ITPD20060126A1 - Dispositivo di controllo della erogazione di un gas combustibile in motori a combustione interna. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un dispositivo di controllo della erogazione di gas combustibile in motori a combustione interna, avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale.

L'invenzione si colloca particolarmente, sebbene non esclusivamente, nel settore specifico dei motori a combustione interna alimentati con gas combustibile, quale ad esempio gas liquido (GPL) o metano, aventi potenze relativamente ridotte. Applicazioni tipiche sono quelle ad esempio dirette a motori per veicoli a due/tre ruote, per macchine da giardinaggio e motori marini di piccola potenza. Resta altresì inteso che l'invenzione possa trovare applicazione anche in motori bicombustibili, ad esempio concepiti per essere alimentati alternativamente con benzina e gas combustibile, ovvero in motori concepiti per l'alimentazione a benzina e convertiti successivamente per essere, in alternativa, alimentati con gas combustibile .

In questo ambito specifico vi è l'esigenza di dover prevedere mezzi valvolari di intercettazione del flusso di gas alimentato dal serbatoio alla camera di combustione del motore, predisposti per aprire il flusso di gas all'accensione del motore e, viceversa, provvedere alla intercettazione del flusso allo spegnimento del motore.

Una possibile soluzione sarebbe quella di prevedere, quali mezzi valvolari, elettrovalvole di tipo tradizionale a comando elettromagnetico, le quali tuttavia richiedono potenze di comando di una certa entità (anche dell'ordine di qualche Watt), necessarie per esercitare le forze di tiro in apertura dell'otturatore dell'elettrovalvola, potenze che tuttavia non sono generalmente disponibili nelle motorizzazioni del tipo anzidetto. Infatti, in queste specifiche applicazioni non è previsto di norma alcun accumulatore ausiliario di energia elettrica né dispositivi di generazione di energia elettrica di potenza idonea ad alimentare suddetta elettrovalvola. Infatti originariamente sono progettati e costruiti per funzionare a combustibile liquido che non prevede alcuna elettrovalvola di intercettazione . Siffatti accumulatori o sistemi di generazione ausiliaria di energia elettrica non sono in genere previsti sia per i costi che comportano, sia per il fatto che, essendo soggetti a scaricarsi nel tempo (caso degli accumulatori) , possono compromettere la funzionalità del motore in un utilizzo saltuario del medesimo, richiedendo inoltre interventi e costi di manutenzione che non sono giustificati in tali applicazioni. Si consideri inoltre come l'ambiente stesso di utilizzo del motore (si pensi all'ambiente marino) ne possa compromettere la funzionalità, sconsigliandone quindi l'adozione.

In questo ambito quindi, ove è solamente disponibile l'energia prodotta da un generatore dinamoelettrico, azionato dal motore, le elettrovalvole a comando elettromagnetico più sopra menzionate, a causa delle potenze e delle energie richieste non sì rivelano quindi idonee ed applicabili per le funzionalità richieste.

Il problema alla base della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un dispositivo di controllo della erogazione di gas combustibile in motori a combustione interna, strutturalmente e funzionalmente concepito così da consentire il superamento dei limiti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata.

Questo problema è risolto dall'invenzione mediante un dispositivo realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di attuazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui:

la figura 1 è una vista schematica di un dispositivo di controllo della erogazione di gas combustibile ad un motore a combustione interna realizzato in accordo con 1' invenzione,

la figura 2 è una vista in sezione assiale di un particolare del dispositivo di figura 1,

le figure 3A e 3B sono viste schematiche corrispondenti a quella di figura 1 in rispettive varianti realizzative del trovato.

Con riferimento alle figure citate, con 1 è complessivamente indicato un dispositivo di controllo della erogazione di gas combustibile in un motore 2 a combustione interna, schematicamente illustrato nelle figure.

Il motore 2 è concepito per essere alimentato da gas combustibile, quale ad esempio gas di petrolio liquefatto (GPL), o in alternativa gas metano, restando inteso che il dispositivo secondo l'invenzione possa, in linea di principio, essere applicato a motori alimentati con altri combustibili gassosi.

Il motore 2 è inoltre del tipo con avvio a strappo, in cui l'accensione è effettuata tramite rotazione indotta dall'esterno dell'albero motore. Motori di questo tipo, normalmente di piccola potenza, sono impiegati ad esempio in ambito marino, per piccole imbarcazioni. Questa tipologia di motorizzazioni non richiede quindi per sua natura, un accumulatore, quale la batteria tipicamente prevista in ambito automobilistico, o un generatore di energia ausiliario atto a fornire l'energia per alimentare una elettrovalvola di potenza oltre a quella per l'accensione del motore.

Il gas è alimentato al motore 2 da un serbatoio 3 mediante un condotto di erogazione 4, sul quale è provvisto un riduttore/regolatore di pressione 5 atto a portare e mantenere la pressione di erogazione del gas nella camera di combustione del motore entro valori idonei alla funzionalità ed efficienza richieste al motore.

Il dispositivo 1, come apparirà nel seguito, è caratterizzato dalla presenza di un circuito principale e di un circuito di pilotaggio, quest'ultimo potendo comprendere mezzi valvolari per intercettare il flusso di gas combustibile alimentato, lungo il condotto 4, alla camera di combustione del motore. Secondo una principale caratteristica del trovato, i mezzi valvolari di intercettazione comprendono una elettrovalvola, globalmente indicata con 6, comandata da un elettromagnete 7 (fig.2) ad armamento manuale, come verrà descritto in maggior dettaglio di seguito.

Preferibilmente l'elettrovalvola 6 è provvista in un circuito di pilotaggio 8 di una servo-valvola individuata nel riduttore di pressione 5, restando comunque inteso che possa, alternativa, anche essere collocata nel condotto principale di erogazione del gas, convenientemente dimensionata a monte (fig. 3A) o a valle (fig. 3B) del riduttore di pressione. La disposizione dell'elettrovalvola 6 nel circuito di pilotaggio offre il vantaggio di richiedere forze di mantenimento relativamente ridotte, operando con portate di gas e sezioni di passaggio minori rispetto a quelle previste nel condotto di erogazione principale.

Più in particolare, l'elettrovalvola 6 comprende un corpo di valvola in cui è definito un passaggio 9 di gas, tra una apertura di ingresso 9a ed una apertura di uscita 9b, nel quale è individuata una sede valvolare 10 associata ad un otturatore 11.

L'otturatore 11 è sollecitato in chiusura della sede da una molla 12, ad esso coassiale, ed è altresì trattenuto, in contrasto alla molla 12, nella posizione di apertura della sede, dall'azione di attrazione magnetica generata dall'elettromagnete 7. Quest'ultimo comprende una bobina elettrica alimentata dalla corrente di un generatore dinamoelettrico 15 il quale è azionato in rotazione dal motore 2. Con 16 è contrassegnato un raddrizzatore di corrente interposto sulla linea elettrica di alimentazione, tra la dinamo e la bobina, per alimentare convenientemente quest'ultima in corrente continua.

Come più sopra menzionato, una principale prerogativa dell'elettrovalvola 6 risiede nell'armamento manuale della medesima, ottenuto tramite uno stelo di manovra 17, montato coassialmente all'otturatore nel corpo di valvola e suscettibile di spostare l'otturatore, in fase di armamento del gruppo magnetico, in contrasto alla molla, tramite un comando a pulsante 18, idoneo ad essere premuto manualmente dall'utilizzatore . Con 19 è altresì indicato un molleggio di richiamo del pulsante 18 nella posizione di riposo, una volta effettuata la corsa di armamento del gruppo magnetico. Un dado 20 è avvitato all'estremità dello stelo 17 contrapposta al pulsante per trattenere lo stelo sul corpo di valvola, come chiaramente illustrato in figura 3.

L'organo di armamento manuale del gruppo magnetico può comprendere un dispositivo di comando a distanza sia del tipo filo - guaina sia ad asta rigida o snodata sia a camma o la combinazione dei suddetti sistemi, atto a spostare l'otturatore, in contrasto a detti mezzi elastici, in allontanamento dalla sede valvolare, in fase di armamento del gruppo magnetico, per consentire al gas di fluire verso la camera di combustione del motore.

Nel funzionamento, per l'accensione del motore, l'utente agisce sul pulsante 18 dell'elettrovalvola e, mantenendo premuto il medesimo così da aprire il flusso di gas verso la camera di combustione, contestualmente agisce sull'accensione a strappo del motore. Una volta avviato il motore, la dinamo è condotta in rotazione dall'albero motore, fornendo così la corrente elettrica idonea ad alimentare l'elettromagnete dell'elettrovalvola, garantendo l'azione elettromagnetica di trattenimento dell'otturatore nella posizione di apertura della sede valvolare. Ovviamente, a seguito dello spegnimento del motore, non essendo più generata alcuna corrente dalla dinamo, l'alimentazione elettrica della bobina è interrotta e l'otturatore è richiamato dalla molla 12 in chiusura della sede di valvola, intercettando il flusso di gas.

Si fa notare che, grazie alla previsione di un armamento manuale dell'elettrovalvola, all'elettromagnete è richiesta esclusivamente una potenza di mantenimento dell'otturatore (nella posizione attratta) e non già una potenza di tiro dell'otturatore, tale potenza di mantenimento potendo essere dell'ordine di qualche milliWatt, rispetto alle potenze di tiro che possono essere al contrario dell'ordine di qualche Watt. In tal modo, questa ridotta potenza richiesta dall'elettromagnete, può essere ottenuta dall'energia generata dal dispositivo dinamoelettrico azionato dal motore, senza quindi richiedere alcun generatore ausiliario di energia o batterie di alcun genere e senza gravare sullo sforzo di strappo all'accensione; al contrario l'aggiunta di dispositivi ausiliari di generazione di energia elettrica di potenza tale da azionare la valvola di apertura elettromagnetica aumenterebbe lo sforzo di strappo rendendo critico l'avviamento. La mancata necessità di dover prevedere generatori o accumulatori di energia ausiliari rende particolarmente vantaggiosa l'applicazione del trovato su motori di piccole potenze, del tipo anzidetto, sia per una economia complessiva di costi e di oneri di manutenzione eventualmente connessi, sia per una semplificazione costruttiva ed adeguata affidabilità di funzionamento ottenuta.

Il trovato risolve così il problema proposto conseguendo i vantaggi enunciati rispetto alle soluzioni note.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di controllo della erogazione di gas combustibile in motori a combustione interna, comprendente un condotto di erogazione del gas e mezzi valvolari provvisti su detto condotto per l'intercettazione del flusso di gas combustibile verso una camera di combustione del motore, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari comprendono almeno una elettrovalvola comandata da un elettromagnete ad armamento manuale.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto elettromagnete comprende una bobina elettricamente alimentata dalla corrente di un generatore dinamoelettrico azionato dalla rotazione del motore.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui detta elettrovalvola comprende un otturatore associato ad una rispettiva sede valvolare, l'otturatore essendo sollecitato da mezzi elastici in chiusura di detta sede ed essendo trattenuto, in contrasto a detti mezzi elastici, nella posizione di apertura della sede valvolare, dall'azione di attrazione magnetica generata dal elettromagnete in conseguenza dell'alimentazione elettrica della bobina di detto gruppo.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, comprendente un organo di armamento manuale del gruppo magnetico includente uno stelo di manovra atto a spostare l'otturatore, in contrasto a detti mezzi elastici, in allontanamento dalla sede valvolare, in fase di armamento del gruppo magnetico, per consentire al gas di fluire verso la camera di combustione del motore.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui detto stelo di manovra è connesso ad un elemento di comando a pulsante per il comando manuale di armamento del gruppo magnetico.
6. 6. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta elettrovalvola è provvista in un circuito di pilotaggio di una servo-valvola di un riduttore di pressione disposto a monte della camera di combustione di detto motore.
7. 7. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui tra il generatore dinamoelettrico e l'elettrovalvola è disposto un dispositivo raddrizzatore di corrente, per alimentare in corrente continua detta elettrovalvola .
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, comprendente un organo di armamento manuale del gruppo magnetico includente un dispositivo di comando a distanza del tipo a filo - guaina ovvero ad asta rigida o snodata ovvero a camma, atto a spostare l'otturatore, in contrasto a detti mezzi elastici, in allontanamento dalla sede valvolare, in fase di armamento del gruppo magnetico, per consentire al gas di fluire verso la camera di combustione del motore