Motor rotativo.

La invención se basa en que partiendo de la configuración de cualquier tipo de motor rotativo,

ya sea de combustión interna o externa, el mismo incorpore al menos una segunda cámara, en la que juega un rotor secundario (17) que además de actuar como contrapeso que estabilice al motor, se utiliza como compresor para gestionar las maniobras de admisión y escape del motor, además de meter aire en un depósito de aire comprimido en caso de requerirlo, mejorando sensiblemente su rendimiento. Si bien esta cámara como se ha comentado puede incorporarse en cualquier tipo de motor rotativo la invención prevé su inclusión en un motor rotativo de dos tiempos.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un motor rotativo, que presenta la particularidad de que su contrapeso o contrapesos presentan una especial configuración que permite a la vez de actuar como elemento o elementos estabilizadores del motor, también actúan como elemento compresor destinado a proporcionar el flujo de aire o comburente que entra en las cámaras del motor, bien de forma directa, o a través de un depósito de aire comprimido.

Si bien el dispositivo diseñado se ha previsto fundamentalmente para ser integrado en un motor rotativo de dos tiempos, es igualmente aplicable a cualquier otro tipo de motor rotativo, ya sea de dos, cuatro tiempos, ciclo partido, ciclo de combustión interna o externa, a la hora de gestionar el flujo de gases que se produce en el mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el ámbito de aplicación práctica de la invención, son conocidos una gran variedad de motores rotativos, como puede ser el documento WO 9534749, en el que se describe un motor rotativo con admisión y escape axiales, en la que sus pistones realizan movimientos contrarios dentro de una cámara de explosión circular, de manera que la admisión de gases se produce mediante la sincronización de los pistones con unos discos que abren y cierran las correspondientes lumbreras, pudiéndose este proceso considerarse equivalente a una admisión atmosférica de un motor de combustión interna tradicional.

Consecuentemente, el rendimiento de este tipo de motores se ve sensiblemente limitado frente a motores sobrealimentados.

Si bien son conocidos diferentes tipos de mecanismos para llevar a cabo este tipo de sobrealimentación, ya sea a través de los gases de escape expulsados (turbocompresores),

o bien mediante elementos mecánicos (compresores) accionados por la transmisión del motor, este tipo de elementos constituyen elementos independientes del motor, con esta única función, de manera que, no permiten aunar varias funciones en un mismo elemento, simplificando la estructura del motor, y consecuentemente mejorándolo.

Si bien es cierto que en la patente británica GB 943693 se describe un motor rotativo en el que se establece un ventilador que actúa como volante de inercia, al que se pueden aplicar pesos para equilibrar la excéntrica y el rotor, dicho elemento tiene como finalidad principal refrigerar el motor, de manera que el mismo no controla ni regula la entrada y salida de gases que entran en las cámaras de dicho motor, no previéndose el empleo de y llenado a partir de este elemento de uno o mas depósitos de aire comprimido.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El motor rotativo que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, merced a una novedosa estructuración sumamente efectiva en la que el contrapeso o contrapesos del motor no solo actúan como elemento estabilizador, sino que permiten controlar la entrada y salida de gases, así como introducir aire en un depósito de aire comprimido.

Para ello, se parte de la estructura convencional de cualquier motor rotativo, en la que se establece una serie de cámaras en las que juegan respectivos rotores, con sus correspondientes lumbreras de entrada de aire y sus complementarias cámaras de salida de gases, así como con los clásicos alojamientos para los sistemas de encendido, inyectores etc, con la particularidad de que, se definen distintas cámaras paralelas en el motor en cada una de las cuales es desplazable un rotor secundario que en su giro provoca la admisión, compresión, y un rotor principal donde se realiza la explosión y el escape de la mezcla de combustible y comburente, mediante dos tiempos, en función de la disposición de las lumbreras y elementos de apertura y cierre asociadas a las mismas, con la particularidad de que, conjuntamente con estas cámaras de combustión participan paralelamente otras cámaras en las que se establece sendos rotores secundarios, en funciones de contrapeso, pero con la particularidad de que en dichas cámaras se produce por el propio desplazamiento del rotor, un efecto de aspiración e impulsión de gases que, a través de los

correspondientes compartimentos entre unas y otras cámaras, se aprovechan para controlar la entrada y salida de gases a las cámaras de combustión.

A partir de esta estructuración, se ha previsto que el motor se materialice preferentemente en un motor de dos tiempos, en el que las lumbreras de admisión se disponen axialmente a la cámara o cámaras de combustión, de modo que el rotor secundario, que rota en dirección contraria al rotor principal, aspira e impulsa el aire a través de estas lumbreras, desde una cámara auxiliar, mientras que la salida de gases se produce de forma radial, mediante un barrido uniflujo, a través de cámaras establecidas en correspondencia con los vértices de la cámara de combustión, si bien una vez que los gases acceden a estas cámaras se desplazan igualmente en sentido axial a dichas cámaras, por medio de las correspondientes válvulas rotativas.

De esta forma, las lumbreras de admisión de las cámaras de combustión se controlan mediante válvulas rotativas, sincronizadas y acopladas en el eje del motor, mediante las que se controla su obturación.

Estas lumbreras se comunican a través de conductos internos con un depósito de aire comprimido, con el que se comunican la cámara o cámaras en las que juegan los rotores secundarios, conductos que adoptan una disposición radial, mientras que los huecos de aspiración de aire se disponen distribuidos equiangularmente en disposición axial sobre la cámara, estando los mismos igualmente asistidos por una válvula rotativa, sincronizada y acoplada al eje del motor, encargada de controlar su obturación en función de la posición angular de dicho rotor secundario.

De acuerdo con otra de las características de la invención, se ha previsto que la recuperación de la energía que se degrada en la frenada en forma de calor, pueda ser aprovechada introduciendo aire en el depósito de aire comprimido.

Para ello, parte del par que es necesario aplicar en la frenada del vehículo en el que el motor se encuentre instalado, se obtiene en parte por la fricción realizada por el mecanismo de freno, más el par que es necesario aplicar para mover el rotor secundario y así permitir que el par de la frenada se reparta tanto en el sistema de frenado (quitando tensión a los discos de freno) como para comprimir y almacenar aire en el depósito de aire comprimido

para un posterior empleo del mismo en otro tipo de configuración de funcionamiento.

Paralelamente, también es posible meter aire en el/los depósito/s de aire comprimido, cuando el motor requiera relaciones de baja potencia, como son los casos de velocidad constante en llano o velocidades bajas pero constantes, o cuando el vehículo se encuentre parado (atascos, semáforos...etc)

Con este tipo de configuración, tanto el flujo de combustible como la corriente eléctrica para encender el sistema de encendido son desconectados, por lo que el rotor principal deja de funcionar y solo actúa el rotor secundario movido por la inercia del vehículo que se quiere frenar.

Mediante este proceso de frenada regenerativa se puede optimizar la energía almacenada en los depósitos de aire comprimido, empleándola para aumentar la potencia del motor cuando se requiera, así como para, por ejemplo, el accionamiento de los frenos neumáticos o cualquier sistema que lo requiera, eliminando la necesidad de emplear un compresor adicional para generar aire comprimido, como es preciso en algunos tipos de vehículos.

Finalmente, el motor de la invención presenta otra ventaja y es que, dependiendo de la carga de trabajo que necesitemos, se puede configurar para que, por cada revolución (360°), el rotor principal realice 0 (frenada), 1, 2 ó 3 explosiones.

Opcionalmente, el motor puede estar asistido por un turbocompresor, accionado por los gases de escape del motor, de manera que el rotor secundario no necesita presentar el mismo tamaño que el rotor primario para actuar en funciones de elemento de bombeo lo que supone una mejora frente al ciclo Miller, de manera que, al presentar unas dimensiones menores que dicho rotor primario, para compensar la inercia del rotor primario es preciso incluir un tercer rotor o terciario, igualmente opuesto a la dirección del rotor primario, el cual se aprovecha para generar energía eléctrica, al incorporar imanes o cualquier material que cumpla dicha función que gira con respecto a una bobina en la que se induce una corriente eléctrica.

La principal ventaja que presenta este sistema frente al ciclo Miller es debido al hecho de que la etapa de admisión y compresión se encuentra...

1a.- Motor rotativo, que siendo del tipo de los que incorporan al menos una cámara de combustión (1-1-1) en la que juega el correspondiente rotor principal (2), con sus correspondientes lumbreras de entrada de aire (7) y sus complementarias cámaras de salida de gases (12), así como con los clásicos alojamientos (11) para los sistemas de encendido, inyectores y similares, caracterizado porque el motor incluye al menos una cámara secundaria (16), axial a la cámara de combustión, en la que juega un rotor secundario en funciones de contrapeso y elemento de bombeo de los gases de entrada y salida de la cámara de combustión principal, con la particularidad de que entre una y otra cámara se definen conducciones de entrada y salida de dichos gases así como medios para controlar la obturación y desobturación de dichas conducciones.

2a.-Motor rotativo, según reivindicación 1a, caracterizado porque el mecanismo definido por el rotor secundario alimenta a un depósito de aire comprimido.

3a.- Motor rotativo, según reivindicación 1a, caracterizado porque en la cámara secundaria (16), se establecen axialmente unas lumbreras de aspiración de aire (18) asistidas por una válvula rotativa (19), con su correspondiente orificio (20) de control del caudal de entrada.

4a.- Motor rotativo, según reivindicación 1a, caracterizado porque la cámara de combustión (1 -1 -1 ), presenta una sección esencialmente triangular, a base de un cuerpo central (1), y dos elementos en funciones de tapas laterales (1 -1 ), en cuyo seno juega el rotor principal (2), asociado al eje (3) del motor, a través del correspondiente mecanismo excéntrico (4), incluyendo unas superficies de sellado internas (5) con sus correspondientes sellos (6) de estanqueidad del rotor principal (2) en sus desplazamientos angulares.

5a.- Motor rotativo, según reivindicaciones 1a y 4a, caracterizado porque la cámara secundaria (16) se comunica con un depósito de aire comprimido, de alimentación de las lumbreras de la cámara de combustión (7), a través de sendas cámaras (21) establecidas en correspondencia con sus vértices, las cuales están asistidas por las complementarias válvulas rotativas (22).

6a.- Motor rotativo, según reivindicación 1a, caracterizado porque axialmente a la cámara de combustión (1 es decir, sobre sus paredes laterales, se establecen tres lumbreras (7) de entrada de comburente, que se comunican con respectivas tomas perimetrales (8), estando asistidas estas lumbreras (7) por una válvula rotativa (9) discoidal, con tres orificios (10) enfrentables selectivamente a dichas lumbreras.

7a.- Motor rotativo, según según reivindicaciones 1a y 3a, caracterizado porque la cámara (1) cuenta radialmente en sus extremos con cámaras de salida de gases (12) asistidas por las correspondientes válvulas rotativas (13), afectadas de una escotadura (14) y de un orificio (15) para salida controlada de los gases de escape.

8a.- Motor rotativo, según reivindicación 1a, caracterizado porque en la superficie interior de la cámara secundaria (16) se establecen cámaras de sellado (24) asistidas por los correspondientes sellos (25).

9a.- Motor rotativo, según reivindicaciones 1a y 2a, caracterizado porque la cámara secundaria (16), axial a la cámara de combustión, en la que juega el rotor secundario en funciones de contrapeso y elemento de bombeo de los gases de entrada y salida de la cámara de combustión principal, y que alimenta al depósito de aire comprimido, forma parte de un sistema neumático de accionamiento de los frenos del vehículo en el que se instale el motor.

10a.- Motor rotativo, según reivindicación 1a, caracterizado porque el motor está asistido por un turbocompresor, accionado por los gases de escape del motor, de manera que el rotor secundario presenta unas dimensiones menores que el rotor primario, habiéndose previsto que para compensar la inercia del rotor primario conjuntamente con el rotor secundario participe un rotor terciario, opuesto a la dirección del rotor primario, asociado a un mecanismo generador de energía eléctrica en caso de requerirlo.

11a.- Motor rotativo, según reivindicaciones 1a, 2a y 5a, caracterizado porque en las válvulas rotativas (22), establecidas sobre los vértices de la cámara de combustión se definen dos recorridos posibles del aire aspirado en función de su posición relativa, uno hacia a través

de unos conductos (23) con un depósito de aire comprimido, y otro, a través de un conducto (26) de comunicación hacia la cámara principal (1).

12a.- Motor rotativo, según reivindicación 11a, caracterizado porque en las válvulas rotativas 5 (22) se define un tercer recorrido posible para el aire que comunica con la entrada de aire

atmosférico del motor, materializado en un orificio (29) enfrentadle a dicha válvula rotativa (22).