ITVR950079A1

ITVR950079A1 - Motore a scoppio ad elevato rendimento provvisto di pistone a doppio effetto agente in collaborazione con gruppi di alimentazione e di

Info

Publication number: ITVR950079A1
Application number: IT95VR000079A
Authority: IT
Inventors: Gianfranco Montresor
Original assignee: Gianfranco Montresor
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1997-03-22
Also published as: EP0764776B1; US5676097A; KR970016088A; EP0764776A1; DE69625427D1; CN1082614C; ITVR950079A0; CA2185577A1; JPH09144554A; DE69625427T2; RO114660B1; IT1278859B1; CN1150217A; ATE230067T1

Abstract

Si tratta di un motore a scoppio monocilindrico a doppio effetto la cui peculiarità è quella di essere provvisto di organi ausiliari che consentono di ottimizzare le fasi di aspirazione, in quanto sono predisposti in modo che non sia il pistone ad aspirare i gas da bruciare, ma gli organi ausiliari stessi:Il motore (1) in oggetto è sostanzialmente costituito da un cilindro (2) in cui può scorrere un plotone (3) il cui asse centrale è attraversato da un albero passante, solidale e coassiale al pistone stesso, li quale albero risulta suddiviso del pistone stesso in due semi - alberi (4, 5) aventi le medesime dimensioni e conformazioni.Gli stessi semi - alberi (4, 5) comprendono pistoni (14, 15) che scorrono le camere di aspirazione (10, 11), nonché strozzature (11, 13) oppure asole, fori, fessure o similari, che determinano il passaggio del gas aspirato verso le rispettive camere di scoppio attraverso teste (8, 9), mentre il cilindro (2) è provvisto, in corrispondenza della sua parte mediana, di scarichi (21).Il motore (1) sopra descritto, collegato ad almeno una biella (16), è in grado di fare due scoppi attivi in un giro della biella di 360°.

Description

Descrizione di un brevetto per invenzione industriale per il trovato avente titolo:

"MOTORE A SCOPPIO AD ELEVATO RENDIMENTO PROVVISTO DI PISTONE A DOPPIO EFFETTO AGENTE IN COLLABORAZIONE CON GRUPPI DI ALIMENTAZIONE E DI ASPIRAZIONE AUSILIARI"

Il presente brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un motore a scoppio di tipo endotermico ad elevato rendimento, la cui peculiarità è quella di essere provvisto di un pistone a doppio effetto agente in collaborazione con gruppi di alimentazione e di aspirazione ausiliari.

Come noto i motori a carburazione od a combustione interna denominati genericamente a scoppio, comprendono un cilindro in cui scorre. uno stantuffo atto ad imprimere uno spostamento ciclico ad una biella calettata sull'albero· motore .

Oltre al cilindro ed allo stantuffo, nei motori a quattro tempi sono presenti delle valvole di aspirazione e di scarico ed i meccanismi di apertura e di chiusura delle stesse. Si tratta, specialmente per i motori di autovetture, di valvole laterali oppure di valvole di

testa, le prime collocate di fianco ed aprentisi quindi in

una camera laterale, le seconde collocate sul fondo del

cilindro immediatamente prospiciente l'interno della canna

e denominato "testa". Tecnicamente sono preferibili le

valvole di testa.

Nei motori a due tempi di solito non ci sono valvole,

ma solo "luci", ossia fori praticati nel cilindro e che lo

stantuffo stesso scopre quando si trova vicino al punto

morto inferiore. E' evidente la semplificazione

costruttiva che risulta da questa disposizione anche se

c'è però il pericolo che l'aria entrata dalle luci di

lavaggio sfugga in larga misura dalle luci di scarico ad

esse vicine.

Tra i vari mezzi per ottenere maggiori potenze singole

dei motori, oltre all'alleggerimento delle masse alterne

ed all'allargamento delle valvole, che consentono

l'aumento della velocità media dello stantuffo, ed oltre

al ricorso al ciclo a due tempi che a parità di altre

circostanze raddoppia la potenza, vi è l'uso del · cosiddetto "doppio effetto", che consiste nel chiudere il

cilindro da entrambe le estremità in modo che lo stantuffo

ne divida la cavità in due camere in ciascuna delle quali

si svolge contemporaneamente un ciclo.

Tuttavia il tipo di cilindro a doppio effetto non ha trovato sino ad oggi uno sviluppo determinante ed è ancora ritenuto per vari motivi meno sicuro del tipo a semplice effetto.

Lo scopo della presente invenzione è quello di aver ideato e realizzato un motore a scoppio monocilindrico a doppio effetto la cui peculiarità è quella di essere provvisto di organi ausiliari che consentono di ottimizzare le fasi di aspirazione, in quanto sono predisposti in modo che non sia il pistone ad aspirare i gas da bruciare, ma gli organi ausiliari stessi.

L' immediato vantaggio che deriva da tale nuova concezione consiste in un rendimento molto più elevato del motore in oggetto rispetto al rendimento di tutti gli altri motori a scoppio.

Tali scopi e vantaggi vengono tutti raggiunti, secondo il presente trovato, da un motore ad elevato rendimento provvisto di pistone a doppio effetto agente in collaborazione con gruppi di alimentazione e di aspirazione ausiliari, caratterizzato dal fatto di comprendere un cilindro in cui può scorrere un pistone sul cui asse centrale è fissato un albero passante suddiviso dal pistone stesso in due semi-alberi particolarmente conformati, le estremità esterne dei quali sono provviste di pistoni ausiliari scorrevoli in opportune camere di aspirazione, e dal fatto che almeno una delle due estremità libere di detti semi-alberi è calettata ad una biella o similare; dette camere di aspirazione essendo preferibilmente provviste di valvole per l'entrata dei gas, mentre detto cilindro essendo provvisto, nella sua parte centrale, di aperture di scarico; detto pistone ed il relativo albero passante potendo essere ciclicamente spostati assialmente secondo due scoppi attivi in un giro della biella di 360°.

Ulteriori caratteristiche e particolari del presente trovato potranno meglio apparire nella descrizione che segue di una forma di esecuzione preferenziale, illustrata, a titolo indicativo ma non limitativo, nelle annesse tavole di disegno in cui:

la fig. 1 mostra una vista schematica del motore secondo il presente trovato nel suo complesso;

la fig. 2 ne illustra una vista schematica evidenziante una fase di lavoro opposta alla precedente.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 viene indicato un motore secondo il presente trovato nel suo complesso, il quale risulta sostanzialmente costituito da* un cilindro 2 in cui può scorrere un pistone 3 il cui asse centrale è attraversato da un albero passante, solidale e coassiale al pistone stesso, il quale albero risulta suddiviso dal pistone stesso in due semi-alberi 4 e 5 aventi le medesime dimensioni e conformazioni. ;I due semi-alberi 4 e 5, partendo dal pistone 3 verso l'esterno, passano attraverso aperture 6 e 7, eventualmente provviste di fasce elastiche o di guarnizioni similari, praticate, dette aperture, su corpi 8 e 9, o teste, che risultano fissate alle due estremità del cilindro 2, e, .sempre gli stessi semi-alberi, attraversano opportune camere di aspirazione 10 e 11 ricavate all'interno delle teste 8 e 9. ;Gli stessi semi-alberi 4 e 5 presentano inoltre delle strozzature o similari 12 e 13 le cui parti più esterne terminano in corrispondenza di pistoni 14 e 15 che scorrono nelle sopracitate camere di aspirazione 10 e 11. Le strozzature 12 e 13, che possono essere rappresentate anche da asole, fori, fessure o similari, determinano il passaggio del gas aspirato verso le rispettive camere di scoppio . ;Su almeno una delle due estremità libere dei semialberi 4 e 5, e precisamente su quella del semi-albero 5, viene calettata una biella 16 che, come diremo meglio in seguito, riceve quindi il movimento ciclico per la rotazione dell'albero motore. ;I corpi o teste 8 e 9 comprendono inoltre delle aperture 17 e 18, comunicanti con le camere di aspirazione 10 e 11, in corrispondenza delle cui imboccature sono presenti valvole di aspirazione 19 e 20. ;Infine il cilindro 2 è provvisto, in corrispondenza della sua parte mediana, di scarichi 21, mentre attraverso alloggiamenti 22 e 23 praticati in corrispondenza dei due lati opposti della testa, vengono introdotte le candele. ;I pistoni 3, 14 e 15 sono tutti provvisti di fasce elastiche o di altre guarnizioni similari ed è inoltre previsto che le parti esterne 24 e 25 dei due semi-aberi 4 e 5 possano scorrere in opportuni supporti. ;II pistone 3 suddivide la parte interna del cilindro 2 in due camere indicate con A e B. ;Descriveremo ora brevemente un esempio di funzionamento del motore secondo il presente trovato. ;All'inizio del primo ciclo la candela presente nell'alloggiamento 23 genera uno scoppio nella camera A nella quale si era in precedenza compressa la miscela, e quindi il pistone 3 si sposta verso la camera B comprimendo il gas contenuto nella stessa. ;Mentre il pistone 3 esegue questo spostamento, il pistone ausiliario 14, arretrando, aspira gas dalla valvola 19, contemporaneamente il pistone ausiliario * opposto 15 immette nella camera A il gas, mentre i gas prodotti dalla precedente combustione escono attraverso gli scarichi 21.

Quando il pistone 3 arriva alla fine della corsa nella camera B, la candela posta nell'alloggiamento 22 determina lo scoppio del gas compresso rimandando nella direzione opposta il pistone 3 stesso.

In questa fase il pistone ausiliario 14 immette nella camera B il combustibile precedentemente aspirato dalla valvola 19, mentre il pistone 3 ha lasciato uscire i gas combusti attraverso le aperture 21 ed il pistone ausiliario 15 aspira nuovo combustibile attraverso la valvola 20, riprendendo quindi il ciclo dall'inizio.

Il motore sopra descritto è dunque in grado di fare due scoppi attivi in un giro della biella di 360°. Per questo si differenzia dai normali motori a quattro tempi e dai motori a due tempi esistenti sul mercato. Infatti, secondo le soluzioni note, mentre il motore a quattro tempi richiede due giri di 360° dell'albero a gomiti per ricavare uno scoppio, o fase attiva, il motore a due tempi, invece, richiede un giro di 360° per fare uno scoppio .

Inoltre il motore in oggetto è concettualmente molto diverso dai normali motori a due ed a quattro tempi a doppio effetto, in quanto mentre i motori a doppio effetto -noti possono teoricamente essere suddivisi in due motori uguali, nel caso del motore in oggetto questo non è possibile, in quanto si ha un funzionamento incrociato secondo il quale l'aspirazione e l'immissione di combustibile in un settore è determinata dall'azione del settore opposto.

Un altro aspetto che va rilevato è che mentre i motori noti a due tempi e doppio effetto hanno le luci di aspirazione e di scarico all'altezza del punto morto inferiore del cilindro, quindi dalla parte opposta dello scoppio, nel motore secondo il trovato in oggetto gli scarichi avvengono nei punti morti inferiori e l'entrata di nuovo combustibile dai lati opposti, ossia dove avvengono gli scoppi.

I semi-alberi 4 e 5 non sono quindi solo un elemento di collegamento tra la biella ed il pistone, ma organi indispensabili che determinano le fasi di lavoro del motore .

Riassumendo, con il motore in oggetto viene introdotto il combustibile da un lato della testa del cilindro e viene scaricato quello bruciato attraverso la parte centrale del cilindro stesso, permettendo un ottimo lavaggio della camera di scoppio A - B durante il ricambio dei gas, diminuendo il consumo di combustibile ed aumentando il rendimento.

Vantaggiosamente il motore secondo il presente trovato può essere realizzato con o senza valvole, mantenendo inalterate le due fasi di lavoro nei 360° della biella. Inoltre quando previsto, possono essere utilizzate valvole di non ritorno di qualsiasi tipo.

Ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che in sostituzione di dette strozzature, asole o fessurazioni presenti su detti semi-alberi, può essere prevista l'applicazione di una o più valvole di immissione dei gas comandate dagli stessi semi-alberi o da altri meccanismi ausiliari .

Può inoltre essere previsto l'utilizzo di due alberi a gomiti e quindi di due bielle, ed in questo caso lo sforzo verrebbe suddiviso su due punti con il risultato che vengono alleggeriti gli organi di movimento e che possono essere utilizzate due prese di forza.

Il motore in oggetto può essere realizzato secondo versioni aspirate con carburatori, ad iniezione, con valvole rotanti e con la possibilità di posizionare i pistoni ausiliari 14 e 15 separatamente dagli alberi coassiali. Infatti i pistoni ausiliari 14 e 15 possono essere posti anche all'esterno del rispettivo semi-albero, possono essere sostituiti da altri organi similari di immissione di gas nelle camere di scoppio, e possono anche non essere comandati dallo stesso albero ma da altriorgani .

Nel caso in cui il motore venga realizzato a valvole, vengono eliminati vari organi di distribuzione, quali la catena, le aste e gli ingranaggi di distribuzione.

Uno dei vantaggi offerti dal motore in oggetto è quello di aver eliminato il problema dell'ovalizzazione del cilindro, ed inoltre viene eliminata qualsiasi possibilità di grippaggio tra pistone e cilindro dal momento che questi due organi non si trovano mai a contatto tra loro e che gli unici elementi di contatto sono le fasce elastiche.

Il motore in oggetto è stato descritto ed illustrato secondo una soluzione preferenziale, ma possono essere previste alcune varianti, tecnicamente equivalenti alle parti meccaniche ed ai componenti citati, che sono quindi da ritenersi comprese nell'ambito di protezione del presente trovato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Motore ad elevato rendimento provvisto di pistone a doppio effetto agente in collaborazione con gruppi di alimentazione e di aspirazione ausiliari, caratterizzato dal fatto di comprendere un cilindro in cui può scorrere un pistone sul cui asse centrale è fissato un albero passante suddiviso dal pistone stesso in due semi-alberi particolarmente conformati, le estremità esterne dei quali sono provviste di pistoni ausiliari scorrevoli in opportune camere di aspirazione, e dal fatto che almeno una delle due estremità libere di detti semi-alberi è calettata ad una biella o similare; dette camere di aspirazione essendo preferibilmente ma non necessariamente provviste di valvole di non ritorno o similari per l'entrata dei gas, mentre detto cilindro essendo provvisto, nella sua parte centrale, di aperture di scarico . 2} Motore ad elevato rendimento secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti due semialberi, partendo dal pistone verso l'esterno, passano attraverso aperture eventualmente provviste di fasce elastiche o di guarnizioni similari, praticate, dette aperture, su corpi o teste, che risultano fissate alle due estremità del cilindro, e, sempre gli stessi semi-alberi, attraversano opportune camere di aspirazione ricavate all'interno delle teste. 3) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto pistone ed i relativi alberi coassiali possono essere ciclicamente spostati assialmente secondo due scoppi attivi in un giro della biella di 360°. 4) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti alberi presentano strozzature, asole, fessure, aperture o similari, le cui parti più esterne terminano in corrispondenza di pistoni ausiliari che scorrono nelle camere di aspirazione. 5) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette strozzature, asole, fessure, aperture o similari, determinano il passaggio del gas aspirato verso le rispettive camere di scoppio. 6) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cilindro è provvisto di opportuni alloggiamenti praticati in corrispondenza dei due lati opposti della testa, in cui vengono introdotte le candele. 7) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di poter essere previsto il suo abbinamento a due alberi a gomiti e quindi di due bielle, ed in questo caso lo sforzo verrebbe suddiviso su due punti con il risultato che vengono alleggeriti gli organi di movimento e che possono essere utilizzate due prese di forza. 8) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in sostituzione di dette strozzature, asole o fessurazioni presenti su detti semi-alberi, può essere prevista l'applicazione di una o più valvole di immissione dei gas comandate dagli stessi semi-alberi o da altri meccanismi ausiliari. 9) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di poter essere realizzato secondo versioni aspirate con carburatori, ad iniezione, con valvole rotanti e con la possibilità di posizionare detti pistoni ausiliari separatamente dagli alberi coassiali. 10) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che secondo una possibile variante detti pistoni ausiliari possono essere posti anche all'esterno del rispettivo semi-albero, possono essere sostituiti da altri organi similari di immissione di gas nelle camere di scoppio, e possono anche non essere comandati dallo stesso albero ma da altri organi . 11) Motore ad elevato rendimento secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tutti i pistoni possono essere provvisti di fasce elastiche o di altre guarnizioni similari, e che le parti esterne dei due semiaberi possono scorrere in opportuni supporti.