Dispositivo de presión para motor de relación de compresión variable.

Dispositivo de presión que mantiene las pistas de rodadura (48,

160 a 165) de los principales componentesmóviles (3, 5, 7, 40) de un motor de relación de compresión variable permanentemente en contacto entre sí, asícomo con las caras sobre las que estas se apoyan dentro de un cárter superior, que se caracteriza porquecomprende unos medios de presión solidarios con el cárter superior (100), que ejercen una fuerza de presión sobreuna cremallera de control (7) que consta de un sector dentado (75) formado por unos dientes (74) y porque la fuerzade presión se aplica sobre una superficie de apoyo (78) realizada sobre dicha cremallera (7) en su parte inferior,estando colocada dicha superficie de apoyo (78) realizada sobre dicha cremallera de control (7) en su parte inferiorlo suficientemente abajo como para que la fuerza resultante de la fuerza tangencial que el órgano de transmisión (3)aplica a la rueda dentada (5) y del ángulo de presión de los dientes (34, 74, 51, 52), por una parte, y de las pistas derodadura (164 y 165), por otra parte, esté situada siempre por encima de un punto de apoyo (P) de los medios depresión.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/000149.

Solicitante: RABHI, VIANNEY.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 14 QUAI DE SERBIE 69006 LYON FRANCIA.

Inventor/es: RABHI, VIANNEY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01B9/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01B MAQUINAS O MOTORES, EN GENERAL O DEL TIPO DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO, p. ej. MAQUINAS DE VAPOR (del tipo con pistón rotativo u oscilante F01C; de desplazamiento no positivo F01D; motores de combustión F02; aspectos de la combustión interna de los motores con pistones alternativos F02B 57/00, F02B 59/00; máquinas de líquidos F03, F04; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; órganos de transmisión para convertir un movimiento de rotación en movimiento alternativo, en general F16H; pistones, bulones de pistón, cilindros, para motores en general F16J). › F01B 9/00 Máquinas o motores de pistón alternativo caracterizados por uniones entre pistones y árboles principales no especificados en los grupos F01B 1/00 - F01B 7/00 (conexiones desmontables al ralentí F01B 31/24). › con árbol principal rotativo distinto de un cigüeñal.
  • F02B75/04 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (válvulas operadas cíclicamente para este efecto F01L; lubricación de los motores de combustión interna F01M; silenciadores o dispositivos de escape para este efecto F01N; refrigeración de motores de combustión interna F01P; turbinas de combustión interna F02C; plantas motrices en las que los motores utilizan productos de combustión F02C, F02G). › F02B 75/00 Otros motores, p. ej. motores de un solo cilindro. › Motores con distancias variables entre los pistones y las cabezas de los cilindros a las posiciones del punto muerto superior.

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de presión para motor de relación de compresión variable

La presente invención se refiere a un dispositivo de presión que mantiene las pistas de rodadura de los principales componentes móviles de un motor de relación de compresión variable en contacto entre sí de manera permanente, así como con las caras sobre las que estas se apoyan dentro del cárter superior.

Se conocen, de acuerdo con las patentes internacionales WO 98/51911, WO 00/31377, WO 03/008783 que pertenecen al solicitante, diferentes dispositivos mecánicos para motor de relación de compresión variable.

Hay que señalar que la patente internacional WO 98/51911 en nombre del solicitante describe un dispositivo que sirve para mejorar el rendimiento global de los motores de combustión interna de pistones que se utilizan con una carga y un régimen variables mediante la adaptación en marcha de su cilindrada efectiva y/o de su relación de

compresión.

Se comprueba que, de acuerdo con las patentes internacionales WO 00/31377 y WO 03/008783 en nombre del solicitante, el dispositivo de transmisión mecánica para motor de relación de compresión variable comprende al menos un cilindro en el que se desplaza un pistón que es solidario, en su parte inferior, con un órgano de transmisión que coopera, por una parte, por medio de una cremallera de pequeño tamaño, con un dispositivo de guiado de rodamiento y, por otra parte, por medio de otra cremallera de gran tamaño, con una rueda dentada solidaria con una biela, lo que permite realizar la transmisión del movimiento entre dicho pistón y dicha biela. Se describe otro dispositivo de regulación en la patente internacional WO 2005/098219.

Dicho dispositivo de transmisión mecánica para motor de relación de compresión variable comprende también al menos una cremallera de control que coopera con la rueda dentada, unos dispositivos de fijación del pistón sobre el órgano de transmisión que ofrecen un pretensado de sujeción, unos dispositivos de unión que permiten que los dientes de las cremalleras se vuelvan rígidos y unos dispositivos de refuerzo y de aligeramiento de la estructura de la rueda dentada.

Hay que señalar que la holgura mínima de funcionamiento entre los dientes de las cremalleras de gran tamaño y los de la rueda dentada se fija mediante la ubicación de pistas de rodadura que se realiza sobre dichas cremalleras de gran tamaño y sobre dicha rueda dentada.

Hay que señalar también que la holgura máxima de funcionamiento entre los dientes de las cremalleras de gran tamaño y los de la rueda dentada se fija mediante la diferencia entre, por una parte, la suma de las dimensiones de acuerdo con un eje horizontal de los diferentes componentes móviles del motor de relación de compresión variable que son un rodillo sincronizado que forma parte del dispositivo de guiado de rodamiento, la rueda dentada, el órgano de transmisión solidario con el pistón y la cremallera de control, y, por otra parte, la distancia entre las superficies internas del cárter superior sobre las que estas se apoyan, a un lado del motor, el rodillo sincronizado, y al otro lado del motor, la cremallera de control.

El ajuste de la holgura máxima de funcionamiento entre los dientes de las cremalleras de gran tamaño y los dientes de la rueda dentada se puede realizar de diferentes maneras, todas presentando el inconveniente de necesitar una

45 gran precisión en la realización del cárter superior y/o de las cuñas de ajuste.

Esta gran precisión es necesaria para obtener una holgura máxima de funcionamiento lo más reducida posible entre las diferentes pistas de rodadura de los componentes móviles del motor con el fin de que se obtenga una holgura máxima de funcionamiento lo más reducida posible entre los dientes de las cremalleras de gran tamaño y los de la rueda dentada. Obtener esta holgura máxima de funcionamiento lo más reducida posible es necesario para limitar las emisiones acústicas del motor que proceden en particular de la holgura entre los dientes de la rueda dentada y los dientes de las cremalleras con las que coopera dicha rueda dentada, esta última holgura generando un golpeteo.

Del mismo modo, se requiere una gran precisión para la realización del cárter superior y/o de las cuñas de ajuste

55 con el fin de limitar al máximo los defectos de paralelismo entre las diferentes superficies funcionales internas de dicho cárter superior. Dichos defectos de paralelismo pueden, en efecto, conducir al aprisionamiento de los componentes móviles en el interior de dicho cárter superior cuando el motor está en funcionamiento.

Además de garantizar una gran precisión en el cárter superior y/o en las cuñas de ajuste para limitar las emisiones acústicas del motor y evitar cualquier aprisionamiento de los componentes móviles, hay que garantizar que las diferencias de temperatura que existen entre dicho cárter superior y los componentes móviles del motor no conducen ni a holguras demasiado grandes que pueden aumentar las emisiones acústicas, ni a unas holguras nulas

o negativas que puedan destruir el motor.

65 En efecto, las diferencias de temperatura pueden conducir a una dilatación de los componentes móviles diferente de la del cárter superior y, por lo tanto, a unas variaciones negativas o positivas de la holgura de funcionamiento del

motor.

También pueden aparecer durante el funcionamiento unas diferencias de temperatura importantes entre las partes altas y bajas del cárter superior. Estas diferencias pueden modificar la orientación de la superficie solidaria con el 5 cárter superior sobre la que rueda el rodillo sincronizado. Por esta razón, la holgura máxima de funcionamiento entre las diferentes pistas de rodadura de los componentes móviles del motor puede variar durante el recorrido del pistón.

Otra dificultad de realización procede de la necesidad de reducir al máximo la holgura funcional entre el pistón de actuador que acciona la cremallera de control y su mandrilado con el fin de limitar las emisiones acústicas del motor.

En efecto, el pistón de actuador se apoya de manera cíclica a ambos lados de su mandrilado a causa de la oscilación de la cremallera que se produce por la acción del empuje de los dientes alternativamente por encima y por debajo del punto de apoyo de dicha cremallera de control sobre el cárter superior, dicho punto de apoyo materializándose, por ejemplo, en una articulación de rótula tal y como se ha descrito en la solicitud de patente internacional PCT/FR05/00584 que pertenece al solicitante.

Hay que señalar, por otra parte, un defecto relacionado con la maniobra de la cremallera de control por parte del cilindro de control: dicha maniobra se realiza menos rápidamente para aumentar la relación de compresión que para bajarla. Esto se debe al hecho de que la reducción de la relación de compresión se realiza utilizando las fuertes fuerzas que la expansión de los gases aplica al cilindro de control, mientras que el aumento de la relación de

compresión se realiza utilizando las fuerzas de menor intensidad que se generan por la inercia de las piezas del motor sometidas a un movimiento alternativo.

Es por reducir de forma significativa el nivel acústico y por mejorar la eficacia del ajuste de la relación de compresión del motor de relación de compresión variable y facilitar la fabricación del cárter superior por lo que el dispositivo de

presión de acuerdo con la invención se diferencia de la técnica anterior porque, de acuerdo con un modo particular de realización:

- las tolerancias de fabricación del cárter superior se incrementan, lo que reduce sus costes de fabricación;

- la holgura entre las pistas de rodadura del dispositivo de guiado de rodamiento, de la rueda dentada, del órgano de transmisión solidario con el pistón y de la cremallera de control, así como la holgura entre los componentes móviles y su cara de apoyo sobre el cárter superior se mantiene siempre nula sean cuales sean las condiciones de funcionamiento del motor, lo que tiene como efecto limitar la holgura máxima entre los dientes del sistema de engranaje del motor y las emisiones acústicas que se derivan de esta;

- los riesgos de holgura negativa entre los componentes móviles del motor y el cárter superior que pueden conducir a la destrucción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de presión que mantiene las pistas de rodadura (48, 160 a 165) de los principales componentes móviles (3, 5, 7, 40) de un motor de relación de compresión variable permanentemente en contacto entre sí, así

como con las caras sobre las que estas se apoyan dentro de un cárter superior, que se caracteriza porque comprende unos medios de presión solidarios con el cárter superior (100) , que ejercen una fuerza de presión sobre una cremallera de control (7) que consta de un sector dentado (75) formado por unos dientes (74) y porque la fuerza de presión se aplica sobre una superficie de apoyo (78) realizada sobre dicha cremallera (7) en su parte inferior, estando colocada dicha superficie de apoyo (78) realizada sobre dicha cremallera de control (7) en su parte inferior lo suficientemente abajo como para que la fuerza resultante de la fuerza tangencial que el órgano de transmisión (3) aplica a la rueda dentada (5) y del ángulo de presión de los dientes (34, 74, 51, 52) , por una parte, y de las pistas de rodadura (164 y 165) , por otra parte, esté situada siempre por encima de un punto de apoyo (P) de los medios de presión.

2. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el punto de apoyo (P) se sitúa por debajo del sector dentado (75) que consta de la cremallera de control (7) .

3. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios de presión están formados por un muelle helicoidal alojado dentro de la pared interna del bloque motor (100) .

4. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios de presión están formados por al menos una arandela « Belleville » alojada dentro de la pared interna del bloque motor (100) .

5. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios de presión están 25 formados por un actuador hidráulico de presión (170) alojado dentro de la pared interna del bloque motor (100) .

6. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque el actuador hidráulico de presión (170) es una cápsula hidráulica estanca formada por una membrana flexible.

7. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque el actuador hidráulico de presión (170) consta de un pistón (171) que evoluciona dentro de un cilindro directamente mecanizado dentro del cárter superior (100) .

8. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque el actuador hidráulico de

presión (170) consta de un pistón (171) que evoluciona dentro de una camisa cilíndrica (172) montada dentro del cárter superior (100) .

9. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque el fondo del cilindro del actuador hidráulico de presión (170) está formado por el cárter superior (100) .

10. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque el fondo del cilindro del actuador hidráulico de presión (170) es un componente montado (173) atornillado por el exterior del cárter superior

(100) dentro de dicho cárter superior (100) .

45 11. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque las cámaras de aceite (179) de los diferentes actuadores hidráulicos de presión (170) de los que consta el motor están conectadas entre sí mediante unos conductos realizados dentro del cuerpo del cárter superior (100) .

12. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza porque la presión que domina dentro del actuador hidráulico de presión (170) está sometida a las condiciones de funcionamiento del motor por medio de un equipo hidráulico (200) .

13. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200)

es un equipo autónomo e independiente que se puede instalar en un punto cualquiera del compartimento motor del 55 vehículo y que se conecta al motor mediante al menos un conducto hidráulico flexible.

14. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) consta al menos de una bomba hidráulica (201) .

15. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) consta al menos de un acumulador de presión (204, 206, 209) .

16. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200)

consta al menos de una válvula de compuerta electro-hidráulica (207, 208) . 65

17. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200)

consta al menos de un sonda (211) que permite medir la presión.

18. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200)

consta al menos de un contactor (205) sometido a la presión. 5

19. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) consta al menos de un regulador de presión hidráulico (210) .

20. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) 10 consta al menos de un filtro de aceite (212) .

21. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 12, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) se alimenta con aceite procedente del circuito de lubricación del motor.

22. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 15, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) consta de un acumulador principal (204) alimentado por la bomba hidráulica (201) y que constituye una reserva de aceite a alta presión.

23. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 15, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200)

consta de un servo acumulador (206) que está conectado al actuador hidráulico de presión (170) y cuya presión media está sometida a las condiciones de funcionamiento del motor.

24. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque la cremallera de control (7) cuya posición vertical con respecto al bloque motor (100) la controla un dispositivo de control (12) que consta de un

actuador de control (8) formado por una biela superior de actuador (10) , por una biela inferior de actuador (16) , por un pistón de actuador (13) y por una biela de control (20) .

25. Dispositivo de presión de acuerdo con las reivindicaciones 15 y 24, que se caracteriza porque el equipo hidráulico (200) consta de un acumulador de compensación de fugas (209) que se conecta a una válvula de

retención (185) del actuador de control (8) , dicha válvula (185) permitiendo la entrada de fluido hidráulico dentro del cuerpo del actuador de control.

26. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 25, que se caracteriza porque la válvula de retención

(185) del actuador de control (8) está colocada en el centro de la biela superior (10) de dicho actuador, la entrada de 35 dicha válvula de retención (185) estando en comunicación con una cámara (184) realizada dentro de una culata

(113) de dicho actuador de control (8) y en la prolongación de dicha biela superior (10) , dicha cámara (184) estando conectada al acumulador de compensación de fugas (209) mediante un conducto y la salida de dicha válvula de retención (185) estando conectada a otro conducto (187) realizado dentro del pistón de actuador (13) del actuador de control (8) mediante el cual la biela de control (20) atraviesa dicho pistón.

27. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 26, que se caracteriza porque las diferentes cámaras

(184) realizadas dentro de la culata (13) de los actuadores de mando (8) de un mismo motor y en la prolongación de las bielas superiores de actuador (10) , están conectadas entre sí mediante unos conductos realizados en el cuerpo de dicha culata (113) .

28. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 26, que se caracteriza porque la cámara (184) realizada dentro de la culata (113) del actuador de control (8) y en la prolongación de la biela superior de actuador (10) está conectada a otra cámara (186) realizada por encima de la biela de control (20) y dentro de la culata (113) por medio de un conducto realizado dentro del cuerpo de dicha culata (113) .

29. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 24, que se caracteriza porque el pistón de actuador (13) del actuador de control (8) que consta de un aro (180) cuya superficie interior (181) encaja en la forma esférica de dicho pistón de actuador (13) y cuya superficie exterior (182) es cilíndrica.

55 30. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios de presión solidarios con el cárter superior (100) ejercen una fuerza de presión sobre la cremallera de control (7) a través de una rótula de apoyo (150) mediante la cual se ejerce la fuerza de presión que se aplica sobre la superficie de apoyo

(78) realizada sobre dicha cremallera (7) en su parte inferior.

60 31. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios de presión solidarios con el cárter superior (100) constan de un tope regulable que permite regular la holgura máxima entre las pistas de rodadura (48, 160 a 165) de los principales componentes móviles (3, 5, 7, 40) del motor.

32. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 31, que se caracteriza porque el tope regulable es una 65 pieza atornillada dentro del cárter superior (100) que se detiene en rotación.

33. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 14, que se caracteriza porque la bomba hidráulica (201) es una bomba de pistón radial única que consta de un pistón (218) que se acciona en traslación de acuerdo con un eje longitudinal en una dirección mediante un excéntrico (214) de accionamiento de bomba y en la otra dirección mediante un muelle de retorno (219) .

34. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 33, que se caracteriza porque el excéntrico de accionamiento de bomba (214) está dispuesto en el extremo de uno de los árboles de levas que garantizan la apertura y el cierre de las válvulas del motor.

35. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 33, que se caracteriza porque el excéntrico de accionamiento de bomba (214) consta de un cojinete (215) de bolas o de rodillo cuya caja interior (232) está montada sobre dicho excéntrico y cuya caja exterior (216) está en contacto, directa o indirectamente, con el extremo del pistón de bomba (218) .

36. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 33, que se caracteriza porque el excéntrico de accionamiento de bomba (214) actúa sobre el pistón de bomba (218) por medio de un pulsador (217) alojado dentro de un mandrilado (233) .

37. Dispositivo de presión de acuerdo con las reivindicaciones 22 y 33, que se caracteriza porque la bomba de

pistón radial única que consta de una cámara de bomba (220) que comunica, en una primera parte, con la salida de una válvula de retención de admisión (221) cuya entrada está conectada al circuito de lubricación a presión del motor, en una segunda parte con la entrada de una válvula de retención de rechazo (222) cuya salida está conectada al acumulador principal (204) y en una tercera parte con el circuito de lubricación a presión del motor por medio de un conducto (223) que se puede cerrar mediante un distribuidor de descarga (224) .

38. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 37, que se caracteriza porque el distribuidor de descarga

(224) consta al menos de un canal de paso del fluido (235) y que se puede desplazar dentro de un mandrilado (225) de acuerdo con su eje longitudinal, de tal modo que uno de los extremos de dicho distribuidor coopere con un muelle

(226) que tiende a mantener dicho distribuidor en posición cerrada, mientras que el otro extremo de dicho

distribuidor coopera con una biela de transmisión de presión (227) que tiende a mantener dicho distribuidor en posición abierta ejerciendo una fuerza sobre dicho distribuidor, dicha fuerza siendo proporcional a la presión que domina dentro del acumulador principal (204) .

39. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 38, que se caracteriza porque la biela de transmisión de

presión (227) consta de un primer extremo que está en contacto con el distribuidor de descarga (244) y tiende a mantenerlo en posición abierta mientras que el segundo extremo desemboca en una cámara de presión (228) conectada al acumulador principal (204) por medio de un conducto (234) .

40. Dispositivo de presión de acuerdo con la reivindicación 38, que se caracteriza porque el distribuidor de descarga

(224) consta de un dispositivo de bloqueo (229) que coopera con dos canales de bloqueo (230) que permiten respectivamente mantener dicho distribuidor en posición completamente abierta o completamente cerrada, dicho dispositivo de bloqueo (229) manteniéndose dentro de uno o de otro de dichos canales (230) mediante un muelle de bloqueo (231) .


 

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