Un aparato, que comprende: un motor de combustión interna (200) con,

por lo menos, una pared (210) que define un diámetro interior (205); y un pistón (100) dispuesto para oscilar en el diámetro interior (205), comprendiendo el pistón una parte (110) de cabeza y una parte (120) de faldón, teniendo el pistón una superficie exterior sustancialmente circunferencial, y por lo menos una parte (130) de la superficie exterior apoyando contra la pared (210) en un plano de empuje, en el que la superficie exterior tiene una línea (150) del perfil axial en el plano de empuje, que incluye una línea inferior (154) del perfil del faldón, una línea intermedia (156) del perfil del faldón, y una línea superior (158) del perfil del faldón, incluyendo la línea intermedia (156) del perfil del faldón, una curvatura cóncava en el plano de empuje cuando el pistón (100) está sustancialmente a la temperatura de trabajo, y caracterizado porque la línea intermedia (156) del perfil del faldón tiene radios en el plano de empuje que son más largos que los radios de la línea superior (158) del perfil del faldón en el plano de empuje

CAMPO TÉCNICO

Este documento se refiere a pistones para su utilización en motores o similares. ANTECEDENTES

Varios tipos de motores pueden utilizar pistones en el diámetro interior de un cilindro. Cada pistón puede oscilar en el interior de su diámetro interior asociado, puesto que una parte de la superficie circunferencial exterior del pistón es guiada por medio de la pared del cilindro. El pistón puede incluir un faldón que está configurado para apoyar contra la pared del cilindro (con una capa hidrodinámica entre ambos, para proporcionar lubricación) cuando se hace oscilar el pistón en el diámetro interior del cilindro. En general, la parte inferior del pistón en el interior del faldón del pistón es sustancialmente hueca, mientras que la parte superior del pistón próxima a la cara del pistón es maciza. Por consiguiente, el pistón puede tener una expansión térmica no uniforme y una rigidez no uniforme.

Las concentraciones de tensión provocadas por la expansión térmica del pistón, la flexión y el balanceo en el diámetro interior, pueden provocar que el pistón "pula" o raspe de otro modo la superficie de la pared del cilindro, tras movimientos oscilatorios repetidos. Asimismo, la expansión térmica del material del pistón puede incrementar la fuerza de contacto entre el pistón y el diámetro interior, provocando una fricción elevada que puede tener como resultado una pérdida de eficiencia y la posible captura del pistón en el diámetro interior del cilindro. Si el radio exterior del pistón es demasiado pequeño, la superficie circunferencial exterior puede no apoyar lo suficiente contra la pared del cilindro, provocando que el pistón se balancee demasiado en el eje del pasador del pistón, o vibre dentro del diámetro interior del cilindro.

El documento JP 09 170 490 A da a conocer un pistón de hierro fundido para un motor de combustión interna, pistón que tiene una parte superior y una parte del faldón. La parte del faldón está dotada de una ranura de escape rebajada, anular, que está dispuesta en un intervalo específico desde una superficie extrema inferior del faldón, para reducir la influencia de la deformación provocada por el calor y la presión del cilindro. El documento JP 0 917 04 90 A da a conocer las características del preámbulo de la reivindicación 1.

El documento DE 37 40 820 C1 da a conocer asimismo un pistón para un motor de combustión interna, con una parte superior y una parte de faldón. La parte de faldón del pistón tiene forma convexa. Resumen de la Invención

La invención se refiere un aparato como el reivindicado en la reivindicación

1.

En algunas realizaciones, un pistón puede incluir una parte de cabeza, una parte de faldón, y un perfil axial en un plano de empuje. El perfil axial, cuando el pistón está sustancialmente a una temperatura de trabajo, puede incluir un perfil inferior del faldón, y un perfil intermedio del faldón adyacente al perfil inferior del faldón. Por lo menos una parte intermedia del perfil de faldón puede tener una curvatura cóncava en el plano de empuje. El perfil axial puede incluir asimismo un perfil superior de faldón, junto al perfil intermedio del faldón.

En una serie de realizaciones, un aparato puede incluir un motor de combustión interna que tiene, por lo menos, una pared que define un diámetro interior. El aparato puede incluir asimismo un pistón dispuesto para oscilar en el diámetro interior. El pistón puede incluir una parte de cabeza y una parte de faldón. El pistón puede tener una superficie exterior sustancialmente circunferencial, y por lo menos una parte de la superficie exterior puede apoyar contra la pared en un plano de empuje. La superficie exterior puede incluir una parte inferior del faldón, a una parte intermedia del faldón y una parte superior del faldón. La parte intermedia del faldón puede incluir una curvatura cóncava en el plano de empuje, cuando el pistón está sustancialmente a la temperatura de trabajo.

En algunas realizaciones, un motor de combustión interna puede incluir una pared del diámetro interior que define, por lo menos parcialmente, un diámetro interior. El motor puede incluir asimismo un pistón que se mueve en el diámetro interior, en respuesta a un evento de combustión que proporciona un componente de fuerza de la biela y un componente de fuerza de empuje. El componente de la fuerza de empuje puede impulsar el pistón contra un lado de empuje principal de la pared del diámetro interior. El pistón puede incluir una parte de cabeza y una parte de faldón. La parte de faldón puede tener una pared de faldón sustancialmente circunferencial, que es operativa para apoyar contra la pared del diámetro interior en un plano de empuje. La pared del faldón puede incluir un punto del faldón superior, a lo largo de un lado de empuje principal del plano de empuje, separado de un punto del faldón inferior a lo largo del lado de empuje principal del plano de empuje. La parte de la pared del faldón próxima al punto del faldón inferior, puede tener una flexibilidad radial sensiblemente mayor que la parte de la pared del faldón próxima al punto del faldón superior. Asimismo, el punto del faldón superior y el punto del faldón inferior pueden soportar cargas laterales sustancialmente equivalentes, cuando el pistón es impulsado contra el lado de empuje principal de la pared del diámetro interior.

Estas y otras realizaciones pueden configurarse para proporcionar una o más de las ventajas siguientes. En primer lugar, la forma del pistón puede proporcionar un guiado mejor dentro del diámetro interior del cilindro. En segundo lugar, en algunas realizaciones el pistón puede configurarse para proporcionar una distribución de carga más uniforme a lo largo del lado de empuje principal de la superficie circunferencial exterior, lo cual puede reducir la incidencia de "pulimentado" o si no de raspado de la pared del cilindro. En tercer lugar, la forma del pistón puede reducir el ángulo de balanceo de la superficie superior del pistón, lo que puede permitir holguras menores entre la parte superior del pistón y la pared del cilindro. Una reducción semejante de dicha holgura puede mejorar el rendimiento y la eficiencia del motor.

Ciertas realizaciones de la invención incluyen un pistón con una forma que puede proporcionar un guiado mejorado del pistón. En dichas realizaciones, la forma del pistón puede incluir un perfil axial configurado para concentrar las fuerzas de reacción de empuje sobre el faldón del pistón, de manera que un centroide de la fuerza del faldón está situado a una altura axial igual o ligeramente inferior al eje de pivote del pistón. Dicha configuración puede reducir el momento de la fuerza de empuje, que generalmente provocaría un movimiento de balanceo del pistón. Asimismo, semejante configuración puede reducir la probabilidad de que las partes más rígidas del pistón provoquen raspaduras a lo largo de la pared del cilindro, permitiendo de este modo un espacio de holgura sustancialmente menor entre la faja superior y la pared del cilindro.

Los detalles de una o más realizaciones de la invención, se exponen en los dibujos anexos y en la descripción siguiente. Otras características, objetivos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la descripción de los dibujos, y a partir de las reivindicaciones. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1A es una vista lateral de un pistón y una parte de un motor, de

acuerdo con algunas realizaciones de la invención.

La figura 1B es una vista lateral del pistón de la figura 1A.

La figura 2 es una vista en sección transversal del pistón, de acuerdo con

algunas realizaciones de la invención.

La figura 3 es un diagrama que muestra un ejemplo de un perfil axial de un

faldón de un pistón, de acuerdo con una realización de la invención.

La figura 4 es una vista esquemática de una sección transversal de un pistón,

de acuerdo con otras realizaciones de la invención.

La figura 5 es un diagrama que muestra un ejemplo de un perfil polar de un

faldón de un pistón, de acuerdo con una realización de la invención.

Los símbolos de referencia iguales indican elementos iguales en los diversos dibujos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES ILUSTRATIVAS

En referencia a las figuras 1A -B, un pistón 100 puede oscilar dentro de un diámetro interior...

1. Un aparato, que comprende: un motor de combustión interna (200) con, por lo menos, una pared (210) que define un diámetro interior (205); y un pistón (100) dispuesto para oscilar en el diámetro interior (205), comprendiendo el pistón una parte (110) de cabeza y una parte (120) de faldón, teniendo el pistón una superficie exterior sustancialmente circunferencial, y por lo menos una parte (130) de la superficie exterior apoyando contra la pared (210) en un plano de empuje, en el que la superficie exterior tiene una línea (150) del perfil axial en el plano de empuje, que incluye una línea inferior (154) del perfil del faldón, una línea intermedia (156) del perfil del faldón, y una línea superior (158) del perfil del faldón, incluyendo la línea intermedia (156) del perfil del faldón, una curvatura cóncava en el plano de empuje cuando el pistón (100) está sustancialmente a la temperatura de trabajo, y caracterizado porque la línea intermedia (156) del perfil del faldón tiene radios en el plano de empuje que son más largos que los radios de la línea superior (158) del perfil del faldón en el plano de empuje. 2. El aparato de la reivindicación 1, en el que la línea inferior (154) del perfil

del faldón incluye una curvatura sustancialmente convexa en el plano de empuje, y la línea superior (158) del perfil del faldón incluye una curvatura sustancialmente cóncava en el plano de empuje.

3. El aparato de la reivindicación 1, en el que la superficie exterior (130) realiza la transición desde la curvatura sustancialmente convexa de la línea inferior

(154) del perfil del faldón, a la curvatura sustancialmente cóncava de la línea intermedia (156) del perfil del faldón, para compensar un cambio en la rigidez del pistón (100).

4. El aparato de la reivindicación 3, en el que la línea inferior (154) del perfil del faldón y la línea superior (156) del perfil del faldón son operativas para distribuir de forma sustancialmente uniforme una carga de empuje (254) del pistón (100) al lado de empuje principal (230) de la pared (210).

5. El aparato de la reivindicación 1, en el que la línea inferior (154) del perfil

del faldón incluye un radio máximo que está en ajuste con apriete con la pared (210), cuando el pistón (100) está sustancialmente a la temperatura de trabajo. 6. El aparato de la reivindicación 5, en el que la parte inferior del faldón definida por la línea inferior (154) del perfil del faldón, se reflexiona cuando está en 5 el ajuste con apriete para evitar la captura del pistón en el diámetro interior.

7. El aparato de la reivindicación 5, en el que la parte inferior del faldón definida por la línea inferior (154) del perfil del faldón, está cargada por resorte contra los lados de empuje principal y secundario (230) y (240) de la pared (210), cuando está en el ajuste con apriete con la pared (210).

10 8. El aparato de la reivindicación 7, en el que la superficie exterior es operativa para guiar el pistón (100) en el diámetro interior (205), cuando la parte inferior del faldón está cargada por resorte contra los lados de empuje principal y secundario (230) y (240) de la pared (210).

9. El aparato de la reivindicación 7, en el que cuando la parte inferior del 15 faldón está cargada por resorte contra los lados de empuje principal y secundario

(230) y (240) de la pared (210), la parte inferior del faldón y la parte superior del faldón son operativas para distribuir de forma sustancialmente uniforme una carga de empuje (254) desde el pistón (100) al lado de empuje principal (230) de la pared (210).

20 10. El aparato de la reivindicación 5, que comprende además una capa de lubricante entre una parte de la pared (210) y una parte del pistón (100).

11. El aparato de la reivindicación 1, en el que el pistón (100) comprende además un perfil polar (170) en un plano radial y un eje (105) del pasador, siendo el perfil polar (170) asimétrico en torno al eje (105) del pasador.

25 Siguen cinco hojas de dibujos.