ITTO970030A1

ITTO970030A1 - Motore a combustione interna con sistema di alimentazione a metanoo ad elevata autonomia.

Info

Publication number: ITTO970030A1
Application number: IT97TO000030A
Authority: IT
Inventors: Massimo Ferrera; Riccardo Gozzelino; Roberto Barbiero
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-07-17
Also published as: IT1291017B1; EP0854276A3; EP0854276A2; EP0854276B1; DE69702695T2; DE69702695D1; ES2150210T3

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"Motore a combustione interna con sistema di alimentazione a metano, ad elevata autonomia''

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al campo dei motori a combustione interna con sistema di alimentazione a metano, del tipo comprendente:

- una pluralità di dispositivi iniettori del metano, rispettivamente associati ai cilindri del motore,

- un collettore di alimentazione del metano agli iniettori ,

- un serbatoio di metano ad alta pressione collegato a detto collettore,

- un dispositivo regolatore di pressione del metano, interposto nel collegamento fra il serbatoio ed il collettore, per far scendere la pressione del metano dal valore a cui esso si trova nel serbatoio fino ad un valore adatto al corretto funzionamento dei dispositivi iniettori, e

- una centralina elettronica di controllo dei dispositivi iniettori, atta a comandare i dispositivi iniettori in funzione di una serie di parametri di funzionamento del motore.

Un motore del tipo sopra indicato è ad esempio descritto ed illustrato nella domanda di brevetto europeo n. 96830071.5 della stessa Richiedente.

Un inconveniente a volte lamentato dagli utilizzatori di autoveicoli dotati di motori alimentati a metano risiede nel fatto che, ad esempio in Italia, le stazioni di servizio presso cui è possibile fare rifornimento di metano non solo ancora diffuse capillarmente su tutto il territorio. Sarebbe pertanto desiderabile disporre di motori capaci di un’elevata autonomia di esercizio.

Lo scopo della presente invenzione è appunto quello di realizzare un motore dotato di sistema di alimentazione a metano, che, a parità di volume del serbatoio, sia in grado di avere una maggiore autonomia.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un motore del tipo indicato all'inizio, caratterizzato dal fatto che detto motore comprende un compressore interposto nel collegamento fra il serbatoio e il dispositivo regolatore di pressione, mezzi sensori della pressione del metano nel serbatoio, e dal fatto che detta centralina elettronica di controllo provvede a attivare detto compressore quando la pressione del metano nel serbatoio scende al di sotto di un primo valore di soglia predeterminato e fin tanto che essa non scenda ulteriormente fino a diventare minore di un secondo valore di soglia predeterminato, minore di detto primo valore di soglia.

Grazie alle suddette caratteristiche, il motore secondo l'invenzione è in grado di avere un'autonomia più elevata rispetto ad un motore secondo la tecnica nota dotato di un serbatoio di identico volume. Nei motori del tipo sopra specificato, tipicamente la pressione a cui il metano è accumulato nel serbatoio è relativamente elevata, nell'ordine di 200 bar. La pressione su cui operano invece i dispositivi iniettori e nell'ordine di 7 bar. Il dispositivo regolatore di pressione interposto fra il serbatoio e il collettore, o ''rail' di alimentazione del metano serve appunto a far scendere la pressione del gas dal valore elevato a cui esso è accumulato nel serbatoio al valore al quale i dispositivi iniettori sono in grado di operare correttamente.

Pertanto, nei motori tradizionali, quando la pressione nel serbatoio scende al di sotto di un valore dell'ordine di 15 bar, il metano residuo rimasto nel serbatoio non è in pratica più utilizzabile, in quanto non è in grado di arrivare agli iniettori con una pressione sufficiente per il loro corretto funzionamento.

Nel motore secondo l'invenzione, quando la pressione nel serbatoio del metano scende al di sotto del suddetto valore di soglia, ad esempio nell'ordine di 15 bar, la centralina elettronica di controllo provvede ad attivare un compressore che è disposto nel collegamento fra il serbatoio e il regolatore di pressione. Tale compressore riporta la pressione del gas ad un valore sufficientemente elevato, ad esempio dell'ordine di 20 bar, per consentire al motore di continuare a funzionare ulteriormente, fino a che la pressione nel serbatoio non scende al di sotto di un valore minimo, ad esempio nell'ordine di 9 bar, ammissibile per il corretto funzionamento del motore.

Il motore secondo l'invenzione è quindi dotato di una sorta di "riserva" di carburante che viene sfruttata mediante l’attivazione del suddetto compressore, quando la pressione del metano nel serbatoio scende al di sotto del suddetto valore di soglia nell'ordine di 15 bar.

L'invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento al disegno annesso, fornito a puro titolo di esempio non limitativo, che illustra uno schema di un motore secondo l'invenzione.

Con riferimento al disegno, il numero 1 indica nel suo insieme un motore a combustione interna di autoveicolo dotato di un sistema di alimentazione a metano. Secondo una tecnica convenzionale, il sistema di alimentazione a metano è previsto in aggiunta ad un convenzionale sistema di alimentazione a benzina di cui il motore è provvisto. Il disegno illustra unicamente i particolari del sistema di alimentazione a metano, il sistema di alimentazione a benzina essendo del tutto convenzionale. I numeri di riferimento 2 indicano schematicamente quattro dispositivi iniettori, per l'iniezione di metano in rispettivi cilindri del motore 1. Gli iniettori 2 ricevono il metano da un collettore di alimentazione, o rail, 3 il cui ingresso è collegato ad un serbatoio 4 in cui il metano è accumulato a pressione elevata, ad esempio nell'ordine di 200 bar il serbatoio 4 è collegato al collettore 3 tramite una linea 5 nella quale è interposto un dispositivo di regolazione di pressione 6, che può essere realizzato in un qualunque modo noto, ma che preferibilmente è del tipo illustrato nella domanda di brevetto europeo EP-A-0 685 639 della stessa Richiedente.

Sempre secondo la tecnica nota, i dispositivi iniettori 2 sono controllati da una centralina elettronica di controllo 7 che riceve una serie di segnali indicativi di vari parametri di funzionamento del motore. I mezzi sensori adibiti a fornire tali segnali alla centralina di controllo e i relativi collegamenti non sono qui illustrati, in quanto essi sono realizzabili in un qualunque modo noto e non rientrano nell'ambito della presente invenzione .

Secondo l’invenzione, nel collegamento fra il serbatoio 4 e il dispositivo di regolazione di pressione 6 è interposto un compressore 8 di qualsiasi tipo noto che viene attivato dalla centralina elettronica di controllo 7 quando un sensore di pressione 9 associato al serbatoio 4 segnala una discesa della pressione nel serbatoio 4 al di sotto di un valore di soglia predeterminato, ad esempio nell’ordine di 15 bar e fin tanto che tale pressione non scende ulteriormente fino a diventare minore di un ulteriore valore minimo necessario per il corretto funzionamento del motore, ad esempio nell'ordine dei 9 bar.

Come già sopra indicato, grazie alle caratteristiche sopra descritte, il motore secondo l'invenzione, a differenza dei motori secondo la tecnica nota, è in grado di continuare ad operare anche quando la pressione nel serbatoio 4 scende al di sotto del suddetto primo valore di soglia dell'ordine di quindici bar. In tale condizione, infatti, il compressore 8 provvede ad elevare la pressione del metano fino ad un valore sufficiente per consentire il corretto funzionamento del motore, ad esempio nell'ordine di 20 bar. Il motore secondo l'invenzione è così pertanto in grado di fruttare una riserva di carburante fin tanto che la pressione nel serbatoio non scende al di sotto del suddetto secondo valore di soglia minimo, nell'ordine dei 9 bar. A parità di volume del serbatoio, il motore secondo l'invenzione è pertanto in grado di avere una maggiore autonomia.

Naturalmente, fermo restando al principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore a combustione interna con sistema di alimentazione a metano/ comprendente: - una pluralità di dispositivi iniettori (2) del metano, rispettivamente associati ai cilindri del motore, - un collettore (3) di alimentazione del metano agli iniettori (2), - un serbatoio (4) di metano ad alta pressione, collegato a detto collettore (3), - un dispositivo (6) regolatore di pressione del metano, interposto nel collegamento fra il serbatoio (4) ed il collettore (3), per far scendere la pressione del metano dal valore a cui esso si trova nel serbatoio fino dal valore a cui esso è accumulato nel serbatoio (4) ad un valore adatto per il corretto funzionamento dei dispositivi iniettori (2), e - una centralina elettronica (7) di controllo dei dispositivi iniettori (2), che comanda i dispositivi iniettori (2) in funzione di una serie di parametri di funzionamento del motore, caratterizzato dal fatto che detto motore comprende inoltre: - un compressore (8) interposto nel collegamento fra il serbatoio (4) e il dispositivo (6) regolatore di pressione; - mezzi sensori della pressione del metano nel serbatoio (4); - detta centralina elettronica di controllo (6) essendo atta ad attivare detto compressore (8) quando la pressione del metano nel serbatoio (4) scende al di sotto di un primo valore di soglia predeterminato e fin tanto che tale pressione non scende ulteriormente fino a diventare minore di un secondo valore di soglia predeterminato, minore di detto primo valore di soglia.
2. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo valore di soglia è nell'ordine di 15 bar.
3. Motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo valore di soglia è nell'ordine di 9 bar. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi