MOTOR DE DOBLE PISTÓN.

Motor de combustión interna, en el que evolucionan aire y combustible, que comprende al menos un cilindro

(16), una cámara de combustión (15) por cada cilindro (16), un pistón principal (1) que recorre el cilindro (16) y delimita la cámara de combustión (15) por uno de los extremos del cilindro (16), un eje de cigüeñal (12'), y al menos una biela (14) por cada cilindro (16), que une el pistón principal (1) con el eje de cigüeñal (12'). Además el motor comprende un pistón secundario (2), el cual recorre el cilindro (16) del pistón principal (1) delimitando la cámara de combustión (15) por el extremo opuesto al del pistón principal (1). El pistón secundario (2) recibe el movimiento proveniente del pistón principal (1) mediante una cadena cinemática que une el eje de cigüeñal (12') y el pistón secundario (2). De esta forma en la explosión del aire y el combustible, el pistón principal (1) se encuentra entre un 25% y un 75% de la carrera del cilindro (16).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201231311.

Solicitante: ARRANZ ITURRIOZ, José María.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ARRANZ ITURRIOZ,José María.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > Otros motores, p. ej. motores de un solo cilindro > F02B75/28 (Motores con varios pistones alternativos que se desplazan en el mismo cilindro o en cilindros sensiblemente coaxiales (opuestos con relación al árbol principal F02B 75/24))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > MAQUINAS O MOTORES, EN GENERAL O DEL TIPO DE DESPLAZAMIENTO... > Máquinas o motores con dos o más pistones alternativos... > F01B7/02 (con pistones alternativos opuestos)
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MOTOR DE DOBLE PISTÓN.

Fragmento de la descripción:

Motor de doble pistón

Objeto de la invención La presente invención se refiere a un motor de combustión interna de doble pistón, el cual posee una configuración y diseño que permite mejorar el rendimiento y reducir el consumo del mismo.

Antecedentes de la invención y problema técnico que se resuelve En la actualidad son ampliamente conocidos los motores de combustión interna en los que se dispone en la parte superior de los cilindros una zona de entrada de mezcla de aire y combustible, una bujía para los motores de gasolina, una zona de salida de los gases de la combustión, así como un pistón que se desplaza por cada cilindro conectado mediante una biela a un eje de cigüeñal. Existen otras configuraciones de motores en las que tanto la entrada de la mezcla, como la salida de los gases de la combustión se realizan por los laterales de los cilindros.

Habitualmente en un motor con un pistón por cilindro, la explosión se lleva a cabo con el pistón en la posición más elevada, es decir, en el PMS (punto muerto superior) . Esto conlleva que en el momento de la explosión la muñequilla del cigüeñal se encuentre en el punto superior de su recorrido, encontrándose la biela que conecta la muñequilla del cigüeñal y el pistón en posición prácticamente vertical.

La posición prácticamente vertical de la biela conlleva que una parte importante de la energía de la explosión sea transmitida por la biela contra los cojinetes de apoyo del cigüeñal, no transmitiendo toda la energía de la explosión a contribuir al giro del cigüeñal. Este hecho conlleva una perdida en el rendimiento del motor, así como un consumo no óptimamente aprovechado.

Una posición más adecuada de la biela es en la que el pistón se encuentra a mitad de su carrera, es decir, cuando la muñequilla del cigüeñal se encuentra próxima al punto más alejado con respecto a un eje imaginario que atravesaría el cilindro longitudinalmente de forma simétrica. Sin embargo esto no resulta posible en un motor convencional dado que entonces el volumen de la cámara de combustión sería tan elevado que evitaría la compresión adecuada de la mezcla, reduciendo la fuerza de explosión y por lo tanto disminuyendo la eficacia del motor.

Por otra parte, los motores de doble pistón, es decir, motores en los que en el interior de cada cilindro se dispone de dos pistones colocados axialmente enfrentados entre sí, son también conocidos.

En el documento ES 241304 A1 se recoge un compresor de aire con bomba de doble pistón, en el que en un cilindro se localizan dos pistones axialmente enfrentados entre sí, siendo ambos pistones los elementos que reciben el movimiento de desplazamiento en lugar de ser los elementos que lo generan, con la finalidad de generar una admisión y compresión de aire, careciendo por tanto de cigüeñales, bujías, combustibles, etc.

En el documento US 2731002 A se recoge un motor cuatro tiempos donde comprende un pistón para controlar la lumbrera de admisión y un segundo pistón por cilindro para controlar la lumbrera de escape, estando ambos pistones acoplados a un mismo codo mediante un complejo conjunto de elementos mecánicos que hacen inviable su empleo en por ejemplo vehículos de transporte, requiriendo además al menos dos cilindros para su funcionamiento.

Es también conocido un motor de tres tiempos, ES 474662 A1, en el que los pistones se desplazan simultáneamente, mediante un sistema de unión entre ambos que requiere una disposición longitudinal pudiendo causar problemas de espacio para la adaptación a diversos dispositivos, no solucionando, por otra parte, el anteriormente comentado problema de la localización de la muñequilla del cigüeñal en el momento que se da la explosión en la cámara de combustión delimitada longitudinalmente por los propios pistones.

Descripción de la invención Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un motor que permite que el pistón se encuentre aproximadamente a media carrera en el cilindro en el momento de la explosión, a la vez que en la cámara de combustión el volumen contenido es el óptimo en el momento de la explosión. De esta forma se proporciona un motor con un menor consumo y un rendimiento superior al de los motores convencionales, ya sea con uno o con dos pistones por cilindro. El empleo de este motor no se limita a vehículos terrestres. Tanto embarcaciones pequeñas, como embarcaciones de grandes dimensiones pueden emplear la presente invención. El empleo de la presente invención ni siquiera se limita a vehículos puesto que maquinaria como motobombas pueden funcionar mediante un motor objeto de la presente invención.

El motor de combustión interna, en el que evolucionan aire y combustible, comprende al menos un cilindro; una cámara de combustión por cada cilindro; un pistón principal, el cual recorre el cilindro y delimita la cámara de combustión por uno de los extremos del cilindro; un eje de cigüeñal; al menos una biela por cada cilindro, el cual une el pistón principal con el eje de cigüeñal; y, un pistón secundario, el cual recorre el cilindro del pistón principal delimitando la cámara de combustión por el extremo opuesto al del pistón principal.

Una característica muy importante de la presente invención es que el pistón secundario recibe el movimiento proveniente del pistón principal mediante una cadena cinemática que une el eje de cigüeñal y el pistón secundario. De esta forma en la explosión del aire y el combustible, el pistón principal se encuentra entre un 25% y un 75% de la carrera del cilindro.

Esta cadena cinemática que une el eje de cigüeñal y el pistón secundario comprende al menos tres subcadenas cinemáticas. La primera subcadena comprende al menos un primer conjunto de elementos de transmisión mecánica, el cual a su vez comprende al menos una biela colgante, siendo el último elemento de transmisión mecánica en transmitir el movimiento proveniente del pistón principal al pistón secundario; al menos una biela intermedia, la cual recibe por uno de sus extremos el movimiento proveniente del pistón principal; al menos una biela pendular; un punto fijo, del cual cuelga la biela pendular; y, un punto de intersección. En el punto de intersección coinciden la biela intermedia, la biela colgante y la biela pendular.

La segunda subcadena cinemática comprende al menos un segundo conjunto de elementos de transmisión mecánica. Este segundo conjunto de elementos de transmisión mecánica, de forma preferente, comprende a su vez al menos un brazo oscilante con una abertura; y, una leva por cada brazo oscilante. Esta leva a su vez comprende al menos una zona de rotación y una zona de guiado que se sitúa excéntricamente con respecto a la zona de rotación y que sobresale perpendicularmente a la zona de rotación.

La leva, por medio de la zona de rotación, recibe el movimiento de giro proveniente del eje del cigüeñal, y que por contacto directo de la zona de guiado con la parte interna de la abertura del brazo oscilante, genera un desplazamiento en el brazo oscilante que permite accionar el primer conjunto de elementos de transmisión mecánica mediante un punto de unión entre biela intermedia y el brazo oscilante.

La tercera subcadena cinemática comprende al menos un tercer conjunto de elementos de transmisión mecánica. Este tercer conjunto de elementos de transmisión mecánica, de forma preferente, comprende a su vez al menos un medio flexible de transmisión mecánica y al menos una superficie engranadora como elemento de transmisión mecánica entre el eje del cigüeñal y el medio flexible de transmisión mecánica.

Una característica de la invención es que mediante el...

 


Reivindicaciones:

1. Motor de combustión interna, en el que evolucionan aire y combustible, que comprende:

- al menos un cilindro (16) ,

- una cámara de combustión (15) por cada cilindro (16) ,

- un pistón principal (1) que recorre el cilindro (16) y delimita la cámara de combustión (15) por uno de los extremos del cilindro (16) ,

- un eje de cigüeñal (12’) ,

- al menos una biela (14) por cada cilindro (16) , que une el pistón principal (1) con el eje de cigüeñal (12’) , y

- un pistón secundario (2) , el cual recorre el cilindro (16) del pistón principal (1) delimitando la cámara de

combustión (15) por el extremo opuesto al del pistón principal (1) , caracterizado por que:

- el pistón secundario (2) recibe el movimiento proveniente del pistón principal (1) mediante una cadena

cinemática que une el eje de cigüeñal (12’) y el pistón secundario (2) , tal que en la explosión del aire y el combustible, el pistón principal (1) se encuentra entre un 25% y un 75% de la carrera del cilindro (16) .

2. Motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado por que la cadena cinemática que une el eje de cigüeñal (12’) y el pistón secundario (2) comprende al menos tres subcadenas cinemáticas (A, B, C) .

3. Motor de combustión interna, según la reivindicación 2, caracterizado por que la primera subcadena (A) comprende al menos un primer conjunto de elementos de transmisión mecánica el cual comprende:

- al menos una biela colgante (3) , siendo el último elemento de transmisión mecánica en transmitir el movimiento proveniente del pistón principal (1) al pistón secundario (2) ,

- al menos una biela intermedia (4) , la cual recibe por uno de sus extremos el movimiento proveniente del pistón principal (1) ,

- al menos una biela pendular (5) ,

- un punto fijo (5’) , del cual cuelga la biela pendular (5) , y

-un punto de intersección (3’) , donde en el punto de intersección (3’) coinciden la biela intermedia (4) , la biela colgante (3) y la biela pendular (5) .

4. Motor de combustión interna, según la reivindicación 2 y 3, caracterizado por que la segunda subcadena (B) comprende al menos un segundo conjunto de elementos de transmisión mecánica el cual comprende:

- al menos un brazo oscilante (6) con una abertura (6.1) ,

- una leva (7) por cada brazo oscilante (6) , la cual a su vez comprende al menos:

o una zona de rotación (7.1) , y

o una zona de guiado (7.3) , situada excéntricamente con respecto a la zona de rotación (7.1) y que

sobresale perpendicularmente a dicha zona de rotación (7.1) , donde la leva (7) por medio de la zona de rotación (7.1) recibe el movimiento de giro proveniente del eje del cigüeñal (12’) , y que por contacto directo de la zona de guiado (7.3) con la parte interna de la abertura (6.1) del brazo oscilante (6) , genera un desplazamiento en el brazo oscilante (6) que permite accionar el primer conjunto de elementos de transmisión mecánica mediante un punto de unión (4’) entre biela intermedia (4) y el brazo oscilante (6) .

5. Motor de combustión interna, según la reivindicación 2 y 4, caracterizado por que la tercera subcadena (C) comprende al menos un tercer conjunto de elementos de transmisión mecánica el cual comprende:

- al menos un medio flexible de transmisión mecánica, y

- al menos una superficie engranadora como elemento de transmisión mecánica entre el eje del cigüeñal

(12’) y el medio flexible de transmisión mecánica, donde mediante el medio flexible de transmisión mecánica, a la zona de rotación (7.1) de la leva (7) le llega el movimiento de giro proveniente del eje del cigüeñal (12’) .

6. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por cada vuelta completa del eje del cigüeñal (12’) , la leva (7) gira una vuelta completa.

7. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que es seleccionado entre un motor de encendido provocado regido por el ciclo Otto y un motor de encendido por compresión según el ciclo Diesel.

8. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que es seleccionado entre un motor de dos tiempos y un motor de cuatro tiempos.

9. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los motores de encendido provocado comprenden una bujía (19) la cual se dispone en un lateral longitudinal del cilindro (16) con un ángulo entre 15º y 90º con respecto a un eje de simetría longitudinal del cilindro (16) .

10. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un inyector (20) en el lateral longitudinal del cilindro (16) con un ángulo entre 15º y 90º con respecto al eje de simetría longitudinal del cilindro (16) .

11. Motor de combustión interna, según la reivindicación 9, caracterizado por que el inyector (20) está dispuesto paralelamente con respecto al eje de simetría longitudinal del cilindro en el interior de un pistón seleccionado entre el pistón principal (1) y el pistón secundario (2) .