ES2413192A2 - Máquina térmica, procedimiento de control de la velocidad de rotación en una máquina térmica, y procedimiento de diseño de un perfil de leva para una máquina térmica. - Google Patents

Abstract

Máquina térmica que comprende un cuerpo (2) provisto en su interior de una cavidad anular (3), dos sectores discoidales coaxiales (7, 7') que comprenden sendos pistones tangenciales diametralmente opuestos (7a, 7c, 7'b, 7'd) que sobresalen radial y axialmente de su correspondiente sector y pueden deslizar por el interior de la cavidad anular, en la que cada par de pistones consecutivos define una cámara (Cab, Cbc Ccd, Cda), unos medios de control de la velocidad de rotación de los dos sectores que hacen que sus velocidades de rotación varíen cíclicamente y en contrafase entre una velocidad máxima y una velocidad mínima, de manera que la velocidad de cada sector se mantiene sustancialmente máxima durante la mayor parte del tiempo de un semiciclo, y se mantiene sustancialmente mínima durante la mayor parte del tiempo del otro semiciclo, y unos medios (8) de integración de las velocidades de los sectores en una velocidad media para el eje (9) de transmisión de potencia.

Description

Máquina térmica, procedimiento de control de la velocidad de rotación en una máquina térmica, y procedimiento de diseño de un perfil de leva para una máquina térmica.

La invención se refiere a una máquina térmica, y en particular a un motor de combustión interna, que comprende un cuerpo provisto en su interior de una cavidad anular, dos sectores discoidales coaxiales que definen conjuntamente al menos cuatro cámaras en la cavidad anular, y un mecanismo de control de la velocidad de rotación de los dos sectores discoidales coaxiales que hace que sus velocidades de rotación varíen cíclicamente y en contrafase entre una velocidad alta (máxima) y una velocidad baja (mínima), de manera que el volumen de las cámaras también varía.

La invención también se refiere a un procedimiento de control de la velocidad de rotación de dos sectores discoidales coaxiales que definen conjuntamente al menos cuatro cámaras en una cavidad anular de una máquina térmica, en el que dichas velocidades de rotación varían cíclicamente y en contrafase entre una velocidad alta y una velocidad baja.

La invención se refiere asimismo a un procedimiento de diseño de un perfil de leva para una máquina térmica del tipo anterior.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Un motor alternativo convencional está compuesto por un cuerpo de motor en el que se alojan los cilindros, normalmente cuatro, por los cuales deslizan unos pistones que, por medio de unas bielas, están unidos a un eje común llamado cigüeñal que transforma el movimiento lineal alternativo en movimiento circular.

Controlando unas válvulas los momentos de entrada y salida de aire o aire enriquecido con combustible, el movimiento de los pistones produce en los cilindros unos volúmenes variables que corresponden con las cuatro etapas conocidas de un motor de combustión interna: admisión, compresión, inyección/encendido/combustión/expansión y escape. De estas etapas, solo se produce par de giro durante la expansión que tiene lugar cada dos vueltas de eje en cada cilindro, haciendo girar el cigüeñal con una fuerza proporcional al consumo de combustible, descontando las pérdidas que se producen en la transformación de movimiento lineal a movimiento circular. Teóricamente, y suponiendo que la presión de los gases de la combustión dentro del cilindro es constante, estas serian del 40% aproximadamente. A éstas habría que añadir las pérdidas por la inercia de las masas en movimiento alternativo y las pérdidas por el rozamiento del pistón sobre las paredes del cilindro cuando más presión soportan.

Sin embargo, la presión de los gases dentro del cilindro en la fase de expansión no es constante, sino que presenta un elevado valor al principio debido a la mayor temperatura y al menor volumen en que se produce, mientras que al final la presión desciende porque el volumen es mayor y la temperatura es menor. Además, queda una presión residual que provoca un ruido en el tubo de escape cuya intensidad aumenta con el régimen de velocidad y carga a la que está sometido el motor. Efectivamente, a mayor velocidad, menor reducción de temperatura y una combustión que se termina de completar en el escape. Por otro lado, a mas carga, mayor cantidad de combustible con la proporción adecuada de aire y se produce mayor presión que a su vez sigue siendo alta en el inicio de escape.

Para mitigar estos problemas se han propuesto motores de combustión interna rotativos, en los que los 'pistones' se

desplazan siguiendo un movimiento circular en el interior de un ‘cilindro’ toroidal, acercándose y alejándose para

proporcionar la compresión y la expansión, respectivamente. El rendimiento de estos motores depende del control de la velocidad variable de los 'pistones', ya que esta velocidad determina la ejecución de las etapas del motor, y hasta ahora no se ha propuesto ningún mecanismo de control que mejore apreciablemente el rendimiento de los motores rotativos respecto a los alternativos y a la vez esté sustancialmente exento de problemas mecánicos, de ahí que ningún motor de este tipo se haya llevado a la práctica.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es un objetivo de la presente invención aumentar significativamente el rendimiento de los motores de combustión interna conocidos, sin menoscabo de la fiabilidad mecánica. En este contexto, el concepto ‘motor de combustión interna’ puede extenderse al más general de máquina térmica que intercambia trabajo y energía, que incluye compresores o bombas.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el mecanismo de control de la velocidad de rotación de los dos sectores discoidales coaxiales comprende unos medios para que la velocidad de cada sector discoidal coaxial se mantenga sustancialmente máxima durante al menos el 80% del tiempo de un semiciclo, preferiblemente el 90%, y se mantenga sustancialmente mínima durante al menos el 80% del tiempo del otro semiciclo, preferiblemente el 90%. Es decir, el volumen de las cámaras, que es variable y viene dado por el acercamiento y alejamiento relativos de los sectores discoidales coaxiales, tiene una variación lineal casi todo el tiempo, ya que la diferencia de velocidad de los sectores es constante casi todo el tiempo.

En la técnica anterior la velocidad sigue una curva pseudo-senoidal completa en cada ciclo, de manera que cada sector alcanza la velocidad alta o baja sólo en un punto y la diferencia de velocidades es máxima sólo en estos puntos (las velocidades están en contrafase, es decir, la velocidad de un sector aumenta cuando la del otro sector disminuye, y viceversa), mientras que con la presente invención la diferencia de velocidades es máxima durante casi todo el tiempo, con lo cual la fuerza de la expansión se desplaza a esta diferencia máxima durante casi todo el tiempo y la potencia generada (igual a fuerza por velocidad) es asimismo máxima durante casi todo el tiempo.

El cambio de velocidad entre alta y baja, o viceversa, dura un 5 ó 10% del ciclo, aproximadamente (la mitad del 10 ó 20%, ya que hay dos cambios, entre máxima y mínima y entre mínima y máxima), lo cual limita las aceleraciones producidas y, por tanto, los esfuerzos mecánicos.

Un motor de acuerdo con la invención se podría llamar ‘motor lógico’, porque la velocidad de los sectores adopta prácticamente sólo dos valores, alto y bajo, lo cual es análogo a los valores lógicos ‘verdadero’ y ‘falso’, ‘todo’ y ‘nada’ ó ‘1’ y ‘0’.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, las velocidades de rotación de los sectores discoidales coaxiales varían cíclicamente y en contrafase entre una velocidad máxima y una velocidad mínima, caracterizado por el hecho de que la velocidad de cada sector discoidal se mantiene sustancialmente máxima durante al menos el 80%, preferiblemente el 90%, del tiempo de un semiciclo, y se mantiene sustancialmente mínima durante al menos el 80%, preferiblemente el 90%, del tiempo del otro semiciclo.

Preferiblemente, el cociente entre la velocidad máxima y la velocidad mínima (que se puede denominar “k”) está entre 4 y 5, ya que si k es muy bajo el motor es poco eficiente, y si k es muy alto el esfuerzo, y por tanto el desgaste, mecánico es excesivo.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, la forma del perfil de leva se diseña a partir de un movimiento determinado de los sectores discoidales coaxiales construyendo el lugar geométrico de los puntos por los que pasan los rodillos, en una suerte de ingeniería inversa.

Otras características opcionales de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes adjuntas.

Considerando que el ciclo térmico es igual a los conocidos de Otto y Diesel, el nuevo motor de la presente invención está diseñado para conseguir un mayor aprovechamiento de la presión de los gases producida por la expansión, mejorándose la eficiencia mecánica comparada con los motores de combustión interna actuales y consiguiéndose una reducción del consumo de combustible, así como una menor contaminación.

En concreto, el motor de la invención consigue transmitir aproximadamente el 92% de la potencia producida, frente a aproximadamente el 60% de la potencia producida en los sistemas convencionales.

Para conseguir este aprovechamiento, la presente invención está compuesta fundamentalmente por unas piezas rotativas responsables de la creación de los espacios para la generación de potencia, unos elementos que actúan de controladores de los movimientos de las piezas rotativas, y unos medios de integración de velocidades que transmiten el movimiento de dichas piezas rotativas al eje del motor. Más concretamente, las piezas rotativas se denominan sectores, y se desplazan por el interior de una cavidad anular con un movimiento rotativo variable en velocidad sin cambiar de sentido pero en contrafase. Los elementos de control fuerzan el movimiento de dichos sectores para que éstos produzcan las fases conocidas de un motor de combustión interna: admisión, compresión, inyección/encendido/combustión /expansión y escape. En tercer lugar, los medios de integración de velocidades integran los movimientos rotativos variables de los sectores para convertirlos en un movimiento rotativo del eje con velocidad media y uniforme.

Más concretamente, el nuevo motor de combustión interna de la invención comprende las siguientes partes: un cuerpo, un primer sector discoidal y un segundo sector discoidal, unos medios de control de la velocidad de los sectores, un eje, y unos medios de integración de dichas velocidades. A continuación se describe cada una de estas partes con mayor detalle:

a) Cuerpo

El cuerpo del motor comprende una cavidad de forma sustancialmente anular dotada de al menos un orificio de admisión, al menos un orificio de escape y al menos una bujía o un inyector (según si el motor es de gasolina o diesel).

La cavidad anular puede asimilarse a los cilindros de un motor de combustión, ya que en su interior se irán formando las cámaras de admisión, compresión, inyección/encendido/combustión/expansión y escape gracias al movimiento por

su interior de los denominados “pistones tangenciales”, que se describirán más adelante. La expresión

"sustancialmente anular" hace referencia a una cavidad de forma aproximadamente toroidal cuya sección transversal puede tener diferentes formas, como por ejemplo circular, cuadrada o rectangular.

En principio, las posiciones relativas de la bujía o inyector y de los orificios de admisión y escape, así como el tamaño de estos últimos, pueden diseñarse de diferentes maneras según el modo de funcionamiento del motor. Sin embargo, en una realización de la invención el orificio de admisión y el orificio de escape se encuentran en una zona de la cavidad opuesta a la zona donde está la bujía o inyector, concretamente una posición ligeramente adelantada o atrasada con relación al punto opuesto de la bujía o inyector. El propósito de estas posiciones quedará claro a partir de la posterior descripción detallada de la realización.

b) Primer sector discoidal y segundo sector discoidal

Se trata de unos sectores que tienen forma sustancialmente de disco y que son iguales y complementarios entre sí, en el sentido de que encajan lateralmente uno con otro a la vez que permiten el giro relativo de uno con respecto al otro.

Cada uno de los sectores está dotado de al menos dos pistones tangenciales situados en posiciones opuestas de su periferia y que sobresalen radial y axialmente de los sectores, estando dichos pistones tangenciales configurados para deslizar sin presión por el interior de la cavidad anular. Es decir, los pistones tangenciales tienen una forma tal que encajan perfectamente en el interior de la cavidad, pudiendo deslizarse rotativamente sin presión por su interior. Así, cuando los sectores están montados uno junto a otro, el giro relativo de uno de ellos con relación al otro termina provocando que el par de pistones tangenciales de un sector se aproxime al par de pistones del otro sector. De este modo, los cuatro pistones tangenciales y la cavidad delimitan cuatro cámaras cuyo volumen va cambiando a medida que se mueven los sectores, provocando en cada cámara la sucesión de las etapas admisión, compresión, inyección/encendido/combustión/expansión y escape.

De acuerdo con una realización de la invención, los bordes externos delantero y trasero de los pistones tangenciales comprenden además sendas cavidades, cuya función es proporcionar un volumen para el combustible y/o los gases cuando dos pistones tangenciales están cerca uno de otro (esto ocurre al principio de la etapa de explosión y al final de la etapa escape). A este respecto cabe mencionar que, al principio de la etapa de explosión, la propia fuerza centrífuga provoca que el combustible, que es más pesado que el aire, tienda a acumularse en la zona exterior de la cámara, mejorándose así el inicio de la explosión.

c) Medios de control de la velocidad de los sectores

Estos medios de control están configurados para que la velocidad de giro absoluta de los sectores alterne entre una velocidad rápida (máxima) y una velocidad lenta (mínima), de manera que los pistones tangenciales se desplacen por el interior de la cavidad de modo que generen cámaras de volumen variable para llevar a cabo los tiempos de un motor de combustión interna. Es decir, cuando se produce la explosión, los dos pistones tangenciales que delimitan esa cámara (y por tanto los sectores a los que pertenecen) se verán sometidos a una fuerza tendente a separarlos en sentidos de giro opuestos. Los medios de control tienen una configuración que consigue “apalancar” uno de los pistones tangenciales (en realidad, el sector al que pertenece el pistón tangencial), que se moverá a la velocidad lenta, consiguiendo que la fuerza generada por la presión de los gases lance el otro pistón tangencial (el otro sector) hacia delante a la velocidad rápida. Teóricamente, la velocidad lenta óptima sería nula, lo cual significaría que un pistón tangencial no se movería, aunque motivos de índole práctica que se describirán más adelante justifican que una realización particularmente útil de la invención presente una velocidad lenta algo mayor que cero. En cualquier caso, en esta memoria se entenderá que el término “velocidad lenta” o “velocidad mínima” puede comprender la velocidad nula.

En principio, los medios de control se podrían configurar de diferentes maneras, aunque, de acuerdo con una realización preferida de la invención, se utiliza una estructura eslabonada cuyo movimiento está restringido por un perfil de leva, estando dicha estructura eslabonada conectada a los sectores por medio de unas barras. Esta constitución permite utilizar perfiles de leva adecuados para, a través de la estructura eslabonada, forzar a los sectores a realizar cíclicamente los movimientos que sean necesarios para conseguir las variaciones deseadas del volumen de las

cámaras. Dicho de otro modo, el perfil de leva se puede “programar” según el uso del motor, pudiéndose conseguir

diferentes combinaciones entre las velocidades lenta y rápida para obtener los resultados óptimos para las condiciones de funcionamiento de cada aplicación, por ejemplo para pequeña potencia, gran potencia, carga fija, carga variable, velocidad fija, velocidad variable, automóvil, aviación, marino, estático, etc.

El perfil de leva se dispone preferentemente perpendicular al eje, dentro del mismo plano de la estructura eslabonada. Preferiblemente, se dispone un conjunto estructura eslabonada-perfil de leva a cada lado de los sectores, con el objeto de conseguir un reparto equilibrado de las fuerzas. Como se ha comentado, el perfil de leva se diseña para que los sectores pasen de la velocidad lenta a la velocidad rápida y viceversa escalonadamente, es decir, para que el tiempo de cambio de velocidad de cada sector sea pequeño en relación al tiempo en que éste gira a velocidad sustancialmente constante. Para conseguir esto, el perfil de leva describe una curva cerrada parecida a una seudoepicicloide de dos lóbulos con la orientación adecuada para que ocurran los movimientos de los pistones tangenciales en los lugares previstos.

En una realización, la estructura eslabonada comprende cuatro eslabones que están conectados a las barras por su punto medio, mediante unas uniones rígidas. A su vez, los eslabones están conectados entre sí por medio de uniones giratorias situadas en sus extremos. Además, los eslabones comprenden unos rodillos situados junto a uno de sus extremos, estando los rodillos configurados para rodar a lo largo de los perfiles de las levas.

Como se ha descrito anteriormente, la estructura eslabonada está unida con giro libre a los sectores por medio de las barras. De acuerdo con una realización, un primer par de barras pasa a través de dos orificios opuestos del primer sector y de dos ranuras tangenciales opuestas del segundo sector, mientras que un segundo par de barras pasa a través de dos ranuras tangenciales opuestas del primer sector y de dos orificios opuestos del segundo sector.

d) Eje de transmisión

Se trata del eje al que se transmite el par generado por el motor durante la etapa de inyección/encendido/combustión/expansión, y está dispuesto con-céntricamente en la cavidad anular. Los sectores, a su vez, se apoyan en el eje a través de unos rodamientos.

e) Medios de integración de velocidades

Se trata del elemento que permite transmitir al eje el par generado por el motor y transmitido a los sectores como dos velocidades de diferente magnitud: la velocidad lenta y la velocidad rápida. Para ello, estos medios de integración unen el primer sector, el segundo sector, y el eje, de tal modo que la velocidad de rotación del eje sea por ejemplo la media de las velocidades del primer sector y del segundo sector.

En principio, los medios de integración se pueden diseñar de diferentes modos, aunque, de acuerdo con una realización preferida de la invención, los medios de integración comprende unos piñones cónicos fijados al eje, más preferentemente cuatro piñones repartidos uniformemente alrededor del eje y engranados a las coronas del primer y segundo sectores. Así, cuando un sector se mueve a velocidad alta y el otro a velocidad baja, el eje se mueve a la velocidad media. Los medios de control de la velocidad de los sectores están diseñados para que el cambio de velocidad entre lenta y rápida se produzca simultáneamente y en contrafase en ambos sectores, de modo que el eje seguirá rotando uniformemente a la velocidad media en todo momento.

Se observa que esta conexión deja aún un grado de libertad, ya que los movimientos de los tres elementos que se conectan (primer sector, segundo sector y eje) no están unívocamente determinados por el de uno de ellos. Los medios de control de las velocidades establecen la vinculación adicional necesaria para forzar unos determinados movimientos relativos de los sectores, de modo que, a pesar de que estos alternan entre la velocidad alta y la velocidad baja, se consigue la transmisión del par generado al eje a la vez que éste gira a la velocidad media de los sectores, la cual será constante si la diferencia entre la velocidad alta y la velocidad baja se mantiene constante.

Como los sectores discoidales coaxiales y el resto de los elementos presentan alguna simetría respecto al eje de rotación, el centro de gravedad resultante de todos los elementos móviles coincide con el eje de rotación, lo cual es ventajoso de cara a reducir las vibraciones.

La suma de los momentos angulares de cada una de las piezas que se mueven permanece constante, lo que significa que la cantidad de movimiento es constante, lo cual implica que no se pierde inercia en la naturaleza del cambio del movimiento.

Además, aunque no se describe específicamente en esta memoria, se entiende que la refrigeración de este nuevo motor será la adecuada para los materiales utilizados en cada tipo de construcción, teniendo en cuenta que la temperatura del bloque motor debe ser homogénea dentro de unos márgenes considerados aceptables para su funcionamiento, y no debe perjudicar el lubricante en él depositado.

En relación al lubricante empleado y a la lubricación de las partes sometidas a cargas, estos dependerán de los materiales y del tipo de construcción con el objeto de conseguir los mejores resultados prácticos.

A continuación, se describe brevemente el funcionamiento de este nuevo motor partiendo de una posición en que una de las cuatro cámaras está a punto de iniciar la etapa de expansión. Se apreciará cómo los cambios de volumen de esta cámara son similares a los de un pistón lineal convencional, aunque en este caso la cámara está delimitada por dos pistones tangenciales consecutivos, y va moviéndose tangencialmente alrededor de la cavidad anular pasando por las cuatro etapas de un motor de combustión interna en cada vuelta.

En el momento inicial, la cámara en cuestión está delimitada por dos pistones tangenciales situados uno junto a otro, estando el aire ó aire y combustible confinado en el pequeño volumen que queda entre ambos. Una vez se produce la explosión (que en el caso de un motor de gasolina estaría provocada por la bujía), los gases en expansión ejercen una fuerza sobre ambos pistones tangenciales, y por tanto sobre los dos sectores, tendente a hacerlos rotar en sentidos opuestos. Sin embargo, la estructura eslabonada en conjunto con los perfiles de levas y las barras provoca que el sector correspondiente al pistón tangencial más atrasado quede apalancado, moviéndose a la velocidad lenta, mientras que se permite que el más adelantado salga disparado hacia delante a la velocidad rápida. El perfil de las levas está configurado para que la aceleración de un sector coincida con la desaceleración del otro sector en el primer y último 5 ó 10% de cada ciclo y cada pistón. Durante esta fase, se denomina a esta cámara “cámara de expansión”.

La fase de expansión de esta cámara termina cuando el pistón tangencial más adelantado supera el orificio de escape, momento en el cual comienzan a salir de la cámara los gases residuales de la combustión.

Simultáneamente, la expansión en la cámara siguiente provoca que el pistón tangencial anteriormente más atrasado sea empujado hacia adelante a la velocidad rápida, provocando así la salida de los gases residuales de la cámara en cuestión a través del orificio de escape. Nótese que las propias posiciones del pistón tangencial más adelantado deja descubierto el orificio de escape, separándolo del orificio de admisión, y el pistón tangencial atrasado en su nueva carrera rápida empuja a los gases residuales de la combustión sin necesidad de utilizar válvulas, con lo que este nuevo motor es mecánicamente más simple que los convencionales. Durante esta fase, la cámara se denomina “cámara de escape”.

Una vez terminada la fase de escape de la cámara en cuestión, durante la cual el pistón tangencial más adelantado se ha movido a la velocidad lenta, dicho pistón tangencial más adelantado alcanza el orificio de admisión. Una vez más, la admisión se produce sin necesidad de válvulas, ya que justo en ese momento el pistón tangencial opuesto (que pertenece al mismo sector) es empujado hacia adelante a la velocidad rápida por la fase de expansión de otra cámara, y por tanto fuerza el movimiento a la velocidad rápida del pistón tangencial más adelantado de la cámara en cuestión, produciéndose una baja presión que provoca la entrada de aire, o aire y combustible en dicha cámara. Esta fase termina cuando el pistón inicialmente más adelantado se acerca a la zona de la bujía o inyector. Durante esta fase, la

cámara en cuestión se denomina “cámara de admisión”.

Se produce entonces la fase de compresión, donde el denominado pistón más adelantado se mueve ahora a la velocidad lenta, mientras que el denominado pistón más atrasado se acerca al mismo a la velocidad rápida (debido a la expansión de otra cámara diferente que está empujando el pistón tangencial opuesto de ese mismo sector), provocando la compresión de los gases. Esta fase termina cuando se llega de nuevo a la posición inicial, donde la cámara en cuestión está lista para que se produzca la explosión y subsiguiente expansión. Durante esta fase, la

cámara en cuestión se denomina “cámara de compresión”.

Al igual que en los motores alternativos de cilindros lineales, la misma cámara recibe diferentes nombres dependiendo de la fase del ciclo que está realizando en cada momento. Sin embargo, debido a que el nuevo motor de la invención comprende al menos cuatro de estas cámaras que realizan simultáneamente los ciclos completos de admisión, compresión, inyección/encendido/combustión/expansión y escape, se consiguen generar cuatro fases de potencia por vuelta de eje, mientras un motor alternativo convencional debe tener ocho cilindros para conseguir cuatro fases de potencia por vuelta de eje. Esto indica que, para una cilindrada equivalente, el motor de la invención genera el doble de potencia, o bien que es posible obtener la misma potencia con la mitad de la cilindrada o volumen de las cámaras.

Por último, nótese que son posibles combinaciones donde cada sector tiene más de dos pistones tangenciales. En ese caso, sería necesario que la cavidad tuviese varios orificios de admisión, varios orificios de escape, y posiblemente varios inyectores o bujías, ya que la explosión/expansión no se produciría siempre en la misma posición dentro de la cavidad. Los perfiles de leva en ese caso podrían comprender más de dos lóbulos. Este tipo de configuraciones reciben el nombre de configuraciones de “estrella". También sería posible diseñar configuraciones consistentes en apilar varios motores simples en batería, configuración denominada "tándem". Por último, se pueden combinar ambas configuraciones "estrella-tándem".

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describirá, a título de ejemplo no limitativo, una realización de la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

las figuras 1a y 1b muestran respectivamente los sistemas convencionales de un motor alternativo de un cilindro y un motor rotativo Wankel, y la Fig.1c muestra una gráfica de rendimiento de transmisión de potencia frente al tiempo para estos motores conocidos, donde la zona rayada equivale a la potencia perdida en los sistemas convencionales; las figuras 2a y 2b muestran esquemáticamente un motor de acuerdo con la invención y una gráfica de rendimiento de transmisión de potencia frente al tiempo de un pistón tangencial de este motor, donde la zona rayada equivale a la potencia perdida de un pistón tangencial del motor de combustión interna propuesto; las figuras 3a y 3b muestran respectivamente una vista en perspectiva de dos sectores discoidales desmontados de su posición en el eje del motor y una vista ampliada de la forma original y ensamblada de unos retenes radiales; las figuras 4a y 4b muestran una sección transversal del motor de la invención donde se aprecia la posición de los pistones tangenciales y del eje, y una vista ampliada de unos medios de integración de velocidades;

las figuras 5a-5h muestran las diferentes posiciones de los pistones tangenciales y del eje a lo largo de una vuelta completa del eje; la figura 6 muestra una gráfica de los volúmenes de una cámara frente al tiempo; la figura 7 muestra una gráfica de las velocidades de los dos sectores discoidales frente al tiempo; la figura 8 muestra una estructura eslabonada que forma parte de los medios de control de velocidad; la figura 9 muestra la estructura eslabonada vinculada a los sectores discoidales; la figura 10 muestra el conjunto ya montado y abierto para mostrar un perfil de leva; y la figura 11 muestra el conjunto cerrado y apoyado sobre un soporte (sólo para montar un prototipo sobre una mesa).

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERIDAS

Se describe a continuación la invención haciendo referencia a las figuras adjuntas. En primer lugar, se describe brevemente el funcionamiento de un motor de combustión convencional (100) dotado de pistones (107) que deslizan a lo largo de una cavidad lineal (103) como el representado en la Fig. 1a. Como es conocido, es necesario transformar el movimiento lineal alternativo de los pistones (107) en un movimiento de rotación por medio de una biela (150) y una manivela (160). Se han representado además las válvulas (170) necesarias para permitir la entrada y salida de aire, aire y combustible o gases residuales, válvulas (170) que deben ser accionadas en los momentos exactos, para lo cual se utiliza un complicado árbol de levas (no mostrado). También se ha representado, en la Fig. 1b, un motor conocido de tipo Wankel.

Como consecuencia de la transformación del movimiento lineal del pistón (107) en un movimiento de rotación del eje, la velocidad del pistón (107) varía según una curva pseudo-senoidal.

El movimiento que idealmente conseguiría la generación del máximo rendimiento sería una onda cuadrada de igual amplitud y fase, representada en la Fig. 1c (nótese que se trata este de un objetivo puramente teórico, ya que se producirían aceleraciones infinitas y unas tensiones imposibles de soportar por los materiales actuales). Se puede observar así gráficamente que las pérdidas producidas únicamente como consecuencia de la configuración geométrica de los motores convencionales (sin tener en cuenta rozamientos y otras pérdidas asociadas) alcanza aproximadamente el 40% de la potencia disponible.

Por el contrario, el motor (1) de la presente invención representado en la Fig. 2a está configurado geométricamente de tal manera que la fuerza generada durante la expansión tiene dirección tangencial. Como consecuencia, las pérdidas de potencia en este caso corresponden en la Fig. 2b a la zona comprendida entre la onda pseudo-trapezoidal que

representa la potencia transmitida por un pistón tangencial (7a, 7c, 7’b, 7’d) al eje (9) y la onda cuadrada de mayor

amplitud y la misma fase que equivale a la potencia recibida. Es fácil apreciar a simple vista la enorme mejora en rendimiento que representa el motor (1) de la invención.

La presente realización particular del motor (1) de la invención comprende dos sectores discoidales (7, 7’), cada uno de los cuales tiene dos pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d), ver Fig. 3a. Se trata, por tanto, de la configuración más simple, que sólo requiere un único orificio de admisión (4), un único orificio de salida (5) y un único inyector o bujía (6), ver Fig. 4a. Este motor (1) se describirá en el siguiente orden: en primer lugar el movimiento de los sectores discoidales (7, 7’); a continuación, la acción de los medios de control de movimiento; y finalmente integración de las velocidades de los sectores discoidales (7, 7’).

1) Movimiento de los sectores discoidales (7, 7’)

La Fig. 3a muestra el primer sector discoidal (7) y el segundo sector discoidal (7’) extraídos de su posición de trabajo en el eje (9). Los sectores discoidales (7, 7’) tienen forma de dos discos sustancialmente iguales que encajan uno con otro, y cada uno de los cuales tiene un par de pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) situados a lo largo del perímetro externo de los sectores discoidales (7, 7’) en posiciones diametralmente opuestas. Se observa cómo los sectores discoidales (7, 7’) pueden girar uno con relación al otro únicamente un ángulo determinado menor de 180º, ya que llega un momento en que los pistones tangenciales (7a, 7c) de un sector discoidal (7) chocan con los pistones tangenciales (7’b, 7’d) del otro sector discoidal (7’), puesto que todos ellos sobresalen de los sectores discoidales (7, 7’) en dirección axial. En este ejemplo, los pistones tangenciales son huecos para disminuir las fuerzas de inercia y la cantidad de material necesario para su fabricación. A su vez estos huecos quedan cubiertos por tapas (26).

La Fig. 4a muestra una sección transversal del motor (1) con los sectores discoidales (7, 7') montados donde se aprecia cómo el cuerpo (2) tiene en su interior una cavidad (3) anular por el interior de la cual se desplazan los cuatro

pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d). También se observa la posición de los orificios de admisión (4) y escape (5),

así como la posición de la bujía o inyector (6). El motor comprende unos piñones cónicos (10) que están fijados al eje (9), y unas arandelas elásticas (27) para reducir el juego entre dichos piñones cónicos (Fig.4b) y las coronas dentadas (11) (Fig.3a).

Los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) tienen además unos retenes radiales (22, 23), que se representan con detalle en la Fig. 3a (ya instalados) y en la Fig. 3b (antes de su instalación). La función principal de estos retenes radiales (22, 23) es conseguir la mayor estanqueidad posible entre los pistones (7a, 7c, 7’b, 7’d), la cavidad (3) y los propios sectores (7, 7'), con la mayor superficie de contacto posible para reducir el desgaste y manteniendo el frente de flujo laminar entre dichas superficies. Para ello, los retenes (22, 23) están configurados como láminas planas (ver Fig. 3b) que posteriormente se curvan elásticamente durante la instalación (ver Fig. 3a) en la zona exterior e interior de los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d). Así, en las juntas de la zona interior, la propia tendencia de los retenes (23) a recuperar su forma plana ayuda a conseguir la máxima estanqueidad del pistón tangencial (7a, 7c, 7’b, 7’d) contra los

sectores discoidales (7, 7'). Por otro lado, en la zona exterior, la fuerza centrífuga sobre los retenes (22) también ayuda a mejorar la estanqueidad contra el exterior de la cavidad (3) anular. Estos retenes (22, 23) tienen además unos elementos denominados rascadores o bordes de rascado (24) ubicados en sus extremos, y cuya función es evitar la entrada de residuos en la zona de contacto entre pistón tangencial (7a, 7c, 7’b, 7’d) , cavidad (3) anular y sectores discoidales (7, 7').

Se describen a continuación las etapas que se producen cada 45º durante una vuelta de eje (9) utilizando para ello las figuras 5a-5h, que muestran secciones transversales del motor (1) análogas a la de la Fig. 4a. Se observa cómo entre

cada pareja de pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) hay un espacio que constituye la cámara (C) correspondiente.

En esta explicación, se hace referencia a cada cámara (C) particular por medio de subíndices indicativos de los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) que la delimitan: (Cab, Cbc, Ccd, Cda). Debido a la configuración de los medios de control que se describirán con mayor detalle más adelante, los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) en este ejemplo únicamente pueden moverse a dos velocidades: una velocidad baja representada como (v) y una velocidad alta representada como (V). Se hace referencia al ángulo de giro del eje mediante la letra θ. Por último, con el objeto de simplificar la notación durante esta descripción, se denomina a los pistones únicamente por su letra: (a, b, c ó d) en

lugar de (7a, 7c, 7’b, 7’d).

Figura 5a: La referencia del ángulo de giro del eje (9) está a 0º, y en este momento el motor (1) se encuentra justo antes de la expansión, que aún no ha comenzado. El pistón tangencial (a) se mueve aún a la velocidad lenta (v), mientras que el pistón tangencial (d), que acaba de llegar a la velocidad rápida (V), ha provocado la compresión de la cámara Cda. Justo en este momento se produce el encendido o la inyección de combustible que provocará la explosión.

Figura 5b: Al producirse la explosión en la cámara Cda, el pistón tangencial (a) acelera disparado hacia adelante pasando a la velocidad rápida (V), mientras que el pistón (d) frena simultáneamente para moverse a la velocidad lenta (v). Estos movimientos son forzados por una estructura eslabonada (12) en combinación con un perfil de leva (13), como se describirá con mayor detalle más adelante. Así, en la cámara (Cda) se está produciendo la expansión, y por tanto generándose potencia. Además, al desplazarse el pistón (d) a la velocidad lenta (v), también el pistón (b) debe desplazarse a la velocidad lenta (v), y equivalentemente al desplazarse el pistón (a) a la velocidad rápida (V), el pistón

(c) es también forzado a moverse a la velocidad rápida (V). En consecuencia, al mismo tiempo que se está produciendo la expansión en la cámara (Cda), se produce el escape en la cámara (Cab), la admisión en la cámara (Cbc) y la compresión en la cámara (Ccd). Nótese cómo, a diferencia de los motores de combustión de la técnica anterior, no son necesarias válvulas para la admisión y el escape, ya que los propios pistones tangenciales (a, b, c, d) van tapando y destapando los orificios de admisión (4) y escape (5) en los momentos adecuados, y las sobrepresiones y subpresiones que se producen en las cámaras (Cab, Cbc, Ccd, Cda) debidas a la diferente velocidad de los pistones tangenciales (a, b, c, d) que las delimitan son suficientes para provocar la evacuación de los gases de combustión durante la etapa de escape y la admisión de aire o aire y combustible durante la etapa de admisión. Se destaca además cómo entre la figura 5a y la figura 5b el eje (9) se ha desplazado aproximadamente 45º a una velocidad constante que es la media de la velocidad rápida (V) y la velocidad lenta (v), es decir, veje=(V+v)/2. Esto se consigue gracias a unos medios de integración de velocidades (8), que se describirá con detalle más adelante.

Figura 5c: El pistón (a), que se está desplazando a la velocidad rápida (V), alcanza al pistón (b), que se desplaza a la velocidad lenta (v). Estamos de nuevo en un momento equivalente al de la figura 5a, pero en este caso justo anterior a la explosión en la cámara (Ccd), y equivalentemente justo anterior al inicio del escape en la cámara (Cda) que hemos tomado como referencia para esta explicación. El eje (9) sigue girando a velocidad constante, y se ha desplazado ahora 90º desde el inicio.

Figura 5d: Una vez el pistón (a) supera la posición del orificio de escape (5), ya con el pistón (a) a la velocidad lenta (v), comienza la etapa de escape en la cámara (Cda). La propia disminución de volumen de la cámara (Cda) debida a la diferencia de velocidades del pistón (d) y del pistón (a) fuerza la salida de los gases de escape sin necesidad de válvulas.

Figura 5e: El pistón (d) acaba de alcanzar al pistón (a), y ha tapado el orificio de escape (5). En la cámara (Cda) está a punto de producirse la etapa de admisión, que comenzará justo cuando el pistón (a) rebase la posición del orificio de admisión (4). Nótese que el pistón (a) está a punto de salir disparado a la velocidad rápida (V), ya que la expansión en la cámara (Cbc) provocará la aceleración del pistón (c), que pertenece al mismo sector (7) que el pistón (a). Hasta este momento el eje (9) ha girado 180º y se han producido dos expansiones, en las cámaras (Cda) y (Ccd).

Figura 5f: La expansión en la cámara (Cbc) provoca que el pistón (c) y el pistón (a) pertenecientes al mismo sector discoidal (7) salgan disparados a la velocidad rápida (V). El rápido aumento del volumen de la cámara (Cda) crea una subpresión que provoca la admisión de aire o aire y combustible a través del orificio de admisión (4).

Figura 5g: Acaba de terminar la admisión en la cámara (Cda). El pistón (a) está a punto de frenar hasta la velocidad lenta (v) para quedar apalancado durante la expansión que se va a producir en la cámara (Cab). El eje (9) ha girado hasta este momento 270º.

Figura 5h: Se alcanza el momento del ciclo inmediatamente anterior al representado en la figura 5a. El pistón (a) se desplaza a la velocidad lenta mientras en la cámara (Cda) se está produciendo la compresión. Cabe destacar que, idealmente, sería posible forzar a que la velocidad lenta fuese cero diseñando adecuadamente el perfil de leva (13).

2) Acción de los medios de control de movimiento

Como se ha explicado con referencia a la Fig. 1c, en los motores de combustión convencionales, alternativo y rotativo Wankel, la potencia transmitida tiene una variación de tipo pseudo-senoidal. En el motor (1) de este ejemplo se puede forzar el movimiento de los sectores discoidales (7, 7’) para que sea el más conveniente para cada aplicación concreta, acercándonos al ideal tanto como queramos. En este ejemplo, el diseño concreto del perfil de leva (13) provoca que las velocidades de los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d), y por tanto de los sectores discoidales (7, 7’), pasen de la velocidad rápida (V) a la lenta (v) y viceversa según la gráfica representada en la Fig 7. Es decir, que las velocidades de los sectores discoidales (7, 7’) se mantienen prácticamente constantes la mayor parte del tiempo, produciéndose el cambio de velocidad en un intervalo de tiempo muy pequeño (aproximadamente un 5% del tiempo de cada etapa de la combustión). Esta variación de velocidad provoca que los volúmenes de las cámaras varíen casi linealmente, de modo que si la velocidad es alta y uniforme la cámara se llena linealmente, si la velocidad es baja y uniforme la cámara se vacía linealmente y, en los cambios de ciclo, el volumen de la cámara es máximo o mínimo según proceda, como se observa en la Fig. 6.

Además, será necesario transmitir al eje (9) el movimiento de los sectores discoidales (7, 7’) como una velocidad uniforme, ya que en los momentos en que el primer sector discoidal (7) se mueve a la velocidad lenta (v), el segundo sector discoidal (7') se mueve a la velocidad rápida (V), y viceversa. Como se verá con detalle más adelante, en este ejemplo los medios (8) de integración de velocidades está diseñado para transmitir al eje una velocidad que es la media de las velocidades de los dos sectores discoidales (7, 7'). En consecuencia, el perfil de leva (13) de este ejemplo está diseñado también para que la suma de la velocidad del primer sector discoidal (7) más la del segundo sector discoidal (7’) se mantenga uniforme en todo momento, incluso durante las transiciones entre velocidades alta (V) y baja (v). Este perfil de velocidades concreto corresponde a un perfil de leva (13) con forma de pseudo-epicicloide de dos lóbulos.

Además, los flancos de subida y bajada de la onda trapezoidal de velocidades representada en la Fig. 7 tienen una forma correspondiente a la cuarta parte de una onda senoidal, suavizando así en lo posible la transición entre velocidad

alta y baja de los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) para minimizar la probabilidad de roturas mecánicas.

Los medios de control que vincula los sectores discoidales (7, 7’) para conseguir que sus velocidades sean las correctas comprende una estructura eslabonada (12) en combinación con un perfil de leva (13). En la Fig. 8 se ha representado un ejemplo de estructura eslabonada (12) plana doble, con la que se consigue minimizar y equilibrar las fuerzas a las que estará sometido el conjunto. Cada estructura eslabonada (12) individual, que es un paralelogramo deformable, comprende cuatro eslabones (15) que están conectados rígidamente a unas barras (14) por medio de unas primeras uniones rígidas denominadas uniones (16) de barra, y que están situadas aproximadamente en el punto medio de cada eslabón (15). A su vez, los eslabones (15) están conectados entre sí por medio de unas segundas uniones giratorias denominadas uniones (17) de eslabón, y que están situadas en sus extremos. El calificativo

‘deformable’ no significa que los eslabones sean deformables, sino que el paralelogramo puede pasar de cuadrado a

rombo y viceversa.

La vinculación entre la estructura eslabonada (12) y los sectores discoidales (7, 7’) se consigue por medio de las barras (14). Para poder comprender el modo en que estos elementos quedan vinculados es necesario observar la Fig. 8 conjuntamente con la Fig. 3a. En la Fig. 3a se aprecia cómo cada sector discoidal (7, 7’) tiene dos orificios (19, 19’) opuestos y dos ranuras tangenciales (20, 20’) opuestas. Pues bien, un primer par de barras (14) pasa a través de dos orificios (19) opuestos del primer sector discoidal (7) y de dos ranuras tangenciales (20’) opuestas del segundo sector discoidales (7’), mientras que un segundo par de barras (14) pasa a través de dos ranuras tangenciales (20) opuestas del primer sector discoidal (7) y de dos orificios (19’) opuestos del segundo sector discoidal (7’). El resultado se representa en la Fig. 9, donde se muestran los sectores discoidales (7, 7’) ya encajados el uno con el otro y vinculados a la estructura eslabonada (12) por medio de las barras (14), que quedan ocultas.

La estructura eslabonada (12) así vinculada a los sectores discoidales (7, 7’) provoca un intercambio de fuerzas entre ellos, relacionando los movimientos del primer sector discoidal (7) y del segundo sector discoidal (7'). Sólo falta describir el perfil de leva (13), que fuerza un determinado movimiento de la estructura eslabonada (12) para conseguir que los sectores discoidales (7, 7’), y por tanto también los pistones (7a, 7c, 7’b, 7’d), vayan pasando de una velocidad a otra según se requiera. El perfil de leva (13) se puede observar en la Fig. 10. Los eslabones (15) tienen unos rodillos

(18) que están configurados para rodar a lo largo del perfil de leva (13), consiguiéndose así la vinculación con la estructura eslabonada (12).

Como se ha mencionado anteriormente, el perfil de leva (13) puede tener diferentes formas según el movimiento deseado de los sectores discoidales (7, 7’) en cada aplicación. La forma se puede calcular empleando programas informáticos de diseño de mecanismos donde se puede forzar un determinado movimiento de los sectores discoidales

(7, 7’) e ir construyendo el lugar geométrico por el que pasan los rodillos (18), que será el perfil de leva (13) buscado.

Utilizando este procedimiento sería posible, por ejemplo, forzar a que la velocidad baja (v) sea nula, quedando así

completamente apalancado el pistón tangencial (7a, 7c, 7’b, 7’d) más atrasado cuando se produce la expansión, así

como otras combinaciones posibles. Sin embargo, en este ejemplo el perfil de leva necesario para que los sectores discoidales (7, 7’) alternen entre una velocidad alta (V) y una velocidad baja (v) según el ejemplo descrito tiene una forma de pseudo-epicicloide de dos lóbulos.

3) Integración de las velocidades de los sectores discoidales (7, 7’)

Se ha explicado hasta ahora el modo en que se consigue que los sectores discoidales (7, 7’), impulsados gracias a las sucesivas fases de expansión que tienen lugar en las cámaras (Cab, Cbc, Ccd, Cda), se muevan alternativamente a una velocidad baja (v) y a una velocidad alta (V). Se describe a continuación cómo se consigue sumar las velocidades de esos sectores discoidales (7, 7’) para conseguir que el eje (9) sea arrastrado a una velocidad constante.

Los medios (8) de integración de velocidades de este ejemplo se puede observar en las Figs. 3a y 4a, y está formado por unos piñones (10) cónicos alojados en una jaula cilíndrica, los cuales, dotados de unas arandelas elásticas (27), están fijados al eje (9) y engranados a unas coronas (11) del primer sector discoidal (7) y segundo sector discoidal (7’). Esta configuración tiene el efecto de que la velocidad de salida en el eje (9) es la media de las velocidades de los sectores discoidales (7, 7’). En este caso, el perfil de leva (13) está diseñado para que la suma de las velocidades de los dos sectores discoidales (7, 7’) sea (V+v). Por lo tanto, la velocidad de rotación del eje (9) será constante e igual a (V+v)/2.

Por último, la Fig. 11 muestra el conjunto final del motor (1) de la invención, ya cerrado y montado sobre un soporte (25).

Aunque en la presente memoria sólo se han representado y descrito realizaciones particulares de la invención, el experto en la materia sabrá introducir modificaciones y sustituir unas características técnicas por otras equivalentes, dependiendo de los requisitos de cada caso, sin separarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1. Máquina térmica que comprende:

   -

   un cuerpo (2) provisto en su interior de una cavidad anular (3);

   -

   dos sectores discoidales coaxiales (7, 7’) que definen conjuntamente al menos cuatro cámaras (Cab, Cbc, Ccd, Cda) en la cavidad anular;

   -

   un mecanismo de control de la velocidad de rotación de los dos sectores discoidales que hace que sus velocidades de rotación varíen cíclicamente y en contrafase entre una velocidad máxima y una velocidad mínima, de manera que el volumen de las cámaras también varía; caracterizada por el hecho de que: dicho mecanismo de control de velocidad comprende una estructura eslabonada (12) provista de cuatro eslabones (15) dispuestos en un paralelogramo deformable paralelo a los sectores discoidales (7, 7’), estando dichos eslabones conectados entre sí por medio de unas uniones giratorias situadas (17) en sus extremos, y comprendiendo cada eslabón (15) un rodillo (18) situado junto a uno de sus extremos; comprendiendo también el mecanismo de control de velocidad al menos un perfil de leva (13) que se extiende en paralelo a los sectores discoidales (7, 7’) y a lo largo del cual pueden rodar los rodillos (18) de los eslabones (15), de manera que la forma del perfil de leva (13) se diseña a partir de un determinado movimiento de los sectores discoidales (7, 7’) construyendo el lugar geométrico de los puntos por los que pasan los rodillos (18), siendo dicho determinado movimiento tal que la velocidad de cada sector discoidal se mantiene sustancialmente máxima durante al menos el 90% del tiempo de un semiciclo, y se mantiene sustancialmente mínima durante al menos el 90% del tiempo del otro semiciclo.

2. 2.

   Máquina térmica según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que cada sector discoidal (7; 7’) comprende al menos dos pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) diametralmente opuestos que sobresalen radial y axialmente de su correspondiente sector discoidal y pueden deslizar por el interior de la cavidad anular (3), en la que cada par de pistones consecutivos, uno de un sector y el otro del otro sector, define una de las mencionadas cámaras (Cab; Cbc; Ccd; Cda), siendo dichos pistones tangenciales sustancialmente huecos.

3. 3.

   Máquina térmica según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que los pistones tangenciales (7a, 7c, 7’b, 7’d) comprenden unos retenes radiales (22, 23) que son unas láminas sustancialmente planas configuradas para curvarse elásticamente durante su instalación.

4. 4.

   Máquina térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el mecanismo de control de velocidad comprende dos de dichos paralelogramos deformables de cuatro eslabones (15), separados axialmente y con cada eslabón provisto de su rodillo (18), y dos perfiles de leva (13) que se extienden en paralelo a los sectores discoidales (7, 7’), de manera que los rodillos de un paralelogramo deformable pueden rodar a lo largo de uno de los perfiles de leva y los rodillos del otro paralelogramo deformable pueden rodar a lo largo del otro perfil de leva.

5. 5.

   Máquina térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que al menos un perfil de leva (13) sigue sustancialmente una pseudo-epicicloide de dos lóbulos.

6. 6.

   Máquina térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la estructura eslabonada (12) está conectada a los dos sectores discoidales (7, 7’) por medio de unas barras (14) perpendiculares a los mismos, de manera que un primer par de barras pasa a través de sendos orificios (19) del primer sector discoidal

   (7) diametralmente opuestos y de sendas ranuras tangenciales (20’) del segundo sector discoidal (7’) diametralmente opuestas, y un segundo par de barras (14) pasa a través de sendas ranuras tangenciales (20) del primer sector discoidal (7) diametralmente opuestas y de sendos orificios (19’) del segundo sector discoidal (7’) diametralmente opuestos.

7. 7.

   Máquina térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que los eslabones (15) están conectados a las barras (14) por medio de unas uniones (16) situadas sustancialmente en el punto medio de cada eslabón.

8. 8.

   Máquina térmica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que comprende un eje de transmisión (9) que está dispuesto concéntricamente en la cavidad anular (3) y sirve de apoyo a los sectores discoidales (7, 7’) a través de unos rodamientos, y cuatro piñones cónicos (10) que están repartidos uniformemente alrededor del eje de transmisión y engranados a unas coronas (11) provistas en los sectores discoidales.

9. 9.

   Procedimiento de control de la velocidad de rotación de dos sectores discoidales coaxiales (7, 7’) que definen conjuntamente al menos cuatro cámaras (Cab, Cbc, Ccd, Cda) en una cavidad anular (3) de una máquina térmica, en el que dichas velocidades de rotación varían cíclicamente y en contrafase entre una velocidad máxima y una velocidad mínima, caracterizado por el hecho de que la velocidad de cada sector discoidal se mantiene sustancialmente máxima

   durante al menos el 90% del tiempo de un semiciclo, y se mantiene sustancialmente mínima durante al menos el 90% del tiempo del otro semiciclo.

10. 10.

    Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el cociente entre la velocidad máxima y la velocidad mínima está entre 4 y 5.