ES2224761A1 - Estructura refrigerante para motor de combustion interna. - Google Patents
Estructura refrigerante para motor de combustion interna.Info
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Abstract
Estructura refrigerante para motor de combustión
interna.
Puede ser usada para diseños refrigerados tanto
por agua como por aire sin cambiar básicamente los detalles
estructurales principales.
Medios de solución: Un paso de flujo 70 alrededor
de un agujero de cilindro en un bloque de cilindros 4 y un paso de
flujo 80 alrededor de una cámara de combustión en una culata de
cilindro 5 comunican entre si, formando un paso de flujo
refrigerante. Un agujero al exterior del paso de flujo en la culata
de cilindro 5 se cierra de manera estanca al agua por un elemento
de cubierta 9 para usar el paso de flujo refrigerante como una
camisa de agua para hacer circular agua refrigerante a su través
como un motor, de combustión interna refrigerado por agua. El paso
de flujo refrigerante se utiliza también como una camisa de aire
para pasar aire a su través, como un motor de combustión interna
refrigerado por aire.
Description
Estructura refrigerante para motor de combustión
interna.
La presente invención se refiere a una estructura
refrigerante para un motor de combustión interna, y más en
particular a una estructura refrigerante para un cilindro y una
culata de cilindro.
En general, los motores de combustión interna
refrigerados por aire tienen un ventilador de aire soportado en un
extremo del cigüeñal para introducir aire en una cubierta que cubre
los cilindros. El aire introducido por el ventilador de aire es
guiado por la cubierta de manera que fluya entre varias aletas en
las superficies externas de los cilindros y las culatas de cilindro
para eliminar su calor refrigerando por lo tanto el motor de
combustión interna.
Es imposible convertir los motores de combustión
interna anteriores de la estructura refrigerada por aire en motores
de combustión interna refrigerados por agua usando el flujo de aire
refrigerante para un flujo de agua de refrigeración.
Específicamente, dado que los espacios entre las
aletas expuestas al aire refrigerante están abiertos al exterior,
el agua de refrigeración no se puede contener y circular entre las
aletas.
Hay una solución en la que algunos espacios entre
las aletas donde fluye aire refrigerante se cubren con tabiques
para formar pasos de aire refrigerante (modelo de utilidad japonés
publicado número Sho 56-103642). Es posible usar
dichos pasos de aire refrigerante como pasos de agua
refrigerante.
Sin embargo, dado que se logra una acción de
refrigeración del aire refrigerante cuando el aire refrigerante
pasa entre las aletas con los espacios entremedio abiertos al
exterior, no se puede disponer tabiques entre todas las aletas. Por
lo tanto, si se emplea la estructura refrigerada por agua, entonces
no se dispone de suficientes pasos de agua refrigerante, no
logrando proporcionar un efecto de enfriamiento.
La presente invención se ha realizado en vista de
los problemas anteriores. Un objeto de la presente invención es
proporcionar una estructura refrigerante para un motor de
combustión interna, que puede ser usada para diseños refrigerados
tanto por agua como por aire para lograr un efecto refrigerante
deseado con ambos diseños sin cambiar básicamente los detalles
estructurales principales.
Para lograr el objeto anterior, se facilita según
una invención descrita en la reivindicación 1 una estructura
refrigerante para un motor de combustión interna, caracterizada
porque un paso de flujo alrededor de un agujero de cilindro en un
bloque de cilindros y un paso de flujo alrededor de una cámara de
combustión en una culata de cilindro comunican entre sí, formando un
paso de flujo refrigerante, un agujero al exterior del paso de
flujo en la culata de cilindro se cierra de manera estanca al agua
por un elemento de cubierta pasa usar el paso de flujo refrigerante
como una camisa de agua para hacer circular agua refrigerante a su
través, haciendo posible poner en funcionamiento el motor de
combustión interna como un motor de combustión interna refrigerado
por agua, y el paso de flujo refrigerante se utiliza como una
camisa de aire para pasar aire a su través, haciendo también
posible poner en funcionamiento el motor de combustión interna como
un motor de combustión interna refrigerado por aire.
Dado que los pasos de flujo alrededor del agujero
de cilindro y la cámara de combustión se utilizan como el paso
refrigerante por el que puede fluir agua o aire de refrigeración,
la estructura refrigerante puede ser usada para diseños
refrigerados tanto por agua como por aire para lograr un efecto
refrigerante deseado para ambos diseños sin cambiar básicamente los
detalles estructurales principales del motor de combustión
interna.
Según una invención descrita en la reivindicación
2, en la estructura refrigerante para un motor de combustión
interna descrita en la reivindicación 1, el elemento de cubierta
usado en el motor de combustión interna refrigerado por agua se
forma integralmente con una carcasa de termostato.
Dado que una carcasa de soporte del termostato
que no se requiere en el diseño refrigerado por aire, sino que se
utiliza solamente en el diseño refrigerado por agua, se forma
integralmente con la cubierta, es sencillo instalar y quitar el
termostato sin cambiar detalles estructurales principales del bloque
de cilindros y la culata de cilindro para unión del termostato. La
estructura refrigerante se puede aplicar así fácilmente a diseños
refrigerados tanto por agua como por aire.
Según una invención descrita en la reivindicación
3, en la estructura refrigerante para un motor de combustión
interna descrita en la reivindicación 1 ó 2, el elemento de
cubierta usado en el motor de combustión interna refrigerado por
agua se forma integralmente con un soporte de bujía de
encendido.
Dado que el soporte de bujía de encendido se
forma integralmente con el elemento de cubierta, para poner una
bujía de encendido a un valor de calor adecuado en uno de los
diseños refrigerados por agua y aire, el elemento de cubierta se
cambia a un elemento de cubierta diseñado apropiadamente para un
diseño de refrigeración, haciendo así posible usar la estructura
refrigerante en diseños refrigerados tanto por agua como por aire
sin cambiar detalles estructurales principales de la culata de
cilindro.
Según una invención descrita en la reivindicación
4, la estructura refrigerante para un motor de combustión interna
descrita en la reivindicación 1 se caracteriza por incluir un
orificio de entrada de aire definido en una superficie del bloque
de cilindros en comunicación con la camisa de aire alrededor del
agujero de cilindro y mirando hacia arriba en un flujo de aire, y
un orificio de salida de aire definido en otra superficie del bloque
de cilindros y que comunica desde la camisa de aire con el
exterior, donde el aire introducido en el orificio de entrada de
aire fluye a través de la camisa de aire, enfría el bloque de
cilindros alrededor del agujero de cilindro, y se descarga por el
orificio de salida de aire.
Maquinando simplemente un motor de combustión
interna refrigerado por agua para formar el orificio de entrada de
aire y el orificio de salida de aire en posiciones requeridas en el
bloque de cilindros, el motor de combustión interna refrigerado por
agua puede ser usado como un motor de combustión interna
refrigerado por aire sin cambiar sus detalles estructurales
principales de refrigeración.
Según una invención descrita en la reivindicación
5, en la estructura refrigerante para un motor de combustión
interna descrita en la reivindicación 4, una cubierta de ventilador
que soporta un ventilador de aire cubre al menos una superficie del
bloque de cilindros, y el ventilador de aire está dispuesto en
relación opuesta al orificio de entrada de aire.
En cuanto que la cubierta de ventilador que cubre
al menos la superficie del bloque de cilindro soporta el ventilador
de aire en relación opuesta al orificio de entrada de aire en el
bloque de cilindros, el aire suministrado por el ventilador de aire
fluye eficientemente al orificio de entrada de aire, fluye a través
de las camisas de aire en el bloque de cilindros y la culata de
cilindro, y sale del orificio de salida de aire, enfriando
eficientemente el bloque de cilindros y la culata de cilindro.
La figura 1 es una vista en alzado frontal de un
motor de combustión interna aplicado a un diseño refrigerado por
agua.
La figura 2 es una vista en alzado posterior del
motor de combustión interna.
La figura 3 es una vista en sección transversal
del motor de combustión interna tomada a lo largo de una línea
perpendicular al cigüeñal.
La figura 4 es una vista en sección transversal
del motor de combustión interna tomada a lo largo de un plano
incluyendo el cigüeñal y otros elementos.
La figura 5 es una vista en planta del bloque de
cilindros del motor de combustión interna refrigerado por agua.
La figura 6 es una vista en alzado frontal del
bloque de cilindros.
La figura 7 es una vista en alzado posterior del
bloque de cilindros.
La figura 8 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de línea VIII-VIII de la figura
6.
La figura 9 es una vista lateral en alzado de una
culata de cilindro del motor de combustión interna refrigerado por
agua.
La figura 10 es una vista en planta de la culata
de cilindro.
La figura 11 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de línea XI-XI de la figura
10.
La figura 12 es una vista en planta de un primer
elemento de cubierta.
La figura 13 es una vista trasera del primer
elemento de cubierta.
La figura 14 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de línea XIV-XIV de la figura
12.
La figura 15 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de línea XV-XV de la figura
12.
La figura 16 es una vista lateral en alzado de la
culata de cilindro con el primer elemento de cubierta y otros
elementos montados encima.
La figura 17 es una vista en alzado frontal de un
motor de combustión interna aplicado a un diseño refrigerado por
aire.
La figura 18 es una vista en planta de un bloque
de cilindros del motor de combustión interna refrigerado por aire,
en parte en sección transversal tomada a lo largo del cigüeñal.
La figura 19 es una vista en sección transversal
del bloque de cilindros, que corresponde a la figura 8.
La figura 20 es una vista en planta de una culata
de cilindro del motor de combustión interna refrigerado por
aire.
La figura 21 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de línea XXI-XXI de la figura
20.
1: motor de combustión interna refrigerado por
agua, 2: cigüeñal, 3: cárter inferior, 4: bloque de cilindros, 5:
culata de cilindro, 6: cubierta de culata de cilindro, 7: radiador,
8: compresor, 9: primer elemento de cubierta, 10: bomba de agua,
11: manguera de agua refrigerante, 12: manguera de agua
refrigerante, 13: tubo de escape, 14: tubo respiradero, 15, 16:
agujero circular, 17: tubo de aspiración de compresor, 18: tubo de
descarga de compresor, 19: solenoide electromagnético, 20: tubo de
entrada, 21: tubo de depósito, 22: bujía de encendido, 23: tapón de
caucho, 24: bomba de aceite, 25: eje de salida, 30: camisa interior
de cilindro, 31: pistón, 32: biela, 33, 34: soporte de cojinete,
35, 36: cojinete principal, 38: ventilador refrigerante, 40:
engranaje temporizador, 41: árbol de levas, 42: primer eje de brazo
oscilante, 43: primer brazo oscilante de compresor, 44: primer brazo
oscilante de escape, 45: segundo eje de brazo oscilante, 46:
segundo brazo oscilante de compresor, 47: segundo brazo oscilante
de escape, 48: varilla de mando de compresor, 49: varilla de mando
de escape, 51: válvula de admisión, 52: válvula de compresor, 53:
válvula de escape, 55: tubo de compresor, 56: válvula de inyección
de combustible, 57: engranaje de accionamiento primario, 58:
engranaje accionado primario, 60: embrague de dispositivo de
arranque, 70: camisa de agua, 71: paso de entrada de agua
refrigerante, 72, 73, 74: rebaje, 75: soporte de unión, 80: camisa
de agua, 81: agujero rectangular, 82: agujero de unión, 83:
superficie de acoplamiento, 84: espacio de sistema operativo de
válvula, 85: cámara de respiradero, 90: espacio interior, 91:
superficie de acoplamiento, 92: pared exterior, 93: soporte de bujía
de encendido, 94: carcasa de soporte, 95: carcasa de unión, 96:
tubo de montaje, 97: termostato, 98: sensor de temperatura del
agua, 99: perno, 101: motor de combustión interna refrigerado por
aire, 103: cárter inferior, 104: bloque de cilindros, 105: culata
de cilindro, 106: cubierta de culata de cilindro, 110: camisa de
aire, 112: orificio de entrada de aire, 113, 114, 115: orificio de
salida de aire, 120: camisa de aire, 121: tubo de salida de aire
130: ventilador de refrigeración, 131: cubierta de ventilador.
A continuación se describirá una realización de
la presente invención con referencia a las figuras 1 a 21.
En primer lugar a continuación se describirá con
referencia a las figuras 1 a 16 un motor de combustión interna 1
aplicado a un diseño refrigerado por agua donde se enfría haciendo
circular agua de refrigeración.
El motor de combustión interna refrigerado por
agua 1 es un motor de combustión interna monocilindro de cuatro
tiempos y se instala verticalmente con un cigüeñal 2 orientado en
la dirección longitudinal del vehículo de motor.
La figura 1 es una vista en alzado frontal del
motor de combustión interna 1 en su totalidad. La figura 2 es una
vista en alzado posterior del motor de combustión interna 1 en su
totalidad. La figura 3 es una vista en sección transversal del
motor de combustión interna 1 tomada a lo largo de una línea
perpendicular al cigüeñal 2. La figura 4 es una vista en sección
transversal del motor de combustión interna 1 tomada a lo largo de
un plano incluyendo el cigüeñal 2 y otros elementos.
El motor de combustión interna refrigerado por
agua 1 incluye un cárter inferior 3 y un bloque de cilindros 4
integral con un cárter superior, entre los que se intercala el
cigüeñal 2, una culata de cilindro 5 superpuesta en el bloque de
cilindros 4, y una cubierta de culata de cilindro 6 superpuesta en
la culata de cilindro 5.
Un cilindro en el bloque de cilindros 4 sobresale
ligeramente hacia arriba a la derecha, y tiene respectivas
superficies divisorias del cárter inferior 3, el bloque de
cilindros 4, y la culata de cilindro 5 perpendicularmente al eje
central del cilindro.
Como se muestra en la figura 1, un radiador
rectangular 7 está dispuesto delante del motor de combustión
interna 1 al cubrir una zona central del bloque de cilindros 4. Un
compresor 8 está montado en una pared lateral superior, como se
muestra en la figura 1, del bloque de cilindros 4, y un primer
elemento de cubierta 9 que cierra una camisa de agua 80 como un
paso de flujo refrigerante en la culata de cilindro 5 está montado
en una superficie lateral superior de la culata de cilindro 5.
Una bomba de agua 10 está montada en una
superficie frontal del compresor 8. Una manguera de agua
refrigerante 11 que se extiende desde un depósito de salida 7a (en
el lado izquierdo en la figura 1) del radiador 7, está conectada a
la bomba de agua 10, y una manguera de agua refrigerante 12 que se
extiende desde el primer elemento de cubierta 9, está conectada a
un depósito de entrada 7b (en el lado derecho en la figura 1) del
radiador 7.
Como se muestra en la figura 1, un tubo de escape
13 se extiende desde una pared lateral delantera de la culata de
cilindro 5. Un tubo respiradero 14 sobresale hacia arriba de una
pared superior de la culata de cilindro 5 cerca de la cubierta de
culata de cilindro 6. Un tapón de caucho 23 de una bujía de
encendido 22 sobresale del primer elemento de cubierta 9.
Como se muestra en la figura 2, el motor de
combustión interna refrigerado por agua 1 tiene, en su superficie
trasera, un agujero circular 15 definido en superficies de
acoplamiento del cárter inferior 3 y el bloque de cilindros 4 y que
recibe una bomba de aceite 24 (véase la figura 4) encajada que se
acopla y es movida por el cigüeñal 2, y un agujero circular 16
definido en el cárter inferior 3 y por el que sobresale un eje de
salida 25.
Un tubo de aspiración de compresor 17 y un tubo
de descarga de compresor 18 se extienden desde un saliente
izquierdo del compresor 8. El tubo de aspiración de compresor 17
está conectado a un orificio de compresor desde una pared lateral
trasera de la culata de cilindro 5.
Un solenoide electromagnético 19 para suministrar
aceite está montado en una superficie trasera del compresor 8. Un
tubo de entrada 20 se extiende desde la pared lateral trasera de la
culata de cilindro 5.
Un tubo de depósito 21 se extiende desde una
superficie trasera del primer elemento de cubierta 9.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, un pistón
alternativamente móvil 31 se encaja deslizantemente en una camisa
interior de cilindro 30 en el cilindro en el bloque de cilindros 4.
El pistón 31 está acoplado a una muñequilla 2a del cigüeñal 2 por
una biela 32.
Como se muestra en la figura 4, el cigüeñal 2 se
soporta rotativamente por cojinetes principales 35, 36 en un par de
soportes de cojinete 33,34. Un alternador 37 está montado en una
porción delantera del cigüeñal 2 que sobresale a través de paredes
laterales delanteras del cárter inferior 3 y el bloque de cilindros
4. El alternador 37 tiene un rotor exterior 37b que puede girar
alrededor de un estator interior 37a y fijado a un extremo delantero
del cigüeñal 2. Un ventilador de refrigeración 38 está montado en
una superficie frontal del rotor exterior 37b.
El radiador 7 está dispuesto delante del
ventilador de refrigeración 38.
Una bomba trocoide de aceite 24 está encajada en
el agujero circular 15 y tiene un eje de accionamiento de bomba 24a
acoplado coaxialmente a una porción trasera de extremo del cigüeñal
2 que se soporta por el cojinete principal 36 y sobresale del
mismo.
El aceite tomado de un depósito de aceite en la
parte inferior del cárter inferior 3 y el bloque de cilindros 4 y
descargado de la bomba de aceite 24 fluye a través de un paso de
aceite 24b en el eje de accionamiento de bomba 24a y pasos de
aceite 24c, 24d en el cárter inferior 3, el bloque de cilindros 4, y
la culata de cilindro 5, y se suministra a varias partes a lubricar
en el motor de combustión interna 1 y una transmisión.
Un engranaje temporizador 40 encajado sobre el
extremo trasero del cigüeñal 2 se mantiene engranado con un
engranaje excéntrico encajado sobre un árbol de levas 41, y está
dispuesto de tal manera que el árbol de levas 41 efectúe una
revolución cada vez que el cigüeñal 2 efectúe dos revoluciones.
Como se muestra en la figura 3, tres excéntricas
están formadas integralmente con el árbol de levas 41 y se
mantienen respectivamente en contacto contra un primer brazo
oscilante de admisión (no representado), un primer brazo oscilante
de compresor 43, y un primer brazo oscilante de escape 44 que se
soportan coaxialmente en un primer eje de brazo oscilante 42.
En la culata de cilindro 5, un segundo brazo
oscilante de admisión (no representado) para abrir una válvula de
admisión 51, un segundo brazo oscilante de compresor 46 para abrir
una válvula de compresor 52, y un segundo brazo oscilante de escape
47 para abrir una válvula de escape 53 se soportan coaxialmente en
un segundo eje de brazo oscilante 45. Los brazos oscilantes de
entrada primero y segundo están conectados entre sí por una varilla
de mando de entrada (no representada). Los brazos oscilantes
primero y segundo de compresor 43, 46 están conectados entre sí por
una varilla de mando de compresor 48. Los brazos oscilantes de
escape primero y segundo 44, 47 están conectados entre sí por una
varilla de mando de escape 49.
Con el mecanismo operativo de válvula anterior,
la rotación del eje de excéntrica 41, que hace una revolución cada
vez que el cigüeñal 2 hace dos revoluciones, hace que los primeros
brazos oscilantes, las varillas de mando, y los segundos brazos
oscilantes accionen la válvula de admisión 51, la válvula de
compresor 52, y la válvula de escape 53 para abrir y cerrar los
agujeros en una cámara de combustión 5a del tubo de entrada 20, un
tubo de compresor 55, y el tubo de escape 13.
Como se muestra en la figura 4, el tubo de
entrada 20, el tubo de compresor 55, y el tubo de escape 13, que
incluyen tubos que se abren a la cámara de combustión 5a en la
culata de cilindro 5, están fundidos en la culata de cilindro 5. El
combustible inyectado por una válvula de inyección de combustible
56 montada en un soporte 20a en el tubo de entrada 20 y el aire de
admisión se mezclan y suministran a la cámara de combustión 5a, en
la que se añade aire comprimido.
Un engranaje de accionamiento primario 57
dispuesto en un borde circunferencial externo de un segundo brazo
de cigüeñal 2b del cigüeñal 2 se mantiene engranado con un
engranaje accionado primario 58 de un embrague de dispositivo de
arranque 60 que está montado rotativamente en el eje de salida 25
para transmitir la potencia desde el cigüeñal 2 a través del
embrague de dispositivo de arranque 60 al eje de salida 25, que
sirve como un eje principal de la transmisión.
A continuación se describirá las estructuras
refrigerantes del bloque de cilindros 4 y la culata de cilindro
5.
Solamente el bloque de cilindros 4 se representa
en las figuras 5 a 8.
La figura 5 es una vista en planta del bloque de
cilindros 4 según se ve desde arriba a lo largo del eje central del
cilindro. La figura 6 es una vista en alzado frontal del bloque de
cilindros 4 (según se ve en la flecha VI en la figura 5). La figura
7 es una vista en alzado posterior del bloque de cilindros 4 (según
se ve en la flecha VII en la figura 5).
Se define una camisa de agua 70 alrededor de la
camisa interior de cilindro 30 en una región central de cilindro en
el bloque de cilindros 4 (véase las figuras 3, 4, 5, 8). Como se
muestra en las figuras 6 y 8, un paso de entrada de agua
refrigerante 71 se extiende desde una superficie frontal hasta la
camisa de agua 70.
Se define un rebaje circular único 72 (véase las
figuras 6 y 8) en la superficie frontal de la región de cilindro y
se extiende hacia la camisa de agua 70. Se define dos rebajes
circulares 73, 74 (véase las figuras 7 y 8) en una superficie
trasera de la región de cilindro y se extienden hacia la camisa de
agua 70.
Cuando el motor de combustión interna 1 se ha de
usar como un motor de combustión interna refrigerado por aire, se
coloca puntas de colada en un molde para moldear el bloque de
cilindros en los rebajes respectivos 72, 73, 74 para formar por ello
orificios de entrada/salida de aire en los rebajes respectivos 72,
73, 74.
El bloque de cilindros 4 tiene un soporte de
unión 75 en su porción que se extiende en una dirección desde la
superficie de acoplamiento con el cárter inferior 3 y una pared
lateral de la región de cilindro, teniendo el soporte de unión 75
un agujero circular grande. El compresor 8 está montado en el
soporte de unión 75.
A continuación se describirá la culata de
cilindro 5 con referencia a las figuras 9 a 11.
Se define una camisa de agua 80 alrededor de la
cámara de combustión 5a por el tubo de escape 13, el tubo de
entrada 20, el tubo de compresor 55 que comunican con la cámara de
combustión 5a y un agujero de unión 82 en el que se monta la bujía
de
\hbox{encendido 22.}
La camisa de agua 80 en la culata de cilindro 5
comunica con la camisa de agua 70 en el bloque de cilindros 4 en
las superficies de acoplamiento de la culata de cilindro 5 y el
bloque de cilindros 4.
Un espacio que define la camisa de agua 80 tiene
un agujero rectangular 81 en una superficie lateral de la culata de
cilindro 5, como se muestra en la figura 9. El primer elemento de
cubierta 9 se mantiene contra una superficie de acoplamiento de
agujero 83 alrededor del agujero 81 de manera estanca al agua,
cerrando la camisa de agua 80.
La camisa de agua 80 tiene una porción superior
se parada por una pared divisoria que define un espacio del sistema
operativo de válvula 84 (véase la figura 10) encima. El espacio del
sistema operativo de válvula 84 aloja un sistema operativo de
válvula que incluye el segundo eje de brazo oscilante 45, el
segundo brazo oscilante, etc.
Se define una cámara de respiradero 85 en una
porción del espacio del sistema operativo de válvula 84, y el tubo
respiradero 14 se extiende desde el cámara de respiradero 85.
La cubierta de culata de cilindro 6 está
dispuesta sobre la culata de cilindro 5 en relación de cobertura a
un agujero rectangular del espacio del sistema operativo de válvula
84.
Como se muestra en la figura 11, el tubo de
compresor 55 fundido en la culata de cilindro 5 está curvado y se
extiende de un agujero en la cámara de combustión 5a a un agujero
de unión 5b en la misma superficie divisoria de la culata de
cilindro 5, y el tubo de descarga de compresor 18 que se extiende
desde el compresor 8 está conectado al agujero de unión 5b para
suministrar aire comprimido a la cámara de combustión 5a.
El primer elemento de cubierta 9 que cierra el
agujero rectangular de la camisa de agua 80 que está abierto en la
pared lateral de la culata de cilindro 5 se describirá a
continuación con referencia a las figuras 12 a 16.
Como se muestra en la figura 13, el primer
elemento de cubierta 9 tiene una ranura 91a definida en una
superficie de acoplamiento 91 que acopla con la superficie de
acoplamiento 83 de la culata de cilindro 5, sirviendo la ranura 91a
para recibir un elemento obturador. Una pared exterior 92 que
sobresale hacia fuera de la superficie de acoplamiento 91 define un
espacio interior 90 en ella.
Como se muestra en las figuras 12 y 13, un
soporte tubular de bujía de encendido 93 para montar la bujía de
encendido 22 sobresale en gran parte de una región horizontalmente
central de la pared exterior 92 al espacio interior 90. El soporte
tubular de bujía de encendido 93 sobresale más allá de la superficie
de acoplamiento 91.
Una carcasa de soporte 94 en la que está montado
un termostato 97 y que se acopla a la manguera de agua refrigerante
12 se forma integralmente con una de las superficies laterales
izquierda y derecha de la pared exterior 92, y una carcasa de unión
95 a la que se acopla el tubo de depósito 21 se forma integralmente
con la otra superficie lateral de la pared exterior 92a. Un tubo de
montaje 96 de un sensor de temperatura del agua 98 está dispuesto
junto al soporte de bujía de encendido 93.
El termostato 97, el sensor de temperatura del
agua 98, y el tubo de depósito 21 se montan en el primer elemento
de cubierta 9, y las superficies de acoplamiento 83, 91 de la
camisa de agua 80 y el primer elemento de cubierta 9 se ponen en
relación de acoplamiento entre sí con un elemento hermético
interpuesto, con las cuatro esquinas apretadas por pernos 99. El
montaje se representa en la figura 16.
El primer elemento de cubierta 9 mantiene su
superficie periférica de acoplamiento 91 en contacto íntimo con la
superficie de acoplamiento 83 de la culata de cilindro 5 de forma
estanca al agua con el elemento hermético interpuesto entremedio, y
el extremo de punta del soporte de bujía de encendido 93 que
sobresale hacia dentro está encajado en el agujero de unión 82 en la
culata de cilindro 5.
La camisa de agua 80 en la culata de cilindro 5 y
el espacio interior 90 en el primer elemento de cubierta 9
comunican entre sí, lo que permite que el agua de refrigeración
circule en ellos.
Un paso de circulación de agua refrigerante en el
bloque de cilindros 4 y la culata de cilindro 5 se construye como
se ha descrito anteriormente.
La bomba de agua 10 para hacer circular agua de
refrigeración está montada en la superficie frontal del compresor
8. Como se muestra en las figuras 1 y 4, la bomba de agua 10 tiene
una carcasa de bomba 10a cuya cara frontal se cubre con una
cubierta de bomba 10b a la que se acopla la manguera de agua
refrigerante 11.
La carcasa de bomba 10a y la cubierta de bomba
10b se extienden a una porción del bloque de cilindros 4 y cubren
el paso de entrada de agua refrigerante 71 en la superficie frontal
de bloque de cilindros 4 (véase la figura 1), y se define un paso
de agua refrigerante 10c que se dirige hacia el paso de entrada de
agua refrigerante 71 (véase la figura 4).
A continuación se describirá un recorrido de
circulación del agua refrigerante que la bomba de agua 10 hace
circular.
Cuando se acciona la bomba de agua 10, se lleva
agua de refrigeración desde el radiador 7 a través de la manguera
de agua refrigerante 11 a la carcasa de bomba 10a, y se suministra
desde el paso de entrada de agua refrigerante 71 a través del paso
de agua refrigerante 10c a la camisa de agua 70 en el bloque de
cilindros 4, enfriando así el bloque de cilindros alrededor del
agujero de cilindro.
Puesto que la camisa de agua 70 en el bloque de
cilindros 4 comunica con la camisa de agua 80 en la culata de
cilindro 5, el agua de refrigeración es transferida desde el bloque
de cilindros 4 a la camisa de agua 80 en la culata de cilindro 5,
enfriando la culata de cilindro 5 alrededor de la cámara de
combustión 5a.
El flujo de agua de refrigeración que va desde la
camisa de agua 80 en la culata de cilindro 5 al espacio interior 90
en el primer elemento de cubierta 9, es regulado por el termostato
97, se descarga a la manguera de agua refrigerante 12, y vuelve al
radiador 7.
El espacio interior 90 en el primer elemento de
cubierta 9 se rellena con agua de refrigeración procedente del tubo
de depósito 21.
Cuando el agua de refrigeración se hace circular
así a través del paso de circulación de agua refrigerante, se
enfría el bloque de cilindros 4 y la culata de cilindro 5.
El termostato 97 y la carcasa de soporte 94 y el
tubo de montaje 96 del sensor de temperatura del agua 98, que no
requiere un diseño refrigerado por aire, sino que solamente se usan
en el diseño refrigerado por agua, se forman integralmente con el
primer elemento de cubierta 9. Por lo tanto, el termostato 97 y el
sensor de temperatura del agua 98 se pueden instalar y quitar
simplemente cambiando el elemento de cubierta sin cambiar el bloque
de cilindros 4 y la culata de cilindro 5 propiamente dichos para la
unión del termostato 97 y el sensor de temperatura del agua 98. La
estructura refrigerante según la presente invención se puede
aplicar así fácilmente a diseños refrigerados tanto por agua como
por aire.
Dado que el soporte de bujía de encendido se
forma integralmente con el elemento de cubierta, para establecer la
bujía de encendido a un valor de calor adecuado en uno de los
diseños refrigerados por agua y aire, el elemento de cubierta se
cambia a un elemento de cubierta diseñado apropiadamente para un
diseño de refrigeración, haciendo así posible usar la estructura
refrigerante en diseños refrigerados tanto por agua como por aire
sin cambiar detalles estructurales principales de la culata de
cilindro.
En la medida en que las partes que no se
requieren y hay que cambiar en el diseño refrigerado por aire, se
montan en el primer elemento de cubierta 9, es fácil aplicar la
estructura refrigerante al diseño refrigerado por aire sin cambiar
detalles estructurales principales del bloque de cilindros 4 y la
culata de cilindro 5 propiamente dichos.
A continuación se describirá un motor de
combustión interna 101 aplicado a un diseño refrigerado por aire
con referencia a las figuras 17 a 21.
El motor de combustión interna refrigerado por
aire 101 incluye en general un cárter inferior 103, un bloque de
cilindros 104, una culata de cilindro 105, y una cubierta de culata
de cilindro 106. El cárter inferior 103 y la cubierta de culata de
cilindro 106 son exactamente los mismos que el cárter inferior 3 y
la cubierta de culata de cilindro 6 en el motor de combustión
interna refrigerado por agua. El bloque de cilindros 104 y la
culata de cilindro 105 tienen una estructura básica que no es
diferente, sino una estructura refrigerante ligeramente diferente,
del bloque de cilindros 4 y la culata de cilindro 5.
El bloque de cilindros 104 del motor de
combustión interna refrigerado por aire se puede fundir con el
mismo molde que el usado para el bloque de cilindros 104 del motor
de combustión interna refrigerado por agua, usando puntas de colada,
y maquinar según un proceso de perforación simple.
La culata de cilindro 105 del motor de combustión
interna refrigerado por aire se puede fundir con el mismo molde que
el usado para la culata de cilindro 5 del motor de combustión
interna refrigerado por agua, sin usar puntas de colada, y maquinar
según algún proceso de perforación.
En el bloque de cilindros 104, los rebajes 72,
73, 74 (véase la figura 8) que se extienden desde el exterior hacia
la camisa de agua 70 en la región de cilindro del bloque de
cilindros 4, se pueden sustituir por puntas de colada usadas en el
molde para fundir el bloque de cilindros. Colocando las puntas de
colada en las posiciones de estos rebajes, como se muestra en la
figura 19, se define un orificio de entrada de aire 112 en una
pared delantera y se define orificios de salida de aire 113, 114 en
una pared trasera en comunicación con una camisa de aire 110 que
corresponde a la camisa de agua.
La camisa de agua 70 en el motor de combustión
interna refrigerado por agua se utiliza directamente como la camisa
de aire 110.
En el bloque de cilindros 104, se define
nuevamente un orificio de salida de aire 115 que es un agujero
circular que se extiende a través de una pared lateral de la región
de cilindro hacia la camisa de aire 110.
El paso de entrada de agua refrigerante 71 se
perfora desde la superficie frontal hacia el forro 70 en la culata
de cilindro 5 del motor de combustión interna refrigerado por agua.
Sin embargo, no hay que maquinar tal paso de entrada de agua
refrigerante en el motor de combustión interna refrigerado por
aire.
El aire introducido por el orificio de entrada de
aire 112 definido en la pared delantera a la camisa de aire 110
alrededor del agujero de cilindro se descarga por los orificios de
salida de aire 113, 114 en la pared trasera y el orificio de salida
de aire 115 en la pared lateral. Parte del aire fluye desde la
camisa de aire 110 en el bloque de cilindros 104 a la camisa de
aire 120 en la culata de cilindro 105.
Los componentes del motor de combustión interna
refrigerado por aire que pueden ser compartidos por el motor de
combustión interna refrigerado por agua 1 se designan con los
mismos caracteres de referencia.
El motor de combustión interna refrigerado por
aire 101 no tiene compresor, y el sistema operativo de válvulano
tiene componentes asociados con un compresor.
Como se muestra en la figura 18, un ventilador de
refrigeración 130 que tiene paletas grandes, está montado en la
pared delantera del rotor exterior 37b del alternador 37 que está
montado en el cigüeñal 2 sobresaliendo hacia adelante del bloque de
cilindros 104, y se cubre con una cubierta de ventilador 131 desde
su lado delantero.
Como se muestra en la figura 17, la cubierta de
ventilador 131 incluye una porción circular 131a que cubre una zona
sustancialmente circular delante del cárter inferior 103 y el
bloque de cilindros 104 alrededor del cigüeñal 2, y una extensión
131b que se extiende desde la porción circular 131a, que cubre una
porción de la culata de cilindro 105, y que se extiende a un segundo
elemento de cubierta 109. La porción circular 131a tiene un
orificio circular grande de entrada de aire 131c definido en el
centro.
La extensión 131b de la cubierta de ventilador
131 cubre el orificio de entrada de aire 112 definido en la pared
delantera del bloque de cilindros 104.
Por lo tanto, dado que el orificio de entrada de
aire 112 en el bloque de cilindros 104 se dirige hacia el
ventilador de refrigeración 130 en la cubierta de ventilador 131,
se puede introducir eficientemente aire aspirado por el ventilador
de refrigeración 130 a la camisa de aire 110 en el bloque de
cilindros 4.
La extensión 131b de la cubierta de ventilador
131 está conectada al segundo elemento de cubierta 109 que cubre el
agujero de la camisa de aire 120 en la culata de cilindro 105. Por
lo tanto, parte del aire aspirado por el ventilador de
refrigeración 130 es guiado por la extensión 131b y se introduce
desde el segundo elemento de cubierta 109 a la camisa de aire 120
en la culata de cilindro 105.
La culata de cilindro 105 es básicamente de la
misma estructura que la culata de cilindro 5. Como se muestra en
las figuras 20 y 21, no hay tubo de compresor, y el orificio a
través del que el tubo de compresor 55 está abierto a la cámara de
combustión 5a y a través del que se extiende la válvula de compresor
52, está cerrado. En lugar de la válvula de compresor 52, un tubo
de salida de aire 121 se funde en la culata de cilindro 105,
proporcionando comunicación desde la camisa de aire 120 en la
culata de cilindro 105 con el exterior.
Como se muestra en la figura 21, el tubo de
salida de aire 121 se extiende desde la camisa de aire 120 en la
culata de cilindro 105 a una salida de aire 105b definida en la
superficie divisoria de la culata de cilindro 105.
El segundo elemento de cubierta 109 que cierra el
agujero de la camisa de aire 120 en la culata de cilindro 105
solamente tiene un soporte de bujía de encendido para montar una
bujía de encendido, sin termostato, sensor de temperatura del agua,
tubo de depósito montados y conectados al mismo.
Dado que el motor de combustión interna 101 tiene
la estructura refrigerante interior anterior, se introduce aire
aspirado a la cubierta de ventilador 131 que cubre su superficie
frontal por el ventilador de refrigeración 130 desde el orificio de
entrada de aire 112 en el bloque de cilindros 104 a la camisa de
aire 110, enfriando el bloque de cilindros alrededor del agujero de
cilindro. Parte del aire se descarga por los orificios de salida de
aire 113, 114, 115, y el aire restante entra en la camisa de aire
120 en la culata de cilindro 105, enfría la culata de cilindro
alrededor de la cámara de combustión 105a, sale de la camisa de
aire 120 a través del tubo de salida de aire 121, y se descarga al
exterior por la salida de aire 105b a través del intervalo en la
superficie divisoria contra el bloque de cilindros 104.
El aire que es aspirado a la cubierta de
ventilador 131 por el ventilador de refrigeración 130 y guiado por
la extensión 131b se introduce desde el segundo elemento de
cubierta 109 a la camisa de aire 120 en la culata de cilindro 105,
enfría la culata de cilindro 105 alrededor de la cámara de
combustión 105a, y se descarga a través del tubo de salida de aire
121.
El motor de combustión interna 101 tiene varias
aletas refrigerantes en las superficies externas del bloque de
cilindros 104 y la culata de cilindro 105, además de la estructura
interior de aire refrigerante anterior.
Como se ha descrito anteriormente, formando el
orificio de entrada de aire 112 y los orificios de salida de aire
113, 114, 115 en posiciones requeridas en el bloque de cilindros
del motor de combustión interna refrigerado por agua, y maquinando
simplemente el motor de combustión interna refrigerado por agua para
cambiar la posición del agujero del tubo de compresor en la culata
de cilindro e instalando el tubo de salida de aire 121, el motor de
combustión interna refrigerado por agua puede ser usado como un
motor de combustión interna refrigerado por aire sin cambiar la
estructura refrigerante principal.
Las motocicletas tienen bastidores de motocicleta
relativamente ligeros, y los motores de combustión interna
refrigerados por aire son adecuados para uso en motocicletas.
Claims (5)
1. Una estructura refrigerante para un motor de
combustión interna, caracterizada porque:
un paso de flujo alrededor de un agujero de
cilindro en un bloque de cilindros y un paso de flujo alrededor de
una cámara de combustión en una culata de cilindro comunican entre
sí, formando un paso de flujo refrigerante;
un agujero al exterior del paso de flujo en la
culata de cilindro se cierra de manera estanca al agua por un
elemento de cubierta pasa usar dicho paso de flujo refrigerante
como una camisa de agua para circular agua refrigerante a su
través, haciendo posible poner en funcionamiento el motor de
combustión interna como un motor de combustión interna refrigerado
por agua; y
dicho paso de flujo refrigerante se utiliza como
una camisa de aire para pasar aire a su través, haciendo también
posible poner en funcionamiento el motor de combustión interna como
un motor de combustión interna refrigerado por aire.
2. Una estructura refrigerante para un motor de
combustión interna según la reivindicación 1, caracterizada
porque dicho elemento de cubierta usado en el motor de combustión
interna refrigerado por agua se forma integralmente con una carcasa
de termostato.
3. Una estructura refrigerante para un motor de
combustión interna según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque dicho elemento de cubierta usado en el
motor de combustión interna refrigerado por agua se forma
integralmente con un soporte de bujía de encendido.
4. Una estructura refrigerante para un motor de
combustión interna según la reivindicación 1, caracterizada
porque incluye:
un orificio de entrada de aire definido en una
superficie de dicho bloque de cilindros en comunicación con la
camisa de aire alrededor de dicho agujero de cilindro y mirando
hacia arriba en un flujo de aire; y
un orificio de salida de aire definido en otra
superficie de dicho bloque de cilindros y comunicando desde dicha
camisa de aire con el exterior;
donde el aire introducido en dicho orificio de
entrada de aire fluye a través de dicha camisa de aire, enfría el
bloque de cilindros alrededor del agujero de cilindro, y se
descarga por dicho orificio de salida de aire.
5. Una estructura refrigerante para un motor de
combustión interna según la reivindicación 4, caracterizada
porque:
una cubierta de ventilador que soporta un
ventilador de aire cubre al menos una superficie del bloque de
cilindros; y
dicho ventilador de aire está dispuesto en
relación opuesta a dicho orificio de entrada de aire.
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