ITBO970558A1 - Circuito di raffreddamento per motori endotermici. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

CIRCUITO DI RAFFREDDAMENTO PER MOTORI EN-DOTERMICI.

II presente trovato concerne un circuito di raffreddamento per motori endotermici, in particolare per il raffreddamento di pistoni.

Attualmente nell'architettura costruttiva dei motori endotermici, ed in particolare nei motori ad alte prestazioni sia a benzina, sia a Diesel, viene previsto un raffreddamento del cielo del pistone, dalla parte interna, attraverso il getto di olio lubrificante prelevato dal relativo circuito di utenza presente nel motore.

Per ottenere ciò (come visibile anche nella figura 1), nella soluzione più nota viene realizzato un condotto C su una parete laterale del basamento B del motore M da cui si dipartono dei condotti trasversali C1 sfocienti in prossimità dell’estremità inferiore di un relativo cilindro A entro cui scorre un corrispondente pistone P mosso da una relativa biella D incernierata ad una manovella facente parte di un albero a gomiti od albero motore AM {visibile solo in linea discontinua) sviluppantesi secondo un asse X e girevolmente supportato dai cosiddetti supporti di banco.

Ad ogni suddetto condotto trasversale C1 viene associato un relativo tubo T sagomato ad "L" rovesciata che si sviluppa fino ad arrivare all'interno del relativo cilindro A, cioè in parte ortogonalmente rispetto allo sviluppo dell'asse X del motore M, per poter operare un getto di olio in corrispondenza del pistone P durante il suo moto alternato; quest'olio viene poi recuperato dall'apposito circuito posto sul fondo del basamento B. In corrispondenza di ogni condotto trasversale C1 è alloggiata una valvola V (normalmente in corpo unico con il tubo T) di chiusura del passaggio di olio nel caso in cui, come noto, la pressione del medesimo olio scenda sotto un determinato valore di riferimento, cioè con motore al minimo oppure con funzione del medesimo motore a bassi règimi nei quali è necessario comunque garantire la lubrificazione di base dei cinematìsmi dì base.

Questa architettura del circuito di raffreddamento presenta però alcuni inconvenienti: la particolare disposizione dei condotti sulla parete laterale del basamento rende necessario l'utilizzo di tubi presentanti un notevole sviluppo oltreché disposti a sbalzo all'interno del cilindro, rendendo estremamente critica l'affidabilità del tubo medesimo, nel tempo, a causa di vibrazioni ed usura.

Le eventuali sostituzioni dei tubi difettosi risultano estremamente difficili e lunghe da eseguire e quindi molto costose per l'utente.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati attraverso la realizzazione di un circuito di raffreddamento per motori endotermici, in particolare per la parte inferiore del cielo del pistone, con una architettura costruttiva tale da permettere una struttura del circuito estremamente compatta, affidabile nel tempo, estremamente comoda nel montaggio e con una elevata economia di realizzazione finale, il tutto mantenendo le elevate caratteristiche funzionali del motore.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra una vista secondo una sezione trasversale di un motore endotermico provvisto di un circuito di raffreddamento dei pistoni di tipo noto con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 2 illustra una vista secondo una sezione longitudinale di un motore endotermico provvisto di un circuito di raffreddamento dei pistoni conformemente al presente trovato;

la figura 3 illustra un particolare del motore di cui a figura 2, ovvero un supporto di banco dotato del circuito di raffreddamento oggetto del presente trovato in una vista frontale con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 4 illustra il supporto di banco di cui a figura 3 in una vista frontale con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 5 illustra un particolare ingrandito riferito a figura 3 in una vista laterale in parziale sezione e ruotata rispetto a figura 3.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, e con particolare riferimento a figura 2, il circuito di raffreddamento in oggetto è inserito all’interno di motori endotermici, quali motori a benzina o a diesel, ed in particolare quelli ad alte prestazioni.

Tale motore, indicato nel suo complesso con 1 e, a puro titolo esemplificativo, con configurazione a quattro cilindri e di tipo diesel, comprende, tra l'altro, un basamento 2 alloggiente un albero motore 3 (un noto albero a gomiti), il quale è girevolmente e assialmente sostenuto da una pluralità di supporti di banco 4 associabili al basamento 2 in corrispondenza deH’inserimento del gruppo albero motore 3 -supporti 4 nel basamento 2 (secondo la freccia A di figura 2).

Il gruppo albero motore 3 e supporti di banco 4 della soluzione in oggetto, infatti, risultano tra loro assemblabili precedentemente all'inserimento degli stessi all'interno del basamento 2; ogni supporto di banco 4 (come visibile nelle figure 3 e 4) è costituito da un elemento discoidale in due pezzi uniti in modo da permetterne l'inserimento nell'albero motore 3, e dotato di aperture e condotti sulla propria circonferenza esterna che realizzano un sistema di riferimento e collegamento con circuiti interni, come il circuito di lubrificazione 9 di utenza (che vedremo meglio in seguito), con i quali è possibile ottenere il posizionamento corretto degli stessi supporti dopo il loro inserimento nel basamento 2.

L'albero motore 3 è ruotatole attorno al proprio asse longitudinale X e risulta cinematicamente collegato, tramite manovelle 3m, ad una pluralità di elementi a biella 5 vincolati, ognuno sulla propria estremità libera, ad un corrispondente pistone 6 mobile di moto rettilineo alternato ed all'interno di un relativo cilindro 7.

Con 8 sono indicati dei mezzi di raffreddamento atti a dirigere un getto di fluido refrigerante in corrispondenza della superfide inferiore del cielo di ogni pistone 6 contraffacciata al suddetto albero motore 3. II fluido utilizzato da questi mezzi 8 per il raffreddamento è l'olio lubrificante prelevato dal suddetto circuito 9 di lubrificazione di utenza presente nel motore 1 e visibile parzialmente nella figura 4.

Questi mezzi 8 di raffreddamento sono associati direttamente ai suddetti supporti di banco 4, i quali, nel caso illustrato nelle figure 3 e 4, sono costituiti, ognuno, dal suddetto elemento discoidale (preferenzialmente realizzato in alluminio) circonferenzialmente associabile ai basamento 2 e definente il prolungamento di una parete 10 contigua a due suddetti cilindri 7.

Più precisamente, questi mezzi 8 di raffreddamento sono due per ogni supporto di banco 4 e sono associati in una zona di ognuno dei medesimi supporti di banco prossima alla suddetta parete contigua 10 in modo tale che questa coppia di mezzi 8 di raffreddamento agisca su relativi pistoni 6 adiacenti l’uno all’altro.

Come meglio osservabile nelle figure 3 e 4, i mezzi 8 di raffreddamento sono costituiti da una coppia di tubi 11 per ogni supporto di banco 4, fissati, a sbalzo, su ognuno dei medesimi supporti e su sue superfici contrapposte.

L'architettura ottimale quindi comporta, ad esempio nel caso di figura 2, la presenza di quattro tubi 11 per la configurazione a quattro cilindri del motore 1 suddivisi su due supporti di banco 4 d'estremità, mentre il supporto 4 centrale risulta sprovvisto in quanto non necessitante degli stessi. E' ovvio che la distribuzione dei tubi 11 sarà diversa in funzione del numero di cilindri presenti nel motore 1.

Ognuno dì questi tubi 11 presenta una conformazione ad "L" rovesciata in modo da presentare l'estremità libera di getto indirizzata verso un relativo pistone 6 (vedi frecce F di figura 2, e 3) in modo da permettere, come già accennato precedentemente, una refrigerazione su coppie di pistoni 6 contigui.

Ognuno di questi tubi 11 si sviluppa, con la propria parte orizzontale, lungo un asse X' parallelo all'asse X longitudinale dell'albero motore 3.

Ogni tubo 11 è fissato alla superficie del relativo supporto di banco 4 per il tramite di mezzi 12 di fissaggio (vedi figura 5) costituti da una piastrina 13 presentante un foro 14 di alloggiamento stabile del tratto iniziale del tubo 11 e di una porzione 15 fissata, tramite mezzi a vite 16, al supporto di banco 4; tali mezzi a vite 16 sono costituiti da viti di fissaggio ad interferenza, quali particolari rivetti antivibrazione così da evitare allentanmenti del tubo 11 durante il funzione del motore.

Per poter collegare ogni tubo 11 con il suddetto circuito 9 di lubrificazione d'utenza del motore 1 , ogni supporto di banco 4 è previsto (vedi figura 4) di un primo canale 17 di passaggio del fluido di lubrificazione di utenza, in pressione, in arrivo da un primo condotto 18 (facente parte del circuito vero e proprio) coassialmente accoppiato al primo canale 17.

Principalmente il lubrificante in passaggio viene utilizzato per lubrificare una relativa bronzina 19 di accoppiamento girevole del supporto di banco 4 con l'albero motore 3, lubrificante che (vedi freccia F1 di figura 4), viene in parte incanalato in un secondo canale 20 radiale sfociante all'esterno dello stesso supporto di banco ed in corrispondenza dei tubini 11, i quali a loro volta indirizzano il getto di lubrificante - refrigerante in pressione verso il corrispondente pistone 6.

Come possibile osservare in figura 4, il secondo canale 20 è provvisto di mezzi 21 a valvola (di tipo noto, quali valvole ad otturatore con molla 21 m e sfera 21s) atti a chiudere il medesimo canale in presenza di un valore di pressione minore del valore di pressione di utenza del motore 1. L'architettura in oggetto prevede che una singola valvola 21 gestisca l'apertura o la chiusura di entrambi i tubi 11 presenti sul supporto di banco 4 quando il motore 1 funziona a bassi régimi od al minimo dove la pressione del fluido lubrificante nel circuito 9 potrebbe scendere sotto i valori di taratura della valvola 21.

Un circuito di raffreddamento così strutturato raggiunge gli scopi prefissati attraverso la realizzazione dei tubi di getto del fluido refrigerante sui supporti di banco con conseguenti riduzioni dello sviluppo, a sbalzo, dei medesimi tubi (più vicini al pistone) che così risultano affidabili nel tempo e con sensibile riduzione dei rischi di rotture ad usura, oltra al non indifferente vantaggio di utilizzo di una singola valvola per il controllo di due tubi.

La realizzazione del circuito sui supporti di banco permette di operare il montaggio e la regolazione dei tubi all'esterno del basamento del motore con riduzione dei tempi di montaggio e dei costi totali, anche in relazione al fatto che il basamento non viene toccato durante queste operazioni di montaggio.

L'aggiunta di questo circuito sul supporto di banco non comporta cambiamenti strutturali di rilievo sul medesimo supporto, in quanto il fluido lubrificante utilizzato è comunque già necessario per la lubrificazione della bronzina del supporto.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Circuito di raffreddamento per motori endotermici, motore (1) del tipo comprendente tra l'altro un basamento (2) alloggiente un albero motore (3) girevolmente e assialmente sostenuto da una pluralità di supporti di banco (4) associabili a detto basamento (2); detto albero motore (3), ruotabile attorno al proprio asse longitudinale (X), essendo cinematicamente collegato ad una pluralità di elementi a biella (5) vincolati, ognuno sulla propria estremità libera, ad un corrispondente pistone (6) mobile di moto rettilineo alternato ed all'interno di un relativo cilindro (7); mezzi (8) di raffreddamento di detti pistoni (6) essendo previsti in prossimità di ogni detto pistone (6), collegati ad un circuito (9) di lubrificazione di utenza di detto motore (1), ed atti a dirigere un getto di fluido refrigerante in corrispondenza della superficie inferiore del cielo di detto pistone (6) contraffacciata a detto albero motore (3), caratterizzato dai fatto di prevedere detti mezzi (8) di raffreddamento associati a detti supporti di banco (4).
2. 2. Circuito secondo la rivendicazione 1 , in cui ogni detto supporto di banco (4) è costituito da un elemento discoidale circonferenzialmente associabile a detto basamento (2) e definente il prolungamento di una parete (10) contigua di due detti cilindri (7), caratterizzato dal fatto che detti mezzi (8) di raffreddamento sono associati in una zona di ogni detto supporto di banco (4) prossima a detta parete contigua (10).
3. 3. Circuito secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti mezzi (8) di raffreddamento sono due e disposti da parte opposta l'uno dall'altro sul relativo detto supporto di banco (4) ed agenti, ciascun detto mezzo (8), su relativi detti pistoni (6) adiacenti l’uno all’altro.
4. 4. Circuito secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che ogni detto mezzo (8) di raffreddamento si sviluppa, in parte, lungo un asse (Χ') parallelo all'asse (X) longitudinale di detto albero motore (3).
5. 5. Circuito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (8) di raffreddamento sono costituiti da almeno un tubo (11) per ogni detto supporto di banco (4), fissato, a sbalzo, su ognuno dei medesimi supporti, e conformato ad "L" rovesciata in modo da presentare l'estremità libera di getto indirizzata verso un detto pistone (6).
6. 6. Circuito secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (8) di raffreddamento sono costituiti da una coppia di tubi (11) per ogni detto supporto di banco (4), fissati, a sbalzo, su ognuno dei medesimi supporti e su sue superfici contrapposte; ogni detto tubo (11) presentando una conformazione ad "L" rovesciata in modo da presentare l'estremità libera di getto indirizzata verso un relativo detto pistone (6) in modo da permettere una refrigerazione su coppie di detti pistoni (6) contigui.
7. 7. Circuito secondo le rivendicazioni 5 e 6, caratterizzato dal fatto che sono previsti mezzi (12) di fissaggio di ogni detto tubo (11) alla relativa superficie di detto supporto di banco (4) e costituti da una piastrina (13) presentante un foro (14) di alloggiamento stabile della parte iniziale di detto tubo (11) e di una porzione (15) fissata, tramite mezzi a vite (16) a pressione, a detto supporto di banco (4).
8. 8. Circuito secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui ogni detto supporto di banco (4) è previsto di un primo canale (17) radiale di passaggio di detto fluido di lubrificazione di utenza, in pressione, di detto motore (1) in arrivo da un primo condotto (18) coassialmente accoppiato a detto primo canale (17) in modo da alimentare di fluido refrigerante una bronzina (19) di accoppiamento girevole di detto supporto di banco (4) con detto albero motore (3), caratterizzato dal fatto che su ogni detto supporto di banco (4) è previsto un secondo canale (20) radiale sfociante all'esterno dello stesso supporto di banco ed in corrispondenza di detti mezzi (8) di raffreddamento alimentati di detto fluido refrigerante in passaggio esterno a detta bronzina (19).
9. 9. Circuito secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto secondo canale (20) è provvisto di mezzi (21) a valvola atti a chiudere il flusso nel medesimo canale in presenza di un valore di pressione minore del valore di taratura dei detti mezzi (21) a valvola.
10. 10. Circuito secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.