Conjunto de válvula de descarga para motores de dos tiempos, dotada con enfriamiento, obturación no rozante y autolimpiante.

Conjunto de la válvula de descarga (100) para motor de dos tiempos de combustión interna (200),

quecomprende:

- un alojamiento (5) montado en posición fija en la carcasa de dicho motor (5 200), hacia abajo un puerto desalida (S) de dicho motor, dicho alojamiento comprende una entrada (53A) conectada a dicho puerto desalida (S) del motor y una salida (53B) adaptada para ser conectada con una caja de escape (300),

- un estárter (7) montado de forma giratoria en el interior de dicho alojamiento (5) y provisto de un canal (73)para el paso de los gases de escape procedentes de dicho puerto de salida (S) del motor; dicho estárter (7)está adaptado para girar desde la posición de la válvula abierta, en el que dicho canal (73) pone encomunicación la entrada (53A) y la salida (53B) del alojamiento permitiendo el paso de gases de escape, ala posición de válvula cerrada, en la que dicho canal no pone en comunicación la entrada (53A) y la salida(53B) del alojamiento, impidiendo el paso de fluido procedente del puerto de salida (S) del motor,

- medios de accionamiento y sincronización adaptados para accionar dicho estárter en rotación, de manerasincronizada con respecto al movimiento alternativo del pistón de dicho motor,

en donde

entre la superficie externa de dicho estárter (7) y la superficie interna de dicho alojamiento (5) se deja un canal (8),con dimensión mayor que o igual a 0,0025 multiplicado por el diámetro del obturador, de tal manera para evitar elcontacto entre las superficies y asegurar el sellado de la válvula,

dicho estárter (7) tiene una forma básicamente cilíndrica y está provisto de dos vástagos (72) que sobresalenaxialmente desde los dos extremos del estárter,

dicho estárter (7) comprende un cuerpo cilíndrico central (70) y dos cuerpos laterales básicamente cilíndricos (71)con un mayor diámetro que el cuerpo central (70), y

caracterizado porque

dicho alojamiento (5) está provisto de una porción central básicamente cilíndrica (50) y dos placas de extremo (6)con orificios axiales (60) para el paso de dichos vástagos (72) del obturador; dicha parte central (50) que comprendeun collar cilíndrico (51) que sobresale hacia el interior y está dispuesto entre dichos dos cuerpos laterales (71) delestárter para generar un canal periférico (8) que sigue una ruta de onda cuadrada o escalonada.

Conjunto de válvula de descarga para motores de dos tiempos, dotada con enfriamiento, obturación no rozante y autolimpiante La presente solicitud de patente para invención industrial se refiere a un conjunto de válvula de descarga para motor de dos tiempos.

Como es sabido, un motor de dos tiempos es un motor de combustión interna que proporciona para una fase activa, también definida como de expansión, en el que la transformación real de la energía química en térmica, consecuentemente produce energía cinética. Los motores de dos tiempos difieren de los motores de cuatro tiempos que son más populares, principalmente en la diferente alternancia de las fases activas de acuerdo con las revoluciones del eje de accionamiento. De hecho, los motores de cuatro tiempos tienen una fase activa por cada dos revoluciones del eje, mientras que los motores de dos tiempos tienen una fase activa por cada revolución completa del eje.

Las figuras 1A - 1F ilustran esquemáticamente un motor de combustión interna de dos tiempos durante las diversas fases de funcionamiento. El motor comprende una cubierta (1) , un cilindro (2) montado en la cubierta, un pistón (3) montado de manera deslizante en el un mecanismo de manivela (4) que conecta el pistón (3) a un eje de accionamiento. Una cámara de admisión (10) está definida en la cubierta (1) bajo el pistón y una cámara de combustión (20) se define en el cilindro por encima del pistón.

El cilindro (1) tiene tres puertos:

- un orificio de admisión (A) para tomar combustible en la cámara de admisión (10) de la cubierta;

- un puerto de salida (S) para descargar gases quemados de la cámara de combustión (20) del cilindro; y

- un puerto de transporte (T) para el transporte de combustible desde la cámara de admisión (10) de la cubierta hacia la cámara de combustión (20) del cilindro.

Los puertos (A, S, T) se abren y se cierran alternativamente por el pistón (3) durante su desplazamiento en el interior del cilindro (2) .

Haciendo referencia a la figura 1A, durante la fase de admisión, el pistón (2) se eleva, determinando una depresión en la cámara (10) de la cubierta. Tal depresión atrae la mezcla de aire/combustible del orificio de admisión (A) que en general está directamente conectado con el carburador.

Haciendo referencia a la figura 1B, durante la fase de pre-compresión/transporte, el pistón (3) va hacia abajo y, después de la obstrucción del orificio de admisión (A) , el pistón crea una presión en la cámara (10) de la cubierta que determina el siguiente transporte de la mezcla cuando se abre el puerto de transporte (T) .

Haciendo referencia a la figura 1C, durante el desplazamiento ascendente del pistón, después de cerrar el puerto de transporte (T) y el puerto de descarga (S) , la compresión se produce, alcanzando el valor máximo inmediatamente antes de la combustión de combustible.

Haciendo referencia a la figura 1D, después de encender la mezcla, se produce la expansión del gas y la onda de presión consiguiente, a través del conjunto de mecanismo de pistón/manivela, se transforma en movimiento de rotación en el eje de accionamiento.

Haciendo referencia a la figura 1E, durante el movimiento descendente del pistón, cuando se abre el puerto de descarga (S) , termina la fase de expansión y comienza la fase de descarga. Mediante el uso de la energía de los gases, los gases son expulsados hacia fuera de la cámara de combustión (20) (caja de escape) .

Haciendo referencia a la figura 1F, cuando el pistón desciende aún más, se abre el puerto de transporte (T) y, por consiguiente, en esta fase, el combustible (M) que entra en la cámara de combustión (20) a través del puerto de transporte (T) se cruza con los gases de escape (G) que deben salir de la cámara de combustión (20) a través del puerto de descarga (S) .

Esta fase de transporte/escape es un problema conocido de este tipo de motores de dos tiempos. De hecho, en tal situación, parte de los gases de escape (G) permanecen en la cámara de combustión (20) y parte de la nueva mezcla (M) (que viene desde el puerto de transporte (T) ) sale del puerto de salida (S) . Lo anterior resulta en un alto aumento de consumo de motor.

Además, estos motores proporcionan la presencia de aceite en la cámara de combustión. Con las arquitecturas actuales, es por tanto imposible evitar que el aceite utilizado para lubricar el mecanismo de manivela y el conjunto termal sega el mismo proceso que el combustible con el que se mezcla, es decir, quemado y expulsado. Lo anterior resulta en alta contaminación ambiental.

Estos inconvenientes han sido al menos parcialmente resueltos proporcionando una válvula de descarga entre el puerto de salida y la caja de escape. Dicha válvula de descarga está sincronizada con el movimiento del pistón, de tal manera que durante la fase de carga del cilindro que garantiza el cierre del lado del cilindro en comunicación con el orificio de salida, evitando la emisión de mezcla y de los gases no quemados (HC hidrocarburos no quemados) .

Por otra parte, dicha válvula de descarga proporciona simultáneamente las siguientes ventajas con respecto a un motor estándar: reducción de contaminantes de escape (NOx) , aumento de la eficiencia energética, y aumento de potencia.

El documento US 5, 267, 535 describe una válvula de escape tal, compuesta de un mecanismo de cierre, provisto de canal axial para el paso de los gases residuales y montado giratoriamente en un asiento del cilindro. La superficie externa del mecanismo de cierre está en estrecho contacto con la superficie interna del asiento, generando así una alta fricción entre el mecanismo de cierre y el asiento. En consecuencia, la expansión térmica de la válvula y el asiento se genera a altas temperaturas de funcionamiento del motor, con la consiguiente incautación de la válvula en su asiento.

El documento WO99/01644 describe una válvula rotativa para motor de combustión interna provista de obturaciones para reducir al mínimo las fugas de gas alrededor del rotor cilíndrico de la válvula que gira con holgura radial dentro de un asiento de la válvula.

El propósito de la presente invención es idear una válvula de descarga de alto rendimiento para un motor de combustión interna de dos tiempos, adaptada para controlar las emisiones de gases de desecho a través del puerto de salida, manteniendo al mismo tiempo la mezcla de aire/combustible dentro de la cámara de combustión.

Otro propósito de la presente invención es diseñar un conjunto de válvula de descarga para motores de dos tiempos que sea fiable, eficiente, versátil y fácil de instalar y ajustar.

Dichos propósitos se consiguen de acuerdo con la presente invención, con las características enumeradas en la reivindicación independiente 1 adjunta.

Las realizaciones ventajosas aparecen en las reivindicaciones dependientes.

El conjunto de válvula de descarga para motor de dos tiempos de combustión interna de acuerdo con la invención comprende:

- un alojamiento adaptado para ser montado en posición fija en el caso de dicho motor, hacia abajo del puerto de salida de dicho motor, dicho alojamiento comprende una entrada conectada a dicho puerto de salida del motor y una salida adaptadas para ser conectadas con una caja de escape,

- un estárter montado de forma giratoria dentro de dicha carcasa y provisto de un canal para el paso de los gases de escape procedentes de dicho puerto de salida del motor; dicho estárter está adaptado para girar desde la posición de válvula abierta, en la que dicho canal pone en comunicación la entrada y la salida de la carcasa permitiendo el paso de gases de escape, a la posición de válvula cerrada, en la que dicho canal no pone en comunicación la entrada y la salida de la carcasa, impidiendo el paso de fluido procedente del puerto de salida del motor,

- medios de accionamiento y sincronización adaptados para accionar dicho estárter en rotación, de manera sincronizada con respecto al movimiento alternativo del pistón de dicho motor.

Se deja un canal entre la superficie externa de dicho estárter y la superficie interna de dicho alojamiento. Ventajosamente, la dimensión mínima del canal es de 0, 0025 multiplicado por el diámetro del estárter, de tal manera para evitar el contacto entre las superficies y asegurar el funcionamiento de la válvula. Esto significa que el canal puede tener dimensiones más altas o iguales a 0, 0025 multiplicado por el diámetro del estárter.

El conjunto de válvula de la invención proporciona una obturación sin contacto, el enfriamiento de la válvula y la función de auto-limpieza para el escape de polvo.... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de la válvula de descarga (100) para motor de dos tiempos de combustión interna (200) , que comprende:

- un alojamiento (5) montado en posición fija en la carcasa de dicho motor (200) , hacia abajo un puerto de salida (S) de dicho motor, dicho alojamiento comprende una entrada (53A) conectada a dicho puerto de salida (S) del motor y una salida (53B) adaptada para ser conectada con una caja de escape (300) ,

- un estárter (7) montado de forma giratoria en el interior de dicho alojamiento (5) y provisto de un canal (73) para el paso de los gases de escape procedentes de dicho puerto de salida (S) del motor; dicho estárter (7) está adaptado para girar desde la posición de la válvula abierta, en el que dicho canal (73) pone en comunicación la entrada (53A) y la salida (53B) del alojamiento permitiendo el paso de gases de escape, a la posición de válvula cerrada, en la que dicho canal no pone en comunicación la entrada (53A) y la salida (53B) del alojamiento, impidiendo el paso de fluido procedente del puerto de salida (S) del motor,

- medios de accionamiento y sincronización adaptados para accionar dicho estárter en rotación, de manera sincronizada con respecto al movimiento alternativo del pistón de dicho motor,

en donde entre la superficie externa de dicho estárter (7) y la superficie interna de dicho alojamiento (5) se deja un canal (8) , con dimensión mayor que o igual a 0, 0025 multiplicado por el diámetro del obturador, de tal manera para evitar el contacto entre las superficies y asegurar el sellado de la válvula,

dicho estárter (7) tiene una forma básicamente cilíndrica y está provisto de dos vástagos (72) que sobresalen axialmente desde los dos extremos del estárter,

dicho estárter (7) comprende un cuerpo cilíndrico central (70) y dos cuerpos laterales básicamente cilíndricos (71) con un mayor diámetro que el cuerpo central (70) , y

caracterizado porque dicho alojamiento (5) está provisto de una porción central básicamente cilíndrica (50) y dos placas de extremo (6) con orificios axiales (60) para el paso de dichos vástagos (72) del obturador; dicha parte central (50) que comprende un collar cilíndrico (51) que sobresale hacia el interior y está dispuesto entre dichos dos cuerpos laterales (71) del estárter para generar un canal periférico (8) que sigue una ruta de onda cuadrada o escalonada.

2. Conjunto de válvula (100) como se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque dichos vástagos (72) están giratoriamente soportados por soportes (C) montados en posición externa en el alojamiento (5) o en la carcasa del motor.

3. Conjunto de válvula (100) como se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque dicho canal (73) atraviesa radialmente dicho cuerpo central (70) del estárter.

4. Conjunto de válvula (100) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos cuerpos laterales (71) del estárter tienen una forma cónica o tronco-cónica con diámetro creciente hacia el exterior.

5. Conjunto de válvula (100) como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho alojamiento (5) tiene una forma básicamente cilíndrica y comprende al menos un orificio de entrada axial (60, 61) dispuesto cerca del eje del alojamiento, para la entrada de aire refrigerante desde el exterior al interior del canal (8) y al menos un orificio axial de salida (57) dispuesto en una parte periférica del alojamiento para la salida de aire caliente y polvo procedente del canal (8) .

6. El conjunto de válvula (100) como se reivindica en la reivindicación 5, caracterizado porque al menos dicho orificio de salida (57) del alojamiento está conectado a un puerto de entrada o de descarga del motor.

7. El conjunto de válvula (100) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie lateral externa del estárter (7) y/o la superficie lateral interna del alojamiento (5) se proporcionan con ranuras (79; 69) para maximizar la superficie de transferencia de calor.

8. El conjunto de válvula (100) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho alojamiento (5) está provisto de aletas refrigerantes (54) resaltadas hacia el exterior.

9. Conjunto de válvula (100) como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho alojamiento (5) está provisto de canales (55) para el paso de líquido refrigerante.