CH670285A5 - - Google Patents

Description

DESCRIZIONE La presente invenzione si riferisce ad un apparato per la regolazione automatica dell'arricchimento della miscela di carburante nei motori a combustione interna a carburazione.

Il problema dell'avviamento a freddo dei motori a combustione interna a carburazione è, come noto, risolto tramite l'ausilio di dispositivi idonei all'ottenimemto di una miscela di carburante cosiddetta arricchita; una miscela cioè caratterizzata da un tenore di carburante superiore a quello corrispondente al valore stechiometrico usato per la normale alimentazione a regime.

Tali dispositivi, siano essi automatici o manuali, si dividono in due grandi categorie: quelli aventi come organo principale una valvola parzializzatrice dell'aria aspirata disposta a monte del diffusore di carburante e quelli che invece vanno ad agire su canalizzazioni ricavate nel corpo del carburatore, che sboccano a valle dell'organo di regolazione principale (valvola a farfalla o simili) iniettando quindi carburante tramite un getto supplementare che si aggiunge al getto principale.

Questi ultimi, grazie alle dimensioni più contenute, trovano applicazione in campo motociclistico, mentre i primi vengono usati prevalentemente in ambiente automobilistico.

Per il funzionamento automatico possono essere impiegati elementi che si deformano con la temperatura quali spirali metalliche o motori a cera, ovvero elementi che fungono da sensori di temperatura del motore e che nel contempo fungono da at-tuatori nel senso di azionare un organo di regolazione del carburatore che provoca un arricchimento di miscela, quando il motore è freddo.

È però difficile ottenere un'ottimale regolazione automatica dell'arricchimento con questi elementi per problemi di collocazione degli elementi stessi. Infatti tali elementi dovrebbero essere disposti in prossimità del carburatore per poter azionare il suddetto organo di regolazione senza eccessive complicazioni meccaniche (ad esempio l'impiego di leveraggi) e nel contempo dovrebbero essere disposti in contatto di un punto del motore che sia significativo dell'andamento della temperatura del motore stesso e che non è certo in prossimità del carburatore. La collocazione di tali elementi è quindi una soluzione di compromesso.

Si è quindi alla ricerca di un apparato per la regolazione automatica dell'arricchimento della miscela di carburante nei motori a combustione interna che abbia un funzionamento ottimale, ovvero che determini un'arricchimento della miscela in funzione della temperatura del motore con una precisione degna delle sofisticate apparecchiature attualmente impiegate nei motori a combustione interna. Vi è anche l'esigenza che tale apparato sia semplice, e quindi affidabile e costruttivamente economico, e che sia versatile ovvero possa essere applicato a motori a combustione interna di diversi tipi.

Scopo della presente invenzione è di proporre un apparato che soddisfi le suddette esigenze.

Tale scopo viene raggiunto mediante un apparato per la regolazione automatica dell'arricchimento della miscela di carburante nei motori a combustione interna a carburazione in cui è previsto un carburatore con almeno un circuito di spruzzatura di carburante comunicante con un diffusore collegato ad un condotto di aspirazione del motore, comprendente un elettromagnete con nucleo mobile collegato a detto circuito di spruzzatura in modo da intercettare il carburante che dal circuito di spruzzatura affluisce al suddetto diffusore, e comprendente inoltre un circuito di comando di detto elettromagnete ed almeno un sensore di temperatura del motore collegato a detto circuito di comando, essendo detto elettromagnete pilotato da detto circuito di comando secondo una legge di pilotaggio funzione della temperatura del motore rilevata da detto sensore.

Di seguito viene riportata la descrizione di una realizzazione esemplificativa della presente invenzione, illustrata nelle tavole di disegno allegate in cui:

le figure 1 e 2 sono due viste in sezione, lungo due rispettivi piani paralleli, della parte elettromeccanica di un apparato secondo l'invenzione applicata ad un carburatore di un motore a combustione interna,

la figura 3 mostra un diagramma a blocchi relativo alla parte elettronica del suddetto apparato secondo l'invenzione.

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Il carburatore illustrato, indicato con 10, ha una configurazione generica in sè nota e classica.

Esso comprende un diffusore 11, destinato ad inserirsi nella condotta di aspirazione del motore, nel quale sfocia un foro principale 12 ed un foro ausiliario 13, entrambi di spruzzatura di carburante. Nel diffusore 11 agisce una valvola 14 di regolazione principale, scorrevole lungo il piano della figura, azionata dall'esterno attraverso un'asta 15, la quale regola l'afflusso della miscela alla camera di combustione. La valvola 14 è disposta a valle del foro 12 e a monte del foro 13.

Il foro 13 è collegato ad un dispositivo di avviamento del carburatore 10, visibile in figura 1, il quale provvede all'arricchimento della miscela all'atto dell'avviamento del motore freddo.

In particolare il foro 13 comunica, attraverso un condotto perpendicolare alla figura 2, con un condotto 16 rappresentato in figura 1 (il piano della figura 1 è posteriore rispetto al piano della figura 2). Il condotto 16 comunica, attraverso un canale

17, con una cavità 18. La cavità 18 comunica, attraverso un canale a gomito 19, con una vaschetta 20 contigua contenente carburante 21. Il canale 16 comunica con l'esterno attraverso un ugello calibrato 22. Anche la cavità 18 comunica con l'esterno attraverso un foro 23 di una parete di chiusura 24 della vaschetta 20 e della cavità 18 stessa.

Nella cavità 18 è fissato a vite un elemento valvolare 25 una cui testa 26 chiude la luce di sbocco del canale 19 nella cavità

18. L'elemento valvolare 25 presenta una serie di canalini 27, 28, 29 calibrati, comunicanti, che lo attraversano assialmente ed un canalino 30 che lo attraversa trasversalmente, comunicante con il suddetto canalino 29.

Sul carburatore 10, in corrispondenza del dispositivo di avviamento di figura 1, è montato un elettromagnete 31. L'elettromagnete 31 comprende un avvolgimento 32 che comanda il movimento assiale di un nucleo 33 mobile, in forma di stelo. Il nucleo 33 è scorrevole in una sede 34 del corpo del carburatore 10, la quale sbocca nel condotto 16 in allineamento con il canale 17. Il nucleo 33 ha una testa 35 munita di un elemento di tenuta 36. Sul nucleo 33 agisce una molla 37 che reagisce su un fondo dell'elettromagnete 31. L'azione della molla 37 è tale da far insistere l'elemento di tenuta 36 contro lo sbocco del canale 17 occludendolo, mentre l'azione dell'avvolgimento 32, una volta eccitato, è contraria, ovvero causa l'allontanamento del suddetto elemento di tenuta 36 dalla posizione di occlusione del canale 17, mettendo in comunicazione quest'ultimo con il canale 16.

Quando l'elemento di tenuta 36 è nella suddetta posizione allontanata avviene quanto segue. Il carburante 21 affluisce dalla vaschetta 20 alla cavità 18 attraverso il canale 19, i canalini 29 e 30, e contemporaneamente nella cavità 18 stessa affluisce aria attraverso i canalini 27, 28 e 30. Tale aria emulsiona nella cavità 18 il carburante ed il carburante così emulsionato affluisce nel diffusore 11 attraverso il canale 17, il condotto 16 ed il foro 13 ausiliario, così da arricchire la miscela.

L'azionamento dell'elettromagnete 31 per ottenere il descritto arricchimento di miscela è comandato dal dispositivo schematicamente illustrato in figura 3. Tale dispositivo comprende un sensore di temperatura costituito da un termistore 38 che viene applicato in un punto opportuno del motore per rilevare la temperatura dello stesso, ad esempio, per motore monocilìndrico, sulla testa del cilindro. Il dispositivo prevede inoltre un circuito di comando comprendente un generatore di segnale elettrico 39 che provvede ad alimentare l'avvolgimento 32 dell'elettromagnete 31; ovvero ad eccitare tale elettromagnete, attraverso un interruttore elettronico 40. Tale interruttore elettronico 40 è pilotato da un oscillatore 41, che genera un segnale elettrico di tensione ad onda quadra di frequenza fissa. Tra l'oscillatore 41 e l'interruttore elettronico 40 è interposto un modulatore 42, collegato anche al termistore 38, il quale ha la funzione di modulare il rapporto «pieno-vuoto» del detto segnale ad onda quadra in funzione del valore di resistenza assunta dal termistore 38 in dipendenza della temperatura. Nel tempo corrispondente al «pieno» di detto segnale ad onda quadra, detto tempo di eccitazione (durata dei tratti «pieni» del segnale), l'interruttore elettronico 40 è chiuso e l'avvolgimento 32 viene alimentato cosi da avere il suddetto arricchimento di miscela, mentre nel tempo corrispondente al «vuoto» di detto segnale ad onda quadra, detto tempo di riposo (durata dei tratti «vuoti» del segnale), l'interruttore elettronico 40 è aperto, l'avvolgimento 32 non è alimentato ed il nucleo 33, in posizione di otturazione, impedisce il suddetto arricchimento. Il rapporto tra il tempo di eccitazione ed il tempo di riposo è inversamente proporzionale al valore della temperatura rilevata dal termistore 38.

In questo modo, quando il motore è freddo, ad esempio all'atto dell'avviamento, l'interruttore 40 avrà una serie di stati «chiuso» ed «aperto» in cui la durata complessiva degli stati «chiuso» è superiore alla durata complessiva degli stati «aperto» e quindi il nucleo 33 oscillerà con medesimo rapporto temporale in una sequenza di posizioni «aperto» e «chiuso». Man mano che il motore si scalda la durata complessiva degli stati «chiuso» dell'interruttore 40 e quindi delle posizioni «aperto» del nucleo 33 uguaglia e poi diventa inferiore alla durata complessiva degli stati «aperto» e delle posizioni «chiuso» fino a quando, una volta raggiunta la temperatura di regime, il nucleo 33 si porta definitivamente in posizione chiusa.

È cosi realizzata una regolazione dell'arricchimento della miscela in funzione della temperaturta e questo funzionamento oscillante del nucleo 33 equivale ad avere una strozzatura variabile in funzione della temperatura lungo il condotto 16.

Il sistema di arricchimento descritto ed illustrato presenta diversi vantaggi.

Esso è molto semplice in quanto richiede un elettromagnete, un circuito elettronico di comando elementare ed un termistore. Dalla semplicità discendono l'economicità e l'affidabilità.

La semplicità non va però a scapito della precisione; anzi, al contrario, il sistema ha un'elevata precisione data dalla regolazione elettronica assai correttamente pilotata dal termistore che può essere collocato nella zona del motore più significativa per rilevare con esattezza la temperatura del motore stesso.

Certamente, poi, tale regolazione elettronica è meno complessa e più precisa di una regolazione meccanica con strozzatura variabile.

Il fatto di avere tre componenti separabili e collegabili l'un l'altro con semplici cavetti elettrici rende il sistema assai versatile ovvero applicabile a diversi tipi di motori. L'elettromagnete può essere applicato con irrilevanti modifiche ad un qualsiasi tipo di carburatore che prevede già una valvola azionabile a mano che svolge le funzioni del nucleo 33; il secondo infatti prenderebbe, nell'applicazione, il posto della prima. La parte elettronica può essere incorporata in un'unità di controllo del motore che svolge anche altre funzioni. Il termistore, come già detto, può essere applicato ove ritenuto più opportuno.

Sia il valore della frequenza del segnale elettrico di tensione generato dall'oscillatore 41, sia la legge di proporzionalità che lega il rapporto «pieno/vuoto» di detto segnale al valore di temperatura del motore rilevabile tramite il termistore 38 possono essere oggetto di taratura preliminare per una messa a punto del sistema di regolazione, al fine di adeguare il sistema stesso alle caratteristiche del motore a combustione interna a cui si interfaccia.

Ovviamente possono essere previste varianti a quanto sopra descritto.

Ad esempio possono essere utilizzati più sensori di temperatura applicati a vari punti del motore (ad esempio, in un motore pluricilindrico, alle teste dei cilindri) e collegati al modulatore 42 per influenzarne il funzionamento in funzione della loro

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resistenza, analogamente a quanto visto con un singolo termistore. In questo modo si ha un rilevamento più fine della temperatura del motore.

Si potrebbe anche prevedere, in un carburatore con un unico circuito di spruzzatura di carburante, di far agire il nucleo dell'elettromagnete come elemento valvolare sul suddetto circuito di spruzzatura, in modo che quando il motore è freddo il nucleo si trovi in una posizione tale da determinare un grande afflusso di carburante al diffusore arricchendo così la miscela, mentre quando il motore è caldo il nucleo si trovi in una posizione, ad esempio di parzializzazione, tale da determinare un normale afflusso di carburante.

5 Per quanto riguarda la parte elettronica dell'apparato, vi è da dire che la forma d'onda dell'oscillatore (onda quadra) non è vincolante, ma può essere impiegata una qualsiasi forma d'onda che possa produrre gli effetti visti.

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1 foglio disegni

Claims (8)

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1. Apparato per la regolazione automatica dell'arricchimento della miscela di carburante nei motori a combustione interna a carburazione in cui è previsto un carburatore con almeno un circuito di spruzzatura di carburante comunicante con un diffusore collegato ad un condotto di aspirazione del motore, comprendente un elettromagnete con nucleo mobile collegato a detto circuito di spruzzatura in modo da intercettare il carburante che dal circuito di spruzzatura affluisce al suddetto diffusore, e comprendente inoltre un circuito di comando di detto elettromagnete ed almeno un sensore di temperatura del motore collegato a detto circuito di comando, essendo detto elettromagnete pilotato da detto circuito di comando secondo una legge di pilotaggio funzione della temperatura del motore rilevata da detto sensore.

2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detto circuito di comando comprende mezzi eccitatori di detto elettromagnete e mezzi interruttori collegati a detti mezzi eccitatori e a detto sensore di temperatura, detti mezzi interruttori abilitando o meno detti mezzi eccitatori ad eccitare l'elettromagnete in funzione della temperatura del motore rilevata da detto sensore.

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RIVENDICAZIONI

3. Apparato secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi interruttori sono pilotati da mezzi oscillatori attraverso mezzi modulatori collegati a detto sensore di temperatura, detti mezzi oscillatori generando un segnale periodico con forma d'onda avente tratti d'onda che determinano l'abilitazione di detti mezzi interruttori che si alternano a tratti d'onda che determinano la disabilitazione di detti mezzi interruttori, detti mezzi modulatori variando la durata di detti tratti d'onda in funzione della temperatura del motore rilevata da detto sensore.

4. Apparato seconso la rivendicazione 3, in cui il rapporto tra la durata dei tratti d'onda che determinano l'abilitazione di detti mezzi interruttori e la durata dei tratti d'onda che determinano la disabilitazione di detti mezzi interruttori è inversamente proporzionale al valore della temperatura del motore rilevata da detto sensore.

5. Apparato secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detti mezzi oscillatori generano un segnale periodico ad onda quadra.

6. Apparato secondo una delle rivendicazioni 3, 4, 5, in cui detto sensore di temperatura è un termistore.

7. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, per applicazioni a motori a combustione interna con carburatore munito di un circuito di spruzzatura principale, e di un circuito di spruzzatura ausiliario destinato all'arricchimento della miscela, entrambi comunicanti con detto diffusore, in cui detto nucleo mobile intercetta il carburante che dal circuito di spruzzatura ausiliario affluisce al suddetto diffusore.

8. Apparato secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto nucleo comprende una testa di otturazione della luce di un condotto di detto circuito di spruzzatura, su detto nucleo insistendo mezzi elastici per tenere detta testa in posizione di otturazione della suddetta luce quando l'elettromagnete è diseccitato, su detto nucleo agendo inoltre forze elettromagnetiche generate da un avvolgimento di detto elettromagnete per richiamare il nucleo stesso in una posizione allontanata dalla suddetta posizione di otturazione.