ITUB20159636A1

ITUB20159636A1 - Engine oil pan cap with integrated pressure control valve.

Info

Publication number: ITUB20159636A1
Application number: ITUB2015A009636A
Authority: IT
Inventors: Francesco Davide; Silvio Natali
Original assignee: Cnh Ind Italia Spa
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-17

Description

“Tappo per la coppa dell’olio del motore con valvola di controllo della pressione integrata.” "Cap for the engine oil pan with integrated pressure control valve."

BACKGROUND DELL’INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce a motori a combustione interna e, più in particolare, a dispositivi e sistemi per il controllo della pressione nel basamento dei motori a combustione interna. The present invention relates to internal combustion engines and, more particularly, to devices and systems for controlling the pressure in the crankcase of internal combustion engines.

II basamento di un motore a combustione accumula gas e nebbia d'olio (talvolta denominata blow-by), che può fuoriuscire da una qualsiasi o tutte di parecchie fonti. La fonte più comune di blow-by è la camera di combustione in cui ha luogo un blow-by di combustione quando la pressione nella camera di combustione raggiunge un massimo durante le corse di compressione e di espansione. Ad elevata pressione, il gas fuoriesce verso il basamento intorno alle fasce elastiche e attraverso l’apertura delle fasce elastiche. The crankcase of a combustion engine accumulates gas and oil mist (sometimes referred to as blow-by), which can escape from any or all of several sources. The most common source of blow-by is the combustion chamber where a combustion blow-by occurs when the pressure in the combustion chamber reaches a maximum during the compression and expansion strokes. At high pressure, the gas escapes towards the crankcase around the piston rings and through the opening of the piston rings.

Altre fonti comuni di blow-by includono l'albero del turbocompressore e compressori d'aria ausiliari. Poiché questi componenti sono spesso lubrificati con olio alimentato dalla pompa dell'olio del motore, che viene poi drenato indietro nel basamento del motore, la linea di scarico dell'olio fornisce un percorso diretto verso il basamento per tutti i gas che fuoriescono a valle dell'albero del turbocompressore e/o delle fasce elastiche di un compressore d'aria. Other common sources of blow-by include the turbocharger shaft and auxiliary air compressors. Because these components are often lubricated with oil supplied by the engine oil pump, which is then drained back into the engine crankcase, the oil drain line provides a direct path to the crankcase for all gases escaping downstream of the engine. '' turbocharger shaft and / or piston rings of an air compressor.

I volumi di blow-by possono variare notevolmente a seconda del design del motore, della temperatura e delle condizioni di funzionamento, dell'usura del motore e simili. Un motore usurato con una inefficiente tenuta dalle fasce elastiche contro le pareti del cilindro, può sperimentare un blow-by significativamente maggiore rispetto ad un motore nuovo dopo il rodaggio. Una pressione eccessiva nel basamento porta a inefficienze operative, ridotta uscita di potenza e maggiore consumo di carburante. Per impedire l'accumulo di pressione nel basamento, il blow-by in eccesso deve essere sfiatato. Sebbene ciò possa essere realizzato con null'altro che uno sfiato aperto, un tale approccio non è accettabile per numerose ragioni. Il blow-by contiene prodotti di combustione, come particolato, idrocarburi, NOx e monossido di carbonio. Inoltre, il gas blow-by può contenere una notevole quantità di nebbia d'olio proveniente dal basamento che può contribuire in misura significativa alle emissioni totali di particolato da parte del motore. Se non ben gestito, il gas blow-by può contaminare o diluire il volume di olio di lubrificazione, e se sfiatato, può imbrattare le superfici, aumentare il consumo di olio del motore e costituire un rischio per la salute se il motore viene fatto funzionare in uno spazio chiuso. Blow-by volumes can vary greatly depending on engine design, operating temperature and conditions, engine wear and the like. A worn engine with inefficient piston ring sealing against cylinder walls can experience significantly more blow-by than a new engine after break-in. Excessive crankcase pressure leads to operational inefficiencies, reduced power output and increased fuel consumption. To prevent pressure build-up in the crankcase, excess blow-by must be vented. While this can be accomplished with nothing more than an open vent, such an approach is not acceptable for a number of reasons. The blow-by contains combustion products, such as particulate matter, hydrocarbons, NOx and carbon monoxide. In addition, the blow-by gas can contain a significant amount of oil mist from the crankcase which can significantly contribute to the engine's total particulate emissions. If not well managed, blow-by gas can contaminate or dilute the volume of lubrication oil, and if vented, it can foul surfaces, increase engine oil consumption and pose a health risk if the engine is operated. in an enclosed space.

Diversi fattori hanno portato allo sviluppo di sistemi per manipolare i gas blow-by prodotti dai motori. Il fattore più comune è una necessità di eliminare la perdita d’olio e il conseguente gocciolamento dell'olio, e l’imbrattamento superficiale, associati ad un semplice sfiato aperto dal basamento. Recenti requisiti regolamentari precisano che i gas del basamento non devono essere sfiatati nell'atmosfera, o se sfiatati, devono rientrare nella misura delle emissioni totali provenienti dal motore ai fini di certificazione. Se le emissioni del basamento non vengono trattate, possono facilmente eccedere gli standard più severi in materia di emissioni dal tubo di scappamento. Several factors have led to the development of systems for handling blow-by gases produced by engines. The most common factor is a need to eliminate oil loss and consequent oil dripping, and surface contamination, associated with a simple vent opened from the crankcase. Recent regulatory requirements specify that the crankcase gases must not be vented into the atmosphere, or if vented, they must be included in the measurement of total emissions from the engine for certification purposes. If crankcase emissions are left untreated, they can easily exceed the more stringent tailpipe emissions standards.

Sono noti diversi sistemi per gestire la ventilazione del basamento. In un sistema noto, indicato come un sistema di ventilazione chiuso del basamento, i gas del basamento vengono generalmente filtrati per rimuovere la nebbia d'olio e altri particolati, poi riconvogliati nel sistema di immissione. Un sistema chiuso di questo tipo può essere integrato o non integrato nel motore. In entrambi i sistemi, è necessario regolare la pressione, generalmente tramite una valvola di controllo della pressione (PCV), per assicurare che la pressione nel basamento non si abbassi troppo e non riesca a soddisfare un limite di intervallo specificato dal fabbricante; o che non sia troppo alta e superi il limite specificato. La valvola di controllo della pressione può essere integrata nel sistema di ventilazione chiuso del basamento o può essere installata in remoto rispetto al sistema di ventilazione chiuso del basamento. Tuttavia, la posizione della valvola di controllo della pressione può essere problematica perché se la valvola è aperta per scaricare una sovrapressione, nel qual caso i gas del basamento contenenti nebbia d’olio possono essere scaricati, può sussistere il pericolo d’incendio se la valvola di controllo della pressione si trova vicino a componenti o a superfici del motore che si scaldano notevolmente durante il funzionamento. Inoltre, in presenza di climi freddi, a causa della formazione di ghiaccio, i sistemi di ventilazione chiusi del basamento possono malfunzionare. Se si accumula umidità nel sistema di ventilazione chiuso del basamento e tale umidità ghiaccia a causa delle condizioni climatiche, il sistema di ventilazione può bloccarsi. Il basamento del motore può giungere ad essere sovrapressu rizzato, provocando una tenuta insufficiente e gravi scarichi d’olio, il che può portare alla rottura del motore. Various systems are known for managing crankcase ventilation. In a known system, referred to as a closed crankcase ventilation system, the crankcase gases are generally filtered to remove oil mist and other particulates, then returned to the intake system. A closed system of this type can be integrated or not integrated into the motor. In both systems, it is necessary to regulate the pressure, usually via a pressure control valve (PCV), to ensure that the pressure in the crankcase does not drop too low and fails to meet a range limit specified by the manufacturer; or that it is not too high and exceeds the specified limit. The pressure control valve can be integrated into the closed crankcase ventilation system or can be installed remotely from the closed crankcase ventilation system. However, the position of the pressure control valve can be problematic because if the valve is open to relieve an overpressure, in which case crankcase gases containing oil mist can be discharged, there may be a risk of fire if the valve pressure control is located near parts or surfaces of the engine that become very hot during operation. In addition, in cold climates, due to the formation of ice, the closed ventilation systems of the crankcase can malfunction. If moisture accumulates in the closed crankcase ventilation system and this moisture freezes due to climatic conditions, the ventilation system can become blocked. The engine crankcase can come to be over-pressurized, causing insufficient sealing and serious oil discharges, which can lead to engine failure.

Ciò che è necessario nell'arte nota è un sistema di controllo della pressione, semplice ma efficace, per i basamenti dei motori a combustione interna, che controlli in modo sicuro sia condizioni di sovrapressione che di sottopressione, che possa essere integrato in progetti di motori esistenti senza modifiche o alterazioni significative del motore o dei relativi sistemi, e che preveda un sistema di controllo secondario della pressione in caso di guasto del sistema di controllo primario della pressione, o che funzioni come un sistema di controllo primario della pressione se nessun altro di tali sistemi è previsto. What is needed in the prior art is a simple but effective pressure control system for the crankcases of internal combustion engines, which safely controls both overpressure and underpressure conditions, which can be integrated into engine designs. existing without significant modifications or alterations to the engine or related systems, and which includes a secondary pressure control system in the event of a failure of the primary pressure control system, or which functions as a primary pressure control system if no other such systems is expected.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

La presente invenzione fornisce una valvola di controllo della pressione integrata nel tappo della coppa dell'olio, che generalmente comprende un’asta di livello. La valvola di controllo della pressione include sia una valvola di sovrapressione che una valvola di sottopressione per attenuare entrambe le condizioni di sovrapressione e sottopressione. The present invention provides a pressure control valve integrated in the oil pan cap, which generally includes a dipstick. The pressure control valve includes both an overpressure valve and an underpressure valve to alleviate both overpressure and underpressure conditions.

L'invenzione in una forma è diretta ad un motore a combustione interna comprendente un basamento, una coppa dell'olio avente un'apertura di accesso ad essa e un tappo per chiudere l'apertura; caratterizzato dal fatto che il tappo incorpora una valvola di controllo della pressione per regolare la pressione nella coppa dell’olio rispetto alla pressione ambiente. Un vantaggio del tappo della coppa dell'olio qui descritto, è quello di fornire una soluzione relativamente economica per i motori che attualmente non dispongono di un adeguato controllo della pressione del basamento. The invention in one form is directed to an internal combustion engine comprising a crankcase, an oil pan having an access opening thereto and a plug for closing the opening; characterized by the fact that the cap incorporates a pressure control valve to adjust the pressure in the oil pan with respect to the ambient pressure. An advantage of the oil pan plug described here is that it provides a relatively inexpensive solution for engines that currently do not have adequate crankcase pressure control.

Un ulteriore vantaggio del tappo della coppa dell’olio qui descritto è che il controllo della pressione del basamento può essere fornito come una semplice sostituzione di una parte esistente, senza che siano richieste significative modifiche o alterazioni del motore. A further advantage of the oil pan cap described here is that the crankcase pressure control can be provided as a simple replacement of an existing part, without requiring significant modifications or alterations to the engine.

Ancora un altro vantaggio del tappo della coppa dell’olio descritto è che un eventuale blow-by del basamento, da quest’ultimo espulso, viene espulso in un luogo lontano dalle parti e dalle superfici più calde del motore. Yet another advantage of the oil sump cap described is that any blow-by of the crankcase, expelled by the latter, is expelled to a place away from the hottest parts and surfaces of the engine.

Un ulteriore vantaggio del tappo della coppa dell’olio qui descritto è che lo stesso può essere utilizzato in parallelo con un sistema primario di tipo standard di ventilazione del basamento per rendere disponibile al sistema primario un sistema secondario o di backup. A further advantage of the oil pan cap described here is that it can be used in parallel with a standard primary crankcase ventilation system to make a secondary or backup system available to the primary system.

Ancora un altro vantaggio del tappo della coppa dell’olio qui descritto è che il controllo della pressione del basamento è previsto per attenuare in modo semplice ed efficiente sia le condizioni di sovrapressione che di sottopressione. Yet another advantage of the oil sump cap described here is that the crankcase pressure control is provided to easily and efficiently mitigate both overpressure and underpressure conditions.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

I summenzionati ed altri caratteristiche e vantaggi della presente invenzione ed il modo di raggiungerli diverranno più chiari e l'invenzione verrà meglio compresa facendo riferimento alla seguente descrizione di forme di realizzazione dell’invenzione unitamente agli allegati disegni, in cui: The aforementioned and other features and advantages of the present invention and the way to achieve them will become clearer and the invention will be better understood by referring to the following description of embodiments of the invention together with the attached drawings, in which:

Figura 1 è una vista prospettica di un motore in cui può essere utilizzato il tappo della coppa dell'olio con valvola di controllo della pressione integrata qui descritta; Figure 1 is a perspective view of an engine in which the oil pan plug with integrated pressure control valve described herein can be used;

Figura 2 è una vista prospettica di una forma di realizzazione del tappo della coppa dell'olio; Figure 2 is a perspective view of an embodiment of the oil pan plug;

Figura 3 è un'ulteriore vista prospettica del tappo della coppa dell'olio; Figura 4 è una vista in sezione del tappo della coppa dell'olio mostrato nelle Figure 2 e 3; Figure 3 is a further perspective view of the oil pan plug; Figure 4 is a sectional view of the oil pan plug shown in Figures 2 and 3;

Figura 5 è una vista in sezione trasversale ingrandita e parziale del tappo della coppa dell'olio mostrato nelle Figure 2-4, ma illustrante la valvola di controllo della pressione quando non sono presenti né una condizione di sovrapressione, né di sottopressione; Figure 5 is an enlarged and partial cross-sectional view of the oil pan plug shown in Figures 2-4, but illustrating the pressure control valve when neither overpressure nor underpressure are present;

Figura 6 è una vista in sezione trasversale parziale simile a quella di Fig. 5, ma illustrante la valvola di controllo della pressione in presenza di una condizione di sovrapressione; Figure 6 is a partial cross-sectional view similar to that of Figure 5, but illustrating the pressure control valve in the presence of an overpressure condition;

Figura 7 è una vista in sezione trasversale parziale simile a quella delle Figure 5 e 6, ma illustrante la valvola di controllo della pressione in presenza di una condizione di sottopressione; Figure 7 is a partial cross-sectional view similar to that of Figures 5 and 6, but illustrating the pressure control valve in the presence of an under pressure condition;

Figura 8 è una illustrazione schematica di un motore comprendente un sistema di ventilazione del basamento che comprende un tappo della coppa qui descritto; e Figure 8 is a schematic illustration of an engine comprising a crankcase ventilation system including a sump plug described herein; And

Figura 9 illustra una valvola di controllo della pressione primaria di un sistema di ventilazione del basamento con la quale può essere utilizzato il tappo della coppa qui descritto. Figure 9 illustrates a primary pressure control valve of a crankcase ventilation system with which the sump plug described here can be used.

Numeri di riferimento corrispondenti indicano parti corrispondenti nelle diverse viste. Le esemplificazioni qui di seguito esposte illustrano forme di realizzazione dell'invenzione, e tali esemplificazioni non devono essere in alcun modo interpretate in senso limitativo dell'ambito dell'invenzione. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE Corresponding reference numerals indicate corresponding parts in the various views. The examples set out below illustrate embodiments of the invention, and such examples must not be interpreted in any way in a limiting sense of the scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Facendo ora riferimento ai disegni, e più in particolare alla Figura 1, è mostrato un motore a combustione interna 10 in cui viene utilizzato un tappo 12 della coppa dell'olio come descritto qui. Il motore a combustione interna 10 comprende un basamento 14 ed una vasca dell'olio o coppa dell'olio 16 che contiene olio (non illustrato), previsto per la lubrificazione di varie parti in movimento all'interno del motore a combustione interna 10. Come noto ai tecnici del ramo, il basamento 14 e la coppa dell'olio 16 sono in collegamento fluidico in modo che le pressioni interne ivi presenti siano tra loro collegate, e una modifica o alterazione della pressione esistente nella coppa dell'olio 16 modifichi i rotori la pressione interna del basamento 14. La struttura ed il funzionamento dei motori a combustione interna 10 possono essere di numerosi tipi diversi, ben noti agli esperti del ramo, e non rilevanti ai fini della comprensione della presente invenzione. Di conseguenza, struttura e funzionamento del motore a combustione interna 10 non verranno ulteriormente descritti in dettaglio di seguito. Referring now to the drawings, and more particularly to Figure 1, an internal combustion engine 10 is shown in which an oil pan plug 12 is used as described herein. The internal combustion engine 10 comprises a crankcase 14 and an oil pan or oil pan 16 which contains oil (not shown), provided for the lubrication of various moving parts within the internal combustion engine 10. As known to those skilled in the art, the crankcase 14 and the oil sump 16 are in fluidic connection so that the internal pressures present therein are connected to each other, and a modification or alteration of the pressure existing in the oil sump 16 modifies the rotors the internal pressure of the crankcase 14. The structure and operation of the internal combustion engines 10 can be of numerous different types, well known to those skilled in the art, and not relevant to the understanding of the present invention. Accordingly, the structure and operation of the internal combustion engine 10 will not be further described in detail below.

La coppa dell’olio 16 definisce un'apertura di accesso 18 ad essa nella forma di un tubo o collo che accoglie il tappo 12 della coppa dell'olio. Il tappo 12 della coppa dell’olio è alloggiato all’interno o al di sopra dell'apertura di accesso 18, o comunque ad esso attaccato, e comprende una maniglia esterna 20 con la quale il tappo 12 della coppa dell’olio può essere afferrato e manipolato per rilasciare il tappo 12 della coppa dell’olio dall’apertura di accesso 18 e per impegnare il tappo 12 della coppa dell’olio nell’apertura di accesso 18. The oil pan 16 defines an access opening 18 to it in the form of a tube or neck that accommodates the cap 12 of the oil pan. The cap 12 of the oil pan is housed inside or above the access opening 18, or in any case attached to it, and comprises an external handle 20 with which the cap 12 of the oil pan can be grasped. and manipulated to release the oil pan plug 12 from the access port 18 and to engage the oil pan plug 12 in the access port 18.

Facendo ora riferimento più in particolare alle Figure 2-4, il tappo 12 della coppa dell'olio comprende inoltre un’asta di livello 22 sulla quale sono presenti segni o calibrazioni 24 per determinare il livello di superficie dell’olio all'interno della coppa dell'olio 16, per stabilire così l’adeguatezza del volume dell’olio all'interno della coppa 16. Per quanto finora descritto, il tappo 12 della coppa dell'olio è di tipo convenzionale e compreso dagli esperti nel ramo. Referring now more particularly to Figures 2-4, the oil pan plug 12 further includes a dipstick 22 on which marks or gauges 24 are present to determine the surface level of the oil within the sump. oil 16, to thus establish the adequacy of the volume of the oil inside the sump 16. As described heretofore, the plug 12 of the oil sump is of the conventional type and understood by those skilled in the art.

Il tappo 12 della coppa dell’olio si discosta dal design convenzionale in quanto nel tappo 12 della coppa dell’olio è prevista una valvola di controllo della pressione 30, per mezzo della quale, ogni qualvolta si verifica una predeterminata sovrapressione o sottopressione all’interno della coppa dell'olio 16, viene aperto un percorso di flusso tra l’ambiente e l'ambiente interno della coppa dell'olio 16. The oil pan plug 12 differs from the conventional design in that a pressure control valve 30 is provided in the oil pan plug 12, by means of which, whenever a predetermined overpressure or underpressure occurs inside of the oil pan 16, a flow path is opened between the environment and the internal environment of the oil pan 16.

Con particolare riferimento ora alle Figure 4 e 5, la valvola di controllo della pressione 30 comprende un corpo 32 di valvola dal quale si estende l’asta di livello 22. Il corpo 32 della valvola definisce una cavità interna 34 all’interno della quale sono operative una valvola di sovrapressione 36 e una valvola di sottopressione 38. Una porta 40 di valvola stabilisce il flusso di fluido tra la cavità 34 e l'ambiente interno della coppa dell'olio 16. Un tappo 42 di valvola racchiude la cavità 34 all'interno del corpo 32 della valvola e comprende la maniglia esterna 20 descritta in precedenza. Il tappo 42 della valvola è fissato al corpo 32 della valvola con mezzi appropriati che possono includere montaggio per interferenza, adesione, saldatura di materiale o altri mezzi di fissaggio idonei. Sono previste apposite aperture o spazi 44, 46, 48 tra il corpo 32 della valvola e il tappo 42 della valvola, in modo tale che l'aria ambiente possa fluire tra il corpo 32 della valvola e il tappo 38 della valvola quando viene aperta la valvola di sottopressione 38, e I gas blow-by possano fluire tra il corpo 32 della valvola e il tappo 42 della valvola quando la valvola di sovrapressione 36 è aperta. With particular reference now to Figures 4 and 5, the pressure control valve 30 comprises a valve body 32 from which the dipstick 22 extends. The valve body 32 defines an internal cavity 34 within which are an overpressure valve 36 and a vacuum valve 38 operate. A valve port 40 establishes the flow of fluid between the cavity 34 and the internal environment of the oil pan 16. A valve plug 42 encloses the cavity 34 at the interior of the valve body 32 and comprises the external handle 20 described above. The valve plug 42 is secured to the valve body 32 by appropriate means which may include mounting by interference, adhesion, material welding, or other suitable fastening means. Suitable openings or spaces 44, 46, 48 are provided between the valve body 32 and the valve cap 42, so that ambient air can flow between the valve body 32 and the valve cap 38 when the valve is opened. underpressure valve 38, and the blow-by gases can flow between the valve body 32 and the valve cap 42 when the overpressure valve 36 is open.

La valvola di sovrapressione 36 comprende un elemento mobile 50 di valvola di sovrapressione operante all'Interno della cavità interna 34 definita dal corpo 32 della valvola, l'elemento 50 della valvola di sovrapressione essendo generalmente mobile in avvicinamento e in allontanamento da una sede 52 di valvola di sovrapressione prevista come una spalla nel corpo 32 della valvola. L’elemento 50 della valvola di sovrapressione è spinto verso la sede 52 della valvola di sovrapressione da una molla 54 di valvola di sovrapressione fissata contro una sede 56 di molla di sovrappressione. Di conseguenza, la molla 54 della valvola di sovrapressione è attiva tra l’elemento mobile 50 della valvola di sovrapressione e la sede fissa 56 della molla di sovrapressione, e l'elemento 50 della valvola di sovrapressione rimane alloggiato contro la sede 52 della molla di sovrapressione a condizione che, e fino a quando esista una condizione di sovrapressione all'interno della coppa dell'olio 16, sufficiente a superare la forza di spinta da parte della molla 54 della valvola di sovrapressione. L’elemento 50 della valvola di sovrapressione definisce inoltre un orifizio 58 estendetesi attraverso di esso, per dirigere il flusso d'aria e la pressione dell’ambiente verso la valvola di sottopressione 38. The overpressure valve 36 comprises a movable overpressure valve element 50 operating inside the internal cavity 34 defined by the valve body 32, the overpressure valve element 50 being generally movable towards and away from a seat 52 of overpressure valve provided as a shoulder in the valve body 32. The element 50 of the overpressure valve is pushed towards the seat 52 of the overpressure valve by an overpressure valve spring 54 fixed against a seat 56 of the overpressure spring. Consequently, the spring 54 of the overpressure valve is active between the movable element 50 of the overpressure valve and the fixed seat 56 of the overpressure spring, and the element 50 of the overpressure valve remains seated against the seat 52 of the relief spring. overpressure provided that, and as long as there is an overpressure condition inside the oil sump 16, sufficient to overcome the thrust force by the spring 54 of the overpressure valve. The element 50 of the overpressure valve also defines an orifice 58 extending through it, to direct the air flow and the pressure of the environment towards the underpressure valve 38.

La valvola di sottopressione 38 comprende un elemento mobile 60 di valvola di sottopressione operante nella cavità interna 34 definita dal corpo 32 della valvola, l’elemento 60 della valvola di sottopressione essendo generalmente mobile in avvicinamento e in allontanamento da una sede 62 di valvola di sottopressione definita come una superficie sull’elemento 50 della valvola di sovrappressione, generalmente opposta all’elemento 60 della valvola di sottopressione. L’elemento 60 della valvola di sottopressione è spinto contro la sede 62 della valvola di sottopressione da una molla 64 di valvola di sottopressione fissa contro una sede 66 di molla di sottopressione definita nel corpo 32 della valvola. The underpressure valve 38 comprises a movable underpressure valve element 60 operating in the internal cavity 34 defined by the valve body 32, the underpressure valve element 60 being generally movable towards and away from a underpressure valve seat 62 defined as a surface on the overpressure valve element 50, generally opposite the underpressure valve element 60. The element 60 of the underpressure valve is pushed against the seat 62 of the underpressure valve by a fixed underpressure valve spring 64 against an underpressure spring seat 66 defined in the valve body 32.

Conformemente, la molla 64 della valvola di sottopressione è attiva tra l’elemento mobile 60 della valvola di sottopressione e la sede fissa 66 della molla di sottopressione, e l’elemento 60 della valvola di sottopressione rimane alloggiato contro la sede 62 della molla di sottopressione a meno che, e fino a quando, esista una condizione di sottopressione all'Interno della coppa dell'olio 16, sufficiente affinché la pressione dell'aria ambiente superi la forza di spinta della molla 64 della valvola di sottopressione e la pressione esistente nella coppa dell'olio 16. La Figura 5 illustra la condizione della valvola di controllo della pressione 30 quando la pressione nella coppa dell'olio 16 si trova entro un intervallo accettabile fissato, in modo che non esista una condizione di sovrapressione né una condizione di sottopressione. La valvola di sovrapressione 36 e la valvola di sottopressione 38 rimangono chiuse. Più in particolare, l’elemento 50 della valvola di sovrapressione resta alloggiato contro la sede 52 della valvola di sovrapressione sotto la forza di spinta della molla 54 della valvola di sovrapressione. L'elemento 60 della valvola di sottopressione resta alloggiato contro la sede 62 della valvola di sottopressione, sotto la forza di spinta della molla 64 della valvola di sottopressione. All’interno della valvola 30 non è fornito alcun canale continuo, e il contenuto gassoso all'Interno della coppa dell'olio 16 rimane isolato dall'ambiente circostante. Accordingly, the spring 64 of the underpressure valve is active between the movable element 60 of the underpressure valve and the fixed seat 66 of the underpressure spring, and the element 60 of the underpressure valve remains seated against the seat 62 of the underpressure spring. unless, and until, there is an underpressure condition inside the oil pan 16, sufficient for the ambient air pressure to exceed the thrust force of the spring 64 of the underpressure valve and the pressure existing in the sump oil 16. Figure 5 illustrates the condition of the pressure control valve 30 when the pressure in the oil pan 16 is within a fixed acceptable range, so that there is no overpressure or underpressure condition. The overpressure valve 36 and the underpressure valve 38 remain closed. More specifically, the element 50 of the overpressure valve remains housed against the seat 52 of the overpressure valve under the thrust force of the spring 54 of the overpressure valve. The element 60 of the underpressure valve remains housed against the seat 62 of the underpressure valve, under the thrust force of the spring 64 of the underpressure valve. No continuous channel is provided inside the valve 30, and the gaseous content inside the oil pan 16 remains isolated from the surrounding environment.

La Figura 6 illustra la condizione della valvola di controllo della pressione 30 quando la pressione nella coppa dell'olio 16 è superiore ad un limite accettabile fissato, cosicché esista una condizione cosiddetta di sovrapressione. La valvola di sovrapressione 36 si apre a causa della forza di pressione esercitata contro l’elemento 50 della valvola di sovrapressione, sufficiente a vincere la forza di spinta della molla 54 della valvola di sovrapressione. Pertanto, l’elemento 50 della valvola di sovrappressione viene allontanato dalla sede 52 della valvola di sovrapressione, e un flusso di fluido è abilitato tra l'interno della coppa dell'olio 16 e l'ambiente circostante. Più specificamente, la sovrapressione nella coppa dell’olio 16 spinge l’elemento 60 della valvola di sotto pressione contro la sede 62 della valvola di sottopressione, e pertanto spinge anche l’elemento 50 della valvola di sovrapressione contro la molla della valvola di sovrapressione 54. La condizione di sovrapressione è sufficiente ad aver compresso la molla 54 di sovrapressione contro la sede 56 della molla di sovrapressione, aprendo così uno spazio tra l'elemento 50 della valvola di sovrapressione e la sede 52 della valvola di sovrapressione, sufficiente ad abilitare il flusso di fluido fra di essi. Tra la zona di maggior pressione all'Interno della coppa dell'olio 16 e l'ambiente circostante con pressione inferiore, si definisce un percorso continuo del flusso del fluido in sovrappressione indicato in Figura 6 dalle frecce 70. Il percorso 70 del flusso di fluido in sovrappressione comprende segmenti attraverso la porta 40 della valvola, tra l’elemento 60 della valvola di sottopressione e il corpo 32 della valvola, attraverso lo spazio ora aperto tra l'elemento 50 della valvola di sovrapressione e la sede 52 della valvola di sovrapressione, tra l’elemento 50 della valvola di sovrapressione e il corpo 32 della valvola, e tra il corpo 32 della valvola e il tappo 42 della valvola, compresi gli spazi passanti 44, 46 e 48. Di conseguenza, la condizione di sovrappressione nella coppa dell'olio 16 è scaricata venendo sfiatata neH’ambiente. Quando per mezzo dello sfiatamento è stata scaricata sufficiente pressione, la molla 54 della valvola di sovrapressione spingerà nuovamente l’elemento 50 della valvola di sovrapressione contro la sede 52 della valvola di sovrapressione, ripristinando la valvola di controllo della pressione 30 alla condizione standard di Figura 5 sopra descritta. Figure 6 illustrates the condition of the pressure control valve 30 when the pressure in the oil pan 16 is above a set acceptable limit so that a so-called overpressure condition exists. The overpressure valve 36 opens due to the pressure force exerted against the element 50 of the overpressure valve, sufficient to overcome the thrust force of the spring 54 of the overpressure valve. Therefore, the element 50 of the overpressure valve is moved away from the seat 52 of the overpressure valve, and a flow of fluid is enabled between the inside of the oil pan 16 and the surrounding environment. More specifically, the overpressure in the oil pan 16 pushes the underpressure valve element 60 against the underpressure valve seat 62, and thus also pushes the overpressure valve element 50 against the overpressure valve spring 54. . The overpressure condition is sufficient to have compressed the overpressure spring 54 against the seat 56 of the overpressure spring, thus opening a space between the overpressure valve element 50 and the overpressure valve seat 52, sufficient to enable the fluid flow between them. Between the zone of greatest pressure inside the oil pan 16 and the surrounding environment with lower pressure, a continuous flow path of the overpressure fluid is defined, indicated in Figure 6 by the arrows 70. The path 70 of the fluid flow in overpressure comprises segments through the valve port 40, between the underpressure valve element 60 and the valve body 32, through the space now open between the overpressure valve element 50 and the overpressure valve seat 52, between the relief valve element 50 and the valve body 32, and between the valve body 32 and the valve plug 42, including through spaces 44, 46 and 48. Consequently, the overpressure condition in the valve cup The oil 16 is discharged by being vented into the environment. When sufficient pressure has been released by means of the bleed, the spring 54 of the overpressure valve will push the element 50 of the overpressure valve back against the seat 52 of the overpressure valve, restoring the pressure control valve 30 to the standard condition of Figure 5 described above.

Anche se lo sfiatamento di alcuni combustibili può verificarsi in una condizione di sovrapressione, sfiatare nella posizione del tappo della coppa dell’olio sul lato inferiore del motore è sufficientemente lontano dalle parti più calde del motore per fornire una maggiore sicurezza. Inoltre, lo sfiatamento è diretto verso il basso e lontano dalle parti più calde del motore. Il rilascio di contaminanti sarà di breve durata e di volume ridotto con la valvola di controllo della pressione integrata nel tappo della coppa dell’olio operante principalmente come un componente secondario o di backup rispetto ad un sistema primario chiuso di ventilazione del basamento, quando condizioni avverse interrompono il corretto funzionamento del sistema primario. Although the bleeding of some fuels can occur in an overpressure condition, bleeding in the position of the oil pan cap on the underside of the engine is far enough away from the hottest parts of the engine to provide greater safety. Also, the vent is directed downward and away from the hottest parts of the engine. The release of contaminants will be short-lived and low-volume with the pressure control valve integrated into the oil pan plug operating primarily as a secondary or backup component to a closed primary crankcase ventilation system, when adverse conditions interrupt the proper functioning of the primary system.

La Figura 7 illustra la condizione della valvola di controllo della pressione 30 quando la pressione nella coppa dell'olio 16 è al di sotto di un limite accettabile fissato, cosicché esista una condizione cosiddetta di sottopressione. La valvola di sottopressione 38 si apre a seguito della forza della pressione ambiente esercitata contro l’elemento 60 della valvola di sottopressione, forza che è sufficiente a vincere la forza di spinta della molla 64 della valvola di sottopressione e la pressione inferiore dell'ambiente all'interno della coppa dell'olio 16. Pertanto l’elemento 60 della valvola di sottopressione viene allontanato dalla sede 62 della valvola di sottopressione e un flusso di fluido viene abilitato tra l'ambiente esterno e l'interno della coppa dell'olio 16. In particolare, la sottopressione all’interno della coppa dell’olio 16 viene superata dalla pressione più alta dell’ambiente esterno, facendo sì che l’elemento 60 della valvola di sottopressione si allontani dalla sede 62 della valvola di sottopressione e comprima la molla 64 della valvola di sottopressione contro la sede 66 della molla di sottopressione, aprendo così uno spazio tra l’elemento 60 della valvola di sottopressione e la sede 62 della valvola di sottopressione in maniera sufficiente ad abilitare il flusso di fluido d tra di essi. Figure 7 illustrates the condition of the pressure control valve 30 when the pressure in the oil pan 16 is below a set acceptable limit so that a so-called underpressure condition exists. The underpressure valve 38 opens due to the force of the ambient pressure exerted against the element 60 of the underpressure valve, a force which is sufficient to overcome the thrust force of the spring 64 of the underpressure valve and the lower pressure of the environment at the The interior of the oil pan 16. Thus, the element 60 of the underpressure valve is moved away from the seat 62 of the underpressure valve and a flow of fluid is enabled between the external environment and the interior of the oil pan 16. In particular, the underpressure inside the oil pan 16 is overcome by the higher pressure of the external environment, causing the element 60 of the underpressure valve to move away from the seat 62 of the underpressure valve and compress the spring 64 of the underpressure valve against the seat 66 of the underpressure spring, thus opening a space between the element 60 of the underpressure valve and the seat 62 of the valve. the vacuum valve sufficiently to enable the flow of fluid between them.

Tra l’ambiente esterno a pressione maggiore e l’ambiente all’interno della coppa dell'olio 16 a pressione minore viene definito un percorso continuo di flusso di fluido sottopressione, indicato in Figura 7 dalle frecce 80. Il percorso di flusso di fluido sottopressione 80 include segmenti tra il corpo 32 della valvola e il tappo 42 della valvola, compresi gli spazi passanti 44, 46 e 48; attraverso l'orifizio 58 nell’elemento 50 della valvola di sovrapressione; tra l’elemento 50 della valvola di sovrappressione e l'elemento 60 della valvola di sottopressione, anche attraverso lo spazio ora aperto tra l'elemento 60 della valvola sottopressione e la sede 62 della valvola di sottopressione; tra l’elemento 60 della valvola di sottopressione e il corpo 32 della valvola e attraverso la porta 40 della valvola verso l'interno della coppa dell'olio 16. Di conseguenza, la condizione di sottopressione nella coppa dell'olio 16 viene alleviata immettendo aria e pressione ambiente nella coppa dell'olio 16. Quando la pressione nella coppa dell'olio 16 è stata sufficientemente aumentata, la molla 64 della valvola di sottopressione spingerà nuovamente l’elemento 60 della valvola di sottopressione contro la sede 62 della valvola di sottopressione, ripristinando la valvola di controllo della pressione 30 alla condizione standard di Figura 5 come sopra descritto. A continuous flow path of fluid under pressure is defined between the external environment at higher pressure and the environment inside the oil pan 16 at lower pressure, indicated in Figure 7 by the arrows 80. The flow path of fluid under pressure 80 includes segments between valve body 32 and valve plug 42, including through spaces 44, 46 and 48; through the orifice 58 in the element 50 of the overpressure valve; between the element 50 of the overpressure valve and the element 60 of the underpressure valve, also through the space now open between the element 60 of the underpressure valve and the seat 62 of the underpressure valve; between the vacuum valve element 60 and the valve body 32 and through the valve port 40 to the inside of the oil pan 16. As a result, the under pressure condition in the oil pan 16 is relieved by introducing air and ambient pressure in the oil pan 16. When the pressure in the oil pan 16 has been sufficiently increased, the spring 64 of the relief valve will again push the element 60 of the relief valve against the seat 62 of the relief valve, restoring the pressure control valve 30 to the standard condition of Figure 5 as described above.

Un tappo 12 della coppa dell’olio come qui descritto può essere utilizzato insieme ad un più convenzionale sistema di ventilazione del basamento per fornire protezione aggiuntiva e/o protezione prolungata rispetto alle condizioni di sovrapressione o sottopressione nel basamento. La Figura 8 è una illustrazione schematica di un motore 110 munito di un sistema 112 di ventilazione chiuso del basamento ad esso associato. Il motore 110 comprende un basamento 114 e una coppa dell'olio 116 con un’apertura di accesso 118 alla coppa dell'olio munita di un tappo 12 della coppa dell’olio al suo interno. I gas blow-by e il particolato indicati dalle frecce 120 fluiscono oltre il pistone 122 dalla camera di combustione 124, e sono accolti nel basamento 114 e nella coppa dell'olio 116. La ventilazione del basamento è prevista attraverso un sistema chiuso comprendente una linea di scarico 126 verso un separatore d'olio 128. L’olio rimosso dal separatore 128 viene restituito alla coppa dell'olio 116 attraverso una linea di ritorno 130 dell’olio dal separatore dell'olio 128. I gas puliti del basamento sono fatti passare dal separatore dell'olio 128 attraverso una linea di ricircolo 132 ad un condotto 134 di aria di combustione tra un filtro dell'aria 136 e un turbocompressore 138, per essere alimentati alla camera di combustione 124 e sostenere la combustione. A cap 12 of the oil pan as described here can be used together with a more conventional crankcase ventilation system to provide additional protection and / or prolonged protection with respect to overpressure or underpressure conditions in the crankcase. Figure 8 is a schematic illustration of an engine 110 equipped with a closed crankcase ventilation system 112 associated therewith. The engine 110 comprises a crankcase 114 and an oil pan 116 with an access opening 118 to the oil pan equipped with a cap 12 of the oil pan inside it. The blow-by gases and the particulate matter indicated by the arrows 120 flow past the piston 122 from the combustion chamber 124, and are received in the crankcase 114 and in the oil pan 116. The crankcase ventilation is provided through a closed system including a line 126 to an oil separator 128. The oil removed from the separator 128 is returned to the oil pan 116 via an oil return line 130 from the oil separator 128. The clean crankcase gases are passed from the oil separator 128 through a recirculation line 132 to a combustion air duct 134 between an air filter 136 and a turbocharger 138, to be fed to the combustion chamber 124 and to support combustion.

La Figura 9 illustra il modo in cui una valvola primaria di controllo della pressione 140 può essere incorporata nel sistema di ventilazione del basamento 112 come, per esempio, prevista nella linea di scarico 126 che porta al separatore dell’olio 128. La valvola di controllo della pressione 140 è provvista di un ingresso 142 per il blow-by, di un corpo 144 di valvola, di un elemento 146 di valvola e di molle 148 di valvola. Figure 9 illustrates how a primary pressure control valve 140 may be incorporated into the crankcase ventilation system 112 such as, for example, provided in the exhaust line 126 leading to the oil separator 128. The control valve pressure 140 is provided with an inlet 142 for blow-by, a valve body 144, a valve element 146 and valve springs 148.

Si dovrebbe comprendere che la valvola primaria di controllo della pressione 140 può essere configurata per scaricare la sovrappressione osservata nel sistema di ventilazione 112 del basamento e/o per immettere aria in una condizione di sottopressione. Cioè, la valvola primaria di controllo della pressione 140 può essere configurata per aprirsi quando esposta ad una pressione che si trova ad un limite fissato di sovrapressione, e/o per aprirsi quando esposta ad una pressione che si trova ad un limite fissato di sottopressione. La valvola di controllo della pressione 30 del tappo della coppa dell'olio 12 può poi essere configurata per operare ai fini dell’espulsione del blow-by ad una pressione superiore a quella scaricata dalla valvola primaria di controllo della pressione 140, e/o per immettere aria in una condizione di sottopressione inferiore alla pressione scaricata dalla valvola primaria di regolazione della pressione 140. Cioè, la valvola di controllo della pressione 30 del tappo della coppa dell'olio 12 può essere configurata per aprirsi quando esposta ad una pressione che è superiore al limite di sovrapressione e/o al di sotto del limite di sottopressione della valvola primaria di controllo della pressione 140. Pertanto, il tappo della coppa dell’olio 12 fornisce una fonte aggiuntiva per scaricare sovrapressione e in condizioni di pressione al di fuori dell’intervallo della valvola primaria di controllo della pressione 140. Sebbene la presente invenzione sia stata descritta con riferimento ad almeno una forma di realizzazione, la presente invenzione può essere ulteriormente modificata entro lo spirito e lo scopo di questa divulgazione. Questa domanda è quindi destinata a coprire eventuali variazioni, usi, o adattamenti dell'invenzione sulla base dei suoi principi generali. La domanda è inoltre destinata a coprire tali scostamenti dalla presente descrizione purché rientranti nell’ambito della pratica nota o dell’uso comune afferente il campo cui la presente invenzione si riferisce e rientranti nei limiti delle rivendicazioni allegate. It should be understood that the primary pressure control valve 140 may be configured to relieve the overpressure observed in the crankcase ventilation system 112 and / or to admit air under an underpressure condition. That is, the primary pressure control valve 140 may be configured to open when exposed to a pressure that is at a fixed overpressure limit, and / or to open when exposed to a pressure that is at a fixed underpressure limit. The pressure control valve 30 of the oil pan plug 12 can then be configured to operate for the purpose of expelling the blow-by at a pressure higher than that discharged by the primary pressure control valve 140, and / or for to admit air under an underpressure condition below the pressure discharged from the primary pressure regulating valve 140. That is, the pressure control valve 30 of the oil pan plug 12 can be configured to open when exposed to a pressure that is higher at the overpressure limit and / or below the underpressure limit of the primary pressure control valve 140. Thus, the oil pan plug 12 provides an additional source for relieving overpressure and under pressure conditions outside the range of the primary pressure control valve 140. Although the present invention has been described with reference to at least One embodiment, the present invention can be further modified within the spirit and scope of this disclosure. This application is therefore intended to cover any variations, uses, or adaptations of the invention based on its general principles. The application is also intended to cover these deviations from the present description as long as they fall within the scope of known practice or common use relating to the field to which the present invention refers and within the limits of the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Internal combustion engine (10, 110) comprising: a base (14, 114); an oil pan (16, 116) having an access opening (18, 118) thereto; And a plug (12) for closing the opening (18, 118); characterized by the fact that: the cap (12) incorporates a pressure control valve (30) inside it to adjust the pressure in the oil pan (16, 116) with respect to the ambient pressure.

Internal combustion (10, 110) according to claim 1, further comprising a crankcase ventilation system (112) comprising a primary pressure control valve (140); and further characterized in that: the pressure control valve (30) of the plug (12) functions as a secondary control relative to the primary pressure control valve (140).

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 1 or 2, wherein the pressure control valve (30) is configured as an overpressure valve (36).

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 1, 2 or 3, wherein the pressure control valve (30) is configured as a vacuum valve (38).

Internal combustion engine (10, 110) according to one of claims 1 to 4, wherein the plug (12) further comprises a dipstick (22) extending therefrom for measuring the volume of oil in the sump (16 , 116).

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 1 or 2, wherein the pressure control valve (30) comprises a spring (54 or 64) which biases a movable valve element (50 or 60).

7. Internal combustion engine (10, 110) according to claim 6, in which the pressure control valve (30) is pushed by the spring (54) against the overpressure in the oil pan (16, 116).

8. Internal combustion engine (10, 110) according to claim 6, in which the pressure control valve (30) is pushed by the spring (64) against the underpressure in the oil pan (16, 116).

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 1 or 2, wherein the pressure control valve (30) controls both overpressure and underpressure conditions.

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 1 or 2, wherein the pressure control valve (30) comprises facing movable valve elements (50, 60), pushed in opposite directions by separate springs (54 , 64).

11. Internal combustion engine (10, 110) according to claim 10, in which a flow path is open between the moving elements facing each other in the presence of an overpressure or an underpressure in the oil pan.

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 1 or 2, wherein the pressure control valve (30) comprises a valve body (32), an overpressure valve element (50) and an element an underpressure valve (60) in a facing relationship; and separate springs (54, 64) which push the valve elements (50, 60) in opposite directions.

Internal combustion engine (10, 110) according to claim 12, wherein one of the valve elements (50, 60) defines an orifice (58) therethrough, directed towards the other of the valve elements (50, 60).

Internal combustion engine (10, 110) according to claim 12, comprising a plug (42) which encloses the valve body (32) and comprises a plurality of air flow spaces (44, 46, 48) between the valve body and the plug.

Internal combustion engine (10, 110) according to claims 2 to 14, wherein the primary pressure control valve (140) has at least one of an underpressure limit and an overpressure limit at which it opens, and the pressure control valve (30) of the oil pan plug (12) operates to open at a pressure that is selected between at least below the underpressure limit, or above the overpressure limit of the primary valve. pressure control.