ITVE20100012A1

ITVE20100012A1 - ROTARY FLUID DISTRIBUTOR / CONVEYOR, INCLUDING A SEALING AND LUBRICATION SYSTEM, FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES.

Info

Publication number: ITVE20100012A1
Application number: IT000012A
Authority: IT
Inventors: Mirco Buso
Original assignee: Mirco Buso
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-09-27

Description

Titolo Title

DESCRIZIONE dell'invenzione avente per TITOLO: DESCRIPTION of the invention having as TITLE:

DISTRIBUTORE/CONVOGLIATORE DI FLUIDI ROTANTE, COMPRENSIVO DI SISTEMA DI TENUTA E LUBRIFICAZIONE, PER MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA”, ROTATING FLUID DISTRIBUTOR / CONVEYOR, INCLUDING SEALING AND LUBRICATION SYSTEM, FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES ",

Riassunto Summary

Il trovato ha per oggetto un Sistema di Distribuzione Rotante per motori a combustione interna che permette di effettuare lo scambio dei fluidi nel cilindro senza l’uso delle classiche valvole a fungo. Ciò consente di non dover effettuare la trasformazione del moto rotatorio dell’albero motore in moto alternato delle valvole a fungo, con tutti gli effetti negativi che ciò comporta. The invention relates to a Rotating Distribution System for internal combustion engines that allows the exchange of fluids in the cylinder without the use of the classic poppet valves. This allows you not to have to transform the rotary motion of the crankshaft into reciprocating motion of the poppet valves, with all the negative effects that this entails.

E’ nota la complessità del sistema formato da alberi a camme, bilancieri, punterie e simili. I problemi dovuti alle vibrazioni sono un limite al raggiungimento di alte velocità di rotazione, importanti a tal punto da non essere stati eliminati nemmeno dalla distribuzione desmodiomica. The complexity of the system consisting of camshafts, rocker arms, tappets and the like is well known. The problems due to vibrations are a limit to the achievement of high rotation speeds, so important that they have not even been eliminated by the desmodiomic distribution.

Il sistema proposto consiste in un Distributore Rotante di forma tubolare, il quale permette contemporaneamente l’immissione dell’aria o miscela e lo scarico dei gas esausti nei cilindri, essendo longitudinalmente diviso in due parti a mezzo di un diaframma. Tale Distributore ha infatti la funzione di valvole e contemporaneamente di condotti dei fluidi. The proposed system consists of a tubular rotating distributor, which simultaneously allows the introduction of air or mixture and the discharge of exhaust gases in the cylinders, being longitudinally divided into two parts by means of a diaphragm. In fact, this Distributor has the function of valves and at the same time of fluid ducts.

Il Distributore ruota sulla testata dei cilindri motore ed è contenuto entro un Alloggiamento cilindrico, o simile, raffreddato esternamente, Alloggiamento nel quale verrà inoltre effettuata la Tenuta delle pressioni, la Lubrificazione ed il Raffreddamento del Sistema di Distribuzione stesso. The Distributor rotates on the head of the engine cylinders and is contained within a cylindrical housing, or similar, externally cooled, in which the pressure sealing, lubrication and cooling of the distribution system itself will also be carried out.

I fluidi passano nel Distributore in senso longitudinale ed in sequenza attraverso le luci dello stesso, per poi trovarsi in corrispondenza con le luci sulle testate/Alloggi amenti dei cilindri motore. The fluids pass longitudinally into the Distributor and sequentially through the ports of the same, and then find themselves in correspondence with the ports on the cylinder heads / Housing of the engine cylinders.

La parete del Distributore Rotante è perciò caratterizzata da fori opportunamente sagomati e distribuiti in modo da trovarsi, durante la rotazione, ad aprire o chiudere le luci di passaggio dei fluidi presenti sulla testata dei cilindri, consentendo un regolare svolgimento delle fasi del motore. The wall of the Rotating Distributor is therefore characterized by holes suitably shaped and distributed in such a way that, during rotation, they open or close the fluid passage ports present on the cylinder head, allowing a regular development of the engine phases.

Per ovviare a trafilamenti di fluidi, e conseguente perdita di pressioni, è prevista una particolare Tenuta sulla circonferenza di contatto, tra il tubolare interno (Distributore) e quello esterno raffreddato (Testata/ Alloggiamento) consistente in una serie di Alette di lunghezza superiore all’ampiezza di una luce della testata dei cilindri motore. To avoid fluid leaks, and consequent loss of pressure, a particular seal is provided on the contact circumference, between the internal tubular (Distributor) and the external cooled (Head / Housing) consisting of a series of fins longer than width of an engine cylinder head port.

Descrizione Description

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema ad un Distributore Rotante, per motori a combustione interna, che superi i problemi legati al principio attualmente in uso di azionamento delle valvole con moto alternato. The object of the present invention is to provide a system with a rotating distributor, for internal combustion engines, which overcomes the problems associated with the principle currently in use of actuating valves with reciprocating motion.

È quindi possibile elencare alcuni scopi di realizzazione riguardanti tale sistema: It is therefore possible to list some realization purposes concerning this system:

- Eliminare il moto alternato degli elementi che consentono l’apertura e la chiusura delle luci nei motori endotermici attuali; - Eliminate the reciprocating motion of the elements that allow the opening and closing of the lights in current endothermic engines;

- Eliminare le valvole con il loro moto alternato, cosa che consente di eliminare i limiti legati alle caratteristiche elastiche o meccaniche degli organi e dei materiali che le compongono, e consentendo quindi di non porre più limite al numero di giri del motore stesso; - Eliminate the valves with their reciprocating motion, which allows to eliminate the limits related to the elastic or mechanical characteristics of the parts and materials that compose them, and therefore allowing to no longer limit the number of revolutions of the engine itself;

- Realizzare un sistema di Distr ibuzione particolarmente silenzioso nel quale siano quasi assenti le vibrazioni e/o rumorosità; - Create a particularly silent Distribution system in which vibrations and / or noise are almost absent;

- Assorbire una bassissima potenza meccanica, poiché costituente una bassissima opposizione nella rotazione, importante soprattutto nella fase di avviamento; - Absorb a very low mechanical power, as it constitutes a very low opposition in rotation, especially important in the start-up phase;

- Limitare i problemi e gli interventi di manutenzione, - Limit problems and maintenance interventions,

- Disporre costruttivamente di luci maggiori per lo scambio dei fluidi nei cilindri, aumentando il coefficiente di rendimento volumetrico e quindi il rendimento totale del motore; - Constructively have larger openings for the exchange of fluids in the cylinders, increasing the volumetric efficiency coefficient and therefore the total efficiency of the engine;

- Disporre costruttivamente di maggiore spazio per le candele e sistemi di iniezione; - Constructively have more space for spark plugs and injection systems;

- Owiare agli svariati problemi cui distribuzioni di questo tipo sono solitamente soggette, e cioè la tenuta delle pressioni durante la compressione e la combustione, l'insufficiente dissipazione del calore, ed i notevoli problemi di lubrificazione. - Observe the various problems to which distributions of this type are usually subject, that is the tightness of the pressures during compression and combustion, the insufficient dissipation of heat, and the considerable problems of lubrication.

Questi, ed altri scopi che appariranno in seguito, possono essere quindi raggiunti realizzando un Sistema di Distribuzione Rotante pei motori a combustione interna, caratterizzato da: These, and other purposes which will appear later, can therefore be achieved by realizing a Rotating Distribution System for internal combustion engines, characterized by:

- Un Distributore Cilindrico, cavo, aperto al/ai capo/i, con un diaframma longitudinale formante due camere separate, una per i fluidi in entrata ed una per quelli in uscita, presentanti aperture/luci nelle superfici opportunamente posizionate, le quali consentono: - A hollow cylindrical distributor, open to the head (s), with a longitudinal diaphragm forming two separate chambers, one for the incoming fluids and one for the outgoing fluids, with openings / ports in the suitably positioned surfaces, which allow:

Le Prime, comunicanti con la prima camera del Distributore Rotante, di collegare i cilindri alla/e presa/e d’aria (o miscela), e Le Seconde, comunicanti con la seconda camera del Distributore stesso, di collegare i cilindri allo/agli scarico/i. The Prime, communicating with the first chamber of the Rotary Distributor, to connect the cylinders to the air intake (s) (or mixture), and the Seconds, communicating with the second chamber of the Distributor itself, to connect the cylinders to the discharge / I.

Il Distributore Rotante presenterà perciò 2 luci per ogni cilindro durante una rotazione, e presenterà inoltre delle aperture utili al contenimento degli Elementi di Tenuta Longitudinali. The Rotating Distributor will therefore have 2 ports for each cylinder during a rotation, and will also have openings useful for containing the Longitudinal Sealing Elements.

Tale Distributore ruota sincrono con l’asse motore dal quale riceve il moto mediante cinghia dentata, ruota o corona dentata o simili; This distributor rotates synchronously with the motor axis from which it receives motion by means of a toothed belt, toothed wheel or crown or similar;

- Per ogni cilindro motore si ha nella testata un Alloggiamento tubolare, consistente in uno spazio utile ad alloggiare il suddetto Distributore Rotante ed i relativi Elementi di Tenuta, che presenterà, in corrispondenza della testa di ogni cilindro motore, un'apertura per il passaggio alternativamente dell’aria/miscela e dei gas esausti, e presenterà inoltre dei forellini d'entrata e d'uscita del liquido lubrificante, sistemati diametralmente opposti. La forma delle luci motore sarà normalmente oblunga in senso dell’asse di rotazione del motore ma potrà variare in funzione della forma delle luci del Distributore e/o delle caratteristiche che si intenderà ottenere; - Più Elementi di Tenuta longitudinali (Alette) inseriti nelle aperture periferiche realizzate nel Distributore/Convogliatore, posti in corrispondenza di ogni cilindro motore e striscianti sulla Testate/Alloggiamento, utili ad assicurare, anche con l’eventuale utilizzo di Molle di spinta o mediante l'uso di Alette elastiche, la tenuta delle pressioni di esercizio del motore; - For each engine cylinder there is a tubular housing in the head, consisting of a space useful for housing the aforementioned Rotary Distributor and the related Sealing Elements, which will present, in correspondence with the head of each engine cylinder, an opening for the passage alternatively air / mixture and exhaust gases, and will also have holes for the entry and exit of the lubricating liquid, arranged diametrically opposite. The shape of the engine lights will normally be oblong in the direction of the axis of rotation of the engine but may vary according to the shape of the distributor lights and / or the characteristics to be obtained; - Several longitudinal Sealing Elements (Fins) inserted in the peripheral openings made in the Distributor / Conveyor, placed in correspondence with each engine cylinder and sliding on the Heads / Housing, useful to ensure, even with the possible use of thrust springs or through the '' use of elastic fins, the tightness of the operating pressures of the engine;

- Sono presenti pure dei Cuscinetti di supporto Lubrificati (Anelli di Tenuta) utili a garantire la rotazione del Distributore/Convogliatore e la Tenuta delle Pressioni di esercizio, essendo essi sistemati lateralmente alle Alette sempre sulla Testata/Alloggiamento tra ogni cilindro motore. La velocità di rotazione del Distributore per un motore a 4 tempi sarà in questo caso: Hd,st=tW/2, cioè la velocità di rotazione del Distributore sarà metà della velocità di rotazione dell’albero motore 11 moto verrà trasmesso direttamente dall’albero motore a mezzo di cinghie dentata e/o ruote o corone dentate o simili come avviene negli odierni motori con distribuzione ad albero a camme. - There are also Lubricated Support Bearings (Sealing Rings) useful for guaranteeing the rotation of the Distributor / Conveyor and the Seal of the operating pressures, as they are placed laterally to the fins always on the Head / Housing between each motor cylinder. The distributor rotation speed for a 4-stroke engine will be in this case: Hd, st = tW / 2, i.e. the distributor rotation speed will be half the rotation speed of the crankshaft 11 motion will be transmitted directly from the shaft engine by means of toothed belts and / or wheels or toothed crowns or the like as occurs in today's engines with camshaft distribution.

Ovviamente per il Distributore serviranno delle precauzioni a causa dell’elevata temperatura dei gas di scarico che, nonostante si preveda raffreddato esternamente, TAlloggiamento tubolare, manterrà una temperatura che potrebbe essere rilevante. Per unità più grosse si potrà comunque prevedere il raffreddamento forzato del diaframma del distributore. Obviously, the Distributor will need precautions due to the high temperature of the exhaust gases which, despite the tubular housing being cooled externally, will maintain a temperature that could be relevant. However, for larger units, forced cooling of the distributor diaphragm can be envisaged.

È quindi possibile seguire una descrizione dettagliata, mediante un’illustrazione a titolo indicativo, ma non per questo limitativo, nelle allegate tavole di disegni; inoltre la descrizione è stata realizzata senza tener conto degli anticipi e ritardi normalmente utilizzati dai costrutori. It is therefore possible to follow a detailed description, by means of an illustration for indicative purposes, but not for this limitation, in the attached drawings; moreover, the description was made without taking into account the advances and delays normally used by the manufacturers.

La fig. 1 è trata nel momento in cui il pistone si trova, dopo la combustione, al 50% della sua corsa verso il Punto Morto Inferiore (P.M.I.). Come si può vedere il Distributore è posizionato in modo da chiudere la luce dell'Alloggiamento della testata, chiusura che viene comunque assicurata dalle Alette di Tenuta striscianti e dagli Anelli di Tenuta, posti ai capi delle Alette qui non visibili. Nella parte alta destra si può invece vedere come le prime 2 Alette abbiano incominciato ad uscire leggermente per coprire la distanza tra Distributore ed Alloggiamento, formando così una piccola camera di ampiezza crescente alla rotazione, che a sua volta crea una depressione necessaria ad aspirare il liquido lubrificante e refrigerante. Fig. 1 is drawn at the moment in which the piston is, after combustion, at 50% of its stroke towards the Lower Dead Center (P.M.I.). As you can see, the Distributor is positioned in such a way as to close the opening of the head housing, a closure which is however ensured by the sliding sealing wings and the sealing rings, placed at the ends of the wings not visible here. In the upper right part you can instead see how the first 2 fins have begun to come out slightly to cover the distance between the Distributor and the Housing, thus forming a small chamber of increasing amplitude upon rotation, which in turn creates a vacuum necessary to suck up the liquid. lubricant and coolant.

La fig. 2 è tratta nel momento in cui il pistone ha raggiunto il Punto Morto Inferiore (P.M.I). post-combustione e, con una rotazione del Distributore di 45°, la luce di scarico è in procinto di essere aperta; nella parte alta si può invece vedere come si sia riempita anche la 2a micro-camera e sia quasi messa in comunicazione la 3a con il condotto d’aspirazione del lubrificante. Fig. 2 is taken when the piston has reached the Lower Dead Center (P.M.I). post-combustion and, with a 45 ° rotation of the distributor, the exhaust port is about to be opened; in the upper part you can see how the 2nd micro-chamber is also filled and the 3rd is almost put in communication with the lubricant suction duct.

La fig. 3 mostra che, dopo un’altra rotazione di 45° del Distributore ed una risalita del 50% del pistone verso il Punto Morto Superiore (P.M.S.), la luce di scarico del Distributore è completamente aperta consentendo lo scarico dei gas esausti; viceversa, si noti come anche la 3a micro-camera di lubrificazione sia ora riempita e si prepari ad essere riempita la 4a ed ultima. Fig. 3 shows that, after another 45 ° rotation of the Distributor and a 50% ascent of the piston towards the Top Dead Center (TDC), the Distributor exhaust port is completely open allowing the exhaust gases to be discharged; vice versa, note how also the 3rd lubrication micro-chamber is now filled and the 4th and last one is ready to be filled.

La fig. 4 mostra invece che con l’arrivo del pistone al P.M.S., il Distributore ruotato di altri 45° si trova nella posizione di dover scambiare la luce di scarico con quella di aspirazione, interdicendo di fatto, teoricamente, la luce deirAlloggiamento. Inoltre si noti come tutte 4 le piccole camere ricavate tra Aletta ed Aletta, e relativi Anelli di Tenuta laterali, siano interessate dal lubrificante aspirato e come, nella parte sinistra, la la camera abbia già incominciato ad espellere il lubrificante per effetto della pressione, creatasi con il ridimensionamento della micro-camera durante la fase di restringimento dello spazio tra Alloggiamento e Distributore. Fig. 4 shows instead that with the arrival of the piston at the TDC, the Distributor rotated by another 45 ° is in the position of having to exchange the exhaust port with the intake port, theoretically prohibiting the housing port. Furthermore, it should be noted how all 4 small chambers formed between the fin and the fin, and the relative side sealing rings, are affected by the sucked lubricant and how, in the left side, the chamber has already begun to expel the lubricant due to the pressure created with the resizing of the micro-chamber during the phase of narrowing the space between the Housing and the Distributor.

Nella fig. 5 si nota che, con il pistone a metà della sua corsa verso il P.M.I. in aspirazione, Paria o miscela entra nel cilindro motore attraverso il Distributore Rotante e lungo il suo tragitto troverà soltanto quella luce in fase di apertura in quel preciso istante, mentre le altre saranno tutte chiuse. Questo sistema ha il vantaggio di fornire un’ampia superficie libera per il passaggio del fluido, superficie con una grandezza variabile in funzione dell’angolo di manovella. In fig. 5 it can be seen that, with the piston in the middle of its stroke towards the P.M.I. on intake, Paria or mixture enters the engine cylinder through the Rotating Distributor and along its path it will find only that light in the opening phase at that precise moment, while the others will all be closed. This system has the advantage of providing a large free surface for the passage of fluid, a surface with a variable size depending on the crank angle.

Nella parte sinistra della figura si può notare come la la micro-camera sia ormai svuotata e si prepari ad essere svuotata la successiva. Questa volta però, nella parte destra si può vedere come, non essendoci altre Alette, non vi sia alcuna aspirazione di liquido lubrificante. On the left side of the figure you can see how the micro-chamber is now emptied and the next one is preparing to be emptied. This time, however, on the right side you can see how, since there are no other fins, there is no suction of lubricating liquid.

In fig. 6, con il pistone al P.M.I. ed il Distributore ruotato di ulteriori 45°, si può vedere come sia appena stata interdetta l’aspirazione e sia quasi svuotata la 2a micro-camera di lubrificazione. In fig. 6, with the piston at P.M.I. and the Distributor rotated a further 45 °, you can see how the suction has just been stopped and the 2nd lubrication micro-chamber is almost empty.

La fig. 7 mostra l’ennesima parte di rotazione del Distributore ed il pistone al 50% di salita verso il P.M.S. (compressione) e, a sinistra della stessa figura, come sia in procinto di svuotamento la 3a micro-camera. Anche in questo caso, si avrà che il liquido lubrificante non verrà aspirato a causa del passaggio della luce di scarico, che non permetterà la depressione. Fig. 7 shows the umpteenth part of the distributor rotation and the piston at 50% ascent towards the P.M.S. (compression) and, to the left of the same figure, how the 3rd micro-chamber is about to empty. Also in this case, the lubricating liquid will not be sucked in due to the passage of the exhaust port, which will not allow depression.

Nella fig. 8 è invece riportato come, con il pistone al P.M.S. (teoricamente inizio combustione) ed il Distributore rotato di altri 45°, si sia quasi svuotata anche l’ultima micro-camera di lubrificazione, e come, a destra della figura, stia incominciando a riempirsi la la micro-camera aspirando il liquido lubrificante/refrigerante. In fig. 8 is instead reported as, with the piston at P.M.S. (theoretically start of combustion) and the Distributor rotated by another 45 °, the last lubrication micro-chamber has almost emptied, and how, on the right of the figure, the micro-chamber is beginning to fill up by aspirating the lubricating liquid / refrigerant.

Continuando, si avrà perciò che il ciclo di funzionamento ripartirà dalla Figura 1. Continuing, therefore, the operating cycle will restart from Figure 1.

Dalla descrizione si potrà perciò intendere quale sarà la forma dell’Alloggiamento e cioè non circolare con diametro maggiore a quello del Distributore, ma bensì composto da 2 mezze sezioni di ugual diametro, leggermente maggiori al diametro del Distributore, raccordate ad una certa distanza tra loro. Ciò conferirà all’ Alloggi amento una forma pressoché ovoidale, dove il Sistema di Lubrificazione potrà agire essendo il Distributore in asse con uno dei due fuochi, come mostrato nella Tavola 5 in fig 9. (In variante, la forma dell’alloggiamento potrà essere cilindrica ma leggermente eccentrica rispetto all’asse di rotazione del Distributore, o diversa ancora). Per evitare l’uscita incontrollata di lubrificante nel Distributore, cioè quando una luce è in corrispondenza dell'ugello, sarà necessaria un’immissione controllata dell’olio mediante iniettori, distributori o sistemi di pompaggio, nonché un’accurata esecuzione della coppia Distributore- Alloggiamento, mediante il calcolo delle tolleranze e tenendo conto delle dilatazioni dei materiali causate dalle escursioni termiche tra motore freddo/motore caldo. È altresì chiaro che il liquido fungerà non solo da lubrificante e refrigerante, ma anche da veicolo di calore dal Distributore all’Alloggiamento, il quale ultimo si prevederà raffreddato esternamente dall’apposito circuito di raffreddamento; e comunque, anche il liquido lubrificante stesso sarà sottoposto a raffreddamento. Riassumendo, è perciò chiaro come nel trovato venga, in parte, utilizzato il principio di funzionamento di una Pompa a Palette/Alette già ampiamente nota in ambito meccanico, in questo caso opportunamente modificato per svolgere una funzione di Tenuta e Lubrificazione. From the description it will therefore be possible to understand what the shape of the Housing will be, i.e. not circular with a diameter greater than that of the Distributor, but rather composed of 2 half sections of equal diameter, slightly larger than the diameter of the Distributor, connected at a certain distance between them . This will give the Housing an almost ovoid shape, where the Lubrication System can act by being the Distributor aligned with one of the two burners, as shown in Table 5 in fig 9. (Alternatively, the shape of the housing can be cylindrical but slightly eccentric with respect to the distributor rotation axis, or different again). To avoid the uncontrolled release of lubricant into the Distributor, i.e. when a port is at the nozzle, it will be necessary to have a controlled introduction of the oil by means of injectors, distributors or pumping systems, as well as an accurate execution of the Distributor-Housing pair. , by calculating the tolerances and taking into account the expansions of the materials caused by the thermal excursions between the cold engine / hot engine. It is also clear that the liquid will act not only as a lubricant and coolant, but also as a vehicle for heat from the Distributor to the Housing, which will be cooled externally by the appropriate cooling circuit; and in any case, even the lubricating liquid itself will be subjected to cooling. In summary, it is therefore clear that in the invention the operating principle of a vane / vane pump already widely known in the mechanical field is used in part, in this case suitably modified to perform a sealing and lubrication function.

In fig. 10 è invece raffigurato Γ Alloggiamento sezionato con vista assonometrica che mostra chiaramente la maggior ampiezza dell’Aletta rispetto alla luce verso il cilindro motore, mentre una 2a Aletta è riportata per mostrare ancora come la stessa sia maggiore delle luci, o serie di fori (comprensivi di ugelli), di immissione/espulsione del liquido lubrificante/refrigerante. Intendiamo far notare che gli Anelli di Tenuta potrebbero essere realizzati direttamente sul Distributore, eventualmente anche intersecando una piccola porzione dei capi delle Alette agli Anelli stessi, cosi da ottenere una migliore chiusura laterale tra le Alette e gli Anelli stessi. In fig. 10 instead shows Γ Housing sectioned with an axonometric view that clearly shows the greater width of the fin with respect to the opening towards the engine cylinder, while a 2nd fin is shown to show again how it is greater than the lights, or series of holes (including of nozzles), for the introduction / expulsion of the lubricant / coolant liquid. We intend to point out that the Sealing Rings could be made directly on the Distributor, possibly also by intersecting a small portion of the ends of the Tabs with the Rings themselves, so as to obtain a better lateral closure between the Tabs and the Rings themselves.

Nella fig. 11 è invece riportata una vista assonometrica di un Distributore Rotante per un motore a 4 tempi, 4 cilindri con fase di accensione dei cilindri: 2 - 4 - 3 - 1. Qui sono visibili le luci di passaggio dei fluidi ed il diaframma che divide il Distributore in due camere, nonché le Alette e gli Anelli di Tenuta, atti a garantire la rotazione del Distributore stesso e la tenuta delle pressioni di esercizio tra i vari cilindri motore. La tenuta dei gas verrà comunque ottenuta in massima parte dalle basse tolleranze di lavorazione dell'Alloggiamento e del Distributore stessi. Le Alette si presentano quindi come una garanzia, specialmente a basse velocità di rotazione quando la forza centrifuga è bassa, dove potrebbe essere importante la presenza di Molle, o Alette elastiche, che le spingono verso l’esterno. I Cuscinetti, o Anelli di Tenuta, saranno comunque lubrificati con un sistema di lubrificazione forzata, che si potrà prevedere separato dal sistema di lubrificazione del motore. In fig. 11 shows an axonometric view of a Rotary Distributor for a 4-stroke, 4-cylinder engine with cylinder ignition phase: 2 - 4 - 3 - 1. Here you can see the fluid passage ports and the diaphragm that divides the Distributor in two chambers, as well as the fins and sealing rings, designed to guarantee the rotation of the distributor itself and the tightness of the operating pressures between the various engine cylinders. The gas tightness will in any case be mostly obtained by the low machining tolerances of the Housing and the Distributor themselves. The fins therefore appear as a guarantee, especially at low rotation speeds when the centrifugal force is low, where the presence of springs, or elastic fins, which push them outwards could be important. The Bearings, or Seal Rings, will in any case be lubricated with a forced lubrication system, which can be provided separate from the engine lubrication system.

Nella fig. 12 è indicata l’apertura della luce in funzione della corsa del pistone ed in funzione dell’angolo di rotazione del Distributore. Si può notare che l’apertura della luce è molto rapida, come rappresentato nell’esempio, dove si vede che al 10% della corsa del pistone corrisponde il 36% di apertura della luce. La variazione della superficie libera varia da 0%, quando il pistone si trova al PMS, al 100% quando il pistone si trova al 58% della corsa, per poi tornare a 0% al PMI. Come si può notare il vantaggio di questo sistema è di avere a disposizione luci molto grandi per lo scambio dei fluidi nel motore, cosa che si riflette in un miglior riempimento con aria/miscela fresca nella fase di aspirazione, ovvero una migliore evacuazione dei gas esausti nella fase di scarico. Con questa configurazione si può notare come gli Elementi Distributori siano dotati solo di moto rotativo regolare, eliminando quindi qualsiasi problema di vibrazioni, come invece vengono a prodursi dai movimenti alternativi dei normali sistemi a valvole. In fig. 12 indicates the opening of the light according to the stroke of the piston and according to the angle of rotation of the Distributor. It can be seen that the opening of the light is very rapid, as shown in the example, where it can be seen that 10% of the piston stroke corresponds to 36% of the opening of the light. The free surface variation varies from 0%, when the piston is at TDC, to 100% when the piston is at 58% of the stroke, and then returns to 0% at BDC. As you can see, the advantage of this system is to have very large ports available for the exchange of fluids in the engine, which is reflected in a better filling with fresh air / mixture in the intake phase, or better evacuation of exhausted gases. in the unloading phase. With this configuration it can be seen that the Distributor Elements are equipped only with regular rotary motion, thus eliminating any problem of vibrations, as instead are produced by the alternative movements of normal valve systems.

Convenientemente le luci avranno una sezione di larghezza (trasversale) max di 0.3825xD, dove D è il diametro del Distributore Rotante. Il lato più lungo dell’apertura, disposto parallelamente all’asse di rotazione del Distributore, avrà una lunghezza in funzione del diametro del cilindro motore. In questo modo si otterrà un rendimento maggiore anche nei brevi tempi di apertura e chiusura delle luci stesse, cioè quando la velocità di rotazione sarà alta. Conveniently, the lights will have a section with a maximum (transverse) width of 0.3825xD, where D is the diameter of the Rotating Distributor. The longer side of the opening, arranged parallel to the distributor rotation axis, will have a length according to the diameter of the motor cylinder. In this way, a higher efficiency will be obtained even in the short opening and closing times of the lights themselves, ie when the rotation speed is high.

Dal trovato si può perciò capire come si siano raggiunti tutti gli scopi preposti, soprattutto in merito alla Tenuta e alla Lubrificazione del Sistema a Valvole/Distributori Rotanti, per il quale attualmente non risulta siano state ancora proposte soluzioni valide ed, al tempo stesso, si sia proceduto alla realizzazione di un Sistema molto versatile che può essere appunto, come fatto notare in precedenza, essere applicato a qualsiasi tipo di motore a combustione interna e/o a moltissime altre soluzioni che soffrono di tale problema, che si ritiene essere il principale. From the invention it is therefore possible to understand how all the intended purposes have been achieved, especially with regard to the Seal and Lubrication of the Valves / Rotating Distributors System, for which valid solutions have not yet been proposed and, at the same time, proceeded to the realization of a very versatile system that can be, as noted above, be applied to any type of internal combustion engine and / or to many other solutions that suffer from this problem, which is believed to be the main one.

Non esistendoci più problemi di molle ed avendo ridotto il numero di parti in movimento, il numero di giri potrà essere elevato senza che si manifestino problemi di mancata e/o cattiva chiusura e/o apertura delle valvole, cioè problemi di vibrazione e risonanza delle molle. Since there are no more problems with springs and having reduced the number of moving parts, the number of revolutions can be high without the occurrence of problems of failure and / or bad closing and / or opening of the valves, i.e. problems of vibration and resonance of the springs. .

La mancanza delle valvole e la dimensione della luce, che può essere comunque scelta, consente da un lato un maggior riempimento del cilindro motore e dall’altro una più facile espulsione dei gas combusti, in quanto i gas nel loro passaggio incontreranno resistenze molto inferiori a quelle indotte dalle valvole. Ciò migliora il coefficiente di rendimento volumetrico. The lack of valves and the size of the opening, which can be chosen in any case, allows on the one hand a greater filling of the engine cylinder and on the other hand an easier expulsion of the burnt gases, as the gases in their passage will encounter resistances much lower than those induced by the valves. This improves the volumetric coefficient of performance.

Un altro vantaggio di rilevante importanza è che nel caso di rottura della trasmissione fra albero motore e Distributore Rotante, non avverranno danni, come succede nei motori a valvole, dove avvengono collisioni tra i pistoni e le valvole. Anche la manutenzione risulterà relativamente semplice in quanto il numero degli elementi è ridottissimo e la regolazione sarà semplice. Another important advantage is that in the event of breakage of the transmission between the crankshaft and the rotary distributor, no damage will occur, as happens in valve engines, where collisions between the pistons and the valves occur. Maintenance will also be relatively simple as the number of elements is very small and adjustment will be simple.

Vi sarà un ulteriore vantaggio dovuto alla silenziosità di un Distributore così conformato che non genera vibrazioni in quanto non è soggetto a molti alternati; inoltre con questo sistema si ridurranno di molto le resistenze e gli attriti, cosa molto importante soprattutto nel momento della messa in moto e durante il funzionamento a basso carico e basse velocità di rotazione. There will be a further advantage due to the silence of a Distributor so shaped that it does not generate vibrations as it is not subject to many alternatives; furthermore, with this system, resistance and friction will be greatly reduced, which is very important especially at the moment of starting and during operation at low load and low rotation speeds.

Possiamo affermare che un sistema così conformato, diversamente da quanto proposto ad esempio nel brevetto US5967 108A, non vi sarà un elevato n° di parti e non vi saranno parti molto piccole e deboli, aspetti che penalizzano appunto il funzionamento di quel trovato. We can affirm that such a conformed system, unlike what is proposed for example in US patent 5967 108A, there will not be a high number of parts and there will not be very small and weak parts, aspects that penalize the operation of that invention.

Potremmo poi citare altri esempi dove (US531 5969A,US7089893B1,W02006024085A1, US3871340A), ad un occhio esperto, sarebbero presenti lievi peculiarità seguite però da numerosi punti deboli, che rendono i vari trovati di difficile realizzazione, poco economici, fragili, di breve durata di funzionamento o addirittura più inquinanti delle soluzioni attualmente in commercio. We could then cite other examples where (US531 5969A, US7089893B1, W02006024085A1, US3871340A), to an expert eye, there would be slight peculiarities followed, however, by numerous weak points, which make the various found difficult to realize, inexpensive, fragile, short-lived. functioning or even more polluting than the solutions currently on the market.

Infine, un ennesimo aspetto positivo di questo trovato, sarà di poter realizzare un solo Distributore, anche di dimensioni notevoli, senza che limiti o sia limitato dai sistemi d'accensione, d'iniezione o simili che lo affiancano/circondano; aspetto da non sottovalutare soprattutto se si dovesse decidere di realizzare un Distributore aperto ad entrambi i capi, per entrambi i condotti, per ovviare a vari problemi tra i quali r“Effetto Venturi”. Finally, yet another positive aspect of this invention will be that it will be possible to produce only one Distributor, even of considerable size, without being limited or limited by the ignition, injection or similar systems that flank / surround it; an aspect not to be underestimated especially if you decide to create a Distributor open to both ends, for both ducts, to overcome various problems including the “Venturi Effect”.

Ovviamente, partendo dal medesimo concetto altre le forme i materiali, i numeri e gli ambiti nei quali il Distributore, i relativi Alloggiamenti, gli Anelli di Tenuta e le Alette di Tenuta possono essere realizzati, per facilitare la regolazione o per altri motivi, tutte comunque rientranti nell' ambito di protezione del presente brevetto. Intendiamo inoltre ricordare che non necessariamente la Testata/ Alloggiamento dovrà realizzata inmaniera dai cilindri, ma potrà essere realizzata in un unico blocco: soluzione anch' essa rientrante in questa licenza. Obviously, starting from the same concept, other shapes, materials, numbers and areas in which the Distributor, the relative Housings, the Sealing Rings and the Sealing Tabs can be made, to facilitate adjustment or for other reasons, all in any case falling within the scope of protection of this patent. We would also like to remind you that the Head / Housing will not necessarily have to be made from the cylinders, but can be made in a single block: a solution that is also covered by this license.

Claims

Claims Rotating Distribution System for endothermic engines that allows the exchange of fluids in / from the cylinder without the use of the classic mushroom valves normally used, characterized by the fact that it consists of: 1 - A system that must not transform the rotary motion of the crankshaft into reciprocating motion of the poppet valves. 2 - One or more Rotating Distributors of tubular shape, both for the return of air or mixture into the cylinders and for the exhaust gases from the cylinders, having one or more ports for the passage of fluids on the surfaces, and also having rings and fins seal or elastic or including springs. These distributors have the function of valves and at the same time of fluid ducts. The fluids pass through the distributors in a longitudinal direction, being suitably divided by a diaphragm. These distributors rotate and are contained within a cylindrical housing, externally cooled and placed on the heads of the engine cylinders. The lights of the Rotating Distributors are suitably shaped and distributed in such a way as to open or close, at the right times, the fluid passage ports located on the cylinder heads / housing of the engine cylinders, thus allowing a regular development of the engine phases. 3 - One or more Housings of tubular shape, or similar, made in the heads of the engine cylinders, designed to contain the Rotating Distributors and the relative Sealing Rings and Sealing Tabs, characterized by the presence of lights which, during the operation of the engine, at the right moments, they match the lights of the Rotating Distributors. The Housings have holes for inlet and discharge of the lubricating liquid, arranged diametrically opposite before and after the ports of the Housings themselves. 4 - Introducing the coolant by means of a suitable pump controlled by a distributor which determines the moments of entry of the liquid for each cylinder. Injection can take place by automatic suction, by means of injectors or distributors or various pumping systems. 5 - Several Sealing Elements, called Fins, placed longitudinally in the grooves / housings of the Rotating Distributors, parallel to the rotation axis of the same and therefore parallel to the longer sides of each port, designed to push the lubricant / coolant liquid from the holes of the inlet to the outlet ones, and to increase the degree of tightness of the operating pressures. 6 - Two or more Sealing Elements, called Rings, based on the number of engine cylinders, placed sideways to the ports of the Rotating Distributors, designed to divide the Head / Housing between one engine cylinder and Γ other, where the supports on the which the Distributors rotate, having such supports a forced lubrication system. 7 - The tightness of the pressures will therefore be ensured by a composite action between the transverse and longitudinal elements, which will also have the function of creating, by rotating them and the Distributor, exploiting the eccentricity of the Housing, chambers of variable useful size containment and eventual pumping of the lubricant / coolant towards the outlet; true peculiarity of the invention. The basis for safety in the pressure holding is given by the low processing tolerance and the minimization of the gap between the ports of the Housing and the Rotating Distributors in the appropriate points. 8 - Finally, it is our intention to point out that, starting from the same inventive concept, there are other shapes, materials, numbers and areas in which the Distributors, the Housings, the Sealing Rings and the Sealing Tabs can be made, to facilitate regulation or for other reasons, all in any case falling within the scope of protection of this patent. We also want to remind you that the Heads / Housing will not necessarily have to be made separately from the cylinders, but they can very well be made in a single block; solution also covered by this license.