Motor Otto que comprende un pistón con una cavidad.

Motor Otto con un pistón (100, 100a - 100f), en el que el pistón (100,

100a - 100f) presenta una superficie (110,110a - 110f) en el lado de la cámara de combustión, en el que en la superficie está dispuesta una cavidad (130,130a - 130f) con un borde de cavidad (140, 140a - 140f) y un fondo de cavidad (132, 132a- 132f), en el que lacavidad presenta una profundidad máxima tmax en la dirección axial del pistón, medida desde la superficie en el ladode la cámara de combustión, en el que al menos un ensanchamiento (150, 150a - 150f) se extiende desde unasección del borde de la cavidad (142 142a - 142f) y presenta una profundidad máxima taus, en el que la profundidadmáxima taus del ensanchamiento en la dirección axial del pistón es menor que la profundidad de la cavidad tmax , en elque el al menos un ensanchamiento (150, 150a-f) comprende un fondo de ensanchamiento (156), en el que el fondodel ensanchamiento o el canto (991) entre el borde de la cavidad (140, 142) y el al menos un ensanchamiento estáinclinado en un ángulo de inclinación con respecto a un plano perpendicularmente a la dirección axial del pistón,caracterizado porque la profundidad máxima del al menos un ensanchamiento taus alcanza entre 45 % y 55 % de laprofundidad máxima tmax de la cavidad y porque el fondo de la cavidad (132e) es menos profundo en dirección radialal centro del fondo de la cavidad que en dirección radial hacia el borde exterior de la cavidad (140e).

Motor Otto que comprende un pistón con una cavidad

La presente invención se refiere a un motor Otto con un pistón de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 1. En particular, la invención se refiere a la configuración de una superficie del pistón en el lado de la cámara de combustión, que presenta una cavidad y uno o varios ensanchamientos.

En motores de combustión se utilizan pistones para llevar a cabo la compresión necesaria de aire o de una mezcla de combustible y aire. En el caso de la compresión del aire, se inyecta entonces el combustible en la cámara de combustión. En la cámara de combustión se encuentra una mezcla de combustible y aire, que se enciende después de la compresión prevista. Esta mezcla tanto se puede encender desde el exterior, por ejemplo a través de una bujía como también se puede realizar un encendido automático.

A este respecto es especialmente importante que la combustión se desarrolle de una manera optimizada, es decir, con alta eficiencia, consumo reducido y sin efectos secundarios nocivos, como por ejemplo picado o autoencendido. La consecuencia es una subida repentina empinada de la presión y conduce a carga mecánica alta. A través de estos efectos secundarios se puede dañar, por ejemplo, el motor y se puede acortar su tempo de vida útil. Por lo tanto, es importante que tenga lugar una combustión definida.

Los parámetros para la combustión controlada son, entre otros, la temperatura de la combustión, la compresión, la duración de tiempo de la combustión, y el ciclo uniforme de la combustión. Estos parámetros y, por lo tanto, también las propiedades de picado o autoencendido pueden ser influenciados a través de diferentes técnicas, por ejemplo a través de enriquecimiento de la alimentación de combustible, a través de un combustible resistente al picado o a través de la inyección de sustancias refrigerante. Sin embargo, es deseable incrementar todavía más, además de la calidad, también la eficiencia de los procesos en la cámara de combustión, para favorecer, por ejemplo, un consumo escaso de combustible, o proteger el motor contra perjuicios y daños de larga duración.

Se conoce a partir del estado de la técnica, como se describe por ejemplo en el documento US 5.103.784, un pistón de un motor de combustión, que presenta en una superficie en el lado de la cámara de combustión una cavidad con al menos un ensanchamiento en el borde de la cavidad.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de desarrollar un pistón de tal manera que soluciona los inconvenientes del estado de la técnica, especialmente configurada la combustión en una cámara de combustión de un pistón de una manera más eficiente, acelera el proceso de combustión y homogeneiza la mezcla de combustible y aire antes de la combustión.

El cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de un motor Otto con un pistón, que presenta una superficie en el lado de la cámara de combustión, en el que en la superficie está dispuesta una cavidad con un borde de cavidad y un fondo de cavidad, en el que la cavidad presenta una profundidad máxima tmax en la dirección axial del pistón, medida desde la superficie en el lado de la cámara de combustión, y en el que al menos un ensanchamiento se extiende desde una sección del borde de la cavidad y presenta una profundidad máxima taus, en el que la profundidad máxima taus del ensanchamiento en la dirección axial del pistón es menor que la profundidad de la cavidad tmax .

De acuerdo con la invención, el al menos un ensanchamiento comprende un fondo de ensanchamiento, en el que el fondo del ensanchamiento o el canto entre el borde de la cavidad y el al menos un ensanchamiento está inclinado en un ángulo de inclinación con respecto a un plano perpendicularmente a la dirección axial del pistón. La profundidad máxima del al menos un ensanchamiento taus alcanza de acuerdo con la invención entre 45 % y 55 % de la profundidad máxima tmax de la cavidad y el fondo de la cavidad es menor profundo de acuerdo con la invención en dirección radial al centro del fondo de la cavidad que en dirección radial hacia el borde exterior de la cavidad.

En una forma de realización preferida, al menos dos ensanchamientos están dispuestos en la superficie en el lado de la cámara de combustión.

En otro aspecto preferido, en la superficie del lado de la cámara de combustión están dispuestos al menos tres ensanchamientos.

En otra forma de realización con conforme con la invención, la profundidad máxima del al menos un ensanchamiento taus está entre 30 % y 70 %, en particular entre 40 % y 60 % de la profundidad máxima tmax.

Otra forma de realización de la presente invención muestra un borde de cavidad esencialmente de forma circular en la superficie del lado de la cámara de combustión.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la cavidad está configurada esencialmente concéntrica al borde exterior de la superficie del lado de la cámara de combustión.

De acuerdo con otro aspecto, la cavidad está configurada esencialmente excéntrica al borde exterior de la superficie del lado de la cámara de combustión.

En otra forma de realización, el pistón presenta un primer canto de aceleración para la porción de la circulación Squish entre la superficie del lado de la cámara de combustión y el al menos un ensanchamiento y al menos un segundo canto de aceleración entre el al menos un ensanchamiento y la cavidad. En este caso, la circulación Squish designa la circulación desde la superficie del pistón hacia el ensanchamiento o bien hacia la cavidad poco antes de alcanzar el punto muerto superior.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el fondo de la cavidad presenta una zona de forma esencialmente cónica.

En otra forma de realización, la zona de forma esencialmente cónica de la cavidad está dispuesta esencialmente concéntrica a la cavidad.

De acuerdo con una forma de realización, el pistón presenta una superficie envolvente de pistón, que comprende una ranura anular, que está diseñada para recibir un soporte anular para un anillo de pistón. En este caso, en esta forma de realización, el al menos un ensanchamiento está delimitado en dirección radial por la ranura anular.

En una forma de realización, el ensanchamiento, en particular el borde del ensanchamiento, está dispuesto a una distancia de al menos 1 mm desde el soporte anular.

Una forma de realización de la presente invención prevé una configuración del al menos un ensanchamiento, de manera que la forma del al menos un ensanchamiento es de forma esencialmente de segmento circular.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el pistón es utilizado en un motor de combustión, que es un motor de gas.

De acuerdo con otro aspecto de acuerdo con la invención, el motor de combustión puede ser un motor de autoencendido.

Una forma de realización de la presente invención está configurada de tal forma que la relación entre la suma de tas secciones del borde de la cavidad, desde las que se extiende un ensanchamiento y todo el borde de la cavidad está entre 30 % y 70 %, especialmente entre 40 % y 60 %, de manera más preferida entre 45 % y 55 %.

Otra forma de realización representa la relación entre una sección del borde de la cavidad, desde el que se extiende un ensanchamiento y todo el borde de la cavidad. De acuerdo con ello, la relación está entre 10 % y 70 %, en particular entre 15 % y 50 %, de manera más preferida entre 20 % y 30 %.

Por lo tanto, la invención se basa en el reconocimiento de que la configuración de acuerdo con la invención de la superficie del pistón del lado de la cámara de combustión tanto favorece una combustión rápida de la mezcla de aire y combustible como también impide el picado y de esta manera apoya un rendimiento máximo de la energía. Además, el alto grado de turbulencia de la mezcla, provocado a través de la configuración de la superficie del lado de la cámara de combustión, es favorable para elevar la mezcla da fondo de los componentes individuales, es decir, especialmente el aire y el combustible inmediatamente antes de la combustión. En este caso, una mezcla a fondo homogénea de aire y combustible en toda la cámara de combustión ayuda a hacer que tenga... [Seguir leyendo]

1. Motor Otto con un pistón (100, 100a – 100f) , en el que el pistón (100, 100a – 100f) presenta una superficie (110, 110a -110f) en el lado de la cámara de combustión, en el que en la superficie está dispuesta una cavidad (130, 130a – 130f) con un borde de cavidad (140, 140a – 140f) y un fondo de cavidad (132, 132a- 132f) , en el que la cavidad presenta una profundidad máxima tmax en la dirección axial del pistón, medida desde la superficie en el lado de la cámara de combustión, en el que al menos un ensanchamiento (150, 150a – 150f) se extiende desde una sección del borde de la cavidad (142 142a – 142f) y presenta una profundidad máxima taus, en el que la profundidad máxima taus del ensanchamiento en la dirección axial del pistón es menor que la profundidad de la cavidad tmax , en el que el al menos un ensanchamiento (150, 150a-f) comprende un fondo de ensanchamiento (156) , en el que el fondo del ensanchamiento o el canto (991) entre el borde de la cavidad (140, 142) y el al menos un ensanchamiento está inclinado en un ángulo de inclinación con respecto a un plano perpendicularmente a la dirección axial del pistón, caracterizado porque la profundidad máxima del al menos un ensanchamiento taus alcanza entre 45 % y 55 % de la profundidad máxima tmax de la cavidad y porque el fondo de la cavidad (132e) es menos profundo en dirección radial al centro del fondo de la cavidad que en dirección radial hacia el borde exterior de la cavidad (140e) .

2. Motor Otto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pistón presenta al menos dos ensanchamientos, en particular al menos tres ensanchamientos.

3. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el borde de la cavidad (140, 140a – 140f) es esencialmente de forma circular en la superficie (110, 110a – 110f) en el lado de la cámara de combustión del pistón y en el que la cavidad (130, 130a – 130e, 130f) está configurada esencialmente concéntrica o esencialmente excéntrica al borde exterior (170c – 170e, 170f) de la superficie (110, 110a – 110f) en el lado de la cámara de combustión del pistón.

4. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón presenta al menos un primer canto de aceleración (190) entre la superficie (110, 110a -110f) en el lado de la cámara de combustión y el al menos un ensanchamiento (150, 150a – 150f) y al menos un segundo canto de aceleración (191) entre el al menos un ensanchamiento (150, 150a – 150f) y la cavidad (130, 130a – 130f) .

5. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el fondo de la cavidad presenta una zona esencialmente de forma cónica.

6. Motor Otto de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la zona de la cavidad esencialmente de forma cónica está dispuesta esencialmente concéntrica a la cavidad.

7. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón (100, 100a - 100f) presenta una superficie envolvente de pistón (106) , que comprende una ranura anular (120, 120e) , que está diseñada para recibir un soporte anular (107, 107e) con un anillo de pistón, y en el que el al menos un ensanchamiento (150, 150a

– 150f) está delimitado en dirección radial por la ranura anular.

8. Motor Otto de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el ensanchamiento (150, 150a – 150f) , en particular un borde del ensanchamiento (155, 155a – 155f) , está dispuesto a una distancia de al menos 1 mm del soporte anular (107, 107e) de la ranura anular (120, 120e) .

9. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la forma del al menos un ensanchamiento es esencialmente en forma de segmento circular.

10. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el motor Otto es un motor de gas.

11. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación entre la suma de todas las secciones del borde de la cavidad (142, 142a – 142f) , desde las que se extiende un ensanchamiento (150, 150a

– 150f) y todo el borde de la cavidad (140, 140a – 140f) está entre 30 % y 70 %, especialmente entre 40 % y 60 %, con preferencia entre 45 % y 55 %.

12. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación entre una sección del borde de la cavidad (142, 142a – 142f) . desde el que se extiende un ensanchamiento (150, 150a – 150f) y todo el borde de la cavidad (140, 140a – 140f) está entre 10 % y 70 %, en particular entre 15 % y 50 %, con preferencia entre 20 % y 30 %.

13. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el ángulo de inclinación es al menos 3º, en particular al menos 5º, muy especialmente está entre 4º y 20º.

14. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el pistón comprende al menos un primero y un segundo ensanchamiento, y el ángulo de inclinación del primer ensanchamiento es igual al ángulo de inclinación del segundo ensanchamiento.

15. Motor Otto de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 14, en el que la pluralidad de ensanchamiento están distribuidos de forma irregular a lo largo del borde de la cavidad.