ITTO950196A1 - Motore a combustione interna raffreddato ad aria - Google Patents

Abstract

Motore a combustione interna raffreddato ad aria avente un cilindro ed una testa di cilindro provvisti di alette di raffreddamento che permettono che aria di raffreddamento soffiata da un ventilatore di raffreddamento montato sull'albero a gomiti raffreddi uniformemente il cilindro e la testata del cilindro. Un blocco cilindri 14 ed una testata di cilindro 15 sono provvisti sulla superficie esterna di alette di raffreddamento 23 e di alette di raffreddamento 24 disposte ad intervalli predeterminati. Un ventilatore di raffreddamento 26 è montato sull'estremità destra di un albero a gomiti 22 che ruota in verso orario osservato dal lato destro della carrozzeria. Le porzioni superiori delle parti di destra 23b delle alette di raffreddamento 23 sono inclinate verso la parte anteriore della carrozzeria di un angolo di 45° e le porzioni inferiori delle stesse sono curvate verso il basso in modo da estendersi perpendicolarmente all'asse del cilindro. Le parti di sinistra e quelle inferiori del blocco cilindri 14 delle alette di raffreddamento 23 si estendono lungo una direzione circonferenziale.Fig. 4.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Motore a combustione interna raffreddato ad aria"

La presente invenzione si riferisce ad un motore a combustione interna raffreddato ad aria (o ad un motore a combustione interna raffreddato ad aria-acqua) avente alette di raffreddamento che permettono che il cilindro e la testata del cilindro del motore a combustione interna raffreddata ad aria siano raffreddati uniformemente con-aria di raffred-· damento soffiata da un ventilatore di raffreddamento montato direttamente sull'albero a gomiti.

Un motore a combustione interna raffreddato ad aria descritto nella pubblicazione di modello di utilità giapponese (Rokoku) No. 63-32903 è provvisto di uno scudo che ricopre il cilindro e la testata del cilindro che irraggiano calore, e di un ventilatore di raffreddamento montato sull'albero a gomiti per aspirare aria di raffreddamento attraverso l'apertura di ingresso di aria di raffreddamento dello scudo e raffreddare il cilindro e la testata del cilindro soffiando l'aria di raffreddamento contro le alette di raffreddamento del cilindro e della testata del cilindro. Nel motore a combustione interna raffreddato ad aria descritto nella pubblicazione di modello di utilità giapponese citata, lo scudo guida l'aria di raffreddamento aspirata attraverso l'apertura di ingresso di aria di raffreddamento dello scudo verso la testata del cilindro. Perciò il flusso dell'aria di raffreddamento è bloccato dall'aletta di raffreddamento formata perpendicolarmente all'asse del cilindro sulla superficie,del.cilindro e.l'aria di raffreddamento non è in grado di scorrere,dolcemente verso la testata del cilindro ed il cilindro non può essere raffreddato uniformemente lungo il suo asse.

In uno spazio intorno alla circonferenza del ventilatore di raffreddamento coperto dallo scudo, una porzione della superficie del cilindro su un lato di un piano comprendente i rispettivi assi dell'albero a gomiti e del cilindro è esposta in modo soddisfacente all'aria di raffreddamento soffiata dal ventilatore di raffreddamento, mentre un'altra porzione della superficie del cilindro sull'altro lato del piano non è esposta in modo soddisfacente all'aria di raffreddamento. Di conseguenza il cilindro e la testata del cilindro non possono essere raffreddati uniformemente.

La presente invenzione si riferisce a perfezionamenti incorporati in un motore a combustione interna raffreddato ad aria per superare questi svantaggi e costituisce perciò uno scopo della presente invenzione realizzare un motore a combustione interna raffreddato ad aria comprendente una molteplicità di alette di raffreddamento formate sul cilindro e sulla testata del cilindro, un ventilatore centrifugo di raffreddamento montato su una estremità dell'albero a gomiti, ed uno scudo che copre il cilindro, la testata del cilindro ed il ventilatore centrifugo di raffreddamento; caratterizzato dal fatto che una estremità di ognuno degli spazi tra la molteplicità di alette di raffreddamento è aperta verso aria di raffreddamento-soffiata in uno spazio coperto dallo scudo dal ventilatore.centrifugo di raffreddamento, e la direzione longitudinale degli spazi tra le alette è inclinata di un piccolo angolo rispetto alla direzione di scorrimento dell'aria di raffreddamento.

Nel motore a combustione interna raffreddato ad aria cosi costruito, l'aria di raffreddamento soffiata attraverso l'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento scorre dolcemente lungo le alette di raffreddamento inclinate senza essere disturbata e di conseguenza il cilindro può essere raffreddato in modo efficiente ed uniforme sia rispetto alla direzione assiale sia rispetto alla direzione circonferenziale.

In accordo con la presente invenzione, l'aria di raffreddamento soffiata nello spazio coperto dallo scudo dal ventilatore centrifugo di raffreddamento scorre attraverso una estremità di ognuno degli spazi tra la molteplicità di alette di raffreddamento entro gli spazi e scorre dolcemente lungo la superficie dell'aletta di raffreddamento. Perciò, anche se l'aria di raffreddamento contiene una grande quantità di polvere, la polvere non aderisce e non si deposita sulle alette di raffreddamento e la polvere è scaricata con sicurezza fuori dallo scudo e perciò è possibile impedire il deterioramento delle prestazioni di raffreddamento dovuto al deposito di polvere.

Nel motore a combustione interna raffreddato ad aria descritto nella rivendicazione 2, l'aria di raffreddamento aspirata dall'esterno dello scudo nello spazio coperto dallo scudo dal ventilatore centrifugo di raffreddamento può essere soffiata in modo da scorrere dolcemente lungo le alette di raffreddamento del cilindro e della testata del cilindro raffreddando in modo efficace il cilindro e la testata del cilindro.

Nel motore a combustione interna raffreddato ad aria descritto nella rivendicazione 3, poiché il ventilatore centrifugo di raffreddamento può essere disposto in una posizione sull'asse dell'albero a gomiti e separato dall'asse del cilindro, un innesto unidirezionale incluso in un sistema di avviamento, un generatore e l'albero motore possono essere disposti in uno spazio tra il cilindro ed il ventilatore centrifugo di raffreddamento per realizzare il motore a combustione interna raffreddato ad aria con una struttura compatta.

Nel motore a combustione interna raffreddato ad aria descritto nella rivendicazione 4, il flusso dell'aria di raffreddamento soffiata attraverso l'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento entro ognuno degli spazi tra le alette di raffreddamento è diretta in due direzioni dall'aletta di raffreddamento piegata in una forma a V in modo che l'aria di raffreddamento scorra lungo gli spazi tra le alette di raffreddamento e di conseguenza sia possibile raffreddare uniformemente l'ampia superficie del cilindro.

Nel motore a combustione interna, raffreddato ad aria descritto nella rivendicazione 5, l'aria di raffreddamento soffiata attraverso l'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento entro gli spazi tra la molteplicità di alette di raffreddamento curvate in una forma elicoidale scorre lungo le alette di raffreddamento elicoidali, in modo che il cilindro possa essere raffreddato uniformemente con riferimento alla direzione assiale ed alla direzione circonferenziale.

Nel motore a combustione interna , raffreddato ad aria descritto nella rivendicazione 6, parte dell'aria di raffreddamento che non ha scambiato calore con le alette di raffreddamento in una misura massima ed avente una temperatura relativamente bassa scorre attraverso il sistema di ammissione di aria che è soggetto ad essere riscaldato dal calore trasferito ad esso dalla camera di combustione del motore a combustione interna. Perciò il sistema di ammissione di aria può efficacemente essere raffreddato dall'aria di raffreddamento a temperatura relativamente bassa per mantenere il rendimento di carica ad un livello elevato. Il sistema di scarico riscaldato ad una temperatura elevata può essere efficacemente raffreddato dall'aria di raffreddamento scaricata fuori dallo scudo attraverso l'apertura di uscita di aria.

La figura 1 rappresenta·una vista laterale da sinistra della metà posteriore di un ciclomotore di tipo motoretta provvisto di un gruppo motore oscillante provvisto integralmente di un motore a combustione interna raffreddato ad aria in una forma di attuazione preferita in accordo con la presente invenzione.

La figura 2 rappresenta una vista laterale ingrandita di una parte essenziale della figura 1.

La figura 3 rappresenta una vista in sezione longitudinale di uno scudo di cilindro e di uno scudo di ventilatore lungo la linea Ili-ili della figura 1.

La figura 4 rappresenta una vista laterale ingrandita da destra di una parte essenziale della figura 1, in cui il coperchio del ventilatore è rimosso.

La figura 5 rappresenta una vista nella direzione delle frecce lungo la linea V-V della figura 3.

La figura 6 rappresenta una vista nella direzione delle frecce Lungo le linee VI-VI della figura 3.

La figura 7 rappresenta una vista lungo un piano OY della figura 5.

La figura 8 rappresenta una vista laterale ingrandita da destra, simile alla figura 4, di un'altra forma di attuazione della presente invenzione.

La figura 9 rappresenta una vista, simile alla figura 5, della forma di attuazione illustrata nella figura 8.

Una forma di attuazione preferita in accordo con la presente invenzione sarà descritta'con riferimento alle figure da 1 a 7.

Un ciclomotore 1 di tipo motoretta, che può essere un veicolo a tre ruote con una ruota anteriore e due ruote posteriori o un veicolo a.quattro ruote con due ruote anteriori e due ruote posteriori, ha un gruppo motopropulsore oscillante 2. il gruppo motopropulsore oscillante 2 comprende un motore a combustione interna raffreddato ad aria 3 avente un blocco cilindri 4 che si estende in avanti ed inclinato leggermente verso l'alto da un piano orizzontale ed .una testata di cilindro 15 fissata all'estremità anteriore del blocco cilindri 14, ed una trasmissione a velocità variabile con continuità del tipo a cinghia a V 4 che si estende all'indietro sul lato sinistro del motore a combustione incerna raffreddato ad aria 3 e combinata con il motore a combustione interna raffreddato ad aria 3. Una ruota posteriore 6 è montata sull'albero di uscita 5 della trasmissione a velocità variabile con continuità del tipo a cinghia a V 4. Una coppia di sospensori 7 formati sulla parete superiore del basamento del motore a combustione interna raffreddato ad aria 3 e distanziati trasversalmente l'uno dall'altro sono collegati in modo oscillante per un movimento verticale a staffe 9 sporgenti verso il basso dal telaio posteriore 8 del ciclomotore 1 di tipo motoretta attraverso un cinematismo 10. Un dispositivo ammortizzatore 11 ha un'estremità inferiore unita alla parte posteriore del gruppo motopropulsore oscillante 2 ed un'estremità superiore unita alla parte posteriore del telaio posteriore 8 e permette che il gruppo motopropulsore 2 oscilli in un piano verticale in accordo con l'ondulazione della strada mentre il ciclomotore di tipo motoretta 1 è ih marcia.

Come è illustrato nella figura 3, il gruppo motopropulsore oscillante 2 comprende un basamento di sinistra 12 che funge da basamento del motore a combustione interna raffreddato ad aria 3 e scatola del cambio per la trasmissione a velocità variabile con continuità del tipo a cinghia a V 4, un basamento di destra 13, un blocco cilindri 14 unito al basamento di sinistra 12 e al basamento di destra 13, la testata di cilindro 15 fissata all'estremità anteriore del blocco cilindri 14, un coperchio del cambio 16 {figura 1) unito in modo smontabile al lato sinistro del basamento di sinistra 12, ed un coperchio di destra 17 unito al basamento di destra 13. Un coperchio 18 del ventilatore che copre un ventilatore centrifugo di raffreddamento 26, che sarà descritto in seguito, è fissato in modo smontabile al lato destro del coperchio di destra 17. Uno scudo superiore 19 di cilindro ed uno scudo inferiore 20 di cilindro sono disposti su una sporgenza 21 formata sulla testata di cilindro 15 e sono fissati in modo smontabile al basamento di sinistra 12, al basamento di destra 13, al coperchio di destra 17 ed al coperchio del ventilatore 18 in modo da coprire il blocco cilindri 4 e la testata di cilindro 15.

Il blocco cilindri 4 e là testata di cilindro 15 sono provvisti sulle loro superfici esterne di alette di raffreddamento 23 e 24 disposte rispettivamente ad intervalli predeterminati. Il rotore 25 di un generatore è montato sull'estremità destra dell'albero a gomiti 22 entro uno spazio ricoperto dal coperchio di destra 17, ed un ventilatore centrifugo di raffreddamento 26 è combinato integralmente con il rotore 25 entro uno spazio ricoperto dal coperchio 18 del ventilatore.

Come è illustrato nella figura 4, l'albero a gomiti 22 ad il ventilatore centrifugo 26 ruotano in verso orario osservati dal lato destro della carrozzeria. La metà superiore del passaggio 27 di aria di raffreddamento delimitato dal coperchio 18 del ventilatore è formata con un andamento a spirale in verso orario che recede con continuità dall'asse dell'albero a gomiti 22. Il coperchio di destra 17 è provvisto in modo intermittente di pareti di partizione 28 disposte lungo una spirale formando uno spazio 29 di forma simile a quella del passaggio di aria di raffreddamento 27.

Le alette di raffreddamento 23 del blocco cilindri 4 sono piegate in una forma a V come illustrato nella figura 7 lungo una linea Z che interseca un piano OY che si estende verso l'alto ad un angolo di 45° rispetto ad un piano orizzontale dall'asse del blocco cilindri 14 sul lato destro della carrozzeria (nella figura 5, sul lato sinistro della carrozzeria poiché la figura 5 rappresenta-una vista frontale da davanti), come illustrato nella .figura 5. Le parti superiori 23a delle alette di raffreddamento che si estendono sopra la linea di confine Z sono inclinate di un angolo di 45° verso la parte frontale della carrozzeria e verso sinistra come illustrato nella figura 3. Le porzioni superiori delle parti dì destra 23b delle alette di raffreddamento che si estendono sotto la linea di confine Z sono inclinate verso la parte frontale della carrozzeria ad un angolo di 45° e le porzioni inferiori delle parti di destra 23b sono gradualmente piegate verso il basso in modo da estendersi lungo la superficie del blocco cilindri 14 perpendicolarmente all'asse del blocco cilindri 14. Le parti di sinistra 23c e le parti inferiori 23d delle alette di raffreddamento si estendono lungo la direzione circonferenziale.

Tutte le alette di raffreddamento 24 della testata di cilindro 15 si estendono intorno alla testata di cilindro 15 perpendicolarmente all'asse.

Il coperchio 18 del ventilatore è provvisto di una apertura di ingresso di aria 30 coassialmente con il ventilatore centrifugo di raffreddamento 26 ed è circondato da una parete cilindrica. Una protezione sfinestrata 31 è disposta nell'apertura di ingresso di aria 30.

La testata di cilindro 15 è provvista nella sua parete superiore di un orifizio di ammissione 32 e nella sua parete inferiore di un orifizio di scarico, non illustrato. Un condotto di ammissione 33 è collegato all'orifizio,di ammissione 32, ed un condotto di scarico ·34 è collegato all'orifizio di scarico. Lo scudo superiore 19 del cilindro è provvisto di un'apertura 35 in una posizione corrispondente all'orifizio di ammissione 32 (figura 3} e Uno.scudo inferiore 20 del cilindro è provvisto di un'apertura 36 in una posizione corrispondente all'orifizio di scarico. Come è illustrato nella figura 5, un'apertura di uscita di aria 37 è formata in modo da sboccare a destra in una posizione sul lato sinistro (nella figura 5, sul lato destro poiché la figura 5 rappresenta una vista anteriore da davanti) dell'apertura 36.

Nella forma di attuazione così costruita come descritto con riferimento alle figure da 1 a 7, il ventilatore centrifugo 26 è azionato per una rotazione in verso orario, rispetto alle figure 2 e 4, dall'albero a gomiti 22, e quindi l'aria di raffreddamento aspirata attraverso l'apertura di ingresso di aria 30 del coperchio 18 del ventilatore sul lato destro della carrozzeria nello spazio ricoperto dal coperchio 18 del ventilatore scorre dalla sezione inferiore attraverso la sezione posteriore nella sezione superiore del passaggio di aria di raffreddamento 27 ed inoltre attraverso lo spazio ricoperto dagli scudi 19 e 20 del cilindro come indicato dalle frecce nelle figure 4 e 5.

La maggior parte dell'aria di raffreddamento che scorre verso il blocco cilindri 14 scorre verso le vicinanze della linea di confine Z in posizione più vicina all'estreraità di uscita 27a del passaggio di aria di raffreddamento 27. Perciò la maggior parte dell'ària di raffreddamento è diretta in vicinanza della linea di confine Z dalle alette di raffreddamento 23 piegate in una forma a V verso il lato superiore ed il lato destro del blocco cilindri 14 e scorre lungo le parti superiori 23a e le parti di destra'23b delle alette di raffreddamento 23 verso la testata di cilindro 15. Perciò l'aria di raffreddamento è in grado di fluire uniformemente senza essere disturbata. Parte dell'aria di raffreddaraento che scorre vicino alle parti superiori 23a delle alette di raffreddamento scorre lungo le parti di sinistra 23c e le parti inferiori 23d delle alette di raffreddamento e si unisce con parte dell'aria di raffreddamento che scorre verso il basso lungo le parti di destra 23b delle alette di raffreddamento ed in avanti lungo le parti inferiori 23d delle alette di raffreddamento, e quindi l'aria di raffreddamento è scaricata attraverso l'apertura di uscita di aria 37.

L'aria di raffreddamento scorre anche lungo gli scudi 19 e 20 del cilindro sulla superficie della testata di cilindro 15, e quindi scorre lungo le alette di raffreddamento 24 che si estendono perpendicolarmente all'asse del blocco cilindri 14. Quindi parte dell'aria di raffreddamento esegue una deviazione per evitare la superficie superiore e la superficie laterale di sinistra del blocco cilindri 14 e scorre lungo la superficie inferiore del blocco cilindri 14, mentre il resto dell'aria di raffreddamento scorre lungo il lato destro ed il lato inferiore del blocco cilindri 14, e quindi le due parti dell'aria di raffreddamento sono scaricate attraverso l'apertura di uscita di aria 37.

Cosi l'aria di raffreddamento scorre uniformemente lungo tutte le alette di raffreddamento 23 e 24 senza essere disturbata e di conseguenza il blocco cilindri 14 e la testata di cilindro 15 sono raffreddati interamente, uniformemente ed efficacemente attraverso le alette di raffreddamento 23 e 24.

Poiché il condotto di ammissione..33 è disposto vicino all'estremità di uscita 23a del passaggio di aria di raffreddamento 27, il condotto di ammissione 33 è raffreddato dall'aria di raffreddamento a temperatura relativamente bassa che non ha ancora scambiato calore con le alette di raffreddamento 23 e 24, in modo da mantenere ad un livello elevato il rendimento di carica.

Il condotto di scarico 34 a temperatura molto elevata è raffreddato dall'aria di raffreddamento che ha raffreddato il blocco cilindri 14 e la testata di cilindro 15 nello spazio ricoperto dagli scudi 19 e 20 di cilindro ed è stata riscaldata ad una temperatura relativamente elevata.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure da 1 a 7, poiché il generatore è disposto sul fianco del ventilatore centrifugo di raffreddamento 26, il passaggio di aria di raffreddamento 27 delimItàtO'..dal coperchio 18 del ventilatóre è separato da. una distanza relativamente ampia dall'asse del blocco cilindri 14 nella direzione dell'asse dell'albero a gomiti. In un'altra forma di attuazione in cui un ventilatore centrifugo di raffreddamento 26 ed un passaggio di aria di raffreddamento 27 sono disposti più vicino ad un blocco cilindri 14 come descritto nella rivendicazione 5 ed illustrato nelle figure 8 e 9, il blocco cilindri 14 è provvisto di alette di raffreddamento elicoidali 23 invece delle alette di raffreddamento 23 piegate in una forma a V ed una testata di cilindro 15 può essere provvista di alette di raffreddamento elicoidali 24 sostanzialmente parallele alle alette di raffreddamento elicoidali 23 del blocco cilindri 14. In questa forma di attuazione, l'aria di raffreddamento scorre con una traiettoria elicoidale intorno a tutte le superfici del blocco cilindri 14 e della testata di cilindro 15 raffreddando il blocco cilindri 14 e la testata di cilindro 15 in modo uniforme.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI - 1. Motore a combustione interna raffreddato ad aria . comprendente: una molteplicità di alette di raffreddamento formate sul cilindro e sulla testata del cilindro; un ventilatore centrifugo di raffreddamento montato su una estremità dell'albero a gomiti; ed uno scudo che ricopre il cilindro, la testata del cilindro ed il ventilatore centrifugo di raffreddamento; caratterizzato dal fatto che una estremità di ognuno degli spazi tra la molteplicità di alette di raffreddamento è aperta verso l'aria di raffreddamento soffiata in uno spazio ricoperto dallo scudo dal ventilatore centrifugo di raffreddamento, e la direzione longitudinale degli spazi tra le alette è inclinata di un piccolo angolo rispetto alla direzione di scorrimento dell'aria di raffreddamento.
2. 2. Motore a combustione interna raffreddato ad aria secondo la rivendicazione 1, in cui l'apertura di ingresso di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento è disposta più vicino all'estremità esterna dell'albero a gomito rispetto al ventilatore di raffreddamento, l'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento è disposta radialmente all'esterno della circonferenza del ventilatore di raffreddamento, è aperta verso il cilindra ed è diretta in una direzione parallela all'asse del cilindro.
3. 3. Motore a combustione interna raffreddato ad aria secondo la rivendicazione 2, in cui l'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento è separata dalla superficie laterale del cilindro verso l'estensione dell'albero a gomiti.
4. 4. Motore a combustione interna raffreddato ad aria secondo la rivendicazione 1, in cui ognuna delle alette di raffreddamento si estende oltre una posizione in cui la maggior parte dell'aria di raffreddamento espulsa attraverso l'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento raggiunge la superficie esterna d.el cilindro, ed è piegata in una forma a V lungo una linea di confine parallela all'asse del cilindro.
5. 5. Motore a combustione interna raffreddato ad aria secondo la rivendicazione 1, in cui le alette di raffreddamento sono curvate in una forma elicoidale.
6. 6. Motore a combustione interna raffreddato ad aria secondo la rivendicazione 1, in cui il suo sistema di ammissione di aria è disposto sul fianco dell'apertura di uscita di aria di raffreddamento del ventilatore centrifugo di raffreddamento, ed il suo sistema di scarico è disposto sul fianco opposto rispetto all'apertura di uscita di aria di raffreddamento.