ES2224136T3 - Motor de combustion interna de dos pistones. - Google Patents

Abstract

SE PRESENTA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA (1) QUE COMPRENDE AL MENOS DOS CILINDROS (4, 8) QUE SE ENCUENTRAN PARA FORMAR UN ESPACIO DE COMBUSTION (12) ENTRE AMBOS, UN PRIMER PISTON (3) ADAPTADO PARA MOVERSE CON UN MOVIMIENTO DE VAIVEN DENTRO DEL PRIMER CILINDRO (4) Y UN SEGUNDO PISTON (7) ADAPTADO PARA MOVERSE CON UN MOVIMIENTO DE VAIVEN DENTRO DEL SEGUNDO CILINDRO (8). LOS DOS PISTONES ESTAN ACOPLADOS DE FORMA IMPULSABLE POR MEDIO DE UNA CADENA DE IMPULSION QUE CONECTA SUS RESPECTIVOS CIGUEÑALES, QUE SE MUEVEN DE FORMA SINCRONIZADA UNO CON RESPECTO AL OTRO DE MANERA QUE EL SEGUNDO PISTON SE MUEVA A UNA FRECUENCIA QUE SEA LA MITAD DE LA DEL PRIMER PISTON. UNA ABERTURA PARA LA ADMISION DE LA MEZCLA DE AIRE/COMBUSTIBLE (14) ASI COMO UNA ABERTURA DE ESCAPE (15) SE SITUAN EN LA PARED DEL SEGUNDO CILINDRO (8) Y SE ABREN O SE CIERRAN MEDIANTE EL MOVIMIENTO DEL SEGUNDO PISTON (7). ADEMAS HAY UNA VALVULA DE SELLAMIENTO DE LOS GASES DE ESCAPE (17) TAL COMO UNA VALVULA DE DISCO GIRATORIO QUE ABRE Y CIERRA UN PUERTO PARA LOS GASES DE ESCAPE (16) QUE CONECTA LA ABERTURA PARA LOS GASES DE ESCAPE (15) CON EL EXTERIOR (O CON EL SISTEMA DE ESCAPE), LA VALVULA DE SELLAMIENTO (17) CIERRA EL PUERTO DE ESCAPE (16) DE MANERA QUE SE EVITE QUE LOS GASES DE ESCAPE VUELVAN A PENETRAR EN LA CAMARA DE COMBUSTION (12) CUANDO EL MOTOR ESTA EN SU CARRERA DE ADMISION Y CUANDO LA ABERTURA DE ESCAPE (15) NO ESTA CUBIERTA POR EL SEGUNDO PISTON (7). LA MEZCLA DE AIRE/COMBUSTIBLE PENETRA EN LA CAMARA DE COMBUSTION (12) A TRAVES DE UNA VALVULA DE UN SOLO SENTIDO (13), HABITUALMENTE UNA VALVULA DE LAMINA.

Description

Motor de combustión interna de dos pistones.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una mejora en motores de combustión interna. En particular, la presente invención se refiere a motores de combustión interna que presentan dos pistones por cilindro, un pistón primario y un pistón secundario, en los que el pistón secundario efectúa sus ciclos con una frecuencia que es la mitad de la del pistón primario.

Antecedentes de la invención

Durante muchos años se han venido desarrollando motores de combustión interna que proporcionan energía a partir de combustibles tales como la gasolina, combustible diésel y gas, y la convierten en una forma, habitualmente un movimiento de rotación o lineal, que puede ser usado posteriormente para propulsar una enorme variedad de aplicaciones diferentes tales como barcos, automóviles, motos, generadores eléctricos e incluso motosierras. En su principio básico, un motor de combustión interna convierte energía química en energía cinética mediante la combustión de los combustibles.

Se ha invertido gran cantidad de investigación y desarrollo (I+D) en los motores de combustión interna, lo que ha dado como resultado una gran diversidad de diseños. Entre éstos se encuentran los motores de cuatro tiempos, de dos tiempos, los rotativos y los motores llamados de manguitos. El objetivo de toda esta investigación y desarrollo ha sido mejorar el rendimiento de los motores y aumentar la relación de potencia respecto a peso, para hacer los motores más fiables y robustos, y para incrementar la gama de potencias.

La manera más fácil de incrementar la potencia de un motor consiste, simplemente, en aumentar su desplazamiento. Sin embargo, para un motor de un tamaño determinado existen otros varios factores que pueden incrementar la potencia. Para un motor de un determinado tamaño la potencia disponible es función de la presión en el interior del cilindro durante la carrera motriz, de la frecuencia de carreras motrices (habitualmente conocida como revoluciones por minuto), de la fricción en el motor y del rendimiento volumétrico. Por lo tanto, se puede mejorar la potencia de un motor ya sea incrementando la presión, incrementando las revoluciones por minuto, incrementando la carrera de expansión, disminuyendo la fricción o aumentando el rendimiento volumétrico. Existen ciertas limitaciones para el cambio de algunos de los parámetros citados. Por ejemplo, el aumento de la presión está limitado por consideraciones térmicas y por la capacidad del motor de recargar el cilindro entre carreras motrices con mezcla fresca aire/combustible. El aumento de las revoluciones por minuto también está limitado por restricciones mecánicas tales como las cargas de inercia en las válvulas, cojinetes, bielas y pistones, mientras que el aumento de la carrera de expansión o carrera motriz está limitado por las cargas de inercia sobre el cigüeñal.

El documento FR-A-2633010 da a conocer un motor de combustión interna de cuatro tiempos con dos pistones por cilindro, dos cigüeñales y aberturas de admisión y escape. Los cigüeñales están unidos entre sí a través de un sistema de ruedas dentadas de tal manera que un cigüeñal, y por lo tanto su pistón, efectúa dos ciclos por cada ciclo del otro cigüeñal y del otro pistón. Las aberturas de admisión y de escape están dotadas de válvulas que permiten la circulación de los gases únicamente en una dirección.

El documento WO 94/04799 da a conocer un mecanismo de regulación por válvulas de corredera a utilizar en la sincronización asimétrica de un motor de dos tiempos. La transmisión de válvulas de corredera permite la regulación continua de las condiciones óptimas de sincronización de aberturas con respecto a los parámetros reales del motor de dos tiempos en funcionamiento. La transmisión de válvula corredera incluye una válvula de corredera rotativa con dos discos montados coaxialmente y de giro inverso que proporcionan una velocidad relativamente alta al cerrar o al abrir la abertura de escape del motor.

El documento US-A-4535592 da a conocer un turbomotor combinado de tipo de combustión interna que presenta pistones convencionales de movimiento alternativo en cilindros. Una abertura de escape lleva desde cada cilindro a través de una tobera a una turbina común con grupo de cilindros. La tobera puede presentar una válvula de garganta de tobera de geometría variable, de movimiento de alternativo, o una válvula de ranura de tobera situada conectada a un eje rotativo sincronizado.

La presente invención está dirigida a mejorar la potencia de un motor de una capacidad dada cambiando algunos de los anteriores parámetros que en conjunto determinan la potencia de un motor. La presente invención se dirige a un motor de cuatro tiempos.

Descripción de la invención

Según la presente invención, se da a conocer un motor de combustión interna que comprende:

dos cilindros que se unen para formar un espacio de combustión entre ellos;

un primer pistón adaptado para desplazarse de manera alternativa dentro del primer cilindro;

un segundo pistón adaptado para desplazarse de manera alternativa dentro del segundo cilindro;

estando dichos dos pistones conectados en impulsión mediante medios de conexión de manera tal que uno se desplace de manera sincronizada respecto del otro, de tal manera que el segundo pistón se desplace con una frecuencia que es la mitad de la del primer pistón;

medios para disponer una entrada de mezcla aire/combustible a través de una primera abertura o aberturas de la pared del segundo cilindro;

medios para disponer una salida de escape a través de una segunda abertura o aberturas en la pared del segundo cilindro;

estando posicionadas las aberturas para ser abiertas o cerradas mediante el cubrimiento o descubrimiento de las aberturas por el movimiento del segundo pistón; y siendo tapadas dicha primera y dicha segunda abertura o aberturas por el movimiento de dicho segundo pistón en el momento de incidencia de las mayores presiones en el espacio de combustión.

caracterizado porque

dicho motor comprende, además, una válvula sincronizada de sellado del escape para realizar una apertura o cierre de la salida de escape en un momento seleccionado del ciclo de operación del motor y porque

dichos medios de unión incluyen un yugo escocés ("scotch yoke") de dicho pistón.

Preferentemente la válvula de sellado del escape es una válvula rotativa de tipo disco.

Este tipo de disposición de la válvula de escape elimina una válvula de seta. Esto incrementa el rendimiento volumétrico, dado que no hay válvula en el camino del flujo de gases de escape. También reduce los esfuerzos en la válvula y evita la aparición de puntos calientes en la válvula que aparecen en una válvula de tipo seta, porque el calor puede disiparse únicamente a lo largo del estrecho tallo de la válvula provocando tensiones térmicas. Además, una válvula de tipo seta funciona internándose en el espacio de combustión, lo que requiere energía cuando el espacio de combustión está sometido a presión. La válvula rotativa de tipo disco mejora el rendimiento mecánico, dado que no se consume potencia trabajando contra la compresión.

Preferentemente al menos una parte de la segunda abertura o aberturas se posiciona de manera tal en la pared del segundo cilindro que cuando dicha parte es destapada por el segundo pistón, el segundo pistón cubre toda la abertura o aberturas de entrada.

Preferentemente, al menos una parte de la segunda abertura o aberturas se posiciona más abajo en pared del segundo cilindro que la primera abertura o aberturas.

Preferentemente, la válvula rotativa de tipo disco se construye de un material adecuado tal como plástico recubierto de cerámica, aunque se pueden utilizar otros materiales tal como el aluminio o el titanio. El material a utilizar puede ser determinado por las tensiones a las que puede ser sometido el motor, y las revoluciones por minuto que se prevé que puede alcanzar el motor, así como el combustible a utilizar, dado que esto puede afectar a la temperatura de operación del motor. Por supuesto, el coste total de producción será un factor determinante en algunos casos en función de cuál es la función pretendida del motor.

Para evitar pérdidas de fricción debidas a la fricción de la válvula rotativa de tipo disco contra la pared exterior del cilindro, la abertura de escape sobresale preferentemente algo del cuerpo del cilindro, resultando que la válvula rotativa de tipo disco roza únicamente contra ese saliente. Preferentemente este saliente es cerámico, aunque se pueden utilizar otros materiales adecuados tal como el latón.

El material del que se construirá el saliente se elegirá exclusivamente en base a sus propiedades. Así, el latón puede ser un material preferente dado que es relativamente blando y no dañará la válvula rotativa de tipo disco. Pero el desgaste puede ser mínimo dado que la fuerza centrífuga que actúa para mantener en posición la válvula rotativa y el disco toca el saliente únicamente de manera leve.

Dado que durante el ciclo operativo hay momentos en los que tanto las primeras como las segundas aberturas no quedan cubiertas por el segundo pistón, para impedir que los gases de escape fluyan a través de la válvula de admisión la entrada de la mezcla aire/combustible comprende adicionalmente una válvula de entrada que es preferentemente una válvula de una vía como por ejemplo una válvula de lengüeta, o una válvula de disco rotativo.

Las aberturas de escape y de admisión son preferentemente de forma circular aunque pueden utilizarse otras formas, tal como la elíptica, estando la forma limitada únicamente por las tolerancias mecánicas, tal como los segmentos del segundo pistón.

Preferentemente existe al menos una bujía adaptada para encender la mezcla aire/combustible del espacio de combustión, aunque el motor podría modificarse para utilizar combustible diésel que se enciende únicamente mediante compresión, o podría modificarse para utilizar más de una bujía de encendido en el espacio de combustión.

Preferentemente la abertura de entrada de la mezcla aire/combustible presenta una construcción que permite la carga selectiva del espacio de combustión, tal como una carga estratificada.

La carga estratificada es un medio de admisión de aire en el espacio de combustión, también conocido como la cámara, de manera tal que se caliente y empobrezca el volumen central de la cámara. Puede extenderse un pequeño tubo o paso dentro de la salida de escape, entre la segunda abertura o aberturas y la válvula de disco rotativa. Este tubo o paso entra por la salida de escape en una dirección tal que produce un torbellino de aire alrededor de las paredes de la salida de escape, de modo que cuando el aire entra en el espacio o cámara de combustión gira en sentido sustancialmente opuesto a la mezcla de aire/combustible procedente de la primera abertura o aberturas de entrada. La mayor parte de la corriente de la mezcla aire/combustible es dirigida para que se adhiera esencialmente a las paredes del espacio de combustión y discurra por debajo de la abertura de escape. Sin embargo, una pequeña proporción del aire fluye posteriormente por la salida de escape procedente del pequeño tubo y entra en el espacio de combustión por encima del flujo principal de mezcla aire/combustible girando a una velocidad inferior y en sentido opuesto a la corriente principal de aire/combustible. Por lo tanto, termina substancialmente en el centro de la cámara o espacio de combustión aunque mezclado con un porcentaje de la corriente de mezcla aire/combustible principal, empobreciéndola. Es bien conocido que una mezcla pobre más caliente extiende el límite de ignición pobre y por lo tanto disminuye la cantidad de hidrocarburos que quedan tras el proceso de combustión. El beneficio añadido en el caso de la presente invención es que la corriente de mezcla combustible/aire también actúa así para mantener más frías la válvula de disco rotativa y las salidas de escape.

El pequeño tubo o paso debe poseer también una pequeña válvula, tal como una válvula de lengüeta, para prevenir el retroceso de gases hasta la salida de escape. Cuando la válvula de disco rotativo cierra la salida de escape, la presión negativa del tiempo de admisión del motor llevará aire a lo largo de la válvula de lengüeta y del tubo.

En la parte de más arriba de dicha válvula de lengüeta hay una válvula de mariposa que puede ser accionada por una serie de medios tal como un cable, de tal manera que gire hasta 180º cuando el acelerador principal pasa de ralentí a totalmente abierto. Por lo tanto, al ralentí el flujo de aire queda restringido en el pequeño tubo, puesto que la válvula de mariposa permanece sustancialmente cerrada. A aproximadamente media marcha, la válvula de mariposa está totalmente abierta y el flujo de aire alcanza su máximo, esta situación corresponde aproximadamente a la velocidad de crucero de los vehículos. Sin embargo, a toda marcha cuando se requiere la mayor cantidad de potencia el flujo de aire queda restringido por el cierre de la válvula de mariposa, permitiendo una mezcla homogénea en el espacio de combustión. La incorporación de la válvula de mariposa también significa que por el cierre de la válvula de mariposa la mezcla aire/combustible no es empobrecida en exceso en régimen de ralentí.

Preferentemente, dicho segundo pistón es cilíndrico y presenta un diámetro de entre el 50 y el 70 por ciento del diámetro del citado primer pistón.

Preferentemente, la carrera del citado segundo pistón es de entre el 25 y el 50 por ciento de la carrera del citado primer pistón.

Preferentemente, la corona del citado primer pistón es plana para minimizar las pérdidas térmicas, pero no queda limitada a dicha forma, puesto que se pueden emplear otras formas para cambiar diversas características del motor, tal como la relación de compresión.

Preferentemente, la corona del citado segundo pistón es cónica. Dicha forma ayuda a perpetuar el torbellino de la mezcla aire/combustible entrante en una espiral descendente adherida a la pared.

Preferentemente, el segundo pistón queda conectado a un cigüeñal que queda situado dentro de la falda del pistón. Aunque esto incrementa la longitud de la falda del segundo pistón, traslada la posición del cigüeñal del segundo pistón hacia el espacio de combustión, lo que reduce el diámetro de la válvula de sellado rotativa de tipo disco y la válvula de entrada de disco rotativo.

La refrigeración, la lubricación y el sellado del motor pueden preferentemente ser conseguidos mediante cualquier medio adecuado.

Las válvulas rotativas de tipo disco pueden ser preferentemente utilizadas tanto en las aberturas de admisión como en las de escape. Se posicionan aproximadamente formando 90º con el eje del cigüeñal del segundo pistón con una transmisión en ángulo recto 2 a 1 en el extremo del eje del cigüeñal. Este eje cruzado está unido en un extremo a la válvula de disco rotativo de escape, o válvulas en el caso de múltiples cilindros, mediante una cadena o correa dentada, mientras que por el otro extremo está unida a la válvula o válvulas de disco rotativo de admisión en el caso de múltiples cilindros. Una ventaja principal de este tipo de disposición es la baja necesidad de energía debido a la baja velocidad, y la capacidad de adaptarse a motores en línea tal como 6 ó 4 ó V8, por mencionar unos pocos. Para un equilibrado adicional las válvulas de disco rotativo pueden conformarse para ofrecer un contrapeso. En este caso la velocidad del cigüeñal que acciona las válvulas rotativas de disco es una transmisión 4:1, en vez de la transmisión 2:1 cuando las válvulas rotativas no son de disposición "mariposa". Debe recordarse que las válvulas de lengüeta serán muy aceptables para motores estacionarios y diésel mientras que los motores de altas prestaciones podrían preferir válvulas de disco rotativas que permiten un flujo de gases superior.

Se prevé que un motor de cuatro tiempos convencional de tipo estándar podría ser fácilmente modificado con la disposición antes descrita. Esto resulta particularmente atractivo puesto que permite que los motores existentes que están adaptados para funcionar con combustibles líquidos como gasolina con la adición de plomo tetraetilo (añadido para compensar el problema de la detonación y de la creación de una presión excesiva) sean adaptados para funcionar con gasolina sin plomo. Aunque se pueden modificar los motores para funcionar con combustible sin plomo, esto requiere cambiar las válvulas de tipo seta a tipos más resistentes en conjunción con asientos endurecidos. Mediante la eliminación de la válvula de tipo seta se puede utilizar gasolina sin plomo incluso con un aumento en la presión de compresión.

De una forma básica, el motor emplea el mismo diseño básico para el cárter y la disposición del primer pistón que un motor de cuatro tiempos convencional. Sin embargo, en vez de la habitual disposición de válvulas de tipo seta que se encuentra en los motores de cuatro tiempos convencionales con un pistón por cilindro, la culata del cilindro se adapta para utilizar un segundo pistón en una disposición en la que el segundo pistón se mueve al unísono con el pistón principal a la mitad de la frecuencia del pistón principal. Este segundo pistón realiza varias funciones. Incrementa la relación de compresión y actúa como una disposición de válvulas descubriendo los puertos de entrada y de salida que son aberturas en el cilindro. El incremento de la compresión hace incrementar la potencia producida. Sin embargo, mediante la eliminación de la necesidad de válvulas de tipo seta no sólo se incrementa el rendimiento volumétrico, sino que ya no se consume la energía utilizada en un motor de cuatro tiempos convencional para accionar las válvulas. Sin las válvulas de tipo seta, las propiedades acústicas del motor también cambian y lo hacen más silencioso. Con ambos pistones proporcionando potencia durante la carrera motriz, la carrera del pistón también se incrementa de manera efectiva.

Este tipo de diseño de motor puede denominarse un motor de seis tiempos de pistones opuestos.

Breve descripción de los dibujos

Para permitir que la invención sea comprendida en su totalidad, se describirá a continuación una realización preferente de la invención con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

La figura 1 es una sección transversal de un motor que muestra el primer pistón (primario) y el pistón secundario (superior), cuando el pistón primario está en el Punto Muerto Superior (PMS) y el pistón secundario a unos 20º tras el PMS.

La figura 2 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer pistón o cigüeñal en una rotación de aproximadamente 90º.

La figura 3 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de 180º.

La figura 4 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de 270º.

La figura 5 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de aproximadamente 360º.

La figura 6 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de 490º.

La figura 7 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de aproximadamente 540º.

La figura 8 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de 630º.

La figura 9 es una sección transversal del motor de la figura 1 pero con el primer cigüeñal en una rotación de 720º.

La figura 10 es vista en sección transversal de la culata de cilindro que muestra las aberturas de admisión y escape, así como la válvula de disco rotativo de escape.

La figura 11 es una vista en sección transversal de la culata de cilindro de la figura 10 pero en combinación con un pequeño tubo/paso que contiene una válvula de mariposa y una pequeña válvula de lengüeta.

La figura 12 es un vista isométrica de una de las realizaciones preferentes del motor con una válvula de entrada de lengüeta y una válvula de escape de disco rotativo.

La figura 13 es una vista isométrica del motor de la figura 12 pero con válvulas de disco rotativas equilibradas utilizadas tanto para las válvulas de admisión como para las de escape.

La figura 14 es una vista en sección transversal de una realización preferente del motor que muestra una arquitectura típica de suministro de aceite para el pistón secundario superior.

La figura 15 es una vista en sección transversal de la invención empleada en un motor tipo diésel; y

La figura 16 es un gráfico que muestra las posiciones relativas de los cilindros primario y secundario en función de un ciclo completo.

Modo preferente de realización de la invención

Volviendo ahora a las figuras con mayor detalle, en las figuras 1 a 9 se muestra una vista transversal del motor en varios instantes de un ciclo de funcionamiento de una realización preferente de la invención. La realización de la invención reside en un motor (1), que es un motor de dos cilindros opuestos con un bloque motor (2) con pasos de lubricación y refrigeración adecuados (no mostrados), un primer pistón (3) dentro de un primer cilindro (4) conectado a través una primera biela (5) a un primer cigüeñal (6), un segundo pistón (7) situado en un segundo cilindro (8) y conectado a un "yugo escocés" compuesto de un perno de manivela (9) y una corredera (51), estando accionado el perno (9) por un segundo cigüeñal (10) (véase la figura 12, por ejemplo). Se entenderá a partir de los dibujos que el "yugo escocés" (9, 51) está contenido en el cilindro (8). Las bujías de encendido (11) que actúan en el espacio de combustión (12) encienden la mezcla aire/combustible (no mostrada) que entra en el espacio de combustión (12) a través de la válvula de admisión (13), en este caso una válvula de lengüeta, y a través de la abertura de admisión (14) en el segundo cilindro (8). Los gases de escape (no mostrados) se expulsan a través de la abertura de escape (15) del segundo cilindro (8) y posteriormente a través de la abertura de escape (16) que se puede cerrar de manera selectiva por la válvula rotativa (17). Tanto la abertura de admisión (14) como la abertura de escape (15) se pueden cerrar de manera selectiva mediante el segundo pistón (7) que se desplaza deslizándose dentro del cilindro (8). El motor puede estar refrigerado por aire mediante aletas de refrigeración por aire (18). El primer cigüeñal (6) y el segundo cigüeñal (10) están conectados entre sí de manera mecánica mediante una transmisión de cadena (mostrada en las figuras 12 y 13) y acoplados de tal manera que el segundo cigüeñal (10) gira a la mitad de la velocidad angular del primer cigüeñal (6). De esta manera, mientras el primer pistón (3) completa cuatro tiempos, el segundo pistón (7) completa únicamente dos. La abertura (13) de admisión al motor y la abertura (14) de escape del motor son cubiertas y descubiertas por el movimiento del pistón secundario.

Volviendo a los instantes individuales del ciclo, en la figura 1 se muestra el primer pistón (3) en el PMS y el segundo pistón (7) aproximadamente a 20 grados antes de su PMI. Sin embargo, la posición relativa del segundo pistón no está fijada a 20 grados con respecto al pistón principal en el PMS, puesto que su posición puede variarse dependiendo del "reglaje" particular del motor. Se ha descubierto empíricamente que un motor con el pistón secundario con 20 grados de desplazamiento respecto del cigüeñal principal en el PMS proporciona unas buenas prestaciones, pero otras aplicaciones pueden requerir que la posición sea diferente.

A 0 grados (todos los giros que siguen se referirán en general a la posición del primer cigüeñal salvo que se indique específicamente lo contrario) tal como se muestra en la figura 1, el espacio de combustión (12), se carga por completo con una mezcla aire/combustible (no mostrada) y ésta es encendida mediante bujías de encendido (11). La combustión de la mezcla aire/combustible aumenta la presión en el espacio de combustión (12), lo que fuerza al pistón primario (3) a bajar a lo largo del cilindro (4) hacia su PMI y al pistón secundario a subir a lo largo del cilindro (8) hacia su PMS. Este movimiento descendente hace que el primer y el segundo cigüeñales (6) y (10) giren, girando el segundo cigüeñal (10) a la mitad de la velocidad angular del cigüeñal (6), estando ambos cigüeñales conectados mecánicamente por una cadena de transmisión. Al principio del ciclo, el pistón primario (3) se encuentra en el PMS, mientras que el pistón secundario (7) está 20 grados antes de su PMI, aunque esto puede no ser necesariamente la configuración óptima y la posición relativa de los pistones puede variarse. Sin embargo, tanto la abertura de admisión (14) como las aberturas de salida (15) se encuentran cerradas por el pistón secundario mientras la válvula de sellado rotativa (17) está asimismo cerrada (aunque no es necesario).

La figura 2 muestra el motor (1) a medio camino de completar su primer tiempo, el tiempo motor o de expansión, habiendo girado el primer cigüeñal (6) aproximadamente 90 grados y el segundo cigüeñal (10) la mitad, aproximadamente 45 grados. La válvula (17) de sellado del escape está cerrada con el pistón secundario (7) en este instante, cubriendo aún la abertura de admisión (14) y la abertura de salida (15). Por tanto, la fuerza de la combustión aún actúa tanto en el primero como en el segundo pistón y genera la potencia del motor.

La figura 3 muestra el motor cuando el primer cigüeñal ha girado aproximadamente 180 grados y el pistón primario está en el punto muerto inferior (PMI). Éste es, por lo tanto, el fin de la carrera motriz y el inicio del tiempo de escape. El cigüeñal secundario ha girado solamente 90 grados y el pistón secundario está todavía en su tiempo ascendente y no ha alcanzado todavía su PMS. La abertura de escape (15) está posicionada en el segundo cilindro (8) de tal manera que el pistón secundario ha empezado ahora a descubrir la abertura de escape (15). La válvula de sellado rotativa (17) también se ha abierto ahora, y los gases de escape (25) pueden ahora comenzar a fluir fuera del espacio de combustión (12) a través de la abertura de escape (15) y de la abertura de escape (16). Dado que la parte inferior de la abertura de escape (15) está construida para quedar ligeramente más baja que la parte inferior de la abertura de admisión (14), la abertura de admisión (14) no ha sido descubierta por el pistón secundario (7) en esta etapa.

La figura 4 muestra el motor (1) con el primer cigüeñal (6) a 270 grados. El segundo cigüeñal (10) ha descrito un giro de 135 grados y tanto la abertura de admisión (14) como la abertura de escape (15) están parcialmente descubiertas por el pistón secundario (7). El pistón primario está aproximadamente a la mitad de su tiempo de escape y empuja el combustible quemado/gases de escape (25) del espacio de combustión hacia afuera a través de la abertura de escape y de la abertura de escape (16). La válvula de admisión, que es una válvula de una sola vía, tal como una válvula de lengüeta, no permite que los gases de combustión (25) escapen a través de la abertura de entrada.

La figura 5 muestra el motor cuando el primer cigüeñal ha girado 360 grados y el pistón primario está otra vez en el PMS, pero esta vez al final del tiempo de escape y al comienzo del tiempo de admisión. El segundo cigüeñal ha girado ahora 180 grados con el pistón secundario a aproximadamente a 20 grados antes de su PMS (debido a que estaba 20 grados antes de su PMI cuando el pistón primario estaba en el PMS al comienzo de la carrera motriz). La superficie inferior del pistón secundario está aproximadamente a nivel con la parte superior de la abertura de escape para evitar la creación de una cámara que retenga gases de escape. La válvula de sellado de escape (17) acaba de cerrar la abertura de escape (16), dado que la mayoría de los gases de escape (25) ya han sido expulsados de la cámara de combustión (12).

La figura 6 muestra el motor cuando el primer pistón está a mitad de su tiempo de admisión con el primer cigüeñal girado 490 grados. Al desplazarse de manera descendente el primer pistón (3), se provoca un efecto de succión provocado por la expansión de la cámara de combustión y el espacio de combustión (12) se carga con una mezcla fresca aire/combustible (26) atraída a través de la válvula de lengüeta de admisión (13). Durante el comienzo del tiempo de admisión la abertura de admisión (14) está completamente abierta, a diferencia del caso del motor de válvula de tipo seta convencional, resultando, por tanto, en una mejora del rendimiento volumétrico. Los gases de escape expulsados tienen impedida la reentrada en el espacio de combustión (12) por la ahora cerrada válvula de sellado de escape (17). Esto es importante porque el movimiento del primer pistón provoca que la presión en la cámara de combustión caiga por debajo de la presión atmosférica y este movimiento de succión carga la cámara de combustión con una mezcla fresca aire/combustible a través de la válvula de entrada. Si la válvula de disco rotativo no estuviese presente, parte de los gases de escape expulsados serían asimismo succionados hacia la cámara de combustión a través de la abertura de escape. Esto, obviamente, conduciría a un peor rendimiento, puesto que la mezcla aire/combustible se mezclaría con gases de escape quemados. Es crítico, por lo tanto, que la abertura de escape se cierre por cualquier medio adecuado mientras el motor está en su tiempo de admisión para evitar la reentrada de gases de escape quemados a la cámara de combustión.

La figura 7 muestra el final del tiempo de admisión cuando el primer pistón (3) está en el PMI, el primer cigüeñal (6) ha girado 540 grados, el segundo cigüeñal (10) ha girado 270 grados y el segundo pistón (7) está en su movimiento descendente hacia su PMI. El pistón secundario ha cubierto parcialmente las aberturas de entrada y escape. El pistón primario (3) está ahora al comienzo del tiempo de compresión y la válvula de disco rotativa cubre aún la abertura de escape.

La figura 8 muestra el motor cuando el pistón primario está a mitad de su tiempo de compresión, el primer cigüeñal ha girado 630 grados, el segundo cigüeñal ha girado 315 grados, el pistón secundario está aproximadamente a mitad de recorrido en su movimiento descendente. El pistón secundario cubre sustancialmente las aberturas de escape y de entrada. Según se mueve el primer pistón (3) hacia arriba y el segundo pistón (7) hacia abajo, el espacio de combustión (12) disminuye en volumen haciendo que la mezcla aire/combustible se comprima de tal manera que al final del tiempo de compresión, tal como se muestra en la figura 9, el espacio de combustión (12) esté sustancialmente minimizado. La figura 9 coincide esencialmente con la figura 1 con el pistón primario (3) en el PMS y el pistón secundario 20 grados antes del PMI. En este punto, las bujías de encendido (11) encienden la mezcla aire/combustible y el ciclo comienza otra vez.

La figura 10 es una vista transversal del motor a través del segundo cilindro (8) que muestra la abertura de admisión (14), la abertura de escape (15), la válvula de lengüeta (13) y la válvula rotativa de escape (17). La abertura de admisión (14) puede incluir de manera preferente una pieza divisoria (18) que imparte una turbulencia de mayor velocidad a la mezcla aire/combustible (26) alrededor de las zonas exteriores del espacio de combustión (12) y de una menor velocidad en las zonas interiores de la cámara de combustión, ayudando al proceso de combustión. Sin embargo, debe entenderse que el motor no queda limitado a unos medios de carga aire/combustible determinados, y se pueden cambiar varias características para mejorar el proceso de combustión, tales como la inyección de combustible, o el uso de una válvula de entrada de disco rotativo.

La figura 11 muestra la vista en sección transversal del motor de la figura 10 que muestra el segundo cilindro (8), la abertura de admisión (14) la abertura de escape (15), la válvula de lengüeta (13), la válvula rotativa de escape (17) y la cámara de combustión (12). Sin embargo, la figura 11 también incluye una característica adicional que puede emplearse para mejorar la operación de este motor. En particular, hay un tubo de carga estratificada (40), que contiene una pequeña válvula de lengüeta (41) y una válvula de mariposa (42), permitiendo el tubo de carga estratificada que la mezcla aire/combustible (43) penetre en el espacio de combustión con un movimiento (44) en espiral y en sentido opuesto al de la mezcla aire/combustible principal (26). Debe entenderse, sin embargo, que ésta es únicamente una característica adicional que puede ser empleada para mejorar la homogeneidad de la mezcla aire combustible y no necesita ser utilizada para llevar a cabo la invención.

La figura 12 es una vista isométrica del motor, que muestra el primer cigüeñal (6), el segundo cigüeñal (10), la transmisión de cadena (20) que conecta dicho primer cigüeñal (6) a dicho segundo cigüeñal (10), la válvula de una vía que es una válvula de lengüeta (13), la válvula de sellado del escape rotativa (17), la abertura de escape (16) y la tapa de sujeción del colector del escape(colector múltiple) (21).

La válvula de sellado rotativa se mantiene en posición mediante un muelle de compresión (no mostrado) que empuja la válvula rotativa contra la abertura de escape. Como ayuda y para reducir pérdidas de fricción, la abertura de escape puede incluir un ligero saliente o protuberancia. El saliente del escape es, por lo tanto, la parte de la abertura de escape que puede estar en contacto con la válvula de disco de sellado rotativa que puede ser simplemente una placa plana conformada para permitir que la abertura quede abierta o cerrada dependiendo del giro del primer y el segundo cigüeñales. Debe entenderse que la válvula de sellado rotativa (17) previene el retorno de los gases de escape a la cámara de combustión a través de la fase de admisión del ciclo del motor. La válvula de disco rotativo puede ser accionada directamente por el segundo cigüeñal (10), de tal manera que se pueda ajustar de manera fina la apertura y el cierre de la abertura de escape. La forma de la válvula de disco rotativo (17) puede asimismo variarse de acuerdo con un requerimiento determinado. Así, aunque en la figura 12 la válvula de disco rotativo (17) se muestra como una placa plana con al menos dos bordes rectos (30), pasando esos bordes rectos a través de la abertura de escape (16) para abrirla y cerrarla, la forma de los bordes puede variarse y puede incluir, sin limitarse a los mismos, bordes curvados que cubren y descubren la abertura de escape de una manera más rápida.

El posicionado y el tamaño de la abertura de admisión (14) y de la de escape (15) pueden ser variados para cumplir con determinados requerimientos. En las figuras 1 a 9 la abertura de admisión (14) se muestra sustancialmente opuesta a la abertura de escape (15). Sin embargo, esto es así únicamente para fines esquemáticos y una de las posiciones más apropiadas es mostrada en las figuras 10 y 11, en las que la posición relativa de las aberturas es tal que sus ejes centrales se encuentran sustancialmente a 90º uno del otro. Las aberturas también se pueden situar en diferentes posiciones verticales de la pared del cilindro con respecto al espacio de combustión, haciendo de esta manera variables la coordinación de válvulas y la relación de compresión. Debe entenderse que puede haber más de una abertura de entrada o de salida, de manera similar a los motores de tipo seta convencionales multiválvula, que son bien conocidos.

La figura 13 es una vista isométrica del motor de la figura 12, pero en el que tanto la válvula de entrada como la válvula de salida son válvulas de sellado rotativas. Esto requiere que exista un mecanismo de accionamiento rotacional adicional (no mostrado) que abra y cierre la válvula de entrada en la fase adecuada del ciclo del motor.

La figura 13 muestra, además, las válvulas rotativas equilibradas para minimizar los efectos de vibración dentro del motor. La forma real de las válvulas rotativas no es relevante, lo que es crítico es que cubran y descubran las aberturas de entrada y de escape en el momento adecuado del ciclo. Así, en el caso de la abertura de escape, la abertura de escape debe ser abierta de manera sustancial durante el ciclo de escape, es decir, cuando el primer cigüeñal presenta un giro entre 180 y 360 grados, y debe ser cerrado de manera sustancial a lo largo del ciclo de admisión, esto es de 360 a 540 grados. Por supuesto, dado que el ciclo de admisión sigue al ciclo de escape, es imposible cerrar la abertura de manera instantánea a los 360 grados y aquí es donde la forma de la válvula de disco rotativo puede representar un papel significativo. Puede ser incluso ventajoso tener descubierta la abertura de escape al inicio del ciclo de admisión o al contario, sin embargo, éstos son extremos que pueden modificarse cuando el motor está siendo regulado para diferentes requerimientos de funcionamiento. Así, como se comenta posteriormente, un motor de competición puede regularse de manera diferente que un motor normal.

Debe entenderse que el tamaño relativo de las válvulas de sellado es irrelevante y que se pueden emplear diversos tamaños para acomodarse a diversos diseños de motor. Además, cuando las válvulas de sellado son de diseño equilibrado como se ha mostrado aquí, la relación de transmisión de las válvulas puede ser 4:1 respecto de la velocidad del cigüeñal principal.

La figura 14 es un ejemplo típico de un sistema de aceite para el pistón secundario o superior (7). El cilindro (8) dentro del cual desliza el pistón incluye habitualmente una camisa (60) que está fabricada de un material resistente a la fricción, tal como la fundición de hierro. A través de esta camisa hay una alimentación de aceite a presión (50) que proporciona aceite al pistón secundario y al cilindro así como a la corredera (51) del yugo escocés del pistón superior. El pistón superior incluye al menos uno (pero preferentemente más) segmento rascador (52) que rasca el aceite de la camisa (60). El aceite (no mostrado) es extrae mediante el uso de una cavidad en forma de anillo (53) fuera de la camisa de fundición (60). El segmento rascador (52) está sustancialmente nivelado con la cavidad (53) cuando el segundo pistón está en su PMS. Se taladran una serie de agujeros a través de la camisa así como del pistón secundario. Una bomba extractora (no mostrada) arrastra el aceite recogido por el segmento rascador (52), así como pequeñas cantidades de aire del interior del pistón y lo devuelve al cárter o tanque de recogida de aceite (no mostrado).

La figura 15 muestra la aplicación de la invención a un motor diésel. Estos tipos de motores normalmente trabajan sin la ayuda de una bujía de encendido y se basan en el hecho de que el combustible diésel se inflama cuando es sometido a una determinada presión. Generalmente, los motores diésel comprimen el aire y el combustible es inyectado en el aire comprimido. Dado que, por tanto, el volumen total dentro del cual se comprime la mezcla aire/combustible es lo importante, el espacio de combustión (12) puede diseñarse para ser menor mediante una construcción adecuada. En este caso particular, la cámara de combustión ha sido disminuida haciendo que los pistones cubran de manera sustancial los respectivos cilindros y dejando únicamente un pequeño espacio de combustión entre ellos. El combustible se introduce dentro de la cámara a través de inyectores (70) y hay una cámara de combustión secundaria (71) adicional, que ayuda en la operación eficiente del motor.

La figura 16 es un gráfico que muestra las posiciones relativas de los pistones primario y secundario cuando el pistón secundario se regula para estar a 20º del PMI cuando el pistón primario está en el PMS. Además, en el gráfico se muestran los tiempos relativos de apertura y cierre de las aberturas de admisión y de escape. El eje "y" se refiere a un volumen particular en centímetros cúbicos, de una investigación empírica, en particular del motor de una moto. Sin embargo, no se pretende limitar esta invención a un tamaño particular o a una relación de tamaños del pistón o de la carrera primarios o con los secundarios. Este gráfico pretende mostrar únicamente un ejemplo típico de un motor que trabaja de manera satisfactoria.

De esta manera existe una serie de ventajas en un motor según la presente invención en comparación con los motores de combustión interna convencionales que funcionan con un pistón por cilindro. Las cargas sobre el primer cigüeñal o el cigüeñal principal de un motor construido de acuerdo con la presente invención se reducen en conjunto en comparación con los de un motor estándar durante los tiempos de compresión y de expansión. Así, las cargas en la compresión en el PMS serían marginalmente menores, a 10 grados DPMS serían mayores, a 20 DPMS serían aproximadamente equivalentes, mientras que a partir de ahí serían menores. La reducción de la carga debe resultar en una menor fricción en el conjunto del cigüeñal principal. Así, asumiendo que las características de fricción de este motor en comparación con un motor estándar son aproximadamente las mismas, la reducción de la carga debe llevar a un mayor rendimiento mecánico.

Una ventaja adicional de la presente invención es que la culata debe absorber menos calor que una culata estándar. El área significativa es el escape. En los motores convencionales, la válvula de escape de tipo seta está situada directamente en el recorrido del flujo de gases y se produce una turbulencia considerable cuando los gases salen del cilindro. La temperatura de la válvula de tipo seta puede así alcanzar más de 1000 grados centígrados. El flujo que sale de la cabeza, según la presente invención, es menos turbulento, dado que no hay salientes metálicos en el flujo de gases. El flujo de gases resultante es así menos turbulento, y pierde menos calor que un motor convencional. Esto tiene la ventaja adicional de que se reduce el tiempo de encendido para el conversor catalítico que se encuentra hoy en la mayoría de los motores. Una ventaja adicional que puede darse es que debido a la menor turbulencia, el cabezal absorbe menos calor y la densidad de carga entrante de la mezcla aire/combustible puede ser mayor. La reducción de la turbulencia también lleva a menores pérdidas de bombeo.

Otra ventaja de la presente invención es que la abertura de escape está siendo más expuesta (aumentada) de manera continua, continuando casi hacia el final del tiempo cuando el disco rotativo entra en funcionamiento. Esto puede compararse con la válvula de tipo seta del motor estándar que comienza a reducir el flujo de gases aproximadamente a los 600 grados del ciclo de tiempos, en cuyo punto se alcanza su apertura máxima. La presente invención permite que el área máxima de la abertura de escape sea a los 710 grados. Además, la naturaleza de la abertura de escape también tiende a reducir cualquier nivel de ruido acústico. La abertura mayor de la abertura de escape permite un uso mayor de la energía cinética en lo alto de la columna de gases de escape y crea una presión negativa en la cámara de combustión.

En los motores de competición en los que el exceso de consumo de combustible y el exceso de hidrocarburos no son un problema, esta energía cinética puede utilizarse de una manera similar a los motores de dos tiempos. Para mejorar este proceso, el cierre de la válvula de disco debe, de manera ideal, retrasarse en el ciclo, digamos aproximadamente a 70 grados DPMS del tiempo de admisión. En este caso, una parte de la mezcla de admisión sigue a la columna de escape y puede llenar los primeros centímetros del conducto de escape. Así en un motor de múltiples aberturas de entrada puede haber una abertura de admisión situada esencialmente opuesta a una abertura de escape en la pared del cilindro superior para dirigir una corriente de admisión a través de la cámara de combustión hasta la abertura de escape, mientras que las otras aberturas de admisión se dirigen lejos de la abertura de escape en la zona inferior del cilindro.

Para añadir más energía cinética al proceso, el escape debe ser abierto antes, aproximadamente a los 460 grados. Pero también para ampliar la ventana de oportunidades entre cuando se cierra la abertura de admisión y cuando se cierra la abertura de escape, aproximadamente entre 250 y 300 grados, en vez de entre 250 a 270 grados. El borde posterior del disco rotativo debe coordinarse para abrir otra vez la abertura de escape aproximadamente a los 240 grados, lo que permite que el pulso de presión inversa procedente del escape de tipo de dos tiempos fuerce a los primeros 50 a 75 mm (2-3 pulgadas) de mezcla de admisión que están en el conducto de escape para volver a la cámara de combustión antes de que se cierre la abertura de escape. Un motor de este diseño no se comporta muy bien al ralentí, pero debe producir una buena potencia a mayores velocidades de giro.

Otra ventaja adicional de este motor es que existe una presión residual en el cilindro antes de que se abra la válvula de escape. En el motor estándar, la leva consume trabajo para mover la válvula de escape contra esta presión (que normalmente es del orden de 50-70 libras por pulgada cuadrada). Sin embargo, en el motor según la presente invención, esta presión se utiliza para realizar trabajo a través del pistón superior. Si el pistón superior tiene un área de aproximadamente 3000 milímetros cuadrados (4,5 pulgadas cuadradas), esto resulta en una fuerza de hasta 400 libras, aunque más probablemente sea de 300-340 debido a las presiones más bajas provocadas por el mayor tiempo de expansión. Sin embargo, la combustión ha sido ligeramente modificada para que ocurra más tarde en el ciclo, de tal manera que las propiedades físicas aún se han de determinar de manera precisa. Volviendo ahora a la válvula de lengüeta, su uso confiere una ventaja que consiste en que la admisión ocurre con independencia de lo que dicte la presión o la energía cinética de las columnas de admisión o de escape. Pero también la válvula de lengüeta hace que la velocidad del gas sea mayor de lo normal en regímenes bajos, provocando un buen torbellino que ayuda de manera adicional a atomizar el combustible. Por lo tanto, esto funciona en cierta manera como un pseudo segundo venturi.

Haciendo referencia ahora a los movimientos del cigüeñal, en el estado de la técnica anterior el pistón superior alcanza su PMIS bastante antes que el pistón principal. Sin embargo, la presente invención enseña que incluso si el tiempo es variable, el pistón superior no alcanza su PMS antes que el pistón principal. Una característica adicional de este motor, que puede ser utilizado y es utilizado para minimizar los requerimientos de espacio (específicamente la extensión vertical provocada por el segundo pistón), es que la cabeza se aleja de la corona del pistón principal, o en otra realización puede ser un yugo escocés. Ambos imparten un movimiento diferente al pistón superior de lo que ha sido enseñado por la técnica anterior y hace que la aceleración del pistón resulte más lenta que en la cabeza descrita con anterioridad o en el yugo escocés. De esta manera es mecánicamente más fácil alcanzar el PMS del pistón superior después de que el pistón principal haya alcanzado el PMS.

Existen tres razones principales para desear que el pistón principal alcance el PMS antes que el pistón secundario. En primer lugar, permite una distribución de tiempos más ventajosa en cuanto a la apertura de las aberturas y el cierre de la admisión. En segundo lugar, mantiene un periodo más largo de volumen relativamente (o cercano a) constante durante el que puede tener lugar la combustión. En tercer lugar coloca el pico de presión en el cilindro más tarde en la fase de expansión.

La distribución de tiempos más ventajosa podría, por supuesto, variar para diferentes diseños. Así, se podría variar la coincidencia del PMS de 1 a 40 grados, dependiendo del motor y de la aplicación par-
ticulares.

Claims (28)

1. Motor de combustión interna que comprende:

dos cilindros (4, 8) que se unen para formar un espacio de combustión (12) entre los mismos;

un primer pistón (3) adaptado para desplazarse de manera alternativa dentro del primer cilindro (4);

un segundo pistón (7) adaptado para desplazarse de manera alternativa dentro del segundo cilindro (8);

estando dichos dos pistones (3, 7) conectados en impulsión mediante medios de conexión de tal manera que uno se desplace de manera sincronizada respecto del otro, de manera tal que el segundo pistón (7) se desplace a la mitad de frecuencia del primer pistón (3);

medios para proporcionar una entrada de mezcla aire/combustible (14; 71) a través de una primera abertura o aberturas de la pared del segundo cilindro (8);

medios para proporcionar una salida de escape (15) a través de una segunda abertura o aberturas de la pared del segundo cilindro (8);

estando posicionadas las aberturas para ser abiertas o cerradas mediante el cubrimiento o descubrimiento de las aberturas por el movimiento del segundo pistón (7); y

siendo cubiertas dichas primera y segunda abertura o aberturas por dicho segundo pistón (7) en el momento de incidencia de las mayores presiones en el espacio de combustión (12);

caracterizado porque

dicho motor comprende, además, una válvula (17) sincronizada de cierre del escape para realizar una apertura o cierre de la salida de escape (15) en un momento seleccionado del ciclo operativo del motor y porque

dichos medios de conexión incluyen un "yugo escocés" (9, 51) de dicho segundo pistón (7).

2. Motor de combustión interna, según la reivindicación 1, en el que la válvula de sellado de escape (17) es una válvula rotativa de tipo disco (17).

3. Motor de combustión interna, según la reivindicación 1 ó 2, en el que al menos una parte de la segunda abertura o aberturas se posiciona de tal manera en la pared del segundo cilindro (8) que cuando dicha parte es descubierta por el segundo pistón (7), el segundo pistón (7) cubre todas las primeras abertura o aberturas.

4. Motor de combustión interna, según la reivindicación 3, en el que dicha parte de la segunda abertura se posiciona en la pared del segundo cilindro (8) más abajo que la primera abertura o aberturas.

5. Motor de combustión interna, según la reivindicación 2 o según la reivindicación 3 ó 4 en lo que dependen de la reivindicación 2, en el que la salida de escape (15) incluye un saliente que sobresale algo del cuerpo del segundo cilindro (8) de tal manera que la válvula rotativa de tipo disco (17) sólo hace contacto con dicho saliente.

6. Motor de combustión interna, según la reivindicación 5, en el que el saliente es cerámico.

7. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la entrada de mezcla aire/combustible (14;71) comprende adicionalmente una válvula de entrada de una vía (13).

8. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la válvula de entrada (13) es una válvula de lengüeta
(13).

9. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las primera y segunda aberturas tienen forma esencialmente circular.

10. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, en el que las primera y segunda aberturas tienen forma esencialmente no circular, tal como, pero sin limitación, la forma elíptica.

11. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que hay al menos una bujía de encendido (11) adaptada para encender la mezcla aire/combustible en el espacio de combustión (12).

12. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el motor está adaptado para utilizar combustible diésel que se enciende por compresión.

13. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que hay una abertura secundaria de entrada de aire/combustible (40) posicionada de tal manera que el aire/combustible entre en el espacio de combustión (12) en un movimiento en espiral (44), de tal manera que se produzca una carga preferencial del espacio de combustión (12), como resultado de lo cual el movimiento de la mezcla aire/combustible procedente de la abertura secundaria de aire/combustible (40) se realiza en una dirección sustancialmente diferente de la del que entra en la cámara de combustión (12) a través de la abertura principal de admisión de aire/combustible (14).

14. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo pistón (7) es cilíndrico y tiene un diámetro de entre el 50 y el 70 por ciento del diámetro del primer pistón (3).

15. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carrera del segundo pistón (7) está entre el 25 y el 50 por ciento de la carrera del primer pistón (3).

16. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la corona del primer pistón (3) es sustancialmente plana para minimizar pérdidas térmicas.

17. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la corona del primer pistón (3) se conforma para afectar la relación de compresión.

18. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la corona del segundo pistón (7) es esencialmente cónica.

19. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer pistón (3) se conecta a un primer cigüeñal (6), el segundo pistón (7) se conecta a un segundo cigüeñal que forma parte del citado yugo escocés, estando el primer y el segundo cigüeñales conectados entre sí de manera accionable de tal manera que el segundo cigüeñal gira a la mitad de la velocidad angular del primer cigüeñal (6).

20. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la refrigeración del motor se lleva a cabo por medios convencionales tales como refrigeración mediante agua o refrigeración mediante aire.

21. Motor de combustión interna, según las reivindicaciones 2 ó 5, o según la reivindicación 3 ó 4 o cualquiera de las reivindicaciones 6 a 20 en lo que dependen de la reivindicación 2, en el que las válvulas rotativas de tipo disco se utilizan tanto para la entrada (14;71) como para la salida de escape (15).

22. Motor de combustión interna, según la reivindicación 19 en lo que dependen de la reivindicación 2, en el que la válvula rotativa de escape de tipo disco (17) se abre sustancialmente, durante la mayor parte del giro del primer cigüeñal (6)entre 180 y 360 grados, el tiempo de escape.

23. Motor de combustión interna según la reivindicación 19 en lo que dependen de la reivindicación 2, en el que la válvula rotativa de escape de tipo disco (17) se cierra sustancialmente, durante la mayor parte del giro del primer cigüeñal (6) comprendido ente 360 y 540 grados, el tiempo de admisión.

24. Motor de combustión interna, según la reivindicación 19 en lo que dependen de la reivindicación 2, en el que el área máxima de la abertura de escape tiene lugar sustancialmente a los 710 grados de giro del primer cigüeñal (6).

25. Motor de combustión interna, según la reivindicación 19, en el que la válvula rotativa de escape de tipo disco (17) está totalmente cerrada a los 70 grados de rotación del primer cigüeñal (6).

26. Motor de combustión interna, según la reivindicación 19, en el que el segundo pistón (7) provoca que la abertura de entrada esté cerrada a los 250 grados de giro del primer cigüeñal (6).

27. Motor de combustión interna, según la reivindicación 19, en el que el segundo pistón (7) provoca que la abertura de entrada se cierre cuando el giro del primer cigüeñal esté entre 250 y 700 grados.

28. Motor de combustión interna, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el citado yugo escocés (9, 51) está contenido dentro de dicho segundo cilindro (8).