Motor de combustión interna.

Motor (1) de combustión interna que comprende:

- una cámara (3) diseñada para un fluido de trabajo destinado a sufrir una combustión en el interior de la dicha cámara (3),

- un primer pistón (4) que contribuye a delimitar el volumen de la dicha cámara (3),

- un primer paso (5) dispuesto a través del dicho primer pistón (4) para poner en comunicación el interior de la cámara (3) con el exterior, estando concebido el dicho primer paso (5) para alimentar la cámara (3) en fluido de trabajo y/o evacuar fuera de la cámara (3) el fluido quemado que resulta de la combustión del fluido de trabajo,

- una primera válvula (6) montada sobre el primer pistón (4) para controlar la apertura y el cierre del dicho primer paso (5),

- un eje de salida (8) montado coaxialmente al dicho primer pistón (4), cooperando el eje de salida (8) y el primer pistón (4) para convertir el movimiento del primer pistón (4) en movimiento rotativo del eje de salida (8),

caracterizado porque el eje de salida (8) y la primera válvula (6), cooperan para convertir el movimiento rotativo del eje de salida (8) en movimiento de la primera válvula (6) con respecto al primer pistón (4), comprendiendo de una parte el dicho motor (1) un segundo camino de guía (11) solidario del eje de salida (8) y de otra parte un segundo elemento de guía (12) solidario de la primera válvula (6), estando montado el dicho segundo elemento de guía (12) para desplazarse a lo largo del segundo camino de guía (11), para convertir el movimiento rotativo del eje de salida (8) en movimiento de la primera válvula (6) con respecto al primer pistón (4).

Motor de combustión interna Campo técnico

La presente invención se relaciona con el campo técnico general de los motores, y en particular de motores de combustión interna (o "motor de explosión"), que transforman la energía térmica obtenida por combustión, en el interior mismo del motor, de un fluido de trabajo, en energía mecánica utilizable por ejemplo para propulsar vehículos (tales como automóviles, motocicletas, aeronaves o barcos), para impulsar máquinas (industriales o agrícolas), o incluso para suministrar energía mecánica con dispositivos de conversión de energía, del género de grupos electrógenos.

La invención se relaciona más precisamente con un motor de combustión interna que comprende de una parte una cámara concebida para recibir un fluido de trabajo destinado a sufrir una combustión en el interior de la dicha cámara y de otra parte un primer pistón que contribuye a delimitar el volumen de la dicha cámara.

Técnica anterior

Los motores de combustión interna, habitualmente designados por la denominación "motores de explosión", son conocidos de larga data y están ampliamente extendidos, puesto que equipan la inmensa mayoría de vehículos automóviles, para no citar más que este tipo de máquinas motorizadas.

De los motores de combustión interna los más extendidos son los motores "de cuatro tiempos", que utilizan un ciclo termodinámico correspondiente sensiblemente al ciclo termodinámico teórico llamado "de Beau de Rochas", bien conocido en el campo.

La arquitectura de estos motores de cuatro tiempos conocidos está generalmente basada en la utilización de un cilindro que es cerrado en su parte superior por una culata.

El cilindro y la culata forman una cámara de combustión cuyo volumen está regulado por el curso de un pistón deslizante en el cilindro según el movimiento de vaivén impartido por las variaciones de presión resultante de los ciclos de combustión operados en la cámara de combustión. El pistón está por sí mismo conectado a un cigüeñal por intermedio de una biela, para transformar el movimiento rectilíneo del pistón en movimiento de rotación del cigüeñal. La culata está destinada para recoger las válvulas de admisión y de escape que permitan respectivamente la admisión del fluido combustible (mezcla gaseosa aire-carburante) en la cámara y la evacuación fuera de la cámara de los gases quemados resultantes de la combustión rápida (deflagración) del dicho fluido. El movimiento de las válvulas con relación a la culata está controlado de manera sincronizada por uno o varios árboles de leva accionados por el cigüeñal, por ejemplo con la ayuda de un sistema de cadena o engranaje.

Esta arquitectura de motor conocida es satisfactoria en general, pero no deja de presentar serios inconvenientes.

En primer lugar, la presencia de una culata retornada sobre el cilindro es susceptible de implicar problemas de fiabilidad, en particular a nivel de la junta de culata interpuesta entre el cilindro y la culata. La utilización de una culata y de la junta correspondiente limita además necesariamente la tasa de compresión del motor, puesto que una tasa de compresión elevada o muy elevada sería por supuesto susceptible de generar un deterioro de la junta de culata. Además, estos motores conocidos emplean una cadena mecánica y cinemática relativamente pesada y compleja de reenvío de esfuerzo entre el cigüeñal, el árbol de levas (el cual está generalmente desviado) y las válvulas. Esto constituye por supuesto una fuente potencial de falla y de pérdida de rendimiento energético, y no va en el sentido del aumento de la fiabilidad ni de una reducción del precio de coste.

De manera general, estos motores conocidos emplean un gran número de piezas en movimiento, lo que corresponde con una masa en movimiento importante susceptible de nuevo de generar problemas de eficacia y fiabilidad. Por otra parte, la arquitectura de estos motores conocidos es relativamente contraria al punto de vista de las secciones de admisión y de escape que están limitadas a valores relativamente bajos en razón de limitaciones de implantación de válvulas en la culata. Finalmente, estos motores conocidos están demostrando ser igualmente relativamente pesados y voluminosos, de manera que su implantación en el interior de un vehículo, y particularmente en el interior de un vehículo automóvil de género coche particular puede considerarse problemático.

Exposición de la invención

La invención busca en consecuencia proveer una solución a los diferentes inconvenientes enumerados precedentemente y proponer un nuevo motor cuya arquitectura es particularmente simple, eficaz y fiable.

Otro objeto de la invención es proponer un nuevo motor que emplee un número mínimo de piezas en movimiento, que sea particularmente fiable y que presente un bajo volumen, en particular en altura y en anchura.

Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo motor que utilice una unión mecánica entre los pistones y el eje de salida que sea particularmente simple, eficaz y fiable, que permite además ajustar fácilmente y rápidamente los comportamientos del motor.

Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo motor que emplee una masa de movimiento mínima y susceptible de procurar secciones de admisión y/o de escape importantes.

Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo motor particularmente compacto y que evite la utilización de retornos de esfuerzo y de piezas de trasmisión desviadas.

Otro objeto de la Invención busca proponer un nuevo motor capaz de operar la admisión y el escape de manera particularmente eficaz.

Otro objeto de la Invención busca proponer un nuevo motor que emplee un mínimo de piezas diferentes.

Los objetivos asignados a la Invención son alcanzados con la ayuda de un motor de combustible interna según la reivindicación 1.

Descripción resumida de los dibujos

Otros objetos y ventajas de la invención aparecerán más en detalle con la lectura de la descripción que sigue, en referencia a los dibujos anexos, dados a título puramente Ilustrativo y no limitativo, en los cuales:

- La figura 1 ¡lustra, según una vista de lado en corte parcial, un ejemplo de motor de cuatro tiempos conforme a la

invención.

- La figura 2 ¡lustra, según otra vista de lado en corte parcial, el motor de la figura 1.

- La figura 3 ilustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras 1 y 2 durante la utilización del primer tiempo (admisión).

- La figura 4 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante el fin del primer

tiempo.

- La figura 5 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante la utilización del segundo tiempo (compresión).

- La figura 6 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante la utilización de una primera fase (explosión) del tercer tiempo.

- La figura 7 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante la utilización de una segunda fase (distensión) del tercer tiempo.

- La figura 8 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante el fin de la distensión, cuando los pistones se encuentran en una posición llamada de "punto muerto bajo".

- La figura 9 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante el inicio del cuarto tiempo (escape).

- La figura 1 ¡lustra, según una vista de lado en corte, el motor de las figuras precedentes durante el fin del escape.

- La figura 11 ¡lustra, según una vista de lado en corte, la unión mecánica entre el eje de salida y un pistón en el motor de las figuras precedentes.

- La figura 12 ¡lustra, según una vista en perspectiva, un detalle del eje de salida del motor de las figuras precedentes.

- Las figuras 13 y 14 ¡lustran, según las vistas en perspectiva, un detalle de realización de un pistón utilizado en el motor de las figuras precedentes.

- La figura 15 ¡lustra, según una vista en perspectiva, una culata empleada en el motor de las figuras precedentes y destinada a ser montada en el pistón de las figuras 13 y 14.

- La figura 16 ¡lustra, según una vista en perspectiva, un subconjunto unitario que resulta del montaje de la válvula de la figura 15 sobre el pistón de las figuras 13 y 14.

Mejor manera de realizar la Invención

La invención se relaciona con un motor, es decir un dispositivo capaz de suministrar un trabajo mecánico utilizable particularmente para propulsar un vehículo, y por ejemplo un vehículo... [Seguir leyendo]

1. Motor (1) de combustión interna que comprende:

- una cámara (3) diseñada para un fluido de trabajo destinado a sufrir una combustión en el interior de la dicha cámara (3) ,

- un primer pistón (4) que contribuye a delimitar el volumen de la dicha cámara (3) , 5

- un primer paso (5) dispuesto a través del dicho primer pistón (4) para poner en comunicación el interior de la cámara (3) con el exterior, estando concebido el dicho primer paso (5) para alimentar la cámara (3) en fluido de trabajo y/o evacuar fuera de la cámara (3) el fluido quemado que resulta de la combustión del fluido de trabajo, - una primera válvula (6) montada sobre el primer pistón (4) para controlar la apertura y el cierre del dicho primer paso (5) , 10

- un eje de salida (8) montado coaxialmente al dicho primer pistón (4) , cooperando el eje de salida (8) y el primer pistón (4) para convertir el movimiento del primer pistón (4) en movimiento rotativo del eje de salida (8) , caracterizado porque el eje de salida (8) y la primera válvula (6) , cooperan para convertir el movimiento rotativo del eje de salida (8) en movimiento de la primera válvula (6) con respecto al primer pistón (4) , comprendiendo de una parte el dicho motor (1) un segundo camino de guía (11) solidario del eje de salida (8) y de otra parte un segundo elemento de 15 guía (12) solidario de la primera válvula (6) , estando montado el dicho segundo elemento de guía (12) para desplazarse a lo largo del segundo camino de guía (11) , para convertir el movimiento rotativo del eje de salida (8) en movimiento de la primera válvula (6) con respecto al primer pistón (4) .

2. Motor (1) según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende de una parte un primer camino de guía (9) solidario del eje de salida (8) y de otra parte un primer elemento de guía (10) solidario del primer pistón (4) , estando 20 montado el dicho primer elemento de guía (10) para desplazarse a lo largo del primer camino de guía (9) , para convertir el movimiento del primer pistón (4) en movimiento rotativo del eje de salida (8) .

3. Motor (1) según la reivindicación 2 caracterizado porque comprende un primer anillo (8A) montado en el eje de salida (8) , portando el dicho primer anillo (8A) el dicho primer camino de guía (9) .

4. Motor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque comprende un segundo anillo (8B) montado 25 en el eje de salida (8) , portando el dicho segundo anillo (8B) el dicho segundo anillo de guía (11) .

5. Motor (1) según la reivindicación 4 caracterizado porque el dicho segundo anillo (8B) está montado móvil sobre el eje de salida (8) .

6. Motor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque comprende un segundo pistón (14) que contribuye igualmente a delimitar el volumen de la dicha cámara (3) . 30

7. Motor (1) según la reivindicación 6 caracterizado porque el dicho árbol de salida (8) está montado coaxialmente al dicho segundo pistón (14) , cooperando el eje de salida (8) y el segundo pistón (14) para convertir el movimiento del segundo pistón (14) en movimiento rotativo del eje de salida (8) .

8. Motor (1) según una de las reivindicaciones 6 y 7 caracterizado porque comprende un segundo paso (17) dispuesto a través del dicho segundo pistón (14) para poner en comunicación el interior de la cámara (3) con el exterior, estando 35 concebido el dicho segundo paso (17) para alimentar la cámara (3) con fluido de trabajo, mientras que el primer paso (5) en el primer pistón (4) está concebido para evacuar fuera de la cámara (3) el fluido quemado resultante de la combustión del fluido de trabajo.

9. Motor (1) según la reivindicación 8 caracterizado porque comprende una segunda válvula (18) montada en el segundo pistón (14) para controlar la apertura y el cierre del dicho segundo paso (17) . 40

10. Motor (1) según la reivindicación 9 caracterizado porque el eje de salida (8) y la segunda válvula (18) cooperan para convertir el movimiento rotativo del eje de salida (8) en movimiento de la segunda válvula (18) con respecto al segundo pistón 14.

11. Motor (1) según una de las reivindicaciones 6 a 10 caracterizado porque el primer pistón (4) y el segundo pistón (14) están diseñados para desplazarse según los movimientos de vaivén opuestos, de tal manera que los dichos pistones (4, 45 14) se aproximan y se alejan el uno del otro sensiblemente de manera simultánea.

12. Motor (1) según una de las reivindicaciones 6 a 11 caracterizado porque comprende un cilindro (2) en el interior del cual el primero y el segundo pistón (4, 14) están montados con corredera axial, estando formada la dicha cámara (3) por el espacio intersticial que separa los dichos pistones (4, 14) en el cilindro (2) .

13. Subconjunto unitario que comprende:

- un primer pistón (4) para un motor de combustión interna, comprendiendo este último de una parte una cámara (3) 5 diseñada para recibir un fluido de trabajo destinado para sufrir una combustión en el interior de la dicha cámara (3) y de otra parte un eje de salida (8) rotativo, estando destinado el primer pistón (4) a contribuir en delimitar el volumen de la dicha cámara (3) , estando dispuesto un primer paso (5) a través del dicho primer pistón (4) para comunicar el interior de la cámara (3) con el exterior, estando diseñado el primer paso (5) para alimentar la cámara (3) con fluido de trabajo y/o evacuar fuera de la cámara (3) el fluido quemado que resulta de la combustión del fluido de trabajo, 10

- una primera válvula (6) embarcada en el dicho primer pistón (4) y montada con corredera en este último para controlar la apertura y el cierre del dicho primer paso (5) , - un segundo dedo que hace saliente de la primera válvula (6) y está destinado a encajarse en una segunda ranura (13) dispuesta en la superficie del eje de salida (8) para convertir el movimiento rotativo del eje de salida (8) en movimiento de la primera válvula (6) con respecto al primer pistón (4) . 15

14. Subconjunto unitario según la reivindicación 13 caracterizado porque la dicha primera válvula (6) comprende una cobertura de hermeticidad (6A) en forma de corona.