ES2304860B1 - Motor de ciclo partido con sistema de distribucion electronica. - Google Patents
Motor de ciclo partido con sistema de distribucion electronica. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2304860B1 ES2304860B1 ES200602921A ES200602921A ES2304860B1 ES 2304860 B1 ES2304860 B1 ES 2304860B1 ES 200602921 A ES200602921 A ES 200602921A ES 200602921 A ES200602921 A ES 200602921A ES 2304860 B1 ES2304860 B1 ES 2304860B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- engine
- cylinder
- valve
- distribution system
- split
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 5
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 241000894433 Turbo <genus> Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica.
El motor presenta la particularidad de que los
cuatro tiempos clásicos de funcionamiento
(admisión-compresión-expansión-escape)
tienen lugar en dos cilindros diferentes (1) y (2), actuando el
cilindro (1) como compresor y asumiendo la admisión y la
compresión, mientras que el cilindro (2) actúa como motor
produciendo la expansión y el escape, lo que permite que los cuatro
tiempos se realicen en un solo giro del motor dando lugar a un
ciclo de trabajo por cada vuelta. La admisión en el cilindro o
compresor (1) se realiza a través de una válvula de admisión (3), en
cuyo cilindro (1) se realiza igualmente la compresión para que los
gases aspirados sean trasvasados al cilindro motor (2) a través de
una válvula de transferencia (4) y un conducto (5) que comunica
ambos cilindros (1) y (2) realizándose en éste último la expansión y
escape a través de una lumbrera inferior (6), incorporando este
cilindro motor (2) una válvula (7) para escape de los residuos de
gases que se originan en la combustión y que han dejado de salir a
través de la lumbrera (6).
Description
Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica.
La presente invención se refiere a un motor de
ciclo partido con sistema de distribución electrónica, que presenta
la particularidad que los cuatro tiempos clásicos de funcionamiento
(admisión-compresión-expansión-escape)
tienen lugar en dos cilindros diferentes, actuando uno de ellos como
compresor y asumiendo la admisión-compresión,
mientras que el otro actúa como motor para producir la expansión y
escape, lo cual permitirá que los cuatro tiempos se realicen en un
solo giro de motor, lo que producirá un ciclo de trabajo por
vuelta.
Es igualmente objeto de la invención que las
válvulas que permiten realizar la distribución sean comandadas en
base a una configuración electrónica y electromagnética,
permitiendo eliminar con ello la construcción totalmente mecánica
para realizar la distribución de los motores convencionales.
Como es sabido, los motores de combustión
interna de cuatro tiempos realizan las fases de
admisión-compresión-expansión-escape
en un cilindro único, por lo que necesitan dos giros completos para
producir un ciclo de trabajo.
Por otro lado, y teniendo en cuenta que en los
motores convencionales el sistema de distribución es de
construcción mecánica, se necesita una elevada cantidad de piezas
mecanizadas para construir el sistema, con los pertinentes costes
de materiales, tiempos de mecanización y ensamblaje, así como
posteriores desgastes mecánicos en el funcionamiento, etc.
Por otro lado, para conseguir en un motor
convencional una sobrealimentación es necesario utilizar el clásico
turbo-compresor, con los complementos necesarios
tales como válvulas de regulación de presión, circuitos de aceite
especial para el eje de la turbina, sistemas de refrigeración de
aire, dispositivos complejos tales como turbos de geometría a
variable, etc, y siempre con el problema de que los
turbocompresores no son capaces de proporcionar una presión de
sobrealimentación constante en todos los regímenes de
giro-carga del motor, por lo que en la práctica
apenas son eficaces a regímenes bajos de giro, mientras que son
excesivamente eficaces a altas revoluciones, lo que hace que sea
necesario dotarlos muchas veces de todos los complementos a que se
ha hecho mención anteriormente.
Igualmente, cabe destacar el hecho de que en los
motores de combustión interna convencionales, se aprovecha de forma
muy poco útil la energía que produce el quemado del combustible que
utilizan, y que en el mejor de los casos puede llegar a un 45% del
total energético generado por la combustión, en los motores diésel
muy afinados y de alta relación de compresión, ya que en los de
gasolina apenas se supera el 30%. Una parte muy importante de esta
energía desperdiciada se va por el tubo de escape.
Además, para conseguir más trabajo por ciclo en
los motores de combustión interna convencionales, es necesario
aumentar la relación de compresión, lo que se puede conseguir hasta
un determinado límite en los motores diésel, mientras que en los
motores de gasolina el peligro del autoencendido de la mezcla
aire-gasolina hace inviable aumentar la relación de
compresión más allá de un 11-11,5%.
El motor que se preconiza, es del tipo de los de
combustión interna de cuatro tiempos, presentando la particularidad
de que el ciclo de trabajo es partido y presenta una distribución
electrónica.
Más concretamente, el motor de la invención se
caracteriza en primer lugar por el hecho de que los cuatro tiempos
tienen lugar en dos cilindros diferentes, uno que se denomina
cilindro compresor y en el que tiene lugar la admisión y
compresión, mientras que el otro cilindro se denomina cilindro
motor y en él tiene lugar la expansión y el escape.
El cilindro compresor incluye una o más válvulas
automáticas de admisión y una válvula de transferencia a través de
la cual y mediante el correspondiente conducto se comunica con el
cilindro motor, todo ello de manera tal que en el cilindro
compresor una vez realizada la correspondiente aspiración a través
de la válvula o válvulas de admisión comentadas, el pistón en su
carrera de ascenso comprimirá el aire o mezcla aspirados, de manera
tal que instantes antes de que en su cilindro se alcance la relación
de compresión estipulada para el motor se produce la apertura de la
válvula de transferencia de ese mismo cilindro, válvula que
permanecí a cerrada durante la comentada aspiración, de manera tal
que la apertura de dicha válvula de transferencia lleva consigo el
trasvase o paso del aire o mezcla comprimidos hasta el cilindro
motor, cuyo pistón en ese momento habrá recorrido la mayor parte de
su carrera de ascenso hasta el p.m.s., cerrándose dicha válvula una
vez trasvasado el aire o la mezcla e iniciándose a continuación la
explosión o combustión así como la expulsión de gases en dicho
cilindro motor. Esa expulsión se efectúa mediante el desplazamiento
del pistón correspondiente hasta el punto muerto inferior (p.m.i.),
saliendo los gases de combustión al exterior a través de una
lumbrera establecida en dicho cilindro motor, habiéndose completado
de ésta manera el ciclo completo de trabajo.
En cualquier caso, aunque la masa principal de
gases es expulsada en dicho ciclo, a través de la lumbrera de
escape, en el cilindro motor quedará un remanente de gases
residuales que es necesario eliminar antes de que se inicie un
nuevo ciclo, para lo cual se ha previsto en dicho cilindro motor
una válvula auxiliar denominada válvula de escape residual, que
abrirá cuando el pistón alcance el p.m.i., en el momento en que se
esté produciendo la expulsión por la lumbrera de escape. Esto haría
que en su nueva carrera de ascenso, después de la expulsión
principal, el pistón del cilindro motor continúe expulsando, a
través de esta válvula de escape residual, la mayoría de los gases
residuales de la combustión que hubieran quedado en dicho cilindro
motor, después de que la gran mayoría hubieran salido por la
lumbrera de escape.
Al objeto de limpiar totalmente de gases el
cilindro motor, se debe producir un brevísimo cruce o
"solapado" de las válvulas de transferencia y escape residual,
al objeto de que se genere un soplado en la cámara de combustión
del cilindro motor, que elimina los últimos restos de los gases
generados en la combustión.
Es de destacar el hecho de que para que el motor
funcione correctamente el pistón del cilindro compresor debe
alcanzar el p.m.s. antes que el pistón del cilindro motor. La
magnitud de este desfase angular entre los dos pistones vendrá
determinada por los máximos grados de avance del encendido o
inyección en su caso, previstos en el diseño del motor, lo que
permitirá aplicar éste mecanismo corrector.
Las comentadas válvulas de transferencia y de
escape residual, se pueden materializar en pequeño tamaño y ser
comandadas con seguridad y eficacia por un sistema de gobierno
electromagnético de bajo consumo eléctrico, válvulas que se
construirán de forma compacta y estanca e incluso pueden ir
roscadas en la culata del motor en el exterior de la misma, de igual
manera que se rosca un bujía de encendido, por lo que la operación
tanto de ensamblaje al construir el motor como la sustitución en
caso de avería o mal funcionamiento sería una operación muy
sencilla.
En cuanto a la constitución de las válvulas cabe
destacar que están estructurada a partir de un cuerpo de válvula
con una bobina electromagnética, un elemento obturador y un muelle
antagonista, de manera que la válvula de escape residual presentará
su extremo de cierre en forma de paraguas o seta, en virtud de que
la propia presión de la expansión ayudará a asegurar su cierre,
mientras que la válvula de transferencia será una válvula de tipo
compuerta, ya que ha de recibir presión alternativamente por ambos
lados y en caso de no ser de compuerta una de las dos presiones
referidas podría abrir la válvula antes de tiempo, sopena de
colocarle una bobina magnética de fuerza extraordinaria, lo que
implicaría construirla con un elevado consumo eléctrico y un
volumen inaceptable.
Por su parte, los muelles antagonistas deberán
ser tarados de forma tal que en estado de reposo deben mantener
ambas válvulas abiertas, ya que de lo contrario en caso de fallo o
avería del sistema de gobierno, ambas válvulas quedarían
permanentemente cerradas, por lo que con el motor lanzado, en carga
o simplemente al pararlo, se crearía en los cilindros sobre todo en
el compresor que quedaría hermético y sin volumen disponible al
subir el pistón, una presión muy elevada que podría dañarlo e
incluso en versiones que utilizasen gasolina la mezcla podría
explotar por efecto del autoencendido. De ahí que en caso de fallo
y por medio de los comentados muelles antagonistas, las válvulas
permanecerán abiertas, por lo que el motor se parará sin mayores
consecuencias.
En cuanto al conducto de transferencia
establecido entre la válvula de transferencia prevista en el
cilindro compresor y el conducto que comunica éste con el cilindro
motor, cabe decir que podrá estar mecanizado en la propia culata,
desembocando en dicho cilindro motor de forma tangencial a la
periferia de la cámara de combustión, por lo que al entrar el aire o
la mezcla a presión se creará una turbulencia en forma de remolino
que ayudará a una mejor propagación del frente de llama dentro del
cilindro y mejorará la combustión.
La válvula de admisión prevista en el cilindro
compresor, puede ser una o incluso dos, de manera que en este
segundo caso una actuaría como válvula principal y podría ser de
mayor tamaño que la otra, que se consideraría como válvula de
admisión auxiliar, completada ésta con un muelle de cierre de mayor
fuerza que la principal, de forma que su apertura comenzará a
realizarse de forma progresiva cuando el motor alcanzara un mayor
número de revoluciones, aunque para conseguir un funcionamiento
totalmente preciso, se podrá colocar a la válvula de admisión
auxiliar un dispositivo electromagnético que la mantenga retenida
hasta que el motor alcance un determinado número de
revoluciones.
Opcionalmente, el motor se puede complementar
con unos medios de seguridad, sin más que instalar en la culata del
cilindro compresor una sencilla válvula de seguridad del tipo
muelle-obturador, tarando el muelle a una fuerza
superior a la máxima presión de trabajo que se alcanzara en el
cilindro.
Igualmente, puede instalarse un dispositivo para
potenciar el efecto de "freno motor", necesario en los
vehículos pesados cuando descienden pendientes largas y
prolongadas, dispositivo que se materializará por un mecanismo
compuesto mediante un interruptor que podrá ir colocado en el
puesto de conducción del vehículo, y que presionado activará un relé
conmutando dos circuitos, uno para cortar la inyección de
combustible y el otro para suministrar de forma permanente
corriente eléctrica a la bobina magnética de la válvula de
transferencia, que al quedar permanentemente cerrada obligará a la
válvula de seguridad a entrar en funcionamiento, actuando el
cilindro o cilindros compresores del motor como tales, pero sin
trasvasar mezcla o aire comprimido al cilindro motor, por lo que la
energía utilizada para comprimir el aire aspirado se perdería, ya
que éste saldría a través de la válvula de seguridad a la
atmósfera, lo que produciría un eficaz frenado o "retención"
del vehículo.
En un motor de gasolina el dispositivo regulador
de potencia de la frenada, sería el propio pedal del acelerador del
vehículo, ya que bastaría accionarlo para que la válvula de
mariposa de admisión al abrirse o cerrarse deje entrar en los
cilindros compresores una mayor o menor cantidad de aire, lo que
dará lugar a una mayor o menor "retención", haciendo que el
efecto de frenado se pueda regular de forma continua y a
conveniencia de las necesidades del conductor.
No obstante, en la práctica los motores de
gasolina se instalan fundamentalmente en vehículos de turismo, en
los que el propio motor, al dejar en reposo el acelerador,
"retienen" lo suficiente como para no necesitar dispositivos
añadidos.
Por su parte, en los motores diésel, que son los
habitualmente utilizados en vehículos pesados, carecen de válvula
de mariposa en la admisión, aunque pueden incluir el dispositivo
que posibilita igualmente regular el mecanismo de potenciación del
frenado, constituyéndose el dispositivo en una válvula de mariposa
colocada en el conducto de admisión, de igual manera que en los
motores de gasolina, de forma que en el funcionamiento normal del
motor permanezca abierta por efecto de un muelle antagonista pero
que al activar un electroimán se acople a la correspondiente
armadura, que a su vez estará unida al dispositivo de aceleración
del motor por el correspondiente pedal del acelerador. En este caso
el relé conmutado deberá de suministrar corriente, además de a la
válvula de transferencia, al electroimán del sistema de
acoplamiento a la válvula de mariposa adicional, con lo que también
se logrará regular de forma continua el frenado con el pedal del
acelerador.
En cuanto a la regulación de las válvulas para
llevar a cabo la distribución en el motor que se está describiendo,
los tiempos de apertura y cierre de dichas válvulas (de
transferencia y de escape residual) se realizará mediante un
sistema de captación ubicado en el volante motor, de tipo
fotoeléctrico, consistente en un diodo de emisión infrarroja y un
fototransistor, captador que será activado por un disco ubicado en
el volante formando parte del mismo o en el eje del motor, girando
de forma solidaria con ellos, estando ese disco afectado de unas
ranuras concéntricas al giro de eje, cuya longitud marcará los
tiempos de apertura y cierre de las válvulas, y su ubicación
angular en el disco, en el momento angular de su apertura y cierre,
de manera que a cada giro de motor, dichas ranuras permitirán o
impedirán pasar la emisión infrarroja del diodo al
foto-transistor, por lo que este último conducirá o
no corriente eléctrica, dependiendo de que las ranuras
correspondientes estás o no entre dicho diodo y fototransistor.
Dicho dispositivo de captación, activará un
sencillo interruptor electrónico transistorizado que a su vez
suministrará o aportará corriente eléctrica a la bobina
electromagnética de las comentadas válvulas de transferencia y de
escape residual.
En base a este sistema de distribución es
posible eliminar en el motor de la invención el tradicional
conjunto cinemático de la distribución, de construcción totalmente
mecánica, y que utilizan los motores convencionales, con la ventaja
de un ahorro económico en materiales, tiempo de mecanización de
piezas y ensamblaje de las mismas respecto a los
convencionales.
Estas y otras numerosas ventajas se irán
exponiendo a lo largo de la presente descripción.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación
esquemática de la configuración del motor objeto de la invención,
que incluye dos cilindros para el desarrollo de los cuatro tiempos
de funcionamiento.
La figura 2.- Muestra una vista en sección
esquemática de la constitución correspondiente a la válvula de
admisión que incorpora el cilindro compresor del motor de la
invención.
La figura 3.- Muestra otra vista esquemática en
sección de la válvula de transferencia montada en el cilindro
compresor para el paso de los gases aspirados hasta el cilindro
motor.
La figura 4.- Muestra otra vista esquemática en
sección correspondiente a la válvula de escape residual prevista en
el cilindro motor.
La figura 5.- Muestra un esquema correspondiente
al sistema de comando de las válvulas de transferencia y de escape
residual referidas con anterioridad.
La figura 6.- Muestra el esquema correspondiente
a una de las soluciones o formas de realización de los
interruptores electrónicos que forman parte del dispositivo
representado en la figura anterior.
La figura 7.- Muestra el esquema correspondiente
a una forma de realización del opcional dispositivo para potenciar
el efecto de "freno motor" que puede incorporar el motor de la
invención.
La figura 8.- Muestra finalmente un dispositivo
para potenciar igualmente el efecto de "freno motor",
utilizado en motores diésel.
Como se puede ver en las figuras comentadas, y
en relación concretamente con la figura 1, puede observarse como el
motor incluye dos cilindros (1) y (2), el primero de ellos
denominado cilindro compresor y el segundo denominado cilindro
motor, de manera que en el cilindro compresor (1) van a tener lugar
la admisión y compresión de los cuatro tiempos de funcionamiento de
un motor de combustión interna, mientras que en el cilindro motor
(2) tendrán lugar los tiempos de expansión y de escape.
En el cilindro compresor (1) se ha previsto una
válvula de transferencia (4) colocada en la culata de tal cilindro
compresor (1). Una vez realizada la aspiración en éste cilindro
compresor (1) y correspondiente carrera de ascenso del pistón (1')
del mismo, se producirá la compresión de aire o mezcla
aspirados.
Asimismo, el comentado cilindro compresor (1)
incluye una válvula de transferencia (4), a través de la cual y
mediante el conducto (5) se comunica con el cilindro motor (2).
Durante la admisión y compresión en el cilindro (1), esa válvula de
transferencia (4) permanece cerrada, mientras que cuando se alcance
en ese cilindro compresor (1) la relación de compresión estipulada,
dicha válvula de transferencia (4) se abre trasvasándose el aire o
mezcla comprimidos hasta el cilindro motor (2), cuyo pistón (2') en
ese momento ya habrá recorrido la mayor parte de su carrera de
ascenso al p.m.s. Una vez trasvasado ese aire o gases, a través del
conducto (5), la válvula de transferencia (4) se cierra iniciándose
seguidamente la explosión o combustión y correspondiente expansión
de gases en el cilindro motor (2).
Una vez producida la expansión el pistón (2')
llegará al p.m.i. y los gases de la combustión saldrán al exterior
por la lumbrera (6) practicada en la base de tal cilindro motor
(2), habiéndose completado en ese punto el correspondiente ciclo de
trabajo.
En tal cilindro motor (2) se ha previsto una
válvula de escape residual (7), que se abre cuando el pistón (2')
alcanza el p.m.i., y cuya finalidad es conseguir que los gases
residuales de la combustión salgan al exterior antes de iniciarse
el nuevo ciclo.
En cuanto a las válvulas previstas en los
cilindros (1) y (2), y representadas en las figuras 2, 3 y 4, cabe
decir que la válvula de admisión (3), representada en la figura 2,
incluye un cuerpo de válvula (8), un soporte (9) y un obturador
(10), asociado a un muelle antagonista (11).
En la figura 3 se muestra la válvula de
transferencia (4), constituida igualmente mediante un cuerpo de
válvula (12), un obturador (13), en este caso de compuerta, un
muelle antagonista (14) y una bobina electromagnética (15).
En cuanto a la válvula de escape residual (7),
mostrada en la figura 4, incluye también un cuerpo de válvula (16),
un obturador (17), en este caso con una configuración de paraguas o
seta, un muelle antagonista (18) y la bobina electromagnética
(19).
Los muelles antagonistas (14) y (18)
correspondientes a las válvulas de transferencia (4) y de escape
residual (7), deben estar tarados para que en estado de reposo
mantengan a dichas válvulas en posición de apertura.
En cuanto a la válvula de admisión (3), el
cilindro compresor (1) puede incluir una o dos, en cuyo caso la
primera sería como principal y la segunda como auxiliar,
constituida ésta de manera tal que su apertura comenzará a
realizarse de forma progresiva cuando el motor alcanzara un mayor
número de revoluciones.
Opcionalmente, como ya se ha dicho con
anterioridad, el motor puede incluir un dispositivo para potenciar
el efecto "freno motor" constituido a partir de un interruptor
(20) que podrá ir colocado en el puesto de conducción del vehículo,
cuya actuación lleva consigo la activación de un relé conmutado
(21) compuesto por dos circuitos (22) y (23), el primero de ellos
para cortar la inyección de combustible, y el segundo para
suministrar de forma permanente corriente eléctrica a la bobina
magnética (15) de la válvula de transferencia (4).
En una alternativa de realización, mostrada en
la figura 8, y particularmente para motores diésel, el dispositivo
para potenciar el efecto "freno motor", comprende una válvula
de mariposa (24) colocada en el correspondiente conducto de
admisión (25), válvula (24) que en funcionamiento normal del motor
permanecerá abierta por efecto de un muelle antagonista (26), pero
que al activar al electroimán (27) se acoplará a la armadura (28),
que a su vez estará unida al correspondiente dispositivo de
aceleración del motor (29), por el pedal del acelerador (30).
Las válvulas de transferencia (4) y de escape
residual (7) serán comandadas a través de un sistema de captación
ubicado en el volante del motor, de tipo fotoeléctrico, de manera
que el captador será activado por un disco (31) montado en el
volante y formando parte del mismo, o en el eje del motor, girando
de forma solidaria con ellos, cuyo disco (31) presenta unas ranuras
(32) y sobre el que va asociado el captador fotoeléctrico (33)
referido con anterioridad, estando asociado este conjunto a las
válvulas de transferencia (4) y de escape residual (7), y a sendos
interruptores electrónicos (34) y (35), respectivamente.
Una forma de realización de tales interruptores
electrónicos (34) y (35) es la representada en la figura 6, que
incluye una pareja de resistencias (R1) y (R2), formando un divisor
de tensión que polariza a corriente de saturación de un transistor
(TR1), tipo DARLINGTON, que al conducir corriente eléctrica activa
la bobina magnética (L1) correspondiente a las válvulas, cuando el
disco (31) ranurado se interponga entre el diodo infrarrojo (D1) y
el fototransistor (FT) a corte de corriente y por tanto
desactivando la bobina. El diodo (D2) protegerá al transistor (TR1)
derivando a masa la contracorriente producida por la bobina en el
momento del corte. En esa figura 6 los bloques referenciados con
líneas de trazos corresponden al disco ranurado (31), al captador
fotoeléctrico (32) y a los interruptores electrónicos (33) y
correspondiente bobina electromagnética (3-4).
Ese sistema o comando electromagnético de la
distribución, admite fácilmente la adaptación de un sistema
electrónico de control que permite lograr una distribución variable
de respuesta instantánea, eficaz y precisa, que tomando como
parámetros el régimen de giro del motor, su carga, avance de
encendido o inyección u otros que se estimaran necesarios, modifique
los tiempos de apertura y cierre de las comentadas válvulas de
transferencia y de escape residual, incluso la opcional válvula
auxiliar de admisión, adaptándolos de forma instantánea a la
situación mas favorable que necesitase el motor, en cada situación
de funcionamiento. El dispositivo electrónico necesario para
conseguir éste propósito podrá ser similar al utilizado en los
sistemas de inyección electrónica, pudiendo controlar de forma
simultánea la inyección de la distribución, permitiendo
proporcionar al motor un funcionamiento
impecable.
impecable.
Además de las ventajas ya referidas del motor de
la invención, cabe decir que como consecuencia de realizarse la
admisión-compresión y la
expansión-escape en cilindros diferentes, se podrán
realizar las configuraciones que a continuación se exponen, muy
difíciles o imposibles de lograr en la práctica con los motores
convencionales.
Una de esas configuraciones corresponde a la de
sobrealimentación, ya que sobrealimentar el motor de la invención
resulta tan sencillo como aumentar la cilindrada del cilindro
compresor (1), respecto del cilindro motor (2), en la proporción
necesaria a la presión de sobrealimentación que se estipule,
permitiendo sustituir totalmente el clásico turbocompresor
utilizado en los motores convencionales, así como todos los
complementos que le son necesarios, con la consiguiente reducción de
costos de fabricación.
Además, en el motor de la invención la presión
de sobrealimentación, en contra de lo que ocurre en los
turbocompresores convencionales, se mantendrá básicamente constante
a cualquier régimen de giro, ya que la relación volumétrica entre
ambos cilindros que componen el motor es siempre constante, y no
produciendo contrapresión en el escape, como los turbocompresores
convencionales.
También cabe destacar que con el motor de la
invención se ahorra energía de autoconsumo al no tener que mover el
pesado tren cinemático de la distribución mecánica clásica, por lo
que el balance de autoconsumo energético podrá ser equilibrado o
incluso favorable respecto a los convencionales.
Una segunda versión o configuración del motor de
la invención corresponde a una sobre-expansión
opuesta a la de sobrealimentación, es decir que en este caso el
volumen del cilindro compresor (1) será menor que el del cilindro
motor (2), por lo que los gases de la combustión encontrarán más
volumen útil en el cilindro motor (2) para poderse expandir, con lo
que el motor, con igual cilindrada y consumo de combustible que uno
convencional, producirá más trabajo en cada ciclo.
La única forma de conseguir algo similar en los
motores convencionales es aumentar la relación de compresión,
aunque con ciertas condiciones y límites como ya se ha expuesto con
anterioridad.
En una tercera versión, es posible aprovechar
las ventajas de la sobrealimentación y la denominada
sobre-expansión referida en último lugar,
utilizando un pre-compresor que sobrealimente al
motor, lográndose importantes incrementos de potencia y moderando
el consumo de combustible.
Aunque en principio puede parecer que el motor
de la invención necesita duplicar el número de cilindros en su
equivalencia con los motores convencionales policilíndricos, lo
cierto es que ocurre lo contrario. Hay que decir que incluso puede
reducirse el número de cilindros, ya que el motor de la invención
produce un ciclo de trabajo por vuelta y los motores de cuatro
tiempos tradicionales un ciclo de trabajo cada dos vueltas.
Además de las ventajas señaladas y en
comparación de este motor con los motores convencionales de cuatro
cilindros, que son los que de manera más habitual se utilizan,
caben citar las siguientes:
- -
- Con el motor de la invención se precisa una culata mucho más sencilla, sin necesidad de aceite, lo que simplifica el sistema de lubricación del motor.
- -
- Las reparaciones de la culata, en caso de necesidad, serán mucho más sencillas y económicas.
- -
- En el motor de la invención se necesitan únicamente dos inyectores y dos bujías, en contra de lo que ocurre en los motores convencionales en los que se requieren cuatro bujías y cuatro inyectores.
\newpage
- -
- En cualquier sistema de encendido electrónico estático que se le aplica al motor de la invención, bien fuera de tipo "chispa perdida" o de bobinas en las propias bujías, se podría ahorrar una bobina en el primer caso y dos en el segundo, además de simplificar el módulo electrónico de gobierno.
- -
- Tanto el colector de admisión como el de escape sólo necesitan dos conductos de derivación, en contra de lo que ocurre en los motores convencionales donde se requieren cuatro conductos.
- -
- Al necesitar una culata de menor tamaño en el motor de la invención, quedará más volumen en el compartimento del motor para instalar otros elementos.
- -
- En el motor de la invención, en la versión gasolina, parte de la temperatura que alcanzaría la mezcla al comprimirla, se disiparía en el cilindro compresor y otra parte en el cilindro motor, por efecto de la pequeña expansión al efectuar el trasvase e incluso por el efecto de la entropía, lo que alejaría el efecto de autoencendido, permitiendo elevar la relación de compresión.
Claims (12)
1. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, que siendo un motor de combustión interna
cuyo funcionamiento se basa en los clásicos cuatro tiempos de
admisión, compresión, expansión y escape, se caracteriza
porque comprende dos cilindros, uno denominado cilindro compresor
(1) en el que tiene lugar la admisión y la compresión, y otro
denominado cilindro motor (2) en el que tiene lugar la expansión y
el escape, realizándose dicha admisión a través de una o más
válvulas automáticas (3) previstas en la culata del propio cilindro
compresor (1), incluyendo una válvula de transferencia (4) que en
combinación con un conducto (5), comunica dicho cilindro compresor
(1) con el cilindro motor (2), en orden a que cuando se realiza la
admisión y correspondiente compresión en el cilindro compresor (1),
el aire o mezcla aspirados pasan al cilindro motor (2) a través de
la comentada válvula de transferencia (4) y conducto (5),
permaneciendo esta válvula (4) cerrada durante la admisión y la
compresión, abriéndose cuando el correspondiente pistón (1') del
cilindro compresor (1) alcanza el punto muerto superior, momento en
el cual el pistón (2') del cilindro motor (2) alcanza igualmente un
punto próximo al punto muerto superior, de manera tal que tras el
paso del aire o mezcla aspirados en el cilindro compresor (1) y
pasados al cilindro motor (2), la válvula de transferencia (4) se
cierra, produciéndose el descenso del pistón (2') del cilindro
motor (2) para evacuar los gases de combustión a través de una
tobera (6) prevista en el fondo de dicho cilindro motor (2),
realizándose un ciclo completo de trabajo.
2. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el cilindro motor (2) incorpora una
válvula de escape residual (7) que se mantiene cerrada durante el
desplazamiento del pistón (2') hasta la salida de los gases de
combustión por la lumbrera (6), en cuyo momento se establece la
apertura de esa válvula de escape residual (7) para la evacuación
de los residuos de gases que hayan quedad en el propio cilindro del
motor (2), estableciéndose el cierre de esta válvula de escape
residual (7) cuando se inicie de nuevo la apertura de la válvula de
transferencia (4) en el ciclo siguiente.
3. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque la válvula de escape residual (7)
comprende un cuerpo de válvula (16), un obturador (17) de paraguas
o seta, un muelle antagonista (18) y una bobina electromagnética
(19).
4. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque la válvula de admisión (3) incluye un
cuerpo de válvula (8), un soporte (9) de válvula, un obturador (10)
de paraguas o seta y un muelle antagonista (11).
5. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque la válvula de transferencia (4) incluye
un cuerpo de válvula (12), un obturador (13) de tipo compuerta, un
muelle antagonista (14) y una bobina electromagnética (15).
6. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el pistón (1') del cilindro compresor
(1) alcanza el punto muerto superior con anterioridad al pistón
(2') del cilindro motor (2), de manera que la magnitud del desfase
angular entre dichos dos pistones (1') y (2') vendrá determinado por
los máximos grados de avance de encendido o inyección en su
caso.
7. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las válvulas de transferencia (4) y de
escape residual (7) son de pequeño tamaño y están comandadas por un
sistema de gobierno electromagnético de bajo consumo eléctrico;
habiéndose previsto que los muelles antagonistas (14) y (18) de
dichas válvulas de transferencia (4) y escape residual (7) estén
tarados para mantener ambas válvulas abiertas en posición de
reposo.
8. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque el conducto (5) de transferencia del
aire o mezcla aspirados en el cilindro compresor (1), es
susceptible de ir mecanizado en la propia culata del motor,
desembocando en el cilindro motor (2) de forma tangencial a la
periferia de la propia cámara de combustión del mismo.
9. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque la válvula de admisión (3) es
susceptible de complementarse con una segunda válvula auxiliar cuya
apertura se inicia de forma progresiva cuando el motor alcanza el
mayor número de revoluciones, siendo dicha válvula auxiliar
susceptible de complementarse con un dispositivo electromagnético
que la mantiene retenida hasta que el motor alcance un determinado
número de revoluciones.
10. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque es susceptible de incluir un
dispositivo para potenciar el efecto de "freno motor", basado
en un interruptor (20) colocado en el puesto de conducción del
vehículo, el cual está previsto para activar un relé conmutado (21)
de dos circuitos (22) y (23), el primero de ellos para cortar la
inyección del combustible y el segundo para suministrar de forma
permanente corriente eléctrica a la bobina magnética (15) de la
válvula de transferencia (4).
11. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicación 10ª,
caracterizado porque en motores diésel el dispositivo de
potenciación del efecto de "freno motor" se constituye a
partir de una válvula de mariposa (24) situada en el conducto de
admisión (25), permaneciendo aquella abierta por efecto de un muelle
antagonista (26), todo ello en combinación con un electroimán (27)
cuya activación lleva consigo el acoplamiento a la respectiva
armadura (28), unida a su vez al correspondiente dispositivo de
aceleración del motor (29), por el pedal del acelerador (30).
12. Motor de ciclo partido con sistema de
distribución electrónica, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque se incluye un sistema de captación de
tipo fotoeléctrico, ubicado en el volante del motor, siendo el
captador activado por un disco (31) situado en el volante, formando
parte del mismo, o en el eje del motor, girando de forma solidaria
con ellos, disco (31) que está afectado de unas ranuras concéntricas
(32), cuya longitud marcará los tiempos de apertura y cierre de las
válvulas de transferencia (4) y de escape residual (7), todo ello
de manera tal que el citado captador fotoeléctrico (33) enfrentado
al disco ranurado (31) envía las señales a sendos interruptores
(34) y (35) asociados a las válvulas de transferencia (4) y de
escape residual (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602921A ES2304860B1 (es) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | Motor de ciclo partido con sistema de distribucion electronica. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602921A ES2304860B1 (es) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | Motor de ciclo partido con sistema de distribucion electronica. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2304860A1 ES2304860A1 (es) | 2008-10-16 |
| ES2304860B1 true ES2304860B1 (es) | 2009-10-27 |
Family
ID=39796999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200602921A Expired - Fee Related ES2304860B1 (es) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | Motor de ciclo partido con sistema de distribucion electronica. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2304860B1 (es) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2625259A2 (fr) * | 1985-03-01 | 1989-06-30 | Trotin Maurice | Modification apportee a la conception du moteur faisant l'objet du brevet initial, dans lequel les differentes fonctions du cycle sont reparties en deux cylindres. la modification consiste en la suppression de la commande des soupapes, qui fonctionnent en soupapes automatiques. |
| ES2011659A6 (es) * | 1988-05-18 | 1990-02-01 | Subirana Pere Bonet | Motor de combustion interna. |
| AU7091100A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-26 | Richard Patton | Internal combustion engine with regenerator and hot air ignition |
-
2006
- 2006-11-16 ES ES200602921A patent/ES2304860B1/es not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2304860A1 (es) | 2008-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2425094T3 (es) | Motor de émbolo alternativo turbocargado, con un tanque a presión conectado para superar el retraso del turbo, y un método para el funcionamiento de dicho motor | |
| ES2300687T3 (es) | Motor diesel multicilindrico con valvulas accionadas de forma variable. | |
| ES2391046T3 (es) | Motor híbrido de aire de ciclo dividido | |
| ES2244245T3 (es) | Metodo de control del proceso de combustion en un motor de combustion interna, y motor con medios para controlar las valvulas del motor. | |
| ES2435815T3 (es) | Sistema de gestión de combustión | |
| BR112017007487B1 (pt) | Dispositivo de carregamento para um motor de combustão interna, e método de operação para o dispositivo de carregamento | |
| ES2379758T3 (es) | Motor para un vehículo hibrido de aire | |
| US8613269B2 (en) | Internal combustion engine with direct air injection | |
| CN104005856B (zh) | 在发动机起转期间限制发动机的容积效率的系统和方法 | |
| CN103061899B (zh) | 内燃发动机及用于这种内燃发动机的进气交换方法 | |
| US9388770B2 (en) | Exhaust gas recirculation system for engine | |
| WO2007060274A1 (es) | Sistema de asistencia a la sobrealimentación en condiciones de operación transitorias para motores alternativos sobrealimentados mediante grupo turbocompresor | |
| US20130309106A1 (en) | Turbocharger | |
| US9234490B2 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine and method for operating such a multi-cylinder internal combustion engine | |
| ES2304860B1 (es) | Motor de ciclo partido con sistema de distribucion electronica. | |
| KR20120129979A (ko) | 낮은 소비량 및 낮은 배출량을 갖는 2-행정 엔진 | |
| JP2019534974A (ja) | 火花点火内燃機関 | |
| JP2015098810A (ja) | 排ガス回生制動型ハイブリッドエンジン | |
| CN110486148A (zh) | 一种加力燃烧室高负荷响应发动机 | |
| JP4927157B2 (ja) | ハイブリッドエンジン | |
| GB2524257A (en) | Waste gate valve of a turbocharger | |
| JP7026679B2 (ja) | トルクを増大させる装置を備える往復動内燃機関 | |
| US10711661B2 (en) | Method and device for operating a drive unit, drive unit, motor vehicle | |
| US10738729B2 (en) | Direct-injection internal combustion engine with two valves per cylinder | |
| BR102018076300A2 (pt) | motor de volume variável com injeção de ar estequiométrica a de combustível |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20081016 Kind code of ref document: A1 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180912 |