ITMI971056A1 - Motore a combustione interna provvisto di distribuzione a fodero rotante - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un motore endotermico alternativo del tipo che utilizza un sistema di distribuzione a camicia (o fodero) rotante coassialmente al cilindro e provvista di aperture o fori atti ad essere portati in corrispondenza di canali ricavati nella testata del cilindro per consentire lo svolgimento del ciclo termico (otto o Diesel).
Come è noto, sono stati effettuati tentativi nel passato di sostituire la tradizionale distribuzione con valvole a fungo nei motori endotermici con valvole a fodero mobile. Detto fodero deve essere rotante sul suo asse ad una ben definita velocità e dotato di una o più aperture, normalmente fori, disposti in modo da coprire a tenuta e scoprire, durante la sua rotazione, altrettante aperture o condotti ricavati nel cilindro, in modo da mettere in comunicazione la camera di combustione con l'ambiente esterno in maniera tale da consentire la realizzazione delle fasi del ciclo operativo.
Il sistema di distribuzione a fodero mobile, anche se in sostanza comporta molti vantaggi, quali ridotto numero di componenti e quindi di costi, elevati regimi di rotazione e ridotta rumorosità, in pratica ha conportato anche problemi e inconvenienti che ne hanno finora ostacolata la realizzazione, quali in particolare una non soddisfacènte tenuta, un eccessivo consumo di olio lubrificante e rendimenti termodinamici inferiori, in generale, rispetto a un classico motore a valvole, a causa dei maggiori attriti ed a tenute imperfette con trafilamento dei gas combusti.
Per tentare di risolvere almeno in parte detti problemi è stato proposto un particolare sistema di distribuzione a fodero rotante per un motore endotermico a quattro tempi, a uno o più cilindri comunque orientati, il quale ha formato oggetto della domanda di brevetto italiana N° MI93A 001587; detto sistema di distribuzione prevede il fodero di scorrimento del pistone di ogni cilindro separato dal cilindro stesso e rotante a contatto della superficie interna dello stesso cilindro, senza traslazione assiale, ad una velocità pari alla metà di quella dell'albero a gomito del motore; su detta camicia rotante è ricavata almeno una luce o finestra dimensionata e disposta in modo tale da poter essere portata, durante la rotazione, in coincidenza con analoghe aperture di aspirazione e scarico ricavate corrispondentemente nel cilindro stesso.
Tuttavia, in pratica, anche questo particolare sistema di distribuzione a fodero rotante, pure risultando soddisfacente nel caso di motori a rapporto di compressione non molto elevato, non si è dimostrato in grado di risolvere alcuni problemi presentati specialmente dai motori' endotermici ad elevato rapporto di compressione, problemi che sono stati evidenziati nella pratica realizzazione e che consistono:
- bassa coppia del motore dovuta ad eccessivi attriti organici e a scarsa tenuta dei gas d’esplosione,
- in un insufficiente raffreddamento e lubrificazione del fodero rotante,
- in bassi rendimenti termodinamici.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un motore endotermico utilizzante una distribuzione a fodero rotante perfezionata in modo da risolvere i sopra citati problemi e superare i relativi inconvenienti, e in grado di poter essere utilizzata in modo affidabile su motori sia a ciclo otto che a ciclo diesel anche con rapporti di compressione molto elevati, senza pericolo di perdite di compressione e di traf ilamenti di olio e/o di gas combusti tra fodero rotante e superficie interna del cilindro.
Altro scopo del trovato è quello di realizzare una distribuzione a fodero rotante concepita e strutturata in modo da risultare altamente affidabile ed utilizzabile su motori con elevati rendimenti termodinamici.
Altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare un motore endotermico in grado di funzionare utilizzando per l'accensione una semplice spirale incandescente, cioè senza impiegare una scintilla sincronizzata, con risparmio notevole di costo e con notevole semplificazione di tutta l’apparecchiatura.
Ulteriore scopo è quello di realizzare un motore endotermico di grande semplicità meccanica e di basso costo, e quindi vantaggiosamente utilizzabile anche per piccole cilindrate al posto del motore a due tempi. Questi ed altri scopi ancora e relativi vantaggi, che più chiaramente potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un motore endotermico del tipo che prevede una distribuzione a fodero rotante separato dal cilindro montato girevole coassialmente allo stesso e provvisto di fori o aperture o finestrature atte ad essere portate, durante la rotazione, in coincidenza con aperture di aspirazione e scarico, il quale motore, secondo il presente trovato comprende:
- un cilindro fisso e relativa testata, detta testata essendo provvista di almeno un foro, di almeno un condotto di scarico e di almeno un condotto di aspirazione;
- mezzi di accensione della miscela combustibile inseriti in detto foro presente in detta testata;
— una camicia o fodero rotante chiuso superiormente a bicchiere da un fondo o cielo, la superficie esterna di detto cielo essendo sagomata in modo da combaciare e aderire perfettamente a strisciamento sulla superficie interna di detta testata, detto cielo essendo provvisto di una o più finestre e/o fori posizionate in modo da porsi in corrispondenza con detto condotto di scarico, con detto condotto di aspirazione e con detti mezzi di accensione presenti in detta testata, durante la rotazione del fodero;
- almeno un elemento reggispinta per detto fodero rotante, dimensionato e posizionato in modo da consentire una traslazione assiale (flottazione) di detto fodero fino al combaciamento ed alla perfetta aderenza a strisciamento in rotazione della superficie esterna di detto cielo alla superficie interna di detta testata e la conseguente tenuta alla pressione nella fase di compressione;
essendo inoltre previsti mezzi per la lubrificazione, nonché mezzi di collegamento tra biella e pistone scorrevole in detto fodero.
Più particolarmente, detta traslazione assiale è adatta a distribuire su tutta la superficie il liquido lubrificante con il noto effetto squish. Sia la superficie esterna di detto cielo che la superficie interna di detta testata sono preferibilmente sagomate piane. Secondo varianti della presente invenzione, la superficie esterna di detto cielo è sagomata conica o troncoconica maschio mentre la superficie interna di detta testata è sagomata conica o troncoconica femmina oppure, la superficie esterna di detto cielo è sagomata semisferica convessa mentre la superficie interna di detta testata è sagomata semisferica concava.
Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, detti mezzi di accensione sono costituiti da almeno una candela provvista dei normali dispositivi per la sincronizzazione della scintilla.
Detta candela è montata solidale con la testata in detto foro disposto centralmente nella testata e provvede alla accensione della miscela nella fase di scoppio attraverso un corrispondente foro centrale presente in detto cielo.
Secondo una variante della presente invenzione, detta candela è montata fissa in detto foro centrale previsto in detto cielo attraverso il foro centrale previsto nella testata, ed è rotante solidalmente con detto fodero, ricevendo corrente per mezzo di contatti striscianti, o per scintilla o simile.
In un motore a quattro tempi il fodero rotante ruota con un numero di giri pari ad 1/2 del numero di giri dell'albero motore ed i denti della coppia conica sono nel rapporto di 1:2. Sono tuttavia realizzabili anche rapporti multipli tipo 1:4, 1:8, ecc.
Si è visto che la pressione generata dallo scoppio spinge il fodero rotante contro la testata facendo aderire la superficie esterna del cielo contro la corrispondente superficie interna della testata assicurando una perfetta tenuta nei confronti dei gas sul piano di strisciamento ed eliminando così qualsiasi perdita con notevoli vantaggi per quanto riguarda l'inquinamento ambientale e la potenza del motore.
Naturalmente tra la superficie esterna del cielo e quella interna della testata è presente un velo di lubrificante che assicura la lubrificazione eliminando il pericolo di grippaggio. La lubrificazione può essere realizzata sia impiegando una miscela costituita da olio e benzina, sia con olio forzato mediante pompa volumetrica o simili attraverso una rete di canalette associate a raschiatori opportunamente posizionati e orientati particolarmente sulla superficie esterna del cielo sulla base di valutazioni teoriche e/o di indicazioni ricavate da prove sperimentali, sia per effetto della lubrificazione ottenuta direttamente dalla benzina e dall'impiego di materiali noti a bassissimo coefficiente di attrito o autolubrificanti.
Come già detto, al fine di consentire il combaciamento e l'adesione del cielo del fodero contro la superficie interna della testata in fase di esplosione, detto elemento reggispinta e di centraggio è posizionato in modo da lasciare al fodero un gioco lungo il suo asse longitudinale compreso tra 0.01 e 0.10 mm.
In questo modo, la spinta generata dalla esplosione all'interno del fodero viene di fatto sostanzialmente scaricata contro l'intera superficie della testata assicurando così una perfetta tenuta proprio ed in particolare nella fase più critica di massima sollecitazione.
La spinta dell'esplosione è infatti molto alta (nel caso di un motore da 50cc raggiunge i 5000 Newton). Detto elemento reggispinta per detto fodero è costituito, secondo una prima forma di realizzazione, da un cuscinetto a sfere (o a rulli) che ha anche una funzione di centraggio radiale (a piste oblique secondo un angolo ideale). Questo cuscinetto, è posizionato preferibilmente nella parte bassa del fodero e si trova in situazione ideale in quanto la parte bassa è fredda ed estremamente ben oleata dallo sbattimento dell'olio nella coppa del carter.
Secondo un'altra forma di realizzazione, detto elemento reggispinta è costituito da un'ala anulare sporgente radialmente dalla sommità di detto cielo del fodero e formante un tutto unico con la superficie del cielo stesso, atta ad aderire a strisciamento sulla superficie interna della testata ed aumentare così la tenuta in fase di compressione e scoppio e a fermare la traslazione assiale verso il basse del fodero agendo in battuta contro un apposito gradino previsto nel corpo del cilindro.
Ovviamente, in casi particolari è possibile realizzare entrambi gli elementi reggispinta sopra descritti, ad esempio nel caso di motori a numero di giri molto elevato, di grandi dimensioni, ecc.
Secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, detto foro presente nella testata e detti mezzi di accensione inseriti in detto foro, sono posizionati in modo eccentrico rispetto al centro della testata e rispetto al centro del cielo del fodero. Inoltre in questo modo è possibile realizzare un motore secondo l'invenzione in cui il cielo del fodero è provvisto di un'unica apertura o finestra che si pone in successione in corrispondenza del condotto di alimentazione, del foro recante detti mezzi di accensione in posizione eccentrica e del condotto di scarico presenti nella testata e attraverso la quale si realizzano alimentazione, accensione e scarico.
Tale forma di realizzazione consente di impiegare mezzi di accensione costituiti da una spirale mantenuta sempre incandescente. Infatti la spirale risulta isolata dalla camera di scoppio dal cielo del fodero ed entra in contatto con la miscela soltanto nella fase di accensione quando la finestra prevista nel fodero si pone in corrispondenza dei mezzi di accensione. Si ha così il vantaggio di non dover impiegare il costoso e complesso dispositivo per la temporizzazione della scintilla.
Inoltre, con la disposizione eccentrica dei mezzi di accensione, l'alimentazione del lubrificante viene effettuata attraverso opportuni condotti nel centro della testata in corrispondenza del centro del cielo del fodero realizzando così una migliore e più uniforme distribuzione del lubrificante stesso.
Secondo un'altra forma ancora di realizzazione della presente invenzione, detti mezzi di accensione sono costituiti da una precamera ad alta turbolenza, quale Comet/Riccardo o simile, entro la quale viene introdotto e vaporizzato gasolio durante il ciclo passivo del motore, detto gasolio vaporizzato essendo poi mescolato nella precamera stessa con l'aria altamente compressa proveniente dal fodero attraverso un'unica apertura o finestra presente nel cielo del fodero quando, questa si pone in comunicazione con il foro d'ingresso di detta precamera presente in detta testata, provocando così l'accensione della miscela formatasi e realizzando un ciclo diesel senza iniettore.
Come già detto, sul "cielo" del fodero sono praticate una (o più) aperture, mentre sulla testata del cilindro sono praticate due (o più) aperture, una per lo scarico e una per l'aspirazione. Le aperture sono posizionate angolarmente in modo da coincidere nel momento appropriato ad aprire e chiudere le stesse, in coincidenza con la salita e la discesa del pistone, creando le classiche fasi del ciclo a quattro tempi (sia diesel che otto) : aspirazione, con pressione, esplosioneespansione, scarico.
Il fodero è collegato all'asse del motore da un sistema di ingranaggi che hanno il numero di denti in un rapporto due a uno (o multipli di due). Il sistema più semplice è un'unica coppia conica ma possono essere realizzati numerosi altri collegamenti. L'importante è che il fodero ruoti a velocità uno a due (o multipli di due) rispetto all'asse del motore. Va rilevata la grandissima semplicità meccanica e conseguentemente il basso costo di realizzazione del motore secondo la presente invenzione, che lo rende particolarmente adatto per le piccole cilindrate, dove la complicazione meccanica e l'alto costo della distribuzione a valvole ne hanno impedito la diffusione a favore del motore a due tempi, accettando i difetti dello stesso che sono alto inquinamento, sia acustico che atmosferico, e necessità di carburante miscelato ad olio. Un classico esempio di applicazione sono i motori per scooter cinquanta, i piccoli motori ausiliari ecc. Un altro vantaggio dell'invenzione è il basso ingombro in altezza, poco superiore a quello di un motore a due tempi. Ancora un vantaggio è dovuto al fatto che nel motore realizzato secondo il presente trovato, la rotazione del fodero e quindi della camera contenente la miscela dei gas, favorisce ed esalta un intimo mescolamento dei costituenti della miscela, realizzandosi così massimi rendimenti e basso inquinamento atmosferico.
Un ulteriore vantaggio è il fatto di non avere alcun elemento a movimento alternativo con ritorno elastico (a molla) come il caso delle valvole classiche, che limitano la velocità di rotazione, pena lo sfarfallamento dello stesso. Un motore secondo il trovato può girare a 15/20 mila giri come dimostrato dai prototipi sperimentati. Va tenuto conto che il fodero ha una libertà di movimento verso l'alto che permette di premere fortemente durante l'esplosione il "cielo" del fodero sulla testata, e garantire la perfetta tenuta dei gas. Questo movimento ha anche lo scopo di favorire la lubrificazione attraverso il ben noto effetto "squish" (cioè la lubrificazione per violenta compressione) che presenta ottimi coefficienti d'attrito. Questa lubrificazione può essere a olio o fatta con il combustibile stesso (per esempio gasolio nel caso di diesel).
Inoltre, posizionando appositamente la candela di accensione in modo eccentrico essa è tenuta separata dal "cielo" del fodero dalla camera di combustione, e ne viene in comunicazione solo in una fase ben precisa del ciclo, cioè al momento di accensione/esplosione. Ciò permette nuovi sviluppi motoristici, in particolare i seguenti:
1) Possibilità per i motori a ciclo otto di funzionare senza aver bisogno di una scintilla sincronizzata, ma con una semplice spiralina incandescente sempre accesa. Naturalmente la posizione della candelina ad incandescenza definisce l'anticipo di accensione (anticipo fisso). Il poter evitare il costo della scintilla sincronizzata con i suoi componenti (volano magnetico, ruttore, bobina, candela, ecc.) porta ad un risparmio notevole, e il costo del motore diventa addirittura minore di un equivalente due tempi.
2) In alternativa, la presente invenzione permette di far funzionare i motori a quattro tempi modellistici ad autoaccensione (oggi funzionanti a metanolo più nitrometano) con miscela benzina più olio. Secondo l'arte nota infatti, l'uso della benzina è impossibile per il modellismo in quanto essendoci una presenza fissa in camera di combustione di una candelina incandescente, la benzina detonerebbe (accensione anticipata), mentre secondo il presente ritrovato la candelina incandescente "appare nella finestratura del fodero" solo al momento in cui serve l'accensione. Tenuto conto che l'attuale combustibile- (alcool metilico più nitrometano) costa da cinque a dieci volte più caro che la benzina, e contiene circa la metà delle calorie/grammo, si intravede l'interesse di questo ritrovato anche nel campo modellistico. In questo caso inoltre non esiste il problema della lubrificazione separata con olio (e relative perdite allo scarico) in quanto assolutamente accettata una miscela ad olio nel modellismo.
3) Una ulteriore applicazione della presente invenzione è la possibilità di costruire piccoli motori a ciclo diesel senza iniettore. E' noto che l'alto costo e la complicazione meccanica di un iniettore che deve polverizzare il carburante ad altissima pressione in tempi brevissimi, ha impedito il diffondersi dei motori diesel di piccola o piccolissima cilindrata, anche perchè il foro di iniezione non può scendere al disotto di un certo diametro pena la sua occlusione. Secondo la presente invenzione è invece possibile tenere separata la precamera, che può essere di tipo Comet/Riccardo {o di altro tipo) e saturarla con vapori di gasolio durante tutta la durata del ciclo, e con l'immissione continua di carburante senza iniettore. Questa iniezione continua può avvenire con una micropompa volumetrica continua e a relativamente bassa pressione. Nella precamera vi è il tempo durante tutto il ciclo passivo del motore (pompaggio) di vaporizzare il gasolio. Al momento giusto, cioè quando il pistone è vicino al F.H.S. di esplosione l'apertura sul fodero mette in comunicazione la precamera con l'aria altamente compressa del cilindro; la quale invade la precamera ad altissima velocità e turbolenza incendiandola e rimettendo il gas ad ancora più alta pressione nella camera di combustione. Questo sistema permette la costruzione di motori a ciclo diesel senza iniettore di cilindrata fino ad oggi impensabile (per esempio 50/100 cc.). Questa estensione del diesel alle piccole cilindrate presenta notevole-interesse in particolare per i motori statici ausiliari (piccoli generatori elettrici, motopompe, falciatrici, ecc.) ove oggi si usano motori a benzina che consumano un carburante molto più costoso e pregiato.
In sostanza, il motore secondo la presente invenzione comprende due distinti "spazi o "zone" o "volumi", di cui il primo è fisso e comprende detti mezzi di accensione mentre il secondo è a volume variabile in funzione della posizione del pistone, detti spazi essendo separati uno dall'altro durante la fase passiva del ciclo (scarico, aspirazione, inizio compressione) ed essendo invece in comunicazione tra loro durante la fase attiva del ciclo (fine compressione, esplosione, espansione) .
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato saranno maggiormente evidenziati dalla seguente dettagliata descrizione, fatta con riferimento alle allegate tavole di disegno, date a solo titolo indicativo e non limitativo, in cui:
la Figura 1 mostra schematicamente, in sezione, un motore monocilindrico secondo la presente invenzione, del tipo a testata piana,
la Figura 2 mostra, sempre schematicamente ma in scala maggiorata, una sezione del motore di Figura 1 vista dall'alto secondo A-A,
la Figura 3 nostra schematicamente una sezione del motore di Figura 1 vista dal basso secondo, B-B, la Figura 4 mostra schematicamente in sezione il motore secondo la forma di realizzazione della presente invenzione che prevede l'elemento reggispinta costituito da un'ala anulare sporgente dalla sommità del cielo del fodero ed i mezzi di accensione posizionati in modo eccentrico rispetto al centro del cielo del fodero, la Figura 5 mostra, sempre schematicamente in scala maggiorata, una sezione del motore di Figura 4 vista dall'alto secondo E-E,
la Figura 6 mostra schematicamente una sezione del motore di figura 4 vista dal basso, secondo F-F, mentre la Figura 7 mostra, sempre schematicamente, un motore a ciclo diesel senza iniettore realizzato secondo il presente trovato.
Il motore secondo l'invenzione prevede un cilindro 1 al cui interno è montato girevole il fodero rotante 2 chiuso superiormente a bicchiere dal fondo piano o cielo 3, mosso dall'albero a gomiti 4 tramite una coppia ad ingranaggi conici 5. Come già detto, in un motore a quattro tempi i denti della coppia conica sono nel rapporto 1:2, in modo che il fodero ruoti con un numero di giri pari a 1/2 rispetto al numero di giri dell ‘albero.
Inoltre, come pure già detto, la superficie esterna del cielo 3 che nella forma realizzativa mostrata in figure- è piana, può essere realizzata conica, troncoconica, oppure semisferica o in qualsiasi altra forma atta a consentire la sua rotazione in combaciamento contro la corrispondente superficie inferiore della testata 7.
All'interno del fodero 2 è montato un pistone alternativo 6; il cielo 3 del fodero 2 è provvisto di un foro centrale 9 per il passaggio della estremità della candela 10 per l'accensione della miscela, e di una finestra 8 che, durante la rotazione del fodero, si pone in successione in corrispondenza delle finestre 11 e 12, presenti nella testata 7 ed in collegamento rispettivamente con il condotto di aspirazione 13 e con quello di scarico 14 ricavati nella testata. Le dimensioni e le posizioni delle finestre possono essere scelte in modo che, per una frazione minima di tempo durante le fasi del ciclo, si verifichi un collegamento tra il condotto di alimentazione e quello di scarico in modo di assicurare il lavaggio del cilindro.
Le finestre li e 12, nel caso del motore a quattro tempi, sono disposte a 90° tra loro.
Nella testata 7 è poi praticato centralmente il foro 15 all'interno del quale è alloggiata fissa la candela 10. In questo caso il bordo del foro 9 presente nel cielo 3 del fodero rotante 2 ruota liberamente intorno alla estremità della candela. Secondo una diversa forma realizzativa del presente trovato la candela 10 è montata solidale con il cielo 3 del fodero rotante 2 ed è rotante con questo all'interno del foro 15 presente nella testata.
Poiché in questo caso la candela è rotante, risulta possibile regolare il passaggio della corrente alla candela dotando il gruppo fodero-candela di un rilievo radiale collegato all'elettodo della candela, facendo sì che tale elettrodo durante la rotazione del fodero venga a strisciamento con un analogo rilievo non rotante, collegato con il circuito ad alta tensione e alloggiato preferibilmente sul cilindro.
Venendo a trovarsi i due rilievi in prossimità si avrà passaggio di corrente e quindi scintilla tra i due elettrodi della candela. In questo modo si otterrà, oltre alla trasmissione di corrente alla candela rotante, anche la realizzazione di un ruttore estremamente semplice sul circuito dell'alta tensione.
Sempre secondo il trovato, il fodero 2 viene montato su cuscinetti reggispinta 16 interposti fra cilindro e fodero, in numero e posizione tali da contrastare le sollecitazioni radiali in modo da impedire al fodero qualsiasi scampanamento, ma da consentiré un movimento di traslazione assiale (flottazione) dell'ordine di qualche decimo di millimetro in modo che la spinta dovuta alla esplosione spinga la superficie esterna del cielo 3 contro la superficie interna della testata 7 ed assicuri così una perfetta tenuta a strisciamento. Si è visto che questo viene realizzato montando il cuscinetto reggispinta 16 in modo da assicurare un gioco 17, dell'ordine di 0,01 - 0,10 mm tra il cielo e la testata.
Secondo il presente trovato, la distribuzione a fodero rotante può essere strutturata in modo da risultare applicabile a motori a combustione interna sia a due tempi che a quattro tempi variando la velocità di rotazione del fodero in funzione della velocità di rotazione dell'albero motore e cioè scegliendo la velocità del fodero in relazione al numero dei tempi del motore, al numero e posizione dei fori ricavabili nel cielo del fodero e al numero e posizione dei condotti di aspirazione e scarico ricavabili nella testata del cilindro.
Secondo l'altra forma di realizzazione illustrata in Figura 4, il cielo 23 del fodero rotante 22 è provvisto dell'elemento reggispinta costituito dall'ala anulare 24 che impedisce la traslazione assiale verso il basso del fodero 22, agendo in battuta contro il gradino 25 ricavato nel cilindro 1.
Il mezzo di accensione costituito dalla candela 10, è posizionato in modo eccentrico rispetto al centro del cielo del fodero 23 ed è inserito nel foro 26 presente nella testata 27. Nella testata 27 sono poi ricavate anche le finestre 11 e 12 in collegamento rispettivamente con il condotto di aspirazione 13 e con quello di scarico 14. Nel cielo del fodero 23 è invece ricavata l'unica finestra 28 che si pone in successione in corrispondenza del condotto di aspirazione 13, del foro 26 in cui è alloggiata la candela di accensione 10 e del condotto di scarico 14.
In figura 7 è illustrata una ulteriore forma di realizzazione nella quale i mezzi di accensione sono posizionati in modo eccentrico rispetto al centro del cielo del fodero 23 ed al centro della testata 32 e sono costituiti da una precamera ad alta turbolenza 30 entro la quale viene introdotto il gasolio in modo continuo attraverso il condotto 31. Nella precamera 30 il gasolio viene vaporizzato mescolato con l'aria altamente compressa proveniente dal fodero attraverso l'unica finestra 28 presente appunto nel cielo del fodero quando questa viene a trovarsi in corrispondenza del condotto 33 di uscita della precamera 30 a fine compressione.
Nella precamera può essere presente una rete incandescente di accensione, non rappresentata in figura.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Motore endotermico del tipo che prevede una distribuzione a fodero rotante separato dal cilindro montato girevole coassialmente allo stesso e provvisto di fori o aperture atte ad essere portate, durante la rotazione, in coincidenza con aperture di aspirazione e scarico, caratterizzato dal fatto che comprende: - un cilindro (1) fisso e relativa testata (7, 27), detta testata (7, 27) essendo provvista di almeno un foro (15, 26), di almeno un.condotto di scarico (14) e di almeno un condotto di aspirazione (13); - mezzi di accensione della miscela combustibile inseriti in detto foro (15, 26) presente in detta testata (7, 27); - un collegamento meccanico (coppia conica, catena di ingranaggi o altro) fra asse del motore e fodero tale che il fodero ruoti a velocità dimezzata (o multipli di due) rispetto all'asse del motore; - una camicia o fodero rotante (2, 22) chiuso superiormente a bicchiere da un fondo o cielo (3, 23), la superficie esterna di detto cielo (3, 23) essendo sagomata in modo da combaciare e aderire perfettamente a strisciamento sulla superficie interna di detta testata, detto cielo (3, 23) essendo provvisto di una o più finestre e/o fori (8, 9, 28) posizionate in modo da porsi in corrispondenza con detto condotto di scarico (14), con detto condotto di aspirazione (13) e con detti mezzi di accensione presenti in detta testata, durante la rotazione del fodero; - almeno un elemento reggispinta (16, 24) per detto fodero rotante (2), dimensionato e posizionato in modo da consentire una traslazione assiale (flottazione) di detto fodero fino al combaciamento ed alla perfetta aderenza a strisciamento in rotazione della superficie esterna di detto cielo (3, 23) alla superficie interna di detta testata (7, 27) e la conseguente tenuta alla pressione nella fase di compressione; essendo inoltre previsti mezzi per la lubrificazione, nonché mezzi di collegamento tra biella e pistone (6) scorrevole in detto fodero (2). 2.. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta traslazione assiale consentita è compresa tra 0.01 e 0.10 mm, atta a realizzare una perfetta distribuzione del lubrificante su dette superfici. 3. Motore secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento reggispinta e di centraggio (16, 24) è posizionato in modo da lasciare al fodero un gioco (17) lungo il suo asse longitudinale compreso tra 0.01 e 0.10 mm, tale cioè da consentire detta traslazione assiale. 4. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sia la superficie esterna di detto cielo (3, 23) che la superficie interna di detta testata (7, 27) sono sagomate piane. 5. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie esterna di detto cielo è sagomata conica o troncoconica maschio o semisfera convessa mentre la superficie interna di detta testata è sagomata conica o troncoconica femmina o semisferica concava. 6. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accensione consistenti in una candela (10) sono montati solidali con la testata (7) in detto foro centrale (15) della testata e provvedono alla accensione della miscela nella fase di scoppio attraverso detto foro centrale (9) presente in detto cielo (3). 7. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accensione consistenti in una candela (10) sono montati fissi in detto foro centrale (9) previsto in detto cielo (3) attraverso il foro centrale (15) previsto nella testata (7), e sono rotanti solidalmente con detto fodero, ricevendo corrente per mezzo di contatti striscianti, o per scintilla o simile. 8. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento reggispinta è costituito da ungala anulare (24) sporgente radialmente dalla sommità di detto cielo (23) del fodero e formante un tutto unico con la superficie del cielo stesso, atta ad aderire a strisciamento sulla superficie interna della testata ed aumentare così la tenuta in fase di compressione e scoppio e a fermare la traslazione assiale verso il basso del fodero (22) agendo in battuta contro un apposito gradino (25) previsto nel corpo del cilindro (1). 9.. Motore secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che detto foro (26) presente nella testata (27) e detti mezzi di accensione inseriti in detto foro (26)., sono posizionati in modo eccentrico rispetto al centro della testata e rispetto al centro del cielo del fodero. 10..Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal. fatto che il cielo del fodero è provvisto di un'unica apertura o finestra (28) che si pone in successione in corrispondenza del condotto di alimentazione (13), del foro (26) recante detti mezzi di accensione in posizione eccentrica e del condotto di scarico (14) presenti nella testata (27) e attraverso la quale si realizzano alimentazione, accensione e scarico. 11. Motore secondo le rivendicazioni 1, 9 e 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accensione sono costituiti da una spiralina mantenuta sempre incandescente. 12. Motore secondo le rivendicazioni 1 e 9 caratterizzato dal fatto che l'alimentazione di lubrificante viene effettuata attraverso opportuni condotti nel centro della testata in corrispondenza del centro del cielo del fodero. 13. Motore secondo le rivendicazioni 1 e 12, caratterizzato dal fatto che detta traslazione assiale di detto fodero flottante effettua una lubrificazione tipo "squish" fatta sia con olio forzato, sia con miscele contenenti olio (auto lubrificazione), sia con il combustibile stesso (in particolare gasolio nel caso diesel). 14. Motore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accensione sono costituiti da una precamera ad alta turbolenza, quale Comet/Riccardo o simile, entro la quale viene introdotto e vaporizzato gasolio durante il ciclo passivo del motore, detto gasolio vaporizzato essendo poi mescolato nella precamera stessa con l'aria altamente compressa proveniente dalla camera di combustione attraverso un'unica apertura (28) o finestra presente nel cielo del fodero quando questa si pone in comunicazione con il foro d'ingresso (26) di detta precamera presente in detta testata (27), provocando cosi l'accensione della miscela formatasi e realizzando un ciclo diesel senza iniettore. 15. Motore secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che tutti gli organi in movimento sono contenuti all'interno del guscio del motore che risulta conseguentemente privo di cinematiche esterne. 16. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende due distinti "spazi o "zone" o "volumi", di cui il primo è fisso e comprende detti mezzi di accensione mentre il secondo è a volume variabile in funzione della posizione del pistone, detti spazi essendo separati uno dall’altro durante la fase passiva del ciclo (scarico, aspirazione, inizio compressione) ed essendo invece in comunicazione tra loro durante la fase attiva del ciclo (fine compressione, esplosione, espansione). 17. Motore secondo le rivendicazioni 9 e 16, caratterizzato dal fatto che detto cielo del fodero effettua una separazione durante tutto il ciclo passivo fra sistema di accensione e camera di combustione (nel caso ciclo Otto) e le due porzioni di spazio vengono messe in comunicazione ad ogni ciclo durante la fase attiva (compressione-esplosione) ottenendo una sincronizzazione meccanica dell'accensione, eliminando così la scintilla sincronizzata, che viene sostituita con una fonte di accensione permanentemente accesa quale una spiralina incandescente o simile. 18. Motore secondo le rivendicazioni 14 e 16, caratterizzato dal fatto che detto "cielo" del fodero opera una separazione (per tutto il ciclo passivo) fra precamera ad alta turbolenza e camera di combustione (nel ciclo diesel) , le due porzioni di spazio essendo messe in comunicazione soltanto durante il ciclo attivo (fine compressione-accensione) ottenendo una sincronizzazione meccanica dell'apertura della precamera e consentendo il funzionamento senza bisogno di iniettore, detta precamera risultando saturata in continuo da combustibile che vaporizza al suo interno e che brucia in regime di altissima turbolenza quando viene messo in comunicazione con la camera di combustione contenente solo aria compressa aria di altissima pressione.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20215010U1 (de) * 2002-09-28 2003-11-13 Dr. Schrick GmbH, 42899 Remscheid Kupplungseinrichtung zur Verbindung der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine und eines elektrischen Generators
DE60316551T2 (de) * 2003-07-22 2008-07-03 Dalla Riva, Cristian, Vedelago Angetriebenes und von einem Benutzer getragenes Werkzeug, ausgestattet mit einem Verbrennungsmotor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1260757A (en) * 1968-03-09 1972-01-19 Enrico Lamperti A rotary valve member seated within the cylinder head for endothermic two-or four-stroke cycle or diesel engines
DE2714351A1 (de) * 1977-03-31 1978-10-05 Dylla Norbert Drehschiebergesteuerter viertakt- verbrennungsmotor
DE2910822C2 (de) * 1979-03-20 1982-12-09 Norbert 8000 München Dylla Luftgekühlter, drehschiebergesteuerter Viertakt-Verbrennungsmotor
FR2600718B1 (fr) * 1986-06-27 1990-06-29 Peugeot Canal de transfert pour prechambre de moteur diesel et son application a un moteur automobile
GB8708037D0 (en) * 1987-04-03 1987-05-07 Jaguar Cars Rotary valves
IT1264947B1 (it) * 1993-07-19 1996-10-17 Fin Gef Srl Motore a combustione interna a quattro tempi, di elevata semplicita' meccanica

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