ES1059373U - Two cams mechanism, for driving the crankshaft of a combustión engine. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
Two cams mechanism, for driving the crankshaft of a combustión engine. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)Info
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Abstract
Description
Mecanismo de dos levas, para el accionamiento del cigüeñal de un motor de combustión.Two cam mechanism, for driving the crankshaft of a combustion engine.
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un mecanismo concebido para aplicarlo fundamentalmente a un motor de automóvil de cuatro pistones cuatro tiempos, con notables ventajas sobre todos los motores existentes en automoción.The present invention, as expressed in the set forth in this specification, refers to a mechanism designed to be applied primarily to a car engine four-piston four stroke, with remarkable advantages over all existing engines in automotive.
Este mecanismo nace con un perfecto equilibrio estático y dinámico, con lo cual no precisa de contrapesar ninguna de sus partes, esto se traduce en una ausencia total de vibraciones: Su peso queda reducido a una sexta parte de su equivalente, (El cigüeñal y las bielas). Una peculiaridad especial es que da la mitad de revoluciones que su homólogo de cuatro pistones, pero dando el mismo número de explosiones, esto eleva el par motor a más del doble, circunstancia que se traduce en menores inercias, mayores aceleraciones y retenciones, dando como resultado un motor sumamente elástico, obteniendo un buen par a bajas revoluciones. Las fricciones se reducen drásticamente al fundamentarse el mecanismo en la rodadura, y al desaparecer las fricciones laterales de los pistones, como se explicará mas adelante, esto sin duda aumentará la vida de los pistones y disminuirá el consumo de combustible.This mechanism is born with a perfect balance static and dynamic, so you don't need to weigh any of its parts, this translates into a total absence of vibrations: Its weight is reduced to one sixth of its equivalent, (crankshaft and connecting rods). A special peculiarity is that it gives half the revolutions that its four counterpart pistons, but giving the same number of explosions, this raises the torque more than double, a circumstance that translates into minors inertia, greater accelerations and retentions, resulting in an extremely elastic motor, getting a good torque at low Revolutions Frictions are drastically reduced by based on the rolling mechanism, and when the lateral friction of the pistons, as will be explained more Go ahead, this will certainly increase the life of the pistons and Fuel consumption will decrease.
Se conocen numerosas innovaciones en los motores a lo largo de la historia, pero nunca se ha podido sustituir el sistema biela manivela en el transcurso de la misma, a pesar de los problemas que existen de equilibrado, tanto de los movimientos de 1° orden, como la imposibilidad de equilibrar los de 2° orden; a esto hay que añadir el peso del cigüeñal, inercia, dimensiones y costo del mismo.Numerous engine innovations are known throughout history, but it has never been possible to replace the crank system in the course of it, despite the problems that exist for balancing, both of the movements of 1st order, such as the impossibility of balancing the 2nd order; to this must be added the crankshaft weight, inertia, dimensions and cost of it.
Solo se conoce en la practica un motor en el mercado (Wankel) radicalmente diferente al no poseer pistones, este consta de un rotor que mueve una excéntrica o eje motor de muy corta carrera, que da tres revoluciones por cada una que da el rotor, esto origina un bajísimo par motor, aumento del consumo y un reducido rendimiento por lo que nunca se ha podido comparar con los tradicionales de pistones, y prácticamente no lo utiliza ninguna marca, salvo Mazda que lo pone en un solo modelo.Only one engine is known in practice radically different market (Wankel) by not having pistons, this it consists of a rotor that moves an eccentric or motor shaft of very short run, which gives three revolutions for each one that gives the rotor, this causes a very low torque, increased consumption and a reduced performance so it has never been compared to traditional pistons, and virtually no use brand, except Mazda that puts it in a single model.
A pesar de la alta tecnología de la que se dispone, no ha sido posible suprimir la fuerza lateral que presiona el pistón contra las paredes del cilindro, componente originado por la oblicuidad de la biela, precisamente muy importante en la carrera de explosión, que ovaliza las paredes del cilindro y origina perdidas de potencia por fricción y desgastes prematuros del cilindro y pistón.Despite the high technology of which available, it has not been possible to suppress the lateral force that presses the piston against the cylinder walls, component originated by the obliquity of the connecting rod, precisely very important in the explosion run, which ovalizes the cylinder walls and originates power losses due to friction and premature wear of the cylinder and piston
Todos estos problemas quedan resueltos con el mecanismo que a continuación proponemos.All these problems are solved with the mechanism that we propose next.
El mecanismo de la presente invención presenta una serie de ventajas al ser aplicado principalmente a los motores de automóvil de cuatro cilindros cuatro tiempos.The mechanism of the present invention presents a series of advantages when applied mainly to engines Four-cylinder four-stroke car.
El mecanismo de dos levas, para el accionamiento del cigüeñal de un motor de combustión, consta de dos paralelogramos formados por cuatro pletinas (T) cada uno, unidos por cuatro bulones (J), y a estos bulones van insertos dos rodillos (R) y un pistón (C) por cada bulón según (Fig. N° 1 ), formando un conjunto de dos paralelogramos, cuatro bulones, ocho rodillos, y cuatro pistones. The mechanism of two cams, for the operation of the crankshaft of a combustion engine , consists of two parallelograms formed by four plates (T) each, joined by four bolts (J), and to these bolts two rollers (R) are inserted and one piston (C) for each bolt according to (Fig. No. 1), forming a set of two parallelograms, four bolts, eight rollers, and four pistons.
Entre los dos paralelogramos deformables, quedan alojadas las dos levas (A) y (B),donde el eje de la leva (B) entra dentro del eje hueco de la leva (A) (Fig. n°4) quedando las dos levas alineadas en paralelo, donde girarán ambas en sentidos contrarios y en el mismo plano, mediante un grupo de cuatro engranajes cónicos (X) donde dos coronas de engranes cónicos (M) y (Y) son solidarias con los respectivos ejes de las levas (A) y (B) que a su vez engranan con los otros cuatro engranes cónicos (L) y (K), que mueven los ejes de los cuatro árboles de levas de los cuatro pistones, según (Fig. n° 4) (Solo muestra el dibujo dos ejes (L) (K) para ser mas diáfano).Between the two deformable parallelograms, there are housed the two cams (A) and (B), where the axis of the cam (B) enters inside the hollow axis of the cam (A) (Fig. n ° 4) leaving the two cams aligned in parallel, where they will turn both in directions contrary and in the same plane, by a group of four bevel gears (X) where two bevel gear crowns (M) and (Y) are in solidarity with the respective axes of the cams (A) and (B) which in turn engage with the other four bevel gears (L) and (K), which move the axes of the four camshafts of the four pistons, according to (Fig. n ° 4) (Only the drawing shows two axes (L) (K) to be more transparent).
Los perfiles de las dos levas son las pistas por donde ruedan los ocho rodillos (R) (S) (Cuatro por leva) como muestran las (Fig. 1 2 3 4) en distintas posiciones el rotar las 1 dos levas en sentidos contrarios y adoptando los paralelogramos sus distintos ángulos a los perfiles de las dos levas, consiguiendo estas, hacer estirar y encoger alternativamente los dos paralelogramos, impulsando hacia arriba y hacia abajo los cuatro pistones, de tal forma que mientras dos pistones opuestos se separen los otros dos opuestos se junten formando un sistema compacto, desmodrómico, simétrico y equilibrado, tanto estático como dinámico; alineándose las dos levas cada cuarto de vuelta del eje motor impidiendo las cargas laterales de los pistones, al apoyar los rodillos en tijera sobre las levas, transformando en fuerza aprovechable en el eje de salida (H) (Fig. 4) las cargas laterales que en los motores convencionales se pierde en rozamientos.The profiles of the two cams are the tracks by where the eight rollers (R) (S) (Four per cam) roll as show the (Fig. 1 2 3 4) in different positions rotating the 1 two cams in opposite directions and adopting the parallelograms their different angles to the profiles of the two cams, getting these, do stretch and shrink alternately the two parallelograms, pushing the four up and down pistons, so that while two opposite pistons are separate the other two opposites come together forming a system compact, desmodromic, symmetric and balanced, both static as dynamic; aligning the two cams every quarter turn of the motor shaft preventing the lateral loads of the pistons, when supporting the scissor rollers on the cams, transforming into force usable on the output shaft (H) (Fig. 4) side loads that in conventional engines is lost in friction.
Todo el sistema reside dentro del carter con lo que se asegura una perfecta lubricación, y el grupo de engranajes puede servir perfectamente de bomba de aceite, pues este motor se instalaría plano y horizontalmente sobre el capó del coche donde el eje del motor o toma de fuerza (H) (Fig. 4 n° 10) se proyectaría verticalmente hacia abajo en busca de la caja de cambios del vehículo, en esa posición el grupo de engranes quedaría en el fondo.The entire system resides inside the carter with what which ensures perfect lubrication, and the gear group It can perfectly serve as an oil pump, as this engine is install flat and horizontally on the hood of the car where the motor shaft or power take off (H) (Fig. 4 n ° 10) would be projected vertically down in search of the gearbox of the vehicle, in that position the gear group would remain in the background.
Una peculiaridad del mecanismo que tratamos, es que a diferencia de cualquier motor convencional cada carrera de pistón, bien sea hacia arriba o hacia abajo, las levas solo giran un cuarto de vuelta, lo que se traduce en una gran ventaja en cuanto al aumento del par motor, aceleraciones y retenciones, o lo que es lo mismo, el eje motor da la mitad de revoluciones que un motor convencional pero eso si, con las mismas explosiones, y las inercias se verían reducidas a la mitad, con lo cual obtendríamos un motor muy elástico que es lo que se pretende en automoción con unos buenos bajos, pues este sistema aguanta muy bien la relación igual de carrera diámetro, lo que se entiende como motor cuadrado.A peculiarity of the mechanism we are dealing with is that unlike any conventional engine every race of piston, either up or down, the cams only rotate a quarter turn, which translates into a great advantage in as for the increase in torque, accelerations and retentions, or what which is the same, the drive shaft gives half the speed of a conventional engine but yes, with the same explosions, and the inertia would be reduced by half, which would obtain a very elastic engine that is what is intended in automotive with good bass, because this system holds the relationship very well Equal stroke diameter, what is understood as an engine square.
Las levas pueden adoptar diferentes perfiles y curvaturas esto depende de la carrera que se elija para la construcción del motor, pero tendrán que ir siempre en consonancia con los paralelogramos y rodillos manteniendo siempre a cero las holguras en el sistema.The cams can adopt different profiles and curvatures this depends on the career chosen for the engine construction, but they will always have to be consistent with parallelograms and rollers always keeping zero the slack in the system.
Todo ello siempre irá montado sobre cojinetes de agujas y rodillos.All this will always be mounted on bearings of needles and rollers
Este mecanismo puede adaptarse perfectamente para accionar dos pistones dos tiempos, o cuatro; puede ser de cuatro pistones cuatro tiempos o dos; y también se puede accionar ocho pistones cuatro tiempos poniendo dos conjuntos unidos por el eje.This mechanism can be perfectly adapted for drive two pistons two times, or four; it can be four four stroke or two pistons; and you can also trigger eight four stroke pistons putting two sets joined by the axis.
También se menciona, que este sistema también puede funcionar con una sola leva, sin grupo cónico, con cuatro o dos pistones; en este caso simplificaríamos mecánica, pero las cargas laterales de los pistones no desaparecerían.It is also mentioned, that this system also it can work with a single cam, without a conical group, with four or two pistons; in this case we would simplify mechanics, but the Side loads of the pistons would not disappear.
Fig. n° 1 - Muestra la posición frontal del mecanismo, en el cual las dos levas, una detrás de la otra (A) y (B) se encuentran alineadas en su giro contrarrotante, la una inserta en el eje hueco de la otra, mostrando el corte en sección de los dos ejes (H) (I). También se aprecia las cuatro pletinas (T) que forman un paralelogramo (Justamente detrás y en el mismo plano se encuentra el otro) Ambos quedan armados juntamente con los ocho rodillos (R) dos por cada pistón (Justamente detrás y en el mismo plano se encuentran los cuatro rodillos que no se ven), y los cuatro pistones (C) (D) (E) (F), por mediación de los cuatro bulones (J), formando un doble paralelogramo, en el cual se aloja entre ambos, las dos levas, que giran en sentidos opuestos apoyadas en rodadura sobre los ocho rodillos que accionan los cuatro pistones.Fig. 1 - Shows the front position of the mechanism, in which the two cams, one behind the other (A) and (B) are aligned in their counter-rotating turn, the one inserted into the hollow shaft of the other, showing the section cut of the two axes (H) (I). The four plates (T) are also appreciated that form a parallelogram (Just behind and in the same plane is the other) Both are armed together with the eight rollers (R) two for each piston (Just behind and in it flat are the four rollers that are not seen), and the four pistons (C) (D) (E) (F), through the four bolts (J), forming a double parallelogram, in which it is housed between them, the two cams, which rotate in opposite directions supported rolling on the eight rollers that drive the four pistons
Fig. n° 2- Muestra a las dos levas en su evolución de giro, posicionadas a 90 grados; donde también se muestra la posición de los paralelogramos, que en esta posición que es la mitad de la carrera de los pistones forman un cuadrado.Fig. N ° 2- Shows the two cams in their evolution of rotation, positioned at 90 degrees; where also shows the position of the parallelograms, which in this position that It is half the stroke of the pistons form a square.
Fig. n° 3- Muestra a las dos levas en su evolución de giro, posicionadas entre los 90 grados y la alineación; donde muestra a los paralelogramos en un diferente ángulo.Fig. N ° 3- Shows the two cams in their evolution of rotation, positioned between 90 degrees and the alignment; where it shows the parallelograms in a different angle.
Fig. n° 4- Muestra una vista y detalle lateral del mecanismo; se aprecian las dos levas (A) y (B) donde el eje de la (B) gira dentro de la (A); también muestra el eje hueco (I) que va unido solidariamente al engranaje cónico que forma el grupo cónico (X);Fig. 4- Shows a view and side detail of the mechanism; the two cams (A) and (B) where the axis of the (B) rotates within the (A); it also shows the hollow shaft (I) that is jointly and severally connected to the bevel gear that forms the group conical (X);
La leva (B) es solidaria con el eje (H) que hace de toma de fuerza del motor; y el extremo opuesto del eje (H) una vez montado dentro del eje hueco de la leva (A) se acopla el engranaje cónico (X) mediante chaveta (Z); y estos engranan con los cónicos (K) (L) (Se han omitido en el dibujo, los otros dos cónicos (K) (L) para mayor claridad).The cam (B) is integral with the axis (H) that makes PTO engine; and the opposite end of the shaft (H) a Once mounted inside the hollow shaft of the cam (A), the bevel gear (X) by key (Z); and these mesh with the tapered (K) (L) (The other two tapered have been omitted in the drawing (K) (L) for clarity).
También muestra en el detalle, el pistón (C) y los dos rodillos (R) (S) atravesados por el bulón (J) (Se han omitido en el dibujo los dos paralelogramos que irían montados en los bulones (J).It also shows in detail, the piston (C) and the two rollers (R) (S) crossed by bolt (J) (They have omitted in the drawing the two parallelograms that would be mounted on the bolts (J).
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