ITTO990342A1 - Motore a combustione interna sovralimentato - Google Patents

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Fabio Gori
Gianfranco Scavarda
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Description

D E S C R I Z I O N E
di brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione si riferisce ad un motore a combustione interna sovralimentato mediante un turbocompressore .
Com'è noto, i motori sovralimentati sono generalmente provvisti di un interrefrigeratore o intercooler posto sul condotto di sovralimentazione ed atto a raffreddare l'aria in uscita dal gruppo turbocompressore prima dell'introduzione della stessa nel collettore di aspirazione. L'intercooler è costituito da uno scambiatore di calore aria-aria posto davanti al radiatore principale del veicolo ed atto ad essere attraversato dal flusso d'aria generato dal ventilatore associato al radiatore stesso.
Benché l'utilizzo di intercooler del tipo descritto sia diffuso e generalmente soddisfacente, è sentita l'esigenza, nel settore, di migliorare ulteriormente il raffreddamento dell 'aria dì sovralimentazione .
Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un motore a combustione interna, il quale consenta di risolvere il suddetto problema in modo efficace, semplice ed economico.
Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un motore a combustione interna sovralimentato comprendente un turbocompressore, un condotto di sovralimentazione collegante un'uscita del turbocompressore ad un collettore di aspirazione del motore ed un intercooler in serie al detto condotto di sovralimentazione per il raffreddamento dell'aria di sovralimentazione del motore, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di ventilazione forzata per il raffreddamento di almeno una porzione del detto condotto di sovralimentazione.
Secondo una forma preferita di attuazione della presente invenzione, i suddetti mezzi dì ventilazione forzata comprendono almeno un convogliatore avente un'apertura di ingresso affacciata ad un ventilatore di raffreddamento del motore ed un'uscita affacciata alla suddetta porzione del condotto di sovralimentazione.
Convenientemente, il condotto di sovralimentazione presenta un'alettatura interna e/o un'alettatura esterna almeno in corrispondenza della porzione affacciata all'uscita del convogliatore di ventilazione forzata.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene descritta nel seguito una forma preferita di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali :
la figura 1 illustra schematicamente un motore a combustione interna di un veicolo industriale realizzato secondo la presente invenzione,·
la figura 2 è una vista schematica, prospettica ed esplosa di un dispositivo di ventilazione forzata associato a un condotto di sovralimentazione del motore di figura 1; e
la figura 3 è una sezione schematica illustrante un particolare del dispositivo di figura 2.
Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con l un motore Diesel sovralimentato di.un veicolo industriale 2 (illustrato in modo parziale e schematico) .
Il motore 1 è provvisto di un turbocompressore 3 di sovralimentazione comprendente, a sua volta, una turbina 4 azionata dai gas di scarico del motore 1 ed un compressore 5 trascinato dalla turbina 4 e collegato in uscita ad un condotto 7 di sovralimentazione. Il condotto 7 è collegato ad un intercooler 8 costituito da uno scambiatore di calore aria-aria disposto davanti ad un radiatore principale 9 del motore 1, ed atto ad essere attraversato dal flusso d'aria generato da un ventilatore 10, disposto affacciato al radiatore principale 9, a valle dello stesso, e davanti al motore 1. Il ventilatore 10 è convenientemente provvisto di un convogliatore 11 statorico anulare e di una girante 12 a pale.
L 'intercooler 8 è collegato in uscita ad un collettore di aspirazione {non illustrato) del motore 1 mediante un condotto 13.
Secondo la presente invenzione, viene impiegato un dispositivo 14 di ventilazione forzata del condotto 7 di sovralimentazione, allo scopo di raffreddare il condotto stesso e ridurre ulteriormente la temperatura dell'aria di sovralimentazione, e quindi migliorare il rendimento del motore 1.
Il dispositivo 14 comprende essenzialmente una coppia di convogliatori 18, 19 atti ad intercettare una parte del flusso d'aria generato dal ventilatore 10 ed a convogliarlo sul condotto 7 di sovralimentazione. Più in particolare (figura 2), il condotto 7 comprende una porzione 16 estendentesi in direzione longitudinale rispetto al veicolo 2, ed una porzione 17 estendentesi in direzione verticale. I rispettivi convogliatori 18, 19 sono associati alle suddette porzioni 16, 17 del condotto 7 e presentano, ciascuno, un'apertura di ingresso 20 affacciata al ventilatore 10 ed avente forma sostanzialmente di settore di corona anulare in modo tale da intercettare parte del flusso d'aria generato dal ventilatore 10, ed un'apertura di uscita 21 a sezione allungata in direzione parallela all'asse della rispettiva porzione 16, 17 del condotto 7. L'apertura d'uscita 21 presenta convenientemente larghezza confrontabile con il diametro del condotto 7, ad esempio compresa fra 0.25 e 1.5 volte il suddetto diametro, e lunghezza pari ad alcune volte il diametro del condotto 7 (ad esempio pari ad almeno 3 volte il suddetto diametro).
Convenientemente, le porzioni 16 e 17 nel condotto 7 presentano, ciascuna, un ’alettatura 24 interna (figura 3) ed un'alettatura 25 esterna allo scopo di favorire lo scambio termico fra l'aria di sovralimentazione ed il flusso generato dal ventilatore 10.
In uso, la temperatura dell'aria all'uscita del ventilatore 10 è dell'ordine di grandezza di 70 °C, a causa del riscaldamento subito nel passaggio attraverso l’intercooler 8 ed il radiatore principale 9; tale temperatura consente comunque di effettuare un efficace azione di raffreddamento del condotto 7, il quale si trova ad una temperatura molto superiore, ad esempio dell'ordine di 185 °C. Con l'impiego dei convogliatori 18, 19 per il raffreddamento del condotto 7, sono state ottenute riduzione di temperatura dell'aria immessa nel collettore di aspirazione del motore 1 dell'ordine di grandezza di 15 °C.
Risulta infine chiaro che al motore 1, ed in particolare al dispositivo 14 di ventilazione forzata, possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito di tutela definito dalle rivendicazioni. In particolare, il condotto 7 di sovralimentazione può avere una geometria qualsiasi, e possono essere conseguentemente diversi il numero, la forma e la disposizione dei convogliatori 18, 19 ad esso associati.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1.- Motore (1) a combustione interna sovralimentato comprendente un turbocompressore (3), un condotto (7) di sovralimentazione collegante un'uscita del turbocompressore (3) ad un collettore di aspirazione del motore (1) ed un intercooler (8) in serie al detto condotto (7) di sovralimentazione per il raffreddamento dell'aria di sovralimentazione del motore (1), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (14) di ventilazione forzata per il raffreddamento di almeno una porzione del detto condotto di sovralimentazione (7). 2.- Motore secondo la rivendicazione 1, in cui il detto intercooler (8) comprende uno scambiatore di calore affacciato ad un ventilatore (10) associato ad un radiatore (9) di raffreddamento del detto motore (1), caratterizzato dal fatto che i detti mezzi (14) di ventilazione forzata comprendono almeno un convogliatore (18, 19) avente un'apertura (20) di ingresso affacciata al detto ventilatore (10) ed un'apertura di uscita (21) affacciata alla detta porzione (16, 17) del detto condotto (7) di sovralimentazione . 3 .- Motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta apertura di ingresso (20) presenta forma di segmento di corona anulare. 4.- Motore secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la detta apertura di uscita (21) presenta una sezione allungata in direzione parallela alla detta porzione (16/ 17) del detto condotto (7) di sovralimentazione. 5.- Motore secondo la· rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta sezione della detta apertura (21) d'uscita presenta una larghezza compresa fra 0,25 ed 1,5 volte il diametro del detto condotto (7) di sovralimentazione. 6 .- Motore secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che la detta sezione della detta apertura (21) di uscita presenta una lunghezza, pari ad almeno 3 volte il diametro del detto condotto di sovralimentazione (7). 7 .- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzato dal fatto che il detto condotto (7) di sovralimentazione presenta un 'alettatura esterna (25) almeno lungo la detta porzione (16, 17). 8 .- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, caratterizzato dal fatto che il detto condotto (7) di sovralimentazione presenta un'alettatura interna (24) almeno lungo la detta porzione (16, 17). 9.- Motore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di convogliatori (18, 19) associati a rispettive porzioni (16, 17) del detto condotto (7) di sovralimentazione. 10.- Motore (1) a combustione interna, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.
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