Una disposición de precámara para ajustarla en una culata (2) de un motor de combustión (1),

que comprende una parte de cuerpo separada (4) y una parte de boquilla (5), que juntas definen principalmente una precámara (3), que está conectada a un espacio de combustión principal (7) de un cilindro (6) a través de las aberturas de boquilla (5a) de la parte de boquilla (5), con lo que la parte de cuerpo (4) está soportada en la culata (2) y provista de superficies de unión (4b) para soportar la parte de boquilla (5) sobre la parte de cuerpo (4) y caracterizada por que dichas superficies de unión (4b) son cónicas

Disposición de precámara de un motor de combustión [0001] La invención se refiere a una disposición de precámara de un motor de combustión de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

En los motores de combustión, los óxidos de nitrógeno (NOx) se producen cuando se quema una mezcla de combustible y aire. Típicamente, la cantidad de óxidos de nitrógeno aumenta cuando la temperatura de combustión sube. Un alto pico de la temperatura de combustión aumenta la formación de óxidos de nitrógeno, en particular. El pico de la temperatura de combustión y, de esta manera, la cantidad de óxidos de nitrógeno formados en la combustión, puede disminuir aumentando la proporción aire/combustible de la mezcla combustible, es decir, usando una mezcla combustible más pobre. Particularmente en motores diesel, que están basados en ignición por compresión, se producen mayores cantidades de óxidos de nitrógeno. En consecuencia, los motores de gas a menudo se usan preferentemente debido a que se producen menores cantidades de óxidos de nitrógeno en su interior. Sin embargo, debido a la mezcla combustible pobre, la combustión puede ser incompleta, especialmente en motores de émbolo, donde el diámetro del cilindro es grande.

En motores de mezcla pobre o motores de ciclo Otto, la ignición no tiene lugar automáticamente sino que son necesarios dispositivos auxiliares, tales como bujías incandescentes, para provocar la ignición. Para potenciar la combustión y proteger los medios de ignición, algunos motores de mezcla pobre usan una precámara que está conectada al espacio de combustión del cilindro. Una mezcla combustible más rica se alimenta en la precámara para prenderla y transportarla al espacio de combustión, con lo que la mezcla combustible más pobre en el espacio de combustión se prende. La precámara se emplea especialmente en motores de mezcla pobre que usan gas como combustible. En ese caso, la precámara está provista de una bujía incandescente, que se usa para prender la mezcla combustible más rica.

Generalmente, las precámaras son rotacionalmente simétricas. La cámara real, donde se prende el combustible, puede variar respecto a su forma, ya sea esférica o elíptica, por ejemplo. La precámara está conectada al espacio de combustión principal mediante un canal, que termina en varias aberturas de tipo boquilla. El número, la dirección y el diámetro de las aberturas están optimizados de acuerdo con la situación respectiva, teniendo en cuenta los relieves del émbolo, por ejemplo. A pesar de la proporción de compresión relativamente alta, se usa un elemento brillante o una bujía incandescente como ayuda para la ignición.

Una desventaja de la disposición es la alta temperatura en la precámara, por lo que los materiales tradicionales no la soportan; puede ocurrir corrosión en caliente, por ejemplo. En particular, las aberturas de la boquilla están sometidas a tensión, cuando la reacción de combustión avanza desde la precámara hasta el espacio de combustión a través de las aberturas de la boquilla. En ese caso, las piezas deben reemplazarse o deben encontrarse nuevos materiales que puedan usarse. Particularmente, en motores de gas, la precámara está sometida a grandes gradientes de alta presión y presiones máximas.

La memoria descriptiva US 4426966 desvela disposiciones de precámara, que tienen estructuras complejas y soportes y, en consecuencia, altos costes de fabricación. Estas soluciones conocidas emplean material cerámico en algunas partes de la precámara. Los materiales cerámicos soportan el calor y la corrosión bien pero, por otro lado, son frágiles, caros y difíciles de mecanizar. Adicionalmente, los diferentes coeficientes de expansión de calor de los materiales cerámicos pueden provocar problemas en las juntas, puesto que la parte inferior de la precámara con sus aberturas de boquilla, en particular, está sometida a tensión.

La memoria descriptiva US3 082 751 desvela una disposición de precámara de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El fin de la invención es proporcionar una disposición que minimice los problemas de la tecnología conocida. En particular, el fin de la invención es proporcionar una disposición, que pueda usarse para mejorar la estructura y el funcionamiento de la precámara, posibilitando una instalación sencilla y facilitando las operaciones de mantenimiento y reparación.

Los objetos de la invención se consiguen como se describe en la reivindicación 1 y más en detalle en las otras reivindicaciones. De acuerdo con la invención, la parte de cuerpo está soportada sobre una culata y está provista de superficies de junta para soportar la parte de boquilla sobre la parte de cuerpo. Como solo la parte de cuerpo está soportada sobre la culata, la solución es sencilla y fácil de instalar y separar para su mantenimiento y reparación.

Dichas superficies de junta de la parte de cuerpo son preferentemente cónicas. La parte de boquilla puede estar fijada preferentemente a la parte de cuerpo mediante un ajuste por contracción, con lo que se hace que estas partes se compriman unas contra otras de manera que la disposición permanezca junta sin componentes extra y otros medios de sujeción.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, la disposición de precámara comprende una parte de bloqueo dispuesta dentro de la precámara, mediante la cual la parte de boquilla está fijada a la parte de cuerpo. La parte de bloqueo separada puede usarse para asegurar que la parte de cuerpo y la parte de boquilla permanecen en su sitio fijadas entre sí en todas las condiciones, pero que aún pueden separarse una de otra, según se desee, dependiendo de la solución de fijación usada.

La parte de bloqueo puede fijarse ventajosamente a la parte de cuerpo mediante un ajuste por contracción, soldadura, cobre-soldado, una junta de fricción, una junta roscada o similares.

En una realización, la parte de bloqueo incluye un elemento con forma de cuña, que está dispuesto entre la parte de bloqueo real y la parte de cuerpo. En otra realización, la propia parte de bloqueo es un componente con forma de cuña o un número de componentes que están dispuestos entre la cabeza conformada de la parte de boquilla, que está en el lado de la precámara y la parte de cuerpo. El efecto de cuña puede usarse para asegurar adicionalmente la estabilidad de la fijación.

Teniendo cuenta las condiciones de flujo de la precámara, la parte de bloqueo está conformada en una estructura uniforme, de manera que no se provocan interferencias a los flujos en la precámara. Cuando sea necesario, la parte de bloqueo puede enfriarse también.

La parte de cuerpo, ventajosamente, puede estar provista de una parte de cubierta separada, que está fijada a la misma y mediante la cual la disposición de precámara está fijada a la culata. De esta manera, se permite una mayor libertad para la fabricación y la selección de materiales. Con respecto a la fabricación, la parte de cuerpo puede tener requisitos de tolerancia más estrictos debido a las partes que están fijadas a la parte o partes de cuerpo que rodean a la misma. La parte de cuerpo puede fabricarse, preferentemente, de un material resistente al calor, tal como acero u otra aleación metálica.

La parte de cubierta, a su vez, está provista de medios de ignición, tales como medios de alimentación del combustible piloto y/o una bujía incandescente, con lo que su capacidad de mecanizado es significativa para la selección del material.

Tanto en la parte de boquilla como la parte de bloqueo pueden fabricarse ventajosamente de un material resistente al calor, resistente a la oxidación y/o resistente a corrosión, tal como un cerámico. En estas partes, las mejores propiedades de los cerámicos pueden utilizarse de la manera más ventajosa.

Para la fabricación, en particular, es preferible que la parte de cuerpo y la parte de bloqueo sean componentes rotacionalmente simétricos. De esta manera, también el comportamiento de los componentes en condiciones de calor y corrosión variables es consistente, lo que es adecuado para evitar que las partes se rompan.

Por consiguiente, en ciertas precondiciones, la invención permite también que la parte de cuerpo, la parte de boquilla y la parte de bloqueo sean reemplazables. En ese caso, cuando una parte se rompe, pueden utilizarse las partes restantes, lo que es ventajoso para el mantenimiento y los costes.

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1. Una disposición de precámara para ajustarla en una culata (2) de un motor de combustión (1) , que comprende una parte de cuerpo separada (4) y una parte de boquilla (5) , que juntas definen principalmente una precámara (3) , que está conectada a un espacio de combustión principal (7) de un cilindro (6) a través de las aberturas de boquilla (5a) de la parte de boquilla (5) , con lo que la parte de cuerpo (4) está soportada en la culata (2) y provista de superficies de unión (4b) para soportar la parte de boquilla (5) sobre la parte de cuerpo (4) y caracterizada por que dichas superficies de unión (4b) son cónicas.

2. Una disposición de precámara de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la parte de boquilla (5) está fijada a la parte de cuerpo (4) mediante un ajuste por contracción.

3. Una disposición de precámara de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que comprende una parte de bloqueo (8) que está fijada dentro de la precámara (3) para fijar la parte de boquilla (5) a la parte de cuerpo (4) .

4. Una disposición de precámara de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por que la parte de bloqueo (8) está fijada a la parte de cuerpo (4) mediante un ajuste por contracción, soldadura, cobre-soldado, una junta de fricción, una junta roscada o de una manera correspondiente.

5. Una disposición de precámara de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizada por que la parte de bloqueo

(8) incluye un elemento con forma de cuña (8b) que está dispuesto entre la parte de bloqueo real (8) y la parte de cuerpo (4) .

6. Una disposición de precámara de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizada por que la parte de bloqueo es un componente con forma de cuña (8') o un número de componentes que están dispuestos entre el extremo conformado (5b) de la parte de boquilla (5) , que está en el lado de la precámara (3) , y la parte de cuerpo (4) .

7. Una disposición de precámara de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada por que la parte de bloqueo (8, 8a, 8') está conformada en una estructura uniforme, que tiene en cuenta las condiciones de flujo en la precámara (3) .

8. Una disposición de precámara de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la parte de cuerpo (4) está provista con una parte de cubierta (9) separada, que está fijada a la misma y a través de la cual la disposición de precámara está fijada a la culata (2) .

9. Una disposición de precámara de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada por que la parte de cubierta (9) está provista de un medio de ignición, tal como el medio de alimentación (11) de un combustible piloto y/o una bujía incandescente (12) .

10. Una disposición de precámara de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la parte de boquilla (5) y/o la parte de bloqueo (8, 8a, 8') están fabricadas de un metal resistente a calor, oxidación y/o corrosión, tal como cerámicos.

11. Una disposición de precámara de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la parte de cuerpo (4) y la parte de bloqueo (8, 8a, 8') son componentes rotacionalmente simétricos.

12. Una disposición de precámara de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la parte de cuerpo (4) , la parte de boquilla (5) y la parte de bloqueo (8, 8a, 8') son componentes reemplazables.