Motor de aire comprimido con cámara activa incluída y con distribución activa en la admisión.

Motor de cámara activa que funciona según un ciclo termodinámico de tres fases,

que comprende:

- una fase de transferencia isobárica e isotérmica;

- una fase de expansión politrópica con trabajo;

- una fase de escape a presión ambiente;

comprendiendo este motor:

- al menos un cilindro (1) alimentado por un gas a presión, preferiblemente por aire comprimido, contenido en un depósito de almacenamiento a alta presión (12),

- al menos un pistón (2) que esté montado deslizante en el interior de este cilindro (1),

- un cigüeñal (5) accionado por el pistón mediante un dispositivo tradicional de biela-manivela (3, 4),

- una culata (6) que cierra en su parte superior el volumen del cilindro (1), que es barrido por el pistón (2), y que comprende al menos un conducto de admisión (8) en el que fluye un flujo de gas a presión de llenado del cilindro, un orificio de admisión (7) del gas a presión por encima del pistón, y al menos un orificio de escape y un conducto de escape, estando dispuesta la culata de forma que, cuando el pistón (2) se encuentre en su punto muerto superior, el volumen residual comprendido entre el pistón (2) y la culata (6) se reduzca, por construcción, únicamente a las holguras mínimas que permitan el funcionamiento sin contacto entre el pistón (2) y la culata (6),

- al menos una válvula de admisión (9) que coopera de manera estanca con un asiento de válvula (20) formado en la culata (6) y que delimita la abertura de admisión (7),

motor en el cual:

-- el volumen del cilindro (1) barrido por el pistón (2) está dividido en dos partes distintas de las cuales una primera parte que constituye una cámara activa (CA) que está incluida en el cilindro (1) y una segunda parte que constituye una cámara de expansión (CD),

--bajo el empuje continuo del gas a presión admitido en el cilindro, a una presión de trabajo constante, el volumen de la cámara activa (CA) aumenta produciendo un trabajo que representa la fase de transferencia isobárica e isotérmica,

-- la admisión del gas a presión en el cilindro (1) se obtura en cuanto se alcanza el volumen máximo de la cámara activa (CA), expandiéndose entonces la cantidad de gas a presión incluida en dicha cámara activa (CA) empujando el pistón (2) en la segunda parte de su carrera que determina la cámara de expansión (CD), produciendo así un trabajo que asegura la fase de expansión politrópica,

-- una vez que el pistón (2) haya alcanzado su punto muerto inferior, se abre entonces el orificio de escape para garantizar la fase de escape (7) durante el ascenso del pistón a lo largo de todo su carrera hasta su punto muerto superior,

-- el par y el regimen del motor se controlan por la apertura y el cierre de la válvula de admisión (9), permitiendo abrir la válvula de admisión (9), sensiblemente en el punto muerto superior de la carrera del pistón, y permitiendo, por el cierre de la la válvula (9), modificar la duración y/o el sector angular de la admisión, así como la sección de paso de la abertura de admisión a fin de determinar, en función de la presión del gas comprimido contenido en el depósito de almacenamiento (12) y de la presión al final de la fase de expansión, la cantidad de gas a presión admitida así como el volumen de la cámara activa (CA),

caracterizado por que:

- a) la válvula de admisión (9) está montada móvil en desplazamiento axial entre una posición de cierre inferior en la que está en apoto estanco sobre su asiento de válvula (20) y una posición de apertura superior,

- b) en el sentido de su apertura, la válvula de admisión (9) se desplaza axialmente, en el sentido opuesto al de la circulación del flujo de gas a presión de llenado del cilindro (1),

- c) en su posición de cierre, la válvula de admisión (9) se mantiene cerrada en autoclave sobre su asiento de válvula por la presión existente en el conducto de admisión (8) y que se aplica a la válvula de admisión,

- d) el motor dispone de medios de control de la apertura de la válvula de admisión (9), sensiblemente en el punto muerto superior de la carrera del pistón, para provocar la separación de la válvula de admisión (9) de su asiento para permitir el establecimiento de la presión de admisión en la cámara activa (CA), recorriendo entonces la válvula toda su carrera de apertura bajo la acción de las fuerzas diferenciales de presión ejercidas por el gas a presión sobre las partes correspondientes de la válvula de admisión,

- e) el motor tiene un gato neumático de cierre, respectivamente de apertura, de la válvula de admisión (9), que tiene un cilindro de gato (100) y un pistón (102) que está conectado en desplzamiento axial con la válvula de admisión (9) y que está montado deslizante en el interior del cilindro de gato (100) en cuyo interior el (102) delimita de manera estanca una cámara superior de control del gato, denominada cámara decierre (104), así como una cámara inferior de control inferior del gato, denominada cámara de apertura (105),

- f) el motor tiene al menos un canal (X2) de control de apertura de la válvula de admisión (9) que conecta la fuente de gas a presión del conducto de admisión (8) con la parte superior de la cámara activa (CA) del cilindro o a la cámara inferior de control del gato, denominada cámara de apertura (105),

- g) el motor tiene un canal de distribución activa (X1) que conecta dicha cámara de cierre (104) con la parte superior de la cámara activa (CA) y una válvula (Y) de obturación de la circulación del gas en el canal (X1) de distribución activa, denominada válvula (Y) de distribución activa, cuya apertura está controla para poner en comunicación la cámara de cierre (104) con la parte superior de la cámara activa (CA), cerrar la válvula de admisión (8) y producir un trabajo que se añade al trabajo de la carga de gas a presión previamente admitida, a través del conducto de admisión, en la cámara activa.