Motor provisto de una cámara de volumen variable.

Motor (1) que comprende al menos los tres componentes siguientes:

- un cilindro (2) que contribuye a delimitar una cámara (3) cuyo volumen varía entre un valor mínimo y unvalor máximo,

- un primer pistón (4) que contribuye en sí también a delimitar dicha cámara (3), siendo concebidos dichosprimer pistón (4) y cilindro (2) para sufrir un primer movimiento relativo de vaivén bajo el efecto de la variacióndel volumen de la cámara (3),

- un árbol de salida (8) rotativo.

comprendiendo dicho motor (1) además:

- un segundo pistón (14) que contribuye igualmente a delimitar el volumen de dicha cámara (3), siendoconcebidos dichos segundo pistón (4) y cilindro (2) para sufrir un segundo movimiento relativo de vaivén bajo elefecto de la variación del volumen de la cámara (3), estando montado dicho árbol de salida (8) coaxialmentecon dichos primer y segundo pistones (4, 14),

- un primer medio de conversión (5) de dicho primer movimiento relativo de vaivén en movimiento rotativo delárbol de salida (8), comprendiendo por un lado un primer camino de guiado (9) sensiblemente onduladosolidario con uno de dichos tres componentes (2, 4, 8) y por otro lado un primer elemento de guiado (10) quese concibe para desplazarse a lo largo de dicho primer camino de guiado (9) y que es solidario con otro dedichos tres componentes (2, 4, 8),

- un primer órgano de regulación (5) de la posición del primer camino de guiado (9) y/o del primer elementode guiado (10) relativamente al(a los) componente(s) (2, 4, 8) con el(los) que es solidario, para regular el valormínimo y/o el valor máximo del volumen de la cámara (3).

Motor provisto de una cámara de volumen variable

Campo técnico [0001] La presente invención se relaciona con el campo técnico general de los motores y, en particular, de los motores cuyo funcionamiento se basa en la variación de volumen de una cámara (por ejemplo por compresión y expansión de un fluido de trabajo en el seno de la cámara) , suministrando dichos motores una energía mecánica utilizable, por ejemplo, para propulsar unos vehículos (tales como unos automóviles, unas motocicletas, unas aeronaves o unos barcos) , para accionar unas máquinas (industriales o agrícolas) o incluso para suministrar energía mecánica a unos dispositivos de conversión de energía, del tipo de grupos electrógenos.

La invención se refiere, más precisamente, a un motor que comprende al menos los tres componentes siguientes:

- un cilindro que contribuye a delimitar una cámara cuyo volumen varía entre un valor mínimo y un valor máximo,

- un primer pistón que contribuye también a delimitar dicha cámara, siendo concebidos dichos primer pistón y cilindro para sufrir un primer movimiento relativo de vaivén bajo el efecto de la variación del volumen de la cámara,

- un árbol de salida rotativo.

Técnica anterior

Los motores que implementan una cámara cuya variación de volumen se aprovecha para suministrar energía mecánica a un sistema receptor (vehículo, máquina u otro) son conocidos desde hace mucho tiempo y están ampliamente extendidos, puesto que los motores de combustión interna (o “motores de explosión”) , que equipan los vehículos automóviles, se basan en un principio de funcionamiento de ese tipo.

La arquitectura de estos motores de explosión se basa, en general, en la realización de un cilindro que se cierra en su parte superior por una culata. El cilindro y la culata forman una cámara de combustión cuyo volumen se define por la carrera de un pistón que se desliza en el cilindro de acuerdo con un movimiento de vaivén impartido por las variaciones de presión resultantes de los ciclos de combustión operados en la cámara de combustión. A su vez, el pistón está ligado a un cigüeñal, por intermedio de una biela, para transformar el movimiento de traslación rectilíneo del pistón en un movimiento de rotación del cigüeñal.

Esta arquitectura de motor conocida proporciona satisfacción en general, pero no deja de presentar una serie de inconvenientes. En particular, estos motores conocidos realizan una cadena mecánica y cinemática relativamente pesada y compleja de transmisión y de reenvío del esfuerzo entre los pistones y el árbol de salida. Ésta constituye, por supuesto, una fuente potencial de debilidad y de pérdida de rendimiento energético y no funciona en el sentido de un incremento de la fiabilidad ni de una reducción del precio de coste. Además, estos motores conocidos emplean un gran número de piezas en movimiento, lo que corresponde a una masa en movimiento importante, susceptible por sí misma de engendrar unos problemas de eficacia y de fiabilidad. Por otro lado, está comprobado que estos motores conocidos son, de igual forma, relativamente pesados y voluminosos, de manera que su empleo en el seno del vehículo, y principalmente en el seno de un vehículo automóvil del tipo de vehículo particular, se puede convertir en problemático, principalmente en relación a la colocación correcta del centro de gravedad del motor en el vehículo. Finalmente, el rendimiento de estos motores conocidos no es óptimo en los diferentes modos de utilización del motor, lo que conduce a un exceso de consumo de combustible. Con el fin de remediar este último problema, se ha propuesto adaptar el volumen de la cámara de combustión en función del nivel de solicitación del motor.

Los motores de explosión así modificados para permitir una regulación dinámica del volumen de la cámara de combustión se designan generalmente por la denominación “motores de relación de compresión variable” o incluso motores “VCR” (de “Variable Compression Ratio”) , en la medida en que la relación de compresión de la mezcla aire/combustible en la cámara de combustión varía con el volumen de dicha cámara. Estos motores de compresión variable permiten, de ese modo, una optimización del rendimiento con relación a los motores de explosión clásicos, y evitan (o al menos minimizan) la aparición de fenómenos indeseables tales como el picado. Sin embargo, los motores de compresión variable conocidos adolecen también de los inconvenientes mencionados anteriormente en lo que concierne a los motores de explosión clásicos. Estos inconvenientes son incluso acentuados puesto que la realización de una cámara de relación de compresión variable se obtiene generalmente, en los motores VCR conocidos, por la realización de complejos sistemas mecánicos de control de la carrera de los pistones, lo que no solamente hace más pesado el motor y afecta a la fiabilidad, sino que son finalmente susceptibles de provocar la aparición de fenómenos vibratorios o acústicos indeseables. Adicionalmente, la industrialización de estos motores VCR conocidos se demuestra delicada, lo que conduce a un incremento sensible del precio de coste del motor.

Exposición de la invención [0007] La invención viene en consecuencia a dar solución a los diferentes inconvenientes enumerados anteriormente y a proponer un nuevo motor cuyo rendimiento se optimice y cuya arquitectura sea particularmente simple, ligera y fiable.

Otro objetivo de la invención es proponer un nuevo motor de construcción particularmente compacta y robusta.

Otro objetivo de la invención es proponer un nuevo motor de concepción particularmente simple y de fácil fabricación.

Otro objetivo de la invención es proponer un nuevo motor que sea económico de fabricar.

Otro objetivo de la invención es proponer un nuevo motor cuyo funcionamiento se base en unos principios mecánicos simples y probados.

Otro objetivo de la invención es proponer un nuevo motor cuya construcción limite particularmente la aparición de fenómenos vibratorios y acústicos indeseables.

Otro objetivo de la invención llega a proponer un nuevo motor que implementa una masa en movimiento mínima y susceptible de procurar unas secciones de admisión y/o escape importantes.

Otro objetivo de la invención llega a proponer un nuevo motor que implementa un mínimo de piezas diferentes.

Los objetivos asignados a la invención se consiguen con la ayuda de un motor que comprende al menos los tres componentes siguientes:

- un cilindro que contribuye a delimitar una cámara cuyo volumen varía entre un valor mínimo y un valor máximo,

- un primer pistón que contribuye en sí también a delimitar dicha cámara, siendo concebidos dichos primer pistón y cilindro para sufrir un primer movimiento relativo de vaivén bajo el efecto de la variación del volumen de la cámara,

- un árbol de salida rotativo.

comprendiendo dicho motor además:

- un segundo pistón que contribuye igualmente a delimitar el volumen de dicha cámara, siendo concebidos dichos segundo pistón y cilindro para sufrir un segundo movimiento relativo de vaivén bajo el efecto de la variación del volumen de la cámara, estando montado dicho árbol de salida coaxialmente con dichos primer y segundo pistones,

- un primer medio de conversión de dicho primer movimiento relativo de vaivén en movimiento rotativo del árbol de salida, comprendiendo por un lado un primer camino de guiado sensiblemente ondulado solidario con uno de dichos tres componentes y por otro lado un primer elemento de guiado que se concibe para desplazarse a lo largo de dicho primer camino de guiado y que es solidario con otro de dichos tres componentes,

- un primer órgano de regulación de la posición del primer camino de guiado y/o del primer elemento de guiado relativamente al (a los) componente (s) con el (los) que es solidario, para regular el valor mínimo y/o el valor máximo del volumen de la cámara.

Resumen descriptivo de los dibujos [0016] Otros objetivos y ventajas de la invención surgirán más en detalle con la lectura de la siguiente descripción, en referencia a los dibujos adjuntos, dados a título puramente ilustrativo y no limitativo, en los que:

- La figura 1 es un esquema de principio, de acuerdo con una vista lateral en corte parcial, de un ejemplo de motor de acuerdo con la invención.

- La figura 2 ilustra, de acuerdo con una vista lateral en corte parcial, un ejemplo de motor de combustión de acuerdo con la invención, que corresponde al principio constructivo de la figura 1.

- La figura 3 ilustra,... [Seguir leyendo]

1. Motor (1) que comprende al menos los tres componentes siguientes:

-un cilindro (2) que contribuye a delimitar una cámara (3) cuyo volumen varía entre un valor mínimo y un valor máximo,

-un primer pistón (4) que contribuye en sí también a delimitar dicha cámara (3) , siendo concebidos dichos primer pistón (4) y cilindro (2) para sufrir un primer movimiento relativo de vaivén bajo el efecto de la variación del volumen de la cámara (3) ,

-un árbol de salida (8) rotativo.

comprendiendo dicho motor (1) además:

-un segundo pistón (14) que contribuye igualmente a delimitar el volumen de dicha cámara (3) , siendo concebidos dichos segundo pistón (4) y cilindro (2) para sufrir un segundo movimiento relativo de vaivén bajo el efecto de la variación del volumen de la cámara (3) , estando montado dicho árbol de salida (8) coaxialmente con dichos primer y segundo pistones (4, 14) ,

-un primer medio de conversión (5) de dicho primer movimiento relativo de vaivén en movimiento rotativo del árbol de salida (8) , comprendiendo por un lado un primer camino de guiado (9) sensiblemente ondulado solidario con uno de dichos tres componentes (2, 4, 8) y por otro lado un primer elemento de guiado (10) que se concibe para desplazarse a lo largo de dicho primer camino de guiado (9) y que es solidario con otro de dichos tres componentes (2, 4, 8) ,

-un primer órgano de regulación (5) de la posición del primer camino de guiado (9) y/o del primer elemento de guiado (10) relativamente al (a los) componente (s) (2, 4, 8) con el (los) que es solidario, para regular el valor mínimo y/o el valor máximo del volumen de la cámara (3) .

2. Motor (1) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que el primer camino de guiado (9) es solidario con el árbol de salida (8) , mientras que el primer elemento de guiado (10) es solidario con el primer pistón (4) .

3. Motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes caracterizado por que el primer camino de guiado (9) comprende una primera ranura mientras que el primer elemento de guiado comprende un primer tetón que se acopla en dicha primera ranura.

4. Motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes caracterizado por que el primer órgano de regulación (5) comprende una primera pieza de regulación (6) montada en deslizamiento sobre y a lo largo del árbol de salida (8) , llevando dicha primera pieza de regulación (6) el primer camino de guiado (9) .

5. Motor (1) de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado por que el primer órgano de regulación (5) comprende por un lado una perforación roscada (18) que se fija al cilindro (2) y que es coaxial con el árbol de salida (8) y por otro lado un tubo roscado (19) fijado en un primero de sus extremos a la primera pieza de regulación (6) , siendo capaz dicho tubo roscado (19) de ser atornillado y desatornillado en la perforación roscada (18) para hacer variar la posición de la primera pieza de regulación (6) con relación al árbol de salida (8) , que está montado fijo con relación al cilindro (2) .

6. Motor (1) de acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado por que el segundo extremo del tubo roscado (19) está provisto de una rueda dentada (19B) para el engrane en rotación del tubo roscado (19) .

7. Motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que dicha cámara (3) está formada por el espacio intersticial que separa dichos primer y segundo pistones (4, 14) en el cilindro (2) .

8. Motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que los primer y segundo movimientos de vaivén son opuestos, de tal manera que dichos primer y segundo pistones (4, 14) se aproximan y se alejan uno del otro sensiblemente de modo simultáneo.

9. Motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado por que comprende un segundo medio de conversión de dicho segundo movimiento relativo de vaivén en movimiento rotativo del árbol de salida (8) , comprendiendo dicho segundo medio de conversión por un lado un segundo camino de guiado (15) sensiblemente ondulado solidario con uno de los tres elementos siguientes: cilindro (2) , árbol de salida (8) y segundo pistón (14) y por otro lado un segundo elemento de guiado (16) que se concibe para desplazarse a lo largo de dicho segundo camino de guiado (15) y que es solidario con otro de dichos tres elementos (2, 8, 14) , comprendiendo además dicho motor (1) un segundo órgano de regulación (50) de la posición del segundo camino de guiado (15) y/o del segundo elemento de guiado (16) con relación al (a los) elemento (s) (2, 8, 14) del (de los) que es solidario, para regular el valor mínimo y/o el valor máximo del volumen de la cámara (3) .

10. Motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado por que constituye un motor de combustión interna, estando concebida dicha cámara (3) para alojar un fluido de trabajo destinado a sufrir una combustión en el seno de dicha cámara (3) .

11. Vehículo equipado con un motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.