ES2443221A1

ES2443221A1 - Motor térmico de pistones rotativo

Info

Publication number: ES2443221A1
Application number: ES201231113A
Authority: ES
Inventors: Francisco Javier Ruiz Martinez
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2014-02-18
Anticipated expiration: 2032-07-16
Also published as: US20150152782A1; ES2443221B1; CN104769220A; EP2873802A1; WO2014013110A1; EP2873802A4

Abstract

Motor térmico rotativo de pistones. Mecanismo basado en una palanca anclada en la periferia de un cárterformado por dos carcasas acopladas entre sí, por medio de un eje (3) ubicado en uno de sus extremos, que la permite pivotar sobre el mismo, con una parte intermedia ranurada por donde se desliza el gorrón de un cigüeñal y que con el otro extremo actúa sobre un pistón acoplado por medio de una biela. El giro del cárter (1) sobre el cigüeñal (8) induce el desplazamiento del pistón (5) que esta acoplado a la palanca (2) por medio de la biela (4) dentro del cilindro (6), comprimiendo el gas dentro de esta cámara e iniciando el ciclo de un motor de combustión interna. El eje del cigüeñal puede estar bloqueado impidiendo su giro o acoplado a un embrague de un solo sentido. El conjunto básico de este motor está formado por un bloque de dos cilindros acoplados al cárter y un cigüeñal de dos gorrones situados a 180º que actúan sobre dos palancas simétricas que mueven ambos pistones.

Description

Motor térmico de pistones rotativo

Sector de la técnica

La invención se encuadra en la industria en general y en el sector del transporte en particular.

Estado de la técnica

Los motores térmicos en general son bien conocidos por lo cual no vamos a referirnos a ellos. Existen algunas propuestas para el desarrollo de motores de pistones rotativos de émbolos tangenciales que a día de hoy no han sido materializados debido a que su diseño no es eficiente ya que están basados en la actuación de una palanca estructurada en dos brazos, uno ranurado por el que se desliza el gorrón del cigüeñal y que al pivotar sobre el eje intermedio, produce un movimiento lineal en un pistón acoplado por medio de una biela en el extremo del otro brazo. Esta disposición no posibilita el giro del bloque y solo puede actuar sobre el cigüeñal con un rendimiento muy bajo. Patentes ES2072175 y ES 2 261 007

Ventaja técnica que aporta la invención

La presente invención se refiere a un motor rotativo que mantiene algunas similitudes con el tipo de diseño citado anteriormente y con una estructuración totalmente diferente que modifica la actuación del conjunto. El funcionamiento está basado en una palanca anclada en la periferia de un cárter por medio de un eje en uno de sus extremos, que la permite pivotar sobre el mismo, con una parte intermedia ranurada por donde se desliza el gorrón del cigüeñal y en el otro extremo se acopla el pistón por medio de una biela. Esta nueva estructuración posibilita que el bloque gire sobre el eje del cigüeñal cuando se aplique una fuerza en la culata, actuando el gorrón como punto de apoyo y el eje de la palanca como punto de resistencia. El cigüeñal se puede fijar a la estructura, o puede girar en sentido contrario actuado por la fuerza ejercida por el pistón que se transmite al gorrón por medio de la biela y la palanca, en este caso para evitar que durante el inicio del movimiento un elemento arrastre al otro, ambos ejes tanto el del cigüeñal como el del bloque están acoplados individualmente a sendos embragues de un solo sentido que determinan que el giro de ambos se produzca en sentido contrario. El conjunto se refiere a un bloque de dos cilindros y un cigüeñal con dos gorrones situados a 180º, (se pueden acoplar varios conjuntos entre sí) actuados por dos palancas igualmente opuestas, esta disposición hace posible un equilibrado perfecto tanto dinámica como estáticamente del conjunto.

Este nuevo diseño aporta una serie de ventajas evidentes y no suficientemente probadas:

-: Un aumento considerable de la eficiencia térmica y una reducción de peso para la misma potencia y menor rozamiento en el deslizamiento del pistón.

-: Reducción de los elementos necesarios, al poder refrigerase por aire con un coste muy inferior por unidad.

-: La longitud de la carrera del pistón está determinada no solo por el diámetro del cigüeñal sino por la estructuración y longitud de la palanca, mejorando el dimensionamiento del motor.

Descripción detallada de la invención

Este motor térmico de pistones rotativo, está formado por un conjunto básico constituido por dos carcasas acopladas entre sí, que contienen el cigüeñal y las palancas que actúan los pistones y donde se acoplan los cilindros y el resto de los mecanismos necesarios para el funcionamiento del motor.

En la fig. 1 que representa una vista en planta, se puede observar la carcasa (1) donde van acopladas las palancas (2) por medio de sus ejes (3), en el otro extremo se conecta las bielas (4) que actúan los pistones (5) que se desplazan por los cilindros (6) donde se acoplan las culatas (7). En el centro de la carcasa está situado el cigüeñal con sus gorrones (8) que se deslizan cada uno de ellos por la ranura central de la palanca correspondiente y arrastran los pistones cuando gira el bloque. Las fig.2 y 3 muestran el recorrido de los pistones al girar el conjunto y permanecer el cigüeñal en la misma posición anterior.

Este diseño de motor puede funcionar en 2 tiempos o en 4 tiempos. En 2 tiempos puede operar de dos modos distintos: uno el estándar con toberas y otro con dos válvulas guiadas, como se muestra en la Fig.1, la válvula de “admisión” (9) comunica el cárter con el cilindro en el momento apropiado y la válvula de escape (10) que está igualmente controlada, permite el escape de los gases en el momento adecuado. Estas válvulas pueden ser actuadas por el cigüeñal mediante engranajes, poleas u otros medios o bien controladas electromagnéticamente. En este caso la entrada de la mezcla de aire-combustible se haría por el eje delantero del cigüeñal y en ambos casos se debe incorporar un sistema de encendido. Para su operación en 4 tiempos, el combustible se

suministra a través del eje y el comburente se toma directamente desde la culata y puede funcionar tanto con gasolina como con otros combustibles. Para este caso se propone un sistema de engrase con el depósito del lubricante en el exterior, incorporando este y recuperándolo a través del eje delantero por una junta rotativa, impulsándolo con bomba y recuperándolo igualmente con dos bombas (11) actuadas por las palancas Fig.4.

Para exponer el modo de operación, se muestra la operación como motor de dos tiempos y para hacerlo más evidente se propone que el cigüeñal permanezca estático, así partiendo de la Fig.1 que se corresponde con el final del ciclo de explosión, los gases ya han salido al exterior por la válvula de escape de la culata (10) y la mezcla de aire-combustible-aceite que esta comprimida en el interior del cárter entra por la válvula de admisión

(9) que se abre, comunicando el cárter con el interior del cilindro y se cierra cuando el pistón inicia su carrera ascendente. La mezcla se comprime (Fig.2) y cuando llega a la máxima compresión (Fig.3) se produce la explosión, los gases que actúan sobre la culata inducen el giro de esta al apoyarse en el gorrón del cigüeñal y ejercer la fuerza sobre el eje de la palanca.

En el caso de que se bloquee el cigüeñal, la energía generada se transmite a un eje de salida acoplado directamente al cárter del conjunto y en el caso de que se proponga el giro de ambos, se acoplan los ejes por medio de engranajes, Fig.8. El cárter está unido a una corona contenida en una carcasa dentada y por su centro pasa el eje del cigüeñal que se acopla al engranaje interior, entre ambos se engranan dos piñones colocados a 180º que van acoplados al eje de salida de potencia, de esta manera el giro tanto del cárter como del cigüeñal arrastran al eje de salida de potencia.

Descripción de los dibujos

Para complementar esta descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de este invento, se acompañan a la presente memoria descriptiva como parte integrante de la misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se muestra lo siguiente:

La Fig. 1.- Muestra una vista en planta de una carcasa con los acoplamientos de los elementos internos, así como la de los cilindros y culatas y una de las posibles ubicaciones de las válvulas para el funcionamiento en 2 y 4 tiempos.

Las Fig. 2 y 3.- Muestran el desplazamiento de los pistones cuando se gira el bloque sobre el cigüeñal

La Fig. 4.- Muestra la posición de las bombas de recuperación de aceite así como una posible ubicación de los engranajes para actuar las válvulas de admisión y escape para un motor de 4 tiempos

La Fig. 5.- Muestra alguna de las ventajas de esta disposición: El diámetro del cigüeñal tiene 76mm y el pistón desarrolla una carrera de 111mm y también se puede observar que el desfase lineal de la biela en su recorrido es de 6mm por lo que las cargas laterales en los pistones son mínimas.

La Fig. 6.- Muestra un corte transversal con la disposición en las carcasas de las palancas y el cigüeñal.

La Fig. 7.- Muestra el anclaje esquemático de los ejes del bloque y del cigüeñal por medio de embragues de un solo sentido.

La Fig. 8.- Muestra una manera de engranar los ejes del cárter y del cigüeñal a un eje de salida común.

La forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre que ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.

Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Motor térmico rotativo de pistones, formado por un bloque constituido por dos carcasas acopladas entre sí, que contienen un cigüeñal con dos gorrones y dos palancas y donde van acoplados los cilindros y el resto de los mecanismos necesarios para el funcionamiento del motor, caracterizado porque cada palanca (2) que pivota

5 sobre un eje (3) situado en uno de sus extremos y anclado en la periferia de las carcasas, contiene un ranurado intermedio donde se desliza el gorrón (8) del cigüeñal y que en el otro extremo lleva acoplado un pistón (5) por medio de una biela (4), esta disposición hace que el bloque con todos los elementos gire sobre el cigüeñal, inducido por la fuerza ejercida en la expansión de un gas entre la culata (7) y el pistón al apoyarse en el gorrón del cigüeñal y al mismo tiempo también provoca el giro del cigüeñal.

10 2. Motor térmico rotativo de pistones según reivindicación 1ª caracterizado porque la posición de las palancas es simétrica y cada una es actuada por el gorrón de un cigüeñal de dos gorrones situados a 180º.
3.

Motor térmico rotativo de pistones según reivindicaciones 1ª y 2ª caracterizado porque el cigüeñal está bloqueado y solo se permite el giro del bloque.
4.

Motor térmico rotativo de pistones según reivindicaciones 1ª, y 2ª caracterizado porque el bloque y el cigüeñal

15 están acoplados individualmente a un embrague de un solo sentido que permite el giro de ambos, pero en sentido contrario.
5. Motor térmico rotativo de pistones según reivindicaciones 1ª, 2ª, 3ª y 4ª caracterizado porque funciona en ciclo de 2 tiempos, bien por toberas o con válvulas controladas.
6. Motor térmico rotativo de pistones según reivindicaciones 1ª, 2ª, 3ª y 4ª caracterizado, porque funciona con 20 ciclos de 4 tiempos.
7. Motor térmico rotativo de pistones según reivindicaciones 1ª, 2ª, 3ª, 4ª, 5ª y 6ª caracterizado, por estar formado por dos o más bloques de dos cilindros.