ES2268922B1 - Multiplicador hidraulico de potencia. - Google Patents

Abstract

Multiplicador hidráulico de potencia, basado en un principio hidráulico y con varias posibilidades de configuración para su realización, cuya característica técnica fundamental para conseguir el efecto deseado (aumentar la potencia) es que los pistones del bloque secundario tengan un diámetro mayor que los del primario. Caracterizado por constar de un primer cuerpo o bloque primario (26) que recibe el movimiento o fuerza en su cigüeñal (32) de un motor o fuente motriz, y que transmite mediante sistema hidráulico dotado de pistones (42), a un segundo cuerpo o bloque secundario (25), también dotado de pistones (6), que hacen mover el cigüeñal (55), multiplicando su potencia inicial. Con cárter (33) y bomba de aceite (29), la cual se encarga de lubricar a presión las partes móviles y de llenar de aceite los cilindros (A), (B) del bloque primario (26). Dotado de válvulas (3), (5), (16) para abrir y cerrar el paso de aceite a presión en los cilindros (40), (13).

Description

Multiplicador hidráulico de potencia.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector técnico de sistemas aplicados a cualquier tipo de motor, movido por cualquier tipo de combustible o energía, o cualquier fuente matriz, como parte integrante de estos, o acoplado posteriormente para obtener un aumento de potencia con un menor requerimiento del motor.

Estado de la técnica

Los motores hasta ahora conocidos de combustión interna o explosión obtienen la potencia que proporcionan en relación al numero de revoluciones por minuto, a la cilindrada, a la relación diámetro-carrera, tipo de sistema de alimentación, numero de válvulas por cilindro y utilización de turbocompresores, sistemas que en su mayoría aumentan el consumo de combustible y acortan la vida del motor.

Para contrarrestar estos inconvenientes, y además obtener una mayor potencia con unos requerimientos menores por parte del motor o fuente motriz de que se trate, el titular de la presente invención, D. Francisco Javier Quiñones de Ciarán, ha realizado un sistema consistente en el aprovechamiento del movimiento de cualquier motor o fuente motriz, que transmitido al mecanismo hidráulico objeto de esta invención, multiplica su potencia, con un esfuerzo menor por parte del motor o fuente motriz que origina dicho movimiento.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un multiplicador hidráulico de potencia, que acoplado a cualquier motor obtiene de estos rendimientos muy superiores.

La ventaja de este multiplicador es aun más amplia, pues para conseguir este aumento de potencia necesita mucho menos esfuerzo por parte del motor o la fuente motriz de que se trate.

El sistema multiplicador hidráulico de potencia objeto de la presente invención consiste en transmitir el movimiento de un motor o fuente motriz, cualquiera que sea, a dicho sistema, el cual por medio de un mecanismo hidráulico transmite este movimiento, multiplicando la potencia inicial que origino dicho motor o fuente, y obteniendo así un rendimiento mucho mayor.

Esto significa, por tanto, que aplicando este sistema multiplicador al motor o fuente motriz que origina el movimiento inicial, para conseguir una misma potencia, podrá girar a menos revoluciones por minuto, lo cual implica necesariamente que su consumo de combustible o energía se reducirá notablemente, al igual que se alargara la vida de dicho motor de forma considerable.

El funcionamiento del sistema es el siguiente:

Transmitido el movimiento giratorio del motor o fuente motriz al cigüeñal primario del sistema multiplicador, unido a las correspondientes bielas y pistones, este transforma el movimiento circular en lineal, haciendo que cada uno de los pistones realice su carrera, impulsando el aceite que llena los cilindros, a través de las válvulas que se encuentran en la culata (Dos válvulas por cada cilindro), y conducido el aceite a presión por las tuberías que llegan hasta las válvulas que se encuentran en la culata del bloque secundario y que comunican con cada uno de los cilindros. Esta entrada de aceite a presión en los cilindros desplaza los pistones y bielas del bloque secundario, transformando su movimiento lineal en circular (Al contrario que el bloque primario), por medio de su cigüeñal, el cual nos transmitirá el movimiento y la potencia del motor o fuente motriz que la origina, pero multiplicada.

Los cigüeñales de los bloques primario y secundario son independientes y no giran solidarios, moviendo cada uno de los pistones del bloque primario a uno del bloque secundario por medio de la presión de aceite aplicada. Por lo tanda cuando el pistón del cilindro (A) del bloque primario se encuentra en el punto muerto superior, el pistón del cilindro (D) del bloque secundario, con el cual esta conectado a través de la tubería de presión y al cual mueve, se encuentra en el punto muerto inferior.

Unido a la toma de fuerza del cigüeñal del bloque secundario se encuentra situado el volante de inercia.

Para que la fuerza aplicada a la entrada del bloque primario se multiplique a la salida del bloque secundario, donde se encuentra situado el volante de inercia, el diámetro de los pistones del primero será inferior a los del segundo, y la carrera de los pistones del primero superior a los del segundo, de tal manera que el volumen entre punto muerto superior y punto muerto inferior (Cilindrada) será igual en todos los cilindros, tanto del bloque primario como del bloque secundario, a pesar de ser diferentes su diámetro y su carrera.

El aceite utilizado es el mismo para el circuito de lubricación y para el circuito hidráulico, teniendo que ser sintético y lo mas fluido posible.

El sistema de lubricación de las partes móviles por presión de aceite y el llenado de los cilindros del bloque primario corre a cargo de la bomba de rotor movida por el engranaje del cigüeñal del bloque primario, la cual toma el aceite del cárter común para los dos bloques, a través del filtro que posee.

Dicho cárter al mantener un nivel casi constante durante el funcionamiento sirve para lubricar por barboteo la falda de los pistones y las muñequillas de los cigüeñales. La bomba de aceite a través de los conductos del circuito de lubricación manda aceite a presión para lubricar los casquillos de bancada y cabeza de biela de los bloques primario y secundario. Los pistones, segmentos y paredes de los cilindros se lubrican con el aceite que llena los cilindros, con el cual están en contacto. Los casquillos de pie de biela se lubrican por barboteo a través de los taladros avellanados que poseen, en los cuales se deposita el aceite.

La bomba de aceite, a su vez, también se encarga de llenar los cilindros del bloque primario a través de las válvulas cuando los pistones comienzan su carrera descendente.

El sistema de distribución corre a cargo de dos válvulas de asiento cónico por cada uno de los cilindros de los dos bloques. Las válvulas de los cilindros del bloque secundario están dotadas de un balancín con un eje central y un muelle y son de doble efecto, es decir, cuando la entrada permanece abierta la salida permanece cerrada y viceversa. Dichas válvulas van situadas en la parte inferior de la culata del bloque secundario. En el bloque primario las válvulas son independientes, también dotadas de un eje y un muelle, y son de simple efecto.

En el bloque primario la presión enviada por la bomba de aceite a los cilindros, a través de las tuberías, vence la presión que ejerce el muelle de las válvulas dando paso al aceite que llena los cilindros. Esta entrada de aceite procedente de la bomba permanece abierta mientras que el pistón desciende para alcanzar su punto muerto inferior y comienza a ascender, siendo entonces cuando al comprimir el pistón el aceite que lleno el cilindro, se iguala y supera la presión que manda la bomba, cerrándose dicha válvula con ayuda del muelle, abriéndose a su vez por efecto de esta misma presión la válvula que da paso al aceite a través de la tubería que comunica con el correspondiente cilindro del bloque secundario, durante toda la carrera ascendente del pistón, permaneciendo la entrada de aceite procedente de la bomba cerrada hasta que el pistón comienza otra vez a descender, completando un ciclo.

En el bloque secundario cuando las válvulas están en reposo permanecen abiertas las salidas de aire y restos de aceite que son conducidos al cárter, a través de la tubería que los une. Esta salida aire/aceite permanece abierta mientras que el pistón asciende para alcanzar su punto muerto superior y comienza a descender, siendo entonces cuando la presión de aceite procedente del bloque primario vence la resistencia que ofrece el muelle y la válvula da paso al aceite, siendo dicha presión la que origina el movimiento lineal de los pistones, que es transformado en circular por el cigüeñal en su salida o toma de fuerza. Al Llegar el pistón a su punto muerto inferior abre el paso al aceite a través de las lumbreras situadas en la parte inferior de los cilindros del bloque secundario, a través de las cuales retorna de nuevo el aceite al cárter de donde fue extraído por la bomba. Durante el descenso del pistón desde su punto muerto superior hasta su punto muerto inferior la salida aire/aceite permanece cerrada, hasta que el pistón comienza otra vez a ascender y la válvula vuelve a su posición de reposo al no llegarle ya presión del bloque primario, completando así un ciclo.

En la parte superior del tapón de la boca de llenado de aceite se encuentra situado el respiradero del aire acumulado en el cárter, procedente de la salida aire/aceite de los cilindros del bloque secundario. Los restos de aceite que no salieron por las lumbreras y el aire comprimido por los pistones en su carrera ascendente retoman al cárter por las tuberías que los conectan, quedando depositados los restos de aceite en el fondo del cárter, y saliendo el aire por el respiradero del tapón.

Los cilindros de ambos bloques poseen en su parte externa aletas de refrigeración, para disipar el calor producido por la fricción de los pistones con las paredes de los cilindros.

El conjunto bancada-cigüeñal-biela-pistón del bloque secundario esta reforzado con respecto al del bloque primario, pues ha de soportar mayores cargas y esfuerzo, por ser el que da salida para la toma de fuerza.

El incremento de fuerza que obtendremos entre la ejercida por los pistones del bloque primario y la obtenida por los del bloque secundario es proporcional a la superficie de los pistones, es decir, que si la superficie de los pistones del bloque secundario es 5 veces superior a los del bloque primario, dicha fuerza se multiplicara por 5, siendo el número de revoluciones por minuto el mismo en ambos bloques.

La configuración y diseño que se ha descrito es la de dos bloques dispuestos en línea, uno con dos cilindros compresores (Bloque primario), y otro con dos cilindros expansores (Bloque secundario). Se puede variar la configuración variando el numero de cilindros por bloque, aumentando el par obtenido por el bloque secundario a medida que aumentamos el numero de cilindros, al igual que se puede realizar con los bloques opuestos, en " V ", paralelos, etc., con cárter común o con cárteres independientes, pero comunicados entre si, bien como parte integrante de cualquier motor o fuente motriz capaz de originar movimiento, o bien acoplado a estos para multiplicar su potencia, siendo el tipo de material con el que se puede realizar la invención ampliamente variado, así como la disposición y tipo de cilindros, cámaras de compresión y pistones, o bien mediante el sistema rotativo, pero siempre basándose en el mismo principio hidráulico por el cual esta invención es capaz de multiplicar la potencia, aumentando el par
motor.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos que acompañan a la presente memoria son tan solo la representación de un caso práctico del multiplicador de potencia, para mejor comprensión.

La figura 1 de dichos dibujos representa una vista en sección del multiplicador, la cual nos da una idea de su configuración básica; las figuras 2 y 3 son dos vistas en sección de las válvulas cónicas de entrada y salida de presión de aceite a los cilindros; y la figura 4 es una vista en sección del multiplicador, donde se muestra el circuito del sistema de lubricación por presión de aceite de las partes móviles.

Descripción de una realización preferida

Hay varios modos de realizar la presente invención, pero siempre basándose en el principio físico en el que se fundamenta. Dichos modos de realización no pretenden ser limitativos de su alcance.

La presente invención consta de varias partes fundamentales:

El cárter primario (26) esta dotado de parejas de semicasquillos de fricción (36), en cada uno de los puntos de apoyo del cigüeñal (32), sujetos al cárter por sombreretes (35). Dicho cigüeñal (32) a su vez va unido a dos bielas (41) también dotadas de parejas de semicasquillos de fricción (34) sujetos a las bielas (41) por sombreretes atornillados (31).

Ambas bielas (41) van unidas cada una a un pistón (42) que gira solidario sobre ellas, los cuales están dotados de dos segmentos (43) cada uno.

La bomba de aceite (29) movida por el piñón (27) succiona el aceite (47) que contiene la tapa del cárter común para los dos cárteres (33) a través de su filtro (28), y lo envía a presión a través de todo el circuito de lubricación de las partes móviles (48), y también a través de la tubería (4) para el llenado de los cilindros (40).

Los cilindros (40) van dotados de aletas de refrigeración (17), van atornillados al cárter (26) y en su parte superior se encuentra la culata (46), que va montada sobre junta (44) y atornillada a los cilindros (40). La boca de llenado de aceite del cárter (38) a su vez sirve de guía para la varilla de nivel de aceite (30), que va unida al tapón-respiradero (39).

El cárter secundario (25) esta dotado de parejas de semicasquillos de fricción (20), en cada uno de los tres puntos de apoyo del cigüeñal (55), sujetos al cárter por sombreretes (23). Dicho cigüeñal (55) gira solidario con el volante de inercia (18). El cigüeñal (55) a su vez va unido a dos bielas (12) también dotadas de semicasquillos de fricción (22) sujetos a bielas (12) por sombreretes atornillados (24). Ambas bielas (12) van unidas cada una a un pistón (6) que gira solidario sobre ellas, los cuales están dotados de tres segmentos (10) cada uno.

El cigüeñal del cárter primario (26) y el del cárter secundario (25) llevan en su extremo exterior un reten (19) para contener el aceite (47) que se encuentra en el interior de la tapa del cárter común (33).

Los cilindros (13) van dotados de aletas de refrigeración (17), van atornillados al cárter (25) y en su parte superior se encuentra la culata (7), que va montada sobre junta (56) y atornillada a los cilindros (13). Ambos cilindros (13) están dotados de varios conductos (21) que comunican con el interior del cárter (25) para el vaciado del aceite de los cilindros (13) cuando los pistones (6) llegan al punto muerto inferior.

La tubería (2) conduce la presión de aceite del cilindro (A) hasta el cilindro (D), la tubería (4) conduce la presión de aceite desde la bomba de aceite (29) hasta los cilindros (A) y (B), la tubería (8) conduce la presión de aceite desde el cilindro (B) hasta el cilindro (C), y la tubería (11) conduce los restos de aire/aceite de los cilindros (C) y (D) hasta el interior del cárter (33).

Las válvulas cónicas de salida de presión de aceite (3) de los cilindros (A) y (B) giran sobre su eje (53) fijo a la culata (46), tendiendo a mantenerlas cerradas el muelle (50). El cierre hermético lo hacen sobre los asientos cónicos (52). La carcasa de la cámara (1) va sujeta con junta (49) y tornillos (54) a la culata (46), para que el aceite pueda circular a presión por los orificios (9), atravesar las cámaras (1) y salir por los racores (15) unidos a las tuberías (2) y (8).

Las válvulas cónicas de entrada de presión de aceite (5) de los cilindros (A) y (B) son iguales a las de salida de presión de aceite (3), pero se encuentran en la parte inferior de la culata (46), van invertidas con respecto a las de salida (3) y no llevan cámara (1) al ir los racores (15) y las tuberías (8) conectadas directamente a los orificios (9) de la culata (46).

Las válvulas cónicas de doble efecto (Entrada/Salida) de presión de aceite (16) de los cilindros (C) y (D) giran sobre su eje (57) fijo a la culata (7), tendiendo a mantener cerrada su entrada de presión de aceite el muelle (50). El cierre hermético lo hacen sobre los asientos cónicos (52). Los racores (15) y las tuberías (8), (11) y (2) van conectadas directamente a los orificios (9) de la culata (7).

Claims (3)

1. Multiplicador hidráulico de potencia, basado en un principio hidráulico y con varias posibilidades de configuración para su realización, cuya característica técnica fundamental para conseguir el efecto deseado (aumentar la potencia) es que los pistones del bloque secundario tengan un diámetro mayor que los del primario. Caracterizado por constar de un primer cuerpo o bloque primario (26) que recibe el movimiento o fuerza en su cigüeñal (32) de un motor o fuente motriz, y que transmite mediante sistema hidráulico dotado de pistones (42), a un segundo cuerpo o bloque secundario (25), también dotado de pistones (6), que hacen mover el cigüeñal (55), multiplicando su potencia inicial. Con cárter (33) y bomba de aceite (29), la cual se encarga de lubricar a presión las partes móviles y de llenar de aceite los cilindros (A), (B) del bloque primario (26). Dotado de válvulas (3), (5), (16) para abrir y cerrar el paso de aceite a presión en los cilindros (40), (13).

2. Multiplicador hidráulico de potencia según reivindicación 1 caracterizado por estar configurados los bloques primario y secundario de forma opuesta (Boxer), paralelos, o en " V ", con un cárter común o con dos independientes.

3. Multiplicador hidráulico de potencia según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por tener un número de cilindros variable.