IT202000018943A1 - Sistema a guida autonoma comprendente un veicolo semovente dotato di una struttura di un motore a combustione di tipo perfezionato - Google Patents

Description

STRUTTURA DI UN MOTORE A COMBUSTIONE DI TIPO PERFEZIONATO E SISTEMA A GUIDA AUTONOMA COMPRENDENTE UN VEICOLO SEMOVENTE DOTATO DELLA SUDDETTA STRUTTURA DI UN MOTORE A COMBUSTIONE.

DESCRIZIONE

L?invenzione concerne una struttura di un motore a combustione di tipo perfezionato in grado di funzionare in condizioni estreme di inclinazione.

L?invenzione riguarda, altres?, un sistema a guida autonoma, in particolare un sistema decespugliatore a guida autonoma, comprendente un veicolo semovente dotato della suddetta struttura di un motore a combustione dell?invenzione.

Per semplicit? espositiva, da questo punto in avanti, ove non indicato diversamente, si utilizzer? il termine ?motore a combustione? per indicare la suddetta struttura di un motore a combustione.

E? noto che la lavorazione di terreni agricoli o boschivi che presentano elevate inclinazioni rispetto all?orizzonte, risulta molto critica, se non impossibile, mediante veicoli con operatore, in quanto vi ? il rischio di ribaltamenti degli stessi veicoli, con conseguenze potenzialmente tragiche per la salute del suddetto operatore.

Al fine di risolvere tale problema, con lo sviluppo della tecnologia moderna, negli ultimi anni sono stati ideati e realizzati dei sistemi a guida autonoma, comprendenti veicoli semoventi dotati di utensili vari e guidati a distanza da un operatore mediante un telecomando.

Tali veicoli semoventi, infatti, vantaggiosamente, poich? non richiedono la presenza a bordo di un operatore, sono caratterizzati da un assetto ribassato, che diminuisce se non elimina il rischio di ribaltamento anche su terreni che presentano elevate inclinazioni.

Tuttavia, anche questa tipologia di veicoli semoventi presenta dei limiti fisici dei propri componenti meccanici che non permetto di operare su terreni oltre ad una certa inclinazione, indicativamente oltre i 45? di inclinazione rispetto all?orizzonte.

In particolare, uno dei componenti meccanici che limita l?operativit? di tali veicoli semoventi oltre ad una certa inclinazione del terreno ? il gruppo di motorizzazione, in particolare il motore a combustione montato su tali veicoli semoventi.

A tal proposito, come ? da sempre noto, poich? i componenti meccanici del motore a combustione tendono ad usurarsi a contatto gli uni sugli altri, risulta necessario introdurre un mezzo tra le varia parti per limitare i danni. In particolare, questo mezzo ? un liquido di lubrificazione, ancora pi? precisamente ? l?olio di lubrificazione che ha la funzione di limitare le perdite dovute all?attrito e facilitare il contatto tra i componenti. Ci? ha come conseguenza un minore rischio di grippaggio.

Il liquido di lubrificazione svolge anche una funzione di raffreddamento ausiliario per le parti non direttamente in contatto con il gruppo di lubrificazione.

Solitamente, in un motore a combustione, il gruppo di lubrificazione comprende un serbatoio di contenimento contenente appunto tale liquido di lubrificazione.

In particolare, tale serbatoio di contenimento, secondo una posizione di normale utilizzo del motore, ? disposto in corrispondenza della parte inferiore della struttura del motore stesso, con il proprio fondo disposto in posizione essenzialmente orizzontale.

Pi? precisamente, tale posizione di normale utilizzo del motore a combustione si riscontra quando il veicolo su cui ? montato lo stesso motore a combustione si trova su un terreno sostanzialmente orizzontale.

All?interno del serbatoio ? inserito un pescante, tramite il quale una pompa preleva il liquido di lubrificazione e lo immette in circolo in una tubazione provvista di filtro. Il liquido di lubrificazione percorre le zone da lubrificare ed infine torna al serbatoio di contenimento grazie agli appositi canali interni di ritorno. Poich? il serbatoio di contenimento, secondo il normale uso si trova nella parte pi? bassa del motore a combustione, il liquido di lubrificazione vi ritorna per precipitazione.

Tuttavia, svantaggiosamente, in condizione di inclinazione estrema del terreno, in cui i suddetti veicoli semoventi possono operare, tali condizioni normali di utilizzo non si verificano. Al contrario, in primo luogo, oltre ad una certa inclinazione del terreno, indicativamente oltre i 45? di inclinazione, nei motori a combustione dell?arte nota difficilmente il pescante del gruppo di lubrificazione ? in grado di pescare una quantit? di liquido di lubrificazione dal serbatoio di contenimento, sufficiente a lubrificare in modo adeguato i componenti meccanici del motore.

In particolare, a causa di tale estrema inclinazione, la superficie di aspirazione del pescante, oltre ad aspirare il liquido di lubrificazione, tende ad aspirare anche dell?aria, determinando delle criticit? nel normale afflusso di liquido di lubrificazione nei componenti meccanici da lubrificare.

Ulteriormente, un altro inconveniente dell?uso dei motori a combustione del tipo noto in condizioni di estreme inclinazioni del terreno, indicativamente oltre i 45? di inclinazione, consiste nel fatto che il liquido di lubrificazione tende ad accumularsi in corrispondenza dei coperchi di testata del gruppo di combustione, e lo stesso liquido di lubrificazione non ? in grado di ritornare per precipitazione al serbatoio di contenimento, in quanto la posizione relativa assunta dal gruppo di combustione e dal serbatoio di contenimento, dovuta all?inclinazione, non agevole il ritorno del liquido di lubrificazione.

Ci? determina chiaramente un peggioramento del funzionamento del motore a combustione, se non l?impossibilit? del suo funzionare.

La presente invenzione intende superare i citati inconvenienti dell?arte nota.

In particolare, ? scopo dell?invenzione realizzare una struttura di un motore a combustione in grado di funzionare in modo adeguato anche oltre ad una certa inclinazione, in particolare oltre i 45? di inclinazione, rispetto alla propria posizione di normale utilizzo, per qualsiasi direzione di inclinazione.

Ancora pi? precisamente, ? scopo dell?invenzione, realizzare una struttura di un motore a combustione in grado di garantire una adeguata lubrificazione dei suoi componenti meccanici anche oltre una certa inclinazione rispetto alla propria posizione di normale utilizzo, in particolare oltre i 45? di inclinazione.

Gli scopi detti sono raggiunti con la realizzazione di una struttura di un motore a combustione, in accordo con la rivendicazione principale alla quale si far? riferimento.

Ulteriori caratteristiche della struttura di motore a combustione dell?invenzione vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

Fa parte dell?invenzione anche il sistema a guida autonoma in accordo con la rivendicazione 8, comprendente un veicolo semovente dotato della suddetta struttura di un motore a combustione dell?invenzione.

I suddetti scopi, assieme ai vantaggi che verranno menzionati in seguito, saranno meglio evidenziati durante la descrizione di una forma esecutiva preferita dell?invenzione che viene data, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove:

- in fig. 1 ? rappresentata in vista laterale sezionata una struttura di un motore a combustione dell?invenzione disposta nella normale posizione di utilizzo;

- in fig. 2 ? rappresentata in vista laterale sezionata la struttura di un motore a combustione dell?invenzione secondo il piano di sezione I-I di fig. 1;

- in fig. 3 ? rappresentata la struttura di un motore a combustione di fig. 1 disposta in una prima posizione inclinata di 50? rispetto alla normale posizione di utilizzo;

- in fig. 4 ? rappresentata la struttura di un motore a combustione di fig. 1 disposta in una seconda posizione inclinata di 50? rispetto alla normale posizione di utilizzo;

- in fig. 5 ? rappresentato un sistema di guida autonoma dell?invenzione, comprendente un veicolo semovente provvisto di una struttura di un motore a combustione dell?invenzione.

La struttura di un motore a combustione dell?invenzione ? rappresentata nelle figg. 1 e 2, ove ? indicata nel suo complesso con 1.

Tale struttura di motore a combustione, pi? semplicemente tale motore a combustione 1, comprende in particolare un gruppo di combustione 2 a cui ? operativamente un albero di trasmissione 3. Per quanto riguarda il gruppo di combustione 2, preferibilmente esso comprende due camere di combustione 10, ciascuna provvista di un cilindro connesso inferiormente ad una biella, entrambi non rappresentati nelle figure.

Ciascuna delle suddette camere di combustione 10 ? chiusa superiormente mediante un coperchio di testate 12.

Ulteriormente, seconda la preferita forma esecutiva dell?invenzione, tali due camere di combustione 10 sono definite nel gruppo di combustione 2 di modo che la direzione di movimento di ciascuno dei due cilindri risulti inclinata rispetto al piano orizzontale, di un angolo sostanzialmente di 45?.

Tuttavia, non ? escluso che secondo forme esecutive alternative il numero di camere di combustione 12 del gruppo di combustione 2 sia differenti da due.

Inoltre, non ? escluso che l?inclinazione di tali camere di combustione 2, rispetto al piano orizzontale, sia differente da 45?.

Preferibilmente ma non necessariamente, il motore a combustione 1 dell?invenzione ? un motore a combustione ad asse orizzontale alimentato a benzina.

Ancora pi? preferibilmente, tale motore a combustione 1 ? un motore a combustione a quattro tempi.

Non ? escluso, tuttavia, che, secondo differenti forme esecutive dell?invenzione, il motore a combustione 1 dell?invenzione possa essere di altra tipologia di per s? nota.

Per quanto riguarda l?albero di trasmissione 3, esso ? un albero a gomito connesso a ciascuna delle bielle, a sua volta associate ad uno dei due cilindri.

Come si osserva sempre nelle figg. 1 e 2, la struttura di un motore a combustione 1 dell?invenzione comprende anche un gruppo di lubrificazione 4, operativamente comunicate con il suddetto gruppo di combustione 2 per attuare la lubrificazione dei componenti meccanici dello stesso gruppo di combustione 2.

Ancora pi? specificatamente, il gruppo di lubrificazione 4 comprendendo un serbatoio di contenimento 5 di un liquido di lubrificazione L, preferibilmente di olio di lubrificazione. Come detto in precedenza, il motore a combustione 1 dell?invenzione prevede una posizione di normale utilizzo, secondo cui il serbatoio di contenimento 5 ? disposto in corrispondenza della parte inferiore dello stesso motore a combustione 1, con il proprio fondo 51 disposto in posizione essenzialmente orizzontale.

Il gruppo di lubrificazione 4 dell?invenzione prevede, inoltre, mezzi di indicazione di livello 6 disposti all?interno del serbatoio di contenimento 5, per l?indicazione del livello minimo Lm del liquido di lubrificazione L necessario per il normale funzionamento del motore a combustione 1. In altri termini, tali mezzi di indicazione di livello 6 indicano il livello minimo Lm del liquido lubrificante L al di sotto del quale, il gruppo di lubrificazione 4 del motore a combustione 1 non sarebbe in grado di lubrificare in modo adeguato i componenti meccanici del gruppo di combustione 2.

Inoltre, sempre per quanto riguarda il gruppo di lubrificazione 4, esso comprende anche un pescante 7 che presenta una superficie di aspirazione 71 rivolta verso il fondo 51 del serbatoio di contenimento 5 ad una distanza predefinita d dallo stesso fondo 51. Ulteriormente, il gruppo di lubrificazione 4 comprende una pompa di aspirazione 8, operativamente collegata mediante tubazioni 9 al pescante 7, in modo da aspirare il liquido di lubrificazione L dal serbatoio di contenimento 5 ed immetterlo nel gruppo di combustione 2. Come detto in precedenza, tale liquido di lubrificazione L ? in grado di ritornare per precipitazione all?interno del serbatoio di contenimento 5 attraverso appositi canali interni realizzati nella struttura del motore a combustione 1 dell?invenzione.

Secondo l?invenzione, il pescante 7 ? disposto in posizione sostanzialmente centrale rispetto all?area definita dal fondo 51 e la distanza predefinita d e la dimensione della superficie di aspirazione 71 del pescante 7 sono scelte, in fase di progettazione, di modo che, quando la struttura del motore a combustione 1 ? inclinata, secondo una qualsiasi direzione, di un angolo almeno fino a 50?, rispetto alla posizione normale di utilizzo, la stessa superficie di aspirazione 71 del pescante 7 si trovi completamente immersa nel liquido di lubrificazione L, quando lo stesso liquido di lubrificazione L ? presente nello stesso serbatoio di contenimento 5 almeno fino al suddetto livello minimo Lm, indicato dai suddetti mezzi di indicazione di livello 6.

Due possibili inclinazioni a 50? che il motore a combustione 1 dell?invenzione pu? assumere sono rappresentate in fig. 3 e in fig. 4. Tali caratteristiche di progettazione della struttura di motore a combustione 1 dell?invenzione, consentono, vantaggiosamente, di garantire un continuo e regolare afflusso di liquido di lubrificazione L ai componenti meccanici del gruppo di combustione 2 anche quando la stessa struttura di motore a combustione 1 raggiunge inclinazioni, in qualsiasi direzione, oltre i 45? rispetto alla suddetta posizione di normale utilizzo.

Un ulteriore aspetto strutturale, che assieme a quello appena descritto, rende possibile l?utilizzo della struttura di motore a combustione 1, oggetto della presente invenzione, anche in condizioni di inclinazione elevate, indicativamente oltre i 45?, consiste nel fatto che su ciascun coperchio di testata 12 ? definita un?apertura 13 collegata esternamente ad una prima estremit? 14a di una tubazione di ricircolo 14, in modo da porre in comunicazione la camera di combustione 10 con tale tubazione di ricircolo 14, laddove tale tubazione di ricircolo 14 ? connessa al serbatoio di contenimento 5 con la propria estremit? opposta 14b a tale prima estremit? 14a. Tale caratteristica aggiuntiva, vantaggiosamente, permette al liquido di lubrificazione L, che si accumula in corrispondenza degli spazi interni presenti nel coperchio di testata 12 e non ? in grado di precipitare verso il serbatoio di contenimento 5 attraverso gli appositi canali interni, quando il motore a combustione 1 dell?invenzione ? disposto con un?inclinazione superiore a 45?, di defluire verso il serbatoio di contenimento 5 attraverso la suddetta tubazione di ricircolo 14.

Secondo la preferita forma esecutiva dell?invenzione, l?apertura 13, realizzata su ciascun coperchio di testata 12, ? definita sul punto pi? basso dello stesso coperchio di testate 12 quando il motore a combustione 1 ? inclinato, secondo una qualsiasi direzione, di un angolo almeno fino a 50?, rispetto alla posizione normale di utilizzo. In questo modo, vantaggiosamente, ? garantito, per qualsiasi delle suddette posizioni, il normale deflusso del liquido di lubrificazione L dai suddetti spazi interni del coperchio di testata 12 verso il serbatoio di contenimento 5.

Come accennato in precedenza, fa parte dell?invenzione anche un sistema a guida autonoma 100 comprendente un veicolo semovente 200, comprendente a sua volta un?intelaiatura principale 201 associata ad un utensile 202, per la lavorazione di un terreno, e ad un gruppo di motorizzazione 203, operativamente collaborante con due organi di avanzamento 204 disposti da parti opposte dell?intelaiatura principale 201. Inoltre, il veicolo semovente 200 comprende una unit? di controllo 205 configurata per controllare il gruppo di motorizzazione 203.

Secondo l?invenzione, il gruppo di motorizzazione 203 comprende una struttura di un motore a combustione 1 dell?invenzione, come sopra descritta, nella forma esecutiva preferita, comprese le possibili varianti.

In particolare, secondo l?invenzione, il suddetto sistema a guida autonoma 100 ? un sistema decespugliatore a guida autonoma 101, laddove il veicolo semovente 200 ? una macchina decespugliatrice 206 e l?utensile 202, preferibilmente ma non necessariamente, ? una testata trinciante 207.

Inoltre, il sistema a guida autonoma 100, comprende un sistema di controllo remoto 300, preferibilmente un telecomando 301, configurato per comunicare a distanza con l?unit? di controllo 205 del veicolo semovente 200.

Con le suddette caratteristiche, in particolare con la presenza della struttura del motore a combustione 1 dell?invenzione, il veicolo semovente 200 del sistema a guida autonoma 100 dell?invenzione, ? vantaggiosamente in grado di operare anche su terreni che presentano inclinazione oltre i 45?, garantendo un normale funzionamento dello stesso motore a combustione 1, in particolare garantendo una corretta lubrificazione dei componenti meccanici 1 del suddetto motore a combustione 1.

In base a quanto detto la struttura di motore a combustione dell?invenzione e il sistema a guida autonoma dell?invenzione raggiungono tutti gli scopi sopra indicati.

In particolare, ? raggiunto lo scopo di realizzare una struttura di un motore a combustione in grado di funzionare in modo adeguato anche oltre ad una certa inclinazione rispetto alla propria posizione di normale utilizzo, in particolare oltre i 45? di inclinazione, per qualsiasi direzione di inclinazione.

Pi? precisamente, ? raggiunto lo scopo di realizzare una struttura di un motore a combustione in grado di garantire una adeguata lubrificazione dei suoi componenti meccanici anche oltre certa inclinazione rispetto alla propria posizione di normale utilizzo, in particolare oltre i 45? di inclinazione.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1) Struttura di un motore a combustione (1) comprendente:

- un gruppo di combustione (2);

- un albero di trasmissione (3) operativamente associato a detto gruppo di combustione (2);

- un gruppo di lubrificazione (4) operativamente comunicate con detto gruppo di combustione (2) per attuare la lubrificazione dei componenti di detto gruppo di combustione (2), detto gruppo di lubrificazione (4) comprendendo:

- un serbatoio di contenimento (5) di un liquido di lubrificazione (L), detta struttura di un motore a combustione (1) prevedendo una posizione di normale utilizzo secondo cui detto serbatoio di contenimento (5) ? disposto in corrispondenza della parte inferiore di detta struttura di un motore a combustione (1) con il proprio fondo (51) disposto in posizione essenzialmente orizzontale;

- mezzi di indicazione di livello (6) disposti all?interno di detto serbatoio di contenimento (5) per l?indicazione almeno del livello minimo (Lm) di detto liquido di lubrificazione (L) necessario per il normale funzionamento di detta struttura di un motore a combustione (1);

- un pescante (7) presentante una superficie di aspirazione (71) rivolta verso detto fondo (51) ad una distanza predefinita (d) da detto fondo (51);

- una pompa di aspirazione (8), operativamente collegata mediante tubazioni (9) a detto pescante (7), in modo da aspirare detto liquido di lubrificazione (L) da detto serbatoio di contenimento (5) ed immetterlo in detto gruppo di combustione (2);

caratterizzata dal fatto che:

- detto pescante (7) ? disposto in posizione sostanzialmente centrale rispetto all?area definita da detto fondo (51) e detta distanza predefinita (d) e la dimensione di detta superficie di aspirazione (71) sono scelte di modo che, quando detta struttura di un motore a combustione (1) ? inclinata, secondo una qualsiasi direzione, di un angolo almeno fino a 50? rispetto a detta posizione normale utilizzo, detta superficie di aspirazione (71) si trovi completamente immersa in detto liquido di lubrificazione (L), quando detto liquido di lubrificazione (L) ? presente in detto serbatoio di contenimento (5) almeno fino a detto livello minimo (Lm).

2) Struttura di un motore a combustione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto gruppo di combustione (2) comprende almeno una camera di combustione (10) in cui ? inserito almeno un cilindro ed essendo chiusa superiormente mediante un coperchio di testate (12), detto coperchio di testata (12) prevedendo un?apertura (13) collegata esternamente ad una tubazione di ricircolo (14) in modo da porre in comunicazione detta camera di combustione (10) con detta tubazione di ricircolo (14), detta tubazione di ricircolo (14) essendo connessa con l?estremit? opposta (14b) a detto serbatoio di contenimento (5).

3) Struttura di un motore a combustione (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta apertura (13) ? definita in detto coperchio di testata (12) nella posizione disposta nel punto pi? basso di detto coperchio di testate (12) quando detta struttura di un motore a combustione ? inclinata, secondo una qualsiasi direzione, di un angolo almeno fino a 50? rispetto a detta posizione normale utilizzo.

4) Struttura di un motore a combustione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detto gruppo di combustione (2) comprende due camere di combustione (10), ciascuna provvista di un cilindro e di un coperchio di testata (12), laddove ciascuno di detti coperchi di testata (12) ? provvisto di detta apertura (13) e di detta tubazione di ricircolo (14) collegata a detto serbatoio di contenimento (5).

5) Struttura di un motore a combustione (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che dette due camere di combustione (10) sono definite in detto gruppo di combustione (2) di modo che la direzione di movimento di ciascuno di detti due cilindri ? inclinata rispetto a detto fondo (51) di detto serbatoio di contenimento (5) di un angolo sostanzialmente di 45?.

6) Struttura di un motore a combustione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto motore a combustione ? un motore ad asse orizzontale alimentato a benzina.

7) Struttura di un motore a combustione (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto motore a combustione ? un motore a combustione a quattro tempi.

8) Sistema a guida autonoma (100), del tipo comprendente un veicolo semovente (200), provvisto di:

- un?intelaiatura principale (201) associata ad un utensile (202), per la lavorazione di un terreno;

- un gruppo di motorizzazione (203) operativamente collaborante con almeno due organi di avanzamento (204) disposti da parti opposte di detta intelaiatura principale (201);

- una unit? di controllo (205) configurata per controllare detto gruppo di motorizzazione (203);

caratterizzato dal fatto che detto gruppo di motorizzazione (203) comprende una struttura di un motore a combustione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.

9) Sistema a guida autonoma (100) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di essere un sistema decespugliatore a guida autonoma (101), laddove detto veicolo semovente (200) ? una macchina decespugliatrice (206) e preferibilmente detto utensile (202) ? una testata trinciante (207).

10) Sistema a guida autonoma (100), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di controllo remoto (300), preferibilmente un telecomando (301), configurato per comunicare a distanza con detta unit? di controllo (205) di detto veicolo semovente (200).