ES2315053B1 - Motor rotativo de tres tiempos turboalimentado. - Google Patents

Abstract

Motor rotativo de tres tiempos turboalimentado.

El objeto de la invención es el motor rotativo de tres tiempos turboalimentado, que recibe este nombre dado que es de tipo rotativo, es de tres tiempos, y necesita de un sistema que provea aire a presión para la correcta combustión o explosión del combustible. En el primer tiempo se produce la entrada de aire a presión, en el segundo tiempo, la combustión o explosión, y en el tercer tiempo, el escape de gases.

Está formado básicamente de tres partes diferenciadas. El círculo central es el Cuerpo Fijo, el anillo intermedio es el Cuerpo Móvil, y el anillo exterior es el Colector de Escape. Aunque también puede funcionar sin cuerpo fijo o sin ser turboalimentado.

Su aplicación es como planta motriz para cualquier vehículo autopropulsado.

Una alternativa es el motor rotativo de tres tiempos turboalimentado sin cuerpo fijo, o sin ser turboalimentado.

Description

Motor rotativo de tres tiempos turboalimentado.

Sector de la técnica

El sector de la técnica en el que se encuadra es el de las plantas motrices para vehículos autopropulsados.

Estado de la técnica

Actualmente, los motores de explosión o de combustión interna utilizan pistones y bielas para conseguir la compresión del aire en el cilindro donde posteriormente se producirá la explosión o combustión.

Explicación de la invención

El motor rotativo de tres tiempos turboalimentado recibe este nombre dado que es de tipo rotativo, es de tres tiempos, y necesita de un sistema que provea aire a presión para la correcta combustión o explosión del combustible líquido, por lo que este motor puede funcionar con gasóleo como combustible, o con gasolina, o con cualquier otro combustible líquido o gaseoso.

El motor rotativo de tres tiempos turboalimentado de combustión interna o de explosión está formado básicamente de tres partes diferenciadas. El círculo central es el Cuerpo Fijo, el anillo intermedio es el Cuerpo Móvil, y el anillo exterior es el Colector de Escape.

El aire entra a presión en uno de los cilindros (pudiendo tener uno o más cilindros) gracias al giro del cuerpo móvil (parte móvil del motor que es la que transmite el movimiento al embrague, a una hélice, etc.), cuya válvula o agujero de admisión de aire, al pasar por encima del agujero de admisión de aire a presión situado en el cuerpo fijo, permite la entrada de aire a presión en el cilindro al mismo tiempo que el cuerpo móvil sigue girando, hasta que los agujeros de admisión de aire a presión situados en el cuerpo móvil así como en el fijo dejan de coincidir.

Durante el tiempo de admisión, la válvula de escape de gases gira sin permitir el escape del aire. Cuando se produce la inyección del gasóleo se produce la combustión de éste, con la consiguiente expansión de los gases resultantes, y es justo en el momento en el que la expansión de los gases alcanza una presión determinada cuando comienza a abrirse la válvula de escape, disponiendo dicha válvula de una abertura cuyo caudal de gases varía según va girando (aunque esto dependerá de la potencia que se espere obtener, así como del rendimiento obtenido).

La admisión y el escape son dependientes del giro de la válvula, en la que cada admisión y escape se produce según va girando la válvula.

El caudal que dicha abertura permite evacuar en cada momento depende de la expansión de los gases resultantes de la combustión (al mismo tiempo que el cuerpo móvil sigue girando).

Los cilindros pueden realizar el mismo tiempo al mismo tiempo, es decir, todos cogen aire al mismo tiempo, en todos se inyecta el combustible al mismo tiempo, y en todos se expulsan los gases al mismo tiempo, pero no es necesario que todos los cilindros realicen el mismo tiempo al mismo tiempo (esto se puede cambiar entre otras opciones variando la posición y/o número de los inyectores, y/o el número de cilindros).

El acoplamiento entre el cuerpo fijo y el cuerpo móvil puede realizarse de varias maneras, siendo en las aquí descritas el cuerpo fijo de tipo cilíndrico y de tipo cónico. En ambos se aprecian los inyectores y los cilindros internos del cuerpo móvil.

Siendo el cuerpo fijo de tipo cilíndrico, el cuerpo móvil encaja rodeando al cuerpo fijo, girando sobre éste, evitándose su desplazamiento lateral por un sistema de sujeción central ya que en su parte exterior el cuerpo móvil se mantiene sujeto por el colector de escape (o por otra estructura) que también permite el engrase entre este sistema de sujeción y el cuerpo móvil gracias a una acanaladura en el sistema de sujeción.

Siendo el cuerpo fijo de tipo cónica, el sistema que permite la sujeción del cuerpo móvil al cuerpo fijo permite ajustar la presión que ejerce el cuerpo móvil sobre el cuerpo fijo para evitar la descompresión y así mismo el posible desgaste producido por el uso a lo largo del tiempo. Igualmente que en el caso del cuerpo fijo de tipo cilíndrico, el cuerpo móvil envuelve al cuerpo fijo girando sobre éste. (El cuerpo fijo dispone de unas acanaladuras para el engrase entre el cuerpo fijo y el cuerpo móvil).

El ajuste para evitar la descompresión del aire a presión o gases de combustión que hay en el cilindro debido a la mínima separación existente entre el cuerpo fijo y el cuerpo móvil se puede realizar de la siguiente manera, por medio de unos anillos cilíndricos abiertos por un lado de su pared siendo mínima la separación entre los bordes de sus paredes (y cuyos bordes ejercen fuerza para intentar unirse), y que ejercen presión unos sobre otros y que van alojados en una cavidad cilíndrica que rodea al cilindro donde se produce la combustión, y que ejercen presión desde el cuerpo móvil hacia el cuerpo fijo para evitar descompresión gracias a un muelle y una arandela que empujan desde el fondo de la cavidad cilíndrica hacia el cuerpo fijo, y que los anillos ejercen presión sobre el cuerpo móvil para evitar descompresión (esto es al ejercer presión unos anillos sobre los otros). Esto puede ser tanto en la versión de cuerpo fijo cilíndrico, como la de cuerpo fijo cónico. También se puede hacer mediante segmentos y un tubo cilíndrico o mediante un sistema mixto de anillos y segmentos e igualmente sirven tanto para el cuerpo fijo cilíndrico como para el cuerpo fijo cónico.

El colector de escape rodea al cuerpo móvil y esta fijo, y permite recoger y evacuar los gases de escape y dirigirlos al tubo de escape. Puede haber una separación interna entre el colector de escape y el cuerpo móvil para la libre circulación de los gases de escape entre el colector y el cuerpo móvil sin que los gases se escapen por el lateral del colector de escape, donde se unen ambos.

Una turbina accionada por el movimiento del propio cuerpo móvil puede ayudar al desalojo de los gases de escape.

El colector de escape hace de guía para el cuerpo móvil, para que no se desplace lateralmente ayudando al cuerpo fijo a mantener al cuerpo móvil en su sitio, para que no haya vibraciones. El colector de escape dispone de unas acanaladuras por su cara interior (la que esta en contacto con el cuerpo móvil) para el engrase entre el cuerpo móvil y el colector de escape.

La cúpula protectora sirve para proteger del giro del cuerpo móvil y para alojar los necesarios serpentines de refrigeración del motor, protegiendo al cuerpo fijo, al cuerpo móvil y al colector de escape, y también serviría para recoger el posible aceite sobrante de la lubricación del motor.

La válvula de expulsión de gases puede ser de varios tipos, como por ejemplo de tipo cónico, cilíndrico, mecánico actuado por varilla vertical con muelle, mecánico actuado por varilla vertical sin muelle, mecánico actuado por varilla lateral con muelle, mecánico actuado por varilla lateral sin muelle, mecánico actuado por presión de muelle vertical, mecánico actuado por presión de muelle lateral, y electro válvula.

La válvula de tipo cónico permite evitar el escape de aire a presión o gases resultantes de la combustión producida por el posible desgaste de las paredes de la válvula así como del cuerpo móvil al cabo del tiempo. Esta descompresión se evita gracias a que un muelle empuja la válvula desde una pequeña estructura (unida al cuerpo móvil) hacia el cuerpo móvil ejerciendo presión, siendo esta presión regulable para conseguir la presión adecuada de la válvula sobre el cuerpo móvil.

A este sistema se le puede añadir a la válvula unos segmentos en la propia válvula para mantener en mejor medida la presión, o unos anillos en el cuerpo fijo, o un tubo cilíndrico con segmentos en el cuerpo fijo, o un sistema mixto de anillos y segmentos en el cuerpo fijo.

Con la válvula cilíndrica no sería necesario el muelle aunque sí el sistema de sujeción (esa pequeña estructura), pudiéndose contrarrestar la descompresión debida al posible desgaste mediante segmentos o también es posible mediante anillos, o mediante segmentos y un tubo cilíndrico, o mediante un sistema mixto de anillos y segmentos.

Para permitir el ajuste de la apertura de la válvula, cónica o cilíndrica, la rueda dentada de la válvula se une a ésta por medio de unos tornillos. Por medio de los raíles en la rueda dentada se puede modificar la apertura de la válvula, variando la posición de la rueda dentada respecto de la válvula.

El accionamiento de las válvulas cónicas o cilíndricas se realiza por un anillo exterior dentado interiormente, que esta fijado al colector de escape de gases, o por una anillo interior dentado exteriormente fijado al cuerpo fijo, y que al haber una rueda dentada unida a la válvula engranada en el anillo exterior o interior dentado permite que la válvula se cierre y se abra al girar el cuerpo móvil.

El movimiento del cuerpo móvil hace que la válvula gire sobre su eje debido al accionamiento que ejerce el anillo exterior o interior dentado sobre la rueda dentada unida a la válvula, permitiendo que de esa manera la válvula no permita el paso del aire a presión y de los gases de escape o sí que lo permita.

El funcionamiento de la válvula cónica o cilíndrica se basa en que la válvula gira, permitiendo o impidiendo el paso del aire a presión o el gas resultante de la combustión. En la parte superior del cilindro donde se produce la combustión o explosión (dentro del cuerpo móvil) se encuentra ubicada la válvula, a la cual le sigue la canalización que utilizaran los gases de escape para salir del cuerpo móvil y llegar al colector de escape, produciéndose así el giro del cuerpo móvil.

La válvula tiene una canalización interior para que pasen los gases, y la forma de esa canalización dependerá de la potencia a obtener, siendo esa forma la adecuada para mantener una presión determinada en la fase de escape de los gases del interior del cilindro que permita un giro constante del cuerpo móvil.

La válvula puede no tener esa canalización interna, permitiendo el pase de gases alrededor de ella, o pos sus laterales, por ejemplo una válvula con forma de media luna, accionada de igual manera que las anteriores.

En la válvula accionada por varilla, una varilla es accionada por una guía con desniveles situado en el cuerpo fijo o en el colector de escape, y esta varilla acciona a su vez la válvula de escape.

Se puede utilizar una varilla vertical con muelle, en el que una varilla vertical es accionada por una guía con desniveles situado en el cuerpo fijo, acciona una válvula que es la que permite el paso de los gases de combustión estando la varilla vertical en la parte mas alta de los desniveles situados en el cuerpo fijo volviendo la válvula a su posición original (cerrando el paso de gases de escape o de aire a presión) gracias al muelle de la válvula cuando la varilla vertical se sitúa en la parte mas baja de los desniveles del cuerpo fijo gracias al muelle de la varilla. Los desniveles del colector de escape pueden estar en el interior o en el exterior del cuerpo móvil o del colector, esto es igual para todas las válvulas accionadas por desniveles.

El ajuste de este sistema se puede realizar gracias a un tornillo o cuerpo roscado que permitiría ajustar la presión del muelle de la varilla para ajustar la vuelta de la varilla a su posición original. El momento de apertura de la válvula se ajusta gracias a un tornillo que permite modificar la altura a la que se encuentra la pieza interna de la varilla, y que gracias a su forma permite ajustar ese momento de apertura. Al estar esta pieza situada más alejada del cuerpo fijo, la válvula se abre antes, y al estar mas cerca esta pieza del cuerpo fijo, se retarda la apertura de la válvula. La apertura o su retardo se produciría justo al revés si la pieza es colocada al revés, o si su forma se diseña en sentido
contrario.

Se puede utilizar un sistema de varilla vertical sin muelle, en el que la varilla vertical se mueve gracias a los desniveles existentes en el cuerpo fijo y en el colector.

También se puede utilizar un sistema de válvula lateral con muelle, en el que la válvula se abre gracias a unos desniveles situados en un lateral del colector de escape o de la cúpula protectora, y retorna a su posición original cerrando el paso de gases gracias a un muelle.

O se puede utilizar un sistema de válvula lateral sin muelle, en el que la válvula se abre y se cierra gracias a unos desniveles situados a ambos lados de la cúpula protectora o del colector de escape, según la ubicación de dichos desniveles.

Otro sistema es por válvula vertical con muelle, en el que la válvula se abre al alcanzar cierta presión (resultante de la combustión) y volvería a su posición original gracias a un muelle.

Y otro sistema a utilizar es por válvula lateral con muelle en el que la válvula se abre al alcanzar cierta presión (resultante de la combustión) y volvería a su posición original gracias a un muelle.

Otro sistema es por electro válvula, en el que una electro válvula se abre o se cierra electrónicamente según la presión interior, que es detectada por una sonda de presión alojada en la propia electro válvula. Su ajuste electrónico permite mantener una potencia óptima.

Se puede colocar una válvula interior para la entrada de aire a presión mediante un anillo interior dentado exteriormente y una válvula a la que estaría unida una rueda dentada engranada a ese anillo interior dentado, en el caso de las válvulas accionadas por ruedas dentadas. También se puede colocar cualquier otro tipo de válvula que se abra durante la admisión de aire a presión.

Otro sistema de válvula de escape de gases ajeno al cuerpo móvil sería una abertura (por donde saldrían los gases de escape) de forma determinada en el colector de escape, de manera que justo después de la combustión cuando la presión en el interior del cilindro fuese máxima, y debido a la abertura en el colector de escape, se produjese el escape de los gases consiguiéndose así el movimiento del cuerpo móvil, debido al ángulo de inclinación final del cilindro. El cilindro también puede ser curvado o ser oblicuo, o tener otra forma determinada, como por ejemplo forma de tonel, u otras formas.

También se puede hacer en todos los tipos de válvula de escape que la válvula de escape siga abierta momentáneamente después del escape de gases y durante la admisión de aire a presión para facilitar la evacuación de gases de combustión y obtener una atmósfera más limpia para que se produzca la nueva combustión.

El inyector puede ser para motores tipo diesel que puede ir acompañado de un calentador o bujía de precalentamiento en posición horizontal u oblicuo al inyector, o que este último vaya incorporado en el propio inyector, o para motores de gasolina estando el inyector acompañado de una bujía, ya sea en posición horizontal u oblicua, o estando la bujía incorporada en el propio inyector, o cualquier otro inyector para cualquier otro tipo de combustible líquido o gaseoso.

Es posible colocar varios inyectores juntos para conseguir una mejor combustión y más rápida, tanto si van los inyectores en el cuerpo fijo como si van en el colector de escape.

El cilindro donde se produce la combustión puede ser recto, oblicuo o curvado, o de otra forma adoptando la configuración que mejor permita la combustión y la evacuación de gases para obtener el mayor rendimiento.

Se puede utilizar un sistema de precámara de combustión para mejorar la combustión u otros sistemas de inyección directa o indirecta para mejorar el rendimiento.

El engrase se realiza desde el cuerpo fijo hacia el cuerpo móvil y también desde el colector hacia el cuerpo móvil, gracias a unos canales en el cuerpo fijo y en el colector, y a unas acanaladuras entre el cuerpo móvil y el cuerpo fijo y el colector de escape, que permite el engrase entre ellos. El aceite es impulsado por los canales hacia las acanaladuras para que se cree una película lubricante con el fin de evitar la fricción y el rozamiento. Las acanaladuras pueden tener diversas formas, según su eficacia.

Una pequeña oquedad con una forma determinada puede ayudar a mantener una mejor lubricación, al entrar el aceite en ella por depresión, y ejerciendo de pequeño deposito puede evitar la posible falta de lubricación momentánea manteniendo una óptima lubricación durante todo el giro del cuerpo móvil.

Unas canalizaciones llevarían el lubricante hasta las válvulas y todas las partes móviles donde se necesitase lubricación.

La refrigeración puede realizarse de varias formas, como la refrigeración por aire, refrigeración líquida, refrigeración mixta aire-líquido, y refrigeración mixta por células Péltier y líquido o aire, o refrigeración mixta por células Péltier y aire-líquido.

En la refrigeración por aire, unas aletas externas del cuerpo móvil ayudarían a la refrigeración disipando el calor generado por el cuerpo móvil al producirse en su interior la combustión o explosión o unas aletas interiores entre los cilindros del cuerpo móvil con unas entradas de aire para refrigerar que se encontrarían en el cuerpo fijo, y salidas de aire ya caliente en el colector de escape, o un sistema mixto de ambos.

También se puede instalar en el cuerpo fijo un sistema que permita aumentar o reducir la entrada de aire para la refrigeración para controlar la entrada de aire y la temperatura.

En la refrigeración líquida, se enfría el cuerpo fijo mediante refrigeración líquida para evitar el calentamiento mediante un serpentín interior. El líquido refrigerante que circula por el cuerpo fijo es movido por una turbina unida a una pequeña rueda dentada exteriormente que engrana con una rueda dentada interiormente unida al cuerpo móvil o mediante una bomba externa (actuada mecánicamente o eléctricamente) que mueva el refrigerante.

El cuerpo móvil se enfría mediante unos serpentines en la cúpula protectora por el que circula el refrigerante y que, por cercanía al cuerpo móvil, pero sin estar en contacto con este, extraería el calor generado en el cuerpo móvil, llegando al radiador y enfriándose en éste.

También se puede realizar un sistema mixto de estos dos sistemas anteriores.

El cuerpo móvil también se puede enfriar mediante refrigeración líquida por medio de un serpentín o serpentines interiores para trasladar en mejor manera el calor y repartirlo por igual por todo el cuerpo móvil. El líquido refrigerante se movería por dentro del cuerpo móvil gracias a una turbina o hélice a la que en su parte exterior estaría unida a una rueda dentada, que por medio de una rueda dentada exteriormente unida al cuerpo fijo, podría mover el líquido refrigerante por el interior del cuerpo móvil. También se puede utilizar en conjunción con estos sistemas la refrigeración por aletas exteriores en el cuerpo móvil.

En la refrigeración mixta aire-líquida, se puede utilizar el sistema de aletas de la refrigeración por aire en sus diferentes variantes en conjunción con el sistema de refrigeración líquida en sus diferentes variantes, para conseguir una refrigeración mayor.

El movimiento del líquido refrigerante en el interior del cuerpo móvil también podría producirse sin la turbina, al entrar el líquido en movimiento por la diferencia de temperatura entre la zona mas interior y la mas exterior, o al revés, según donde se produjese la mayor temperatura y la menor, y se puede utilizar con cualquiera de los tipos de serpentines anteriores.

En la refrigeración mixta por células Péltier y refrigeración líquida, el sistema utilizado sería el mismo que en la refrigeración líquida o por aire, o por aire-líquido, intercalando un sistema de células Péltier entre los serpentines de la cúpula protectora y el cuerpo móvil (sin entrar en contacto con el cuerpo móvil), extrayendo el calor generado por el cuerpo móvil (permitiendo un control electrónico de la temperatura) y manteniendo una temperatura óptima del cuerpo móvil.

Se puede conseguir la refrigeración automatizada del colector de escape mediante refrigeración líquida gracias a un termostato, siendo posible variar la refrigeración y por tanto la temperatura del colector, permitiendo pasar gracias al termostato más o menos caudal de refrigerante, para así conseguir una potencia óptima. Es posible instalar una válvula que permitiese evacuar el refrigerante líquido o gasificado que por sobrepresión sobrase en este sistema, para ser llevado a la bombona de expansión del sistema de refrigeración o ser expulsado al exterior, siendo posible instalar otra válvula que diese líquido refrigerante a este sistema en caso de necesidad, proveniente de la bombona de expansión del sistema de refrigeración. El líquido caliente de este sistema automatizado llegaría a través del termostato a un pequeño radiador, regresando del radiador ya enfriado al colector de escape.

Otro sistema para mover el cuerpo móvil sería eliminando el cuerpo fijo, y situando los inyectores de combustible y la entrada de aire a presión y de lubricante y la salida de gases en el colector de escape.

Se puede utilizar cualquier tipo de válvula, pero probablemente el más efectivo sea el de abertura en el colector de escape. Para mantener la presión en el cilindro, se utilizaría el sistema de anillos, o de segmentos y tubo cilíndrico, o el sistema mixto de anillos y segmentos, que en vez de hacer presión contra el cuerpo móvil lo hartan contra el colector de escape, ya que no hay cuerpo móvil.

Para refrigerar el cuerpo móvil se puede utilizar cualquier sistema de los anteriores, así como para refrigerar el colector. Para la lubricación, se utiliza la cualquiera de los sistemas anteriores.

También una canalización de aire a presión proveniente de la entrada de aire a presión puede ayudar a expulsar los gases de escape en los últimos momentos de la fase de escape, para así conseguir una atmósfera mas rica en oxígeno donde se producirá la nueva combustión.

La velocidad de escape de los gases, para el motor rotativo de tres tiempos, con cuerpo fijo o sin él, turboalimentado o no, puede ser modificada mediante un sistema que permitiría modificar el ángulo de salida de los gases, para aumentar o disminuir la potencia así como la velocidad de giro del cuerpo móvil, o un sistema similar al de la entrada de aire para la refrigeración.

La bomba del lubricante, tanto para el motor con cuerpo fijo o sin él, turboalimentado o no, puede utilizar un sistema similar a la bomba de refrigerante del cuerpo fijo o del cuerpo móvil, o ser una bomba externa, accionada por el giro del cuerpo móvil, o ser una bomba eléctrica.

El motor rotativo de tres tiempos, ya sea con cuerpo fijo o sin él, también puede funcionar sin ser turboalimentado (es decir, que el aire que entre en los cilindros lo haga a presión ambiente) siempre que el combustible líquido utilizado se inflame al contacto con el aire de dentro del cilindro, con lo que conseguiríamos el mismo movimiento del cuerpo móvil que si utilizásemos otros combustibles líquidos que necesitan aire a presión en el interior del cilindro o que la explosión se produzca por una chispa, o que dos líquidos entren en el cilindro, y al entrar en contacto el uno con el otro, se inflamen, o que la explosión se produzca mediante una chispa, o que funcione con combustible gaseoso, ya sea que la explosión se produzca por una chispa o que el combustible gaseoso se inflame al contacto con el aire, siendo todo esto válido para el motor rotativo de tres tiempos, con cuerpo fijo o sin él, turboalimentado o no.

En el motor rotativo de tres tiempos, sin cuerpo fijo, turboalimentado o no, también se puede usar la refrigeración por aire mediante aletas internas entre los cilindros del cuerpo móvil en conjunción con el sistema de regulación de entrada de aire para la refrigeración, que ahora estaría situado en el colector de escape, tanto la entrada de aire para la refrigeración como el sistema de regulación de entrada de aire.

La aplicación industrial de este motor puede ser múltiple, sirviendo como planta motriz para cualquier vehículo autopropulsado.

Breve descripción de las figuras

La figura 1, es una vista simplificada del motor.

En la figura 2, se aprecia el interior del motor.

En la figura 3, se aprecia el motor en su primer tiempo.

En la figura 4, se aprecia el motor en su segundo tiempo.

En la figura 5, se aprecia el motor en su tercer tiempo.

La figura 6 es un corte lateral del motor.

La figura 7 es otro corte lateral del motor.

Las figuras 8, 9 y 10 son vistas laterales del cuerpo fijo.

La figura 11 es una vista de frente del cuerpo fijo.

La figura 12 es otra vista del cuerpo fijo.

La figura 13 es un corte lateral del cuerpo fijo cilíndrico y cuerpo móvil.

La figura 14 es un corte lateral del cuerpo fijo cónico y cuerpo móvil.

La figura 15 es una vista frontal del motor.

La figura 16 es un corte lateral del cuerpo fijo, cuerpo móvil y sistema de sujeción del cuerpo móvil.

La figura 17 es un corte lateral del sistema de sujeción del cuerpo móvil.

La figura 18 en una vista frontal del sistema de sujeción del cuerpo móvil.

La figura 19 es un corte lateral del motor.

La figura 20 es una vista frontal del sistema de sujeción del cuerpo fijo.

La figura 21 es un corte lateral del mismo sistema.

La figura 22 es un corte lateral del motor.

Las figuras 23, 24 y 25 son los anillos de presión.

La figura 26 es un corte lateral del cuerpo móvil de acoplamiento cilíndrico con el cuerpo fijo.

La figura 27 es un corte lateral del cuerpo móvil de acoplamiento cilíndrico con el cuerpo fijo con el muelle y el sistema de anillos de presión.

La figura 28 es el mismo sistema pero de forma cónica.

Las figuras 29 y 30 son un corte lateral del cuerpo móvil.

La figura 31 y 32 son vistas del colector de escape.

Las figuras 33, 34, y 35 son vistas laterales de los sistemas de evacuación de gases.

La figura 36 son vistas de la cúpula protectora de recubrimiento total.

La figura 37 son vistas de la cúpula protectora de recubrimiento parcial.

Las figuras 38 y 39 son vistas de la válvula cónica.

La figura 40, 41 y 42 son cortes laterales del cuerpo móvil.

Las figuras 43 y 44 son vistas de la válvula cilíndrica.

Las figuras 45, 46 y 47 son cortes laterales del cuerpo móvil.

La figura 48 es una vista frontal de la rueda dentada que se atornilla a las válvulas.

La figura 49 es una vista frontal del motor.

La figura 50 es otra vista frontal del motor.

Las figuras 51 y 52 son válvulas con su rueda dentada para ser accionadas.

Las figuras 53 y 54 muestran el funcionamiento de las válvulas.

Las figuras 55, 56 y 57 muestran formas de la canalización interior de las válvulas.

La figura 58 muestra el final del cilindro y el alojamiento de la válvula.

Las figuras 59, 60, 61 y 62 muestran las válvulas cónica y cilíndrica.

Las figuras 63, 64, 65 y 66 son cortes frontales del motor mostrando su funcionamiento.

La figura 67 muestra el funcionamiento de una válvula.

La figura 68 muestra el funcionamiento de esa válvula pero con otro sistema de ajuste.

La figura 69 muestra el funcionamiento de otra válvula.

La figura 70 muestra el ajuste de esa válvula.

Las figuras 71 y 72 son cortes laterales del cuerpo móvil a la altura de la válvula.

Las figuras 73 y 74 muestran una válvula y su sistema de ajuste.

Las figuras 75 y 76 muestran una válvula lateral y su ajuste y los desniveles de accionamiento.

La figura 77 muestra un corte lateral del motor.

La figura 78 muestra un corte lateral del motor.

La figura 79 muestra un corte lateral del cuerpo móvil.

La figura 80 muestra dos vistas del cuerpo roscado.

Las figuras 81, 82, 83 y 84 muestran el funcionamiento de una válvula lateral con muelle y su sistema de ajuste.

Las figura 85 muestra un corte frontal del motor.

La figura 86 muestra dos vistas de una válvula de varilla.

La figura 87 muestra el colector de escape.

La figura 88 muestra un corte frontal del motor.

La figura 89 muestra un corte frontal del motor.

Las figuras 90, 91, 92 y 93 muestran vistas del cuerpo fijo, los inyectores y las bujías o calentadores.

Las figuras 94 y 95 muestran varios inyectores por cilindro en el cuerpo fijo y el colector de escape.

Las figuras 96, 97, 98 y 99 muestran cortes frontales del motor con diferentes tipos de cilindro.

La figura 100 muestra un corte frontal del motor con válvula de admisión y de escape en el cilindro.

La figura 101 muestra las canalizaciones del aceite.

La figura 102 muestra la oquedad para una mejor lubricación del motor.

Las figuras 103, 104, 105, 106, 107 y 108 muestran cortes frontales del motor.

Las figuras 109 y 110 muestran las diferentes cúpulas protectoras.

La figura 111 muestra la refrigeración de la cúpula protectora de recubrimiento parcial.

La figura 112 muestra la refrigeración de la misma cúpula con mas serpentines e refrigeración.

Las figuras 113, 114, 115, 116, 117, y 118 muestran cortes frontales del motor.

Las figuras 119 y 120 muestran la refrigeración por células Péltier.

Las figuras 121, 122, 123, 124, 125, 126 y 127 muestran cortes frontales del motor.

Las figuras 128, 129, 130 y 131 muestran las fases o tiempos del motor sin cuerpo fijo.

Formas de realizar la invención

El motor rotativo de tres tiempos turboalimentado recibe este nombre dado que es de tipo rotativo, es de tres tiempos, y necesita de un sistema que provea aire a presión para la correcta combustión o explosión del combustible líquido, por lo que este motor puede funcionar con gasóleo como combustible, o con gasolina, o con cualquier otro combustible líquido o gaseoso.

El motor rotativo de tres tiempos turboalimentado de combustión interna o de explosión está formado básicamente de tres partes diferenciadas de forma simplificada en la figura 1 y representadas mediante referencias numéricas. El circulo central es el Cuerpo Fijo 1, el anillo intermedio es el Cuerpo Móvil 2, y el anillo exterior es el Colector de Escape 3.

En el motor rotativo de tres tiempos turboalimentado de combustión interna de la figura 2, se puede apreciar el cuerpo fijo 1 con sus inyectores 4, entrada de aire a presión 5 y de aceite 6 para la lubricación, el cuerpo móvil 2 con sus cilindros 7 y sus válvulas 8, y el colector de escape 3 con sus aberturas 9 para la salida de gases. El aire entra a presión en uno de los cilindros 7 (pudiendo tener uno o más cilindros) gracias al giro del cuerpo móvil 2 (parte móvil del motor que es la que transmite el movimiento al embrague, a una hélice, etc.), cuya válvula o agujero de admisión de aire 13, al pasar por encima del agujero de admisión de aire a presión situado en el cuerpo fijo 14, permite la entrada de aire a presión en el cilindro 7 al mismo tiempo que el cuerpo móvil 2 sigue girando (figura 3, se aprecia el primer tiempo), hasta que los agujeros de admisión de aire a presión situados en el cuerpo móvil así como en el fijo dejan de coincidir.

Durante el tiempo de admisión, la válvula 8 de escape de gases gira sin permitir el escape del aire. Cuando se produce la inyección del gasóleo (figura 4, se aprecia el segundo tiempo) se produce la combustión de éste, con la consiguiente expansión de los gases resultantes, y es justo en el momento en el que la expansión de los gases alcanza una presión determinada cuando comienza a abrirse la válvula 8 de escape (figura 5, se aprecia el tercer tiempo), disponiendo dicha válvula 8 de una abertura 10 cuyo caudal de gases varía según va girando (aunque esto dependerá de la potencia que se espere obtener, así como del rendimiento obtenido).

La admisión y el escape son dependientes del giro de la válvula 8, en la que cada admisión y escape se produce según va girando la válvula.

El caudal que dicha abertura permite evacuar en cada momento depende de la expansión de los gases resultantes de la combustión (al mismo tiempo que el cuerpo móvil sigue girando).

En el ejemplo de combustión de la figura 3, la figura 4, y la figura 5 todos los cilindros 7 realizan el mismo tiempo, es decir, todos cogen aire al mismo tiempo, en todos se inyecta el combustible al mismo tiempo, y en todos se expulsan los gases al mismo tiempo, pero no es necesario que todos los cilindros realicen el mismo tiempo al mismo tiempo, esto se puede cambiar variando la posición y/o número de los inyectores 4, y/o el número de cilindros 7.

En la figura 6 podemos ver un corte del motor en el que podemos apreciarlo visto de lado, donde se puede ver el cuerpo fijo 1, en el que se alojan inyectores 4, entrada de aire a presión 5 (los conductos más gruesos) y entrada de aceite para la lubricación 6 (los conductos menos gruesos) entre el cuerpo fijo 1 y el cuerpo móvil 2, podemos ver también el cuerpo móvil 2, con sus cilindros 7 en su interior, las válvulas 8 de escape que engranan con la rueda dentada que esta unida al cuerpo fijo 1 o al colector de escape 3, y el colector de escape 3, con sus salidas de gases 11 y sus conductos de aceite 6 para el engrase entre el cuerpo móvil y el colector de escape. Se puede apreciar por el lado opuesto al cuerpo fijo, la conexión 12 con el embrague, en el caso de que fuese conectado directamente a un embrague.

En la figura 7 podemos ver otro corte del motor visto de lado, similar al corte anterior, pero en esta se puede observar las salidas de gases 11 de los cilindros 7, los cuales (dichos gases) irían al colector de escape 3.

En las siguientes figuras 8, 9, y 10 podemos ver el cuerpo fijo 1 visto lateralmente. En su interior se alojan los inyectores 4 (figura 8), las salidas de aire a presión 13 (figura 9), y las salidas del aceite 15 para la lubricación (figura 10).

En la figura 11 podemos ver el cuerpo fijo visto de frente, con los inyectores 4 (y sus correspondientes anillos cortafuegos, etc.), la entrada de aire a presión 13 (tubo mas grueso) y la entrada de aceite para la lubricación 6 (tubo menos grueso).

La posición de la salida de aire a presión 13 estará a un lado o al otro lado del inyector según cuál será el sentido de giro determinado del cuerpo móvil (figura 12).

Las acanaladuras para la distribución del aceite, pueden ir en el cuerpo fijo 1, o en el cuerpo móvil 2, o en el colector de escape 3, o en todos ellos, así como podrá tener varias entradas 6 y salidas 15 de aceite para la lubrica-
ción.

El acoplamiento entre el cuerpo fijo 1 y el cuerpo móvil 2 puede realizarse de varias maneras, siendo en las aquí descritas el cuerpo fijo de tipo cilíndrico 16 (figura 13) y de tipo cónico 17 (figura 14). En ambos se aprecian los inyectores 4 y los cilindros 7 internos del cuerpo móvil 2.

Siendo el cuerpo fijo de tipo cilíndrico 16, el cuerpo móvil 2 encaja rodeando al cuerpo fijo 16, girando sobre éste, evitándose su desplazamiento lateral por un sistema de sujeción central 18 (figura 15 y figura 16) ya que en su parte exterior el cuerpo móvil 2 se mantiene sujeto por el colector de escape 3 (o por otra estructura) que también permite el engrase entre este sistema de sujeción 18 y el cuerpo móvil 2 gracias a una acanaladura 19 (figura 17, se aprecia un corte de la sujeción, y figura 18, se aprecia la sujeción 18 vista de frente con la acanaladura 19 de engrase) en el sistema de sujeción 18.

Siendo el cuerpo fijo de tipo cónico 17, el sistema que permite la sujeción 20 del cuerpo móvil 2 al cuerpo fijo 17 permite ajustar la presión que ejerce el cuerpo móvil 2 sobre el cuerpo fijo 17 para evitar la descompresión y así mismo el posible desgaste producido por el uso a lo largo del tiempo (figura 19, se aprecia un corte lateral del motor con este sistema de sujeción 20 y presión montado) Se puede apreciar el sistema de sujeción 20 en la figura 20 (se aprecia de frente) y figura 21 (se aprecia un corte lateral). Igualmente que en el caso del cuerpo fijo de tipo cilíndrico 16, el cuerpo móvil 2 rodea al cuerpo fijo girando sobre éste. (El cuerpo fijo dispone de unas acanaladuras para el engrase entre el cuerpo fijo y el cuerpo móvil).

Este mismo sistema de sujeción 21 puede servir también para sujetar el cuerpo móvil 2 de forma similar a la figura 16, representado en la figura 22.

El ajuste para evitar la descompresión del aire a presión o gases de combustión que hay en el cilindro debido a la mínima separación existente entre el cuerpo fijo 1 y el cuerpo móvil 2 se puede realizar de la siguiente manera, por medio de unos anillos cilíndricos 22 abiertos por un lado de su pared (figura 23 y figura 24) siendo mínima la separación entre los bordes de sus paredes (y cuyos bordes ejercen fuerza para intentar unirse), y que ejercen presión unos sobre otros (figura 25) y que van alojados en una cavidad cilíndrica 23 que rodea al cilindro donde se produce la combustión (figura 26), y que ejercen presión desde el cuerpo móvil 2 hacia el cuerpo fijo 1 para evitar descompresión gracias a un muelle 24 y una arandela que empujan desde el fondo de la cavidad cilíndrica 23 hacia el cuerpo fijo 1, y que los anillos 22 ejercen presión sobre el cuerpo móvil 2 para evitar descompresión (esto es al ejercer presión unos anillos sobre los otros, figura 27). Esto puede ser tanto en la versión de cuerpo fijo cilíndrico 16 (figura 27), como la de cuerpo fijo cónico 17 (figura 28). También se puede hacer mediante segmentos 23 y un tubo cilíndrico 26 (figura 29) o mediante un sistema mixto de anillos 22 y segmentos 25 (figura 30) e igualmente sirven tanto para el cuerpo fijo cilíndrico 16 como para el cuerpo fijo cónico 17.

El colector de escape 3 rodea al cuerpo móvil 2 y esta fijo, y permite recoger y evacuar los gases de escape y dirigirlos al tubo de escape 28 (figura 31 y figura 32) Puede haber una separación interna entre el colector de escape 3 y el cuerpo móvil 2 para la libre circulación de los gases de escape entre el colector 3 y el cuerpo móvil 2 sin que los gases se escapen por el lateral del colector de escape 3, donde se unen ambos.

Una turbina 27 accionada por el movimiento del propio cuerpo móvil 2 (figuras 33, 34 y 35) puede ayudar al desalojo de los gases de escape. En la figura 33, una turbina 27 unida al cuerpo móvil 2 y situada entre el cuerpo móvil 2 y el embrague podría ayudar a extraer los gases de escape. En la figura 34, una turbina 27 (por cada cilindro 7) unida a una rueda dentada exteriormente 29 engranada a una rueda dentada exteriormente 30 unida al cuerpo móvil 2 podría ayudar a extraer los gases de escape. Se aprecian el cuerpo móvil 2 con la rueda dentada exteriormente 30, y las turbinas 27 con sus ruedas dentadas 29, y el colector de escape 3. En la figura 35, una turbina 27 (por cada cilindro 7) unida a una rueda cónica dentada exteriormente 31 engranada a una rueda cónica dentada exteriormente 32 unida al cuerpo móvil podría ayudar a extraer los gases de escape. Se aprecia el cuerpo móvil 2, la rueda cónica dentada exteriormente 32, y las turbinas 27 con sus ruedas cónicas dentadas 31, y el colector de escape 3.

El colector de escape 3 hace de guía para el cuerpo móvil 2, para que no se desplace lateralmente ayudando al cuerpo fijo 1 a mantener al cuerpo móvil 2 en su sitio, para que no haya vibraciones. El colector de escape 3 dispone de unas acanaladuras por su cara interior (la que esta en contacto con el cuerpo móvil 2) para el engrase entre el cuerpo móvil 2 y el colector de escape 3.

La cúpula protectora 33 sirve para proteger del giro del cuerpo móvil y para alojar los necesarios serpentines de refrigeración del motor, protegiendo al cuerpo fijo 1, al cuerpo móvil 2 y al colector de escape 3 (figura 36), y también serviría para recoger el posible aceite sobrante de la lubricación del motor.

En caso de que el colector de escape no forme parte de la cúpula protectora 34 seria la figura 37.

La válvula de expulsión de gases puede ser de varios tipos, siendo aquí los explicados de tipo cónico 35, cilíndrico 36, mecánico actuado por varilla vertical con muelle 37, mecánico actuado por varilla vertical sin muelle 38, mecánico actuado por varilla lateral con muelle 39, mecánico actuado por varilla lateral sin muelle 40, mecánico actuado por presión de muelle vertical 41, mecánico actuado por presión de muelle lateral 42, y electro-válvula 43.

La válvula de tipo cónico 35 (figura 38) permite evitar el escape de aire a presión o gases resultantes de la combustión producida por el posible desgaste de las paredes de la válvula así coma del cuerpo móvil al cabo del tiempo. Esta descompresión se evita gracias a que un muelle empuja la válvula desde una pequeña estructura (unida al cuerpo móvil) hacia el cuerpo móvil ejerciendo presión, siendo esta presión regulable para conseguir la presión adecuada de la válvula sobre el cuerpo móvil.

A este sistema se le puede añadir a la válvula unos segmentos 25 en la propia válvula 35 (figura 39) para mantener en mejor medida la presión, o unos anillos 22 en el cuerpo fijo (figura 40), o un tubo cilíndrico 26 con segmentos 25 en el cuerpo fijo (figura 41), o un sistema mixto de anillos 22 y segmentos 25 en el cuerpo fijo (figura 42).

Con la válvula cilíndrica 36 (figura 43) no seria necesario el muelle aunque sí el sistema de sujeción (esa pequeña estructura), pudiéndose contrarrestar la descompresión debida al posible desgaste mediante segmentos 25 (figura 44) o también es posible mediante anillos 22 (figura 45), o mediante segmentos 25 y un tubo cilíndrico 26 (figura 46), o mediante un sistema mixto de anillos 22 y segmentos 25 (figura 47).

Para permitir el ajuste de la apertura de la válvula, cónica o cilíndrica, la rueda dentada 29 de la válvula se une a ésta por medio de unos tornillos. Por medio de los miles 44 en la rueda dentada se puede modificar la apertura de la válvula, variando la posición de la rueda dentada 29 respecto de la válvula (figura 48).

El accionamiento de las válvulas cónicas o cilíndricas se realiza por un anillo exterior dentado interiormente 45, que esta fijado al colector de escape 3 de gases (figura 49), o por una anillo interior dentado exteriormente 46 fijado al cuerpo fijo 2 (figura 50), y que al haber una rueda dentada 29 unida a la válvula (figuras 51 y 52) engranada en el anillo exterior 46 o interior dentado 45 permite que la válvula se cierre (figura 53) y se abra al girar el cuerpo móvil (figura 54).

El movimiento del cuerpo móvil 2 hace que la válvula gire sobre su eje debido al accionamiento que ejerce el anillo exterior 46 o interior 45 dentado sobre la rueda dentada 29 unida a la válvula, permitiendo que de esa manera la válvula no permita el paso del aire a presión y de los gases de escape (figura 53) o sí que lo permita (figura 54).

El funcionamiento de la válvula cónica o cilíndrica se basa en que la válvula gira, permitiendo o impidiendo el paso del aire a presión o el gas resultante de la combustión. En la parte superior del cilindro 7 donde se produce la combustión o explosión (dentro del cuerpo móvil 2) se encuentra ubicada la válvula, a la cual le sigue la canalización 47 que utilizaran los gases de escape para salir del cuerpo móvil y llegar al colector de escape 3, produciéndose así el giro del cuerpo móvil 2.

La válvula tiene una canalización interior 10 para que pasen los gases, y la forma de esa canalización 10 dependerá de la potencia a obtener, siendo esa forma la adecuada para mantener una presión determinada en la fase de escape de los gases del interior del cilindro 7 que permita un giro constante del cuerpo móvil. Son un ejemplo de esas formas de canalización 10 las figuras 55, 56 y 57, en las que se aprecia la forma de la canalización 10 vista de frente, y la forma que está en el lado opuesto de la válvula.

La válvula puede no tener esa canalización interna, permitiendo el pase de gases alrededor de ella, o pos sus laterales, por ejemplo una válvula con forma de media luna, accionada de igual manera que las anteriores.

Las aperturas "A" que se encuentra al final del cilindro 7 y las distancias "B" y "C", así como la distancia "D" de la longitud de la apertura de la canalización interior 10 de la válvula de escape determinarán el paso o el cierre de paso de los gases hacia el colector de escape 3, y dichas distancias dependerán de la distancia que hay entre la entrada de aire a presión y la abertura de escape de gases teniendo en cuenta el giro de la válvula de escape (figura 58) La distancia "E" y "F" o forma (anchura) de la canalización interior 10 de la válvula dependerá de la potencia a obtener (figuras 59, 60, 61 y 62). El ángulo "\alpha" y las distancias "G", "H", "I", "J", y "K", así como la forma de esas aberturas, determinará la mejor velocidad del cuerpo móvil al salir los gases de escape a presión para conseguir la potencia óptima.

En la válvula 37 accionada por varilla, una varilla 48 es accionada por una guía con desniveles 49 situado en el cuerpo fijo 2 o en el colector de escape 3, y esta varilla 48 acciona a su vez la válvula de escape 37.

Se puede utilizar una varilla vertical 48 con muelle 49, en el que una varilla vertical 48 es accionada por una guía con desniveles 49 situado en el cuerpo fijo 1, acciona una válvula 37 que es la que permite el paso de los gases de combustión estando la varilla vertical 48 en la parte mas alta de los desniveles 49 situados en el cuerpo fijo 1 (figura 63, válvula abierta) volviendo la válvula 37 a su posición original (cerrando el paso de gases de escape o de aire a presión) gracias al muelle 49 de la válvula 37 cuando la varilla vertical 48 se sitúa en la parte mas baja de los desniveles 49 del cuerpo fijo 1 gracias al muelle 50 de la varilla 48 (figura 64, válvula cerrada). En la figura 65 (válvula abierta) y figura 66 (válvula cerrada) se aprecia el mismo sistema pero con desniveles 49 en el colector de escape 3. Los desniveles 49 pueden estar en el interior o en el exterior del cuerpo móvil 2 o del colector 3, esto es igual para todas las válvulas accionadas por desniveles.

El ajuste de este sistema se puede realizar gracias a un tornillo 51 o cuerpo roscado 51 que permitiría ajustar la presión del muelle 50 de la varilla 48 para ajustar la vuelta de la varilla 37 a su posición original (figuras 67 y 68) El momento de apertura de la válvula se ajusta gracias a un tornillo o cuerpo roscado que permite modificar la altura a la que se encuentra la pieza interna 53 de la varilla 37 de la figura 67, o al tornillo de la parte de abajo de la figura 68, y que gracias a la forma de la pieza 53 ó 57 permite ajustar ese momento de apertura. Al estar esta pieza situada más alejada del cuerpo fijo 1, la válvula 37 se abre antes, y al estar mas cerca esta pieza del cuerpo fijo 1, se retarda la apertura de la válvula 37. La apertura o su retardo se produciría justo al revés si la pieza 53 ó 57 es colocada al revés, o si su forma se diseña en sentido contrario.

La compresión (o presión que ejerce) del muelle 50 de la varilla 48, así como del muelle 55 de la válvula 37, sobre la varilla 48 o sobre la válvula 37 se puede ajustar gracias a un cuerpo roscado 56 o a un tornillo 56 que permite ajustar la apertura de la válvula, o a un sistema mixto de compresión de ambos muelles 50 y 55.

En este sistema, la válvula puede estar inclinada en ángulo para un mejor montaje y desmontaje.

Se puede utilizar un sistema de varilla vertical sin muelle 58 (figura 69, funcionamiento similar a las figuras 67 y 68), en el que la varilla vertical 58 se mueve gracias a los desniveles 49 existentes en el cuerpo fijo 1 y en el colector 3, siendo la distancia entre el cuerpo fijo 1 y el colector 3 siempre la misma, a pesar de los desniveles 49, en cualquier distancia "A". El ajuste de este sistema seria mediante un tornillo 59 que permitiría el ajuste exacto de separación entre ambas partes mas alejadas de la varilla 58 y el cuerpo fijo 1 y el colector 3 (figura 70).

También se puede utilizar un sistema de válvula lateral 60 con muelle 61 (figura 71, válvula abierta), en el que la válvula 60 se abre gracias a unos desniveles 49 situados en un lateral del colector de escape 3 o de la cúpula protectora 33 y 34, y retorna a su posición original cerrando el paso de gases gracias a un muelle 61 (figura 72, válvula cerrada) El ajuste de este sistema sería mediante un tornillo 62 que permitiese ajustar el momento de apertura de la válvula (figura 73), y para ajustar el empuje del muelle 61 se recurre a un cuerpo roscado 63 (figura 74).

O se puede utilizar un sistema de válvula lateral sin muelle 64 (figura 75, válvula abierta), en el que la válvula se abre y se cierra gracias a unos desniveles 49 situados a ambos lados de la cúpula protectora 33 o 34 o del colector de escape 3, según la ubicación de dichos desniveles 49. Igualmente que en el caso de la varilla vertical sin muelle, las distancias "A" y "A'" son siempre las mismas (figura 76). El ajuste de este sistema seria similar al de varilla vertical sin muelle 58, un tornillo 65 permitiría ajustar la separación entre ambas partes más externas de la válvula para ajustar con precisión la apertura de la válvula (figura 73).

Otro sistema es por válvula vertical 66 con muelle 67 (figura 77), en el que la válvula se abre (figura 78) al alcanzar cierta presión (resultante de la combustión) y volvería a su posición original gracias a un muelle 67 (figura 77). El ajuste de este sistema seria mediante un cuerpo roscado 68 verticalmente que permita el ajuste de presión del muelle 67 (figura 79 y figura 80).

Y otro sistema a utilizar es por válvula lateral 69 con muelle 70 (figura 81) en el que la válvula 69 (figura 82) se abre (figura 83) al alcanzar cierta presión (resultante de la combustión) y volvería a su posición original gracias a un muelle 70 (figura 81). El ajuste de este sistema sería mediante un cuerpo roscado 71 lateralmente que permita el ajuste de presión del muelle 70 (figura 84).

Otro sistema es por electro válvula, en el que una electro válvula se abre o se cierra electrónicamente según la presión interior, que es detectada por una sonda de presión alojada en la propia electro válvula. Su ajuste electrónico permite mantener una potencia óptima.

Se puede colocar una válvula interior para la entrada de aire a presión mediante un anillo interior dentado exteriormente y una válvula a la que estaría unida una rueda dentada engranada a ese anillo interior dentado, en el caso de las válvulas accionadas por ruedas dentadas. También se puede colocar cualquier otro tipo de válvula que se abra durante la admisión de aire a presión.

En el caso de ser un cilindro oblicuo o inclinado 72, serviría cualquier tipo de válvula, en el ejemplo de la figura 85 una varilla vertical sin muelle 58 actuarla de válvula de escape al tener una abertura 10 por donde saldrían los gases. La válvula 58 seria accionada por los desniveles 49 situados en el cuerpo fijo 1 y en el colector de escape 3 (figura 85, válvula abierta) El ajuste de este sistema seria similar al de varilla vertical sin muelle 58, un tornillo 73 permitiría ajustar la separación entre ambas partes más externas de la válvula para ajustar con precisión la apertura de la válvula 58 (figura 86).

Otro sistema de válvula de escape de gases ajeno al cuerpo móvil seria una abertura 11 (por donde saldrían los gases de escape) de forma determinada (figura 87) en el colector de escape 3, de manera que justo después de la combustión cuando la presión en el interior del cilindro 7 fuese máxima, y debido a la abertura en el colector de escape, se produjese el escape de los gases consiguiéndose así el movimiento del cuerpo móvil, debido al ángulo de inclinación final del cilindro 7 (figura 88) El cilindro 7 también puede ser curvado (figura 89) o ser oblicuo, o tener otra forma determinada, como por ejemplo forma de tonel, u otras formas.

También se puede hacer en todos los tipos de válvula de escape que la válvula de escape siga abierta momentáneamente después del escape de gases y durante la admisión de aire a presión para facilitar la evacuación de gases de combustión y obtener una atmósfera más limpia para que se produzca la nueva combustión.

El inyector 4 puede ser para motores tipo diesel que puede ir acompañado de un calentador o bujía de precalentamiento 74 en posición horizontal (figura 90) u oblicuo al inyector 4 (figura 91), o que este calentador 74 vaya incorporado en el propio inyector (figura 92), o para motores de gasolina estando el inyector acompañado de una bujía (figura 93), ya sea en posición horizontal u oblicua, o estando la bujía 75 incorporada en el propio inyector 4, o cualquier otro inyector 4 para cualquier otro tipo de combustible líquido o gaseoso. Es posible colocar varios inyectores 4 juntos para conseguir una mejor combustión y más rápida, tanto si van los inyectores 4 en el cuerpo fijo 1 (figura 94) como si van en el colector de escape (figura 95).

El cilindro 7 donde se produce la combustión puede ser recto (figura 96), oblicuo (figura 97, inclinado), o curvado (figura 98), o de otra forma (figura 99) adoptando la configuración que mejor permita la combustión y la evacuación de gases para obtener el mayor rendimiento.

Se puede utilizar un sistema de precámara 76 de combustión para mejorar la combustión (figura 100) u otros sistemas de inyección directa o indirecta para mejorar el rendimiento.

El engrase se realiza desde el cuerpo fijo 1 hacia el cuerpo móvil 2 y también desde el colector 3 hacia el cuerpo móvil 2, gracias a unos canales 6 en el cuerpo fijo y en el colector 3, y a unas acanaladuras 77 entre el cuerpo móvil 2 y el cuerpo fijo 1 y el colector de escape 3, que permite el engrase entre ellos. El aceite es impulsado por los canales 6 hacia las acanaladuras 77 (figura 101) para que se cree una película lubricante con el fin de evitar la fricción y el rozamiento. Las acanaladuras 77 pueden tener diversas formas, según su eficacia.

Una pequeña oquedad 78 con una forma determinada puede ayudar a mantener una mejor lubricación, al entrar el aceite en ella por depresión, y ejerciendo de pequeño deposito puede evitar la posible falta de lubricación momentánea manteniendo una óptima lubricación durante todo el giro del cuerpo móvil (figura 102).

Unas canalizaciones 6 llevarían el lubricante hasta las válvulas 8 y todas las partes móviles donde se necesitase lubricación (figura 103, se aprecia que los canales de lubricación 6 del cuerpo fijo 1 y el colector de escape 3 llevan el lubricante desde el cuerpo fijo 1 y desde el colector de escape 3 hasta el cuerpo móvil 2 y las válvulas 8).

La refrigeración puede realizarse de varias formas, siendo las aquí descritas refrigeración por aire, refrigeración líquida, refrigeración mixta aire-líquido, y refrigeración mixta por células Péltier y líquido o aire, o refrigeración mixta por células Péltier y aire-líquido.

En la refrigeración por aire, unas aletas externas 79 del cuerpo móvil 2 ayudarían a la refrigeración disipando el calor generado por el cuerpo móvil 2 al producirse en su interior la combustión o explosión (figura 104) o unas aletas interiores 80 entre los cilindros 7 del cuerpo móvil 2 con unas entradas de aire 81 para refrigerar que se encontrarían en el cuerpo fijo 1, y salidas de aire 82 ya caliente en el colector de escape 3 (figura 105), o un sistema mixto de ambos (figura 106).

También se puede instalar en el cuerpo fijo 1 un sistema 83 que permita aumentar o reducir la entrada de aire para la refrigeración para controlar la entrada de aire y la temperatura (figura 107, se aprecia el ejemplo de las aletas internas 80 con este sistema de regulación 83 de entrada de aire para la refrigeración ya instalado).

En la refrigeración líquida, se enfría el cuerpo fijo 1 mediante refrigeración líquida para evitar el calentamiento mediante un serpentín 84 interior. El líquido refrigerante que circula por el cuerpo fijo 1 es movido por una turbina 89 unida a una pequeña rueda dentada exteriormente 86 que engrana con una rueda dentada interiormente 87 unida al cuerpo móvil 2 (figura 108, la flecha abajo blanca representa la entrada de refrigerante frío, y la flecha negra arriba, representa la salida de refrigerante caliente) o mediante una bomba externa (actuada mecánicamente o eléctricamente) que mueva el refrigerante.

El cuerpo móvil 2 se enfría mediante unos serpentines 84 en la cúpula protectora 33 o 34 por el que circula el refrigerante y que, por cercanía al cuerpo móvil (figuras 109 y figura 110, se aprecia el sistema de refrigeración con ambos tipos de cúpula protectora 33 o 34, y la figura 111, donde se aprecia que el refrigerante circula por la cúpula protectora 34 del tipo unida al colector de escape), pero sin estar en contacto con este, extraería el calor generado en el cuerpo móvil, llegando al radiador y enfriándose en éste.

También se puede apreciar un sistema mixto de estos dos sistemas anteriores (figura 112, se aprecian los dos sistemas de refrigeración).

El cuerpo móvil también se puede enfriar mediante refrigeración líquida por medio de un serpentín 84 o serpentines interiores para trasladar en mejor manera el calor y repartirlo por igual por todo el cuerpo móvil. El líquido refrigerante se movería por dentro del cuerpo móvil gracias a una turbina 85 o hélice a la que en su parte exterior estaría unida a una rueda dentada 86, que por medio de una rueda dentada 88 exteriormente unida al cuerpo fijo 1, podría mover el líquido refrigerante por el interior del cuerpo móvil 2 (figura 113, figura 114 y figura 115, en todas ellas se aprecian los serpentines 84 interiores y la bomba de refrigerante 85 que mueve el líquido refrigerante por su interior). También se puede utilizar en conjunción con estos sistemas la refrigeración por aletas exteriores 79 en el cuerpo móvil 2.

En la refrigeración mixta aire-líquida, se puede utilizar el sistema de aletas de la refrigeración por aire en sus diferentes variantes en conjunción con el sistema de refrigeración líquida en sus diferentes variantes, para conseguir una refrigeración mayor (figura 116, figura 117 y figura 118, en todas ellas se aprecia el sistema de aletas interiores y las conducciones internas de refrigerante, así como el sistema para controlar la entrada de aire para la refrigera-
ción).

El movimiento del líquido refrigerante en el interior del cuerpo móvil también podría producirse sin la turbina, al entrar el líquido en movimiento por la diferencia de temperatura entre la zona mas interior y la mas exterior, o al revés, según donde se produjese la mayor temperatura y la menor, y se puede utilizar con cualquiera de los tipos de serpentines anteriores.

En la refrigeración mixta por células Péltier 89 y refrigeración líquida, el sistema utilizado sería el mismo que en la refrigeración líquida o por aire, o por aire-líquido, intercalando un sistema de células Péltier 89 entre los serpentines 84 de la cúpula protectora 33 ó 34 y el cuerpo móvil 2 (sin entrar en contacto con el cuerpo móvil), extrayendo el calor generado por el cuerpo móvil 2 (permitiendo un control electrónico de la temperatura) y manteniendo una temperatura óptima del cuerpo móvil 2 (figura 119, figura 120 y figura 121, en todas ellas se aprecian las células Péltier 89, y este sistema de células Péltier 89 se puede usar en conjunción con cualquiera de los sistemas de refrigeración descritos anteriormente).

Se puede conseguir la refrigeración automatizada del colector de escape 3 mediante refrigeración líquida gracias a un termostato, siendo posible variar la refrigeración y por tanto la temperatura del colector, permitiendo pasar gracias al termostato más o menos caudal de refrigerante, para así conseguir una potencia óptima (figura 122 y 123) Es posible instalar una válvula 90 que permitiese evacuar el refrigerante líquido o gasificado que por sobrepresión sobrase en este sistema, para ser llevado a la bombona de expansión 91 del sistema de refrigeración (figura 124) o ser expulsado al exterior mediante la válvula 92 (figura 125), siendo posible instalar otra válvula 93 que diese líquido refrigerante a este sistema en caso de necesidad, proveniente de la bombona de expansión 94 del sistema de refrigeración (figura 126), independientemente de que se hubiesen instalado las válvulas 90 y 92 de las figuras 124 y 125. El líquido caliente de este sistema automatizado llegaría a través del termostato a un pequeño radiador, regresando del radiador 95 ya enfriado al colector de escape (figura 127).

Otro sistema para mover el cuerpo móvil seria eliminando el cuerpo fijo, y situando los inyectores de combustible 4 y la entrada de aire a presión 5 y de lubricante 6 y la salida de gases 11 en el colector de escape (figura 128) En la figura 129 se aprecia el primer tiempo de este motor sin cuerpo fijo, donde se produce la entrada de aire a presión. En la figura 130 se aprecia el segundo tiempo, donde se produce la inyección del gasóleo (o de otro combustible líquido). En la figura 131, se aprecia el tercer tiempo, donde se produce la expulsión de gases resultantes de la combustión o explosión.

Se puede utilizar cualquier tipo de válvula, pero probablemente el más efectivo sea el de abertura en el colector de escape (figura 87). Para mantener la presión en el cilindro, se utilizaría el sistema de anillos (figuras 23, 24, 25 y 27), o de segmentos y tubo cilíndrico (figura 29), o el sistema mixto de anillos y segmentos (figura 30), que en vez de hacer presión contra el cuerpo móvil lo harían contra el colector de escape, ya que no hay cuerpo móvil.

Para refrigerar el cuerpo móvil se puede utilizar cualquier sistema de los anteriores (figuras 104 a 121), así como para refrigerar el colector (figuras 122 a 127). Para la lubricación, se utilizaría cualquiera de los sistemas anteriores (figuras 101 a 103). Todos los sistemas del motor rotativo de tres tiempos turboalimentado con cuerpo fijo pueden ser utilizados para el modelo sin cuerpo fijo.

También una canalización de aire a presión proveniente de la entrada de aire a presión puede ayudar a expulsar los gases de escape en los últimos momentos de la fase de escape, para así conseguir una atmósfera mas rica en oxígeno donde se producirá la nueva combustión.

La velocidad de escape de los gases, para el motor rotativo de tres tiempos, con cuerpo fijo o sin él, turboalimentado o no, puede ser modificada mediante un sistema que permitiría modificar el ángulo de salida de los gases, para aumentar o disminuir la potencia así como la velocidad de giro del cuerpo móvil, o un sistema similar al de la entrada de aire para la refrigeración (figuras 116 a 119).

La bomba del lubricante, tanto para el motor con cuerpo fijo o sin él, puede utilizar un sistema similar a la bomba de refrigerante del cuerpo fijo o del cuerpo móvil, o ser una bomba externa, accionada por el giro del cuerpo móvil, o ser una bomba eléctrica.

El motor rotativo de tres tiempos, ya sea con cuerpo fijo o sin él, también puede funcionar sin ser turboalimentado (es decir, que el aire que entre en los cilindros lo haga a presión ambiente) siempre que el combustible líquido utilizado se inflame al contacto con el aire de dentro del cilindro, con lo que conseguiríamos el mismo movimiento del cuerpo móvil que si utilizásemos otros combustibles líquidos que necesitan aire a presión en el interior del cilindro o que la explosión se produzca por una chispa, o que dos líquidos entren en el cilindro, y al entrar en contacto el uno con el otro, se inflamen, o que la explosión se produzca mediante una chispa, o que funcione con combustible gaseoso, ya sea que la explosión se produzca por una chispa o que el combustible gaseoso se inflame al contacto con el aire, siendo todo esto válido para el motor rotativo de tres tiempos, con cuerpo fijo o sin él.

En el motor rotativo de tres tiempos, sin cuerpo fijo, también se puede usar la refrigeración por aire mediante aletas internas entre los cilindros del cuerpo móvil en conjunción con el sistema de regulación de entrada de aire para la refrigeración, que ahora estaría situado en el colector de escape, tanto la entrada de aire para la refrigeración como el sistema de regulación de entrada de aire.

La aplicación industrial de este motor puede ser múltiple, sirviendo como planta motriz para cualquier vehículo autopropulsado.

Claims (5)

1. Un motor rotativo de tres tiempos turboalimentado, formado básicamente de tres partes diferenciadas, el cuerpo móvil, el colector de escape, y el cuerpo fijo. Estos tres últimos son coincidentes axialmente, teniendo todos ellos el mismo eje. El cuerpo móvil es un cuerpo circular de un determinado grosor, que gira entre el colector de escape y el cuerpo fijo. El colector de escape posee una oquedad circular en su parte central para el libre giro del cuerpo móvil, también de un determinado grosor, similar o superior al del cuerpo móvil, y que impide que el cuerpo móvil se salga de su posición. La superficie exterior del cuerpo móvil y la superficie interior (o de la oquedad) del colector de escape están en contacto al menos en una pequeña superficie, para impedir el desplazamiento del cuerpo móvil y que se direccionen bien los gases de escape hacia el exterior del conjunto motor. El cuerpo fijo también es un cuerpo circular exteriormente, al menos en la superficie que está en contacto con el cuerpo móvil. En ellos se alojan las diferentes piezas o canalizaciones que permiten al motor funcionar, como son los inyectores de combustible, la canalización de entrada de aire a presión para la combustión del combustible, la entrada de aceite para la lubricación del conjunto, las cámaras de combustión o cilindros donde se realiza la combustión del combustible, las válvulas para permitir el paso de los gases, y las canalizaciones o aberturas para la salida de gases de escape.

2. Un motor rotativo de tres tiempos turboalimentado, según la reivindicación 1, y cuya característica es que en el cuerpo móvil se alojan las cámaras de combustión o cilindros, radialmente distribuidas y separadas entre sí por ángulos iguales, situadas a iguales distancias desde el eje de giro, independientemente del número de cámaras de combustión o cilindros que se puedan alojar en el cuerpo móvil. También se alojan en el cuerpo móvil las válvulas de escape de gases resultantes de la explosión o combustión interna del combustible. Dichas válvulas de escape están próximas a la superficie exterior del cuerpo móvil, alineadas con las canalizaciones del cuerpo móvil para la evacuación de gases de escape, para obtener el mayor régimen de giro posible del cuerpo móvil. Dichas canalizaciones en el cuerpo móvil están dispuestas en ángulo respecto a la línea imaginaria tangente a la circunferencia que pasa por el centro de la cámara de combustión (tomando como eje de dicha circunferencia el eje del cuerpo móvil), para que dicho ángulo sea el más propicio para obtener el mayor régimen de giro del cuerpo móvil gracias a la fuerza impulsora de los gases de escape al salir de la cámara de combustión. En el cuerpo fijo se alojan los inyectores de combustible, la entrada de aire a presión para la combustión del combustible y la entrada de aceite para la lubricación del conjunto motor. En el colector de escape se alojan las canalizaciones o aberturas para la salida (fuera del conjunto motor) de los gases de escape resultantes de la combustión del combustible.

3. Un motor rotativo de tres tiempos turboalimentado, según las reivindicaciones 1 y 2, y cuya característica diferenciadora es que sólo consta de cuerpo móvil y colector de escape, prescindiendo del cuerpo fijo para su funcionamiento. En el cuerpo móvil se alojan las cámaras de combustión y válvulas para el paso de gases, y en el colector de escape se encuentran los inyectores de combustible, la entrada de aire a presión para la explosión o combustión interna del combustible, la entrada de lubricante para la lubricación del conjunto motor, y las canalizaciones de salida de gases de escape fuera del conjunto motor. Esta variación constructiva permite reducir el número de piezas del conjunto motor, aumentar su sencillez, disminuir vibraciones y posibles fallos o avenas por lubricación, y permitiendo un acceso más fácil a las piezas susceptibles de ser cambiadas.

4. Un motor rotativo de tres tiempos turboalimentado, según la reivindicación 1, 2 y 3, cuya característica diferenciadora es que hay una válvula de admisión de gases entre la canalización de entrada de aire a presión y la cámara de combustión, teniendo así mayor control de la entrada del aire a presión en la cámara de combustión durante el tiempo de admisión del motor.

5. Un motor rotativo de tres tiempos turboalimentado, según la reivindicación 1, y cuya característica principal es que la válvula para el paso de gases (sea de admisión o de escape) es de tipo rotativo (gira sobre su propio eje) por ser la que mayor rendimiento y control puede dar en el proceso de combustión del combustible.