ES2564575T3

ES2564575T3 - Un motor de combustión interna

Info

Publication number: ES2564575T3
Application number: ES06728566.8T
Authority: ES
Inventors: Tatsuo Kobayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2006233839A; CN101128656A; CN100564828C; EP1857654B1; EP1857654A1; JP4100401B2; US7681550B2; US20080275621A1; WO2006090884A1; EP1857654A4

Abstract

Un motor de combustión interna (10), configurado de tal forma que éste realice una operación de 4 ciclos, en la cual, cada 720 grados de ángulo del cigüeñal, se repite a una carrera de admisión, una carrera de compresión, una carrera de combustión, y una carrera de escape, el cual comprende: un medio de inyección del carburante (37), para la inyección de un carburante a base de gasolina, al interior de una cámara de combustión (25) la cual se encuentra definida por una superficie de la parte superior de un pistón (22 a), de un pistón (22), una superficie de la pared del orificio de un cilindro (21), y una superficie del fondo del cilindro, (30 a) de una cabeza del cilindro del motor de combustión interna; un medio de generación de un torbellino (31), para generar un torbellino de aire de admisión, en el interior de la cámara de combustión, mediante la admisión del aire al interior de la cámara de combustión; un medio de generación de chispas (35), para la generación de una chispa de ignición, en el interior de la cámara de combustión; un medio de ejecución de la operación de combustión mediante la autoignición por compresión de la premezcla de carga (F2), pera, cuando la máquina de combustión interna, se opera en una región de carga alta, se premezcla el aire admitido e introducido en la cámara de combustión, y el carburante, inyectado a partir del medio de inyección, y formando y comprimiendo una mezcla homogénea de aire / carburante, la cual tiene una distribución espacial uniforme del carburante, para iniciar, con ello, la combustión por autoignición del carburante; el motor de combustión interna, comprende, de una forma adicional, un medio de ejecución de la operación, mediante combustión por difusión, (F4), para, cuando el motor de combustión interna, se opera en un región de carga alta, en la cual, la carga, es mayor que la correspondiente a la región de carga ligera, comprimir el aire tomado y conducido al interior de la cámara de combustión, en el interior de la cámara de combustión, e inyectar el carburante al interior del aire comprimido, a partir del medio de inyección de carburante, para iniciar, mediante ello, una combustión del carburante, por difusión, en lugar de una combustión del carburante mediante autoignición, y un medio de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa (F3), pera, cuando la máquina de combustión interna, se opera en una región de carga media, se premezcla el aire admitido e introducido en la cámara de combustión, y el carburante, inyectado a partir del medio de inyección, y formando y comprimiendo una mezcla homogénea de aire / carburante, la cual tiene una distribución espacial uniforme del carburante, e iniciar, con ello, la ignición de la mezcla homogénea y comprimida de aire / carburante, mediante el medio de generación de chispas, para iniciar, con ello, la combustión del carburante, mediante ignición por chispa; en donde, el medio de ejecución de la operación de combustión mediante autoignición por compresión de la premezcla de carga, se encuentra configurado de tal forma que se abra la válvula de admisión (32), en un tiempo sincronizado de apertura de la válvula de admisión, para carga ligera, variando, el tiempo sincronizado de apertura, en base a la carga del motor de combustión interna, de tal forma que se cierre la válvula de admisión, en un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, para carga ligera, variando, el tiempo sincronizado de cierre, en base a la carga de la combustión interna, y de tal forma que se inyecte el carburante, a partir del medio de inyección del carburante, en un tiempo sincronizado de inyección, situado entre una fase temprana y / o una fase media de la carrera de admisión, en el cual, un torbellino de aire tomado e introducido al interior de la cámara de combustión, es el más fuerte, encontrándose situado, el tiempo sincronizado de inyección, entre el tiempo sincronizado de apertura de la válvula de admisión, para carga ligera, y el tiempo de cierre de la válvula de admisión para carga ligera, para formar, con ello, la mezcla homogénea de aire / carburante; el medio de ejecución de la operación de combustión mediante la ignición por chispa, se encuentra configurado de tal forma que se abra la válvula de admisión, en un tiempo sincronizado de apertura de la válvula de admisión, para carga media, variando, el tiempo sincronizado de apertura, en base a la carga del motor de combustión interna, de tal forma que se cierre la válvula de admisión, en un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, para carga media, variando, el tiempo sincronizado de cierre, en base a la carga de la combustión interna, y retardando el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, para carga ligera, de tal forma que se inyecte el carburante, a partir del medio de inyección del carburante, en un tiempo sincronizado de la inyección, situado entre una fase temprana y / o una fase media de la carrera de admisión, en el cual, un torbellino de aire tomado e introducido al interior de la cámara de combustión, es el más fuerte, encontrándose situado, el tiempo sincronizado de inyección, entre el tiempo sincronizado de apertura de la válvula de admisión, para carga media, y el tiempo de cierre de la válvula de admisión para carga media, para formar, con ello, la mezcla homogénea de aire / carburante; y el medio de ejecución de la operación de combustión mediante difusión, se encuentra configurado de tal forma que se abra la válvula de admisión, en un tiempo sincronizado de apertura de la válvula de admisión, para carga alta, variando, el tiempo sincronizado de apertura, en base a la carga del motor de combustión interna, de tal forma que se cierre la válvula de admisión, en un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, para carga alta, variando, el tiempo sincronizado de cierre, en base a la carga de la combustión interna, y de tal forma que se inyecte el carburante, a partir del medio de inyección del carburante, en un tiempo sincronizado de inyección, el cual retarde el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de inyección, para carga alta, y cerca de un centro de muerto superior de la compresión; en donde, el motor de combustión interna, comprende, de una forma adicional, un medio de detección de la presión del cilindro (63), para detectar la presión del cilindro, la cual es la presión existente en la cámara de combustión; y un medio de cambio de la operación (G1), para obtener, mientras se esté ejecutando la operación de combustión mediante autoignición, mediante el medio de ejecución de la operación de combustión mediante la autoignición por compresión de la premezcla de carga, una tasa de cambio de la presión del cilindro, la cual consiste en una cantidad de cambio, en la presión del cilindro, por unidad de tiempo, o por unidad de ángulo del cigüeñal, en base a la presión detectada del cilindro, y para, cuando la tasa del cambio de presión del cilindro obtenida, se encuentre en exceso, con respecto a una tasa de cambio predeterminada, cambiar la operación, de tal forma que se ejecute una operación de combustión mediante ignición por chispa, mediante el medio de ejecución de la operación de combustión mediante ignición por chispa.

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La figura 6, es un diagrama de bloques, en el cual se muestran la funciones las cuales se realizan mediante la ejecución de programas predeterminados, mediante una CPU de unidad de control eléctrica, mostrada en la figura 1; (CPU = Unidad central de procesado – [de sus iniciales en idioma inglés, correspondientes a Central Processing Unit];

La figura 7, es un mapa de las regiones de operaciones, cuyo medio de cambio de la operación, se encuentra mostrado en la referencias de la figura 6;

La figura 8, es una serie de diagramas, los cuales muestran el tiempo sincronizado de la válvula, el período de tiempo de la inyección de carburante (tiempo sincronizado de la inyección de carburante), y el tiempo sincronizado de la ignición o encendido de motor de combustión interna mostrado en la figura 1;

La figura 9, es una vista la cual muestra el modo mediante el cual se inyecta el carburante, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido de carga estratificada, el cual se muestra en la figura 6;

La figura 10, es una vista la cual muestra el modo mediante el cual se inyecta el carburante, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido por compresión de la premezcla de carga, o mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición por chispa, mostrado en la figura 6;

La figura 11, es un vista la cual muestra de qué forma se inyecta el carburante, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por difusión, mostrado en la figura 6;

La figura 12, es un diagrama de bloques, el cual muestra la funciones las cuales se realizan mediante la ejecución de programas predeterminados mediante una unidad central de procesado (CPU), de una unidad de control eléctrico, de un motor de combustión interna, en concordancia con una segundo ejemplo de utilidad para la compresión de la presente invención;

La figura 13, es un mapa de las regiones de operaciones, cuyo medio o medios de cambio de las operaciones, se muestran en las referencias de la figura 12;

La figura 14, es una serie de diagramas, los cuales muestran el tiempo sincronizado de las válvulas y el tiempo sincronizado de la inyección de carburante del motor de combustión interna en concordancia con el segundo ejemplo;

La figura 15, es una serie de vistas para explicar la estructura de un motor de combustión interna en concordancia con un tercer ejemplo, de utilidad para la comprensión de la presente invención;

La figura 16, es una vista esquemática de la configuración de un motor de combustión interna, en concordancia con la presente invención; La figura 17, es una vista en sección de un cilindro, de un depósito de compensación de la admisión, y una puerta de admisión, del motor de combustión interna el cual se muestra en la figura 16, seccionado mediante un plano perpendicular a un eje del cilindro;

La figura 18, es una vista de una porción del fondo de un cabeza del cilindro, mostrada en la figura 16, vista desde una cámara de combustión;

La figura 19, es una vista frontal de un brazo de accionamiento, mostrado en la figura 16;

La figura 20, es un diagrama de bloques, el cual muestra las funciones la cuales se realizan mediante la ejecución de programas predeterminados, mediante una unidad central de procesado (CPU), de una unidad de control eléctrico del motor de combustión interna mostrado en la figura 16; y

La figura 21, es una serie de diagramas, los cuales muestran el tiempo sincronizado de apertura / cierre de una válvula de escape, el tiempo sincronizado de apertura / cierre de la puerta de admisión, y el tiempo sincronizado de inyección del carburante de un motor de combustión interna mostrado en la figura 16.

Mejor forma de realización de la invención

Los ejemplos y una forma de presentación de un motor de combustión interna, en concordancia con la presente invención, se describirán, a continuación, haciendo referencia a los dibujos. La figura 1, muestra un configuración esquemática de un motor de combustión interna 10, en concordancia con un primer ejemplo. La figura 1, muestra una sección de un cilindro específico, únicamente, pero, otros cilindros, tienen así mismo, también, una configuración similar.

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El dispositivo de refrigeración 46, es del tipo enfriado por agua, y éste se encuentra adaptado para enfriar el aire, el cual fluye a través del conducto de admisión 43. El dispositivo de refrigeración 46, se encentra conectado a un radiador 46 a, el cual transfiere calor, a partir del agua que se encuentra ubicada en el dispositivo de refrigeración 46, hacia la atmósfera. El dispositivo de enfriamiento 46, se encuentra conectado a una bomba de circulación, 46 b, la cual hace circular agua de refrigeración, entre el dispositivo de refrigeración 46 y el radiador 46 a.

La válvula de estrangulación 47, se encuentra soportada, de una forma susceptible de poder girar (rotar), en el conducto de admisión 43, y ésta se acciona mediante el dispositivo de actuación de la válvula de estrangulación, 47 a, variando, con ello, el área de sección transversal de la apertura de un paso de admisión.

El sistema de escape 50, incluye una tubería de escape 51, la cual incluye un colector de escape, el cual comunica con los puertos de escape, 33, y forma un paso de escape, conjuntamente con los puertos de escape 33; una turbina 81 b del turbocargador (supercargador o medio de supercarga) 81, la cual se encuentra dispuesta en la tubería de escape 51; un paso de la compuerta de de residuos, 52, cuyos extremos opuestos, se encuentran conectados a la tubería de escape, 51, aguas arriba y aguas debajo de la turbina 81 b, de tal forma que se puentee, a modo de derivación o bypass, la turbina 81 b; una válvula de regulación de la presión de supercarga, 52 a, la cual se encuentra dispuesta en el paso de la compuerta de residuos, 52; y un convertidor catalítico (catalizador), de 3 vías, 53, el cual se encuentra dispuesto en la tubería de escape 51, aguas debajo de la turbina 81 b.

La turbina 81 b del turbocargador 81, se hace girar, en movimiento rotativo, mediante la energía del gas de escape, haciendo girar mediante ello, de una forma rotativa, el compresor 81 a del sistema de admisión 40 para comprimir aire. Como resultado de ello, el turbocargador 81, comprime aire, en el paso de admisión, y mediante ello, se produce la supercarga de la cámara de combustión 25.

A continuación, la estructura de la cámara de combustión 25, y las porciones asociadas, se describirán en detalle, haciendo referencia a las figuras 2 y 3. La figura 2, es una vista en sección de la cámara de combustión 25, y las porciones asociadas, según se seccionan mediante un plano, el cual incluye el eje del cilindro 21. La figura 3, es una vista frontal de la superficie de la parte superior del pistón 22.

Tal y como se muestra en la figura 2, una superficie de la parte del fondo 30 a, de la sección de la cabeza del cilindro, 30, es similar, en cuanto a lo referente a su forma, a la correspondiente a la superficie de la parte del fondo de un cabeza del cilindro, lo cual constituye una así denominada cámara de combustión del tipo de “pent roof”. Tal y como se muestra en la figura 3, un cilindro individual (cámara de combustión 25), tiene dos válvulas de admisión 32, y dos válvulas de escape 34. Esto significa el hecho de que, el motor de combustión interna, 10, se trata de un así denominado “motor de 4 válvulas”.

Tal y como se muestra en la figura 2, una porción circunferencial de una superficie superior 22 a del pistón 22, se encuentra inclinada a lo largo de la superficie del fondo de la cabeza del cilindro 30 a. Se encuentra formada Una cavidad (hueco) 22 b, en el centro de la superficie superior 22 a, del pistón 22. La cavidad 22 b, tiene una forma de fondo redondeado, y la cual es generalmente cilíndrica. Una porción del borde, la cual sirve como una entrada de la cavidad 22 b, tiene un diámetro más pequeño que el correspondiente al diámetro máximo del interior de la cavidad 22 b. Se encuentra formada una capa de aislamiento del calor, 22 c, fabricada a base de titanio o de cerámica (una capa fabricada a base de un material, el cual tiene un valor de conductividad térmica más bajo que el correspondiente a un material (tal como, por ejemplo, el consistente en el aluminio), utilizado para formar el pistón 22), sobre una superficie de la pared (superficie) de la cavidad 22 b.

De una forma adicional, tal y como se muestra en las figuras 2 y 3, una porción circunferencial exterior de la cavidad 22 b, tiene una pluralidad (tres, en el presente ejemplo) de ranuras de guía del torbellino o remolino, 22 d, para la introducción, al interior de la cavidad 22 b, de un torbellino o remolino de aire de admisión, el cual se encuentra formado por aire, el cual fluye al interior de la cámara de combustión 25. Una superficie, la cual forma cada ranura de guía del torbellino o remolino, 22 d, se encuentra inclinada. El ángulo de inclinación de la superficie inclinada, se incrementa gradualmente, a parir de un ángulo, a lo largo de la parte superior de la superficie 22 a del pistón 22, hasta un ángulo, el cual es substancialmente perpendicular a la superficie de la parte superior 22 a del pistón 22, a medida que disminuya la anchura de la ranura de guía en espiral (ranura de guía del torbellino o remolino) 22 d (distancia entre el centro de la superficie de la parte superior 22 a, del pistón 22, y el perímetro exterior de la ranura de guía en espiral -del torbellino o remolino – 22 d.

Tal y como se muestra en la figura 3, en una vista frontal de la superficie superior 22 a del pistón 22, una de las ranuras de guía en espiral, 22 d, tiene su posición de inicio de la ranura de guía, St, la cual se encuentra encarada a una válvula de admisión 32, y su posición final de la ranura de guía En, encarada a otra válvula de admisión 32. A efectos de conveniencia para la explicación, a esta ranura de guía en espiral 22 d, se le denomina “ranura de guía específica en espiral”.

La bujía 35, es una bujía saliente o en proyección, la cual se encuentra dispuesta entre dos puertos de admisión 31 (así, de este modo, entre dos válvulas de admisión 32), de tal forma que, una porción de generación de la chispa, 35 a, para generar la chispa de ignición o encendido, se encuentra dispuesta en una porción circunferencial interior de la cavidad 22 b (una porción circunferencial del interior de la cavidad 22 b). La vecindad o inmediaciones de una

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Así, de este modo, se forma un paso de carburante, 37 b3, el cual tiene un pequeño diámetro, en la aguja 37 b, a lo largo del eje de la aguja 37 b, y se establece una comunicación entre una sección de suministro de carburante, la cual no se encuentra ilustrada en la figura, y que se encuentra localizada sobre el mismo lado que la porción de base 37 b1, en la superficie superior de la porción del extremo en forma de punta, 37 b2, de la aguja 37 b. De una forma correspondientemente en concordancia, cuando la aguja 37 b no se encuentra levantada, se abre un extremo distal el cual abre el paso de carburante 37 b3, únicamente hacia el interior del espacio cerrado S. Los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c, se encuentran localizados por fuera del espacio cerrado S. De una forma correspondientemente en concordancia, cuando la aguja 37 b, no se encuentra levantada, se corta la comunicación entre el espacio cerrado S y los orificos de inyección de ángulo estrecho, 37 c.

Cuando se aporta energía a un primer solenoide, el cual no se encuentra ilustrado, en la figura, la aguja 37 b, se mueve hacia la posición LL, la cual se encuentra indicada, en la figura 4, por mediación de la línea discontinua. Esto significa el hecho de que, el levantamiento de la aguja 37 b, se convierte en reducido levantamiento. Esto establece la comunicación de los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c, con ambos, el paso para carburante, 37 b3, y el espacio cerrado S. Como contraste de ello, la comunicación de los orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d, con ambos, el paso para el carburante, 37 b3, y el espacio cerrado S, se encuentra cortado. Como resultado de lo anteriormente expuesto, el carburante el cual se suministra al espacio cerrado S, a través del paso para el carburante, 37 b3, se inyecta únicamente a partir de los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c. Esto significa el hecho de que, cuando el levantamiento de la aguja 37 b, se encuentra levantada de una forma reducida, se establece (o se realiza) una primera condición de inyección, a un estrecho ángulo de inyección.

Cuando se aporta energía a ambos solenoides, no ilustrados en la figura, correspondientes al primer y al segundo solenoides, entonces, la aguja 37 b, se mueve hacia la posición HL, la cual se encuentra indicada mediante una línea discontinua de trazos largos y de trazos cortos, alternados, en la figura 4. La posición HL, se encuentra localizada en una posición más cercana al extremo proximal del cuerpo de la tobera, 37 a, que la posición LL. Esto significa el hecho de que, el levantamiento de la aguja 37 b, se convierte en un levantamiento alto. Esto establece la comunicación de lo orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c, con ambos, el paso para el carburante, 37 b3, y el espacio cerrado, S, y la comunicación de lo orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d, con ambos, el paso para el carburante, 37 b3, y el especio cerrado S. Como resultado de lo anteriormente expuesto, el carburante el cual se suministra al espacio cerrado S, a través del paso para el carburante, 37 b3, se inyecta, a partir de los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c, y a partir de los orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d. Esto significa el hecho de que, cuando el levantamiento de la aguja 37 b, se encuentra levantada de una forma alta, se establece (o se realiza) una segunda condición de inyección, en la cual, el carburante, se inyecta al ángulo estrecho de inyección, y a un ángulo de inyección ancha, el cual es mayor que el ángulo de inyección estrecho.

Con referencia, otra vez, a la figura 1, el motor de combustión interna, 10, incluye un caudalímetro del flujo de aire, 61, un sensor de la posición del cigüeñal, 62, y un sensor de la presión de los cilindros, 63, el cual sirve como un medio de detección de la presión de los cilindros, un sensor de la temperatura del agua de refrigeración, 64, y sensor de apertura del acelerador, 65, y una unidad del control eléctrico, 70.

El caudalímetro para la medición del flujo de aire, 61, proporciona una señal de salida, la cual es indicativa del caudal de flujo del aire de admisión. El sensor de la posición del cigüeñal, 62, proporciona una señal de salida, la cual tiene un estrecho impulso, cada 10° de rotación del árbol del cigüeñal, 24, y un amplio impulso, cada 360° de rotación del cigüeñal 24. Esta señal, representa un velocidad del motor NE. El sensor de la presión de los cilindros, 63, proporciona una señal de salida, la cual es indicativa de la presión (presión del cilindro) P, en la cámara de combustión interna, 25. El sensor de la temperatura del agua de refrigeración, 64, proporciona una señal de salida, la cual es indicativa de la temperatura de salida del agua de refrigeración THW, del motor de combustión interna 10. El sensor de la apertura del acelerador, 65, proporciona una señal de salida, la cual es indicativa de un recorrido de desplazamiento Accp del pedal del acelerador, 66, operado por parte de un conductor.

La unidad del control eléctrico, 70, es una microcomputadora (microordenador), la cual incluye una CPU (unidad central de procesado), 71, la cual ejecuta unos programas predeterminados; una ROM (memoria de sólo lectura) 72, en la cual, se ha procedido a almacenar previamente los programas los cuales deben ejecutarse por parte de la CPU 71, las tablas (tabla de búsqueda de datos y mapa), las constantes, y por estilo; una RAM (memoria de acceso aleatorio) 73, en la cual la CPU 71, almacena, de una forma temporal, los datos los cuales sean necesarios; una RAM de reserva, 74, la cual almacena los datos, mientras la conexión de energía se encuentra en la posición ON (es decir, abierta), y la cual retiene los datos almacenados, mientras la conexión se encuentra en la posición OFF (es decir, cerrada), y una interfaz 75, la cual incluye un conversor AD (conversor de señal analógica / digital). La CPU 71, la ROM 72, y la RAM 73, la RAM de reserva 74, la interfaz 75, etc., se encuentran conectadas, entre ellas, mediante un bus de conexión.

La interfaz 75, se encuentra conectada a los sensores 61 a 65; ésta suministra a la CPU 71, las señales procedentes de los sensores 61 a 65; y envía señales de accionamiento al iniciador de ignición o encendedor, 36, a la válvula de inyección del carburante, 37, al medio de regulación de la presión del carburante, 38 a, a la bomba de carburante, 38 b, al circuito de accionamiento, 39, al dispositivo de accionamiento de la válvula de estrangulación, 47 a, a la válvula de regulación del flujo de la derivación o bypass, 45, y a la válvula de regulación de la presión de supercarga, 52 a, en base a las instrucciones proporcionadas por la CUP 71.

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autoencendido, puede reducirse, puede por lo tanto restringirse la generación de HC (hidrocarburos) no quemados, y puede con ello incrementarse la economía de carburante.

(Cuando el motor de combustión interna 10, se opera en la región de carga ligera)

Cuando el motor de combustión interna 10, se opera en la región de carga ligera, el medio o medios de cambio de la operación, G1, selecciona el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido por compresión de la premezcla de carga, F2, en concordancia con el mapa de las regiones de operaciones. Así, de este modo, el motor de combustión interna 10, se opera mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2.

El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante compresión de la premezcla de carga, F2, premezcla el aire, tomado e introducido hacia el interior de la cámara de combustión 25, y el carburante inyectado al interior de la cámara de combustión 25, a partir de la válvula de inyección 37, para formar, con ello, y comprimir, una mezcla homogénea de aire / carburante, la cual tiene una distribución espacial uniforme del carburante, en el interior de la cámara de combustión 25, de tal forma que se inicie la combustión por autoignición o autoencendido del carburante. De una forma más específica, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la combustión de la premezcla de carga, F2, opera el motor de combustión interna, 10, procediendo a ejecutar, de una forma secuencial, las siguientes acciones (véase, a dicho efecto, la figura 8 (B)).

(1): En una carrera de combustión, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición

: o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, abre las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de escape, EO, para carga ligera, variando, el tiempo sincronizado de la apertura, EO, en base a la carga del motor de combustión interna l0. Con esta actuación, finaliza la carrera de combustión y se inicia la carrera de escape.

(2): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la combustión de la premezcla de carga, F2, cierra las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de escape, EC, para la carga ligera, variando, el tiempo sincronizado de cierre, EC, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza la carrera de escape, y se inicia un período de solapado negativo. El tiempo de cierre de la válvula de escape, EC, para carga ligera, se ajusta de tal modo que se retarde el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape EC, para carga muy ligera.

(3): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, inyecta un pequeña cantidad de carburante, a partir de la válvula de inyección del carburante, 37, a un tiempo sincronizado θinj 1, cercano al centro muerto superior de escape

(4): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, abre las válvulas de admisión 32, en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de admisión, IO, para la carga ligera, variando, el tiempo sincronizado de apertura, IO, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza la carrera del período de solapado negativo, y se inicia una carrera de compresión. El tiempo de apertura la válvula de admisión, IO, para carga ligera, se ajusta para adelantar (es decir, para que se avance) el tiempo de apertura de la válvula de admisión, IO, para la carga muy ligera.

(5): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección de carburante, 37, a un tiempo sincronizado, cuando un remolino o torbellino de aire tomado e introducido al interior de la cámara de combustión, 25, corresponde al más potente, a saber, a un tiempo sincronizado θinj 2, que se encuentra dentro de una fase temprana y / o una fase media de la carrera de admisión, entre el tiempo de apertura de la válvula de admisión IO, para carga ligera, y un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, IC, para la carga ligera, que se mencionará posteriormente, más abajo. En ese momento, la cantidad de carburante a ser inyectada, es la correspondiente a la diferencia obtenida mediante la substracción de la pequeña cantidad, fs, de una cantidad predeterminada, la cual se determina en base a la carga del motor de combustión interna, 10, y la velocidad del motor, NE. Tómese debida nota, en este caso, en cuanto al hecho de que, la cantidad total de carburante a ser inyectado, es la cantidad correspondiente para conseguir un factor de relación o cociente aire / carburante, ultraajustado.

De una forma adicional, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, provoca la excitación de ambos, el primer solenoide y el segundo solenoide de la válvula de inyección de carburante, 37, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección de carburante, 37, alcance el alto levantamiento. Como resultado de ello, el carburante, se inyecta de la forma la cual se muestra en la figura 10.

(6): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, cierra las válvulas de admisión 32, en un tiempo sincronizado de cierre de

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las válvulas de admisión, IC, para la carga ligera, variando, el tiempo sincronizado de apertura, IC, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza la carrera de admisión, y se inicia una carrera de compresión. La mezcla homogénea de aire / carburante, se comprime, iniciándose, con ello una carrera de combustión, en la cual, se produce el autoencendido o autoignición del carburante, y su combustión.

En virtud del ajuste del tiempo de sincronización de la inyección del carburante, tal y como se ha mencionado anteriormente, arriba, un fuerte torbellino o remolino de aire de admisión, agita la mezcla de aire / carburante. Así mismo, también, en virtud de la forma anteriormente mencionada, arriba, de la cavidad 22 b, y la presencia de las ranuras de guía del torbellino o remolino, 22 d, la mezcla de aire / carburante la cual se encuentra presente en el exterior de la cavidad 22 b, puede tomarse e introducirse, de una forma eficiente, al interior de la cavidad 22 b. Así, por lo tanto, la totalidad del aire presente en el interior de la cámara de combustión 25, se utiliza para formar un mezcla homogénea de aire / carburante. Como resultado de lo anteriormente expuesto, las emisiones de NOx, pueden reducirse todavía más, y puede mejorarse la eficiencia térmica (economía del carburante).

Mientras tanto, el carburante, se inyecta en la segunda condición de inyección, en la cual, el carburante se inyecta en ambos ángulos de inyección es decir, en el ángulo de inyección estrecho, y en el ángulo de inyección ancho, mayor que el ángulo de inyección estrecho, en la fase temprana y / o la fase media de la carrera de admisión, a la cual, el remolino o torbellino de aire, se convierte en el más potente. De una correspondientemente en concordancia, el carburante inyectado, alcanza la región global de la cámara de combustión 25, y se agita, mediante el potente flujo del torbellino o remolino de aire, en el interior de la cámara de combustión 25. Así, de este modo, el aire el cual se encuentra presente en el interior de la cámara de combustión 25, se utiliza para formar una mezcla homogénea de aire / carburante, de tal forma que, las emisiones de NOx, puedan reducirse todavía más, y que pueda mejorarse la eficiencia térmica (economía del carburante).

De una forma adicional, el carburante, se inyecta así mismo, también, a partir de los orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d, teniendo, cada uno de ellos, un diámetro relativamente pequeño. Las gotitas de carburante, que tienen, cada una de ellas, un pequeño diámetro de las gotitas, y que se inyectan en un ángulo ancho, se agitan, al mismo tiempo que fluyen sobre el flujo del torbellino o remolino. Como resultado de ello, el aire y el carburante los cuales se encuentran en el interior de la cámara de combustión, 25, se mezclan, de una forma suficiente, por mediación de las gotitas de carburante, teniendo, cada una de ellas, un pequeño diámetro de la gotita, y se inyectan, en ángulo ancho, como resultado de la inyección procedente de los orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d, así como las gotitas de carburante, que tienen, cada una de ellas, un diámetro de gotita ancho, y que se inyectan en el ángulo estrecho, como resultado de la inyección procedente de los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c. Así, de este modo, la totalidad del aire el cual se encuentra presente en el interior de la cámara de combustión, 25, se utiliza para formar una mezcla homogénea de aire / carburante, de tal forma que, las emisiones de NOx, puedan reducirse todavía mas, y que pueda mejorarse la eficiencia térmica (economía del carburante).

(Cuando el motor de combustión interna 10, se opera en la región de carga media)

Cuando el motor de combustión interna 10, se opera en la región de carga media, el medio o medios de cambio de la operación, G1, selecciona el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3, en concordancia con el mapa de las regiones de operaciones. Así, de este modo, el motor de combustión interna 10, se opera mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3.

El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3, premezcla el aire, tomado e introducido hacia el interior de la cámara de combustión 25, y el carburante inyectado al interior de la cámara de combustión 25, a partir de la válvula de inyección 37, para formar, con ello, y comprimir, una mezcla homogénea de aire / carburante, la cual tiene una distribución espacial uniforme del carburante, en el interior de la cámara de combustión 25, de tal forma que se inicie la combustión por autoignición o autoencendido de la mezcla homogénea de aire / carburante, por mediación de una chispa de ignición a encendido, generada mediante la bujía 35, la cual sirva como el medio o medios de generación de chispas, para iniciar, mediante ello, la combustión del carburante, mediante ignición o encendido por chispa. De una forma más específica, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3, opera el motor de combustión interna, 10, procediendo a ejecutar, de una forma secuencial, las siguientes acciones (véase, a dicho efecto, la figura 8 (C)).

(1): En una carrera de combustión, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3, abre las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de escape, EO, para carga media, variando, el tiempo sincronizado de la apertura, EO, en base a la carga del motor de combustión interna l0. Con esta actuación, finaliza la carrera de combustión y se inicia la carrera de escape.

(2): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3, cierra las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de escape, EC, para la carga media, variando, el tiempo sincronizado de cierre, EC, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza la carrera de escape, y se inicia un período de solapado negativo. El tiempo de cierre de

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Puesto que, una operación mediante la combustión por difusión, exhibe una menor probabilidad de que ocurra un golpeteo o detonación, que en una operación mediante una combustión mediante ignición o encendido por chispa, la operación mediante combustión por difusión, no requiere el reducir el factor de relación o cociente efectivo de compresión, mediante un indebido retardo del tiempo de cierre sincronizado de la válvula de admisión 32 (tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, IC). De una forma correspondientemente en concordancia, puesto que el motor de combustión interna, 10, puede quemar una cantidad suficiente de carburante (o mezcla de aire / carburante), en la región de carga alta, sin una combustión anormal, el motor de combustión interna, 10, puede general un alto torque o par motor. De una forma adicional, puesto que la gasolina vaporiza de una forma más rápida que lo que lo hace el diesel (gasóleo), la velocidad de la combustión por difusión, en el motor de combustión interna, es alto. Así, de este modo, el motor de combustión interna, 10, puede generar un mayor rendimiento productivo, en una región de alta velocidad del motor.

De una forma más específica, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, F4, opera el motor de combustión interna, 10, procediendo a ejecutar, de una forma secuencial, las siguientes acciones (véase, a dicho efecto, la figura 8 (D)).

(1): En una carrera de combustión, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, F4, cierra las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de escape, EO, para carga alta, variando, el tiempo sincronizado de cierre, EO, en base a la carga del motor de combustión interna l0. Con esta actuación, finaliza la carrera de combustión y se inicia la carrera de escape.

(2): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, F4, cierra las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de escape, EC, para la carga alta, variando, el tiempo sincronizado de cierre, EC, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza la carrera de escape, y se inicia un período de solapado negativo. El tiempo de cierre de la válvula de escape, EC, para carga alta, se ajusta de tal modo que se retarde el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape EC, para carga media.

(3): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, F4, abre las válvulas de admisión, 32, en un tiempo sincronizado de apertura de la válvula de admisión, IO, para carga alta, variando el tiempo sincronizado de apertura IO, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza el período de carga negativa, y se inicia la carrera de admisión. El tiempo de apertura de la válvula de admisión IO, para carga alta, se ajusta de tal modo que se retarde el tiempo sincronizado de apertura de la válvula de escape admisión IO, para carga media.

(4): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, F4, cierra las válvulas de admisión 32, en un tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de admisión, IC, para la carga alta, variando, el tiempo sincronizado de cierre, IC, en base a la carga del motor de combustión interna 10. Con esta actuación, se finaliza la carrera de admisión, y se inicia una carrera de compresión. El tiempo de cierre de la válvula de admisión, IC, para carga alta, se ajusta de tal forma que se retarde el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, IC, para carga media, mediante la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa. Esto es debido a hecho de que, la combustión por difusión, tiene una menor posibilidad de que ocurra una golpeteo o detonación que la correspondiente a la combustión mediante ignición o encendido por chispa.

(5): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, F4, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección de carburante, 37, en un tiempo sincronizado θinj, retardando el tiempo de cierre de la válvula de admisión, IC, para carga alta, y cercano al centro muerto superior de compresión. La cantidad de carburante a ser inyectado, se determina en base a la carga del motor de combustión interna, 10, y la velocidad del motor, NE, y ésta es para lograr un predeterminado factor de relación o cociente ajustado aire / carburante. De una forma adicional, en este caso, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante difusión, F4, provoca la excitación de ambos, el primer solenoide y el segundo solenoide de la válvula de inyección de carburante, 37, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección de carburante, 37, alcance un alto levantamiento. Como resultado de ello, el carburante, se inyecta de la forma la cual se muestra en la figura 11, y se inicia una carrera de combustión en la cual, el carburante, se quema, mediante la combustión por difusión.

En concordancia con este modo de operación, y puesto que, el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, IC (tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión IC, para carga alta), se ajusta de tal forma que se conduzca el tiempo de cierre de la válvula de admisión, IC, para carga mediante una operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, el factor de relación o cociente de compresión efectivo, no disminuye de una gran forma. Así mismo, también, el carburante, se quema mediante una combustión por difusión. Como resultado de ello, puede llevarse a cabo a una combustión estable, a una alto factor de relación o cociente de compresión sin involucrar un excesivo golpeteo o detonación, de tal forma que pueda mejorarse, el torque o par motor generado por el motor de combustión interna, 10.

Así mismo, también, en virtud de la forma de la cavidad 22 b, anteriormente mencionada, arriba, y de la presencia de ranuras de guía del torbellino o remolino 22 d, se genera un fuerte flujo del torbellino o remolino. Este flujo del remolino o torbellino, facilita el mezclado de las gotitas de carburante (oxígeno), de tal forma que pueda mejorarse la utilización de aire, entre la combustión por difusión. Como resultado de ello, puede mejorarse la eficiencia térmica

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del motor de combustión interna, 10. De una forma adicional, puesto que puede encontrarse presente una gran cantidad de oxígeno, alrededor de cada una de las gotitas de carburante, puede restringirse la generación de humos, de una forma efectiva.

De una forma adicional, el carburante, se inyecta no únicamente a partir de los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c, sino también a partir de los orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d. El diámetro de las gotitas del carburante inyectado a partir de los orificios de inyección de ángulo ancho, 37 d, es pequeño. Así, de este modo, las gotita des carburante, y el aire (oxígeno), se mezclan de una forma suficiente. Como resultado de ello, puede mejorarse la eficiencia térmica del motor de combustión. De una forma adicional, puesto que puede encontrarse presente una gran cantidad de oxígeno, alrededor de cada una de las gotitas de carburante, puede restringirse, de una forma efectiva, la generación de humos.

(Cuando el motor de combustión interna, 10, se arranca, o éste se encuentra en una condición fría) Cuando el motor de combustión interna 10, se arranca, o bien éste se encuentra condición fría, el medio de cambio de la operación, G1, selecciona el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5. Así, por ejemplo, cuando una llave de ignición o encendido, la cual no se encuentra ilustrada en la figura, se cambia, en cuanto a lo referente a su posición, desde la posición OFF (de cierre), a la posición ON (de apertura), el medio de cambio o conversión, G1, determina el hecho de que, el motor de combustión interna, 10, se ha arrancado; y cuando, la temperatura del agua, THW, detectada por el sensor de la temperatura del agua caliente, 64, es igual o inferior a un valor umbral o límite de la temperatura del agua, THWth, el medio de cambio o conversión de la operación, G1, determina el hecho de que, el motor de combustión interna, 10, se encuentra en una condición fría. Así, de este modo, el motor de combustión interna, 10, se inicia o arranca en una condición fría, el motor de combustión interna, 10, se opera mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5.

El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, forma y comprime un mezcla estratificada de aire / carburante, en el interior de la cavidad 22 b; y produce la ignición o enciende la mezcla estratificada de aire / carburante, por mediación de una chispa de ignición o encendido, generada por una bujía, 35, la cual sirve como medio de generación de chispas, para iniciar la combustión de ignición o encendido por chispa del carburante. De una forma más específica, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, opera el motor de combustión interna, 10, mediante la ejecución secuencial de las siguientes acciones.

(1): El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, abre las válvulas de admisión, 22, en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de admisión, IO, para el tiempo o momento del arranque / en frío, iniciando, con ello, una carrera de admisión.

(2): El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, cierra las válvulas de admisión, 32, en un tiempo sincronizado de cierre predeterminado de la válvula de admisión, IC, para el tiempo o momento del arranque / en frío, finalizando, con ello, la carrera de admisión, e iniciando una carrera de compresión.

(3): El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección del carburante, 37, en un predeterminado tiempo sincronizado de inyección, en una fase posterior, de la carrera de compresión, encontrándose comprendido, el tiempo sincronizado predeterminado de inyección, entre el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, IC, para el momento o tiempo de arranque / en frío, y la centro muerto superior de la compresión, TDC. Esta configuración, permite el hecho de que, el carburante inyectado, se estanque en la cavidad 22 b. Así mismo, también, en ese momento, se genera un fuerte flujo en forma de torbellino o remolino, en el interior de la cavidad. De una forma correspondientemente en concordancia, por mediación de este flujo en forma de remolino o torbellino, se forma una mezcla estratificada de aire / carburante, en el interior de la cavidad 22 b.

Tómese debida nota, en cuanto al hecho de que, la cantidad de carburante a ser inyectada, en este caso, se determina en base a la temperatura del agua de refrigeración THW, y / o la carga de la máquina de combustión interna, 10, y la velocidad del motor, NE. La cantidad de carburante a ser inyectada, es una cantidad predeterminada para lograr un factor de relación o cociente teórico (estequiométrico) aire / carburante. De una forma adicional, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, excita únicamente el primer solenoide de la válvula de inyección del carburante, 37, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección, 37, se convierte en un reducido levantamiento.

(4): El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, comprime la mezcla de aire / carburante

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estratificada, formada en la cavidad 22 b, y genera una chispa de ignición o encendido, a partir de la bujía 35, la cual sirve como el medio de generación de las chispas, en predeterminado tiempo sincronizado, cera del centro muerto superior de compresión, TDC. Mediante estas acciones, se inicia la combustión de ignición o encendido por chispa, del carburante, iniciándose, con ello, una carrera de combustión.

(5): El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, abre la válvula de escape 34, en un predeterminado tiempo sincronizado de apertura de la válvula de escape, EO, para el (tiempo o momento de) arranque / en frío. Como resultado de ello, se termina la carrera de combustión, y se inicia la carrera de escape.

(6): El medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, de carga estratificada, en el (tiempo o momento de) arranque / en frío, F5, cierra la válvula de escape 34, en un predeterminado tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape, EC, para el (tiempo o momento de) arranque / en frío.

Cuando el motor de combustión interna 10 se arranca en una condición fría, es improbable que suba la temperatura de una mezcla homogénea de aire / carburante. Como resultado de ello, la combustión de autoignición o autoencendido, es propensa a convertirse en inestable. Con objeto de hacer frente a este problema, tal y como sucede en la configuración anteriormente mencionada, arriba, el carburante, se inyecta a partir de la válvula de inyección, 37, en una fase posterior de la carrera de compresión, después del cierra de la válvulas de admisión, 32, y antes del centro muerto de superior de compresión, TDC. Esto facilita el hecho de que, el carburante, se estanque, de una forma substancial, en la cavidad 22 b. Así, de este modo, la mezcla estratificada de aire / carburante, se forma a lo largo de una porción circunferencial interior, de la cavidad 22 b, por mediación del fuerte remolino o torbellino de aire de admisión, el cual se genera en la cavidad 22 b, en virtud de la forma anteriormente mencionada, arriba, de la cavidad 22 b, y de la presencia de las ranuras de guía del torbellino o remolino 22 d. Entonces, la mezcla estratificada de aire / carburante, se enciende, mediante la bujía 35, cuya porción de generación de las chispas, 35 a, se encuentra localizada en la porción 35 a, en la porción circunferencial interior de la cavidad 22 b. Como resultado de ello, puede mejorarse rendimiento del arranque del motor de combustión interna, 10, ó bien, puede llevarse a cabo una combustión de ignición o encendido por chispa, la cual sea estable, durante la condición fría.

Tal y como se ha descrito anteriormente, arriba, el motor de combustión interna, 10, en concordancia con el primer ejemplo, se opera mediante la combustión de ignición o encendido por chispa, en la región de carga media, y mediante la combustión por difusión, en la región de carga alta. Como resultado de lo anteriormente expuesto, el motor de combustión interna, 10, se encuentra exento del hecho de que acontezca un ruido excesivamente fuerte, el cual, de otro modo, resultaría de la combustión por autoignición o autoencendido, en la región de carga media, y no genera grandes variaciones de torque o par motor, asociadas con una combustión inestable, lo cual, de otro modo, resultaría de una operación de combustión por difusión, en la región de carga media.

De una forma adicional, en el motor de combustión interna, 10, la cavidad 22 b, tiene una forma de fondo redondeado, y generalmente cilíndrica, y ésta se encuentra formada de tal modo que, la porción del borde, la cual sirve como la entrada de la cavidad 22 b, tiene un diámetro más pequeño, que el correspondiente al tamaño del diámetro máximo del interior de la cavidad 22 b, y de tal modo que, las ranuras de guía del torbellino o remolino, 22 d, para introducir una admisión del torbellino o remolino de aire entrante, al interior de la cavidad 22 b, se encuentran formadas en un porción circunferencial, exterior, de la cavidad 22 b. Así mismo, también, la bujía 35, se encuentra dispuesta a lo largo de las ranuras de guía del torbellino o remolino, 22 d.

De una forma correspondientemente en concordancia, puesto que la bujía 35 (las inmediaciones de la porción extrema en forma de punta de la bujía 35), puede disponerse en las ranuras de guía del torbellino o remolino, 22 d, la porción de generación de la chispa, 35 a, de la bujía 35, puede disponerse de una forma sencilla, en la periferia (porción circunferencial interior) de la cavidad 22 b.

De una forma adicional, la capa de aislamiento frente al calor, se encuentra formada sobre la superficie de la pared de la cavidad 22 b. Así, de este modo, puesto que, el gas de remanente en el interior de la cavidad 22 b, se convierte en un elemento cuya refrigeración o enfriamiento, es dudosa y difícil de realizar, la temperatura de la mezcla de aire / carburante, a ser sometida a la combustión por autoignición o autoencendido, puede incrementarse a un alto nivel de temperatura, mediante lo cual, la combustión por autognición o autoencendido, puede llevarse a cabo de una forma estable. De una forma adicional, puesto que puede facilitarse la vaporización del carburante inyectado, hacia la cavidad 22 b, puede reducirse la cantidad de humo generado durante la difusión del carburante.

De una forma adicional, el motor de combustión interna, 10, incluye el turbocargador 81. En el motor de combustión interna, 10, cada medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido de carga estratificada, F1, cada medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, cada medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, F3, y cada medio o medios de ejecución de la operación de combustión por difusión, F4, se configura:

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(1): de tal forma que se cierren las válvulas de escape, 34, antes de que se abran las válvulas de admisión, 32, generándose, con ello, un período de tiempo, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes los cuales van desde el tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de escape, 34, hasta el tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de admisión, 32; a saber, un período de solapado negativo, y

(2): de tal forma que se controle el tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de admisión, 32, de tal modo que, a medida que se incrementa la carga del motor de combustión interna, 10, se acorta el período de solapado negativo.

En el “período de solapado negativo (período de solapado negativo de la válvula)”, el gas de combustión, se confina en el interior de la cámara de combustión, 25. El período de solapado negativo, se ajusta de tal forma que, cuanto mayor es la carga sobre el motor de combustión interna, 10, más corto es el período de solapado negativo. De una forma correspondientemente en concordancia, cuando el motor de combustión interna, 10, se opera en la región de carga ligera, o en la región de carga muy ligera, la cantidad de aire a ser introducida en el interior de la cámara de combustión, 25, puede controlarse por mediación del período de carga negativa.

De una forma adicional, cuando el motor de combustión internal, se opera en una región (en la región de carga media, o en la región de carga alta), en la cual, la carga, es mayor que la carga correspondiente en la región de carga ligera, entonces, la cantidad de aire a ser introducida en el interior de la cámara de combustión, 25, se controla por mediación de un medio o medios de supercarga, mediante el supercargador y el período de solapado negativo. Como resultado de ello, puesto que la válvula de estrangulación (válvula de mariposa), 47, la cual se encuentra dispuesta en un paso de admisión del motor de combustión interna, 10, puede mantenerse, generalmente, en una forma totalmente abierta, se reduce la pérdida de energía asociada con el estrangulamiento de la válvula de estrangulación (válvula de mariposa), 47, de tal forma que pueda incrementarse la economía o ahorro de carburante del motor de combustión interna, 10.

De una forma adicional, la válvula de inyección del carburante, 37, tiene el grupo de oficios de inyección en ángulo estrecho, el cual se abre para la inyección del carburante, cuando la aguja 37 b, se encuentra en una de ambas condiciones, a saber, en bien ya sea la condición de un bajo levantamiento, o bien ya sea la condición alto levantamiento, y el grupo de orificios de ángulo ancho, el cual se abre para la inyección de carburante, únicamente cuanto la aguja 37 b, se encuentra en la condición de alto levantamiento.

De una forma correspondientemente en concordancia, el carburante, puede inyectarse en la condición de inyección anteriormente mencionada, arriba (la primera condición de inyección o la segunda condición de inyección), la cual corresponda a una condición de operación, por mediación de una configuración simple. Así mismo, también, puesto que un rango dinámico (diferencia entre la cantidad mínima de inyección de carburante, y la cantidad máxima de inyección de carburante) de la válvula de inyección de carburante, 37, puede incrementarse fácilmente, el carburante, puede inyectarse en una cantidad suficiente, incluso en el momento de una carga alta.

< Forma de presentación >

A continuación, se procederá a describir un motor de combustión interna, en concordancia con la forma de presentación de la presente invención. Este motor de combustión interna, difiere del motor de combustión interna, 10, en concordancia con el primer ejemplo, únicamente en cuanto a lo referente a que se añaden las siguientes funciones, a medio de cambio de operación, G1. La descripción la cual se facilita abajo, a continuación, se centrará en la diferencia.

(Cambio, desde la operación de autoignición o autoencendido por compresión de la premezcla de carga homogénea, a la operación de combustión por autoignición o autoencendido de carga estratificada)

Tal y como se ha mencionado anteriormente, arriba, el medio de cambio de operación, G1, efectúa la selección, de entre los medios de ejecución de la operación, F1 a F4, en concordancia con el mapa de las regiones de operaciones, el cual se muestra en la figura 7, cambiando, con ello, la operación.

De una forma adicional, en el caso en donde, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, se encuentra ejecutando una operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, la cual quema una mezcla homogénea de aire / carburante, el medio del cambio de operación, G1, obtiene una presión media de los cilindros, Pi, procediendo a la valoración de la media de las presiones en los cilindros, P, las cuales se detectan mediante el sensor de la presión en los cilindros, 63, durante un período, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde el inicio de la carrera de compresión, hasta el final de la carrera de combustión, asociado con una combustión individual. Así mismo, también, el medio de cambio de la operación, G1, obtiene una media de las presiones medias de los cilindros Piave (de sus iniciales en idioma inglés), procediendo a calcular la media de las presiones medias de los cilindros, Pi, asociadas con una pluralidad de combustiones correspondientes al historial en pasado.

De una forma adicional, el medio de cambio de operaciones, G1, divide un valor absoluto de la diferencia (|Pi -Piave|) entre la media de la presión de los cilindros Pi, asociada con la combustión actual, y la media de las

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presiones medias de los cilindros, Piave, entre la media de las presiones medias de los cilindros, Piave, obteniendo, con ello, el valor de ∆P (∆P = (|Pi -Piave| / Piave), el cual se basa en el valor absoluto de la diferencia (|Pi -Piave|). Cuando el medio o medios cambio de operación, G1, determina el hecho de que, la combustión por autoignición o autoencendido, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, se ha convertido en inestable, en base a una determinación del hecho consistente en que, el valor de ∆P, derivado del valor absoluto de la diferencia, se encuentra en exceso, del valor predeterminado Pth, el medio de cambio de la operación, G1, cambia la operación, desde la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, a la operación de la combustión mediante autoignición o autoencendido, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de carga estratificada F1.

En concordancia con las características de esta configuración, cuando la combustión por autoignición o autoencendido, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, se juzga como siendo inestable, entonces, la operación, se cambia a la operación de combustión por autoignición o autoencendido, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido de carga estratificada, F1. Así, por lo tanto, es posible el evitar las condiciones en donde, las variaciones del torque o par motor, o por el estilo, acontecen debido a la inestabilidad en operación del motor de combustión interna.

(Cambio, desde la operación de autoignición o autoencendido por compresión de la premezcla de carga, a la operación de combustión por ignición o encendido mediante chispa)

De una forma adicional, en el caso en donde, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, ejecuta la operación de la combustión por autoignición o autoencendido, mediante la compresión de la premezcla de la carga, la cual que una mezcla homogénea de aire / carburante, el medio de cambio de la operación, G1, obtiene una cantidad o valor del cambio, en la presión de los cilindros, P, por unidad de tiempo, o por unidad de ángulo del cigüeñal; a saber, una tasa de cambio de la presión de los cilindros (dP / dt ó dP / dθ, en donde, t, es el tiempo, y θ, es el ángulo del cigüeñal), en base a la presión de los cilindros, P, detectada mediante el sensor de la presión en los cilindros, 63. Cuando la tasa de cambio de la presión en los cilindros (dP / dt ó dP / dθ) se encuentra en exceso, con respecto a una tasa de cambio predeterminada, dPth, entonces, el medio de cambio de la operación, G1, cambia la operación, desde la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante compresión de la premezcla de la carga, la cual quema la mezcla homogénea de aire / carburante, y se ejecuta mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido de la premezcla de la carga, F2, a la operación de combustión por ignición a encendido mediante chispa, la cual quema la mezcla homogénea de aire / carburante, y se ejecuta medio o medios de ejecución de la operación de combustión por ignición o encendido mediante chispa, F3.

En concordancia con las características de esta configuración, tanto como si el ruido asociado con la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga de la mezcla homogénea de aire / carburante, o no, se juzga a partir del hecho consistente en si, la tasa del cambio de la presión de los cilindros (dP / dt ó dP / dθ), se encuentra en exceso, o no, con respecto a la tasa de cambio predeterminada dPTh. Cuando se juzga (es decir, se determina) el hecho de que, el ruido asociado con la combustión de la mezcla homogénea de aire / carburante, por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, es excesivo, en base a la determinación de que, la tasa de cambio de la presión en los cilindros (dP / dt ó dP / dθ), se encuentra en exceso, con respecto a una tasa de cambio predeterminada, dPth, la operación, se cambia, desde la operación de la combustión por autoignición o autoencendido, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, F2, a la operación de combustión por ignición o encendido por chispa, mediante el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por ignición o encendido por chispa, F3. así, por lo tanto, puede evitarse la generación de un ruido excesivo.

(Cambio, desde la operación de ignición o encendido por chispa, la cual quema una mezcla homogénea de aire / carburante, a la operación de combustión por difusión)

De una forma adicional, cuando el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante ignición o encendido por chispa, F3, se encuentra ejecutando la operación de la combustión o encendido por chispa, entonces, el medio de cambio de la operación, G1, detecta un golpeteo o detonación, en base a la presión en los cilindros, detectado mediante el sensor de la presión en los cilindros, 63. Así, por ejemplo, el medio de cambio de la operación, G1, detecta, como una variación del cambio de presión en los cilindros, ∆Ph, un valor absoluto de la diferencia entre un valor mínimo local Psmall, de la presión de los cilindros, y un valor local máximo Plarge, de la presión de los cilindros, la cual aparece inmediatamente, después del valor local mínimo Psmall, durante un período de tiempo, en el cual, la presión máxima de los cilindros, P, se cierra al valor máximo Pmax. Cuando la variación de la presión en los cilindros, ∆Ph, se encuentra en exceso, con respecto a un valor de umbral o límite predeterminado (tal como, por ejemplo, una predeterminada fracción del valor máximo Pmax), entonces, el medio de cambio de la

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Así, mismo, también, en virtud de la forma anteriormente mencionada, arriba, de la cavidad 22 b, y las ranuras de guía del torbellino o remolino, 22 d, puede tomarse, de una forma eficiente, un aire de admisión, hacia el interior de la cavidad 22 b. Así, de este modo, puesto que el radio de arremolinado del remolino o torbellino de aire de admisión se convierte en pequeño, puede intensificarse el flujo del remolino o torbellino. Como resultado de ello, puede formarse fácilmente una mezcla de homogénea de aire / carburante, substancialmente, únicamente en el interior de la cavidad 22 b, de tal forma que pueda restringirse la generación de NOx.

Mientras tanto, el carburante, se inyecta en la primera condición de inyección, en la cual, el carburante, se inyecta en un estrecho ángulo de inyección. En la fase media de la carrera de compresión, en la cual se inyecta el carburante, se encuentra presente una distancia relativamente grande, entre la válvula de inyección del carburante, 37, y la superficie de la parte superior del pistón, 22, sobre la cual se encuentra formada la cavidad 22 b. Así, de este modo, mediante la inyección del carburante, en una forma cónica (es decir, en la forma de un cono), la cual tiene un ángulo vertical estrecho, de la misma forma que en la configuración anteriormente mencionada, arriba, el carburante inyectado, puede introducirse, de una forma fidedigna, al interior de la cavidad 22 b.

De una forma adicional, puesto que el carburante se inyecta a partir de los orificios de inyección de ángulo estrecho, 37 c, teniendo, cada uno de ellos, el diámetro grande, las gotitas de carburante inyectadas, se convierten en relativamente grandes, en cuanto a lo referente a su diámetro. Así, de este modo, el carburante, pueda alcanzar, de una forma fidedigna, el interior de la cavidad 22 b. Como resultado de ello, puesto que la cantidad de carburante la cual se encuentra presente en la parte exterior de la cavidad 22 b, y que no contribuye a la combustión por autoignición o autoencendido, puede reducirse, puede por lo tanto restringirse la generación de HC (hidrocarburos) no quemados, y puede con ello incrementarse la economía de carburante.

(Cuando el motor de combustión interna 90, se opera en la región de carga ligera / media)

Cuando el motor de combustión interna 90, se opera en la región de carga ligera / media, el medio o medios de cambio de la operación, G2, selecciona el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido por compresión de la premezcla de carga, H2, en concordancia con el mapa de las regiones de operaciones. Así, de este modo, el motor de combustión interna 90, se opera mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, H2.

El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante compresión de la premezcla de carga, H2, forma y comprime una mezcla homogénea de aire / carburante, en el interior de la cámara de combustión 25, para iniciar, mediante ello, la combustión del carburante, mediante autoignición o autoencendido. De una forma más específica, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la combustión de la premezcla de carga, H2, opera el motor de combustión interna, 90, procediendo a ejecutar, de una forma secuencial, las siguientes acciones (véase, a dicho efecto, la figura 14 (B)).

: o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, H2, abre las válvulas de escape 34, en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de escape, EO, para carga ligera / media, variando, el tiempo sincronizado de la apertura, EO, en base a la carga del motor de combustión interna 90. Con esta actuación, finaliza la carrera de combustión y se inicia la carrera de escape.

(2): En una carrera de combustión, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición

: o autoencendido mediante la combustión de la premezcla de carga, H2, abre las válvulas de admisión 32 en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de admisión, IO, para la carga ligera / media, variando, el tiempo sincronizado de apertura IO, en base a la carga del motor de combustión interna 90. Con esta actuación, se finaliza la carrera de escape, y se inicia la carrera de barrido.

(3): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, H2, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección del carburante, 37, en una predeterminada cantidad, la cual se determina en base a la carga del motor de combustión interna 90, y la velocidad del motor, NE, en un tiempo sincronizado θinj, en el cual, un remolino o torbellino de aire, que se toma y se introduce en el interior de la cámara de combustión, 25, cercano al centro muerto superior de escape, es el más fuerte, durante un transcurso de tiempo el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes los cuales abarcan desde el establecimiento de la comunicación, entre la cámara de combustión 25 y los puertos de admisión, 31, para el corte de la comunicación (durante un período de tiempo el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes los cuales van desde la apertura de las válvulas de escape, hasta el cierre de las válvulas de admisión 32). La cantidad total de carburante a ser inyectado, en este caso, es para la consecución de un factor de relación o cociente ajustado aire / carburante. De una forma adicional, en este caso, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, H2, excita ambos, el primer solenoide y el segundo solenoide de la válvula de inyección del carburante, 37, de tal forma

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determinado, el cual coincide, de una forma general, con el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, IC, para carga ligera / media.

(5) A continuación, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, H3, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección de carburante, 37, en un tiempo sincronizado de inyección del carburante, θinj, cercano al centro muerto superior de compresión, durante la carrera de compresión, iniciándose, con ello, la carrera de combustión, en la cual, se produce la combustión del carburante, mediante la combustión por difusión. La cantidad de carburante a ser inyectado, se determina en base a la carga del motor de combustión interna, 90, y la velocidad del motor, NE, y ésta es para lograr un predeterminado factor de relación o cociente ajustado aire / carburante. De una forma adicional, en este caso, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante difusión, H3, provoca la excitación de ambos, el primer solenoide y el segundo solenoide de la válvula de inyección de carburante, 37, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección de carburante, 37, alcance un alto levantamiento. Como resultado de ello, se inyecta el carburante, de la forma la cual se muestra en la 11.

En concordancia con la configuración descrita anteriormente, arriba, puesto que el tiempo de corte de la comunicación entre la cámara de combustión 25 y los puertos de admisión 31, controla el tiempo sincronizado, el cual, en el caso en el que se lleve a cabo la combustión mediante ignición por chispa, se ajustará, para cortar la comunicación entre la cámara de combustión 25 y los puertos de admisión 31, para los propósitos de evitar el que acontezca, de una forma excesiva, el golpeteo o detonación, y para que el factor de relación o proporción de la compresión, no caiga de una forma excesiva. Así mismo, también, el carburante, se quema mediante la combustión por difusión. Como resultado de ello, puede llevarse a cabo una combustión estable, a un alto factor o proporción de combustión, involucrar un golpeteo o detonación excesiva, de tal forma que pueda mejorarse el torque o par motor el cual se genera mediante el motor de combustión 90.

< Tercer ejemplo >

A continuación, se describirá un motor de combustión interna, en concordancia con un tercer ejemplo. Este motor de combustión interna, se trata de un así llamado motor de combustión interna de 2 ciclos, del tipo de flujo unidireccional, y éste utiliza gasolina como carburante. En primer lugar, se procederá a describir un resumen de la operación (ciclo de la operación) del motor de combustión interna de dos ciclos, con referencia a la figura 15.

Este motor de combustión interna de 2 ciclos, del tipo de flujo unidireccional, incluye una puerto de escape, EXP, el cual se encuentra conectado a una porción superior de la cámara de combustión (cilindro CY); una válvula de escape, EXV, para la apertura / cierre del puerto de escape, EXP; un puerto de admisión (al cual se le denomina, así mismo, también, como puerto de barrido) INP, en donde, uno de sus extremos, se encuentra conectado a una pared del orificio o hueco del cilindro, CY; una válvula de inyección de carburante, INJ; una bujía IGN; y un supercargador (en este caso, un turbocargador) T / C. Este motor de combustión interna, genera potencia, mediante la combustión de una mezcla de carburante y de aire, al mimo tiempo que mueve un pistón PS, en el interior del cilindro CY, y abriendo / cerrando la válvula de escape EXV (puerto de escape EXP), así como un puerto de admisión, INP. Las carreras de la operación, se describirán de una forma secuencial, tomando una combustión por autoignición o autoencendido de una mezcla homogénea de aire / carburante, como un ejemplo.

Tal y como se muestra en la figura 15 (a), cuando se quema (se produce la ignición de) una mezcla de aire / carburante, se inicia la combustión de la mezcla de aire / carburante en cuestión, para generar, mediante ello, un gas de combustión a alta presión, en el interior del cilindro CY. Con esta acción, se inicia una carrera de combustión (carrera de extracción), en la cual, el pistón PS, se mueve, desde el centro muerto superior, hacia el centro muerto del fondo.

A continuación, en un apropiado tiempo sincronizado, en el cual, el pistón PS alcanza una predeterminada posición, se abre la válvula de escape EXV. En este punto de tiempo o instante, la presión del gas de combustión, en el interior del cilindro CY, es alta. Así de este modo, tal y como se muestra en la figura 15 (b), el gas de combustión, se descarga hacia el exterior del cilindro CY, a través de la válvula de escape EX y del puerto de escape EXP. El pistón PS, continúa moviéndose hacia el centro muerto de la parte del fondo.

Subsiguientemente, cuando el pistón PS se mueve adicionalmente hacia el centro muerto de la parte del fondo, y éste alcanza una predeterminada posición, se abre una porción del extremo (porción de apertura o porción de barrido) del puerto de admisión INP, el cual se ha cerrado mediante la pared lateral del pistón PS. Esta acción, establece una comunicación entre el puerto de admisión INP y el cilindro CY. El interior del puerto de admisión INP, se presuriza mediante el turbocargador T / C. De una forma correspondientemente en concordancia, cuando se abre la porción de apertura del puerto de admisión INP, el aire el cual se encuentra en el puerto de admisión, INP, fluye hacia el interior del cilindro CY. El aire que fluye hacia el interior, expulsa el gas de combustión del cilindro CY, hacia el exterior de la válvula EXV. Tal y como se muestra en la figura 15 (c), el gas de combustión, se descarga, de una forma adicional, mediante el puerto de escape EXP. Esto significa el hecho de que, mediante esta acción, se inicia el barrido.

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A continuación, el pistón PS, pasa el centro muerto del fondo, y empieza a moverse hacia el contero muerto superior. Incluso en esta fase, la presión de aire, en el interior del puerto INP, es alta, y así, por lo tanto, tal y como puede verse en la figura 15 (d), continúa el barrido.

Subsiguientemente, cuando el pistón PS, continúa moviéndose hacia el centro muerto superior, y éste alcanza la posición predeterminada, anteriormente mencionada, arriba, la pared lateral del pistón PS, cierra la porción extrema (porción de apertura) del puerto de admisión INP. Esta acción, corta la comunicación entre el puerto de admisión, INP y el cilindro CY. Inmediatamente antes de ello, o después de ello, se abre la válvula de escape EXV. En este momento o punto de tiempo, tal y como se muestra en la figura 15 (e), se inyecta el carburante, a partir de la válvula de inyección de carburante, INJ.

El pistón PS, continúa moviéndose hacia el centro muerto (de la parte) superior. Como resultado de ello, y tal como se muestra en la figura 15 (f), se forma una mezcla homogénea de aire / carburante, y ésta se comprime, y se inicia una combustión por autoignición o autoencendido, cuando el pistón PS, alcanza el centro muerto superior. Lo que se ha descrito, es el resumen de un motor de combustión interna, de 2 ciclos, del tipo de flujo unidireccional.

Se procederá, a continuación, a describir la configuración del motor de combustión interna, de 2 ciclos, del tipo de flujo unidireccional. La figura 16, muestra la configuración esquemática de un motor de combustión interna, 100. La figura 16, muestra una sección de únicamente un cilindro específico, pero, no obstante, otros cilindros, tienen una configuración similar.

El motor de combustión interna, 100, incluye un bloque de cilindros, 110; una cabeza de cilindro, 120, la cual se encuentra fijada sobre el bloque de cilindros, 110; un sistema de admisión 130; un sistema de escape 140, para descargar el gas de escape al exterior del motor; y una unidad de control eléctrico, 170. En la descripción la cual se facilita abajo, a continuación, a una dirección (un sentido) que va desde el bloque de cilindros, 110, hacia la cabeza del cilindro 120, se le denomina, “hacia arriba” o “ascendente” y a una dirección (un sentido) que va desde la cabeza del cilindro 120, hacia el bloque de los cilindro 110, se le denomina “hacia abajo” o “descendente”.

El bloque de cilindros, 110, tiene un cilindro de forma cilíndrica, hueco, 111. El bloque de cilindros 110, acomoda un pistón 112, una barra de conexión, 113, y cigüeñal, 114. El pistón 112, oscila en el interior del cilindro 111. El movimiento oscilante el pistón 112, se transmite al cigüeñal 114, vía la barra de conexión 113, haciendo girar, con ello, en movimiento rotativo, el cigüeñal 114. La superficie de la pared del orificio o hueco del cilindro 111, la superficie de la parte superior (cabeza del pistón) del pistón 112, y la superficie del fondo de la cabeza del cilindro, 120, forman una cámara de combustión 115. Se forma una cavidad 112 a, en una porción central del pistón 112. La cavidad 112 a, tiene una forma generalmente cilíndrica, de fondo redondeado, cerrada, tal como en el caso de las válvulas de control 22 b.

De una forma adicional, el bloque de cilindros, 110, incluye un par de primeros puertos admisión (puertos de primera admisión), 116, un par de segundos puertos de admisión (puertos de segunda admisión) 117, y un depósito o cámara de compensación de la admisión, 118, y éste tiene un par de válvulas de control de la admisión, 119.

Cada uno de los primeros puertos de admisión, 116, tienen una forma tubular. El primer puerto tubular, 116, se encuentra formado de tal forma que, su eje, es substancialmente paralelo con respecto a un plano, el cual es perpendicular con respecto al eje del cilindro 111. Tal y como se muestra en la vista esquemática en sección de la figura 17, el primer puerto 116, se encuentra conectado al tanque o cámara de compensación de la admisión 118 y al cilindro 11, y éste se encuentra adaptado para introducir aire al interior del cilindro 111, a lo largo del la superficie del orificio o hueco del cilindro 111 en cuestión. Así, de este modo, el aire el cual fluye al interior de la cámara de combustión 115, a través del puerto de admisión 116, genera un torbellino o remolino de aire de admisión, en el interior de la cámara de combustión 115; así por lo tanto, al puerto de admisión 116, se le denomina un puerto de torbellino o remolino 116.

Cada uno de los primeros puertos de admisión 118, se encuentra dividido por la mitad, mediante un nervio o nervadura 116 a, en la inmediaciones del cilindro 111. Esta configuración, forma dos porciones de apertura, la porción de apertura 116 b y la porción de apertura 116 c, en la superficie del orificio o hueco del cilindro 111. Las porciones de apertura 116 b y 116 c, se encuentran dispuestas en una posición apropiada, de tal forma que, éstos se abran mediante la pared lateral del pistón 112, cuando el pistón 112 en cuestión, se mueve, desde el centro muerto de la parte superior, hacia el centro muerto del fondo (es decir, en sentido descendente). Cuando las porciones de apertura 116 b y 116 c, se abren, entonces, se estable una comunicación entre los primeros puertos de admisión, 116, y la cámara de combustión 115. Por otro lado, las porciones de apertura 116 b y 116 c, se cierran, mediante la pared lateral del pistón 112, cuando el pistón 112, se mueve, desde el centro muerto del fondo, al centro muerto de la parte superior (es decir, en sentido descendente). Esta acción, comunica la comunicación entre los primeros puertos de admisión 116, y la cámara de combustión 115.

Cada uno de los segundos puertos de admisión, 117, tiene una forma tubular. El segundo puerto de admisión, 117, se encuentra conectado al depósito de compensación de la admisión, 118 y al cilindro 111. El segundo puerto de admisión, 117, se encuentra formado de tal forma que éste se encuentre inclinado con relación al plano el cual es perpendicular con respecto al eje del cilindro 111, de tal forma que, el aire fluya en sentido descendente, de una

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puertos de admisión, 117. De una forma correspondientemente en concordancia, el aire, fluye al interior de la cámara de combustión 115, a través de los primeros puertos de admisión 116, de tal forma que se genere un torbellino o remolino de aire de admisión. El flujo del aire de entrada, empuja al gas de combustión, hacia los puertos de escape 121 y así, de este modo, el gas de combustión, se descarga, desde la cámara de combustión 115. Es decir, se inicia una carrera de barrido.

(3): A continuación, el movimiento del pistón 112, desde el lado del centro muerto del fondo, hacia el lado del centro muerto superior, corta la comunicación de los primeros puertos de admisión 116 y de los segundos puertos de admisión 117, con la cámara de combustión 115, en un tiempo sincronizado de cierre de los puertos de admisión IPC. Al mismo tiempo, se alcanza un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape EC, para carga muy ligera, variando, el tiempo sincronizado en cuestión, en base a la carga del motor de combustión interna 100, de tal forma que, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante autoignición o autoencendido de la carga estratificada, J1, cierra las válvulas de escape 122. Con esta acción, se inicia la carrera de compresión.

(4): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido de carga estratificada, J1, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección de carburante, 127, en una cantidad predeterminada, la cual se determina en base a la carga del motor de combustión interna, 100, y la velocidad del motor NE, a un tiempo sincronizado θinj, el cual se encuentra dentro de la fase media de la carrera de compresión, encontrándose, el tiempo sincronizado θinj en cuestión, después del tiempo sincronizado de cierre de las válvulas de admisión, IPC, y el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape, EC, para la carga muy ligera, pero antes de un centro muerto superior de la compresión TDC. En este caso, la cantidad total de carburante a ser inyectada, es la cantidad correspondiente para conseguir un factor de relación o cociente aire / carburante, ultraajustado. De una forma adicional, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido de carga estratificada, J1, provoca únicamente la excitación del primer solenoide de la válvula de inyección de carburante, 127, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección de carburante, 127, se convierta en un reducido levantamiento.

Como resultado de lo anteriormente expuesto, el carburante inyectado, se estanca, de una forma substancial, en la cavidad 112 a, de tal modo que forme, con ello, una mezcla homogénea de aire / carburante, substancialmente, solamente en el interior de la cavidad 112 a. A continuación de ello, la mezcla homogénea de aire / carburante, se comprime, iniciándose, después de ello, una carrera de combustión, en la cual se produce la autoignición o autoencendido del carburante y la combustión de éste.

De una forma correspondientemente en concordancia, incluso en una operación de carga muy ligera, en la cual, la cantidad de carburante sea pequeña, puede formarse, de una forma fidedigna, una mezcla de aire / carburante, la cual tenga una concentración lo suficientemente alta, como para producir la autoignición o autoencendido, en el interior de la cavidad 112 a, de tal forma que pueda llevarse a cabo un combustión por autoignición o autoencendido, la cual sea estable. Como resultado de ello, una región de operación, en la cual, pueda llevarse a cabo una operación de autoignición o autoencendido, se expande para cubrir a una región de carga mucho más ligera, eliminándose, con ello, la necesidad de llevar a cabo una operación de combustión mediante ignición por chispa, en tal tipo de región de carga muy ligera. Así, por lo tanto, las emisiones de NOx, pueden reducirse todavía más, y puede así, de este modo, puede incrementarse la economía (ahorro) de carburante. Así mismo, también, puesto que la cantidad de carburante la cual se encuentra presente en el exterior de la cavidad 112 a, y que no contribuye a la combustión por autoignición o autoencendido, puede reducirse, la generación de HC (hidrocarburo) no quemado, puede restringirse, y puede incrementarse o mejorarse la economía de carburante.

(Cuando el motor de combustión interna 100, se opera en la región de carga ligera / media)

Cuando el motor de combustión interna 100, se opera en la región de carga ligera / media, el medio o medios de cambio de la operación, G2, seleccionan el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido por compresión de la premezcla de carga, J2, en concordancia con el mapa de las regiones de operaciones. Así, de este modo, el motor de combustión interna 100, se opera mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, J2.

El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante compresión de la premezcla de carga, J2, forman y comprimen una mezcla homogénea de aire / carburante, en el interior de la cámara de combustión 115, para iniciar, mediante ello, la combustión del carburante, mediante autoignición o autoencendido. De una forma más específica, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la combustión de la premezcla de carga, J2, operan el motor de combustión interna, 100, procediendo a ejecutar, de una forma secuencial, las siguientes acciones (véase, a dicho efecto, la figura 21 (B)).

: o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, J2, abre las válvulas de escape 122 en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de escape, EO, para carga ligera / media, variando, el tiempo

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sincronizado de la apertura, EO, en base a la carga del motor de combustión interna 100. Con esta actuación, se inicia la carrera de escape.

(2): A continuación, se establece la comunicación de los primeros puertos de admisión, 116 y de los segundos puertos de admisión 117, con la cámara de combustión 115, en el tiempo sincronizado de apertura de los puertos de admisión, IPO. Con esta acción, se inicia una carrera de barrido. En ese momento, las válvulas de control de la admisión, 119, se controlan, de tal forma que se cierren los respectivos segundos puertos de admisión 117. De una forma correspondiente en concordancia, se genera un torbellino o remolino de aire. Así mismo, también, en esta carrera de barrido, se lleva a cabo la admisión de aire.

(3): A continuación, la comunicación de los primeros puertos de admisión, 116 y de los segundos puertos de admisión 117, con la cámara de combustión 115, se corta, en el tiempo sincronizado de cierre de los puertos de admisión, IPC. A continuación, se alcanza un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape, EC para carga ligera / media, variando, el tiempo sincronizado de cierre, EC, en base a la carga del motor de combustión interna 100, de tal forma que, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, J2, cierra las válvulas de salida 122. Con esta acción, se inicia la carrera de compresión.

(4): El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, J2, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección del carburante, 127, en una predeterminada cantidad, la cual se determina en base a la carga del motor de combustión interna 100, y la velocidad del motor, NE, en un tiempo sincronizado θinj, comprendido dentro de la fase o etapa temprana de la carrera de compresión, siendo, el tiempo sincronizado θinj, simultáneo con un el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape, EC, o ligeramente retardado con respecto a éste, para la carga ligera / media. Esto significa el hecho de que, el medo o medios de ejecución de la operación de combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, en un tiempo sincronizado de inyección de la carga ligera / media, θinj, el cual conduce a un tiempo sincronizado de inyección de la carga muy ligera, θinj, para formar, mediante ello, una mezcla homogénea de aire / carburante.

En este caso, la cantidad total de carburante a ser inyectada, es para la consecución de un factor de relación o cociente ajustado aire / carburante. De una forma adicional, en este caso, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por autoignición o autoencendido mediante la compresión de la premezcla de carga, J2, excita ambos, el primer solenoide y el segundo solenoide de la válvula de inyección del carburante, 127, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección, 127, se convierte en un alto levantamiento.

En esta etapa, el remolino o torbellino de aire, permanece fuerte. De una forma correspondientemente en concordancia, la mezcla de aire / carburante, se agita, mediante el remolino o torbellino de aire, con lo cual, la totalidad del aire el cual se encuentra presente en la cámara de combustión, 115, se utiliza para formar la mezcla homogénea de aire / carburante. La mezcla homogénea de aire / carburante, se recibe, introduciéndose en la cavidad 112 a, y continuación, ésta se comprime, iniciándose, con ello, la carrera de combustión, en la cual se produce el inicio de la autoignición, o se enciende el carburante, y se produce su combustión. Como resultado de ello, las emisiones de NOx, pueden reducirse todavía más, y puede mejorarse la eficiencia térmica (economía o ahorro del carburante).

(Cuando el motor de combustión interna 100, se opera en la región de carga alta)

Cuando el motor de combustión interna 100, se opera en la región de carga alta, el medio o medios de cambio de la operación, G2, seleccionan el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, J3, en concordancia con el mapa de las regiones de operaciones. Así, de este modo, el motor de combustión interna 100, se opera mediante el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, J3.

El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, J3, comprimen, en el interior de la cámara de combustión 115, el aire, tomado e introducido hacia el interior de la cámara de combustión 115, e inyecta el carburante al interior del aire comprimido, a partir de la válvula de inyección 127, para iniciar, mediante ello, la combustión por difusión del carburante. De una forma más específica, el medio de ejecución de la operación mediante combustión por difusión, J3, opera el motor de combustión interna 100, procediendo a ejecutar, de una forma secuencial, las siguientes acciones (véase, a dicho efecto, la figura 21 (C)).

(1): En una carrera de combustión, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión por difusión, J3, abren las válvulas de escape 122, en un tiempo sincronizado de apertura de las válvulas de escape, EO, para carga alta, variando, el tiempo sincronizado de la apertura, EO, en base a la carga del motor de combustión interna 100. Con esta actuación, se inicia la carrera de escape.

(2): A continuación, se establece la comunicación de los primeros puertos de admisión, 116 y de los segundos puertos de admisión 117, con la cámara de combustión 115, en el tiempo sincronizado de apertura de los puertos de admisión, IPO. Con esta acción, se inicia una carrera de barrido. En ese momento, las válvulas de control de la admisión, 119, se controlan, de tal forma que se cierren los respectivos segundos puertos de admisión 117.

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(3): A continuación, la comunicación de los primeros puertos de admisión, 116 y de los segundos puertos de admisión 117, con la cámara de combustión 115, se corta, en el tiempo sincronizado de cierre de los puertos de admisión, IPC. El tiempo sincronizado de cierre de de los puertos de admisión, IPC, no varía en dependencia de la carga. En otras palabras, el tiempo sincronizado de cierre de los puertos de admisión, IPC, controla el tiempo sincronizado de cierre de la válvula de admisión, ICig, el cual, si un motor de combustión interna, de válvulas en cabeza, tal y como éste se muestra en la figura 1, lleva a cabo una combustión mediante ignición o encendido por chispa, en la región de carga alta, en la cual se realiza de una forma efectiva la operación de combustión por difusión, se ajustará para los propósitos de evitar el que acontezca, de una forma excesiva, un golpeteo o detonación (es decir, el tiempo de cierre de los puertos de admisión IPC, es el tiempo sincronizado de cierre de los puertos de admisión para la carga ligera / media).

(4): A continuación, se alcanza un tiempo sincronizado de cierre de la válvula de escape, EC para carga alta, variando, el tiempo sincronizado de cierre, EC, en base a la carga del motor de combustión interna 100, de tal forma que, el medio o medios de ejecución de la operación de combustión mediante difusión, J3, cierra las válvulas de salida 122. Con esta acción, se inicia la carrera de compresión.

(5): A continuación, El medio o medios de ejecución de la operación de la combustión mediante difusión, J3, inyecta carburante, a partir de la válvula de inyección del carburante, 127, en un tiempo sincronizado de la inyección del carburante, θinj, cerca del centro muerto superior de la carrera de compresión, en el interior de la carrera de compresión en cuestión, para iniciar, con ello, la combustión del carburante, mediante difusión. La cantidad de carburante, se determina en base a la carga del motor de combustión interna 100, y la velocidad del motor, NE. De una forma adicional, en este caso, el medio o medios de ejecución de la operación de la combustión mediante difusión, J3, excita a ambos, el primer solenoide y el segundo solenoide de la válvula de inyección de carburante, 127, de tal forma que, el levantamiento de la aguja de la válvula de inyección del carburante, 127, se convierte en un alto levantamiento.

En concordancia con la configuración descrita anteriormente, arriba, puesto que el tiempo de corte de la comunicación entre la cámara de combustión 115 con los primeros puertos de admisión 116 y los segundos puertos de admisión 117, a una carga alta, es el mismo que el correspondiente a una carga ligera / media (es decir, que coincide con éste), el factor o porcentaje de compresión, no desciende de una forma demasiado importante. Como resultado de lo anteriormente expuesto, no se encuentra involucrado un excesivo golpeteo o detonación. De una forma adicional, el carburante, se quema, mediante la combustión por difusión. Así de este modo, puede llevarse a cabo un combustión estable, a un alto factor o porcentaje de combustión, de tal forma que pueda incrementarse o mejorarse el torque o par motor generado por el motor de combustión interna, 100.

Tal y como sucede en el caso el motor de combustión interna de 2 ciclos, 90, en el motor de combustión interna de 2 ciclos, 100, el gas de combustión a alta temperatura, puede utilizarse, de una forma inmediata, para incrementar la temperatura de una mezcla de aire / carburante, el cual se será sometido a la siguiente combustión, de tal forma que, la combustión por autoignición o autoencendido, pueda llevarse a cabo de una forma estable. De una forma correspondientemente en concordancia, una región de operación, en la cual se lleve a cabo una operación de combustión por autoignición o autoencendido, puede expandirse, para cubrir una región de carga ligera. Como resultado de lo anteriormente expuesto, y puesto que la combustión por autoignición o autoencendido, puede llevarse a cabo en una región práctica, las emisiones de NOx, pueden reducirse, y así, de este modo, puede mejorarse la economía o ahorro de carburante.

De una forma adicional, en la región de carga alta, se lleva a cabo el proceso de supercarga, mediante el turbocargador 150, y la combustión por difusión, facilitando, con ello la combustión, sin la involucración de un golpeteo o detonación. Como resultado a lo anteriormente expuesto, el motor de combustión interna 100, pueden generar un gran torque o par motor máximo.

Debería tomarse debida nota, en cuanto al hecho de que, en el motor de combustión interna, 100, la carrera de barrido y la carrera de admisión, se llevan a cabo de una forma simultánea. Sin embargo, no obstante, el motor de combustión interna, 100, puede configurarse de tal forma que se realice una operación de 2 ciclos, en la cual, cada 360 grados de ángulo de cigüeñal, se inicie una carrera de escape, mediante el establecimiento de la comunicación entre la cámara de combustión 115 y los puertos de escape 121, mientras que se corta la comunicación entre la cámara de combustión 115 y los puertos de admisión 116; a continuación, se inicia una carrera de barrido, mediante el establecimiento de la comunicación entre la cámara de combustión 115, y los puertos de admisión 116; A continuación, se inicia una carrera de de admisión, mediante el corte de la comunicación entre la cámara de combustión 115 y los puertos de escape 121; a continuación, se inicia una carrera de compresión mediante el corte de la comunicación entre la cámara de combustión 115 y los puertos de admisión, 116; y subsiguientemente, se inicia una carrera de combustión.

Tal y como se ha descrito anteriormente, arriba, la forma de presentación del motor de combustión interna en concordancia con la presente invención, se configura de tal forma que se lleve a cabo por lo menos una operación de combustión por autoignición o autoencendido, la cual quema una mezcla homogénea de aire / carburante, a una carga ligera, y por lo menos la operación de de combustión a una carga alta. De una forma correspondientemente en concordancia, puede mejorarse o incrementarse la economía o ahorro del carburante; las emisiones de NOx, pueden

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Claims

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