MOTOR RADIAL.

Motor radial de cuatro tiempos que comprende tres cilindros (3) dispuestos a intervalos angulares de 120 ° el uno del otro,

radialmente con respecto a un árbol de transmisión (7) de dicho motor radial (1), y pistones (5) asociados a dichos cilindros (3), en el que dichos cilindros (3) están dispuestos en un bloque de cilindros (2) fijo, dichos pistones (5) están conectados a dicho árbol de transmisión (7) por medio de respectivas bielas (6) y dichas bielas (6) están soportadas de forma giratoria en un mismo pivote de manivela (8) de dicho árbol de transmisión (7), caracterizado porque dichas bielas (6) están descentradas a lo largo de dicho pivote de manivela (8).

La invención se refiere a un motor radial de combustión interna, particularmente un motor radial de combustión interna para aeronaves.

La invención se refiere además a un helicóptero provisto de un motor de ciclo Otto con tres cilindros dispuestos en una configuración de doble V, dichos cilindros colocándose a intervalos angulares de 120 ° el uno del otro con respecto a un árbol de transmisión del motor.

Se conocen los motores radiales de combustión interna para aeronaves que comprenden cilindros que se obtienen dentro de un bloque y se disponen radialmente con respecto a un eje longitudinal del motor, a intervalos angulares constantes. Un pistón respectivo está asociado a cada cilindro.

Dichos pistones accionan, por medio de bielas, un árbol de transmisión situado a lo largo de dicho eje.

El árbol de transmisión acciona a su vez un rotor conectado a las hélices, o las palas, para la propulsión de una aeronave, en particular, para la propulsión de un avión o un helicóptero.

Se conocen los motores de dos tiempos en los que los cilindros están dispuestos dentro de un bloque de cilindros que, durante el funcionamiento, gira alrededor del eje del árbol de transmisión, lo que arrastra los pistones que se mueven al mismo tiempo alternativamente dentro de los cilindros respectivos.

Los motores mencionados, además, comprenden un bloque de cabeza fijo que rodea el bloque de cilindros y en el que el bloque de cilindros pueden girar.

Cada cilindro comprende una cámara de combustión definida por una cavidad dispuesta en el bloque de cilindros y por una superficie del bloque de cabeza que coopera con dicha cavidad.

Durante la rotación del bloque de cilindros, la cavidad es orientada hacia las diferentes zonas de la superficie mencionada.

En una zona de dicha superficie se dispone una abertura a través de la cual se suministra una mezcla de combustible a la cámara de combustión.

En otra zona de dicha superficie se dispone otra abertura a través de la cual los gases de escape, producidos por la combustión de la mezcla de combustible antes mencionada, son evacuados de la cámara de combustión.

Cuando el bloque de cilindros gira con respecto al bloque de cabeza, se hace que cada cavidad interactue en secuencia con dicha abertura y con dicha otra abertura, lo que permite la alimentación y la posterior descarga de los cilindros.

En otras palabras, en los motores descritos anteriormente, las operaciones de sincronización se producen gracias al movimiento del bloque de cilindros con respecto al bloque de cabeza.

En los motores descritos anteriormente se proporcionan unos tubos de admisión y de escape, los cuales están conectados a dicha abertura y dicha otra abertura, respectivamente, los tubos de admisión y los tubos de escape extendiéndose de manera significativa a lo largo del eje del árbol de transmisión.

Esto significa que el árbol de transmisión tiene una extensión longitudinal considerable y por lo tanto un gran peso. Además, el árbol de transmisión está hecho de materiales de alto rendimiento que son sometidos a un tratamiento dedicado, lo que implica altos costes.

Como el árbol de transmisión es bastante pesado, la relación entre la potencia generada por el motor y el peso de este último no es satisfactoria.

También se conocen los motores de cuatro tiempos que comprenden un bloque de cilindros fijo, es decir, un bloque de cilindros que no está provisto de movimiento de rotación, a diferencia de lo que se divulga con referencia a los motores de dos tiempos mencionados anteriormente.

Cada cilindro de dichos motores de cuatro tiempos está provisto de válvulas de admisión, que controlan el suministro de una mezcla de combustible en una cámara de combustión formada en el cilindro.

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Cada cilindro dispone, además, de válvulas de escape, que controlan la evacuación de los gases de escape producidos por la combustión de la mezcla de combustible de la cámara de combustión.

En un primer tipo de motor de cuatro tiempos, cada cilindro está conectado al árbol de transmisión por medio de una biela conectada a un pivote de manivela correspondiente dispuesto en el árbol de transmisión.

Una desventaja de los motores de este tipo es que el árbol de transmisión es bastante largo y por lo tanto, bastante pesado.

En otro tipo de motor de cuatro tiempos, uno de los pistones está conectado directamente a un pivote de manivela del árbol de transmisión por medio de una biela maestra, mientras que el resto de los pistones están conectados a dicha biela maestra mediante bielas.

Una desventaja de los motores de este último tipo es que la conexión entre la biela maestra y las bielas tiene una configuración geométrica compleja y asimétrica.

Otra desventaja de los motores de este tipo es que la biela maestra es sometida a un estado particularmente intenso de estrés que puede provocar su avería.

Además, en motores de cuatro tiempos es necesario proporcionar un alto número de válvulas de admisión para generar una turbulencia que distribuya la mezcla de combustible en la cámara de combustión de una manera óptima.

Este gran número de válvulas de admisión permite substancialmente que toda la mezcla de combustible sea afectada de manera efectiva por la combustión para que se optimice el rendimiento de los motores.

Otra desventaja más de los motores de cuatro tiempos es que el elevado número de válvulas con las que se dotan hace que los motores sean pesados y aumenta sus dimensiones totales. Además, como hay órganos de accionamiento, tales como levas y balancines, asociados a cada válvula, esto hace que se generen elevadas fuerzas de inercia.

Otra desventaja más de los motores descritos anteriormente es que se producen vibraciones torsionales significativas durante el funcionamiento, cuyas vibraciones, si el motor ha sido instalado en una aeronave, afectan negativamente a la conducción de la aeronave y compromete la comodidad de los pilotos y pasajeros, en su caso.

El tamaño de dichas vibraciones torsionales es proporcional a la longitud axial del árbol de transmisión.

Las vibraciones torsionales se acentúan, en consecuencia, en los motores que tienen un árbol de transmisión de longitud considerable, es decir, en motores de dos y cuatro tiempos en los que cada biela está asociada a un pivote de manivela respectivo.

GB 149397 divulga un motor de combustión interna con tres cilindros dispuestos radialmente con respecto a un árbol de transmisión y con un cigüeñal conectado por bielas a los pistones dispuestos dentro de los cilindros. Las bielas están soportadas de forma giratoria en un mismo pivote de manivela del árbol de transmisión y dispuestas en el mismo plano.

US 4010719 describe un motor de combustión interna Wankel giratorio que comprende tres cilindros que están separados a 120 ° y que están descentrados en aproximadamente media pulgada del cigüeñal.

US 2349383 describe un motor en el que sus cinco cilindros están separados circunferencialmente del cárter. Cada cilindro incluye un pistón provisto de una biela. Las bielas están conectadas con la muñequilla con un cigüeñal de un solo codo. Los cilindros están alineados escalonados en el cárter.

Un objetivo de la invención es mejorar los motores de combustión interna radiales, en particular los motores radiales para aeronaves. Otro objetivo es aumentar la relación entre la energía generada por los motores de combustión interna radiales y el peso de dichos motores.

Otro objetivo de la invención es la reducción de las vibraciones torsionales generadas durante el funcionamiento de los motores de combustión interna radiales.

Otro objetivo más de la invención es la obtención de un motor radial provisto de gran eficiencia.

Según la invención, se proporciona un motor radial de cuatro tiempos, como se describe en la reivindicación 1.

Debido a este aspecto de la invención, es posible obtener un motor radial de cuatro tiempos que tiene un árbol de transmisión con una longitud más reducida y un peso limitado.

El motor radial de cuatro tiempos de... [Seguir leyendo]

1. Motor radial de cuatro tiempos que comprende tres cilindros (3) dispuestos a intervalos angulares de 120 ° el uno del otro, radialmente con respecto a un árbol de transmisión (7) de dicho motor radial (1), y pistones (5) asociados a dichos cilindros (3), en el que dichos cilindros (3) están dispuestos en un bloque de cilindros (2) fijo, dichos pistones (5) están conectados a dicho árbol de transmisión (7) por medio de respectivas bielas (6) y dichas bielas (6) están soportadas de forma giratoria en un mismo pivote de manivela (8) de dicho árbol de transmisión (7), caracterizado porque dichas bielas (6) están descentradas a lo largo de dicho pivote de manivela (8).

2. Motor radial según la reivindicación 1, en el que tres bujías (16) están asociadas a cada uno de dichos cilindros (3).

3. Motor radial según la reivindicación 2, en el que un medio de válvulas de distribución (10) está asociado a cada uno de dichos cilindros (3).

4. Motor radial según la reivindicación 3, en el que dicho medio de válvulas de distribución (10) está interpuesto entre dos bujías (16) adyacentes.

5. Motor radial según la reivindicación 3 ó 4, en el que dicho medio de válvulas de distribución (10) comprende un par de válvulas de admisión (10a).

6. Motor radial según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el medio de válvulas de distribución (10) comprende un par de válvulas de escape (10b).

7. Motor radial según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que dichas bujías (16) son paralelas a un eje longitudinal de dicho cilindro (3) y están en un plano que pasa por dicho eje longitudinal y que contiene dicho árbol de transmisión (7).

8. Motor radial según la reivindicación 7, como se indica al final de la reivindicación 6, cuando se indica el final de la reivindicación 5 en la reivindicación 6, en el que dicho par de válvulas de admisión (10a) y dicho par de válvulas de escape (10b) están dispuestos en lados opuestos con respecto a dicho plano.

9. Motor radial según la reivindicación 8, en el que cada válvula de admisión (10a) de dicho par de válvulas de admisión está orientada hacia una válvula de escape correspondiente (10b) de dicho par de válvulas de escape.

10. Motor radial según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, en el que el medio de válvula de distribución (10) se acciona mediante un medio de balancín (12) controlado por un medio de leva (14) a través de un medio de varilla de empuje (13).

11. Motor radial según la reivindicación 10, en el que dicho medio de leva (14) es parte integral del medio de árbol (15) accionado por dicho árbol de transmisión (7) mediante un medio de transmisión de engranajes.

12. Avión que comprende un motor radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Helicóptero que comprende un motor radial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

14. Helicóptero, según la reivindicación 13, y que comprende además un medio rotor (25), dicho medio rotor (25) siendo coaxial a dicho motor radial (1).

15. Helicóptero, según la reivindicación 14, en el que, entre dicho motor radial (1) y dicho medio rotor (25), se interpone un medio de engranaje reductor (24).

16. Helicóptero, según la reivindicación 15, en el que dicho medio de engranaje reductor (24) está conformado de tal manera que permite que dicho medio rotor (25) gire en un sentido opuesto al sentido en el que dicho árbol de transmisión (7) gira.