ES2294210T3 - Motor de combustion. - Google Patents
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Abstract
Un motor que comprende un vástago de conexión (64) que está conectado en un extremo a un pistón (38) a través de un muñón de pistón (63), un primer brazo (66) conectado de forma giratoria en un extremo al otro extremo de dicho vástago de conexión (64) y en el otro extremo a un árbol de cigüeñal (27) a través de un muñón de cigüeñal (65), un segundo brazo (67) conectado integralmente en un extremo al otro extremo del primer brazo (66), un vástago de control (69) conectado de forma giratoria en un extremo al otro extremo del segundo brazo (67), y un árbol excéntrico móvil (61) montado entre posiciones excéntricas de los árboles giratorios (81, 82) a los que se transmite una potencia reducida en una relación de 1/2 desde dicho árbol de cigüeñal (27), siendo conectado el árbol excéntrico móvil (61) al otro extremo del vástago de control (69), siendo la carrera del pistón (38) en un tiempo de expansión mayor que en un tiempo de compresión, en el que cuando varias dimensiones se representan comose describe a continuación en un plano x-y constituid por un eje-x que se extiende perpendicularmente a un eje de dicho árbol de cigüeñal (27) a lo largo de un eje del cilindro y un eje-y que se extiende perpendicularmente al eje de dicho árbol de cigüeñal (27) en una dirección perpendicular al eje-x: una longitud de dicho vástago de conexión (64) se representa por L4; una longitud de dicho primer brazo (66) se representa por L2; una longitud de dicho segundo brazo (67) se representa por L1; una longitud de dicho vástago de control (69) se representa por L3; una longitud desde el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) hasta los ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) en una dirección del eje-y se representa por L5; una longitud desde el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) hasta los ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) en una dirección del eje-x se representa por L6; un ángulo formado por dicho vástago de conexión (64) con respecto al eje del cilindro se representa por un ángulo formado por dichos primero y segundo brazos.
Description
Motor de combustión.
La presente invención se refiere a un motor que
comprende un vástago de conexión que está conectado en un extremo a
un pistón a través de un muñón de pistón, un primer brazo conectado
de forma giratoria en un extremo al otro extremo del vástago de
conexión y en el otro extremo a un árbol de cigüeñal a través de un
muñón de cigüeñal, un segundo brazo conectado integralmente en un
extremo al otro extremo del primer brazo, un vástago de control
conectado de forma giratoria en un extremo al otro extremo del
segundo brazo, y un árbol excéntrico móvil montado entre posiciones
excéntricas de los árboles giratorios a los que se transmitir una
potencia reducida en una relación de ½ desde el árbol de cigüeñal,
siendo conectado el árbol excéntrico móvil al otro extremo del
vástago de control, siendo la carrera del pistón en tiempo de
expansión mayor que en un tiempo de compresión.
Tales motores se conocen convencionalmente, por
ejemplo, a partir de la patente US Nº 4.517.931 y a partir de la
Solicitud de Patente Japonesa publicada Nº 9-228853.
En cada uno de estos motores, la carrera del pistón en un tiempo de
expansión es mayor que en un tiempo de compresión, de manera que el
trabajo de expansión mayor se realiza en la misma cantidad de
mezcla de aire y combustible extraída, de modo que se mejora la
eficiencia térmica del ciclo.
En el motor conocido convencionalmente, es común
que la posición en un centro muerto superior de cada uno de los
tiempos de admisión y de expulsión y la posición del centro muerto
superior en el tiempo de compresión son diferentes entre sí. Sin
embargo, si la posición del centro muerto superior en cada uno de
los tiempos de admisión y de expulsión es de nivel mayor que la
posición del centro muerto superior en el tiempo de compresión,
existe una posibilidad de que se produzca una interferencia de cada
una de las válvulas de admisión y de expulsión y un tope del pistón
entre sí. Si la posición del centro muerto superior de cada uno de
los tiempos de admisión y de expulsión es de nivel menor que la
posición del centro muerto superior en el tiempo de compresión para
evitar la interferencia, el centro muerto superior en el tiempo de
compresiones adicionalmente más bajo y, por lo tanto, no se desea
una mejora en una relación de compresión en el motor y es difícil
accionar el motor a una eficiencia térmica más elevada. Por otra
parte, si el centro muerto superior en el tiempo de compresión es
de nivel más alto que el centro muerto superior en cada uno de los
tiempos de admisión y de expulsión, existe una posibilidad de que
barrido proporcionado por el pistón sea insuficiente debido al nivel
más bajo del pistón en el centro muerto superior en cada uno de los
tiempos de admisión y de expulsión y, por lo tanto, una gran
cantidad de gases quemados permanece dentro de un cilindro,
proporcionando de esta manera una reducción en la potencia de
salida en un estado a plena carga y la inestabilidad de la
combustión en un estado de carga baja.
De acuerdo con ello, un objeto de la presente
invención es proporcionar un motor, en el que la carrera del pistón
en el tiempo de expansión es mayor que la carrera en el tiempo de
compresión y, además, el centro muerto superior en cada uno de los
tiempos de admisión y de expulsión y el centro muerto superior en el
tiempo de compresión están al mismo nivel, por lo que se resuelven
los problemas descritos anteriormente.
Para conseguir el objeto anterior, de acuerdo
con una primera característica de la presente invención, se
proporciona un motor que comprende un vástago de conexión que está
conectado en un extremo a un pistón a través de un muñón de pistón,
un primer brazo conectado de forma giratoria en un extremo al otro
extremo del vástago de conexión y en el otro extremo a un árbol de
cigüeñal a través de un muñón de cigüeñal, un segundo brazo
conectado integralmente en un extremo al otro extremo del primer
brazo, un vástago de control conectado de forma giratoria en un
extremo al otro extremo del segundo brazo, y un árbol excéntrico
móvil montado entre posiciones excéntricas de los árboles
giratorios a los que se transmite una potencia reducida en una
relación de ½ desde el árbol de cigüeñal, siendo conectado el árbol
excéntrico móvil al otro extremo del vástago de control, siendo la
carrera del pistón en un tiempo de expansión mayor que en un tiempo
de compresión, en el que cuando varias dimensiones se representan
como se describe a continuación en un plano x-y
constituido por un eje-x que se extiende a través
de un eje de dicho árbol de cigüeñal a lo largo de un eje del
cilindro y un eje-y que se extiende a través de
dicho árbol de cigüeñal en una dirección perpendicular al
eje-x: una longitud de dicho vástago de conexión se
representa por L4 una longitud de dicho primer brazo se representa
por L2; una longitud de dicho segundo brazo se representa por L1;
una longitud de dicho vástago de control se representa por L3; una
longitud desde el eje de dicho árbol de cigüeñal hasta los ejes de
dichos árboles giratorios en una dirección del
eje-y se representa por L5; una longitud desde el
eje de dicho árbol de cigüeñal hasta los ejes de dichos árboles
giratorios en una dirección del eje-x se representa
por L6; un ángulo formado por dicho vástago de conexión con
respecto al eje del cilindro se representa por \phi4; un ángulo
formado por dichos primero y segundo brazos se representa por
\alpha; un ángulo formado por dicho segundo brazo con el
eje-y dentro del plano x-y se
representa por \phi1; un ángulo formado por dicho vástago de
control con el eje-y se representa por \phi3; un
ángulo formado por una línea recta que conecta el eje de dicho
árbol de cigüeñal y dicho muñón de cigüeñal con el
eje-x se representa por \theta; un ángulo formado
por una línea recta que conecta los ejes de dichos árboles
giratorios y el eje de dicho árbol excéntrico móvil con el
eje-x se representa por \thetap; un valor del
ángulo \thetap se representa por \gamma cuando el árbol
\theta es "0"; una longitud entre el eje de dicho árbol de
cigüeñal y dicho muñón de cigüeñal se representa por R; una
longitud de la línea recta que conecta los ejes de dichos árboles
giratorios y el eje de dicho árbol excéntrico móvil se representa
por Rp; una velocidad angular de rotación de dicho árbol de
cigüeñal se representa por \omega; y una relación de la velocidad
de rotación de dicho árbol excéntrico móvil con respecto a la
velocidad de rotación de dicho árbol de cigüeñal se representa por
\eta y su sentido de rotación se representa por \eta = +0,5 o
\eta = -0,5, se establece la siguiente ecuación:
-L4 \cdot sen
\phi4 \cdot d\phi4/dt + L2 \cdot cos (\alpha + \phi1)
\cdot d\phi1/dt -R \cdot \omega \cdot sen \theta =
0
en la
que
\phi4 = arcsen {L2 \cdot cos (\alpha +
\phi1) + R \cdot sen\phi - \delta} / L4
d\phi4dt = \omega \cdot [L2 \cdot sen
(\alpha + \phi1) \cdot R \cdot cos (\theta - \phi3) -
\eta \cdot Rp \cdot cos (\thetap - \phi3)} /{L1 \cdot
sin (\phi1 + \phi3)} + R \cdot cos \phi}] / (L4 \cdot cos
\phi4)
\phi1 = arcsen [(L3^{2} - L1^{2} - C^{2}
- D^{2}) / {2 \cdot L1 \cdot \surd (C2 + D2)}] - arctan
(C/D)
\phi3 = arcsen {(R \cdot cos \theta - L6 -
Rp \cdot cos \thetap + L1 \cdot sen \phi1) / L3)
C = L5 + Rp \cdot sen \thetap - R \cdot
sen \theta
D = L6 + Rp \cdot cos \thetap - R \cdot
cos \theta
\thetap = \eta\cdot\theta +
\gamma
d\phi1/dt = \omega \cdot{R \cdot cos
(\theta - \phi3) - \eta \cdot Rp \cdot cos (\thetap -
\phi3))/ {L1 \cdot sen (\phi1 + \phi3)}
y los ángulos del cigüeñal \theta en el centro
muerto superior en cada uno de los tiempos de admisión y de
expulsión y en el centro muerto superior en el tiempo de compresión
se determinan a partir de dicha ecuación, y la longitud L1 de dicho
segundo brazo; la longitud L2 de dicho primer brazo; la longitud L3
de dicho vástago de control; la longitud L4 de dicho vástago de
conexión; la longitud L5 desde el eje de dicho árbol de cigüeñal
hasta los ejes de dichos árboles giratorios en la dirección del
eje-y; la longitud L6 desde el eje de dicho árbol
de cigüeñal hasta los ejes de dichos árboles giratorios en la
dirección del eje-x; la cantidad \delta de
desviación del eje del cilindro desde el eje de dicho árbol de
cigüeñal en la dirección del eje-y; el ángulo
\alpha formado por dichos primero y segundo brazos; la longitud R
entre el eje de dicho vástago de cigüeñal y dicho muñón de
cigüeñal; la longitud Rp de la línea recta que conecta los ejes de
dichos árboles giratorios y el eje de dicho árbol excéntrico móvil
y el ángulo \thetap cuando el ángulo \theta es "0", se
determinan de tal manera que el centro muerto superior en cada uno
de los tiempos de admisión y de expulsión y el centro muerto
superior en el tiempo de compresión son congruentes entre sí, de
acuerdo con la siguiente ecuación:
X =
L4\cdotcos \phi4 + L2\cdotsen (\alpha + \phi1) +
R\cdotcos\theta
que representa un nivel X del
vástago del pistón en ambos ángulos de cigüeñal
\theta.
\vskip1.000000\baselineskip
La operación de acuerdo con la configuración de
la primera característica se describirá a continuación a
continuación con referencia a la figura 5, que muestra de forma
esquemática las disposiciones del muñón de pistón, el vástago de
conexión, el árbol de cigüeñal, el muñón de cigüeñal, el primer
brazo, el segundo brazo, el vástago de control y el árbol
excéntrico móvil. Cuando se determinan las coordenadas (Xpiv e Ypiv)
del árbol excéntrico móvil, se determina una velocidad de
movimiento (dX/dt) del muñón de pistón a través de la diferenciación
de la posición del muñón de pistón en la dirección del
eje-x determinado por {X = L4\cdotcos \phi4 +
L2\cdotsen (\alpha + \phi1) + R\cdotcos \theta), y una
ecuación proporcionada cuando dX/d = 4 tiene cuatro soluciones en
un intervalo de -2\pi < \theta < 2\pi. Las cuatro
soluciones están asociadas con el movimiento de un motor de 4
tiempos, de manera que se determinan los ángulos de cigüeñal
proporcionando un centro muerto superior en un tiempo de
compresión, un centro muerto superior en un tiempo de admisión y en
un tiempo de expulsión, un centro muerto inferior después de un
tiempo de expansión y un centro muerto inferior después del tiempo
de admisión y se utilizan para determinar varias posiciones del
muñón de pistón en las direcciones del eje-x y el
eje-y. Cuando la posición del vástago del pistón en
el centro muerto superior en la dirección del eje-x
en tiempo de compresión se representa por Xctdc, la posición del
muñón de pistón en la dirección del eje-x en el
centro muerto superior en cada uno de los tiempos de admisión y de
expulsión se representa por Xotdc; la posición del muñón de pistón
en la dirección del eje-x en el centro muerto
inferior después de un tiempo de expansión se representa por Xebdc;
y la posición del muñón de pistón en la dirección del
eje-x en el centro muerto inferior después del
tiempo de admisión se representa por Xibdc, una carrera Scomp en el
tiempo de compresión y una carrera Sexp en el tiempo de compresión
se representan por (Scomp = Xctdc - Xibdc) y (Sexp = Xotdc -
Xebdc), respectivamente, y la longitud L1 del segundo brazo, la
longitud L2 del primer brazo, la longitud L3 del vástago de
control, la longitud L4 del vástago de conexión, la longitud L5
desde el eje del cigüeñal hasta los ejes de los árboles giratorios
en la dirección del eje-y; la longitud L6 desde el
eje del cigüeñal hasta los ejes de los árboles giratorios en la
dirección del eje-x; la cantidad \delta de la
desviación del eje del cilindro desde el eje del árbol del cigüeñal
en la dirección del eje-y; el ángulo \alpha
formado por el primero y segundo brazos; la longitud R entre el eje
del árbol de cigüeñal y el muñón del cigüeñal; la longitud Rp de la
línea recta que conecta los ejes de los árboles giratorios y el eje
del árbol excéntrico móvil y el ángulo \thetap cuando el ángulo
\theta es "0". Se determinan de manera que se cumple Scomp
< Sexp y se cumple Xctdc = Xotdc. Por lo tanto, la carrera del
pistón en el tiempo de expansión se puede ajustar más amplia que en
el tempo de compresión y, además, el centro muerto superior en cada
uno de los tiempos de admisión y de expulsión y el centro muerto
superior en el tiempo de compresión se pueden ajustar al mismo
nivel. Como resultado, es posible prevenir la ocurrencia de la
interferencia de cada una de la válvula de admisión y una válvula
de expulsión y un tope del pistón entre sí; para proporcionar una
mejora en la relación de compresión en el motor para permitir el
funcionamiento con una eficiencia térmica más elevada y para
conseguir el barrido suficiente por el pistón y para prevenir una
reducción en la salida en un estado a plena carga y la
inestabilidad de la combustión en un estado de baja carga.
De acuerdo con una segunda característica de la
presente invención, además de la primera característica, se
determina un lugar de movimiento del muñón de pistón que caiga en un
intervalo entre el eje-x y una de las líneas
tangentes paralelas al eje-x y tangente a un lugar
descrito en el tiempo de expansión por un punto de conexión entre
el vástago de conexión y el primer brazo, que está más próximo al
eje-x. Con tal característica, es posible reducir
la fricción del pistón y suprimir un sonido de golpeo del pistón.
Más específicamente, cuando el pistón está en el tiempo de
expansión, se aplica una carga grande al pistón, pero si el cambio
de posición del pistón se incrementa debido a la carga grande en
ese instante, se incrementa la fricción y se amplía el sonido de
golpeteo del pistón. Sin embargo la determinación descrita
anteriormente del lugar de movimiento del vástago del pistón
asegura que el vástago de conexión se incline siempre hacia un lado
en el tiempo de expansión, a pesar de que el pistón recibe la carga
grande en el tiempo de expansión, por lo que el cambio de posición
del pistón se puede suprimir para reducir la fricción del pistón y
para suprimir la generación del sonido de golpeteo del pistón.
De acuerdo con una tercera característica de la
presente invención, además de la segunda característica, el
intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expansión está
ajustado mayor que el intervalo en el tiempo de admisión, y el
intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión está
ajustado mayor que el intervalo en el tiempo de compresión. Con tal
configuración, es posible evitar la degradación de la vibración de
inercia debida a un incremento en la aceleración del pistón. Más
específicamente, durante la bajada del pistón, la carrera en el
tiempo de expansión es mayor que la carrera en el tiempo de admisión
y durante la subida del pistón, la carrera en el tiempo de
expulsión es mayor que la carrera en el tiempo de compresión. En el
ajuste en el que los centros muertos superior e inferior alternan
entre sí en el ángulo del cigüeñal de 180 grados, la velocidad del
pistón en cada uno de los tiempos de expansión y de expulsión, en
los que la carrera es mayor, es más alta que la velocidad en cada
uno de los tiempos de admisión y de compresión, en los que la
carrera es menor, y se incrementa la aceleración del pistón debido
a tal diferencia grande entre las velocidades, por lo que se
produce la degradación de la vibración de inercia. Sin embargo,
ajustando el intervalo del ángulo del cigüeñal en cada uno de los
tiempos de expansión y de expulsión, en los que la carrera es mayor,
a un valor mayor que el intervalo del ángulo del cigüeñal en cada
uno de los tiempos de admisión y de compresión, en los que la
carrera es menor, como se ha descrito anteriormente, la velocidad
del pistón en cada uno de los tiempos puede ser más uniforme para
suprimir la variación en la aceleración del pistón en el centro
muerto inferior después de los tiempos de admisión y de expansión y
la variación en la aceleración del pistón en el centro muerto
superior después de los tiempos de admisión y de expansión para
evitar la degradación de la vibración de inercia.
De acuerdo con una cuarta característica de la
presente invención, además de la tercera característica, los
intervalos de los ángulos del cigüeñal en los tiempos de expansión y
de expulsión se ajustan a valores que exceden de 180 grados,
respectivamente. Con tal configuración, la velocidad del pistón en
cada uno de los tiempos de admisión, compresión, expansión y
expulsión puede ser más uniforme para suprimir de una manera más
efectiva la variación en la aceleración del pistón en el centro
muerto inferior después de los tiempos de admisión y de expansión y
la variación en la aceleración del pistón en el centro muerto
superior después de los tiempos de admisión y de expansión,
evitando de una manera más efectiva la degradación de la vibración
de inercia.
De acuerdo con una quinta característica de la
presente invención, además de cualquiera de la primera a la cuarta
características, el árbol excéntrico móvil está montado sobre los
árboles giratorios que tienen los ejes dispuestos en localizaciones
espaciadas dentro del plano x-y fuera del eje del
árbol del cigüeñal en las longitudes L5 y L6 en las direcciones del
eje-y y del eje-x, respectivamente,
de manera que se desplaza desde los ejes de los árboles giratorios
a una distancia que corresponde a un radio Rp, y en el que cuando
la longitud R entre el eje del árbol del cigüeñal y el muñón del
cigüeñal se ajusta a 1,0, la longitud L1 del segundo brazo se
ajusta en un intervalo de 1,7 a 4,5; la longitud L2 del primer brazo
se ajusta en un intervalo de 0,6 a 5,2; la longitud l3 del vástago
de control se ajusta en un intervalo de 4,3 a 6,9; la longitud L5
entre el eje del árbol del cigüeñal y los ejes giratorios en la
dirección del eje-y se ajusta en un intervalo de
2,3 a 4,0; la longitud L6 entre el eje del árbol del cigüeñal y los
árboles giratorios en la dirección del eje-x se
ajusta en un intervalo de 0,00 a 3,35; y el radio Rp se ajusta en un
intervalo de 0,25 a 1,80, así como el ángulo \alpha formado por
el primero y segundo brazos se ajusta en un intervalo de 105 a 108
grados. Con tal configuración, es posible proporcionar la
configuración de la cuarta característica, de manera que se puede
evitar más efectivamente la degradación de la vibración de
inercia.
Los objetos anteriores y otros objetos,
características y ventajas de la invención serán evidentes a partir
de la siguiente descripción de las formas de realización preferidas
tomadas en combinación con los dibujos que se acompañan.
Las figuras 1 a 7 muestran una primera forma de
realización de la presente invención.
La figura 1 es una vista frontal parcialmente en
sección de un motor.
La figura 2 es una vista de la sección vertical
del motor, que corresponde a una vista en sección tomada a lo largo
de la línea 2-2 en la figura 3; la figura 3 es una
vista en sección tomada a o largo de la línea 3-3
en la figura 2; la figura 4 es una vista en sección tomada a lo
largo de la línea 4-4 en la figura 3; la figura 5
es una ilustración que muestra de forma esquemática la disposición
de un mecanismo de enlace; la figura 6 es un diagrama que muestra
estados operativos del mecanismo de enlace de forma secuencial; la
figura 7 es un diagrama que muestra una variación de la posición de
un muñón de pistón que corresponde a un ángulo del cigüeñal; la
figura 8 es una vista en sección de porciones esenciales de un motor
de acuerdo con una segunda forma de realización; la figura 9 es una
ilustración que muestra el estado de un mecanismo de enlace en el
tiempo de expansión en una tercera forma de realización; la figura
10 es una ilustración que muestra el estado del mecanismo de enlace
en el tiempo de expansión cuando un intervalo del ángulo del
cigüeñal en cada uno de los tiempos de admisión y de compresión se
ajusta mayor que el intervalo de cada uno de los tiempos de
expansión y de expulsión; la figura 11 es un grafo que muestra la
posición de un pistón proporcionado en cada uno de los tiempos por
el mecanismo de enlace mostrado en la figura 10; la figura 12 es un
grafo que muestra una variación en la aceleración del pistón
proporcionada en cada uno de los tiempos por el mecanismo de encale
mostrado en la figura 10; la figura 13 es una ilustración que
muestra un estado de un mecanismo de enlace en el tiempo de
expansión en una cuarta forma de realización; la figura 14 es un
grafo que muestra la posición de un pistón proporcionada en cada
uno de los tiempos por el mecanismo de enlace mostrado en la figura
13; la figura 15 es un grafo que muestra una variación en la
aceleración del pistón proporcionada en cada uno de los tiempos por
el mecanismo de enlace mostrado en la figura 13; la figura 16 es una
ilustración que muestra un estado de un mecanismo de enlace en el
tiempo de expansión en una quinta forma de realización; la figura
17 es un grafo que muestra la posición de un pistón proporcionada en
cada uno de los tiempos por el mecanismo de enlace mostrado en la
figura 16; la figura 18 es un grafo que muestra una variación en la
aceleración del pistón proporcionada en cada uno de los tiempos por
el mecanismo de enlace mostrado en la figura 16; la figura 19 es
una ilustración que muestra un estado de un mecanismo de enlace en
los tiempos de expansión y de expulsión en una sexta forma de
realización; la figura 20 es un grafo que muestra la posición de un
pistón proporcionada en cada uno de los tiempos por el mecanismo de
enlace mostrado en la figura 19; la figura 21 es un grafo que
muestra una variación en la aceleración del pistón proporcionada en
cada uno de los tiempos por el mecanismo de enlace mostrado en la
figura 19; y la figura 22 es una ilustración que muestra
esquemáticamente la disposición de un mecanismo de enlace para
explicar las dimensiones de varias porciones.
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A continuación se describirá una primera forma
de realización de la presente invención con referencia a las
figuras 1 a 7. Con referencia en primer lugar a las figuras 1 a 3,
un motor de acuerdo con la primera forma de realización es un motor
de un cilindro refrigerado por aire utilizado, por ejemplo, en una
máquina de trabajo o similar, e incluye un cuerpo de motor 21 que
está constituido por una caja de cigüeñal 22, un bloque de
cilindros 23 que se proyecta en un estado ligeramente inclinado
hacia arriba desde un lado de la caja de cigüeñal 22, y una culata
24 acoplada a una porción de cabeza del bloque de cilindros 23.
Están previstas grandes cantidades de aletas 23a y 24a de
refrigeración por aire sobre las superficies exteriores del bloque
de cilindros 23 y sobre la culata 24. Una superficie de montaje 22a
sobre una superficie inferior de la caja de cigüeñal 22 está
montada sobre un lecho del motor de cada una de las varias máquinas
de trabajo.
La caja del cigüeñal 22 comprende un cuerpo de
caja 25 formado integralmente con el bloque de cilindros 23 por un
proceso de fundición, y una tapa lateral 26 acoplada a un extremo
abierto del cuerpo de la caja 25, y un árbol de cigüeñal 27 están
soportados de forma giratoria en sus extremos opuestos sobre el
cuerpo de la caja 25 y la tapa lateral 26 con cojinetes de bolas 28
y 29 y juntas de aceite 30 y 31 interpuestas en medio. Un extremo
de la caja del cigüeñal 27 se proyecta como una porción de árbol de
salida 27a desde la tapa lateral 26, y el otro extremo del árbol
del cigüeñal 27 se proyecta como una porción de árbol 27b de
montaje auxiliar desde el cuerpo de la caja 25. Además, un volante
32 está fijado en la porción de árbol 27b de montaje auxiliar; un
ventilador de refrigeración 35 para suministrar aire de
refrigeración a varias porciones del cuerpo del motor 21 y un
carburador 34 está asegurado a una superficie exterior del volante
32 por un miembro de tornillo 36, y un estator de motor 37 del tipo
de rebobinado está dispuesto fueras del ventilador de refrigeración
36.
Un taladro cilíndrico 39 está definido en el
bloque de cilindros 23, y un pistón 38 está recibido de forma
deslizable en el taladro cilíndrico 39. Una cámara de combustión 40
está definida entre el bloque de cilindros 23 y la culata 24, de
manera que una parte superior del pistón está expuesta a la cámara
de combustión 40.
Un orificio de admisión 41 y un orificio de
escape 42 están definidos en la culata 24, y conducen a la cámara
de combustión 40, y una válvula de admisión 43 para conectar y
desconectar el orificio de admisión 41 y la cámara de combustión 40
entre sí y una válvula de escape 44 para conectar y desconectar el
orificio de escape 42 y la cámara de combustión 40 entre sí, están
dispuestos de manera que se pueden abrir y cerrar en la culata 24.
Una bujía 45 está montada enroscada en la culata 24 con sus
electrodos dirigidos hacia la cámara de combustión 40.
El carburador 34 está conectado a una porción
superior de la culata 24, y un extremo descendente de un paso de
admisión 46 incluido en el carburador 34 se comunica con el orificio
de admisión 41. Un tubo de admisión 47 que conduce a un extremo
ascendente del paso de admisión 46 está conectado al carburador 34 y
está conectado también a un filtro de aire (no mostrado). Un tubo
de escape 48 que conduce al orificio de escape 42 está conectado a
la porción superior de la culata 24 y está conectado también a un
silencioso de escape 49. Además, un depósito de combustible 51 está
dispuesto por encima de la caja del cigüeñal 22 de tal manera que
está soportado sobre una abrazadera 50 que se proyecta desde la
caja del cigüeñal 22.
Un engranaje de accionamiento 52 está formado
integralmente sobre el árbol del cigüeñal 27 en una posición más
cerca de la tapa lateral 26 de la caja del cigüeñal 22, y un
engranaje accionado 53, que está engranado con el engranaje de
accionamiento 52, está asegurado a un árbol de levas 54 soportado de
forma giratoria en la caja del cigüeñal 22 y que tiene un eje
paralelo al árbol del cigüeñal 27. Por lo tanto, una potencia de
rotación desde el árbol del cigüeñal 27 es transmitida al árbol de
levas 4 en una relación de reducción de ½ por el engranaje de
accionamiento 52 y el engranaje accionado 53 engranados entre
sí.
El árbol de levas 54 está provisto con una leva
de admisión 55 y una leva de escape 56 que corresponde a la válvula
de admisión 43 y la válvula de escape 44, respectivamente, y una
pieza de seguimiento 57 soportada sobre el bloque de cilindros 23
está en contacto deslizante con la leva de admisión 55. Por otra
parte, una cámara de funcionamiento 58 está definida en el bloque
de cilindros 23 y la culata 24, de manera que una porción superior
de la pieza de seguimiento 57 se proyecta desde una porción inferior
de la cámara de funcionamiento 58; y una varilla de empuje 59 está
dispuesta en la cámara de funcionamiento 58 con su extremo inferior
apoyado contra la pieza de seguimiento 57. Por otra parte, un brazo
oscilante 60 está soportado de forma oscilante sobre la culata 24
con uno de sus extremos apoyado contra un extremo superior de la
válvula de escape 44 desviada en una dirección de cierre por medio
de un muelle, y un extremo superior de la varilla de empuje 59 se
apoya contra el otro extremo del brazo oscilante 60. Por lo tanto,
la varilla de empuje 59 es accionada axialmente en respuesta a la
rotación de la leva de admisión 55, y la válvula de admisión 43 es
abierta
y cerrada por la oscilación del brazo oscilante 60 provocada en respuesta al funcionamiento de la varilla de empuje 59.
y cerrada por la oscilación del brazo oscilante 60 provocada en respuesta al funcionamiento de la varilla de empuje 59.
Un mecanismo similar al que existe entre la leva
de admisión 55 y la válvula de admisión 43 está interpuesto entre
la leva de escape 56 y la válvula de escape 44, de manera que la
válvula de escape 44 se abre y se cierra en respuesta a la rotación
de la leva de escape 56.
Con referencia también a la figura 4, el pistón
38, el árbol del cigüeñal 27 y un árbol excéntrico móvil 61
soportado en la caja del cigüeñal 22 del cuerpo del motor 21 para
desplazamiento en un plano que se extiende a través de un eje
cilíndrico C y perpendicular a un eje del árbol del cigüeñal 27,
están conectados entre sí a través de un mecanismo de enlace
62.
El mecanismo de enlace 62 comprende un vástago
de conexión 63, un primer brazo 66 conectado de forma giratoria en
un extremo al otro extremo del vástago de conexión 61 y en el otro
extremo a un muñón del cigüeñal 65 del árbol del cigüeñal 27, un
segundo brazo 67 conectado integralmente en un extremo al otro
extremo del primer brazo 66, y un vástago de control 69 conectado
de forma giratoria en un extremo al otro extremo del segundo brazo
67 y en el otro extremo al árbol excéntrico móvil 61. El primero y
segundo brazos 66 y 67 están formados integralmente como un vástago
subsidiario 68.
El vástago subsidiario 68 incluye una primera
porción de cojinete 70 semi-circular prevista en su
porción intermedia par entrar en contacto deslizante con la mitad
de una periferia del muñón del cigüeñal 65, y una pareja de
porciones bifurcadas 71 y 72 previstas en sus extremos opuestos, de
manera que el otro extremo del vástago de conexión 64 y un extremo
del vástago de control 69 están intercalados entre ellos. Una
segunda porción de cojinete 74 semi-circular
incluida en la tapa del cigüeñal 73 está en contacto deslizante con
la mitad restante de la periferia del muñón del cigüeñal 65 del
árbol del cigüeñal 27, y la tapa del cigüeñal 73 está fijada al
vástago subsidiario 68.
El vástago de conexión 64 está conectado de
forma giratoria en el otro extremo del mismo a un extremo del
vástago subsidiario 68, es decir, a un extremo del primer brazo 66 a
través de un pasador de vástago de conexión 75, que está montado a
presión en el otro extremo del vástago de conexión 64 insertado en
la porción bifurcada 71 en un extremo del vástago subsidiario 68 y
que está montado de forma giratoria en sus extremos opuestos en la
porción bifurcada 71 en un extremo del vástago subsidiario 68.
El vástago de control 69 está conectado de forma
giratoria en un extremo al otro extremo del vástago subsidiario 68,
es decir, al otro extremo del segundo brazo 67 a través de un
pasador cilíndrico del vástago subsidiario 76, que se pasa de forma
relativamente giratoria a través de un extremo del vástago de
control 69 insertado en la porción bifurcada 72 en el otro extremo
del vástago subsidiario 68 y que está montado con holgura en su
extremo opuesto en la porción bifurcada 72 en el otro extremo del
vástago subsidiario 68. Además, una pareja de clips 77, 77 están
montados en la porción bifurcada 72 en el otro extremo del vástago
subsidiario 68 para apoyarse contra los extremos opuestos del
pasador del vástago subsidiario 76 para inhibir la retirada del
pasador del vástago subsidiario 76 desde la porción bifurcada
72.
La tapa del cigüeñal 73 está fijada a las
porciones bifurcadas 71 y 72 por disposición pareja por pareja en
lados opuestos del árbol del cigüeñal 27, y el pasador del vástago
de conexión 75 y el pasador del vástago subsidiario 76 están
dispuestos sobre extensiones de ejes de los bulones 78, 78.
El árbol excéntrico móvil cilíndrico 61 está
montado entre posiciones excéntricas de una pareja de árboles
giratorios 81 y 82 dispuestos coaxialmente y que tienen ejes
paralelos al árbol de cigüeñal 27. Además, el árbol giratorio 81
está soportado de forma giratoria sobre una porción de soporte 83
montada en la tapa lateral 26 de la caja del cigüeñal 22, y el
árbol giratorio 82 está soportado de forma giratoria sobre una
porción de soporte 84 montada en el cuerpo de caja 25 de la caja
del cigüeñal 22.
Una rueda dentada de seguimiento 85 está fijada
en el árbol giratorio 81, y una rueda dentada de accionamiento 86
está fijada al árbol del cigüeñal 27 en un lugar que corresponde a
la rueda dentada de seguimiento 85. Una cadena sin fin 87 está
recibida alrededor de la rueda dentada de accionamiento 86 y la
rueda dentada de seguimiento 85. Por lo tanto, se transmite una
potencia de rotación reducida en una relación de reducción de ½
desde el árbol del cigüeñal 27 hasta los árboles giratorios 81 y 82,
y el árbol excéntrico móvil 61 montado entre los árboles giratorios
81 y 82 es girado en una rotación alrededor de ejes de árboles
giratorios cada vez que el árbol de cigüeñal 27 es girado en dos
rotaciones.
Por medio de la rotación del árbol excéntrico
móvil 61 de la manera indicada anteriormente, se asegura que la
carrera del pistón 38 en un tiempo de expansión sea mayor que en un
tiempo de compresión. La relación dimensional en el mecanismo de
enlace para esta finalidad se describirá con referencia a la figura
5.
Aquí cuando cuando varias dimensiones se
representan como se describe a continuación en un plano
x-y constituido por un eje-x que se
extiende perpendicularmente a un eje de dicho árbol de cigüeñal 27 a
lo largo de un eje del cilindro C y un eje-y que se
extiende perpendicularmente al eje de dicho árbol de cigüeñal 27 en
una dirección perpendicular al eje-x: es decir, una
longitud de dicho vástago de conexión 64 se representa por L4; una
longitud de dicho primer brazo 66 se representa por L2; una
longitud de dicho segundo brazo 67 se representa por L1; una
longitud de dicho vástago de control 69 se representa por L3; una
longitud desde el eje de dicho árbol de cigüeñal 27 hasta los ejes
de dichos árboles giratorios 81, 82 en una dirección del
eje-y se representa por L5; una longitud desde el
eje de dicho árbol de cigüeñal 27 hasta los ejes de dichos árboles
giratorios 81, 82 en una dirección del eje-x se
representa por L6; un ángulo formado por dicho vástago de conexión
64 con respecto al eje del cilindro C se representa por \phi4; un
ángulo formado por el primero y segundo brazos 66, 67 entre sí se
representa por \alpha; un ángulo formado por el segundo brazo 67
con el eje-y se representa por \phi1; un ángulo
formado por dicho vástago de control 69 con el eje-y
se representa por \phi3; un ángulo formado por una línea recta
que conecta el eje de dicho árbol de cigüeñal 27 y dicho muñón de
cigüeñal 65 con el eje-x se representa por
\theta; un ángulo formado por una línea recta que conecta los ejes
de dichos árboles giratorios 81, 82 y el eje de dicho árbol
excéntrico móvil con el eje-x se representa por
\thetap; un valor del ángulo \thetap se representa por \gamma
cuando el árbol \theta es "0"; una longitud entre el eje de
dicho árbol de cigüeñal 27 y el muñón de cigüeñal 65 se representa
por R; una longitud de la línea recta que conecta los ejes de
dichos árboles giratorios 81, 82 y el eje de dicho árbol excéntrico
móvil 61 se representa por Rp; una velocidad angular de rotación de
dicho árbol de cigüeñal 27 se representa por \omega; y una
relación de la velocidad de rotación de dicho árbol excéntrico móvil
61 con respecto a la velocidad de rotación de dicho árbol de
cigüeñal 27 se representa \eta = +0,5, se determina un nivel X del
vástago del pistón 63 de acuerdo con
- - -
(1)X = L4\cdotcos \phi4 + L2\cdotsen (\alpha +
\phi1) +
R\cdotcos\theta
en la
que
\phi4 = arcsen {L2 \cdot cos (\alpha +
\phi1) + R \cdot sen\phi - \delta} / L4
\phi1 = arcsen [(L3^{2} - L^{1} - C^{2}
- D^{2}) / {2 \cdot L1 \cdot \surd (C^{2} + D2)}] - arctan
(C/D)
C = L5 + Rp \cdot sen \thetap - R \cdot
sen \theta
D = L6 + Rp \cdot cos \thetap - R \cdot
cos \theta
\thetap = \eta\cdot\theta +
\gamma
\vskip1.000000\baselineskip
Aquí, la velocidad del vástago del pistón 63 en
una dirección del eje-x se determina de acuerdo con
la siguiente ecuación a través de diferenciación por la ecuación
(1) descrita anteriormente:
- - -
(2)dX/dt = L4 \cdot sen \phi4 \cdot d\phi4/dt
+ L2 \cdot cos (\alpha + \phi1) \cdot d\phi1/dt -R \cdot
\omega \cdot sen
\theta
en la
que:
d\phi4dt = \omega \cdot [L2 \cdot sen
(\alpha + \phi1) \cdot R \cdot cos (\theta - \phi3)
-\eta \cdot Rp \cdot cos (\thetap - \phi3)} /{L1 \cdot
sin (\phi1 + \phi3)} + R \cdot cos \phi}] / (L4 \cdot cos
\phi4)
\phi3 = arcsen {(R \cdot cos \theta - L6 -
Rp \cdot cos \thetap + L1 \cdot sen \phi1) / L3)
d\phi1/dt = \omega \cdot{R \cdot cos
(\theta - \phi3) - \eta \cdot Rp \cdot cos (\thetap -
\phi3))/ {L1 \cdot sen (\phi1 + \phi3)}
\vskip1.000000\baselineskip
Una ecuación en un caso en el que dX/d = 0 en la
ecuación (2) descrita anteriormente tiene cuatro soluciones cuando
\theta está en un intervalo de -2\pi < \theta < 2\pi.
Las cuatro soluciones están asociadas con el movimiento de un motor
de 4 tiempos, y se determinan los ángulos de cigüeñal proporcionando
un centro muerto superior en un tiempo de compresión, un centro
muerto superior en un tiempo de admisión y en un tiempo de
expulsión, un centro muerto inferior después de un tiempo de
expansión y un centro muerto inferior después del tiempo de
admisión y se utilizan para determinar varias posiciones del muñón
de pistón. Cuando la posición del vástago del pistón 63 en la
dirección del eje-x en el centro muerto superior en
tiempo de compresión se representa por Xctdc; la posición del muñón
de pistón 63 en la dirección del eje-x en el centro
muerto superior en cada uno de los tiempos de admisión y de
expulsión se representa por Xotdc; la posición del muñón de pistón
63 en la dirección del eje-x en el centro muerto
inferior después de un tiempo de expansión se representa por Xebdc;
y la posición del muñón de pistón en la dirección del
eje-x en el centro muerto inferior después del
tiempo de admisión se representa por Xibdc, la carrera Scomp en el
tiempo de compresión y la carrera Sexp en el tiempo de compresión
se representan por (Scomp = Xctdc - Xibdc) y (Sexp = Xotdc - Xebdc),
respectivamente, y se determinan las siguientes dimensiones, de
manera que se satisface Scomp > Sexp y se satisface Xctdc =
Xotdc: la longitud L1 del segundo brazo 67; la longitud L2 del
primer brazo 66; la longitud L3 del vástago de control 69; la
longitud L4 del vástago de conexión 64; la longitud L5 desde el eje
del cigüeñal 27 hasta los ejes de los árboles giratorios 81 y 82 en
la dirección del eje-y; la longitud L6 desde el eje
del cigüeñal 27 hasta los ejes de los árboles giratorios 81 y 82 en
la dirección del eje-x; la cantidad \delta de la
desviación del eje del cilindro C desde el eje del árbol del
cigüeñal 27 en la dirección del eje-y; el ángulo
\alpha formado por el primero y segundo brazos 66 y 67; la
longitud R entre el eje del árbol de cigüeñal 27 y el muñón del
cigüeñal 65; la longitud Rp de la línea recta que conecta los ejes
de los árboles giratorios 81 y 82 y el eje del árbol excéntrico
móvil 61 y el ángulo \thetap cuando el ángulo \theta es
"0".
Tales determinaciones aseguran que la carrera
del pistón en el tiempo de expansión sea mayor que la carrera en el
tiempo de compresión y, además, el centro muerto superior en los
tiempos de admisión y de expulsión y el centro muerto superior en
el tiempo de compresión pueden ser idénticos entre sí.
Más específicamente, el mecanismo de enlace 52
es accionado como se muestra en la figura 6 en los tiempos de
admisión, de compresión, de expansión y de expulsión en el motor y
la posición X del vástago del pistón 63 en la dirección del
eje-x se varía como se muestra en la figura 7 de
acuerdo con tal funcionamiento del mecanismo de enlace 62. En
efecto, la carrera Sint en el tiempo de admisión y la carrera Scomp
en el tiempo de compresión son iguales entre sí (Sint = Scomp), la
carrera Sexp en el tiempo de expansión y la carrera Sext en el
tiempo de expulsión son iguales entre sí (Sexp = Sexh). Además, la
carrera Sexp (= Sexh) en el tiempo de expansión es mayor que la
carrera Scomp (= Sint) en el tiempo de compresión. Por lo tanto, se
puede realizar un trabajo de expansión mayor con la misma cantidad
de mezcla de combustible y aire aspirada, mejorando de esta manera
la eficiencia térmica del ciclo.
Además, la posición Xotdc del vástago del pistón
63 en la dirección del eje-X en el centro muerto
superior en los tiempos de admisión y de expulsión y la posición
Xctdc del vástago del pistón 63 en la dirección del
eje-X en el centro muerto superior en el tiempo de
compresión son también congruentes entre sí.
A continuación se describirá el funcionamiento
de la primera forma de realización. El motor incluye el mecanismo
de enlace que está constituido por el vástago de conexión 64 que
está conectado en un extremo al pistón 38 a través del vástago del
pistón 63, el primer brazo 66 conectado de forma giratoria en un
extremo al otro extremo del vástago de conexión 64 y en el otro
extremo al árbol del cigüeñal 27 a través del muñón del cigüeñal
65, el segundo brazo 66 conectado integralmente en un extremo al
otro extremo del primer brazo para constituir el vástago
subsidiario 68 por la cooperación del primer brazo, y el vástago de
control 69 conectado de forma giratoria en un extremo al otro
extremo del segundo brazo 67. El árbol excéntrico móvil 61 para
soportar el otro extremo del vástago de control 69 está montado
entre las posiciones excéntricas de los árboles giratorios 81 y 82,
a los que se transmite la potencia reducida en la relación reducida
de ½ desde el árbol de cigüeñal 27, y la carrera del pistón 38 en
el tiempo de expansión es mayor que la carrera en el tiempo de
compresión. En tal motor, se determinan adecuadamente las
siguientes dimensiones: la longitud L1 del segundo brazo; la
longitud L2 del primer brazo 66; la longitud L3 del vástago de
control 69; la longitud L4 del vástago de conexión 64; la longitud
L5 desde el eje del árbol de cigüeñal 27 hasta los ejes de los
árboles giratorios 81 y 82 en la dirección del
eje-y; la longitud L6 desde el eje del árbol de
cigüeñal 27 hasta los ejes de los árboles giratorios 81, 82 en la
dirección del eje-x; la cantidad \delta de
desviación del eje del cilindro C desde el eje del árbol de
cigüeñal 27 en la dirección del eje-y; el ángulo
\alpha formado por dichos primero y segundo brazos 66, 67; la
longitud R entre el eje del vástago de cigüeñal 27 y el muñón de
cigüeñal 65; la longitud Rp de la línea recta que conecta los ejes
de los árboles giratorios 81, 82 y el eje del árbol excéntrico
móvil 61 y el ángulo \thetap cuando el ángulo \theta es
"0", de tal manera que el centro muerto superior en cada uno
de los tiempos de admisión y de expulsión y el centro muerto
superior en el tiempo de compresión son congruentes entre sí.
Por lo tanto, es posible prevenir la ocurrencia
de la interferencia de cada una de la válvula de admisión 43 y la
válvula de expulsión 44 y un tope del pistón 38 entre sí y
proporcionar una mejora en la relación de compresión en el motor
para permitir el funcionamiento con una eficiencia térmica más
elevada. También es posible conseguir el barrido suficiente por el
pistón 38 y prevenir una reducción en la salida en un estado a
plena carga y prevenir la inestabilidad de la combustión en un
estado de baja carga.
El primero y segundo brazos 66 y 67 constituyen
el vástago subsidiario 68 que tiene la primera porción de soporte
70 semi-circular colocada en contacto deslizante con
la mitad de la periferia del muñón del cigüeñal 65 por cooperación
entre sí. El vástago de conexión 64 está conectado de forma
giratoria a un extremo del vástago subsidiario 68, y el vástago de
control 69 está conectado de forma giratoria en un extremo al otro
extremo del vástago subsidiario 68. La tapa del cigüeñal 73 que
tiene la porción de soporte 74 semi-circular
colocada en contacto deslizante con la mitad restante de la
periferia del muñón del cigüeñal 65 está fijada a la pareja de
porciones bifurcadas 71 y 72 semi-circulares
previstas integralmente sobre el vástago subsidiario 68 de tal
manera que el otro extremo del vástago de conexión 64 y uno de los
extremos del vástago de control 69 están intercalados entre las
porciones bifurcadas 71 y 72 semi-circulares. Por lo
tanto, es posible mejorar la rigidez del vástago subsidiario 68
montado en el muñón del cigüeñal 65.
Además, el pasador del vástago de conexión 75,
que está montado a presión en el otro extremo del vástago de
conexión 64, está montado de forma giratoria en sus extremos
opuestos en una 71 de las porciones bifurcadas, y el pasador del
vástago subsidiario 76, que pasa de forma relativamente giratoria a
través de un extremo del vástago de control 69, está montado con
holgura en sus extremos opuestos dentro de la otra porción
bifurcada 72. Por lo tanto, la porción desde el pistón 38 hasta el
vástago subsidiario 68 y el vástago de control 69 están montadas de
forma separada en el motor, y el vástago subsidiario 68 y el vástago
de control 69 se pueden conectar entonces entre sí De esta manera,
se puede facilitar la operación de montaje, mejorando al mismo
tiempo la exactitud del montaje y, como resultado, se puede evitar
un incremento en el tamaño del motor.
Además, puesto que el pasador del vástago de
conexión 75 y el vástago subsidiario 76 están dispuestos sobre las
extensiones de los ejes de los bulones 78 para fijar la tapa del
cigüeñal 73 al vástago subsidiario 68, el vástago subsidiario 68 y
la tapa del cigüeñal 73 se pueden construir de una manera compacta,
por lo que se puede reducir el peso del vástago subsidiario 68 y de
la tapa del cigüeñal 73 y se puede suprimir también la pérdida de
potencia.
La figura 8 muestra una segunda forma de
realización de la presente invención, en la que las porciones o los
componentes que corresponden a los mostrados en la primera forma de
realización están designados por los mismos números de referencia y
símbolos.
Un engranaje de accionamiento 90 fijado al árbol
giratorio 81 está engranado con un engranaje de accionamiento 52
que está previsto sobre el árbol del cigüeñal 27, de manera que está
engranado con el engranaje accionado 53 fijado al árbol del
cigüeñal 54. Por lo tanto, se transmite una potencia de rotación
reducida en una relación de reducción de ½ desde el árbol del
cigüeñal 27 a través del engranaje de accionamiento 542 y el
engranaje accionado 90 hasta los árboles giratorios 81 y 82, y el
árbol excéntrico móvil 61 montado entre los árboles giratorios 81 y
82 es girado alrededor de los ejes de los árboles giratorios 81 y 82
en una rotación cada vez que el árbol del cigüeñal 27 es girado en
dos rotaciones.
Además, el árbol excéntrico móvil 61 de la
segunda forma de realización gira en el sentido opuesto al que gira
el árbol excéntrico móvil 61 de la primera forma de realización. Es
decir, que en la segunda forma de realización, el sentido de
rotación del árbol excéntrico móvil 61 se representa por \eta =
-0,5 cuando su velocidad de rotación es \eta.
Además, en la segunda forma de realización, el
centro muerto superior en los tiempos de admisión y de expulsión y
el centro muerto superior en el tiempo de compresión se pueden hacer
congruentes entre sí para proporcionar un efecto similar al de la
primera forma de realización determinando de una manera adecuada la
longitud L1 del segundo brazo 67; la longitud L2 del primer brazo
66; la longitud L3 del vástago de control 69; la longitud L4 del
vástago de conexión 64; la longitud L5 desde el eje del cigüeñal 27
hasta los ejes de los árboles giratorios 81 y 82 en la dirección
del eje-y; la longitud L6 desde el eje del cigüeñal
27 hasta los ejes de los árboles giratorios 81 y 82 en la dirección
del eje-x; la cantidad \delta de la desviación del
eje del cilindro C desde el eje del árbol del cigüeñal 27 en la
dirección del eje-y; el ángulo \alpha formado por
el primero y segundo brazos 66 y 67; la longitud R entre el eje del
árbol de cigüeñal 27 y el muñón del cigüeñal 65; la longitud Rp de
la línea recta que conecta los ejes de los árboles giratorios 81 y
82 y el eje del árbol excéntrico móvil 61 y el ángulo \thetap
cuando el ángulo \theta es "0".
Cuando el pistón 38 está en el tiempo de
expansión, se aplica una carga grande al pistón 38 debido a la
combustión en la cámara de combustión 40, pero si se incrementa el
cambio de actitud del pistón 38 debido a la carga grande en ese
tiempo, se incrementa la fricción y se amplía el sonido de golpeteo
del pistón. Por lo tanto, en la tercera forma de realización se
describirá una disposición diseñada para prevenir tal
inconveniente.
Para suprimir la fricción y el sonido de
golpeteo del pistón, se determina un lugar de movimiento del vástago
del pistón 63 para que caiga dentro de un intervalo entre el
eje-x y una (que está más próxima al
eje-x) de las líneas de tangentes en paralelo al
eje y tangentes a un lugar descrito en los tiempos de expansión y de
compresión por un punto de conexión entre el vástago de conexión 64
y el primer brazo 66, es decir, el centro del pasador del vástago
de conexión 75. Más específicamente, en los tiempos de expansión y
de expulsión, el mecanismo de enlace 62 es accionado como se
muestra en la figura 9 entre un estado, en el que el pistón 38 está
en el centro muerto superior (un estado mostrado por una línea
continua) y un estado, en el que el pistón 38 está en el centro
muerto inferior (un estado mostrado por una línea discontinua), y el
centro del pasador del vástago del pistón 75 describe un lugar 95,
mostrado por una línea continua fina en el tiempo de expansión y
describe un lugar 95^{2} mostrado en una línea continua fina en el
siguiente tiempo de expulsión, de manera que un lugar 95
proporciona una configuración sin fin en conjunto. El lugar de
movimiento del vástago del pistón 63 se determina para que caiga
dentro de un intervalo entre el eje-x y una 96 de
una pareja de líneas de tangentes en paralelo al
eje-x y tangente al lugar 951 en el tiempo de
expansión, que está más próximo al eje-x.
\newpage
Si el lugar de movimiento del vástago del pistón
63 se determina como se ha descrito anteriormente, se puede reducir
la fricción del pistón 38, y se puede suprimir el sonido de golpeteo
del pistón. Más específicamente, cuando el pistón 38 está en el
tiempo de expansión, se aplica una carga grande al pistón 38, pero
si se incrementa el cambio de actitud del pistón 38 debido a la
carga grande en este tiempo, se incrementa la fricción y se amplía
el sonido de golpeteo del pistón. No obstante, la determinación
descrita anteriormente del lugar de movimiento del vástago del
pistón 63 asegura que el vástago de conexión 64 esté inclinado
siempre a un lado en el tiempo de expansión, a pesar de que el
pistón 38 recibe la carga grande en el tiempo de expansión, de
manera que se puede suprimir el cambio de actitud del pistón 38.
Como resultado, se puede reducir la fricción del pistón 38 y se
puede suprimir el sonido del golpeteo del pistón.
En el motor en el que durante la bajada del
pistón 38, la carrera en el tiempo de expansión es mayor que la
carrera en el tiempo de admisión, y durante la subida del pistón 38,
la carrera en el tiempo de expulsión es mayor que la carrera en el
tiempo de compresión, como se ha descrito anteriormente, si el
mecanismo de enlace se ajusta para que los centros muertos superior
e inferior del pistón 38 sean retraídos en cada ángulo del cigüeñal
de 180 grados, existe una posibilidad de que la velocidad de
movimiento alternativo del pistón en los tiempos de expansión y de
expulsión, en los que la carrera es mayor, sea mayor que la
velocidad de movimiento alternativo del pistón 38 en los tiempos de
admisión y de compresión, en los que la carrera es menor, y el
cambio en la aceleración del pistón en los centros muertos superior
e inferior es ampliado debido a tal diferencia de la velocidad,
proporcionando de esta manera una degradación de la vibración
inercial. Por lo tanto, en el motor que utiliza el mecanismo de
enlace 62 descrito anteriormente, el intervalo del ángulo del
cigüeñal en cada uno de los tiempos de admisión, de compresión, de
expansión y de expulsión se puede ajustar a un valor distinto de
180 grados.
Por ejemplo, cuando el mecanismo de enlace 62 se
ajusta para que se lleve a un estado mostrado por una línea
continua en la figura 10 en el centro muerto superior en el tiempo
de expansión y un estado mostrado por una línea discontinua en la
figura 10 en el centro muerto inferior, el intervalo del ángulo del
cigüeñal en cada uno de los tiempos de admisión, compresión,
expansión y expulsión es como se muestra en la figura 11. El
intervalo (= 179,8 grados) del árbol del cigüeñal en el tiempo de
admisión es mayor que el intervalo (= 153,6 grados) del ángulo del
cigüeñal en el tiempo de expansión, y el intervalo (= 197,17 grados)
del ángulo del cigüeñal en el tiempo de compresión es mayor que el
intervalo (= 189,1 grados) del ángulo del cigüeñal en el tiempo de
expansión, y la aceleración del pistón 38 en este caso es variado
como se muestra en la figura 12.
En este caso, cuando la carrera del pistón 38 en
los tiempos de expansión y de expulsión es 56 mm; la carrera del
pistón 38 en los tiempos de admisión y de compresión es 37 mm; y una
relación del volumen en el tiempo de expansión con respecto al
volumen en el tiempo de compresión es 1,5, la aceleración máxima (la
aceleración máxima hacia el centro muerto superior) es +6440
m/seg^{2} inmediatamente antes de que el tiempo de expansión
cambie al tiempo de expulsión; la aceleración mínima (la aceleración
máxima hacia el centro muerto inferior) es -4009 m/seg^{2} en
el centro de la carrera de expansión, como se muestra en la figura
12, y ambos (el valor absoluto de la aceleración máxima) y (el
valor absoluto de la aceleración mínima) son grandes.
En efecto, si el intervalo del ángulo del
cigüeñal en el tiempo de admisión es mayor que el intervalo del
árbol del cigüeñal en el tiempo de expansión, y el intervalo del
ángulo del cigüeñal en el tiempo de compresión es mayor que el
intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión, no se
reduce la aceleración del pistón 38 y, por lo tanto, es imposible
prevenir la degradación de la vibración de inercia.
Por lo tanto, en una cuarta forma de realización
de la presente invención, el intervalo del ángulo del cigüeñal en
el tiempo de expansión se ajusta mayor que el intervalo del ángulo
del cigüeñal en el tiempo de admisión, y el intervalo del ángulo
del cigüeñal en el tiempo de expulsión se ajusta mayor que el
intervalo del árbol del cigüeñal en el tiempo de compresión.
En efecto, cuando el mecanismo de enlace 62 se
ajusta para que sea llevado a un estado mostrado por una línea
continua en la figura 13 en el centro muerto superior en el tiempo
de expansión y a un estado mostrado por una línea de trazos en la
figura 13 en el centro muerto inferior, el intervalo del ángulo del
cigüeñal en cada uno de los tiempos de admisión, de compresión, de
expansión y de expulsión es como se muestra en la figura 14. El
intervalo (= 195,1 grados) del ángulo del cigüeñal en el tiempo de
expansión es mayor que el intervalo (= 189,9 grados) en ángulo del
cigüeñal en el tiempo de admisión, y el intervalo (169,7 grados) del
ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión es mayor que el
intervalo (= 165,3 grados) del ángulo del cigüeñal en el tiempo de
compresión, y la aceleración del pistón 38 se varía en este caso
como se muestra en la figura 15.
En este caso, cuando la carrera del pistón 38 en
los tiempos de expansión y de expulsión, la carrera del pistón 38
en los tiempos de admisión y de compresión y la relación del volumen
en el tiempo de expansión con respecto al volumen en el tiempo de
compresión se ajusta en los mismos valores que en la forma de
realización mostrada en las figuras 10 a 12, la aceleración máxima
(la aceleración máxima hacia el centro muerto superior) es +3377
m/seg^{2} en el instante en el que el tiempo de expansión cambia a
un tiempo de expulsión; la aceleración mínima (la aceleración
máxima hacia el centro muerto inferior) es -2909 m/seg^{2}
inmediatamente antes de que el tiempo de expansión cambie al tiempo
de admisión, como se muestra en la figura 15, y ambos (el valor
absoluto de la aceleración máxima) y (el valor absoluto de la
aceleración mínima) se pueden reducir en una medida considerable
con respecto a los que existen en la forma de realización mostrada
en las figuras 10 a 12.
En efecto, ajustando el intervalo del ángulo del
cigüeñal en los tiempos de expansión y de expulsión, en los que la
carrera es mayor en la medida de un valor mayor que el intervalo del
ángulo del cigüeñal en los tiempos de admisión y de compresión, en
los que la carrera es menor, la velocidad del pistón 38 en cada una
de las carreras puede ser uniforme, y se puede suprimir la
variación en la aceleración del pistón en el centro muerto inferior
después de los tiempos de admisión y de expansión y la variación en
la aceleración del pistón en el centro muerto superior después de
los tiempos de compresión y de expansión, evitando de esta manera la
degradación de la vibración de inercia.
Además, en una quinta forma de realización de la
presente invención, el mecanismo de enlace 62 se ajusta para que
sea llevado a un estado mostrado por una línea continua en la figura
16 en el centro muerto superior en el tiempo de expansión, y un
estado mostrado por una línea de trazos en la figura 16 en el centro
muerto inferior. Por lo tanto, el intervalo del ángulo del cigüeñal
en cada uno de los tiempos de admisión, de compresión, de expansión
y de expulsión es como se muestra en la figura 17. El intervalo (=
178,2 grados) del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expansión es
mayor que el intervalo (= 177,7 grados) en ángulo del cigüeñal en el
tiempo de admisión, y el intervalo (185,3 grados) del ángulo del
cigüeñal en el tiempo de expulsión es mayor que el intervalo (=
178,8 grados) del ángulo del cigüeñal en el tiempo de compresión, y
la aceleración del pistón 38 se varía en este caso como se muestra
en la figura 18.
En este caso, cuando la carrera del pistón 38 en
los tiempos de expansión y de expulsión, la carrera del pistón 38
en los tiempos de admisión y de compresión y la relación del volumen
en el tiempo de expansión con respecto al volumen en el tiempo de
compresión se ajustan en los mismos valores que en la forma de
realización mostrada en las figuras 10 a 12, y en la cuarta forma
de realización, la aceleración máxima (la aceleración máxima hacia
el centro muerto superior) es +3798 m/seg^{2} en el instante en el
que el tiempo de expansión cambia a un tiempo de expulsión; la
aceleración mínima (la aceleración máxima hacia el centro muerto
inferior) es -2212 m/seg^{2} inmediatamente antes de que el
tiempo de expansión cambie al tiempo de admisión, como se muestra
en la figura 18, y ambos (el valor absoluto de la aceleración
máxima) y (el valor absoluto de la aceleración mínima) se pueden
reducir en una medida considerable con respecto a los que existen en
la forma de realización mostrada en las figuras 10 a 12.
Además, de acuerdo con la quinta forma de
realización, se puede prevenir la degradación de la vibración
inercial como en la cuarta forma de realización.
En la cuarta y en la quinta forma de
realización, sin embargo, se puede reducir la aceleración del pistón
38, pero la aceleración máxima (la aceleración máxima hacia el
centro muerto superior) y la aceleración mínima (la aceleración
máxima hacia el centro muerto inferior) están descompensadas entre
la cuarta y la quinta forma de realización. Más específicamente, en
la cuarta forma de realización (el valor absoluto de la aceleración
máxima) / (el valor absoluto de la aceleración mínima) es 1,16, y en
la quinta forma de realización es 1,72. Para evitar de una manera
fiable la degradación de la vibración inercial, es deseable que (el
valor absoluto de la aceleración máxima) / (el valor absoluto de la
aceleración mínima) sea un valor próximo a "1".
La razón por la que (el valor absoluto de la
aceleración máxima) / (el valor absoluto de la aceleración mínima)
es mayor que "1" en la cuarta y en la quinta forma de
realización se considera que es porque en la cuarta forma de
realización, el intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de
expansión es 195,1 grados excediendo de 180 grados, mientras que el
intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión es 169,7
grados, menor que 180 grados, y en la quinta forma de realización,
el intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión es
185,3 grados excediendo de 180 grados, mientras que el intervalo del
ángulo del cigüeñal en el tiempo de expansión es 178,2 gramos menor
que 180 grados.
Por lo tanto, en una sexta forma de realización
de la presente invención, el intervalo del ángulo del cigüeñal en
el tiempo de expansión se ajusta mayor que el intervalo del ángulo
del cigüeñal en el tiempo de admisión, y el intervalo del ángulo
del cigüeñal en el tiempo de expulsión se ajusta mayor que el
intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de compresión y,
además, los intervalos de los ángulos del cigüeñal en los tiempos
de expansión y de expulsión se ajustan a valores que exceden de 180
grados, respectivamente.
En efecto, el mecanismo de enlace 62 se ajusta
para que sea llevado a un estado, por ejemplo, mostrado por una
línea continua en la figura 19 en el centro muerto superior en el
tiempo de expansión y a un estado, por ejemplo, por ejemplo,
mostrado por una línea de trazos en la figura 19 en el centro muerto
inferior. Por lo tanto, el intervalo del ángulo del cigüeñal en
cada uno de los tiempos de admisión, de compresión, de expansión y
de expulsión es como se muestra en la figura 20. El intervalo del
árbol del cigüeñal en el tiempo de expansión (= 191,2 grados) es
mayor que el intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de
admisión (= 168,2 grados), y el intervalo del ángulo del cigüeñal
en el tiempo de expulsión (= 190,2 grados) es mayor que el intervalo
del ángulo del cigüeñal en el tiempo de compresión (= 170,4
grados), y la aceleración del pistón 38 en este caso se varía como
se muestra en la figura 21.
De acuerdo con la sexta forma de realización, la
velocidad del pistón 38 en cada uno de los tiempos puede ser,
además, uniforme, y la variación en la aceleración del pistón en el
centro muerto inferior después de los tiempos de admisión y de
expansión y la variación en la aceleración del pistón en el centro
muerto superior después de los tiempos de compresión y de expulsión
se puede suprimir más efectivamente, evitando de esta manera la
degradación de la vibración de inercia más efectivamente.
En efecto, cuando la carrera del pistón 38 en
los tiempos de expansión y de expulsión, la carrera del pistón 38
en las carreras de admisión y de compresión y la relación del
volumen en el tiempo de expansión con respecto al volumen en el
tiempo de compresión se ajustan en los mismos valores en la forma de
realización mostrada en las figuras 10 a 12, la aceleración máxima
(la aceleración máxima hacia el centro muerto superior) es +2467
m/seg^{2} inmediatamente antes que el tiempo de expansión cambia a
un tiempo de expulsión; la aceleración mínima (la aceleración
máxima hacia el centro muerto inferior) es -2471 m/seg^{2}
inmediatamente antes de que el tiempo de expulsión cambie al tiempo
de admisión, como se muestra en la figura 21, y se puede conseguir
(el valor absoluto de la aceleración máxima) / (el valor absoluto de
la aceleración mínima) \approx 1,0.
Para asegurar que el intervalo del ángulo del
cigüeñal en el tiempo de expansión se ajusta mayor que el intervalo
del ángulo del cigüeñal en el tiempo de admisión, y el intervalo del
ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión se ajusta mayor que
el intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de compresión y,
además, los intervalos de los rangos del cigüeñal en los tiempos de
expansión y de expulsión se ajustan en los valores que exceden de
180 grados, respectivamente, las dimensiones de las varias porciones
en el mecanismo de enlace 62 se ajustan como se describe a
continuación.
Como se muestra en la figura 22, el árbol de
soporte 61 se desplaza para describir un lugar circular que tiene
un radio Rp alrededor de un punto espaciado dentro del plano
x-y aparte del eje del árbol del cigüeñal 27 en la
medida de las longitudes L5 y L6 en las direcciones del
eje-y y del eje-x, respectivamente y
cuando la longitud R entre el eje del árbol del cigüeñal 27 y el
muñón del cigüeñal 65 se ajusta a 1,0, la longitud L1 del segundo
brazo 67 se ajusta en el intervalo de 1,7 a 4,5; la longitud L2 del
primer brazo 66 se ajusta en un intervalo de 0,6 a 52; la longitud
L3 del vástago de control 69 se ajusta en un intervalo de 4,3 a 6,9;
la longitud L5 se ajusta en un intervalo de 2,3 a 4,0; la longitud
L6 se ajusta en un intervalo de 0,00 a 3,35; y el radio Rp se
ajusta en un intervalo de 0,25 a 1,80, así como el ángulo \alpha
formado por el primero y segundo brazos 66, 67 se ajusta en un
intervalo de 105 a 180 grados.
Determinando las dimensiones de las varias
porciones en el mecanismo de enlace 62, se puede evitar más
efectivamente la degradación de vibración de inercia, como se
describe en la sexta forma de realización.
Aunque las formas de realización de la presente
invención se han descrito en detalle, se comprenderá que la
presente invención no está limitado a las formas de realización
descritas anteriormente, y se pueden realizar varias modificaciones
en el diseño son apartarse del espíritu y el alcance de la invención
definidos en las reivindicaciones.
Por ejemplo, las ruedas dentadas 85, 86 y la
cadena han sido utilizadas para hacer girar el árbol de soporte 61
en cada una de las formas de realización descritas anteriormente, y
se puede utilizar una correa dentada o similar.
La presente invención se refiere a un motor, en
el que la carrera de un pistón en un tiempo de expansión es mayor
que en un tiempo de compresión. Con el fin de asegurar que un centro
muerto superior en cada uno de los tiempos de admisión y de
expulsión y un centro muerto superior en el tiempo de compresión
están al mismo nivel, se determinan las siguientes dimensiones de
acuerdo con una ecuación que representa un nivel de un vástago del
pistón, de manera que el centro muerto superior en cada uno de los
tiempos de admisión y de expulsión y el centro muerto superior en
el tiempo de compresión son congruentes entre sí: una longitud de un
segundo brazo; una longitud de un primer brazo; una longitud de un
vástago de control; una longitud de un vástago de conexión; una
longitud desde un eje de un árbol de cigüeñal hasta ejes de árboles
giratorios en una dirección de un eje-y; una
longitud desde el eje del árbol del cigüeñal hasta los ejes de los
árboles giratorios en una dirección de un eje-x;
una cantidad de desviación de un eje del cilindro desde el eje del
árbol del cigüeñal en la dirección del eje-y; un
ángulo formado por el primero y segundo brazos; una longitud entre
el eje del árbol del cigüeñal y el muñón del cigüeñal; una longitud
de una línea recta que conecta los ejes de los árboles giratorios;
y un eje de un árbol excéntrico móvil y un ángulo cuando el ángulo
del cigüeñal es "0".
Claims (5)
1. Un motor que comprende un vástago de conexión
(64) que está conectado en un extremo a un pistón (38) a través de
un muñón de pistón (63), un primer brazo (66) conectado de forma
giratoria en un extremo al otro extremo de dicho vástago de
conexión (64) y en el otro extremo a un árbol de cigüeñal (27) a
través de un muñón de cigüeñal (65), un segundo brazo (67)
conectado integralmente en un extremo al otro extremo del primer
brazo (66), un vástago de control (69) conectado de forma giratoria
en un extremo al otro extremo del segundo brazo (67), y un árbol
excéntrico móvil (61) montado entre posiciones excéntricas de los
árboles giratorios (81, 82) a los que se transmite una potencia
reducida en una relación de ½ desde dicho árbol de cigüeñal (27),
siendo conectado el árbol excéntrico móvil (61) al otro extremo del
vástago de control (69), siendo la carrera del pistón (38) en un
tiempo de expansión mayor que en un tiempo de compresión,
en el que cuando varias dimensiones se
representan como se describe a continuación en un plano
x-y constituid por un eje-x que se
extiende perpendicularmente a un eje de dicho árbol de cigüeñal (27)
a lo largo de un eje del cilindro y un eje-y que se
extiende perpendicularmente al eje de dicho árbol de cigüeñal (27)
en una dirección perpendicular al eje-x: una
longitud de dicho vástago de conexión (64) se representa por L4; una
longitud de dicho primer brazo (66) se representa por L2; una
longitud de dicho segundo brazo (67) se representa por L1; una
longitud de dicho vástago de control (69) se representa por L3; una
longitud desde el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) hasta los
ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) en una dirección del
eje-y se representa por L5; una longitud desde el
eje de dicho árbol de cigüeñal (27) hasta los ejes de dichos árboles
giratorios (81, 82) en una dirección del eje-x se
representa por L6; un ángulo formado por dicho vástago de conexión
(64) con respecto al eje del cilindro se representa por \phi4; un
ángulo formado por dichos primero y segundo brazos (66, 67) se
representa por \alpha; un ángulo formado por dicho segundo brazo
(67) con el eje-y dentro del plano
x-y se representa por \phi1; un ángulo formado por
dicho vástago de control (69) con el eje-y se
representa por \phi3; un ángulo formado por una línea recta que
conecta el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) y dicho muñón de
cigüeñal (65) con el eje-x se representa por
\theta; un ángulo formado por una línea recta que conecta los
ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) y el eje de dicho árbol
excéntrico móvil con el eje-x se representa por
\thetap; un valor del ángulo \thetap se representa por \gamma
cuando el árbol \theta es "0"; una longitud entre el eje de
dicho árbol de cigüeñal (27) y dicho muñón de cigüeñal (65) se
representa por R; una longitud de la línea recta que conecta los
ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) y el eje de dicho árbol
excéntrico móvil (61) se representa por Rp; una velocidad angular de
rotación de dicho árbol de cigüeñal (27) se representa por
\omega; y una relación de la velocidad de rotación de dicho árbol
excéntrico móvil (61) con respecto a la velocidad de rotación de
dicho árbol del cigüeñal (27) se representa por \eta y el sentido
de rotación de dicho árbol excéntrico móvil (61) con respecto a
dicho árbol de cigüeñal se representa por un signo positivo cuando
el eje excéntrico móvil (61) gira en el mismo sentido que el del
árbol de cigüeñal (27) o se representa por un signo negativo cuando
el árbol excéntrico móvil (61) gira en el sentido opuesto al del
árbol del cojéenla (27), por lo tanto la relación \eta = +0,5 o
\eta = -0,5, se establece la siguiente ecuación:
-L4 \cdot sen
\phi4 \cdot d\phi4/dt + L2 \cdot cos (\alpha + \phi1)
\cdot d\phi1/dt -R \cdot \omega \cdot sen \theta =
0
en la
que
\phi4 = arcsen {L2 \cdot cos (\alpha +
\phi1) + R \cdot sen\phi - \delta} / L4
d\phi4dt = \omega \cdot [L2 \cdot sen
(\alpha + \phi1) \cdot R \cdot cos (\theta - \phi3) -
\cdot Rp \cdot cos (\thetap - \phi3)} /{L1 \cdot sin
(\phi1 + \phi3)} + R \cdot cos \phi}] / (L4 \cdot cos
\phi4)
\phi1 = arcsen [(L3^{2} - L^{1} - C^{2}
- D^{2}) / {2 \cdot L1 \cdot \surd (C^{2} + D2)}] - arctan
(C/D)
\phi3 = arcsen {(R \cdot cos \theta - L6 -
Rp \cdot cos \thetap + L1 \cdot sen \phi1) / L3)
C = L5 + Rp \cdot sen \thetap - R \cdot
sen \theta
D = L6 + Rp \cdot cos \thetap - R \cdot
cos \theta
\thetap = \eta\cdot\theta +
\gamma
d\phi1/dt = \omega \cdot{R \cdot cos
(\theta - \phi3) - \eta \cdot Rp \cdot cos (\thetap -
\phi3))/ {L1 \cdot sen (\phi1 + \phi3)}
y los ángulos del cigüeñal \theta en el centro
muerto superior en cada uno de los tiempos de admisión y de
expulsión y en el centro muerto superior en el tiempo de compresión
se determinan a partir de dicha ecuación, y la longitud L1 de dicho
segundo brazo (67); la longitud L2 de dicho primer brazo (66); la
longitud L3 de dicho vástago de control (69); la longitud L4 de
dicho vástago de conexión (64); la longitud L5 desde el eje de
dicho árbol de cigüeñal (27) hasta los ejes de dichos árboles
giratorios (81, 82) en la dirección del eje-y; la
longitud L6 desde el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) hasta los
ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) en la dirección del
eje-x; la cantidad \delta de desviación del eje
del cilindro desde el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) en la
dirección del eje-y; el ángulo \alpha formado por
dichos primero y segundo brazos (66, 67); la longitud R entre el
eje de dicho vástago de cigüeñal (27) y dicho muñón de cigüeñal
(65); la longitud Rp de la línea recta que conecta los ejes de
dichos árboles giratorios (81, 82) y el eje de dicho árbol
excéntrico móvil (61) y el ángulo \thetap cuando el ángulo
\theta es "0", se determinan de tal manera que el centro
muerto superior en cada uno de los tiempos de admisión y de
expulsión y el centro muerto superior en el tiempo de compresión
son congruentes entre sí, de acuerdo con la siguiente ecuación:
X =
L4\cdotcos \phi4 + L2\cdotsen (\alpha + \phi1) +
R\cdotcos\theta
que representa un nivel X del
vástago del pistón en ambos ángulos de cigüeñal
\theta.
2. Un motor de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que un lugar de movimiento de dicho muñón de pistón (63) está
determinado para caer dentro de un intervalo entre el
eje-x y una de las líneas tangentes paralelas al
eje-x y tangente a un lugar descrito en el tiempo de
expansión por un punto de conexión entre dicho vástago de conexión
(64) y dicho primer brazo (66), que está más próximo al dicho
eje-x.
3. Un motor de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de
expansión se ajusta mayor que en el tiempo de admisión, y el
intervalo del ángulo del cigüeñal en el tiempo de expulsión se
ajusta mayor que en el tiempo de compresión.
4. Un motor de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que los intervalos de los ángulos de cigüeñal en los tiempos
de expansión y de expulsión se ajustan a valores que exceden de 180
grados, respectivamente.
5. Un motor de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que dicho árbol excéntrico móvil (61) está montado sobre
dichos árboles giratorios (81, 82) que tienen los ejes dispuestos en
lugares espaciados dentro de dicho plano x-y desde
el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) por las longitudes L5 y L6 en
las direcciones del eje-y y del
eje-x, respectivamente, de manera que se desplaza
desde los ejes de dichos árboles giratorios (81, 82) a una
distancia que corresponde al radio Rp, y en el que cuando la
longitud R entre el eje de dicho árbol de cigüeñal (27) y dicho
muñón de cigüeñal (65) se ajusta a 1,0, la longitud L1 de dicho
segundo brazo (67) se ajusta en un intervalo de 1,7 a 4,5; la
longitud L2 de dicho primer brazo (66) se ajusta en un intervalo de
0,6 a 5,2; la longitud L3 de dicho vástago de control (69) se ajusta
en un intervalo de 4,3 a 6,9; la longitud L5 entre el eje de dicho
árbol de cigüeñal (27) y dichos árboles giratorios (81, 82) en la
dirección del eje-y se ajusta en un intervalo de
2,3 a 4,0; la longitud L6 entre el eje de dicho árbol de cigüeñal
(27) y dichos árboles giratorios (81, 82) en la dirección del
eje-x se ajusta en un intervalo de 0,00 a 3,35; y
dicho radio Rp se ajusta en un intervalo de 0,25 a 1,80 así como el
ángulo \alpha formado por dichos primero y segundo brazos (66,
67) se ajusta en un intervalo de 105 a 180 grados.
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| US8100097B2 (en) | 2007-10-26 | 2012-01-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Multi-link engine |
| JP2009275552A (ja) | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Honda Motor Co Ltd | リンク式ストローク可変エンジン |
| JP5030859B2 (ja) | 2008-05-20 | 2012-09-19 | 本田技研工業株式会社 | リンク式ストローク可変エンジン |
| JP5014255B2 (ja) * | 2008-05-21 | 2012-08-29 | 本田技研工業株式会社 | リンク式ストローク可変エンジン |
| FR3003299B1 (fr) * | 2013-03-14 | 2015-02-27 | Ifp Energies Now | Procede de controle du deroulement d'un cycle de fonctionnement d'un moteur a combustion interne avec une phase de detente prolongee |
| DE102013019214B3 (de) * | 2013-11-14 | 2015-03-05 | Audi Ag | Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben eines Mehrgelenkskurbeltriebs |
| DE102014002368B4 (de) * | 2013-11-14 | 2015-11-12 | Audi Ag | Mehrgelenkskurbeltrieb einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine |
| JP6285301B2 (ja) * | 2014-07-10 | 2018-02-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US10034583B2 (en) | 2016-03-04 | 2018-07-31 | Gpcp Ip Holdings Llc | Dispenser with stroke adjustment capabilities |
| BR112019019950A2 (pt) * | 2017-03-30 | 2020-04-28 | Honda Motor Co Ltd | motor de combustão interna |
| DE102017003146B3 (de) | 2017-03-30 | 2018-07-12 | Viktor Hammermeister | Ruck-Kurbeltrieb, sowie damit ausgestattetem Verbrennungsmotor. |
| US11598256B2 (en) | 2021-01-12 | 2023-03-07 | Robert P Hogan | Throttle-at-valve apparatus |
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| IT202100028145A1 (it) * | 2021-11-04 | 2023-05-04 | Mac Srl | “Meccanismo A Rapporto Di Compressione ed Espansione Migliorato” |
Family Cites Families (6)
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| US4517931A (en) * | 1983-06-30 | 1985-05-21 | Nelson Carl D | Variable stroke engine |
| US4917066A (en) * | 1986-06-04 | 1990-04-17 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Swing beam internal-combustion engines |
| DE3715391A1 (de) * | 1987-05-08 | 1988-12-01 | Gerhard Mederer | Brennkraftmaschine oder sonstiger antrieb |
| DE9313192U1 (de) * | 1993-05-24 | 1993-12-16 | Schweizer Viktor Dipl Ing Fh | Der pleuelgeführte Motor |
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