PT859905E

PT859905E - Sistema de lubrificacao de motores

Info

Publication number: PT859905E
Application number: PT96935178T
Authority: PT
Inventors: Timothy Charles Woodhouse
Original assignee: Timothy Charles Woodhouse; Stephen Ronld Tickner
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2000-09-29
Also published as: GB9522975D0; BR9611492A; KR19990067415A; GB9623053D0; ES2146418T3; GB2307004A8; WO1997017530A1; EP0859905B1; GB2307004B; GR3033683T3; GB2319303A; GB2319303B; CN1202218A; GB2307004A; DK0859905T3; EP0859905A1; DE69607475D1; GB9804094D0; CN1079890C; AU717715B2

Description

DESCRIÇÃΟ

"SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO DE MOTORES"

Especificações A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna com uma bomba de óleo de lubrificação melhorada.

Tradicionalmente os motores de combustão interna têm utilizado, ou sistemas simples de lubrificação por salpico para a lubrificação dos componentes móveis do motor, ou então têm utilizado uma bomba de óleo especificamente providenciada para a finalidade de fornecer óleo de lubrificação sob pressão às várias superfícies que requerem lubrificação. O aprovisionamento de uma bomba de óleo separada representa um custo adicional no fabrico de um motor de combustão interna. Tais custo adicionais são altamente indesejados, especialmente no caso de motores de combustão interna relativamente pequenos e simples.

Um motor típico do actual estado da técnica, de acordo com a parte de pré-caracterização da reivindicação 1, e providenciada com uma bomba de óleo, é apresentada em US-A-4122818. Neste motor, óleo é alimentado para a corrente do distribuidor durante a operação em alta velocidade a fim de arrefecer o óleo. Pouco ou nenhum deste óleo será entranhado até à cabeça do cilindro, e qualquer óleo que entranhe desta forma, não fará uma efectiva lubrificação dos componentes da cabeça do cilindro, mas antes retornará imediatamente para o colector. Em qualquer caso, em virtude de o óleo ser alimentado à corrente do distribuidor apenas durante operação em alta velocidade, o óleo entranhado pela correia do distribuidor não pode ser utilizado para lubrificar os componentes da cabeça do cilindro durante todas as 2 condições de funcionamento do motor. A presente invenção é caracterizada pelo facto de o único meio de fornecimento de óleo fornece óleo aos meios de accionamento durante todo o leque de velocidades de operação do motor, meios de guia são disponibilizados na cabeça do cilindro para guiar o óleo da região da polia do veio do motor para as áreas onde a lubrificação é necessária; e o meio de accionamento é uma correia do distribuidor adaptada para arrastar e carregar para a cabeça do cilindro óleo suficiente para lubrificar os componentes da cabeça do cilindro. O enquadramento preferido da presente invenção proporciona um motor de combustão interna em que um sistema de fornecimento de óleo para componentes da cabeça do cilindro, como por exemplo, um veio do motor superior, é formado utilizando apenas-componentes que seriam, de qualquer forma, necessários no funcionamento do motor. Mais particularmente, no enquadramento preferido da presente invenção uma bomba de óleo é proporcionado utilizando apenas a polia do distribuidor accionada pela cambota e correia do distribuidor que tem, de qualquer forma, ser proporcionado para conduzir o veio do motor de um motor de veio superior. A presente invenção será melhor entendida através da seguinte descrição, fazendo referência aos seguintes desenhos:

Fig. 1 é uma vista em corte mostrando partes de um motor de combustão interna;

Fig. 2 é um uma vista em corte ampliada do componente na Fig. 1;

Fig. 3 é uma vista lateral do componente na Fig. 2;

Fig. 4 é uma vista superior da cabeça do cilindro do motor da Fig. 1;

Fig! 5 ilustra uma modificação do motor das Figuras 1 a 4 de acordo com a presente invenção; e

Fig. 6 é uma vista em corte ampliada da parte superior de um motor de acordo /

I

com a modificação da Fig. 5.

Com referência à Fig. 1, uma disposição do distribuidor/lubrificador compreende uma cambota 1 tendo uma polia dentada 2. O eixo da cambota, e consequentemente a polia, é localizado imediatamente por cima de um colector de óleo 3, do qual o nível é indicado em 3A quando parado e em 3B quando em movimento. Conforme é sabido per se, a polia 2 está ligada a uma polia dentada de maior diâmetro polia dentada 4 ligada ao veio do motor (não mostrado) por meio de uma correia do distribuidor 5; sendo o tamanho do perfil do dentado de cada polia 2 e 4 substancialmente igual, mas havendo um número diferente de dentes em cada polia, a fim de produzir a diferença de rotação desejada entre a cambota e o veio do motor para a afinação.

Referindo também às Figuras 2 e 3, conforme conhecidas per se, a correia do distribuidor 5 é de um material flexível e impérvio, com um conjunto de dentes 6 que correm ao longo da sua face interior para engrenar com os dentes de ambas as polias 2 e 4. De acordo com a presente invenção, outra polia de óleo 7, dentada, é proporcionada que estende por baixo do nível 3B de óleo corrente de forma a ser continuamente imerso. A polia de óleo é localizada imediatamente abaixo da polia de cambota 2 e os seus dentes 8 são adaptados para encaixar e ser movida por um outro conjunto de dentes 9 que correm ao longo da face exterior da correia do distribuidor 5. Conforme mostrado particularmente na Fig. 2, a correia do distribuidor 5 e as polias 2, 4 e 7 são cerradas no interior de uma camisa gasta do cilindro 10, proporcionando a sua parte inferior uma boca 11 no colector 3, definindo o gasto 12 a área onde o engrenagem ocorre com as polias 2 e 7, e a parte superior proporcionando uma saída 13 (ver Fig. 4) para uma galeria de óleo 14 numa cabaça do cilindro 15 conforme se encontra apresentado mais abaixo. Será notado que a camisa do cilindro 10 proporciona uma passagem fechada 16 pelo menos para a corrida ascendente da correia do distribuidor, e os dentes 9 da correia movem-se justamente entre esta passagem. 4

A polia de óleo tem uma série de portos tipo “pick-up open-ended” 17 dispostos em circunferência, cada um com um porto 18 de transferência radial que se estende pela sua parede externa 19, sendo que as paredes posteriores e anteriores, 20 e 21 respectivamente, da camisa do cilindro 10, (ver Fig. 3) definem portos 22 adjacentes da área de engrenagem das polias e da correia 2, 7 e 5.

Com referencia à fig. 4, e também à fig. 1, a cabeça do cilindro 15 é proporcionada com uma galeria de óleo 14 que é alimentada por uma saída 13 da camisa do cilindro 10. A galeria inclui um canal 14A para a alimentação da ponta maior da cambota, canais 14B para os cilindros e retorno via o canal 14A para a ponta maior, canal 14C para equipamento auxiliar como as válvulas do motor e o excêntrico associados, e um canal 14D para o retorno do extravasamento para o colector de óleo 3. ^Quando em uso, o óleo do colector 3 é colhido nos principais portos 17 de “pick-up" da polia de óleo, e em certa medida pelos dentes 8 movidos pela polia de óleo. Com a rotação da polia de óleo 7, o óleo é levado para a sua área de engrenagem com a polia 2 da cambota. A esta altura, os dentes 9 da correia do distribuidor 5 impedem a progressão do óleo. Consequentemente, o óleo é então forçado através dos portos 22 pela sua própria inércia e uma acção de espremidela da correia do distribuidor dentada engrena com a polia de óleo. Óleo dos portos de “pick-up” da polia de óleo 17 flui dos portos de transferência 18 formados efectivamente entre os dentes da polia de óleo 8, antes e depois de engrenar com os dentes 9 da correia do distribuidor. Consequentemente, a corrida exterior dèsta correia é enchida não só com óleo dos portos 22, mas também pela força centrífuga que actua sobre o óleo em resultado da acção de engrenagem com a polia de óleo. Quando óleo é transferido para a corrida exterior da correia, este é forçosamente elevado através da passagem fechada 16 para a saída 13 na cabeça do cilindro 15. A esta altura, óleo sobre pressão é então direccionado, conforme o desejado,

através da galeria de óleo 14 com o intuito de lubrificar e, no caso em que está incluído no sistema um arrefecedor de óleo, também para arrefecer. Quando as funções de lubrificação e~ de arrefecimento estiverem completas, óleo retorna para o colector 3 via os canais 14A, 14C e 14D.

Para um arranque a frio, a chumaceira de “big end” é lubrificada por salpico durante o curto período que leva para o óleo bombeado via a correia do distribuidor 5 lhe chegar. Com um motor a frio, inicialmente a maioria do óleo é retornado para o colector 3 via o extravasamento 14D. Conforme a cabeça do cilindro 15 e os cilindros aquecem, a viscosidade do óleo baixa e a circulação aumenta progressivamente. Enquanto não chega à temperatura normal a chumaceira de “big end” continua a receber um grau de lubrificação por salpico. Quando a temperatura atinge a normal de funcionamento a cambota corre substancialmente livre de resistência e a lubrificação é fornecida totalmente pelo sistema de bomba; quanto mais quente estiver o óleo mais rapidamente será a sua circulação. \

Quando o motor alcançar a sua temperatura normal de funcionamento, o extravasamento 14D será apenas em uso a velocidades acima do ponto de girar em marcha muito lenta (“tickover") ou em relantim. Isto é assim a fim de disponibilizar um capacidade de arrefecimento para condições de tráfico intenso a baixas velocidades do motor. É de apreciar que respiradores de ar 24 podem ser proporcionados em locais apropriados. Para requisitos de emissões, estes respiradores, serão preferencialmente ligados a um filtro de entrada do motor (“engine intake cleaner”), a fim de eliminar a poluição gasosa através da queima dos gases do motor.

Com referencia às figuras 5 e 6, numa modificação da disposição descrita acima, a camisa do cilindro 10 define um reservatório 30 em cima da polia do

A ^'a&T

distribuidor 2 para o qual pode ser alimentado óleo do colector de óleo, e/ou ser recolhido como óleo recuperado da cabeça do cilindro, como por exemplo, via o canal 14C (ver Fig. 1). Óleo é alimentado do reservatório, neste enquadramento, para três localizações conforme se mostra pelas setas 30A, 30B e 30C.

Em relação ao movimento descendente da polia 2, conforme ilustrado à direita da Fig. 5, é de notar que o óleo alimentado via a localização 30A lubrifica a corrida interior dentada 31 da correia do distribuidor 5, que se encontra restrita pela camisa do cilindro 10 sobre parte da sua rotação, enquanto que aquele alimentado através da localização 30B é alimentado via uma corrida restrita 32 em direcção aos dentes da polia 2. Quando em funcionamento estes dois alimentadores restritos de óleo são respectivamente guiados em direcção a um ponto de engrenagem no qual é proporcionado uma saída 33. É de apreciar que a acção de engrenagem comprime o óleo, que é forçado sob pressão através da saída, e pode assim ser utilizado para funções adicionais apropriadas, como por exemplo, lubrificação da cambota, ou da caixa de velocidades; ensaios iniciais demonstraram que podem ser atingidas pressões na ordem dos 30 PSI.

Em relação ao movimento ascendente da polia 2, conforme ilustrado à esquerda da Fig. 5, o óleo é alimentado via a localização 30C para tanto a corrida interior 31 como a corrida exterior 34 da correia 5, e encontra-se restrito entre estas corridas e a camisa do cilindro 10 e guiado na ascendente para a cabeça do cilindro.

Com referência à Fig. 6, um outra saída 35 pode ser proporcionada, se necessário, em que a corrida interior 31 engrena com os dentes 36 da polia do veio do motor 4; assim, de uma forma similar à descrição acima, óleo pode ser alimentado para uma outra localização 30D onde este será arrastado entre os ditos dentes 36 e a camisa do cilindro 10 para proporcionar ainda outra fonte de óleo sob pressão através da saída 35 para funções de lubrificação adicionais. Posteriormente, o óleo deixado arrastado entre a correia 5 e a camisa do cilindro 10, é alimentado via a saída 13 para a galeria de óleo da cabeça do cilindro conforme aqui descrito anteriormente. É de apreciar que o sistema e a modificação acima descrita têm as seguintes vantagens: 1. conduz e afina o veio do motor; 2. bombeia óleo para a cabeça do cilindro; 3. fornece óleo à chumaceira de “big end”; 4. fornece óleo à chumaceira principal; 5. fornece óleo ao veio do motor; 6. fornece óleo às chumaceiras do veio do motor; 7. fornece óleo através de galerias de óleo e canais de arrefecimento; 8. fornece óleo à caixa de velocidades se necessário; 9. o óleo retira calor da cabeça do cilindro e/ou cilindro e devolve-o ao colector, por via de vários componentes que são lubrificados com o retorno do óleo; 10. actua como uma bomba de óleo e uma bomba de arrefecimento; 11. o óleo atenua efectivamente ruídos mecânicos numa larga escala, sendo extremamente silencioso o funcionamento do andamento do veio do motor iritegrado e do sistema de lubrificação e arrefecimento efectivamente formado; 12. ganhos significativos do momento de torção, aceleração e potência (cavalos); significativas reduções de ruído, custo e de perda de potência, com total lubrificação de peças vulneráveis durante os arranques a frio.

Lisboa, ^ 2 JUM. 290°

*Dra. Maria Silvica Ferreira

Agente 0,%:! R. Casíiiho, 20.

Telefs. 213 851 339 -213 854 613

Claims

I REIVINDICAÇÕES 1. Um motor de combustão interna compreendendo: uma cambota (1); um colector de óleo (3) associado a uma cambota; uma cabeça do cilindro (15) acima do colector de óleo; um veio do motor montado na cabeça do cilindro; I uma polia de cambota (2) ligada à cambota; uma polia do veio do motor (4) ligado ao veio do motor; meios de accionamento (5) em engrenagem de accionamento com a polia de cambota e com a polia do veio do motor em que, em uso, a rotação da cambota causa uma correspondente rotação do veio do motor; e meios (7) para o fornecimento de óleo do colector para os meios de accionamento adjacentes à polia de cambota, caracterizado por os meios de fornecimento de óleo (7) para os meios de accionamento (5) ao longo de todas as velocidades de operação do motor; meios de guia (13) são proporcionadas na cabeça do cilindro (15) para guiar o óleo da região da polia do veio do motor (4) para áreas onde é necessário a lubrificação; e os meios de accionamento (5) são uma correia do distribuidor adaptada para arrastar e carregar óleo suficiente para a cabeça do cilindro (15) para lubrificar os componentes da cabeça do cilindro.
2. Um motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por uma polia de óleo (7) ser proporcionado abaixo da polia de cambota (2) e ser em parte imerso em óleo dentro do colector de óleo (3), a polia de óleo (7) sendo rodada em uso para transferir óleo do colector (3) para a correia do distribuidor (5). 6
3. Um motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por a polia de cambota (2) e a polia do veio do motor (5) terem conjuntos de dentes similarmente formados de diferentes diâmetros para afectar a afinação requerida, a correia do distribuidor (5) sendo de um material impermeável ao longo da sua largura e sendo formado com um conjunto de dentes em volta da sua face interna (31) para engrenar com as polias da 2

cambota e do veio do motor, sendo a polia de óleo (7) também dentado e tendo a correia do distribuidor um conjunto adicional de dentes que se estendem em volta da sua face exterior (34) para engrenar com os dentes da polia de óleo (7), em que os dentes exteriores proporcionam meios para encaminhar óleo para a cabeça do cilindro.
4. Um motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 3 caracterizado por os dentes do dito conjunto de dentes similarmente serem formados com concavidades para arrastar o óleo.
5. Um motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 3 ou a reivindicação 4 caracterizado por os ditos dentes adicionais correrem entre uma passagem fechada em que actuam com a parede da dita passagem para apanhar em armadilha e arrastar o óleo.
6. Um motor de combustão interna de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por ser proporcionado uma linha de retorno para o retorno do óleo da cabeça do cilindro para o colector e sendo proporcionado um arrefecedor na linha de retorno.
7. Um motor de combustão interna de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por os dentes da polia de cambota (2) e os dentes da correia do distribuidor (5), nas regiões de aproximação ao ponto de engrenagem dos dentes, correrem nas respectivas passagens restritivas e serem proporcionados meios para o fornecimento de óleo para as passagens restritivas em que óleo deslocado de entre os dentes quando os dentes engrenam é disponibilizado como um fonte de óleo sob pressão. Lisboa, 1 2 JUN. 2000 Dra. Maria Silvia a Ferrei ra Ageníe Ciic::! d: P.-x^^dod: industrial R. Castilho, 20i-3.° i - IC73-CC1 U330A Telefs. 213 851 339 - 213 854 613