ES2325467B1 - Propulsor autogenerador de fuerza. - Google Patents

Abstract

Propulsor autogenerador de fuerza.

Especialmente concebido para constituir un elemento generador de energía, aplicable a diferentes tipos de vehículos, así como a otro tipo de máquinas, el generador de la invención está constituido a partir de un cigüeñal (1) encargado de transmitir su movimiento rotativo a la caja de cambios a través del correspondiente embrague, cigüeñal al que están asociadas una serie de bielas (2) a través de sus muñequillas, cuyo accionamiento provoca el giro del citado cigüeñal, con la particularidad de que al extremo opuesto al que las bielas (2) se relacionan con el cigüeñal (1), está asociada articuladamente una palanca basculante (3), con un eje de giro fijo (4) asociado a un fulcro (5), palanca (3) cuyo extremo opuesto (3'') está fijado a una correa encargada de suministrar a la misma un movimiento basculante, a través de unas poleas (6) cuyo eje de giro está asociado a un sistema de transmisión asociado a través de la correspondiente correa (17) al citado cigüeñal (1).

Description

Propulsor autogenerador de fuerza.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo que ha sido especialmente concebido para constituir un elemento generador de energía, aplicable a diferentes tipos de vehículos, así como a otro tipo de máquinas.

El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo generador de energía con un alto rendimiento mecánico, con unas características estructurales tales que permita su implantación en orden a sustituir los tradicionales motores de combustión interna en los diferentes tipos de vehículos y máquinas existentes.

La invención se sitúa pues en el ámbito de la automoción.

Antecedentes de la invención

Como es sabido, los motores de combustión interna, ya sean diesel o gasolina, presentan unos rendimientos energéticos muy reducidos, con un consumo de combustible elevado, a lo que hay que añadir además el problema que supone la contaminación del medio ambiente producida por las emisiones de CO_{2} y otros contaminantes que se producen en la combustión del combustible.

Tratando de obviar este problema es conocida la existencia de motores híbridos e incluso eléctricos, que si bien reducen o eliminan en uno y otro caso la emisión de contaminantes, igualmente presentan unos rendimientos muy reducidos.

Descripción de la invención

El propulsor autogenerador de fuera que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, constituyendo un elemento sustitutivo de los motores tradicionales, pudiéndose emplear en todo tipo de vehículos, automóviles, camiones, autocares, etc, así como en diferentes máquinas a motor, e incluso en sustitución de los clásicos grupos generadores de electricidad, todo ello con un elevado rendimiento, como se verá más adelante.

Para ello, el dispositivo que se preconiza parte de la estructuración convencional de un motor, en el que participa un cigüeñal encargado de transmitir su movimiento rotativo a un sistema de transmisión, así como a una caja de cambios a través del correspondiente embrague, cigüeñal al que están asociadas una serie de bielas, cuyo accionamiento provoca el giro del citado cigüeñal.

Pues bien, a partir de esta estructuración convencional, el propulsor de la invención centra sus características en el hecho de que el extremo opuesto al que las bielas se relacionan con el cigüeñal, está asociado articuladamamente en vez de a un pistón, como es convencional, a una palanca basculante, con un eje de giro fijo, y cuyo extremo opuesto está fijado a una correa encargada de suministrar a dicha palanca un movimiento basculante, a través de unas poleas cuyo eje de giro está asociado a un sistema de transmisión asociado a través de la correspondiente correa al anteriormente citado cigüeñal.

De esta manera, y dimensionando adecuadamente la longitud del brazo mayor de la palanca, se consigue que la fuerza necesaria para mover el cigüeñal sea menor que la que tienen que emplear el sistema de transmisión al que está asociada la correa de desplazamiento de dicha palanca, con lo que se consigue un dispositivo generador de energía, cuya potencia será controlada, mediante la citada centralita electrónica del vehículo, pudiéndose aprovechar la energía sobrante para poner en movimiento el vehículo, así como también es convencional, para la generación de energía eléctrica para el control/alimentación de los diferentes dispositivos electrico/electrónicos que participan en dicho vehículo.

A partir de esta idea principal, el motor podrá adoptar diferentes configuraciones como es convencional en los motores de combustión, con múltiples bielas asociadas al cigüeñal a distintas longitudes del mismo, e incluso participando más de un cigüeñal en el motor, sin que ello afecte a la esencia de la invención.

De acuerdo con otra de las características de la invención, el motor estará compuesto por tres piezas fundamentales, materializadas en un bloque, en el que se establece el cigüeñal, las bielas asociadas al mismo, así como los sistemas de lubricación en caso de existir, y otro tipo de elementos convencionales en este tipo de dispositivos, así como los respectivos brazos de las palancas asociados a las bielas, y los ejes de giro para ellas, quedando este conjunto cerrado superiormente a través de una rejilla dotada de una pluralidad de orificios rasgados, tantos como palancas se hayan previsto en el motor, por los que son pasantes dichas palancas.

Superiormente al citado bloque se establece un segundo elemento que contendrá las palancas, correas, tensores para las mismas, sistema de transmisión y demás accesorios para llevar a cabo el desplazamiento basculante de las palancas, siendo accesible dicho conjunto superiormente a través de una tercera pieza materializada en una tapa de cierre del motor, a través de la cual es posible realizar las labores de mantenimiento y reparación de los distintos elementos anteriormente descritos.

En el caso de que en el motor participen varias palancas, asociadas a respectivas bielas relacionadas igualmente con el cigüeñal, y al igual que en el caso de los motores convencionales, las bielas estarán desfasadas angularmente con respecto al cigüeñal, en orden a que el movimiento del mismo se produzca de la forma más suave y lineal posible.

Por último cabe destacar que, como también es convencional, para arrancar el motor desde parado será necesario el concurso de un motor de arranque eléctrico, asociado al cigüeñal del motor, alimentado por la batería del vehículo, cuyo funcionamiento sería similar al que realiza en un motor de combustión convencional.

Descripción de los dibujos

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, según una representación esquemática en perspectiva el mecanismo correa-palanca-biela-cigüeñal que constituye la esencia del propulsor autogenerador de fuerza de la invención.

La figura 2.- Muestra múltiples opciones posibles de configuración del conjunto de la figura anterior para diferentes arquitecturas de motores.

La figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de los diferentes elementos que participan en la carcasa del motor, en el que la carcasa intermedia ha sido representada de forma transparente para permitir ver los diferentes elementos a los que se puede acceder a través de la tapa superior, la cual aparece desacoplada de la misma.

La figura 4.- Muestra un detalle en alzado lateral del sistema que relaciona las palancas con las correas.

La figura 5.- Muestra un detalle del mecanismo tensor previsto para las correas asociadas a las palancas del dispositivo.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas, y en especial de la figura 1, puede observarse como el propulsor autogenerador de fuerza que la invención propone, destinado a sustituir cualquier motor de combustión interna convencional, ya sea diesel o gasolina, parte de la existencia en el mismo de al menos un cigüeñal (1), de configuración similar al de un cigüeñal convencional, el cual estará asociado igualmente a un sistema de transmisión y a un embrague para transmitir el movimiento del mismo a las ruedas tractoras del vehículo por medio de los mecanismos convencionales utilizados en cualquier tipo de vehículo, con la particularidad de que las bielas (2) asociadas al cigüeñal se relacionan articuladamente por su extremo opuesto con una palanca (3), concretamente con la extremidad de su brazo menor (3'), siendo dicha palanca (3) basculante a través de un eje de giro fijo (4) asociado a un fulcro (5), consistente en una cartela que emerge perpendicularmente del bloque del motor, estando dicho brazo mayor (3'') asociado a una correa (6) que permite obtener un movimiento de basculación del dicho brazo (3).

Tal y como se puede observar en la figura 3, la envolvente que contiene el motor está formada por tres partes principales, una parte inferior, o bloque (7), una carcasa intermedia (8) y una tapa superior (9).

En el bloque (7) se establecen los dispositivos móviles: palancas (3), bielas (2), cigüeñal (1) y lubricación por aceite (en el caso de existir), casquillos antifricción y elementos fijos fulcros (5) y soportes del cigüeñal.

La carcasa intermedia (8) encierra las correas (6), piñones, tensores de correas, estableciéndose entre ambos elementos una rejilla (10), dotada de orificios rasgados (11) para paso de los brazos mayores (3'') de las palancas (3), rejilla (10) que permite que las palancas que están unidas a las correas (6) oscilen y no haya salpicaduras del aceite a estas, situadas en la zona superior de la segunda parte (en caso de existir lubricación por aceite).

La tapa (9) será fácilmente practicable mediante tornillos de fijación (12) a la carcasa intermedia (8), permitiendo tener acceso al interior de la misma para realizar las operaciones de mantenimiento y posible sustitución de correas, rodamientos, piñones y tensores.

En cuanto a las palancas (3), y como ya se ha comentado con anterioridad, éstas accionan al cigüeñal (1) mediante la correspondiente biela (2), situada en la parte inferior, mientras que superiormente están unidas por una pieza (13) a las correas (6) y accionadas por éstas.

Las palancas al oscilar crearan una corriente de aire. No tienen necesidad de refrigeración líquida o por aire. Su rendimiento por cada vuelta del cigüeñal en relación a un motor de pistones es de 4x (un pistón realiza una explosión cada dos vueltas del cigüeñal en un motor de 4 cilindros, y la palanca realiza dos actuaciones sobre el cigüeñal en cada vuelta de éste). La oscilación de las palancas está directamente relacionada con las muñequillas (14) del cigüeñal (1), de manera que más pronunciamiento de muñequilla implica una oscilación mayor de la palanca, siendo osciladas desde el mismo punto de unión por las correas todas a la vez.

Las palancas en el punto de unión a la biela, tendrá una forma similar al punto de anclaje del pistón con esta última en un motor de explosión. Tendrán longitud variable, dependiendo de la potencia o fuerza que deseemos obtener. Podrán ser más numerosas que los cilindros ya que su tamaño y anchura menor lo permiten. Deberán ser de un material resistente a la fatiga, ligero para evitar la inercia, (sufren menos las palancas, el cigüeñal, las correas y la pieza o perno que une a las correas con las palancas) y podrán ser de alguna aleación de aluminio. Su forma será como la de una espada para tener una estructura más consistente (estrecha por los dos lados a los que se desplaza y algo más ancha por el centro), para ser aerodinámica a altas revoluciones del mecanismo. Las palancas constarán de un tope en su parte superior para que la pieza que las une con la correa en caso de rotura de esta, no salga despedida pudiendo ocasionar desperfectos en el mecanismo. Tiene en su parte inferior y superior a la rejilla anclada un trozo de chapa que impida salpicar aceite (en el caso de lubricación con aceite) y la caída de piezas, a la primera parte del mecanismo, en caso de rotura de alguna pieza o realizando la labor de mantenimiento en la segunda parte del mecanismo.

En cuanto a la arquitectura del propulsor, el número de palancas podrá variar en función de la potencia requerida, estando dichas palancas unidas articuladamente a respectivos fulcros (5) o punto de apoyo fijo en la primera parte del mecanismo.

Así pues, y tal y como se puede observar en las múltiples configuraciones de la figura 2, las palancas (3) podrán estar distribuidas en línea en el/los lateral/es del cigüeñal, dependiendo del par motor y la potencia que deseemos obtener, según el peso del medio de locomoción a mover.

Cuando deseemos disponer de más de una palanca (8) por muñequilla (14) del cigüeñal (1), éstas estarán unidas en la parte media del mecanismo y superior de las palancas por una pieza. Cuando una palanca esté tirando, la que esté anclada en su mismo punto estará empujando, multiplicándose la fuerza por dos y reduciendo espacio. Al disponer las palancas a los lados del cigüeñal, las bielas actúan sobre éste como un motor tipo Bóxer de fuerzas aplicadas opuestas.

Mientras más palancas estén alojadas por muñequilla del cigüeñal, el mecanismo funcionará a un menor número de revoluciones, más fuerza producirá, más resistente será su cigüeñal y menos útil e innecesario nos resultará el engranaje reductor de transmisión.

Al no estar ubicado el fulcro (5) de las palancas en el centro del mecanismo, cuando las palancas (3) estén a la mitad de su recorrido por las correas (6), las bielas deben estar a las 12 o 6 del cigüeñal (o punto superior o inferior).

De acuerdo con las representaciones mostradas en la figura 2, el motor podrá adoptar diferentes configuraciones, tales como:

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Un cigüeñal y varias palancas en línea, dispuestas a un lateral del cigüeñal.

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Un cigüeñal y varias palancas situadas a ambos lados del cigüeñal. Pudiendo situar una o más palancas por muñequilla (opción válida cuando interese acortar longitud del cigüeñal, por motivos de espacio u otros).

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Dos cigüeñales y varias palancas acopladas en sus lados exteriores. Como en la opción anterior, puede ser utilizado por no poder emplear un tamaño mayor de cigüeñal o para crear más par motor.

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Dos cigüeñales y una línea de palancas colocada entre los dos cigüeñales.

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Dos cigüeñales y tres líneas de palancas, cada una discurriendo por cada lateral y una de ella entre los dos cigüeñales.

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En los casos de múltiples líneas de palancas por muñequilla del cigüeñal serán optados cuando la palanca pueda sufrir en demasía por las fuerzas aplicadas.

En cuanto al cigüeñal (1), éste recoge y transmite al cambio la potencia desarrollada por cada una de las palancas (3). Transmitirá y deberá absorber más fuerza a un número menor de r.p.m. El gran beneficio de este tipo de medio de propulsión es que al igual que los vehículos eléctricos entrega un par motor constante por lo que su aceleración y recuperaciones en marchas de velocidad largas son de un tiempo menor.

Su longitud puede adaptarse por ser las palancas más pequeñas, en relación con los pistones. Según crea conveniente el fabricante, sus muñequillas (14) podrán albergar una, dos o varias bielas (2) por lo que tal vez tengan un ancho mayor. El número de muñequillas de bancada puede variar bastante. Por ejemplo, en un motor de 4 palancas puede emplearse un cigüeñal que tenga únicamente dos muñequillas de bancada, o bien tres, cuatro o cinco.

En cuanto a su distribución, estará situado en el bloque (7) del generador, y unido a este. Dispone de cojinetes de bancada (antifricción) para un menor desgaste y funcionamiento óptimo, pudiendo haber uno o dos cigüeñales, unido a las palancas por bielas, se encargan de hacerlo girar. La disposición de las muñequillas (14) del cigüeñal (1) puede ser en forma de estrella, para una mayor constancia y eficiencia del empuje que produce, sufriendo menos dicho cigüeñal.

En cuanto a las bielas (2), y tal y como se ha dicho con anterioridad, éstas conectan las palancas (3) con el cigüeñal (1).

Presentarán una longitud variable, según sea la distancia entre el fulcro (5) de las palancas, brazo de resistencia de las palancas y donde este situado el cigüeñal (1) y larga sea la muñequilla (14) de éste.

Las bielas podrán tener varias formas según el número de palancas alojadas por muñequilla y lado del cigüeñal.

Dichas bielas se situarán, como ya se ha comentado anteriormente, en el bloque (7) del generador, unidas a las palancas (5) por un bulón y por la cabeza de biela a la muñequilla (14) del cigüeñal (1).

Son lubricadas por el sistema (en el caso de existir sistema de lubricación) situado en la misma parte del mecanismo.

Pasando ahora a analizar el fulcro (5), éste podrá ser un bulón para poder desacoplar las palancas del mecanismo.

Está localizado igualmente en el bloque (7) del generador y situado junto al lateral del cigüeñal, constituyendo una parte fija del bloque unida a éste. Podrá haber uno o varios fulcros dependiendo de las líneas de palancas con las que queramos contar en los laterales del/los cigüeñal/es. Dicho elemento constituye una de las áreas a lubricar (en el caso de existir sistema de lubricación).

En cuanto a la rejilla (10), ésta impide que el aceite (en el caso de existir lubricación por aceite) salpique a las correas (6) cuando el sistema lubrique al fulcro (5), cigüeñal (1), bulón y bielas (2) a altas r.p.m. Impide igualmente la entrada de accesorios que se pudieran desprender tras su rotura de la zona superior del sistema (8) hacia el bloque (7).

Su forma es tal que se ajusta lo máximo a la embocadura del bloque (7) y tiene los orificios (11) mínimos para permitir la completa oscilación de las palancas.

Como ya se ha comentado con anterioridad, las correas (6) transmiten un movimiento oscilatorio, en la zona superior de la carcasa (8) a las palancas (3) mediante la pieza (13) que sujeta a estas.

Dichas correas (6) presentan una estructura dentada, para evitar un posible avance de unas sobre otras y provocar un posterior deterioro en la zona del "piñón maestro" (15) (en el cual hay un perno de keronite, titanio o acero) y malfuncionamiento del mecanismo. El perno situado en el "piñón maestro" tendrá su saliente orientado hacia el centro de la correa para que al girar la correa la distancia sea siempre la misma respecto al fulcro. Si esto no fuera así, el brazo de potencia no sería el mismo y el mecanismo haría demasiado trabajo a destiempo, sufriendo en demasía las correas, en especial el "piñón maestro" dando tirones el vehículo. Las r.p.m en un principio están limitadas por la capacidad de las correas a unas 3.500-4.000 dependiendo de su longitud, forma, trabajo a realizar y resistencia del material.

Estos elementos están situados en la zona superior de la carcasa (8), estando actuadas por engranajes (16) que a la vez son movidos por el propio mecanismo. En uno de sus piñones (piñón maestro) habrá un perno (saliente de 2 cm aproximadamente) que une la correa con el mecanismo que articula la palanca. Este saliente deberá tener una gran resistencia al desgaste y durabilidad (titanio o acero), para mover la palanca. A altas r.p.m durante un largo periodo, para un menor desgaste y riesgo de rotura, serÍa pertinente situar una correa a cada lado de las palancas.

La tensión del perno que estará incrustado en un "piñón maestro" ayudado por cables de acero en el interior de la correa, será menor y sufrirá menos. Las correas están sujetas a los dos lados del mecanismo por un anclaje, dicho anclaje sujeta a las correas dos a dos excepto a la de los laterales cuya sujeción será individual.

En cuanto a la pieza (13) que sujeta a las palancas, su función es unir correas (6) y palancas (3). Articula y transforma el movimiento circular de las correas en oscilante para las palancas.

Esta pieza podrá ser simple (para una sola palanca) o múltiple (dos o más palancas). La pieza envuelve a la palanca en unos 10 cm y dispondrá de casquillos antifricción para lograr un rozamiento mínimo en los desplazamientos de esta pieza por la palanca. Su forma de anclaje al perno de las correas será sencilla y cada pieza tendrá dos enganches (uno a cada lado) pudiendo soltarse la correa en el caso de romperse.

Está situada en la parte media del mecanismo y en la superior de las palancas. Según consideraciones del fabricante, pueden estar unidas las correas por un bulón, intercalándose la pieza que mueve la correa, en el caso de que las correas en vez de disponer de un perno o saliente, tengan un orificio. Estas piezas podrán desmontarse de las palancas para su cambio, limpieza o reparación.

Adicionalmente se dispondrá un tensor (18) de las correas (6), el mostrado en la figura 5, cuya función es mantener siempre una misma distancia desde la correa y fulcro (parte por la cual la palanca es unida al mecanismo).

Debe tensar la parte superior e inferior de la correa y proporcionar una misma separación en toda su curvatura de las dos partes. Tensa las correas para un funcionamiento óptimo.

Sus rodamientos admitirán grandes revoluciones. Puede ser una pieza única que curve la correa con varios rodamientos. Podrá desanclarse de un lado automáticamente en marcha o manualmente para un cambio rápido y fácil de correas. El rodillo tensor dispondrá de uno o varios sensores, para saber en cada momento el estado de las correas.

Dicho tensor (18) se sitúa en la zona media de la carcasa intermedia (8). Anclado a las paredes del mecanismo y situado debajo de las correas.

En caso de rotura, caerá sobre la rejilla (10) evitando causar daños a otras correas. Los sensores, situados en el rodillo tensor de correas, indicarían esa anomalía (siendo mostrada en el interior del vehículo) pudiendo ser subsanada disponiendo de un juego de correas y recogiendo la que cayó a la rejilla.

En cuanto a la transmisión del dispositivo, éste no necesitará una reducción tan excesiva (en el caso de ser necesaria dicha reducción) como en los motores de combustión interna (4:1 o 5:1). Este mecanismo produce mucho par motor a pocas r.p.m y no necesita hacer crecer su par motor más de 2:1 o 3:1.

Por ejemplo: es suficiente para un funcionamiento de unas 1.500 r.p.m desarrollar una potencia y un par motor superior al del 93% de los vehículos que circulan actualmente en las carreteras (dependiendo de la longitud de las correas y de la fuerza que se aplique a las palancas).

En cuanto a la caja de cambios asociada a la salida del propulsor, esta tal vez deba disponer de un número menor de velocidades, pero sin problema alguno un mecanismo podrá adaptarse a cualquier medio de transporte (dependiendo del engranaje reductor de transmisión).

Cada fabricante podrá crear según sus modelos de vehículos un mecanismo que encaje en el hueco dejado por el motor (adaptar a los vehículos que ya circulan y pudiendo ser sustituido el motor por el mecanismo), radiador, vaso de expansión del radiador, filtro de combustible, filtro de aire, etc. Pudiéndose acoplar todos los dispositivos satélites como: sistema de A/A, sistema de engrasado, calefacción, dirección asistida, tal vez dos alternadores, etc.

En este sentido, tal vez para este mecanismo un cambio automático realice una labor más eficiente que un cambio manual.

En cuanto al sistema de lubricación, puede haber dos tipos de lubricación:

La lubricación por aceite (en el caso de que exista), estará integrada y realizara su labor en la primera parte del mecanismo. Baña el fulcro de palancas, bulón, bielas y cigüeñal. Dependiendo de las r.p.m que el mecanismo desarrolle o el fabricante determine, el aceite podrá ser sin mantenimiento y con o sin filtro. El cambio podría ser con mantenimiento y éste se realizaría a un alto kilometraje (cada 100.000 Km). Otros de los motivos, es que la única labor del aceite sería la de lubricar y no la de detergente y refrigerante.

Este mecanismo dispone de menos piezas móviles rozando entre ellas y menos calor por lo que su mantenimiento será menor y su duración y fiabilidad mayor. Si el fabricante lo contempla, su sistema de lubricación dispondrá únicamente de aceite movido por los contrapesos del cigüeñal.

En el caso de tener mantenimiento el aceite lubricante, el mecanismo tendrá un orificio en la parte inferior de éste, para facilitar su vaciado y otro en un lateral del mecanismo que desemboque en la primera parte de aquel.

No obstante, a lubricación líquida puede no existir y ser sustituida por grasa sólida o semilíquida. El mecanismo es estanco y solamente necesita lubricación, no degradándose mediante suciedad del exterior. Esta grasa no necesitaría mantenimiento.

En cuanto a la puesta en marcha y la desconexión podrá ser con llave, tarjeta o botón. Al igual que otros mecanismos, no pueden empezar a funcionar por sí mismos y necesitan de una actuación exterior. Este dispositivo incorpora una batería que al poner el contacto del vehículo en el motor de arranque el relé actúa, el piñón aparece y se engrana al volante motor. Después de iniciar el movimiento del mecanismo el motor de arranque deja de actuar. Se cierra el bucle cuando actúa el embrague que mantiene al mecanismo a un mínimo de revoluciones (ralentí) ayudado y gestionado por una centralita eléctrica.

Se introduce un pequeño avance para suplir las posibles pérdidas por rozamiento e impedir que el mecanismo se desacelere y esté continuamente haciendo necesaria la actuación del embrague (ya que el rendimiento mecánico nunca es igual a 1). En la puesta en marcha, el motor de arranque empieza a girar con una mayor facilidad que otros motores (este mecanismo no es afectado de igual manera por temperaturas frías o cálidas y prescinde de anticongelante y refrigeración).

El motor de arranque deja funcionando al mecanismo en el momento de que deja de actuar a unas 250-300 r.p.m (valor orientativo).

Las revoluciones pueden ser suficientes para un funcionamiento óptimo a ralentí, para eléctricamente alimentar todas las cargas necesarias en cada operación. Las revoluciones del ralentí son de las que se partirá para iniciar o continuar la marcha.

El mecanismo podrá dejar escapar algo de fuerza (similar a algunos embragues hidráulicos) para no ser rígido su funcionamiento interno.

Es preciso señalar que en la puesta en marcha del mecanismo, debe actuar el embrague de la caja de cambios o estar seleccionada la posición de punto muerto. Si esto no fuera así, para evitar movimientos bruscos y causar algún accidente (en el caso de no tener actuando el freno de estacionamiento), no será posible su puesta en marcha, mediante algún tipo de relé (igual que en motocicletas y la pata de cabra).

En el caso de quedamos sin batería y no poder realizar el arranque normal, este mecanismo a tirón también podrá empezar a trabajar, con el inconveniente de tener que desconectar la batería (alimentaría la centralita que nos impide arrancar sin el freno de estacionamiento, pisando el embrague o punto muerto), después de la puesta en marcha del mecanismo, se conectaría de nuevo la batería para su carga.

El mecanismo se acelera mediante el pedal del acelerador y gestionado por una centralita electrónica. Podrá ser actuado eléctricamente por un sistema de gestión eléctrico que actúa de forma hidráulica o eléctricamente el embrague. La correa de distribución nos proporciona la fuerza cuando pretendamos aumentar el ritmo de marcha.

Accionando el pedal del acelerador, deja de actuar el embrague que activa el piñón de mantenimiento de velocidad y otro embrague, situado al otro lado de las correas de distribución, se activa para mover otro piñón más grande.

Las revoluciones obtenidas se distribuyen por piñones, las correas que aumentan el régimen de giro, provoca un aumento de la oscilación a las palancas. El cigüeñal gira más rápido y el mecanismo adquiere velocidad con su propia energía.

Al dejar de actuar el acelerador (se desacopla el embrague acelerador para acoplarse el de mantenimiento de velocidad), el mecanismo mantiene la velocidad adquirida. Se puede seleccionar la velocidad deseada con un mecanismo de velocidad de crucero. El embrague del acelerador dispondrá acto seguido de un dispositivo limitador de par, que se encargará de limitar la fuerza transmitida a las correas interiores y no dañarlas.

Para detener el mecanismo el piñón que es movido por la/s correa/s de distribución dejan de actuar los dos embragues sobre el engranaje que mueve piñones y correas. El mecanismo se vuelve inestable ya que al no recibir fuerza para continuar su funcionamiento, va perdiendo revoluciones.

El embrague que sirve para acelerar, también puede disponer de un freno, para ser más efectivas las reducciones de revoluciones en la disminución de velocidades y evitar tirones bruscos, producir accidentes y dañar la caja de cambios, al no caer las revoluciones de la misma manera que un motor de explosión cuando reduce a velocidades inferiores.

El mecanismo también se abre cuando se acciona el pedal de embrague, cayendo a las revoluciones de ralentí (dependiendo del tiempo que se actúe sobre el pedal del embrague).

En el caso de que un coche circule en 3ª velocidad y el conductor desee aumentar el régimen de marcha e introduzca la 4ª, no tendría que acelerar para aumentar el ritmo del mecanismo y podrá cambiar de marcha, ya que el vehículo no se vendría abajo y estaría revolucionado.

El mecanismo estará limitado electrónicamente para permitir hasta unas revoluciones y fuerzas máximas, para no dañar el mecanismo. Podrá disponer de un freno eléctrico para reducir si fuera necesario la velocidad de funcionamiento del mecanismo y llevarlo a ralentí sin detenerlo o deteniéndolo completamente.

El mecanismo al iniciarse su puesta movimiento permanece a unas revoluciones mínimas, estas son a las que le dejó el motor de arranque (actuado por el piñón encargado del mantenimiento de velocidad). Todo el procedimiento del ralentí, está controlado y gestionado por la centralita eléctrica del vehículo y actuado por el embrague encargado del mantenimiento de la velocidad.

Cuando sea actuado el pedal de freno, se selecciona el punto muerto o actúe el pedal de freno las revoluciones deberán caer y dependiendo del tiempo que transcurra caerán hasta un mínimo (establecido por cada fabricante). El ralentí impide la detención del mecanismo para un arranque desde un stop, semáforos o retenciones.

El ralentí sólo disminuirá cuando se pretenda interrumpir el funcionamiento del mecanismo, para ello el embrague se desacopla y se interrumpirá el funcionamiento del mecanismo.

Este ralentí es gestionado eléctricamente por una centralita.

En cuanto a la correa de la distribución (17), en este caso, mueve el mecanismo que cierra el bucle, lo abre y lo acelera. Funciona a menos r.p.m pero necesita transmitir más fuerza. Habrá dos correas que salgan del cigüeñal para realizar esta función. Su forma será la que transmita más fuerza y sea más duradera (independientemente de su forma). Transmite la fuerza necesaria para alimentar el mecanismo de un total de fuerza producida. Toma de la fuerza total producida por el mecanismo en todas sus actuaciones, menos en la puesta en marcha del mecanismo.

Dicha correa (17) estará dispuesta fuera o dentro del mecanismo, según sea conveniente, materializándose preferentemente en una correa dentada, que transmite al otro lado de las correas interiores, la fuerza y revoluciones que salen del mecanismo encargado de acelerar o mantener la velocidad, para que sea menor el esfuerzo de las correas al mover las palancas.

Como es convencional, al mecanismo se le pueden incorporar todos los elementos satélites que incorpora cualquier motor de explosión y los haga girar de igual manera, tales como correas auxiliares, que mueven elementos importantes del motor, como el alternador, compresor de A/A, bomba de presión de dirección asistida, etc.

Los mecanismos no varían, pero sí lo deberán hacer el tamaño de los piñones actuados por la correa. Las revoluciones son menores, por lo que tal vez sea necesario reducir los piñones de estos aparatos. En el caso del alternador podrán existir dos, según considere el fabricante, para mantener las cargas eléctricas en el caso de ser esto necesario a bajas revoluciones.

En cuanto a la potencia del motor, ésta deja de tener un factor tan importante, ya que el empuje (torque), el desarrollo de la caja de cambios, las r.p.m y el peso del vehículo está determinado por el par motor que pueda llegar a lograr el mecanismo.

El par motor es bastante alto y constante (caso similar a motores eléctricos), dado que el rendimiento de las palancas es mayor y éstas pueden ser más numerosas que los cilindros.

Esto es posible ya que el consumo de este mecanismo como tal es nulo, ya que se alimenta por sí mismo y no hace falta sobrealimentación ni gran cilindrada para obtener un funcionamiento constante. Desarrolla gran fuerza a bajas r.p.m sin tener que ser alimentado externamente.

A modo de ejemplo, una palanca de 45 cm (distribuida 40 cm antes del fulcro y 5 cm después) aplicándole una fuerza de 60 Kg obtenemos 480 Kg limpios y al aplicar esto a la muñequilla del cigüeñal con 3,4 cm obtenemos
1.632 cm/Kg por palanca en cada media vuelta del cigüeñal (3.264 cm/Kg por vuelta). Esta palanca sólo necesita 60 Kg para moverse produciendo al final 1.632 Kg (27,2 veces lo que aplicamos es lo que obtenemos) con una sola palanca. Con 6 palancas distribuidas a lo largo del cigüeñal la fuerza obtenida es de 9.792 cm/Kg. Su par motor sería de 98 M/Kg (91, si quitamos 360 Kg para alimentar correas y asumir rozamiento por fricción, asumimos unos 700 Kg en pérdidas) o 980 NM.

Suponiendo un funcionamiento de 2.000 r.p.m (pudiendo funcionar a más r.p.m), la potencia resultante de la fórmula sería:

\quad

Potencia (cv) = Par Motor (M/kg) \cdot r.p.m. / 716,2

\quad

Por ejemplo: Pot. = 91 \cdot 2.000 / 716,2 = 254 cv.

Los casquillos y rodamientos antifricción reducen al mínimo su pérdida por rozamiento o fricción, pero aunque esto no fuera así, el mecanismo no se vería afectado debido a la gran fuerza que produce.

Así pues, y desde el punto de vista de la automoción, de la invención se derivan una serie de ventajas, que son las siguientes:

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Ecológico (sin emisiones de ningún tipo).

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Económico (se abaratan costes de producción,adquisición y mantenimiento).

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Simple y ligero (reducción de piezas).

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Duradero (menos piezas móviles, menos r.p.m y sin calor).

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Dinámico (mayor torque o par motor y más potencia).

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Mayor rendimiento por ciclo que los motores de explosión

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Total autonomía (genera su propia energía para funcionar).

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Silencioso (sólo se escucha las ruedas en el asfalto).

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Fiable (mantenimientos escasos y redundancia de sistemas clave, como correas).

Claims (3)

1. Propulsor autogenerador de fuerza, que estando previsto para constituir un elemento generador de energía, aplicable a diferentes tipos de vehículos, así como a otro tipo de máquinas, en el que participa un cigüeñal encargado de transmitir su movimiento rotativo a una caja de cambios a través del correspondiente embrague, cigüeñal al que están asociadas una serie de bielas a través de sus muñequillas, cuyo accionamiento provoca el giro del citado cigüeñal caracterizado porque al extremo opuesto al que las bielas (2) se relacionan con el cigüeñal (1), está asociada articuladamente una palanca basculante (3), con un eje de giro fijo (4) asociado a un fulcro (5), palanca (3) cuyo extremo opuesto (3'') está fijado a una correa encargada de suministrar a dicha palanca un movimiento basculante, a través de unas poleas (6) cuyo eje de giro está asociado a un sistema de transmisión asociado a través de la correspondiente correa (17) al citado cigüeñal (1).

2. Propulsor autogenerador de fuerza, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la envolvente que contiene al mecanismo generador está constituida por tres piezas fundamentales, materializadas en un bloque (7), en el que se establece el cigüeñal (1), las bielas (2) asociadas al mismo, así como los sistemas de lubricación en caso de existir, y otro tipo de elementos convencionales en este tipo de dispositivos, así como los respectivos brazos (3') de las palancas (3) asociados a las bielas (2), y los fulcros (5) asociados a las mismas, quedando este conjunto cerrado superiormente a través de una rejilla (10) dotada de una pluralidad de orificios rasgados (11), tantos como palancas (3) se hayan previsto en el motor, por los que son pasantes dichas palancas, estableciéndose superiormente a dicho bloque una carcasa intermedia que contiene las palancas (3''), correas (6), tensores (16) para las mismas, sistema de transmisión y demás accesorios para llevar a cabo el desplazamiento basculante de las palancas, siendo accesible dicho conjunto superiormente a través de una tercera pieza materializada en una tapa (9) de cierre del generador.

3. Propulsor autogenerador de fuerza, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el cigüeñal (1) está asociado a un motor de arranque eléctrico, alimentado por la batería del vehículo, para el arranque inicial del generador.