ITUB20155440A1 - Motore a combustione interna sovralimentato e metodo di controllo dello stesso motore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA SOVRALIMENTATO E METODO DI CONTROLLO DELLO STESSO MOTORE"

Campo di applicazione dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce al campo dei motori a combustione interna per esempio a ciclo Diesel o ciclo Otto, e ad un metodo di controllo dello stesso motore.

Stato della tecnica

E' nota da tempo la tecnica della cosiddetta Disattivazione dei cilindri (Cylinder deactivation) che prevede la disalimentazione di alcuni dei cilindri di un motore a combustione interna, in modo da offrire un maggiore carico ai cilindri che restano attivi, con un risparmio di carburante a parità di potenza erogata.

A seconda del tipo di implementazione, si può andare da semplici interventi sull' alimentazione fino anche alla modifica del comando valvole in modo da impedire la circolazione di aria attraverso i cilindri disattivi.

Quando i due gruppi di cilindri hanno rispettivi ed indipendenti tra loro stadi di sovralimentazione, l'attivazione di un secondo gruppo di cilindri soffre del cosiddetto "turbolag", cioè il ritardo con cui la coppia erogata si adegua alla coppia richiesta, dovuto all'inerzia del turbocompressore.

Sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere il problema del turbolag conseguente alla attivazione di un gruppo di cilindri disattivo.

Nel seguito della descrizione si parla di un primo gruppo di cilindri ed un secondo gruppo di cilindri anche nel caso in cui uno di tali primo o secondo gruppo comprende un solo cilindro. Si preferisce comunque che i due gruppi abbiano un uguale numero di cilindri per esempio 2+2, 3+3, etc. Ciascun gruppo di cilindri possiede almeno uno stadio di sovralimentazione a turbocompressore separato ed indipendente dall'altro gruppo di cilindri.

L'idea di base della presente invenzione è quella, non solo di adoperare la disattivazione comandata di un secondo gruppo di cilindri, ma di modificare la taratura dei turbocompressori e di interconnettere gli stessi in modo da migliorare le prestazioni dinamiche complessive del motore. Dunque, al primo gruppo di cilindri è associato un primo turbocompressore, mentre al secondo gruppo di cilindri è associato almeno un secondo turbocompressore, in cui il primo turbocompressore è tarato per offrire un boost ottimale quando il veicolo è alla velocità di crociera. Inoltre, tale primo turbocompressore del primo gruppo di cilindri comprende dei mezzi di bypass con una valvola Wastegate, che anziché collegare un punto a monte della turbina del relativo turbocompressore del primo gruppo di cilindri con un punto a valle della stessa turbina, come indicato dall'arte nota, collegano un punto a monte di tale turbina con una o più turbine relative al secondo gruppo di cilindri.

Tale collegamento con la o le turbine del secondo gruppo di cilindri è realizzato in modo da aiutare 1'avviamento delle stesse. Secondo la presente invenzione sono previste almeno due possibili alternative, senza escluderne altre equivalenti,

Secondo una prima alternativa, detti mezzi di bypass sono collegati a valle della o delle turbine del secondo gruppo di cilindri secondo un dispositivo ad eiezione che genera una depressione a valle di tali turbine aiutandole nel relativo avviamento.

Secondo una seconda alternativa, almeno una delle turbine del secondo gruppo di cilindri è del tipo a doppio scroll asimmetrico, con i mezzi di bypass collegati con lo scroll più piccolo, vale a dire che i mezzi di bypass cono collegati a monte della turbina a doppio scroll asimmetrico.

Ovviamente, il primo gruppo di cilindri ha un collettore di aspirazione ed un collettore di scarico separati rispettivamente dal collettore di aspirazione e dal collettore di scarico del secondo gruppo di cilindri.

Dal momento che a velocità di crociera costante che è nell'intervallo tra 90 - 130 km/h, la potenza fornita dal motore è circa 1/3 della potenza nominale, ciò implica non solo di raddoppiare il carico su tale primo gruppo di cilindri, rispetto ad un motore convenzionale, ma di aver ottimizzato tale primo gruppo di cilindri per consumare il meno possibile in quelle condizioni operative.

Il motore é preferibilmente dotato di un singolo e comune albero motore a cui sono collegati i pistoni relativi al primo e secondo gruppo di cilindri, in modo che quando i due gruppi sono entrambi attivi, i cicli termodinamici Diesel o Otto sono alternatamente suddivisi tra i due gruppi di cilindri. Ciò implica di ottenere lo scoppio della miscela alternamente tra i due gruppi di cilindri. Secondo la presente invenzione il primo gruppo di cilindri è sempre attivo, mentre il secondo gruppo di cilindri è attivato solo su richiesta di maggiore potenza.

Secondo una variante preferita dell'invenzione, il motore comprende mezzi di ricircolazione che collegano un punto a valle della prima turbina del primo gruppo di cilindri con il collettore di aspirazione del secondo gruppo di cilindri e tali mezzi di ricircolazione risultano attivi quando il secondo gruppo di cilindri è disattivo, in modo da evitare che dell'aria fresca, attraversando il secondo gruppo di cilindri, raggiunga il sistema di post trattamento dei gas esausti (ATS), raffreddandolo e peggiorandone l'efficienza, soprattutto quanto il motore è a ciclo Diesel.

Preferibilmente, il primo gruppo di cilindri presenta un primo rapporto di compressione maggiore del rapporto di compressione del secondo gruppo di cilindri, mentre preferibilmente il primo gruppo di cilindri ha un anticipo di iniezione di carburante inferiore all' anticipo di iniezione di carburante del secondo gruppo di cilindri. Inoltre, preferibilmente il primo turbocompressore del primo gruppo di cilindri è tarato in modo che il relativo boost è inferiore rispetto al secondo (o terzo) turbocompressore relativo al secondo gruppo di cilindri, in modo da garantire di non superare la pressione di picco (peak combustion pressure - PCP).

Il primo gruppo di cilindri, con maggiore rapporto di compressione, garantisce alta efficienza a bassi carichi e dunque, secondo la presente invenzione, viene impiegato sempre ed in particolar modo da solo durante una crociera a velocità costante.

Al contrario, il secondo gruppo di cilindri ha preferibilmente un più basso rapporto di compressione ed un maggiore anticipo di iniezione del carburante, garantendo una maggiore efficienza agli alti carichi, cioè proprio durante le fasi di accelerazione del veicolo, in cui anche il secondo gruppo di cilindri è chiamato ad erogare potenza.

Vantaggiosamente, durante le fasi transitorie, cioè durante le accelerazioni del veicolo, il secondo gruppo di cilindri, lavorando con un anticipo di iniezione maggiore garantisce una migliore miscelazione tra aria e carburante e pertanto il ciclo di temperatura risulta più basso con una più bassa produzione di NOx.

Secondo una ulteriore variante preferita dell'invenzione, il primo gruppo di cilindri alimenta una power turbine, cioè una turbina collegata meccanicamente all'albero motore del motore stesso, mentre il secondo gruppo di cilindri è associato ad almeno un primo stadio di sovralimentazione di tipo turbocompressore ed eventualmente un secondo stadio di sovralimentazione sempre di tipo a turbocompressore.

Secondo un'altra variante preferita dell'invenzione, derivata dalla precedente, il primo gruppo di cilindri oltre che alimentare una power turbine, comprende anche uno stadio di sovralimentazione del tipo a turbocompressore. Secondo una ulteriore variante preferita dell'invenzione, indipendentemente o meno dalla presenza della power turbine e dei suddetti mezzi di ricircolazione, lo stadio di sovralimentazione del primo gruppo di cilindri comprende una valvola waste gate per by-passare la relativa turbina, ma il gas esausto, piuttosto che essere direzionato direttamente verso l'ATS, viene direzionato verso una turbina, del primo stadio se presenti più stadi di sovralimentazione, del secondo gruppo di cilindri, in modo da aiutare tale stadio a regimarsi migliorando la risposta dinamica del secondo gruppo di cilindri.

Preferibilmente, il sistema di comando delle valvole è comune per entrambi i gruppi di cilindri anche se gli angoli di apertura e/o chiusura del primo gruppo di valvole, relative al primo gruppo di cilindri, può essere diverso rispetto al secondo gruppo di valvole relative al secondo gruppo di cilindri.

E' oggetto della presente invenzione un motore a combustione interna sovralimentato secondo quanto descritto nella rivendicazione 1.

Un altro oggetto della presente invenzione è un metodo di controllo dello stesso motore a combustione interna.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un veicolo terrestre o una installazione fissa implementate detto motore a combustione interna sovralimentato.

Le rivendicazioni descrivono varianti preferite dell' invenzione, formando parte integrante della presente descrizione .

Breve descrizione delle figure

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti) e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui nelle figure 1 - 5 e 7 sono mostrati degli schemi preferiti che implementano varianti preferite dell' invenzione, mentre nelle figure 6a e 6b sono mostrati alcuni componenti tipicamente implementati nei dispositivi di abbattimento di inquinanti dei gas esausti di motori Diesel.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Nell'ambito della presente descrizione il termine ''secondo" componente non implica la presenza di un "primo" componente. Tali termini sono infatti adoperati soltanto per chiarezza e non vanno intesi in modo limitativo.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione Secondo la presente invenzione un motore a combustione interna E comprendente una pluralità di cilindri Cl, 02 con relativi pistoni, collegati ad un relativo comune albero motore (non mostrato) . La moltitudine di cilindri è suddivisa in un primo gruppo Cl ed un secondo gruppo di cilindri C2 in cui cicli consecutivi di accensione si alternano tra i due gruppi di cilindri. Cosicché, si ha sempre l'accensione di un cilindro appartenente al primo gruppo Ci seguita immediatamente dopo dall'accensione di un cilindro appartenente al secondo gruppo 02 e poi immediatamente un altro cilindro appartenente al primo gruppo Cl, etc..

Il primo gruppo di cilindri ha un collettore di aspirazione ed un collettore di scarico separati rispettivamente dal collettore di aspirazione e dal collettore di scarico del secondo gruppo di cilindri.

Il primo gruppo di cilindri è controllato per essere sempre attivo, mentre il secondo gruppo di cilindri è controllato per essere attivo su richiesta.

Al primo gruppo di cilindri è associato ad un primo turbocompressore TC1, preferibilmente unico, mentre al secondo gruppo di cilindri è associato almeno un secondo turbocompressore TC2, in cui il primo turbocompressore è tarato per offrire un boost ottimale quando il veicolo è alla velocità di crociera cioè tra i 90 e i 120 km/h. Inoltre, tale primo turbocompressore TC1 del primo gruppo di cilindri comprende dei mezzi di bypass B3/WG1 con una valvola Wastegate WG1, che collegano un punto a monte della turbina TI del primo turbocompressore TC1 con una o più turbine T2 e/o T3 del secondo TC2 e/o terzo turbocompressore TC3 relative al secondo gruppo di cilindri C2.

Tale collegamento con la o le turbine del secondo gruppo di cilindri è realizzato in modo da aiutare l'avviamento delle stesse. Secondo la presente invenzione sono previste almeno due possibili alternative, senza escluderne altre equivalenti.

Secondo una prima alternativa, detti mezzi di bypass sono collegati a valle della o delle turbine T2/T3 del secondo gruppo di cilindri secondo un dispositivo ad eiezione, meglio mostrato in figura 2, che genera una depressione a valle di tali turbine aiutandole nel relativo avviamento. Secondo una seconda alternativa, almeno la T2 o una delle turbine T2/T3 del secondo gruppo di cilindri è del tipo a doppio scroll asimmetrico, con i mezzi di bypass B3 collegati con lo scroll più piccolo, vale a dire che i mezzi di bypass cono collegati a monte della turbina a doppio scroll asimmetrico, si veda figura 3.

Essendo il primo turbocompressore tarato per il punto di funzionamento tipico della velocità di crociera, quando viene richiesta maggior potenza al motore, il cosiddetto turbo-matching, ed il controllo/taratura della valvola Wastegate WG1 è tale da determinare una apertura della stessa che porta una porzione di gas esausto prodotto dal primo gruppo di cilindri a bypassare la turbina TI andando ad alimentare o comunque ad aiutare l'avviamento della turbina T2 e/o T3 con una pressoché completa eliminazione del turbolag. Successivamente, il secondo gruppo di cilindri viene alimentato/attivato, trovando la/le relativa/e turbina/e già regimate.

Quando, in condizioni di transitorio, risulta che detto secondo gruppo di cilindri è disattivo ed un valore di potenza richiesto al motore prevede l'attivazione anche del secondo gruppo di cilindri, vengono eseguiti i seguenti passi:

- incremento del carburante iniettato nel primo gruppo di cilindri fino ad un predefinito livello di coppia,

- apertura di una rispettiva valvola Wastegate di detto primo dispositivo di sovralimentazione con conseguente direzionamento dei gas esausti espulsi da detta valvola Wastegate verso detto secondo dispositivo di sovralimentazione in modo da facilitare la sua attivazione in rotazione e

- attivazione del secondo gruppo di cilindri.

Secondo una variante preferita dell'invenzione, il primo gruppo di cilindri ha un rapporto di compressione diverso da un rapporto di compressione del secondo gruppo di cilindri.

Per rapporto di compressione si può intendere sia il rapporto di compressione geometrico, dato dal rapporto dei volumi quando il pistone è rispettivamente al punto morto inferiore e superiore, sia il rapporto di compressione effettivo che può tener conto di particolari angoli di apertura e/o chiusura delle valvole di aspirazione. Infatti, una prematura o tardiva chiusura di esse determina una minor volume di carica nel cilindro, con un rapporto di compressione effettivo più basso.

Preferibilmente, il rapporto di compressione del primo gruppo di cilindri CI è maggiore del rapporto di compressione del secondo gruppo di cilindri C2.

Vantaggiosamente, il primo gruppo di cilindri risulta particolarmente economico nel funzionamento ai bassi e medi carichi, cioè essenzialmente quando il veicolo viaggia a velocità di crociera.

Viceversa, il secondo gruppo di cilindri, con rapporto di compressione più basso è in grado di esprimere una migliore efficienza agli alti carichi, cioè in transitorio durante le accelerazioni del veicolo.

Il primo gruppo di cilindri può avere una potenza diversa rispetto al secondo gruppo di cilindri.

Il motore preferibilmente comprende un sistema di iniezione di carburante (non mostrato) per alimentare il primo e secondo gruppo di cilindri in cui una regolazione di iniezione di carburante relativa al primo gruppo di cilindri è differente rispetto ad una regolazione di iniezione di carburante relativa al secondo gruppo di cilindri.

Una diversa mappatura di iniezione può essere prevista non solo in termini statici tra i due gruppi di cilindri, ma addirittura in termini dinamici, nel senso che, essendo i due gruppi sostanzialmente differenti in termini di mappe di consumo specifico (BSFC), dato un predefinito regime di rotazione ed un predefinito livello di potenza complessivamente richiesto al motore, i due gruppi di cilindri sono alimentati in modo che il consumo globale effettivo del motore è minimizzato. Ciò implica che allo stesso predefinito regime di rotazione le mappe di alimentazione dei due gruppi di cilindri possono variare drasticamente in modo da minimizzare il consumo dell'intero motore. Si tratta in altre parole, di risolvere un metodo di Programmazione Lineare o secondo il metodo del Simplesso oppure secondo altri metodi, tra cui i metodi di Fourier. Inoltre, tale regolazione dell'iniezione può essere differenziata anche in termini di anticipo di iniezione rispetto al punto morto superiore. Infatti, è preferibile che un anticipo di iniezione del secondo gruppo di cilindri, quando ha inferiore rapporto di compressione del primo gruppo sia maggiore dell'anticipo del primo gruppo di cilindri.

Secondo le varianti preferite mostrate nelle figure, il primo gruppo di cilindri ha un collettore di aspirazione ITI, chiamato "primo collettore", ed il secondo gruppo di cilindri ha un rispettivo collettore di aspirazione ΓΤ2, chiamato "secondo collettore", cosicché il tali primo e secondo collettore sono reciprocamente separati tra loro. Preferibilmente, il primo dispositivo di sovralimentazione TC1, oltre che essere tarato per offrire il massimo boost alla velocità di crociera del veicolo è tarato per offrire una pressione di sovralimentazione generalmente inferiore di detto secondo dispositivo di sovralimentazione TC2.

Secondo una variante preferita dell'invenzione che può combinarsi con le precedenti, il motore E comprende primi mezzi di bypass B1 per collegare un punto della linea di scarico ELI, a valle della turbina TC1 e/o eventualmente della power turbine PT, con detto secondo collettore IT2 di aspirazione ed in cui detti mezzi di bypass B1 sono configurati, per mezzo di una relativa valvola VI, per attivarsi quando detto secondo gruppo di cilindri è disattivo in modo da circolare gas esausto prodotto dal primo gruppo di cilindri CI attraverso il secondo gruppo di cilindri C2. Dal momento che i primi mezzi di bypass sono attivi quando il secondo gruppo di cilindri è disattivo, non si tratta di EGR per come conosciuto, in quanto lo scopo non è quello di ridurre gli NOx ma quello di evitare che aria fresca pompata dal secondo gruppo di cilindri raggiunga i dispositivi di abbattimento degli inquinanti genericamente indicati con ATS (After Treatment System). Questa è la ragione per cui sono stati appellati come mezzi di bypass, in quanto bypassano parte della prima linea di scarico ELI e non mezzi di ricircolazione.

Nelle figure, le linee di scarico dei due gruppi di cilindri ELI, EL2 convergono in un comune ATS, ma il principio qui descritto resta valido anche in caso di due ATS distinti uno per ciascun gruppo di cilindri.

Analogamente entrambe le linee di aspirazione ILI ed IL2 possono dipartire da un comune filtro aria ''AIR FILTER" oppure da filtri separati ed indipendenti tra loro.

Deve essere chiaro, che le espressioni ''a valle" e "a monte" tengono conto della circolazione dei gas di scarico se riferite ad une linee (continue) di scarico ELI ed EL2 e alla circolazione dell'aria fresca se riferite alle linee (tratteggiate) di aspirazione ILI ed IL2.

Inoltre, relativamente al punto di connessione dei primi mezzi di bypass Bl, la turbina (Tl, T2, T3, PT) o le turbine a cui si fa riferimento, possono essere gruppi di turbo-compressori (Tl, T2, T3) oppure turbine "del compound" anche dette "power turbine" (PT) in quanto avente un asse operativamente collegato con l'albero motore.

Secondo una ulteriore variante preferita dell'invenzione che può combinarsi con le precedenti, il motore ulteriormente comprende secondi mezzi di bypass B2 per collegare un ingresso con una rispettiva uscita di un rispettivo compressore CP2 di detto secondo dispositivo di sovralimentazione TC2, attraverso una relativa valvola V2, ed in cui detti secondi mezzi di bypass sono attivi quando anche detti primi mezzi di bypass sono attivi e viceversa, così da evitare che la rispettiva seconda turbina T2 del secondo turbo-compressore TC2 possa offrire resistenza al passaggio dei gas esausti prodotti dal primo gruppo di cilindri e ricircolati attraverso il secondo gruppo di cilindri. Alternativamente, la seconda turbina T2 comprende relativi quarti mezzi di bypass B4 con una relativa valvola Wastegate WG2 arrangiata su detti mezzi di bypass B4 e tale valvola WG2 è realizzata per esempio a tre vie e controllabile in modo da bypassare completamente la turbina T2 del secondo dispositivo di sovralimentazione TC2 quando il secondo gruppo di cilindri è disattivo. Lo scopo è quello di evitare di offrire resistenza al passaggio dei gas esausti provenienti dal secondo gruppo di cilindri a causa del lavoro di pompaggio, inutile, che andrebbe ad eseguire il relativo compressore CP2 del secondo turbocompressore TC2.

La prima valvola VI può essere del tipo a tre vie collegando alternativamente il primo collettore di scarico EX1 oppure la seconda linea di aspirazione IL2 con il secondo collettore di aspirazione IT2.

Entrambe le linee di aspirazione ILI ed IL2, come mostrato in figura 1, comprendono ciascuno un intercooler, per raffreddare l'aria fresca compressa. Si preferisce che l'intercooler del primo gruppo di cilindri CACI sia del tipo aria/aria, mentre 1'intercooler CAC2 del secondo gruppo di cilindri C2 sia del tipo aria/liquido, dove per liquido si può intendere sia 1'acqua di raffreddamento del motore oppure un fluido vettore di un circuito di scambio indipendente dal sistema di raffreddamento dell'acqua motore.

La soluzione di figura 3 è sostanzialmente identica alla soluzione di figura 1 con eccezione di due aspetti:

Non sono mostrati i secondi mezzi di bypass B2 del compressore CP2 che, come accennato sopra, possono essere evitati attraverso opportuni accorgimenti sulla Wastegate WG2 in modo da evitare ogni resistenza al passaggio di gas esausti prodotti dal primo gruppo di cilindri e circolati attraverso il secondo gruppo di cilindri,

- Non è mostrato il sistema ad eiettore EJ mostrato in figura 1, ma la turbina T2 del secondo dispositivo di sovralimentazione TC2 è del tipo a doppio scroll asimmetrica ed i terzi mezzi di bypass B3, controllati attraversi la prima Wastegate WG1 della turbina TI del primo dispositivo di sovralimentazione, sono operativamente collegati con lo scroll relativamente più piccolo della turbina TC2 a doppio scroll asimmetrica, mentre lo scroll relativamente più grande è collegato con il collettore di scarico del secondo gruppo di cilindri.

E' noto che turbine a doppio scroll hanno due ingressi separati tra loro.

La figura 3 mostra una ulteriore variante preferita dell'invenzione in cui il secondo gruppo di cilindri è dotato non solo di un primo stadio di sovralimentazione definito dal secondo turbocompressore TC2, ma anche di un secondo stadio di sovralimentazione, in cascata al primo, definito dal terzo turbocompressore TC3.

Come si vede dalla figura 3, gli intercooler CACI, CAC2, CAC3, sono del tipo aria/aria, ma non si esclude che uno o più di essi possa essere del tipo aria/acqua così come descritto sopra.

La soluzione di figura 5, differisce dalle altre varianti descritte sopra, per il fatto che il gas esausto del primo gruppo di cilindri Cl, attraversa la turbina TI e successivamente è condotto anche ad una power turbine PT. La power turbine PT è preferibilmente arrangiata a valle del della turbina TI dello stadio di sovralimentazione. La figura 5 mostra inoltre

- mezzi EGR - questa volta intesi per abbattere gli NOx -che collegano il collettore di scarico EX1 del primo gruppo di cilindri CI con il relativo collettore di aspirazione ITI, il condotto di ricircolazione può comprendere un raffreddatore dei gas esausti ricircolati,

- quinti mezzi di bypass B5, con una relativa valvola di controllo V5, per bypassare il primo stadio di sovralimentazione TC1 a favore del funzionamento della power turbine.

Entrambi questi dettagli tecnici possono essere integrati in una qualunque delle varianti precedenti.

Il confronto delle figure 6a e 6b chiarisce che l'ATS secondo una variante preferita dell'invenzione comprende un DOC (Diesel Oxidation Cat) un filtro antiparticolato DPF un SCR (Selective Catalyst Reduction) ed un CUC (Clean Up Catalyst) nell'ipotesi che il motore sia complessivamente a ciclo diesel. La presente invenzione può essere implementata anche nell'ambito dei motori a ciclo Otto. Lo schema di figura 7 mostra una variante particolarmente adattata per l'ambito dei motori a benzina. In particolare, non solo viene adottato un TWC (three way catalyst) ma, nel caso si desiderasse implementare i suddetti primi mezzi di bypass, Bl/Vl, è preferibile inserire anche un raffreddatore, per esempio di tipo aria/acqua o aria/aria, per raffreddare i gas esausti prodotti dal primo gruppo di cilindri ed immessi nel secondo, in modo da evitare che si possa danneggiare il motore per le alte temperature raggiunte.

In accordo con la figura 6 viene mostrato un vero e proprio EGR sul primo gruppo di cilindri ed in accordo con la figura 1 viene mostrato il sistema ad eiezione schematizzato in figura 2 per le finalità descritte sopra. Deve essere chiaro che si tratta di dettagli che possono essere omessi.

Per quanto concerne la gestione di un motore a combustione interna secondo una qualunque delle varianti descritte sopra comprendente un passo di acquisire un valore di potenza da erogare e di controllare una alimentazione di detto primo gruppo di cilindri e detto secondo gruppo di cilindri secondo rispettive mappe di consumo specifico in modo da minimizzare il consumo specifico complessivo del motore.

Inoltre, il metodo comprende un ulteriore passo di disattivare detto secondo gruppo di cilindri quando, dato un valore di potenza richiesta, il consumo specifico complessivo del motore risulta minimizzato mantenendo attivo solo detto primo gruppo di cilindri. E quando, in condizioni di transitorio, risulta che detto secondo gruppo di cilindri è disattivo ed un valore di potenza richiesto prevede l'attivazione anche del secondo gruppo di cilindri, vengono eseguiti i seguenti passi in successione:

alimentazione del primo gruppo di cilindri fino alla rispettiva massima coppia,

- la relativa valvola Wastegate WG1 di detto primo dispositivo di sovralimentazione è comandata per aprirsi ed

- i gas esausti del primo gruppo di cilindri espulsi dalla valvola Wastegate sono condotti verso detto secondo dispositivo di sovralimentazione TC2/TC3 in modo da facilitare la sua attivazione in rotazione;

- attivazione del secondo gruppo di cilindri.

Secondo le varianti preferite della presente invenzione, tale facilitazione è ottenuta o mediante il sistema ad eiezione di figure 1, 2 e 7 oppure mediante una turbina T2 a doppio scroll asimmetrico delle figure 3 - 5.

Quando il motore è dotato di power turbine e di mezzi di bypass B5/V5 per bypassare la prima turbina TI a favore della power turbine, allora la valvola V5 è controllata in chiusura prima o durante 1'apertura della valvola WG1 che poi consente di regimare la o le turbine del secondo gruppo di cilindri. La presente invenzione può essere vantaggiosamente realizzata tramite un programma per computer che comprende mezzi di codifica per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando questo programma è eseguito su di un computer. Pertanto si intende che l'ambito di protezione si estende a detto programma per computer ed inoltre a mezzi leggibili da computer che comprendono un messaggio registrato, detti mezzi leggibili da computer comprendendo mezzi di codifica di programma per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando detto programma è eseguito su di un computer.

Sono possibili varianti realizzative all'esempio non limitativo descritto, senza per altro uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione, comprendendo tutte le realizzazioni equivalenti per un tecnico del ramo.

Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo è in grado di realizzare l'oggetto dell'invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi. Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite, inclusi i disegni, possono essere combinati tra loro senza peraltro uscire dall'ambito di protezione della presente domanda. Quanto descritto nel capitolo relativo allo stato della tecnica occorre solo ad una migliore comprensione dell' invenzione e non rappresenta una dichiarazione di esistenza di quanto descritto. Inoltre, se non specificatamente escluso nella descrizione di dettaglio, quanto descritto nel capitolo stato della tecnica può essere considerato in combinazione con le caratteristiche della presente invenzione, formando parte integrante della presente invenzione. Nessuna delle caratteristiche delle diverse varianti è essenziale, pertanto, le singole caratteristiche di ciascuna variante preferita o disegno possono essere combinate singolarmente con le altre varianti descritte.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Motore a combustione interna (E) sovralimentato, comprendente una pluralità di cilindri (Cl, C2) con relativi pistoni, collegati ad un relativo comune albero motore, detta moltitudine di cilindri essendo suddivisa in un primo gruppo (Cl) ed un secondo gruppo di cilindri (C2), in cui cicli consecutivi di accensione si alternano tra i due gruppi di cilindri quando entrambi i gruppi di cilindri sono attivi, il primo gruppo di cilindri essendo controllato per essere sempre attivo, mentre il secondo gruppo di cilindri essendo controllato per essere attivo su richiesta, il motore comprendendo un primo turbocompressore (TC1) collegato in modo da sovralimentare detto primo gruppo di cilindri (Cl) ed almeno un secondo turbocompressore (TC2, TC3) collegato in modo da sovralimentare detto secondo gruppo di cilindri (Cl), in cui detto primo turbocompressore (TC1) comprende primi mezzi di bypass (B3, WG1) per consentire ad un gas esausto prodotto da detto primo gruppo di cilindri di bypassare un relativa prima turbina ed in cui detti mezzi di bypass sono collegati con una turbina (T2, T3) di detto almeno un secondo turbocompressore (TC2, TC3) per contribuire ad un avviamento dell'almeno un secondo turbocompressore (TC2, TC3).
2. 2. Motore secondo la rivendicazione 1, in cui detti primi mezzi di bypass comprendono un condotto (B3) ed una valvola Wastegate (WG1) disposta su detto condotto, ed in cui detto condotto è collegato tra un punto a monte di detta prima turbina (Tl) ed un punto a valle di detta seconda turbina (TC2, TC3), mediante un sistema ad eiezione, in modo da generare una depressione a valle di detta seconda turbina per aiutare a regimare detto secondo turbocompressore.
3. 3. Motore secondo la rivendicazione 1, in cui detta seconda turbina (T2) è del tipo a doppio scroll asimmetrica con uno scroll relativamente più grande pneumaticamente collegato con un collettore di uscita di detto secondo gruppo di cilindri ed uno scroll relativamente più piccolo ed in cui detti primi mezzi di bypass comprendono un condotto (B3) ed una valvola Wastegate (WG1) disposta su detto condotto, ed in cui detto condotto è collegato tra un punto a monte di detta prima turbina (Tl) ed un punto a monte di detto secondo scroll relativamente più piccolo di detta seconda turbina (T2).
4. 4. Motore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta valvola Wastegate (WG1) è controllata/tarata per aprire prima o durante un'attivazione di detto secondo gruppo di cilindri per
5. 5. Motore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il rapporto di compressione di detto primo gruppo di cilindri è maggiore del rapporto di compressione del secondo gruppo di cilindri.
6. 6. Motore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto motore comprende un sistema di iniezione di carburante per alimentare detti primo e secondo gruppo di cilindri in cui una regolazione di iniezione di carburante relativa a detto primo gruppo di cilindri è differente rispetto ad una regolazione di iniezione di carburante relativa a detto secondo gruppo di cilindri.
7. 7. Motore secondo la rivendicazione 6, in cui detta regolazione comprende di rendere un anticipo di iniezione di carburante relativo a detto primo gruppo di cilindri inferiore ad un anticipo relativo a detto secondo gruppo di cilindri.
8. 8. Motore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo turbocompressore (TC1) è tarato per offrire un relativo massimo boost in corrispondenza delle velocità di crociera di un relativo veicolo del motore e/o in cui una pressione di sovralimentazione di detto primo turbocompressore (TC1) è inferiore ad una pressione di sovralimentazione di detto secondo turbocompressore (TC2, TC3) .
9. 9. Motore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo gruppo di cilindri ha un primo collettore di aspirazione ed un primo collettore di scarico, entrambi rispettivamente separati da un secondo collettore di aspirazione ed un secondo collettore di scarico di detto secondo gruppo di cilindri, ed in cui il motore comprende secondi mezzi di bypass (V1,B1) per collegare detto primo collettore di scarico (EX1) con detto secondo collettore di aspirazione (IT2) ed in cui detti mezzi di bypass sono configurati per attivarsi quando detto secondo gruppo di cilindri è disattivo e disattivarsi quando detto secondo gruppo di cilindri è attivo.
10. 10 . Motore a secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo turbocompressore (TC2) comprende ulteriormente terzi mezzi di bypass (V2, B2) per collegare un ingresso con una rispettiva uscita di un rispettivo compressore (T2), ed in cui detti terzi mezzi di bypass sono attivi quando anche detti secondi (VI, Bl) mezzi di bypass sono attivi.
11. 11. Motore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente una power turbine (PT) avente un relativo asse di rotazione operativamente collegato con detto albero motore del motore, ed in cui detta power turbine è alimentata soltanto da detto primo collettore di scarico (ELI).
12. 12. Motore secondo la rivendicazione 11, ulteriormente comprendente quarti mezzi di bypass (V5, B5) per bypassare almeno parzialmente una prima turbina (Tl) di detto primo turbocompressore (TC1) a favore di detta power turbine (PT).
13. 13. Motore secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo gruppo di cilindri ha un primo collettore di aspirazione ed un primo collettore di scarico, entrambi rispettivamente separati da un secondo collettore di aspirazione ed un secondo collettore di scarico di detto secondo gruppo di cilindri, ed in cui detto primo gruppo di cilindri comprendente mezzi EGR atti a collegare detto primo collettore di aspirazione (ITI) con detto primo collettore di scarico (EX1) per ricircolare gas esausti generati da detto primo gruppo di cilindri.
14. 14 , Metodo di gestione di un motore a combustione interna sovralimentato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui, quando risulta che detto secondo gruppo di cilindri è disattivo, ed un valore di potenza richiesto al motore prevede l'attivazione anche del secondo gruppo di cilindri, vengono eseguiti i seguenti passi: - incremento del carburante iniettato nel primo gruppo di cilindri fino ad un predefinito livello di coppia, - apertura di una rispettiva valvola Wastegate (WG1) di detto primo dispositivo di sovralimentazione con conseguente direzionamento dei gas esausti espulsi da detta valvola Wastegate verso detto secondo dispositivo di sovralimentazione in modo da facilitare la sua attivazione in rotazione e - attivazione del secondo gruppo di cilindri.
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui quando il motore comprende anche detti quarti mezzi di bypass (B5, V5) con una relativa valvola (B5), allora detta valvola (B5) è controllata in chiusura mentre detta valvola Wastegate (WG1) si apre.
16. 16. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni 14 o 15, comprendente un passo di acquisire un valore di potenza da erogare e di controllare una alimentazione di detto primo gruppo di cilindri e detto secondo gruppo di cilindri secondo rispettive mappe di consumo specifico in modo da minimizzare il consumo specifico complessivo del motore.
17. 17. Metodo secondo la rivendicazione 16, ulteriormente comprendente un ulteriore passo di disattivare detto secondo gruppo di cilindri quando, dato un valore di potenza richiesta, il consumo specifico complessivo del motore risulta minimizzato mantenendo attivo solo detto primo gruppo di cilindri .
18. 18. Programma di computer che comprende mezzi di codifica di programma atti a realizzare tutti i passi di una qualunque delle rivendicazioni da 14 a 17, quando detto programma è fatto girare su di un computer.
19. 19. Mezzi leggibili da computer comprendenti un programma registrato, detti mezzi leggibili da computer comprendendo mezzi di codifica di programma atti a realizzare tutti i passi di una qualunque delle rivendicazioni 14 a 17, quando detto programma è fatto girare su di un computer.