Motor de combustión interna rotativo.

Motor de combustión interna rotativo, que comprende:

un cilindro (1) que presenta una pared circunferencial de cilindro (4) provista de una ranura de válvula horizontalen una superficie circunferencial interior de la misma;

un eje de trabajo (3) que discurre concéntricamente por dicho cilindro (1) y sujeto de manera que pueda rotarlibremente;

un rotor (10) que incluye una base de rotor (11) realizada en una carcasa circular, una pared que rodea la basede rotor (13) y una pala de rotor (20) dispuesta en una dirección radial de dicha pared que rodea la base de rotor(13), y que se encuentra fijada firmemente a dicho eje de trabajo (3);

una válvula de cierre (31), que realiza movimientos de inserción y retorno intermitentes entre una parte exteriorde dicho cilindro y un espacio de cilindro (8) definido en el interior de dicho cilindro; y

unas tapas laterales izquierda y derecha (2) presentando cada una de las mismas dos ranuras de válvulalongitudinales (40);

estando en dicho espacio de cilindro (8) ambas caras laterales de dicha base de rotor (11) y la totalidad de laspartes de borde exterior de dicha pala de rotor (20) en contacto hermético con las paredes interiores izquierda yderecha del cilindro y la pared circunferencial del cilindro (4);

cuando se completa la inserción de dicha válvula de cierre (31) en dicho espacio de cilindro (8), ambos extremosde dicha válvula de cierre están sujetos de forma hermética mediante dichas dos ranuras de válvulalongitudinales (40) formadas en dichas tapas izquierda y derecha (2), respectivamente, una parte superior dedicha válvula de cierre está sujeta herméticamente mediante dicha ranura de válvula horizontal formada en dichapared circunferencial de cilindro (4) y una superficie de extremo inferior de dicha válvula de cierre se encuentraen contacto hermético con dicha pared que rodea la base de rotor (13) para formar una cara deslizante de dichabase de rotor;

inmediatamente después de que se haya hecho pasar dicha pala de rotor (20) a través de una posición de dichaválvula de cierre (31), dicha válvula de cierre es insertada en dicho espacio de cilindro (8) para tapar dichoespacio de cilindro en una dirección radial y una mezcla de aire comprimido, o aire comprimido y combustible soninyectados dentro de una capa sellada, que sirve como una cámara de combustión (9) y que está definida entredicha válvula de cierre (31) y dicha pala de rotor (20), para su ignición o encendido en dicha cámara decombustión; y

además, dicha pala de rotor (20) es presionada con presión de expansión de combustión, con dicha válvula decierre (31) como un punto base para una acción mecánica, para proporcionar directamente la rotación a dicho ejede trabajo (3), y el gas de combustión es liberado a través de un orificio de escape (42) y dicha válvula de cierre(31) retorna a la parte exterior de dicho cilindro para la preparación de una carrera posterior para finalizar unacarrera de trabajo,

caracterizado porque, de un modo que se pueda temporizar con la inserción de dicha válvula de cierre (31) en dichoespacio de cilindro (8), una distancia radial en una zona de ángulo de rotación circular de dicha base de rotor (11) esacortada mediante una distancia de prevención de interferencia, de modo que dicha pared que rodea la base derotor (13) presente una forma de leva.

Motor de combustión interna rotativo.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un motor de combustión interna rotativo según se describe en el documento JP 48-28811, que da a conocer el preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la técnica Convencionalmente, se han realizado diversas investigaciones y estudios sobre el motor de combustión interna rotativo de un tipo en el que la presión de combustión proporciona directamente la rotación a un cabezal de pistón. Un ejemplo es el denominado motor de ciclo Wankel.

El motor de ciclo Wankel adolece de problemas convencionales, ya que un rotor realiza movimientos complicados, porque un rotor más o menos triangular rota al mismo tiempo que gira, con un eje excéntrico interpuesto, en una carcasa en forma de una curva epitrocoide y porque puede tener lugar una fuga de combustible. En el motor de ciclo Wankel, el rotor que ha recibido presión de combustión no rota directamente y, cuando el rotor rota al mismo tiempo que gira en la carcasa, se precisa la interposición del eje excéntrico. Dicho eje excéntrico es equivalente a un eje de cigüeñal de un mecanismo de vaivén. Por lo tanto, el rotor del motor de ciclo Wankel no lleva a cabo movimientos meramente circulares. En un motor de combustión interna rotativo considerado inicialmente, se adapta una cara de un rotor fijado a un eje de trabajo en un cilindro para recibir presión de expansión de combustión, y la cara del rotor lleva a cabo un movimiento circular para proporcionar directamente, de este modo, la rotación al eje de trabajo. Sin embargo, dicho motor de combustión interna no se ha realizado todavía.

En la referencia de patente 1, por ejemplo, se da a conocer un motor rotativo que alberga un rotor aproximadamente triangular en un alojamiento en forma de huevo que presenta una superficie circunferencial interior en una forma de curva trocoide.

LITERATURA DE PATENTE 1: Solicitud de patente japonesa abierta a consulta pública nº 2007-298013.

Explicación de la invención Problemas que se solucionarán con la invención:

Existen tres obstáculos relevantes para la consecución de un motor de combustión interna rotativo convencional. Es decir, debido a que el espacio que rodea un rotor del motor de combustión interna rotativo convencional presenta una estructura de orificio de pozo, surgen los problemas siguientes:

a. Resulta difícil definir una cámara de combustión en un cilindro o de un modo encarado a un espacio de cilindro.

b. Resulta imposible construir un punto de inicio (punto base) para una acción mecánica que pueda proporcionar presión de expansión de combustión a una cara de un rotor en una carrera de trabajo.

c. Tiene lugar un mal funcionamiento provocado por el agarrotamiento en una cara de deslizamiento entre una pared circunferencial del cilindro y un borde exterior del rotor.

La presente invención se ha desarrollado a la vista de los problemas descritos anteriormente y tiene un objetivo de proporcionar un motor de combustión interna rotativo según sigue:

En un cilindro, temporizado en relación con la rotación de un rotor, un espacio de cilindro en una dirección radial se cierra mediante una válvula de cierre. A continuación, se inyecta/n aire mezclado o aire a alta presión y combustible en una cámara de combustión, formándose una capa sellada entre una pala de rotor y la válvula de cierre y se inflama/n (llama) o enciende/n simultáneamente con la inyección. La rotación se proporciona directamente mediante una presión de expansión de combustión generada por la combustión al rotor y a un eje de trabajo fijado al rotor. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un motor de combustión interna rotativo capaz de evitar el agarrotamiento que tiene lugar entre el borde exterior del rotor y una pared de contacto mediante la interposición de un cuerpo elástico como un resorte helicoidal o un resorte entre una pluralidad de componentes en cada una de una base de rotor y una pala de rotor que forman el rotor y permitiendo el ajuste de una distancia en las direcciones izquierda/derecha y arriba/abajo del rotor.

Solución al problema:

Para conseguir los objetivos mencionados anteriormente, según un aspecto de la presente invención, se prevé un

motor de combustión interna rotativo que incluye un cilindro provisto de una pared circunferencial cilíndrica provista de una ranura de válvula horizontal en su superficie circunferencial interior, un eje de trabajo que discurre de forma concéntrica por el cilindro y sujeto de manera que pueda rotar libremente, un rotor formado por una base de rotor provista de una carcasa circular y una pala de rotor dispuesta en una dirección radial de una pared que rodea la base de rotor, una válvula de cierre para llevar a cabo movimientos intermitentes de inserción y retorno entre una parte exterior del cilindro y un espacio de cilindro y tapas laterales provistas cada una de las mismas de ranuras de válvula longitudinales, donde de un modo temporizado para la inserción de dicha válvula de cierre en dicho espacio de cilindro, una distancia radial en una zona de ángulo de rotación circular de dicha base de rotor se acorta mediante una distancia de prevención de interferencia, de manera que dicha pared que rodea la base de rotor presente una forma de leva; en el espacio de cilindro, ambas caras laterales de la base de rotor y la totalidad de las partes de borde exterior de la pala de rotor están en contacto de forma hermética con las paredes interiores izquierda y derecha y, cuando se completa la inserción de la válvula de cierre en el espacio de cilindro, ambos bordes laterales de la válvula de cierre se sujetan herméticamente mediante dos ranuras de válvula longitudinales formadas en las tapas laterales izquierda y derecha, una parte superior de la válvula de cierre se sujeta de forma hermética mediante una ranura de válvula horizontal formada en la pared circunferencial del cilindro y una superficie de extremo inferior de la válvula de cierre está en contacto herméticamente con la pared que rodea la base de rotor, para formar una cara deslizante de dicha base de rotor e, inmediatamente después de que la pala de rotor pase por una posición de la válvula de cierre, dicha válvula de cierre es insertada en el espacio de cilindro para cerrar dicho espacio de cilindro en una dirección radial, y se inyecta aire mezclado comprimido o aire comprimido y combustible en una capa sellada, que sirve como cámara de combustión, y que se define entre la válvula de cierre y la pala de rotor que se va a inflamar o encender y la pala de rotor se presiona con una presión de expansión de combustión, con la válvula de cierre como un punto de inicio para una acción mecánica, para proporcionar directamente rotación al eje de trabajo y se libera gas de combustión por un orificio de escape y la válvula de cierre retorna a una parte exterior del cilindro para la preparación de la carrera siguiente para finalizar una carrera de trabajo.

Efectos de la invención:

Con la configuración anterior, en el cilindro, temporizado con la rotación del rotor, se puede cerrar el espacio de cilindro en una dirección radial mediante la válvula de cierre. A continuación, se inyecta/n el aire mezclado o el aire a alta presión y el combustible en la cámara de combustión, formándose la capa sellada entre la pala de rotor y la válvula de cierre y, se inflama/n o enciende/n simultáneamente a la inyección y, por lo tanto, se puede prever la rotación directamente mediante una presión de expansión de combustión generada por la combustión al rotor y al eje de trabajo fijado a dicho rotor. El agarrotamiento que tiene lugar entre un borde exterior del rotor y una pared de contacto se puede evitar interponiendo un resorte helicoidal o un resorte, etc. entre una pluralidad de componentes tanto en la base de rotor, como en la pala de rotor que forman dicho rotor y permitiendo el ajuste de las distancias entre las direcciones izquierda/derecha y arriba/abajo del rotor.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en sección transversal parcial de un motor de combustión interna rotativo según la primera forma de realización de la presente invención.

La figura 2 es una vista en sección transversal parcial del motor de combustión interna rotativo según la primera forma de realización de la presente invención.

Las figuras 3 (a) a (d) son un esquema que muestra un estado de rotación de una pala de rotor y la abertura/cierre de una válvula de cierre del motor de combustión interna rotativo según la primera forma de realización.

La figura 4 es una vista en perspectiva explosionada de un rotor... [Seguir leyendo]

1. Motor de combustión interna rotativo, que comprende:

un cilindro (1) que presenta una pared circunferencial de cilindro (4) provista de una ranura de válvula horizontal en una superficie circunferencial interior de la misma;

un eje de trabajo (3) que discurre concéntricamente por dicho cilindro (1) y sujeto de manera que pueda rotar libremente;

un rotor (10) que incluye una base de rotor (11) realizada en una carcasa circular, una pared que rodea la base de rotor (13) y una pala de rotor (20) dispuesta en una dirección radial de dicha pared que rodea la base de rotor (13) , y que se encuentra fijada firmemente a dicho eje de trabajo (3) ;

una válvula de cierre (31) , que realiza movimientos de inserción y retorno intermitentes entre una parte exterior de dicho cilindro y un espacio de cilindro (8) definido en el interior de dicho cilindro; y

unas tapas laterales izquierda y derecha (2) presentando cada una de las mismas dos ranuras de válvula longitudinales (40) ;

estando en dicho espacio de cilindro (8) ambas caras laterales de dicha base de rotor (11) y la totalidad de las partes de borde exterior de dicha pala de rotor (20) en contacto hermético con las paredes interiores izquierda y derecha del cilindro y la pared circunferencial del cilindro (4) ;

cuando se completa la inserción de dicha válvula de cierre (31) en dicho espacio de cilindro (8) , ambos extremos de dicha válvula de cierre están sujetos de forma hermética mediante dichas dos ranuras de válvula longitudinales (40) formadas en dichas tapas izquierda y derecha (2) , respectivamente, una parte superior de dicha válvula de cierre está sujeta herméticamente mediante dicha ranura de válvula horizontal formada en dicha pared circunferencial de cilindro (4) y una superficie de extremo inferior de dicha válvula de cierre se encuentra en contacto hermético con dicha pared que rodea la base de rotor (13) para formar una cara deslizante de dicha base de rotor;

inmediatamente después de que se haya hecho pasar dicha pala de rotor (20) a través de una posición de dicha válvula de cierre (31) , dicha válvula de cierre es insertada en dicho espacio de cilindro (8) para tapar dicho espacio de cilindro en una dirección radial y una mezcla de aire comprimido, o aire comprimido y combustible son inyectados dentro de una capa sellada, que sirve como una cámara de combustión (9) y que está definida entre dicha válvula de cierre (31) y dicha pala de rotor (20) , para su ignición o encendido en dicha cámara de combustión; y

además, dicha pala de rotor (20) es presionada con presión de expansión de combustión, con dicha válvula de cierre (31) como un punto base para una acción mecánica, para proporcionar directamente la rotación a dicho eje de trabajo (3) , y el gas de combustión es liberado a través de un orificio de escape (42) y dicha válvula de cierre (31) retorna a la parte exterior de dicho cilindro para la preparación de una carrera posterior para finalizar una carrera de trabajo,

caracterizado porque, de un modo que se pueda temporizar con la inserción de dicha válvula de cierre (31) en dicho espacio de cilindro (8) , una distancia radial en una zona de ángulo de rotación circular de dicha base de rotor (11) es acortada mediante una distancia de prevención de interferencia, de modo que dicha pared que rodea la base de rotor (13) presente una forma de leva.

2. Motor de combustión interna rotativo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha válvula de cierre (31) presenta un cuerpo de válvula (32) y una válvula de regulación (33) dispuestos en una parte inferior de dicho cuerpo de válvula; en el que un cuerpo elástico está interpuesto en un intersticio entre dicho cuerpo de válvula y dicha válvula de regulación, para hacer que una distancia entre dicho cuerpo de válvula y dicha válvula de regulación sea 55 ajustable; y el intersticio entre dicho cuerpo de válvula y dicha válvula de regulación es llenado mediante uno de entre un procedimiento de adaptación de profundidad de corte, un procedimiento de adaptación de junta de medio solape y un procedimiento de superposición de componentes que forman dicho cuerpo de válvula (32) y dicha válvula de regulación (33) para conseguir que la distancia hacia arriba o hacia abajo sea regulable.

3. Motor de combustión interna rotativo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha base de rotor (11) está dividida en una pluralidad de partes en dirección izquierda y derecha, para proporcionar un intervalo adecuado entre las partes divididas, y una distancia izquierda y derecha entre las mismas se puede ajustar con un cuerpo elástico previsto entre dichas partes divididas; y también se puede ajustar manteniendo la hermeticidad entre la parte frontal y la parte posterior de dicho rotor (10) mediante uno de entre un procedimiento de adaptación de 65 profundidad de corte, un procedimiento de adaptación de junta de medio solape y un procedimiento de superposición de componentes que forman dicho rotor.

4. Motor de combustión interna rotativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha pala de rotor (20) incluye una placa base de pala (21) , una base rectangular dirigida hacia arriba desde un centro de una parte inferior plana de dicha placa base de pala, unas placas de sellado lateral (22) dispuestas en las partes izquierda y derecha de dicha base, una placa de sellado superior (23) dispuesta en una parte superior de dicha base y unas placas de sellado de esquina (24) dispuestas en partes de ángulo tangencial en una parte superior de dicha base,

en el que está prevista una distancia que se corresponde con la distancia de prevención de agarrotamiento entre una parte de cabezal superior de dicha placa base de pala (21) y dicha pared circunferencial de cilindro (4) y entre ambas caras de extremo laterales de dicha placa base de pala y dichas paredes internas laterales izquierda/derecha (5) , respectivamente,

dichas placas de sellado lateral (22) , dicha placa de sellado superior (23) y dichas placas de sellado de esquina (24) ocupan una distancia que se corresponde con dicha distancia de prevención de agarrotamiento entre unos extremos exteriores de dicha placa base de pala y dichas paredes encaradas y se encuentran en contacto hermético con dichas paredes encaradas;

están previstos unos intervalos adecuados entre dicha base y cada una de las caras de extremo laterales internas de dicha placa de sellado lateral (22) , dicha placa de sellado superior (23) y dicha placa de sellado de esquina (24) ; pudiendo ajustarse dichos intervalos utilizando un cuerpo elástico; siendo cada una de dichas placas de sellado presionada de forma adecuada para asegurar los contactos entre cada una de dichas placas de sellado y dichas paredes encaradas; y la hermeticidad entre la parte frontal y la posterior de dicha pala de rotor se mantiene mediante una unión que utiliza uno de entre un procedimiento de adaptación de profundidad de corte, un procedimiento de adaptación de junta de medio solape y un procedimiento de superposición de componentes entre los componentes que forman dichas placas de sellado lateral, dicha placa de sellado superior y dichas placas de sellado de esquina.

5. Motor de combustión interna rotativo según la reivindicación 4, caracterizado porque cada uno de los orificios y ranuras está puenteado por lo menos por cualquiera de entre dichas placa de sellado lateral (22) , dicha placa de sellado superior (23) y dicha placa de sellado de esquina (24) provistas de un patín que presenta una longitud predeterminada.

6. Motor de combustión interna rotativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho rotor (10) prevé N (N = 1, 2, 3, ...) piezas de dicha pala de rotor (20) ; el motor de combustión interna rotativo está provisto de unos componentes necesarios para llevar a cabo una carrera de trabajo para cada una de las Navas rotaciones de dicho rotor y que incluye dichas válvulas de cierre (31) , unas boquillas de inyección (6) , unas bujías de ignición (7) y unos orificios de escape (42) ; y para cada una de dichas Navas rotaciones de dicho rotor, la carrera de trabajo es realizada N veces.

7. Motor de combustión interna rotativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque también comprende:

una cámara de subcombustión (351) dispuesta en la parte exterior de dicho cilindro en una dirección hacia adelante de dicha válvula de cierre (31) ;

dos boquillas de aire comprimido (352) dispuestas en dicha cámara de subcombustión encaradas entre sí; y

una boquilla de combustible (353) fijada para apuntar a una parte hacia la cual dichas boquillas de aire a alta presión inyectan,

en el que en dicha cámara de subcombustión, el aire inyectado desde dichas dos boquillas de aire a alta presión dispuestas para estar encaradas entre sí y el combustible inyectado desde dicha boquilla de combustible provocan el mezclado y la agitación del gas y la ignición.

8. Motor de combustión interna rotativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque una pluralidad de piezas de la boquilla de inyección (6) está prevista para estar encarada al espacio de cilindro (8) con una disposición adecuada de un ángulo de trabajo correspondiente al desplazamiento de dicho rotor (10) con respecto a dicha válvula de cierre (31) ; y

cualquiera de entre aire a alta presión, combustible, o aire mezclado es inyectado desde cada una de las boquillas a dicha cámara de combustión (9) , que es dicha capa sellada definida entre dicha válvula de cierre (31) y dicha pala de rotor (20) , en el momento de trabajo.

9. Motor de combustión interna según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque también comprende:

unos orificios de alimentación de aceite y unas ranuras de alimentación de aceite, para alimentar un aceite lubricante suministrado desde una bomba de suministro de aceite;

una ranura de recogida de aceite para recoger el exceso de aceite lubricante; y

un orificio de recogida de aceite para hacer que el aceite recogido circule para su reutilización;

en el que cada uno de dichos orificios de alimentación de aceite pasa por un centro de eje de dicho eje de trabajo (3)

y se extiende desde ambos extremos izquierdo y derecho hacia un centro y un ángulo de cada uno de dichos orificios de alimentación de aceite es cambiado en la dirección radial en una posición que pasa sobre una línea de una pared interior lateral de cilindro; y dichos orificios de alimentación de aceite que se extienden desde los extremos izquierdo y derecho, inmediatamente después de salir a las superficies de dicho eje, están conectados a dichas ranuras de transferencia de aceite formadas en las superficies izquierda y derecha de dicha base de rotor,

terminando dichas ranuras de transferencia de aceite izquierda y derecha al tiempo que son abiertas en dicha pared que rodea la base de rotor (13) en una posición en frente de una base de dicha pala de rotor (20) ; y

en el momento de trabajo de dicho motor de combustión interna, el aceite lubricante alimentado desde la bomba de suministro de aceite entra en dichas ranuras de transferencia de aceite y lubrica ambas caras laterales de dicha 20 base de rotor (11) y el aceite lubricante sale de dichas ranuras de transferencia de aceite en dicha pared que rodea la base de rotor y también lubrica las superficies laterales izquierda y derecha de dicha pala de rotor (20) debido a la fuerza centrífuga de rotación de dicho rotor (10) ; y el exceso de aceite lubricante permanece en una parte inferior de dicha pared circunferencial de cilindro (4) para proporcionar lubricación a una superficie superior de dicha pala de rotor y el exceso de aceite lubricante cae, debido al barrido de dicho rotor, en dicha ranura de recogida de aceite formada en dicha pared circunferencial de cilindro y, además, entra en dicho orificio de recogida de aceite y se hace recircular para su reutilización.