Motor de combustión interna de cuatro tiempos con compresión enfriada pre-etapa.

Un motor de combustión interna de cuatro tiempos de encendido por chispa,

que comprende:

uno o más cilindros de combustión, cada cilindro tiene un volumen total del cilindro, un volumen de la cámara de combustión, un volumen de admisión, un punto muerto superior TDC (PMS) y un punto muerto inferior BDC (PMI), y cada cilindro contiene un pistón axialmente alternativo conectado mecánicamente a un cigüeñal y un volante, en el que cada cilindro ejecuta un proceso de combustión de cuatro tiempos, que comprende un tiempo de admisión, durante el cual el pistón se mueve axialmente hacia el BDC (PMI) del cilindro y extrae el volumen de admisión de una mezcla de aire y combustible en el cilindro, seguido por un tiempo de compresión, durante el cual el pistón se mueve axialmente hacia el TDC (PMS) del cilindro y comprime la mezcla de aire y combustible a un volumen de compresión pre-encendido, una presión de compresión pre-encendido y una temperatura de compresión pre-encendido, seguido de un encendido por chispa de la mezcla de aire y combustible, que impulsa el pistón hacia el BDC (PMI) del cilindro en un tiempo de expansión, seguido de un tiempo de escape, durante el cual el pistón se mueve hacia el TDC (PMS) del cilindro y expulsa un gas de escape del cilindro antes del siguiente ciclo de admisión, y donde el volumen del cilindro es el volumen dentro del cilindro cuando el pistón está en el BDC (PMI, punto muerto inferior) y el volumen de la cámara de combustión es el volumen del cilindro dentro del cilindro cuando el pistón está en TDC (PMS) (punto muerto superior), y en donde una relación del volumen del cilindro al volumen de la cámara de combustión define la relación de compresión;

uno o más compresores de aire pre-etapa, cada compresor tiene un volumen de aire de compresor, en el que cada compresor comprime el volumen de aire del compresor de aire del ambiente a una presión atmosférica y a una temperatura ambiente del aire, para generar un volumen de aire de pre-admisión presurizado que tiene una temperatura de aire de pre-admisión y una presión de aire de pre-admisión de más de 2.1 bares;

uno o más intercambiadores de calor, en los que el volumen de aire de pre-admisión presurizado se enfría, sin expansión de volumen, a una presión de aire de admisión de más de 1,8 bares y a una temperatura del aire de admisión, que es al menos 50°C por debajo de la temperatura del aire pre-admisión, para producir un volumen de aire de admisión, que se mezcla con un combustible que tiene una temperatura de autoencendido, para constituir el volumen de admisión de uno de los cilindros;

donde los intercambiadores de calor están regulados para que la temperatura del aire de admisión permanezca constante, independientemente de la temperatura del aire en el ambiente, y

donde el volumen de aire de admisión se expande dentro del cilindro de combustión durante un intervalo del tiempo de admisión en el que el pistón se acerca al BDC (PMI) del cilindro, de modo que el volumen de admisión de cada uno de los cilindros de combustión se enfría a una temperatura de admisión fría de al menos 50°C por debajo de la temperatura del aire de admisión, y en el que la expansión del volumen de aire de admisión en el cilindro de combustión está regulada de modo que la temperatura de admisión fría sea lo suficientemente baja como para que la temperatura de compresión pre-encendido en la relación de compresión designada sea inferior a la temperatura 40 de autoencendido del combustible.