ES2291382T3 - Motor de combustion interna a cuatro tiempos. - Google Patents
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Abstract
Motor de combustión a cuatro tiempos con al menos un cilindro (9), una bomba de cárter del cigueñal (3) que forma un cárter del cigueñal (3), que está conectado por dos válvulas (15, 18); por un lado con un tubo de transmisión (16) de aire fresco y, por otro lado, con un conducto de admisión (11) que acopla el cárter del cigueñal (3) con una válvula de entrada (11) del cilindro (9); con un depósito (25) para lubricante que está alineado a un dispositivo de transporte del lubricante (26); con un cárter del cigueñal (3) en un separador de aceite (19) apropiado para ello, así como con aceite en rotación por un circuito en la tubería de aspiración (17) y con un dispositivo (23) para la inyección de carburante en el tubo de aspiración (17) o en el conducto de combustión (29) del cilindro (9), caracterizado por el dispositivo de transferencia (26) conectado al depósito (25) que comprende una tubería (27) para la inyección de lubricante en el cárter del cigueñal (3) y por la tubería de aspiración(17) en dirección al separador de aceite (19), pasando por alto el depósito (25).
Description
Motor de combustión interna a cuatro
tiempos.
La presente invención se refiere a un motor de
combustión a cuatro tiempos con al menos un cilindro, una bomba del
cárter del cigüeñal, que forma un cárter del cigueñal que está
conectado por dos válvulas; por un lado, con un conducto de
transmisión por aire fresco y, por otro lado, con un conducto de
admisión que acopla el cárter del cigueñal con una válvula de
entrada del cilindro; con un depósito para lubricante que está
alineado a un dispositivo de transporte del lubricante; con un
cárter del cigueñal en un separador de aceite apropiado para ello,
así como con aceite en rotación por un circuito en la tubería de
aspiración y con un dispositivo para la inyección de combustible en
el tubo de aspiración o en el conducto de combustión de la
válvula.
Para la compresión previa del aire de combustión
aspirado con ayuda de una bomba del cárter del cigueñal, en un
motor de combustión interna a cuatro tiempos (EP 0 631 040 A1), es
conocido alimentar al cárter del cigueñal con una mezcla de
combustible y aire enriquecida con lubricante, la cual se transporta
a la cámara de combustión de los cilindros tras su compresión a
través de la bomba del cárter del cigueñal. Sin embargo, en estos
motores de combustión interna a cuatro tiempos ya conocidos es
perjudicial el hecho de que se queme el lubricante transportado con
la mezcla de combustible y aire a la cámara de combustión de los
cilindros, lo cual tiene como consecuencia una mayor carga de
contaminantes producida por los gases de escape. Además, da por
resultado un reducido efecto de engrase en comparación con un puro
engrase por aceite, debido al lubricante producido en el cárter del
cigueñal. Estos inconvenientes se evitan en otra conocida
construcción (US 5 758 610 A), en la que solamente se aspira aire
fresco en el cárter del cigueñal, mientras la inyección del
combustible tiene lugar primero en la zona del canal de admisión
del cilindro, conectado con el cárter del cigueñal sobre una
tubería de aspiración. Puesto que en la dirección de la corriente ó
circulación del aire de combustión comprimido anteriormente a la
inyección de combustible, se dispone un separador de aceite en la
tubería de aspiración entre el cárter del cigueñal y el canal de
entrada, se puede deducir que se aporta una mezcla de aire y
combustible sin lubricante a la cámara de combustión desde el cárter
del cigueñal, porque el lubricante arrastrado junto con el aire de
combustión precomprimido, desde el cárter del cigueñal, por encima
del separador de aceite, se separa de la corriente del aire de
combustión y, pasando por la tubería de aspiración, fluye de vuelta
al cárter del cigueñal. El hecho de prevenir un engrase convencional
requiere, sin embargo, una cantidad de lubricante suficiente
dentro del cárter del cigueñal que, por esta razón, logra
condiciones de construcción desfavorables para la bomba del cárter
del cigueñal, en la cual la proporción entre el volumen del cárter
del cigueñal y el volumen desplazado del pistón tiene que resultar
lo más pequeña posible.
Para la mejora de las condiciones de
construcción para la bomba del cárter del cigueñal es finalmente
conocido (DE 37 31 250 C1) separar el cárter del cigueñal de un
depósito de aceite para la recogida de lubricante, que se bombea
hacia los depósitos individuales, desde el depósito de aceite, en
forma de un engrase convencional de aceite a presión. El aire de
combustión precomprimido, cargado de lubricante del cárter del
cigueñal, se transporta sobre una válvula de retención al depósito
de aceite, donde por motivo del cambio de aire hacia las láminas de
dirección, tiene lugar una separación de aceite. El resto del
aceite se separa del aire de combustión en un separador de aceite,
el cual está conectado a la tubería de aspiración, entre el depósito
de aceite y el canal de admisión del cilindro. A través de la
lubricación por aceite a presión se suministra una comparativamente
gran cantidad de aceite en la corriente de aire de combustión, que
complica la necesaria separación de aceite. Las pérdidas de presión
asociadas a ésta corren a cuenta de la precondensación del aire de
combustible. A esto se añade que, mediante la inclusión del depósito
de aceite en la dirección del aire de combustión, se aumenta el
volumen total para el aire de combustión precomprimido y con ello se
influye con desventaja en la aceleración del motor de combustión
interna. Ya que, en atención a la siguiente separación de aceite,
se debe distribuir el lubricante del cárter del cigueñal para evitar
un torbellino de lubricante y, por lo tanto, una carga innecesaria
del aire de combustión repartido con el aceite, se debe procurar,
correspondientemente por ello, una circulación de aceite grande por
el circuito del aceite.
Así pues, la función de la presente invención es
diseñar un motor de combustión interna a cuatro tiempos del modo
descrito al principio, que pese a las ventajosas condiciones de
construcción, pueda asegurar una buena lubricación con aceite para
la bomba del cárter del cigueñal, dentro del cárter del cigueñal,
con una comparativamente pequeña cantidad de aceite, sin tener que
temer influencias desventajosas en la conducta de aceleración del
motor.
La invención resuelve la tarea propuesta debido
a que el dispositivo de transporte conectado a los depósitos
muestra una tubería para la inyección de lubricante en el cárter del
cigueñal y también porque la tubería de aspiración conduce al
separador de aceite pasando por alto al depósito.
Puesto que se inyecta lubricante en el cárter
del cigueñal, se puede garantizar un suministro de lubricante
suficiente para las piezas movibles, sin tener que depender de un
baño de aceite o de un engrase con aceite a presión. Esto significa
que se necesitan comparativamente pequeñas cantidades de aceite, las
cuales se distribuyen dentro del cárter del cigueñal, por encima
del aire fresco aspirado en el cárter del cigueñal. Por causa del
torbellino del lubricante necesario para el engrase de las zonas de
lubricación, en el cárter del cigueñal, el lubricante puede mostrar
un tiempo de permanencia largo en el cárter del cigueñal, lo cual
reduce la cantidad de aceite filtrada necesaria. No obstante,
resultan condiciones de separación benéficas, debido a las pequeñas
cantidades de aceite, de forma que se puede encontrar la
suficiencia con un separador de aceite en la tubería de aspiración,
entre el cárter del cigueñal y el canal de entrada del cilindro. El
transporte sencillo de la tubería de aspiración, desde el cárter
del cigueñal hasta el canal de admisión del cilindro, por encima
del separador de aceite, pasando por alto el depósito para el
lubricante, evita pérdidas de presión mayores y garantiza una buena
condición para la aceleración del motor de combustión interna,
conforme al reducido volumen total para el aire de combustión
precomprimido.
Se puede transportar lubricante de vuelta desde
una cámara de separación de aceite del separador de aceite, a
través de una tubería de retroceso hacia el depósito de lubricante,
de manera que se cierre el circuito de circulación del aceite sobre
ese depósito. Otra posibilidad consiste en autoconectar el separador
de aceite con el cárter del cigueñal a través de una tubería de
retroceso procedente de la cámara de separación del aceite, lo cual
produce un circuito de aceite que únicamente abarca el cárter del
cigueñal y el separador de aceite. El dispositivo de transporte
conectado con la tubería para la inyección de lubricante en el
cárter del cigueñal, sirve en este caso solamente para compensar
pérdidas de lubricante. Debido a que hay que contar con una carga
insignificante del lubricante en el cárter del cigueñal, por medio
del combustible, el cual llega al cárter del cigueñal, desde el
cilindro, pasando por la junta de pistón, pasando por alto el
depósito, dicho circuito ofrece la ventaja de poder suministrar
aceite siempre fresco y libre de cargas al lubricante, cargado de
combustible, mientras que en un circuito de aceite, hay que contar
también con la carga del combustible del lubricante en el
depósito.
depósito.
Una buena separación del lubricante de la
corriente de aire de combustión comprimido es esencial para una
utilización reducida de lubricante. Se puede asegurar favorablemente
el alto grado de separación cuando el separador de aceite consta de
un separador centrífugo.
Aunque se puede inyectar lubricante en
diferentes zonas en el cárter del cigueñal, por ejemplo, para
suministrar preferiblemente lubricante a las piezas de construcción
que tienen una gran necesidad de engrase, las condiciones de
inyección resultan especialmente favorables, cuando la tubería para
el lubricante está conectada, al menos, a un tubo previsto, en una
zona con apertura interior de la tubería donde fluye el aire
fresco.
Es decir, que se puede lograr un efecto añadido
de reparto o distribución del lubricante sobre el aire fresco
fluyente hacia el cárter del cigueñal.
En el dibujo está representado el objeto de la
invención.
Fig. 1 muestra un invento adecuado del motor de
combustión interna a cuatro tiempos en un corte esquemático y
Fig. 2 muestra un acabado variante de un invento
adecuado del motor de combustión interna a cuatro tiempos en una
descripción adecuada de la figura 1.
Según los ejemplos representados de las
variantes relacionadas con la invención de un motor de combustión
interna a cuatro tiempos, la caja del motor 1 forma la pieza 2 de un
cárter del cigueñal 3, cuya otra pieza está presentada como tapa 4.
Sobre la clavija de la manivela 5 del cigüeñal 6 almacenado en el
cárter del cigueñal 3, está colocada la biela 7 del pistón 8 de,
al menos, un cilindro 9, cuya culata 10 muestra un canal de
admisión 11 con una válvula de admisión 12 y un canal de escape 13
con una válvula de escape 14.
El cárter del cigueñal 3 forma, junto con el
pistón 8 una bomba del cárter del cigueñal, por la que se aspira y
condensa aire fresco. Con esta finalidad, el cárter del cigueñal 3
está conectado a una tubería 16 de aire fresco por medio de una
válvula de retroceso 15. Una tubería de aspiración 17 para el aire
de combustión comprimido está unida al cárter del cigueñal 3, por
medio de una válvula de retención 18, sobre el lado opuesto de la
tubería 16. En esa tubería de aspiración 17 ensamblada con el canal
de admisión 11 está conectado un separador de aceite 19, el cual
está presentado como separador centrífugo con una cámara de
separación de aceite 20, en la que desemboca, por la tangente, la
próxima rama 21 de la tubería de aspiración 17 procedente del cárter
del cigueñal 3, mientras la bifurcación del empalme 22 procura un
escape central de aire desde la cámara de separación de aceite 20
hasta el canal de admisión 11. En la zona de conexión de la rama de
enlace 22, de la tubería de aspiración 17 en el canal de admisión
11, está previsto un dispositivo de inyección 23 de combustible, de
modo que se aspira una mezcla anteriormente condensada de aire y
combustible, sobre un canal de admisión.
Según la forma de la variante de la figura 1, se
dirige un conductor de retroceso 24 desde el conducto de separación
de aceite 20 hacia un depósito 25 para lubricante, el cual circula
en un circuito de aceite, que contiene, sobre un dispositivo de
transferencia 26, un tubo de apertura 27, que alimenta con
lubricante una tobera elevada 28, en la desembocadura de la tubería
16 en el cárter 3. Tal vez el lubricante inyectado, cuyo reparto en
el cárter del cigueñal 3 está apoyado a través del aire fresco
aspirado por medio de varios tubos en el cárter del cigueñal 3,
garantiza un engrase suficiente dentro del cárter del cigueñal 3.
Debido a que una parte del lubricante inyectado sobre el tubo 28
con el aire de combustión comprimido se reparte sobre la rama 21 de
la tubería de aspiración desde el cárter del cigueñal y se separa
en el separador de aceite 19, se consigue el engrase dentro del
cárter del cigueñal, el cual, a pesar de las estrechas condiciones
de espacio apropiadas para las condiciones de bombeo, procura un
buen reparto del lubricante dentro del cárter del cigueñal.
A diferencia de la forma de variante según la
figura 1, la tubería de retroceso 24 desemboca, según la forma de
variante de la figura 2, no en el depósito 25, sino en el mismo
cárter del cigueñal, de modo que se cierra el circuito de rotación
del aceite a través del cárter 3, pasando por alto al depósito 25,
sobre el separador de aceite, con la ventaja de que el lubricante
del depósito 25 inyectado en el cárter del cigueñal 3 no está
cargado con combustible, el cual llega al cárter del cigueñal 3
desde el cilindro 9.
Por supuesto, la presente invención no está
limitada al ejemplo de la versión presentada. De este modo, la
inyección de combustible no podría estar prevista en la zona de la
tubería de aspiración 17, sino que podría tener lugar dentro del
conducto de combustión 29. Además, la inyección del lubricante no es
obligatoria en la zona de la desembocadura de la tubería 16 para el
aire fresco. El depósito 25 para el lubricante podría ser parte de
otro movimiento rotatorio en el circuito del aceite del motor. El
dispositivo de transferencia 26 para el lubricante puede funcionar
también sin bomba de aceite. En este caso la transferencia de aceite
se puede asegurar por medio de pulsaciones de presión.
Claims (5)
1. Motor de combustión a cuatro tiempos con al
menos un cilindro (9), una bomba de cárter del cigueñal (3) que
forma un cárter del cigueñal (3), que está conectado por dos
válvulas (15, 18); por un lado con un tubo de transmisión (16) de
aire fresco y, por otro lado, con un conducto de admisión (11) que
acopla el cárter del cigueñal (3) con una válvula de entrada (11)
del cilindro (9); con un depósito (25) para lubricante que está
alineado a un dispositivo de transporte del lubricante (26); con un
cárter del cigueñal (3) en un separador de aceite (19) apropiado
para ello, así como con aceite en rotación por un circuito en la
tubería de aspiración (17) y con un dispositivo (23) para la
inyección de carburante en el tubo de aspiración (17) o en el
conducto de combustión (29) del cilindro (9), caracterizado
por el dispositivo de transferencia (26) conectado al depósito (25)
que comprende una tubería (27) para la inyección de lubricante en el
cárter del cigueñal (3) y por la tubería de aspiración (17) en
dirección al separador de aceite (19), pasando por alto el depósito
(25).
2. Motor de combustión interna a cuatro tiempos
según Reivindicación 1 caracterizado porque el separador de
aceite (19) está conectado con el depósito (25) por medio de una
tubería de apertura de retroceso (24) del conducto de separación de
aceite (20).
3. Motor de combustión interna a cuatro tiempos
según Reivindicación 1 caracterizado porque el separador de
aceite (19) está conectado al cárter del cigueñal (3) por medio de
una tubería de retroceso de apertura (24) del conducto de
separación de aceite (20).
4. Motor de combustión interna a cuatro tiempos
según Reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el
separador de aceite (19) consta de un separador centrífugo.
5. Motor de combustión interna a cuatro tiempos
según Reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la tubería
(27) para el lubricante está conectada a un tubo previsto para el
aire fresco (28) en la zona de desembocadura de la transmisión
(16).
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