ES2220874T3 - Carburadores para motores de dos tiempos. - Google Patents

Abstract

Un carburador para su utilización en un motor de dos tiempos del tipo en el cual al conducto de entrada al motor está dividido en dos conductos separados, incluyendo el carburador un conducto de sección circular, el cual durante la utilización forma parte del conducto de entrada del motor, uno o más surtidores (60, 61, 62) de combustible dispuestos para introducir combustible dentro del conducto, una pared divisoria (66), la cual divide a parte del conducto en dos canales y una válvula del acelerador (20) que está montada pivotalmente para su rotación alrededor de un eje diametral a moverse entre una posición de cerrada, en la cual se cierra substancialmente el conducto, y una posición de apertura en la cual se extiende substancialmente paralela a la dirección perseguida del flujo de aire a través del conducto y que substancialmente divide el conducto en dos canales, un primer canal más cercano al surtidor(es) de combustible, y un segundo conducto más alejado del surtidor(es) de combustible, estando el surtidor(es) de combustible configurados para dirigir el combustible hacia la válvula del acelerador (20), por lo que cuando la válvula (20) está substancialmente abierta, todo el combustible fluye hacia el interior del primer conducto, y substancialmente circulando el aire a través del segundo conducto, y cuando la válvula está cerrada el combustible circula hacia el interior de ambos primero y segundo conductos, caracterizado porque el carburador solo incluye una única válvula del acelerador (20), en el que la pared divisoria (66) está situada substancialmente en un plano diametral, aportando la pared divisoria (66) una abertura (68) en la que la válvula del acelerador (20) es movible pivotalmente, y porque la válvula del acelerador (20) cierra la abertura (68), cuando se encuentra en la posición de abierta.

Description

Carburadores para motores de dos tiempos.

La presente invención está relacionada con los carburadores para su utilización en los motores de dos tiempos, y está particularmente relacionada, aunque no en forma exclusiva, con los carburadores para pequeños motores de dos tiempos de barrido del cárter, los cuales tienen por objeto ser utilizados en productos de mano, tales como sierras de cadena, sopladores de jardín y similares.

El cilindro de un motor de dos tiempos con barrido en el cárter incluye una lumbrera de entrada, una lumbrera de salida y una lumbrera de transferencia, las cuales están configuradas de forma que la lumbrera de escape se abra antes y se cierre después que la lumbrera de transferencia. La lumbrera de transferencia es esencialmente uno o más canales de transferencia, los cuales conectan el cilindro y el cárter y están dispuestos de forma tal que el pistón y el cilindro controlan la apertura y el cierre del extremo de aguas debajo de los canales de transferencia durante el ciclo del motor. Este tipo de motor tiene un cárter sellado herméticamente, el cual se comunica con el cilindro a través de la lumbrera de transferencia y con la atmósfera por medio de un conducto de entrada. Conforme el pistón ejecuta su carrera de compresión del cilindro, el aire o la mezcla de aire/combustible es aspirada hacia el interior del cárter desde la atmósfera a través del conducto de entrada y en la subsiguiente carrera de trabajo este aire o mezcla de aire/combustible es comprimido por el pistón. Conforme el pistón continúa moviéndose, se descubre el extremo de aguas debajo de la lumbrera de transferencia y el aire o mezcla de aire/combustible es forzado hacia el interior del cilindro.

La transferencia de aire o mezcla de aire/com-
bustible al interior del cilindro tiene lugar solo cuando existe una presión positiva diferencial entre el cárter y el cilindro. La carga fresca de aire o mezcla de aire/combustible que entra en el cilindro provoca el desplazamiento del gas residual del cilindro a través de la lumbrera de escape. Durante el proceso de barrido del cilindro, una parte del aire o de la mezcla de aire/combustible que se introdujo en el cilindro fluye fuera del cilindro a través de la lumbrera de escape. La carga perdida de esta forma se denomina usualmente como pérdidas de barrido. Esta pérdida de carga puede tener lugar también durante el período en el ciclo del motor entre el cierre de la lumbrera de transferencia y el cierre de la lumbrera de escape. Este periodo se conoce como el periodo de captura, y las pérdidas asociadas se denominan usualmente como pérdidas de captura.

Los motores de dos tiempos del tipo que se equipan los pequeños ciclomotores, motos de tipo scooter y similares, están provistos típicamente con un carburador que está configurado para dosificar combustible en el conducto de entrada, que es de un valor que está relacionado con el caudal del flujo de aire a través del mencionado conducto. Esto significa que toda la mezcla de aire/combustible que entra en el cárter y subsiguientemente al cilindro es inherentemente una mezcla homogénea de aire y combustible. Esto significa, a su vez, que la proporción del aire de barrido que circula saliendo de la lumbrera de escape contiene también combustible. Esto da lugar a emisiones de hidrocarburos sin quemar en dichos motores, las cuales son relativamente altas.

Los motores pequeños de dos tiempos, particularmente aquellos que están destinados a productos de mano, están afrontando una legislación de control de emisiones cada vez más estricta así como requisitos de durabilidad. Incluso se espera una legislación más estricta en los EE.UU. en un futuro próximo, y esta legislación será particularmente severa para dichos pequeños motores, y que incluirá límites no solo para los hidrocarburos no quemados (HC) y monóxido de carbono (CO) sino también para las emisiones de partículas. No existe actualmente ningún motor pequeño de dos tiempos disponible capaz de cumplir los requisitos que serán introducidos en los EE.UU. sin estar dotados de un equipo de control de las emisiones, tal como un catalizador de oxidación. Se observará también que en los motores pequeños de este tipo puede existir una variación de hasta el 25% en las emisiones de HC en dos motores que nominalmente sean idénticos. Los fabricantes de los motores, no obstante, son reacios a utilizar catalizadores y/o cualquier otro equipo de control de emisiones potencialmente costosos, requiriendo una solución al problema que tenga implicaciones de valor mínimo o nulo. En el caso de que precisara todavía un catalizador después de la implementación de otra tecnología de reducción de emisiones, la carga en el catalizador tendrá que ser minimizada, con el fin de reducir el tamaño y el costo del catalizador, para minimizar cualquier incremento en la temperatura del gas de escape y para mejorar la durabilidad del catalizador.

El rendimiento de las emisiones de los motores de dos tiempos bajo una carga alta, es decir, cuando la válvula del acelerador está totalmente abierta, es crucial para la capacidad de dichos motores a fin de obtener la certificación de acuerdo con la legislación de control de emisiones, particularmente para aquellos motores destinados a su utilización en equipamiento de mano. Dichos motores se encuentran también bajo una carga alta en el momento en que se alcanzan las máximas temperaturas en el catalizador o en los gases de escape, a las que tiene lugar la degradación térmica máxima del catalizador. En consecuencia, cualquier intento para reducir las emisiones de un motor se enfocará sobre las emisiones en alta carga, siendo las emisiones a baja carga de una importancia substancialmente menor.

Dada la significancia principal de las emisiones en alta carga para los motores de dos tiempos para su utilización en equipamiento de mano, existen en la práctica solamente dos tipos de tecnología que podrían reducir realmente las emisiones de HC en alta carga hasta niveles aceptables, es decir un post-tratamiento catalítico y una carga estratificada. El post-tratamiento catalítico, que comprende el sometimiento de los gases de escape a un catalizador de oxidación, ya ha sido referido anteriormente. Puede precisarse también un catalizador para reducir la emisión de CO, pero se cree que si el motor está ajustado para funcionar con una mezcla más pobre, puede ser posible cumplir con los requisitos de la legislación prevista de los EE.UU. sin un catalizador. Puede ser posible también cumplir con los requisitos legales previstos en relación con las emisiones de HC con un catalizador, pero la vida útil de servicio del catalizador puede provocar perfectamente un problema a menos que la carga a la que está sometido el catalizador pueda reducirse mediante la disminución del contenido de HC de los gases de escape que abandonan los cilindros del motor. Se observará que reduciendo la carga de HC en el catalizador se disminuirá el tamaño y el costo del catalizador, minimizando el calor añadido a los gases de escape por el catalizador, aumentando la vida útil de servicio del catalizador y reduciendo la influencia del catalizador sobre la puesta a punto debida al escape. La carga estratificada constituye, como es conocido, la configuración del sistema de admisión del motor, de forma tal que la carga de aire/combustible que se introduce en el cilindro no sea homogénea, de manera que substancialmente se permita que solo aire puro y una mínima cantidad de combustible puedan pasar directamente desde el cilindro al interior de la lumbrera de escape durante los procesos de barrido y de captura.

Esto puede conseguirse proporcionando al motor una inyección directa de combustible, es decir, un inyector de combustible que se comunique directamente con el cilindro y que esté controlado por un sistema de control electrónico, el cual esté configurado para asegurar que se inyecte la cantidad correcta de combustible en el interior del cilindro después de que se haya cerrado la lumbrera de escape. Aunque efectiva, esta solución al problema es costosa debido a la necesidad de proporcionar un sistema de control electrónico sensible a la velocidad y a la carga, así como un inyector de combustible, y por ello es inaceptable en motores pequeños de bajo costo.

El documento GB-A-2290349 expone un intento adicional para resolver este problema. Esta especificación expone un motor con barrido en el cárter con la denominada carga estratificada en la lumbrera de transferencia. El motor expuesto en este documento previo incluye una lumbrera de transferencia constituida por dos o más canales de transferencia, en que solo uno de los mismos recibe alimentación de combustible. El otro u otros de los canales de transferencia se comunican con el interior del cilindro en una posición que está más distante del eje del cigüeñal. Durante la utilización, el combustible es alimentado al interior de un canal de transferencia substancialmente en forma continua a un régimen que es función del régimen de flujo de la masa de aire a través del canal de admisión hacia el interior del cárter. Conforme el pistón ejecuta su carrera de escape, la lumbrera de escape es la primera que es descubierta por el pistón, y posteriormente se descubre el otro canal o canales de transferencia. Muy brevemente después, el canal de transferencia dentro del cual se alimenta el combustible es descubierto y la carga de la mezcla de aire/combustible circula en el cilindro. No obstante, el barrido se ejecuta predominantemente con el aire puro que haya fluido a través del otro canal o canales de transferencia, por lo que se reduce la cantidad de combustible no quemado pasa directamente a través del cilindro hacia la lumbrera de escape durante el proceso de barrido.

Los ensayos han mostrado que un motor del tipo expuesto en el documento GB-A-2290349 tiene emisiones de HC sin quemar bajo condiciones de alta carga que se reducen en un 50% aproximadamente, en comparación con los motores convencionales. No obstante, conforme disminuye la carga del motor, la reducción en las emisiones de HC sin quemar disminuye también hasta aproximadamente el 40% de la apertura de la válvula del acelerador en que no existe ya una mejora neta. Conforme la válvula del acelerador se cierra más, las emisiones de HC sin quemar se incrementan en comparación con un motor de dos tiempos cargado homogéneamente. Se cree que la razón de esto es con cargas pequeñas en el motor, una proporción de la carga de aire/combustible fluye en un cortocircuito directo a través de la parte superior del pistón directamente hacia la lumbrera de escape.

Un problema significativo adicional en el motor expuesto en el documento GB-A-2290349 está relacionado con el dispositivo de suministro de combustible que es considerablemente diferente de un carburador convencional. Así pues, la desviación con respecto a la tecnología del carburador conocido significa que el dispositivo de suministro de combustible es significativamente más costoso de fabricar, y que en cualquier caso se ha encontrado en la práctica que es muy difícil de diseñar un dispositivo de suministro de combustible que suministre la cantidad correcta de combustible a través del rango operativo global del motor.

En consecuencia se opina que la solución a los problemas de las emisiones descritos anteriormente se basará solamente en la utilización de la carga estratificada para una alta carga en el motor, pero con una carga homogénea para una carga más baja del motor. Se opina también que es necesario para el éxito comercial del motor que se utilice un carburador más convencional.

En consecuencia, es el objeto de la presente invención el proporcionar un carburador para un motor de dos tiempos con barrido en el cárter, particularmente aunque no exclusivamente, para el uso con productos de mano, que tenga emisiones reducidas, particularmente con altas cargas en el motor, siendo sencillo y económico de fabricar, y que utiliza la tecnología del carburador convencional.

Así pues, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un carburador para su utilización en un motor de dos tiempos del tipo en el cual al conducto de entrada al motor está dividido en dos conductos separados, incluyendo el carburador un conducto de sección circular, el cual durante la utilización forma parte del conducto de entrada del motor, uno o más surtidores de combustible dispuestos para introducir combustible dentro del conducto, una pared divisoria, la cual divide a parte del conducto en dos canales y una válvula del acelerador que está montada pivotalmente para su rotación alrededor de un eje diametral a moverse entre una posición de cerrada, en la cual se cierra substancialmente el conducto, y una posición de apertura en la cual se extiende substancialmente paralela a la dirección perseguida del flujo de aire a través del conducto y que substancialmente divide el conducto en dos canales, un primer canal más cercano al surtidor(es) de combustible, y un segundo conducto más alejado del surtidor(es) de combustible, estando el surtidor(es) de combustible configurados para dirigir el combustible hacia la válvula del acelerador, por lo que cuando la válvula está substancialmente abierta, todo el combustible fluye hacia el interior del primer conducto, y substancialmente circulando el aire a través del segundo conducto, y cuando la válvula está cerrada el combustible circula hacia el interior de ambos primero y segundo conductos, caracterizado porque el carburador solo incluye una única válvula del acelerador, en el que la pared divisoria está situada substancialmente en un plano diametral, aportando la pared divisoria una abertura en la que la válvula del acelerador es movible pivotalmente, y porque la válvula del acelerador cierra la abertura, cuando se encuentra en la posición de abierta.

Se prefiere que el carburador incluya un surtidor de ralentí del combustible y un surtidor de combustible de flujo total, que se comunica con el conducto en unas posiciones de aguas abajo y de aguas arriba, respectivamente, de la válvula del acelerador, cuando se encuentra en posición cerrada.

La invención abarca también a dicho carburador cuando se conecta a un conducto de admisión del motor que está dividido en dos canales independientes, un canal de mezcla rica y un canal de mezcla pobre, mediante una pared divisoria, formando la válvula del acelerador substancialmente una continuación de la pared divisoria cuando se encuentra en la posición cerrada.

En una realización alternativa, la válvula del acelerador está montada para su movimiento pivotal alrededor de un eje que está situado en posición de aguas arriba del surtidor(es) del carburador, y en el que la válvula del acelerador tiene una o más formaciones sobre la misma configuradas para cooperar con la pared que divide el canal de mezcla rica con respecto al canal(es) adyacente de mezcla pobre, por lo que bajo condiciones de carga alta, cuando la válvula del acelerador está abierta, el surtidor(es) del carburador está situado en un espacio que no se comunica con el canal(es) de mezcla pobre, y todo el combustible fluye hacia el interior del canal de mezcla rica, y en condiciones de carga baja en que la válvula del acelerador está substancialmente cerrada, el surtidor(es) del carburador está situado en un espacio que se comunica con el canal de mezcla rica y el canal(es) de mezcla pobre, circulando entonces el combustible en todos los canales de entrada.

El motor de dos tiempos en el cual se aplica el carburador puede ser del tipo de barrido en el cárter que incluye un pistón montado en forma alternativa en un cilindro, teniendo la pared del cilindro una lumbrera de escape y una lumbrera de transferencia trasera opuesta a la misma y formada en el mismo, en el que la lumbrera de transferencia trasera se comunica con el interior del cárter a través de un canal de transferencia trasero, estando configurada la lumbrera de transferencia trasera para abrirse antes de que se cierre la lumbrera de escape por lo que durante la utilización el cilindro es barrido, un conducto de admisión dispuesto para suministrar aire de combustión al cárter, una válvula de mariposa del acelerador dispuesta para regular el flujo de aire a través del conducto de admisión. El carburador está dispuesto para suministrar combustible al conducto de admisión. El interior del cárter está dividido al menos en dos volúmenes del cárter separados, un volumen de mezcla rica y un volumen de mezcla pobre, y en el que cada volumen del cárter se comunica con el cilindro a través de un agujero respectivo en la pared del cárter. La pared del cilindro tiene también al menos una lumbrera de transferencia lateral formada en el mismo en una posición entre la lumbrera de transferencia trasera y la lumbrera de escape, y estando dispuesta la lumbrera de transferencia lateral para abrirse antes de que se cierre la lumbrera de escape. La lumbrera de transferencia lateral se comunica con el volumen de mezcla pobre a través de un canal de transferencia lateral, y la lumbrera de transferencia trasera se comunica con el volumen de mezcla rica. El conducto de admisión está dividido al menos en parte a través de su longitud en al menos dos canales de admisión, un canal de mezcla rica y un conductor de mezcla pobre, que se comunican con el volumen de mezcla rica y el volumen de mezcla pobre, respectivamente.

En consecuencia, el motor de acuerdo con la presente invención incluye un conducto de admisión que está dividido en un canal de mezcla rica y un canal de mezcla pobre y el carburador y/o la válvula de aceleración, se encuentran configurados y operados de forma que el canal de mezcla rica contenga una mezcla de aire/combustible bajo ambas condiciones de carga alta y baja, pero en que el canal de mezcla pobre contenga una mezcla de aire/combustible solo bajo condiciones de carga baja, y substancialmente aire puro bajo condiciones de carga alta. Los canales de mezcla rica y de mezcla pobre se comunican con los volúmenes de mezcla rica y mezcla pobre, respectivamente, en el cárter los cuales están separados y que idealmente están substancialmente sellados entre sí. El volumen de mezcla rica se comunica con la lumbrera de transferencia trasera, la cual es substancialmente opuesta a la lumbrera de escape, mientras que el volumen de mezcla pobre se comunica con la lumbrera de transferencia lateral, la cual está situada entre la lumbrera de transferencia trasera y la lumbrera de escape.

Bajo condiciones de carga alta, la lumbrera de transferencia lateral se abre antes de que se cierre la lumbrera de escape, y circula substancialmente aire puro a través de la misma purgando el cilindro. Al mismo tiempo, o brevemente después, la lumbrera de transferencia trasera se abre y entra circulando una mezcla rica de aire/combustible. No obstante, ésta queda retenida substancialmente en la proximidad de la pared del cilindro opuesta a la lumbrera de escape por el mayor y más veloz volumen en circulación de aire substancialmente puro descargado desde la lumbrera lateral, por lo que poco o ningún combustible circula fuera de la lumbrera de escape durante el proceso de barrido. La carga dentro del cilindro es así estratificada.

Bajo condiciones de carga baja o al ralentí, el combustible es introducido en ambos canales de admisión de mezcla rica y de mezcla pobre, y por tanto dentro de los volúmenes del cárter de mezcla rica y mezcla pobre. Tal como se expuso anteriormente, existe una tendencia, en condiciones de carga baja, de que la mezcla de aire/combustible descargada desde la lumbrera de transferencia trasera circule en un recorrido de cortocircuito directamente hacia la lumbrera de escape, debido al hecho de que el flujo de aire a través de las lumbreras de transferencia trasera y lateral es mucho menos vigoroso. No obstante, puesto que la mezcla de aire/combustible que circula a través de la lumbrera de transferencia trasera es mucho más pobre bajo condiciones de carga baja que en las condiciones de carga alta, debido al hecho de que el combustible está compartido bajo condiciones de carga baja entre la lumbrera de transferencia trasera y la lumbrera de transferencia lateral, en que la cantidad en curso del combustible que se perdió en la atmósfera durante el proceso de barrido es aceptablemente baja.

El motor de acuerdo con la presente invención tiene por tanto una carga estratificada en condiciones de carga alta, y una carga homogénea en condiciones de carga baja. Conforme baja la carga desde su nivel máximo, el carburador puede ser configurado para que suministre una cantidad en incremento de combustible dentro del conducto de admisión de mezcla pobre. No obstante, se prefiere que esto no se inicie hasta que la carga haya caído hasta aproximadamente el 50% de su valor máximo. Desde aproximadamente el 40% de la carga hasta la carga al ralentí, el combustible puede ser suministrado generalmente en forma igual a los conductos de mezcla pobre y de mezcla rica.

En un ejemplo de dicho motor, existen dos lumbreras de transferencia lateral opuestas formadas en la pared del cilindro, estando dividido el interior del cárter en tres volúmenes del cárter, es decir dos volúmenes de mezcla rica y un volumen de mezcla pobre, en que el volumen de mezcla pobre se comunica con ambos puertos de transferencia laterales y en que los volúmenes de mezcla rica se comunican con la lumbrera de transferencia trasera, y el conducto de admisión está dividido en dos canales de admisión, es decir un canal de mezcla pobre y un canal de mezcla rica, comunicándose el canal de mezcla pobre con el volumen de mezcla pobre del cárter y el canal de mezcla rica comunicándose con los dos volúmenes de mezcla rica del cárter. El conducto de admisión constituye preferiblemente una pieza de fundición de una sola pieza.

La división del interior del cárter substancialmente en dos o más volúmenes puede ser efectuada de varias formas. No obstante, se efectúa convenientemente haciendo uso de los contrapesos del cárter que están provistos comúnmente, es decir, unos discos relativamente pesados que son integrales con el cigüeñal y que están provistos con el fin de conseguir el equilibrado del motor. Convencionalmente, están provistos dos de dichos discos en el cárter cuya periferia exterior se encuentra en proximidad con la superficie interna del cárter. La división del interior del cárter puede realizarse sencillamente suministrando una junta hermética en laberinto o similar sobre la superficie exterior de cada disco del cárter. Esta junta en laberinto constituirá un surco o brida anular en cada disco del cárter, que coopere de una forma substancialmente sellada herméticamente con una brida o surco anular complementaria sobre la superficie interna del cárter.

Por supuesto, es necesario para el funcionamiento del motor que el carburador suministre substancialmente todo el combustible a cada uno de los canales de admisión de mezcla rica durante la operación de carga alta, y que suministre el combustible aproximadamente por igual a todos los canales de entrada durante la operación con carga baja. Esto puede conseguirse de varias formas, y en una realización el carburador tiene uno o más surtidores configurados para introducir combustible en un conducto de admisión en una posición inmediatamente en aguas arriba en que se divide en dos o más canales de entrada y en donde la válvula del acelerador está posicionada de forma tal que, bajo condiciones de carga baja, permite que el combustible descargado del surtidor(es) para fluir en ambos canales de mezcla rica y mezcla pobre y bajo condiciones de carga alta, oriente substancialmente todo el combustible para que circule en el canal de mezcla rica.

Se cree que el carburador de acuerdo con la invención que tiene aplicación en motores cuya construcción difiera de la expuesta anteriormente.

Las características y detalles adicionales de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización específica, la cual se proporciona a modo de ejemplo con referencia a los dibujos altamente esquemáticos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en sección transversal lateral sobre la línea B-B de la figura 2, de un motor de dos tiempos en el cual puede utilizarse el carburador de acuerdo con la invención;

La figura 2 es una vista en sección sobre la línea A-A de la figura 1;

la figura 3 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada del motor, en que se han omitido ciertas características en aras de la claridad; y

las figuras 4, 5 y 6 son vistas en sección de una posible realización del carburador de acuerdo con la invención, y del extremo de aguas arriba del conducto de admisión bajo las condiciones de una carga baja, carga intermedia y carga alta, respectivamente.

El motor puede tener uno o más cilindros pero solo se muestra un cilindro que será descrito a continuación. El cilindro 2 está cerrado por la culata 4 del cilindro a través de la cual sobresale la bujía (no mostrada) de la forma usual. Alojado en forma alternativa dentro del cilindro se encuentra un pistón 8 que está conectado por una biela (no mostrada) a un cigüeñal 12 dispuesto dentro de un cárter 14.

Comunicándose con el interior del cárter 14 se encuentra un conducto de admisión 16, en cuyo extremo de aguas abajo se encuentran varias válvulas de lengüetas (de tipo Reed) o similares, que serán descritas con más detalle más adelante y que están configuradas para permitir el flujo de aire solamente en una dirección, es decir, hacia el interior del cárter.

Dispuestas en una posición de aguas arriba de las válvulas de lengüetas (de tipo Reed) se encuentra un carburador 18, en que aguas arriba del mismo o formado parte del mismo se encuentra una válvula del acelerador 20 del tipo convencional enlazada con el acelerador del motor.

En comunicación con el interior del cilindro 2 se encuentra una lumbrera de escape 22 y también en una posición ligeramente más cerca del cigüeñal 12 se encuentra una lumbrera de transferencia trasera 24, la cual es diametralmente opuesta a la tobera de escape 22. Comunicándose también con el cilindro se encuentran dos lumbreras 26 de transferencia laterales diametralmente opuestas, las cuales están situadas aproximadamente en la zona intermedia entre las lumbreras de transferencia de escape y trasera. Cada una de estas lumbreras pueden ser de apertura única o con varias aperturas.

El cigüeñal 12 está provisto con dos discos del cigüeñal separados axialmente 28, es decir dos discos integrales relativamente pesados de sección circular cuyo borde exterior está relativamente cerca de la superficie interna del cárter, y que están provistos comúnmente con el objeto de conseguir el equilibrado del cigüeñal. La superficie exterior de cada disco del cigüeñal 28 está substancialmente sellada a la superficie interna adyacente del cárter por medio de una junta hermética de laberinto 30 respectiva, que comprende una lengüeta y ranura anulares de acoplamiento. El interior del cárter está por tanto dividido en tres cámaras separadas o volúmenes en la dirección axial, es decir los volúmenes de mezcla rica V1 y V2 en los dos extremos, y un volumen de mezcla pobre V3 en el centro. No es esencial que estos volúmenes están sellados completamente entre sí sino que estén substancialmente sellados de esta forma.

El volumen entre el cárter y el lado inferior del pistón, cuando se encuentra en el punto muerto inferior, que se designa por V4 en la figura 1 es normalmente inferior a una cuarta parte del interior del cárter y que se comunica normalmente con el interior del cárter a través de un agujero grande. No obstante, en el presente caso este agujero está reducido en su tamaño mediante un disco 32, en el cual existe un agujero central 34 a través del cual el volumen V4 se comunica solamente con el volumen V3 central de mezcla pobre en el cárter. Los dos volúmenes de mezcla rica V1 y V2 se comunican con el volumen V4 por medio de los agujeros respectivos de comunicación 36.

La lumbrera de transferencia trasera 24 se comunica con los dos volúmenes de mezcla rica V1 y V2 a través de un canal 37 que se ramifica en dos canales de comunicación respectivos. Las lumbreras de transferencia laterales 26 se comunican a través de los canales de transferencia respectivos 40, bien directamente con el volumen V3 de mezcla pobre en cuyo caso los canales de transferencia 40 son relativamente largos, o indirectamente a través del volumen V4, en cuyo caso los canales de transferencia son relativamente cortos, tal como se muestra en la figura 3. En el último caso, la conexión con el volumen V4 es un punto por debajo del lado inferior del pistón, cuando se encuentra en la posición del punto muerto inferior.

El conducto de admisión 16, que en este caso es una sola pieza de fundición, está dividida en dos canales de admisión, un canal de mezcla pobre 44 y un canal de mezcla rica 42. El canal de mezcla pobre 44 se comunica con el volumen de mezcla pobre V3 a través de la válvula de lengüetas 46 (del tipo Reed). El canal de mezcla rica 42 se ramifica en dos canales 48 que se comunican con los volúmenes V y V2 respectivos a través de las válvulas de lengüetas 50 (del tipo Reed). Pueden proporcionarse unos pequeños agujeros, no mostrados, en las paredes del canal para asegurar el equilibro de presiones entre todos los canales. Esto puede conducir a que una pequeña cantidad de combustible pueda entrar en los canales de mezcla pobre, pero esto no tiene consecuencias, así como tampoco en cualquier pequeña cantidad de fugas que tienen lugar alrededor de las juntas herméticas del laberinto 30.

El carburador 18 y/o la válvula del acelerador 20 están construidos y operados de forma que, bajo condiciones de carga alta, substancialmente solo aire puro sea introducido en el conducto de mezcla pobre 44, y que se introduzca una mezcla de combustible/aire en el canal de mezcla rica 42, pero que en condiciones de carga baja o en ralentí, se introduzca una mezcla de combustible/aire en todos los canales.

Durante la utilización, al operar bajo una carga alta, conforme el pistón se desplaza en su carrera de compresión se crea una presión reducida en el volumen V4, la cual se aplica a los volúmenes V1, V2 y V3 a través de los agujeros 34 y 36. Substancialmente el aire puro es así inducido en el volumen de mezcla pobre V3 a través de la válvula de lengüeta 46 (del tipo Reed), y la mezcla de combustible/aire es inducida en los dos volúmenes de mezcla rica V1 y V2 a través de las válvulas de lengüeta 50 (del tipo Reed). El flujo masivo en V3 es substancialmente mayor que en V1 y V2. El mayor volumen de aire que entra en V3 y el hecho de que el agujero 34 sea mayor que los agujeros 36, significa que V4 está lleno substancialmente solo con aire puro. Con la expansión o carrera de trabajo del pistón, la lumbrera de escape 22 está descubierta primeramente por el pistón y la mayor parte del gas de escape fluye a través de la misma, y desde allí a la atmósfera. Las lumbreras de transferencia laterales 26 se descubren a continuación y el aire puro fluye a través de las mismas desde el volumen V4 y el volumen de mezcla pobre V3 a través de los canales de transferencia 40. La lumbrera de escape está todavía abierta y al menos una proporción de aire fluye fuera de la misma, barriendo por tanto el gas de escape residual del cilindro. Al mismo tiempo o, más preferiblemente, brevemente después, la lumbrera de transferencia trasera 24 queda descubierta y la mezcla de combustible/aire fluye a través de la misma desde los volúmenes de mezcla rica V1 y V2 por medio de los canales 37 y 38. Puesto que la lumbrera de transferencia trasera 24 está más distante que las lumbreras de transferencia laterales 26 con respecto de la lumbrera de escape 22, y estando también inclinada para orientar el flujo a través de la misma hacia arriba, es decir hacia la culata del cilindro, poca o ninguna mezcla de combustible/aire circula fuera a través de la lumbrera de escape. Este efecto se refuerza por el hecho de que la mayor parte de la entrada de aire total circula a través de las lumbreras de transferencia laterales, circulando solo aproximadamente una cuarta parte por la lumbrera de transferencia trasera. El flujo relativamente débil de la mezcla de aire/combustible a través de la lumbrera de transferencia trasera es, por tanto, "aplastado" contra la pared del cilindro opuesta a la lumbrera de escape por los flujos más vigorosos de las lumbreras de transferencia laterales, y impidiéndose así el flujo hacia la lumbrera de escape. La carga en el cilindro es por tanto estratificada, es decir no homogénea, en que la parte de la carga que está más cerca de la lumbrera de escape es más débil que la parte que está más cerca de la lumbrera de transferencia trasera. Tiene lugar entonces el encendido de la forma usual y el ciclo se repite.

No obstante, al ser operado bajo una carga baja o en condición de ralentí, la mezcla de combustible/aire es suministrada a todos los tres canales de entrada, y por tanto a todos los tres volúmenes V1, V2 y V3. El barrido se ejecuta entonces con la mezcla de combustible/aire, pero puesto que todo el aire que se introduce en los cilindros incorpora combustible, es considerablemente más pobre que la mezcla de combustible/aire cuando se introduce a través solamente de la lumbrera de transferencia trasera. Aunque se pierde una pequeña cantidad de combustible hacia la atmósfera al efectuar el barrido, esta pérdida del barrido es aceptablemente pequeña.

El carburador y la válvula del acelerador se muestran con más detalle en las figuras 4 y 6. La construcción detallada del carburador no es importante y siendo conocida por la mayoría, observándose que tiene un surtidor principal o de ralentí 60, un surtidor intermedio 61 y un surtidor de plena carga 62. La válvula del acelerador 20, que es del tipo de mariposa, está situada por encima del surtidor de ralentí 60. El conducto de admisión está dividido por una pared divisoria 64 en dos canales 44 y 42 inmediatamente en la posición de aguas abajo del surtidor de ralentí. El cuerpo del carburador incluye una pared divisoria 66 que forma una continuación de la pared divisoria 64, y en la cual está formada una apertura 68 que se acomoda y que puede cerrarse por la válvula de mariposa 20. Cuando el motor está funcionando al ralentí, la válvula de mariposa bloquea substancialmente el conducto de admisión, tal como se muestra en la figura 4. El combustible descargado procedente del surtidor de ralentí entra en el conducto de admisión de aguas arriba de la pared divisora 64, y por tanto es transportado igualmente en general por el flujo de aire al interior de los canales 44 y 42.

El canal 42 se divide en los dos canales de mezcla rica 48 en algún punto, y todos los tres volúmenes del cárter reciben así una mezcla rica substancialmente igual de combustible/aire, y siendo cargado el motor de forma homogénea. Aunque una cierta cantidad de combustible fluye en el escape durante el proceso de barrido, la cantidad es aceptablemente pequeña primeramente porque en cualquier caso solo es necesario una pequeña cantidad de combustible en la operación de ralentí, y en segundo lugar porque la mezcla de combustible/aire es mucho más pobre cuando el motor está al ralentí que cuando se encuentra a plena carga, porque en el último estado se introduce el combustible en el cilindro solo a través de la lumbrera de transferencia trasera, mientras que en la operación al ralentí se introduce a través de las lumbreras de transferencia trasera y lateral.

En la operación de carga alta, la válvula de mariposa no bloquea substancialmente el conducto de admisión en absoluto, pero cierra la apertura 68, tal como se muestra en la figura 6, y por tanto se asegura que todo el combustible pulverizado desde los surtidores de ralentí, intermedio y de carga plena 60, 61 y 62 circula en el canal de mezcla rica 42. Substancialmente, el aire puro circula a través del canal de mezcla pobre 44, aunque no es un problema si una pequeña cantidad de combustible alcanza el acceso al canal de mezcla pobre. Los volúmenes del cárter V1 y V2 se cargan así con la mezcla de aire/combustible, y el volumen V3 se carga con substancialmente aire exento de combustible. En consecuencia, el cilindro recibe una carga estratificada, según se ha descrito anteriormente, y siendo muy bajas las pérdidas del barrido.

Bajo la carga intermedia, la válvula de mariposa 20 ocupa la posición mostrada en la figura 5, en que tanto el conducto de admisión como la apertura 68 se abren parcialmente. El combustible es pulverizado desde los surtidores de ralentí e intermedio, y aunque la mayor parte del mismo fluye dentro del canal de mezcla rica 42, una proporción del mismo circula también en el canal de mezcla pobre 44. Podría expresarse por tanto que la carga del motor está parcialmente estratificada.

En una realización modificada, el conducto de admisión está dividido por dos paredes divisoras en tres canales de admisión, es decir dos canales de mezcla pobre, entre los cuales se encuentra un solo canal de mezcla rica. El carburador está provisto con un surtidor configurado para suministrar combustible en una posición que está en una posición justamente aguas arriba de los extremos de aguas arriba de las paredes divisoras, y generalmente entre las dos paredes divisoras, es decir en una posición directamente en aguas arriba del canal de mezcla rica. La válvula de mariposa está montada para girar alrededor de un eje justo en una posición de aguas arriba del surtidor del carburador, y soporta dos discos paralelos sobre una superficie, los cuales están separados entre sí por una distancia correspondiente a la separación de las paredes divisoras en el conducto de entrada. Estos discos están configurados para cooperar con las paredes divisoras, de forma tal que bajo unas condiciones de carga alta substancialmente entran en contacto o se encuentran en contacto deslizante con las paredes divisoras, por lo que los surtidores del carburador suministran combustible en un espacio que se comunica solo con el canal de mezcla rica. No obstante, bajo condiciones de carga baja, en que la válvula de mariposa bloquea substancialmente el conducto de entrada, el surtidor del carburador suministra el combustible en un espacio que se comunica con todos los tres canales de admisión, por lo que el combustible circula no solamente en el canal de mezcla rica sino también en los dos canales de mezcla pobre.

En una realización modificada adicional, se omiten las válvulas de lengüeta (del tipo Reed) y los discos del cigüeñal 28 se posicionan para cerrar los extremos de aguas debajo de los canales de mezcla rica 48. No obstante, se proporciona un corte o apertura en la periferia de cada disco del cigüeñal en la posición apropiada, para permitir que la mezcla de combustible/aire circule dentro de los volúmenes de mezcla rica V1 y V2 en los instantes apropiados. Los discos del cigüeñal actúan así como miembros valvulares, cooperando con los extremos de los canales de mezcla rica. El sistema valvular necesario del canal de mezcla pobre se consigue conectándolo al cilindro a través de una lumbrera de admisión de aire adicional, por ejemplo, por debajo de la lumbrera de escape 22. La lumbrera de admisión de aire estará entonces controlada por el pistón en sí, de la forma conocida para permitir que el aire circule dentro del volumen V4, y por tanto en el volumen de mezcla pobre V1 en los instantes apropiados.

Claims (2)

1. Un carburador para su utilización en un motor de dos tiempos del tipo en el cual al conducto de entrada al motor está dividido en dos conductos separados, incluyendo el carburador un conducto de sección circular, el cual durante la utilización forma parte del conducto de entrada del motor, uno o más surtidores (60, 61, 62) de combustible dispuestos para introducir combustible dentro del conducto, una pared divisoria (66), la cual divide a parte del conducto en dos canales y una válvula del acelerador (20) que está montada pivotalmente para su rotación alrededor de un eje diametral a moverse entre una posición de cerrada, en la cual se cierra substancialmente el conducto, y una posición de apertura en la cual se extiende substancialmente paralela a la dirección perseguida del flujo de aire a través del conducto y que substancialmente divide el conducto en dos canales, un primer canal más cercano al surtidor(es) de combustible, y un segundo conducto más alejado del surtidor(es) de combustible, estando el surtidor(es) de combustible configurados para dirigir el combustible hacia la válvula del acelerador (20), por lo que cuando la válvula (20) está substancialmente abierta, todo el combustible fluye hacia el interior del primer conducto, y substancialmente circulando el aire a través del segundo conducto, y cuando la válvula está cerrada el combustible circula hacia el interior de ambos primero y segundo conductos, caracterizado porque el carburador solo incluye una única válvula del acelerador (20), en el que la pared divisoria (66) está situada substancialmente en un plano diametral, aportando la pared divisoria (66) una abertura (68) en la que la válvula del acelerador (20) es movible pivotalmente, y porque la válvula del acelerador (20) cierra la abertura (68), cuando se encuentra en la posición de abierta.

2. Un carburador según la reivindicación 1, que incluye un surtidor de combustible de ralentí (60) y un surtidor de combustible de flujo total (62) que se comunican con un conducto en las posiciones de aguas abajo y aguas arriba, respectivamente, de la válvula del acelerador (20), cuando se encuentra en la posición cerrada.