ITTO20000309A1 - Collettore di scarico per un motore endotermico. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un collettore di scarico per un motore endotermico.

Sono noti collettori di scarico per motori endotermici comprendenti un corpo cavo allungato provvisto di una pluralità di bocchette collegabili a rispettivi canali di scarico ricavati sulla testa cilindri, una bocca di scarico atta ad essere collegata ad un condotto di scarico del veicolo, ed una pluralità di borchie o flange per il fissaggio del collettore alla testa cilindri mediante organi filettati di fissaggio.

Generalmente, le bocchette e le borchie o flange di fissaggio sono delimitate frontalmente da una superficie di appoggio piana comune, la quale è atta a cooperare a tenuta con la testa cilindri con l'interposizione di una guarnizione. Inoltre gli organi filettati di fissaggio, per ragioni costruttive (della testa cilindri) eliminare, sono normalmente disposti da parti opposte di ciascuna bocchetta.

I collettori noti presentano un inconveniente dovuto al fatto che la pressione di contatto fra il collettore e la testa cilindri non è uniformemente distribuita sulla superficie di contatto, ma tende a concentrarsi' in corrispondenza degli organi di fissaggio e a ridursi nelle zone intermedie nelle quali, per quanto precede, sono tipicamente disposte le bocchette. Questa riduzione di pressione di contatto può provocare una perdita di tenuta tra le bocchette e la testa cilindri con conseguenti trafilamenti di gas di scarico.

Allo scopo di risolvere almeno parzialmente questo problema, si cerca di avvicinare il più possibile alle bocchette i punti di fissaggio del collettore alla testa cilindri e di aumentare, se possibile, il numero degli elementi di fissaggio; ciò comporta dei vincoli progettuali nel disegno della testa, infatti, dovendosi prevedere opportune pareti piene per la realizzazione dei fori di fissaggio del collettore adiacenti ai canali di scarico, viene condizionato il disegno dei canali di raffreddamento che risultano almeno in parte distanziati dai canali di scarico, peggiorando così il raffreddamento della testa. Anche l'aumento delle dimensioni e del numero degli elementi di fissaggio ha degli effetti negativi sul comportamento termico del collettore: questo, infatti, subisce una dilatazione termica differente da quella della testa cilindri e quindi deve essere libero di spostarsi rispetto a quest'ultima; tale scorrimento è impedito dall'attrito fra i due corpi che.è tanto maggiore quanto più elevato è la forza che spinge il collettore verso la testa cilindri, quindi a carichi di fissaggio maggiori corrisponderanno tensioni termiche più elevate.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un collettore di scarico per un motore endotermico le cui caratteristiche realizzative consentano di risolvere in maniera semplice ed economica i problemi dell'arte nota.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un collettore di scarico per un motore endotermico di un veicolo comprendente una pluralità di bocchette atte ad essere collegate a rispettivi canali di scarico ricavati su una testa cilindri del detto motore e comprendenti rispettive superfici anulari di tenuta atte a cooperare a tenuta con la detta testa cilindri intorno a rispettivi detti canali di scarico, una bocca di scarico atta ad essere collegata ad un condotto di scarico del veicolo, ed una pluralità di borchie per il fissaggio del collettore alla testa cilindri mediante rispettivi organi filettati; detto collettore essendo caratterizzato dal fatto che le dette superfici anulari sono disposte in risalto rispetto alle dette borchie in modo che dette borchie siano distanziate, in uso, dalla detta testa cilindri.

Ulteriori caratteristiche della presente invenzione appariranno chiare dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure allegate, in cui

la figura 1 è una vista laterale di una preferita forma di attuazione del collettore oggetto dell'invenzione,·

- la figura 2 è una vista dal basso del collettore di figura 1; e

- la figura 3 è una sezione in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza lungo la linea in -n i di figura l del collettore fissato su di una testa cilindri.

in figura 1 è illustrato un collettore 1 di scarico per un motore endotermico di un veicolo, del quale è parzialmente illustrata una testa cilindri 10 in figura 3.

Il collettore 1 comprende un corpo 2 allungato provvisto di una parete frontale 5, due pareti laterali 6, 7 ed una parete di fondo 8 delimitanti una cavità longitudinale indicata con 3 in figura 3. In prossimità di una prima estremità 2a del corpo 2, il collettore 1 presenta una bocca di scarico 4 integrale al corpo 2 ed atta ad essere collegata ad un condotto di scarico del veicolo noto e non illustrato.

Sulla parete frontale 5 è ricavata una pluralità di bocchette 9, comunicanti con la cavità 3, ciascuna delle quali è atta ad essere collegata, in uso, ad un rispettivo canale di scarico il ricavato sulla testa cilindri 10 (o ad una coppia di canali 11 associati alle valvole di scarico di un cilindro nel caso di un motore a quattro valvole per cilindro). In particolare, le bocchette 9, come è illustrato in figura 2, sono tra loro allineate e spaziate lungo la parete frontale 5, e ciascuna bocchetta presenta una apertura 12 sostanzialmente rettangolare contornata esternamente da una rispettiva superficie anulare di tenuta 13 . Le bocchette 9 sono separate fra loro da recessi 14 trasversali della parete frontale 5, in modo tale che le. superfici anulari di tenuta 13 siano in risalto e definiscano le uniche superfici di appoggio del collettore 1 con la testa 10.

Dalle pareti laterali 6 e 7 si estende lateralmente a sbalzo una pluralità di borchie 15 per il fissaggio del collettore 1 alla testa cilindri 10 mediante prigionieri 16 ricavate di pezzo con il corpo 2.

Le borchie 15 presentano, ciascuna, una porzione di fissaggio 17 a piastra circolare, parallela alle superfici anulari di tenuta 13 e disposta in prossimità della parete frontale 5, ed una porzione di irrigidimento 18 che collega integralmente un bordo della porzione di fissaggio 17 al corpo 2 ed è formata essenzialmente da una coppia di pareti 19 triangolari disposte ai lati della porzione 17 stessa.

Ciascuna delle borchie 15 presenta sulla porzione 17 un foro 20 passante atto ad essere impegnato da un rispettivo prigioniero 16 (figura 3) per il fissaggio del collettore 1 alla testa cilindri 10. In figura 3 viene, inoltre, illustrato come il diametro dei fori 20 sia convenientemente maggiore del diametro dei prigionieri 16, in maniera tale da consentire dilatazioni termiche differenziali del collettore 1 rispetto alla testa cilindri senza generare sovratensioni o deformazioni.

Più in particolare, il collettore 1 comprende una prima coppia di borchie 15 disposte alla prima estremità 2a del corpo 2, una seconda coppia di borchie 15 disposte ad una seconda estremità 2b del corpo 2, ed una pluralità di coppie di borchie 15 intermedie disposte in corrispondenza dei rispettivi recessi 14; le borchie di ciascuna coppia sono disposte da parti lateralmente opposte del detto elemento allungato 2, simmetricamente rispetto ad un piano longitudinale mediano a del collettore l.

Le porzioni 17 delle borchie 15 e le superfici anulari di tenuta 12 sono disposte sue due piani differenti; in particolare, le superfici frontali 21 delle porzioni 17 sono sostanzialmente a filo con i recessi 14, in modo tale da restare distanziate, in uso dalla testa cilindri 10.

Il collettore l viene montato sulla testa cilindri 10 con l'interposizione di una guarnizione 22 di tenuta (figura 3), convenientemente costituita di un unico elemento di materiale in foglio serrato in uso fra le superfici anulari di tenuta 13 e la testa 10 e provvisto di aperture in corrispondenza delle aperture 12 delle bocchette 9.

La testa 10 presenta una pluralità di canali di raffreddamento 23 interni, i quali lambiscono le pareti della testa io delimitanti i canali di scarico 11 (figura 3).

Risulta evidente come nel collettore oggetto dell'invenzione il carico generato dal tiro dei prigionieri 16 sulle borchie 15 non si scarichi direttamente da queste alla testa 10, come avviene nei collettori noti, ma venga trasmesso al corpo allungato 2 del collettore .1 e da questo alle superfici anulari di tenuta di tenuta 13 delle bocchette 9, dove si ha un'elevata ed omogenea pressione specifica di contatto e quindi migliorare il comportamento del componente ai fini del mantenimento della tenuta gas.

Ciò consente, inoltre, di allontanare i punti di fissaggio del collettore dalle bocchette senza aumentarne il numero o le dimensioni, mediante una disposizione a sbalzo delle borchie 15; aumenta pertanto la libertà di disegno della testa cilindri 10, permettendo di avvicinare i canali di raffreddamento 23 ai canali di scarico 11 e di migliorare così il raffreddamento della testa cilindri 10. Il numeroridotto di elementi di fissaggio consente inoltre di contenere lo stato di sollecitazione termica del collettore stesso.

Risulta infine chiaro che al collettore di scarico per un motore endotermico descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito delle rivendicazioni.

Claims (6)

1. R IV E N D I CA Z I O N I 1. Collettore (1) di scarico per un motore endotermico di un veicolo comprendente una pluralità di bocchette (9) atte ad essere collegate a rispettivi canali (11) di scarico ricavati su una testa cilindri (10) del detto motore e comprendenti rispettive superfici anulari (13) di tenuta atte a cooperare a tenuta con la detta testa cilindri (10) intorno a rispettivi detti canali di scarico, una bocca (4) di scarico atta ad essere collegata ad un condotto di scarico del veicolo, ed una pluralità di borchie (15) per il fissaggio del collettore (1) alla testa cilindri (10) mediante rispettivi organi filettati (16); detto collettore (1) essendo caratterizzato dal fatto che le dette superfici anulari (13) sono disposte in risalto rispetto alle dette borchie (15) in modo che dette borchie (15) siano distanziate, in uso, dalla detta testa cilindri (10).
2. 2. Collettore secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che il detto collettore (1) comprende un corpo allungato (2) presentante una parete frontale (5) e due pareti laterali (6, 7); dette superfici anulari (13) essendo ricavate sulla detta parete frontale (5) e separate fra loro da recessi (14) della parete frontale (5) stessa, dette borchie (15) estendendosi lateralmente a sbalzo dalle dette pareti laterali (6, 7).
3. 3. Collettore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le dette borchie (15) comprendono una porzione di fissaggio (17) a piastra parallela alle dette superfici anulari (13) e disposta in prossimità della detta parete frontale (5), ed una porzione di irrigidimento (18) collegante integralmente un bordo della detta porzione di fissaggio (17) ad una rispettiva parete laterale (6, 7) del detto corpo allungato (2).
4. 4. Collettore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le dette porzioni di fissaggio (17) delle dette borchie (15) presentano rispettivi fori (20) impegnati con gioco radiale dai rispettivi detti organi di fissaggio (16).
5. 5. Collettore secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima coppia di borchie (15) disposte ad una prima estremità del detto corpo allungato (2), una seconda coppia di borchie (15) disposte ad una seconda estremità del detto corpo allungato (2), ed una pluralità di borchie (15) intermedie disposte in corrispondenza dei rispettivi detti recessi (14), le borchie (15) di ciascuna detta coppia essendo disposte da parti lateralmente opposte del detto elemento allungato (2).
6. 6. Collettore di scarico per un motore endotermico, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.