, esso viene immediatamente ed automaticamente ripreso dal dispositivo 17, grazie alla fuoriuscita del pistone 25 di quest'ultimo sotto la spinta dei suoi organi interni .

La retta di azione del carico è contenuta nel piano P e pertanto, in condizioni teoriche, il moto del traversino 16 è quello di una leva di secondo genere intorno al fulcro definito dal contatto tra la testa sferica 26 del pistone 25 del dispositivo 17 di regolazione del gioco e la sede 27 del traversino 16.

La libertà di rotazione della barretta 35 nella sede 34 permette che durante la rotazione del traversino 16 le superfici 41 si mantengano sempre ortogonali agli assi E, E' delle rispettive valvole, esercitando pertanto una spinta puramente assiale sulle valvole stesse.

Il carico trasmesso dal traversino 16 si ripartisce equamente sulle valvole 4, i cui assi E, E' sono equidistanti dal piano P, grazie alla struttura simmetrica del traversino stesso.

Per effetto di una differente rigidezza delle molle 11 delle valvole 4, allo stesso carico di azionamento potrebbero corrispondere alzate diverse delle valvole 4, nel qual caso il traversino 16 tenderebbe ad inclinarsi, come illustrato in figura 6 in modo schematico ed esagerato nelle proporzioni per maggiore evidenza di visualizzazione.

In questo caso, il contatto tra le valvole 4 e le superfici 41 non avviene più su tutta la superficie di testa degli steli 42, ma si sposta lungo uno spigolo esterno della superficie di testa. Ne consegue che le distanze dal piano P dei rispettivi punti di contatto H, H' degli steli 42 con la barretta 35 diventano diverse {in particolare minore quella della valvola a cui è associata la molla più rigida). Ne consegue che il carico di azionamento si ripartisce tra le valvole stesse in modo disuguale (inversamente proporzionale alla distanza dei punti H, H' dal piano P), cosicché viene trasmessa una quota maggiore del carico alla valvola 4 a cui è associata la molla più rigida. Si determina pertanto una sorta di retroazione meccanica o autocorrezione che rende sostanzialmente ininfluente la differenza di rigidezza tra le molle.

La figura 7 illustra una seconda forma di attuazione della presente invenzione, pr :ovvista di un dispositivo 17' di regolazione manuale del gioco.

Il dispositivo 17' consiste essenzialmente in una vite 40 di registrazione avvitata nella porzione 29 di estremità del braccio 15 del bilanciere 8 e recante la testa 28 sferica di azionamento del traversino 16, e da un controdado 41 di bloccaggio impegnato dalla vite 40 ed atto ad essere serrato contro la porzione 29 suddetta. Il traversino 16, del tutto analogo a quello descritto con riferimento alle figure da 1 a 6, è infulcrato su una testa 26' sferica fissa alla testa 6 del motore.

Da un esame delle caratteristiche del motore 1 realizzato secondo i dettami della presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

In particolare, la presenza del braccio 21 consente di spostare la zona di contatto tra il bilanciere 9 ed il traversino 16 verso l'esterno del cilindro 2, fuori dal piano a degli assi delle valvole, equilibrando la coppia ribaltante sul traversino che ne consegue: ciò consente di evitare ingombri indesiderati nella zona dell'iniettore 3, e di allontanare da quest'ultimo il dispositivo 17 di regolazione del gioco valvole .

Nella forma di realizzazione delle figure da 1 a 6, tale dispositivo è automatico ed incorporato nei mezzi di vincolo a snodo del braccio 21 stesso alla testa 6 del motore. Nella forma di realizzazione di figura 7, il dispositivo è manuale ed interposto tra il bilanciere ed il traversino per ragioni di accessibilità, ma comunque spostato verso l'esterno del cilindro rispetto al piano degli assi delle valvole.

Risulta infine chiaro che al motore 1 descritto possono essere apportate altre modifiche e varianti che non escono dall'ambito di tutela della presente invenzione.

Claims (18)

1. RIVENDICA ZIONI 1. Motore (1) endotermico comprendente almeno un cilindro (2) provvisto di almeno una coppia di valvole (4, 5) omologhe, ed un gruppo (7) di comando valvole comprendente, a sua volta, un albero a camme (8), almeno un bilanciere (9) associato alla detta coppia di valvole omologhe {4, 5) e comandato da -una rispettiva camma (10) del detto albero a camme (8), un traversino (16) provvisto di una porzione di comando (20) interposta tra il detto bilanciere (9) e la detta coppia di valvole omologhe (4, 5), ed un dispositivo (17) di regolazione del gioco nella catena cinematica compresa tra la relativa detta camma (10) e la relativa coppia di valvole (4, 5) omologhe, caratterizzato dal fatto che il detto traversino (16) comprende un braccio (21) estendentesi trasversalmente dalla detta porzione di comando (20) del traversino (16) stesso verso l'esterno del detto cilindro (2), il detto gruppo (7) di comando valvole comprendendo primi mezzi di vincolo <(>26, 27) a snodo interposti tra il detto braccio (21) del detto traversino (16) ed una porzione (6) fissa del detto motore (1), il detto bilanciere (9) cooperando con una zona (30) di contatto del detto traversino (16) spostata verso l'esterno del cilindro (2) rispetto ad un piano (a) contenente gli assi (E, E') delle dette valvole (4, 5) omologhe.
2. 2. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere secondi mezzi di vincolo (28, 30) a snodo interposti tra il detto bilanciere (9) ed il detto traversino (16).
3. 3. Motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti sec:ondi mezzi di vincolo a snodo comprendono una testa sferica (28) solidale al detto bilanciere (9) ed un'impronta (30) concava ricavata sul detto traversino (16) in prossimità dell'unione tra il detto braccio (21) e la detta porzione di comando (20) del traversino (16) stesso e definente la detta zona di contatto.
4. 4. Motore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti primi mezzi di vincolo comprendono una testa sferica (26) portata dalla detta porzione fissa (6) del detto motore (1) ed una sede concava (27) ricavata nel detto braccio (21) del detto traversino (16).
5. 5. Motore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta sede concava (27) presenta forma sostanzialmente semicilindrica allungata in direzione longitudinale rispetto al detto braccio (21) del detto traversino (16).
6. 6. Motore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo (17) di regolazione del gioco è interposto tra il detto braccio (21) del detto traversino (16) e la detta porzione (6) fissa del detto motore (1).
7. 7. Motore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti primi mezzi di vincolo (26, 27) a snodo sono "interposti tra il detto braccio (21) del detto traversino (16) e il detto dispositivo (17) di regolazione del gioco, la detta testa sferica (26) facendo parte di un organo mobile (25) del detto dispositivo (17) di regolazione del gioco.
8. 8. Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo (17) di regolazione del gioco è un compensatore idraulico (17) impiegante l'olio di lubrificazione del detto motore (1) quale fluido operativo.
9. 9. Motore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo (17) di regolazione del gioco è interposto tra il detto bilanciere (9) e la detta zona di contatto (30) del detto traversino (16).
10. 10. Motore secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il detto dispositivo (17) di registrazione del gioco è del tipo a vite, a registrazione manuale.
11. 11. Motore secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, caratterizzato dal fatto che la detta testa sferica (26) dei detti primi mezzi di vincolo è solidale alla detta porzione fissa (6) del detto motore (1)·
12. 12. Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere terzi mezzi di vincolo (34, 35) a snodo interposti tra la detta porzione di comando (20) del detto traversino (16) e la detta coppia di valvole (4) omologhe .
13. 13. Motore secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che i detti terzi'mezzi di vincolo a snodo comprendono una barretta (35) alloggiata in una sede (34) longitudinale della detta porzione di comando del detto traversino (16) con possibilità di ruotare intorno ad un proprio asse (D) longitudinale intersecante gli assi (E, E') delle dette valvole (4) e provvista di una coppia di superfici di spinta (41) di estremità piane e complanari tra loro cooperanti con le rispettive dette valvole (4).
14. 14. Motore secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi elastici (36) di vincolo della detta barretta (35) al detto traversino ( 16) .
15. 15. Motore secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi elastici di vincolo comprendono una molla (36} avente una porzione di ancoraggio (37) fissata al detto braccio (21) del detto traversino (16) ed una lamina "elastica (38) cooperante con la detta barretta (35) per mantenerla nella detta sede (34).
16. 16. Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta porzione di comando (20) del detto traversino (16) presenta una rientranza (18) in un tratto intermedio del proprio lato opposto al detto braccio (21).
17. 17. Motore secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il detto traversino (16) presenta forma sostanzialmente ad Y.
18. 18. Motore endotermico, <' >sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.